JPH0444211A

JPH0444211A - 露光装置

Info

Publication number: JPH0444211A
Application number: JP2150371A
Authority: JP
Inventors: Hideo Haneda; 英夫羽田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1992-02-14

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）本発明は露光装置、特にエキシマレーザ−のようなレー
ザーを、露光装置本体とは別の架台上に設置した半導体
製造用露光装置に関するものである。

（従来の技術）近年、半導体素子、ＬＳＩ素子の回路パターンの微細化
の要求に伴い、半導体製造用の露光装置においては、遠
紫外線を発するエキシマレーザ−などの短波長レーザー
を光源として用いる露光装置か注目を集めている。しか
しながら、エキシマレーザ−なとは、それ自体非常に大
きな光源であり、種々の構成上の問題か生じる。

この問題の１つはレーザーと露光装置本体とを互いに異
なる架台上に設けなければいけない為、レーザーと露光
装置本体の相対的な振動か生じ、この振動に伴なりでレ
ーザーからのレーザービームの光軸（中心光線の光路）
と露光装置本体の光学系の光軸とか位置ずれを生ずるこ
とである。この位置すれは、装置の露光性能に直接悪影
響を及ぼす。

上記問題点を解決するため、Ｕ　Ｓ　Ｐ　４７８５１９
２ではＨｅ−Ｎｅレーザー光を、その光軸をエキシマレ
ーザ−光の光軸と合致させたまま伝播させて露光装置本
体へ２枚の可動ミラーを介して入射させ、装置本体への
Ｈｅ−Ｎｅレーザー光の入射位置をセンサーで検出しな
から、２枚の可動ミラーの角度を振り、装置本体人口で
のエキシマレーザ−ビーム位置を調整する方法か提案さ
れている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来例によるＨｅ−Ｎｅレーザー光
による位置の検出には次の点で大きな問題点があった。

その問題点は、従来例でエキシマレーザ−光の光軸の検
知、調整について、位置のずれと角度のずれとが分離さ
れて行なわれていないことである。即ち、従来例ではエ
キシマレーザ−光の光軸の位置をミラーの角度で補正を
行うため、光軸の位置合わせは可能になるが、角度ずれ
を起こしてしまう。そのため、エキシマレーザ−光の光
軸の傾きにより、被露光面上での照度や照度むらなどを
敏感に変化させてしまう光学系には使用できない。又、
装置本体の傾斜による光軸ずれは検出不能で、補正も不
能であった。

本発明は上言己従来例の欠点を考慮してなされたもので
ある。即ち、レーザービームの、露光装置本体に対する
位置と傾きの両者を個別に検出、調整できる機構を備え
た露光装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明では上記目的を達成するためエキシマレーザ−か
らの光の２次元的な光軸の位置と傾きを検出、調整する
機構を各々独立に設けるとともに、エキシマレーザ−と
光軸アライメント検出光の波長差による従来例でのミラ
ー作製の困難さを克服するため、複数の反射面を用いる
構成を持つ光軸検出系を露光装置に設けたことを特徴と
している。

又、本発明てはＨｅ−Ｎｅレーザー等の可視光、もしく
は赤外レーザー等のエキシマレーザ−とは別置きの専用
光源を設けて、露光の有無と無関係に常時エキシマレー
ザ−の光軸アライメントのチエツクが可能であるという
従来例の利点を保フている。

本発明の具体的な特徴としては、第１の架台に設置した
エキシマレーザ−やＫｒＦエキシマレーザ−等の遠紫外
線を放射するレーザーと、該第１の架台とは異なる第２
の架台に設置され、ウェハを載置する可動ステージを備
える装置本体とを有し、該レーザーからのレーザービー
ムて該ウェハを露光し、該ウェハに所定のパターンを転
写する露光装置において、前記レーザービームの光軸と
前記装置本体の光学系の光軸の、相対的な位置ずれ及び
相対的な角度ずれを個別に検圧する検出手段と、該検出
手段により検出した前記位置すれ及び角度ずれを補正せ
しめるべく前記レーザービームの光軸な調整する調整手
段とを有することを特徴としている。

そして前記調整手段は、前記レーザービームを反射せし
める可動反射鏡を有し、該反射鏡は予め決めた軸に沿っ
て並進移動すると共に該軸の回りで回動する保持部材に
て保持され、該保持部材を並進移動させることにより前
記位置ずれを補正し、該保持部材を回動させることによ
り前記角度ずれを補正している。

又、このときの前記調整手段は、前記可動反射鏡として
の第１と第２の反射鏡と前記保持部材としての第１と第
２の保持部材とを備え、該第１と第２の反射鏡か各々前
記レーザービームの光軸と直交し互いに直交する第１と
第２の軸に沿って並進移動するよう、前記第１反射鏡か
第１保持部材に保持され前記第２反射鏡か第２保持部材
に保持されている。

前記検出手段は、前記レーザービームとは波長か異なり
例えばレーザービームの波長より長く、４００ｎｍ以上
の前記レーザービームの光路とほぼ平行な光路に沿って
進む補助レーザービームを供給せしめるへ〈前記第１の
架台上に設けた補助レーザーと、該補助レーザービーム
の光軸と前ｌ己装置本体の光学系の光軸の、相対的な位
置すれ及び相対的な角度ずれを個別に検圧する為に、前
記補助レーザービームを受光するよう前記装置本体に付
設した２次元位置センサーとを有している。

又、このときの前記検出手段は、前記センサーとして第
１と第２センサーとを備え、前Ｊ己補助レーザービーム
の該第１センサー上への入射位置に広して変化する該第
１センサーがらの出力信号に基づいて前記位置ずれが検
出され、前記補助レーザービームの該第２センサー上へ
の入射位置に応して変化する該第２センサーからの出力
信号に基づいて前記角度ずれを検出している。

又、前記第１の架台上には、前記可動反射鏡を含み、前
記レーザービームと前記補助レーザービームとを前記装
置本体へ向ける伝達光学系か設けられている。

この伝達光学系は、前記補助レーザーからの補助レーザ
ービームを反射して前記装置本体へ向ける補助ミラーを
備え、該補助ミラーは、前記可動反射鏡と共に前記保持
部材で保持され、前記可動反射鏡と連動している。

この可動反射鏡はグイクロイックミラーより成り、前記
レーザービームを反射せしめて前記補助レーザービーム
を透過せしめており、前記補助ミラーは前記ダイクロイ
ックミラーを透過した前記補助レーザービームを反射せ
しめている。

又は前記補助ミラーはダイクロイックミラーより成り、
前記レーザービームを透過せしめて前記補助レーザービ
ームを反射せしめており、前記可動反射鏡は前記ダイク
ロイックミラーを透過した前記レーザービームを反射せ
しめている。

（実施例）第１図はＫｒＦエキシマレーザ−を光源とする本発明の
露光装置の全体構成図である。３のレチクルと呼ばれる
ホト原版上の回路パターンか、７て示される半導体基板
即ちウェハ上に転写される。ここでエキシマレーザ−１
１より発振されたレーザー光は１２の光軸調整部を通し
て、１て示される照明系の入射口に導入される。照明系
１を通ったレーザー光は、レチクル３の全面にほぼ均一
な照度で照射され、レチクル３上の回路パターンの縮小
像が投影レンズ系５によりウェハ７面上の感光層に投影
せしめられる。

照明系１から基礎定盤９に至る縮小投影露光装置（ステ
ッパー）本体は、マウント１０によって支持されている
。マウント１０は、ステッパー本体への床からの振動を
遮断するために、ある程度固有振動数の低い空気ハネ等
の部材で本体を支持している。

方、エキシマレーザ−１１は架台１５により支持され、
ステッパー本体とは物理的に独立に設置されている。露
光装置を構成する２つの大きな要素か各々独立に設置さ
れ、各々別個の振動を行うことかエキシマレーザ−を用
いたステッパーでの問題、ψである。

この結果、ウェハに対するステップアントリど一ト露光
のためのＸＹステージ８のステップ移動なとて、ステッ
パー本体の床面に対する位置もしくは傾きか変化した場
合には、エキシマレ−ザル光に対して照明系１の入射口
か位置ずれもしくは傾きのずれを起こしてしまい、レチ
クル３面恰つェハ７面上の明度の低下、照度ムラの発生
なと、露光性能に悪影響が比でしまう。

そこで、ここでは照明、１１に光軸ずれ検出部１４を取
り付けることにより、本体の床面に対する付置もしくは
傾きか変化し、エキシマレーザ−光に対して！′！―明
系１の入射口の位置や傾きか変化した場合に、双方のす
れ量か検出てきるようにしている。そしてすれ量が予め
定められた許容量をオーバーした場合には！告を発して
、エキシマレーザ−１１の発振をストップさせるとか、
光軸すれ検出部１４の出力にシして光軸調整部１２を駆
動し光軸合わせを行うなどの処置を行っている。

第２図は本発明の第１実施例の、エキシマレーザ−光の
光軸調整部１２、及び光軸ずれ検出部１４を含む検出機
構の構成を示した図である。

２次元的な光軸ずれ検出と光軸調整の様子を示すため、
ここでは図に示すように直交座標軸ＸＹＺを定め、又、
各軸の回りの回転成分をαβγとする。ここで、直交座
標軸ＸＹが定める平面は、ＸＹステージ８か移動する平
面と互いに平行である。

第２図の系は、エキシマレーザ−１１からのレーザー光
を、本体の照明系１に導くまでの光軸調整部と、この先
軸調整部による調整動作をモニターするための検出部１
４を備えた光軸ずれ検出機構とに分けることができる。

先ず光軸調整部１２であるか、この部分は４つの大きな
ブロックより構成されている。

第１ブロツクは、にｒＦエキシマレーザ−１１の射出口
直後にあり、エキシマレーザ−１１からのレーザー光な
Ｚ方向に反射してその先軸を９００折り曲げて上方に向
ける固定ミラー２１と、これを保持している光軸調整基
台１９を備える。このブロックには、特にレーザー光の
光軸を調整する機構は設けられていないが、本実施例で
は、ここに、後述する光軸ずれ検出用（アライメント用
）の光源２７が配置されている。

第２ブロツクは、Ｚ軸方向に延びた光軸をＸ軸方向に折
り曲げるプリズムミラー２２と、これを保持するＺγ調
整ブロック２４を備える。このＺγ調整ブロック２４は
、光軸調整基台１９に保持された２駆動アクチユエータ
４１によりＺ軸に沿って並進移動可能であるとともに、
同じように基台１９に保持されているγ駆動アクチュエ
ータ４２によって２軸と平行な軸の回りにγ方向に回転
可能となっている。プリズムミラー２２は面２２ａがに
ｒＦエキシマレーザ−！■からのレーザー光を高い反射
率で反射する特性を持っている膜で構成しである。

このように２つのアクチュエータ４１．４２を持つこと
により、光軸の位置成分であるところのＺ成分と、光軸
の傾き成分であるところのγ成分を、互いに独立して調
整可能である。

第３ブロツクは、Ｚγ調整ブロック２４に保持され、Ｚ
ｙｍ整ブロブロック２４Ｘ軸に沿って伝播してきたレー
ザー光の光軸をＹ軸方向に折り曲げる調整ミラー２３と
、これを保持するＸα調整ブロック２５を備える。

このＸα調整ブロック２５は、Ｚγ調整ブロック２４に
保持されたＸ駆動アクチュエータ４３により、Ｚγ調整
ブロック２４に対してＸ軸に沿フて並進移動可能である
とともに、同じようにＺγ調整ブロック２４に保持され
ているα駆動アクチュエータ４４により、Ｚγ調整ブロ
ック２４に対してＸ軸と平行な軸のまわりにα方向に回
転可能となっている。この２つのアクチュエータ４３．
４４により、Ｚγ調整ブロック２４と同じく、Ｘα調整
ブロック２５も光軸の位置成分であるところのＸ成分、
光軸の傾き成分であるところのα成分か独立に調整可能
である。

第４ブロツクは、Ｘα調整ブロック２５に保持されて装
置本体の照明系１にレーザー光を効率よく伝送するため
のリレーレンズ系２６である。ここでは、レンズ系２６
を前群と後群の一対のレンズ群で構成している。

光軸調整部１２を上記のような構成にすることにより、
エキシマレーザ−１１からのレーザー光は、Ｘ、Ｚ、α
、γの各成分に関して光軸を独立に調整され、本体照明
系１に効率よく正確に入射させることか可能となった。

特に本実施例では、Ｚγ調整ブロック２４．Ｘα調整ブ
ロック２５等を重ねて配置していくことにより、各成分
の独立性を達成した。

般にエキシマレーザ−は、エネルギー密度が高い遠紫外
光である。そのため耐久性のある高反射膜の製作には制
約が多く、エキシマレーザ−光と可視光、あるいは赤外
光を共に効率よく反射するミラーの製作が困難であった
。

そこで本実施例では光軸調整部１２を構成する各ミラー
２１，２２．２３の表面に形成した膜は、エキシマレー
ザ−１１からのレーザー光（波長約２４８ｎｍ）のみを
効率よく反射し、アライメント光（波長４００ｎｍ以上
）を９０％以上透過させる特性を持っているダイクロイ
ックミラーを構成する。このようにレーザー光に対する
ミラーの表面をアライメント光には透過面として使用す
ることにより、エキシマレーザ−１１からのレーザー光
の為の反射膜として最適化することか可能になる。本実
施例では、補助の、アライメント光としてＨｅ−Ｎｅレ
ーザー光を使用する。

次に、光軸ずれ検出部機構であるが、ここも光軸調整部
１２と同じく、４つのブロックより構成されている。

第１ブロツクは、光軸調整部１２の第１ブロツクに対広
するもので、光軸調整基台１９に保持されて、光軸ずれ
検出用のＨｅ−Ｎｅレーザー２７が、固定ミラー２１の
裏面側に配置されている。

ここて固定ミラー２１を透過した後のアライメント用レ
ーザー光（波長的６３３ｎｍ）かエキシマレーザ−１１
からのレーザー光の光軸に一致するようにＨｅ−Ｎｅレ
ーザー２７の姿勢と位置とか調整されている。

第２ブロツクは、Ｚ−ｆ調整ブロック２４に支持された
部分で、プリズムミラー２２の面２２ａを透過したアラ
イメント用レーザー光を内面２２ｂで２回反射させたの
ち、プリズムミラー２２から出射させるようになってい
る。プリズムミラー２２から出射するアライメント用し
−ザー光力釈前述のように、プリズムミラー２２の面２
２ａで反射するレーザー光と互いの光軸か一致するよう
に、プリズムミラー２２の面２２ａ、２２ｂの角度設定
かなされる。

第３ブロツクは、Ｘα調整ブロック２５に支持された部
分で、プリズムミラー２２からきた調整ミラー２３を透
過してきたアライメント用レーザー光を反射せしめるへ
く、調整ミラー２３と共にＸα４Ａ整ブロツク２５に同
定されているミラー２８を備える。ミラー２８で反射し
たアライメント用レーザー光かミラー２３で反射される
エキシマレーザ−光と平行な光路をたどるようにミラー
２３．２８か調整されている。そして、このアライメン
ト用レーザー光か、この光路に沿って装置本体の照明系
１に向けられる。

第４ブロツクは、光軸ずれ検出機構の核となる部分で、
装置本体照明系１に設けられた光軸ずれ検出部１４を含
んだ部分である。ミラー２８で反射されたアライメント
用レーザー光は、ハーフミラ−２９により分割され、ハ
ーフミラ−２９て反射した一方のレーザー光は結像レン
ズ３２を通り、位置検出センサ３１上へ、ハーフミラ−
２９を透過した他方のレーザー光はフーリエ変換レンズ
３４を通り、傾き検出センサ３３上に導かれる。各セン
サは、二次元ＰＳＤや二次元ＣＣＤのようにセンサ上へ
のレーザー光の入射位置の二次元的な位置（ずれ量）を
検出可能なものか使用される。このセンサー３１，３３
を設けることによりエキシマレーザ−１１からのレーザ
ー光の（光軸の）照明系１の光軸に対するＸ、Ｚ、α、
γ各成分のずれ量を独立して個別に検出することか可能
になった。

本実施例の位置検出センサ３１は、その受光面かミラー
２２の反射面２２ａとミラー２８の反射面の双方とほぼ
共役になるよう設けてあり、傾き検出センサ３３の受光
面は、これらの面と非共役かある。

光軸すれ検出用のアライメント用レーザー光は、第１〜
４ブロツクの説明から明らかなように、それかエキシマ
レーザ−光と全く同じ挙動を示すように光学系か構成さ
れているため、光軸ずれ検出機構と光軸調整部１２との
１対１対にかついており、各ずれ成分は独立性を持って
いる。光軸ずれ検出部１４のセンサ３１，３３からの出
力信号によって位置及び角度すれ量か検出されると、露
光装置のコントローラ１００へ信号か送られるか、光軸
調整を行う場合には、コントローラ１００て、検出した
各成分のすれ量に対応する光軸調整部のアクチュエータ
のドライバー１０１に与える補正駆動量を８襞に求める
ことかできる。

この結果、コントローラ１００からの信号に基づいて、
ドライバー１０１を介して光軸調整部１２のアクチュエ
ーター４１〜４４を駆動しミラー２２、ミラー２８の位
置及び角度を変えて各成分のずれを補正するようブロッ
ク２４．２５を調整し、エキシマレーザ−１１からのレ
ーザー光を本体照明系１に正確に導くことか可能となる
。

以上のように本発明では２方向の光軸調整を可能とする
ため、ミラーを各成分に対応するよう２枚配置するとと
もに、各ミラーは入射して来る光軸を中心に角度を回転
し、位置は入射光軸に平行移動できるような機構となっ
ている事を特徴としている。これにより、光軸は位置の
２成分及び傾きの２成分か独立に調整可能である。

一方、前記エキシマレーザー光の調整部に対応して、光
軸アライメントを検出するためのミラー面はエキシマレ
ーザ−光軸調整部のミラーと等価的に平行な位置にある
ように配置されている。これは本発明でミラーの製作上
の問題を解決するため、エキシマレーザ−光を反射する
面を、アライメント光が殆ど反射せずに透過面となるよ
う構成したことによっている。この先軸検出部に対応す
るミラー面もエキシマレーザ−光軸調整部のミラーと対
応して動くように構成してあり、このことによって照明
系のビーム入射口での光軸調整によるエキシマレーザ−
の移動量とアライメント光の移動量とを対応させること
を可能としている。

第３図は本発明の第二実施例の要部を第１図と同様に示
したものである。図中、第１図と同じ部材には第１図と
同一の符号を付けである。直交座標軸ｘｙｚ及び回転成
分αβγの方向も同図に示した通り、第１図と同様であ
る。

第３図の系も、エキシマレーザ−１１からのレーザー光
を本体照明系１に導くまでの光軸調整部１２と、この先
軸調整部をモニターするための光軸すれ検出部１４を備
える光軸すれ検出機構とに分けることかできる。光軸調
整部１２は第一実施例と同じく４つの大きなブロックよ
り構成されている。

第１ブロツクはエキシマレーザ−１１の射出口直後にあ
り、エキシマレーザ−１１からのレーザー光をＺ方向に
反射し、その先軸を９０°折り曲げてレーザー光を上方
に向ける固定ミラー２１と、これを保持している光軸調
整基台１９を備える。このブロックには、特にエキシマ
レーザ−光を調整する機構は設けられていないか、本実
施例ではここに後述する光軸ずれ検出用（アライメント
用）の光源２７が第一実施例と異なる形で配置されてい
る。この光源２７は、第一実施例同様Ｈｅ−Ｎｅレーザ
ーより成る。

第２ブロツクはＸ軸方向に延ひた光軸をＸ軸方向に折り
曲げる調整ミラー３５と、これを保持するＺγ調整ブロ
ック２４とを備える。このＺγ調整ブロック２４は、光
軸調整基台１９に保持されたＺ駆動アクチュエータ４１
によりＺ軸に沿って並進移動可能であるとともに、同じ
ように基台１９に保持されているγ駆動アクチュエータ
４２によってＺ軸と平行な軸のまわりにγ方向に回転可
能となっている。このように２つのアクチュエータを持
つことにより、光軸の位置成分であるところのＺ成分と
、光軸の傾き成分であるところのγ成分を、独立して調
整可能である。

第３ブロツクは、Ｚγ調整ブロック２４に保持され、Ｚ
γ調整ブロック２４からＸ軸に沿って伝播してきたレー
ザー光の光軸をＹ軸方向に折り曲げる調整ミラー２３と
、これを保持するＸα調整ブロック２５を備える。この
Ｘα調整ブロック２５は、Ｚｙ２ＪＩ整ブロッタブロッ
ク２４れたＸ駆動アクチュエータ４３により、２γ調整
ブロツク２４に対してＸ軸に沿って並進移動可能である
とともに、同しようにＺγ調整ブロック２４に保持され
ているα駆動アクチュエータ４４によりＺγ調整ブロッ
ク２４に対してＸ軸と平行な軸のまわりにα方向に回転
可能となっている。この２つのアクチュエータ４３．４
４により、Ｚγ調整ブロック２４と同じく、Ｘα調整ブ
ロック２５も光軸の位置成分であるところのＸ成分、光
軸の傾き成分であるところのα成分が独立に調整可能で
ある。

第４ブロツクは、Ｘα調整プロ・ツク２５に保持されて
、装置本体の照明系１にエキシマレーザ−１１からのレ
ーザー光を効率よく伝送するためのリレーレンズ系２６
を備える。

本実施例の光軸調整部１２を第一実施例と比へると、２
γ調整ブロツク２４のプリズムミラー２２かミラー３５
に変更された違いはあるものの、他は第一実施例とほぼ
同社の構成をもつ。

従って、第１図の場合と同じく、エキシマレーザ−１１
からのレーザー光は、その光軸のＸ。

２、α、γの各成分を独立に調整され、装置本体の照明
系１に効率よく正確に入射させることか可能である。ま
た、Ｚγ″Ａ！３ブロック２４、Ｘα調整ブロック２５
等を重ねて配置して、各成分の独立性を達成した事も同
社である。本実施例では、光軸すれ検出機構も、第１実
施例と同じように、４つのブロックより構成されている
。

第１ブロツクは、光軸調整部１２の第１ブロツクに対応
するもので、光軸調整基台１９に保持されて光軸すれ検
出用のＨｅ−Ｎｅレーザー２７が配置されている。第１
図とは異なり、アライメント用レーザー光か、固定ミラ
ー２１を通過せず、そのサイドを通り、エキシマレーザ
−１１かラル−ザー光の光軸に対して一定＋ｉＦ！離を
持ち平行な光軸に沿ってＺ方向に進むよう、レーザー２
７の位置と姿勢か調整されている。

第２ブロツクは、２γ調整ブロツク２４に支持された部
分で、光軸アライメント用ミラー３６が、その反射面か
エキシマレーザ−１１からのレーザー光を反射する調整
ずれミラー３５の反射面と同一平面上に存するように、
保持されている。そのため、光軸調整基台１９からＺγ
調整ブロック２４に入射されたアライメント用レーザー
光は、エキシマレーザ−１１からのレーザー光と光軸（
光路）を互いに平行を保ったまま、Ｚγ調整ブロック２
４から第３ブロツクに向けて出射せしめられる。

第３ブロツクは、Ｘα調整ブロック２５に支持された部
分で、そこに入射してきたミラー３６がらのアライメン
ト用レーザー光は、その反射面か調整ミラー２３の反射
面と同一平面上に存するように保持された光軸アライメ
ント用ミラー３７て反射される。Ｘα調整ブロック２５
の射出口近傍には調整ミラー２３によって光軸を９０’
折り曲げられたエキシマレーザ−１１からのレーザー光
の光軸に対してＸ方向に所定の距離離れた位置の、アラ
イメント用レーザー光の光軸近傍にどンホール３−９か
配置されている。どン本−ル３９はアライメント用レー
ザー光のヒ゛−ムサイズに比べ充分に小さく、光軸調整
機構の各可動部の移動範囲内では、アライメント用レー
ザー光かどンホールから外れることはない。Ｘα調整ブ
ロック２５から射出したアライメント用レーザー光は、
その先軸（光路）かエキシマレーザ−１１からのレーザ
ー光の光軸（光路）に対して平行で、且つ一定距離離れ
た状態で保たれる。

第４ブロツクは、装置本体の照明系１に設けられ、光軸
すれ検出部１４を備える。装置本体に入射してくるアラ
イメント用レーザー光は、ハーフミラ−２９により分割
され、ハーフミラ〜２９て反射した一方のレーザー光は
結像レンズ３２を通り、位置検出センサ３１上へ、ハー
フミラ−２９を透過した他方のレーザー光はフーリエ変
換レンズ３４を通り、傾き検出センサ３３上に導かれる
。各センサは二次元ＰＳＤや二次元ＣＣＤのようにセン
サＦへのレーザー光の入射位置の二次元的な位置（すれ
量）を検出可能なものが使用される。センサ３１，３３
を設けることによりエキシマレーザ−１１からのレーザ
ー光の光軸の装置本体の光軸に対するＸ、Ｚ、α、γ各
成分のずれ量を独立して個別に検出することが可能にな
った。

アライメント用レーザー光は、以上の説明から明らかな
ように、エキシマレーザ−１１がらのレーザー光と全く
同し挙動を示すように光学系か構成されているため、光
軸ずれ検出機構と光軸調整部１２には１対１対応かつい
ており、各成分は独立性を持っている。従って上記光軸
アライメント検出部１４のセンサ３１，３３からの出方
信号によって、位置及び角度のずれ量か検出されると、
露光装置のコントローラ１００へこれらの信号か送られ
、光軸調整を行う場合には、コントローラ１００で検出
した各成分のずれ量に対２する光軸調整部１２のアクチ
ュエータのドライバー１０１に与える補正駆動量を容易
に求めることかできる。この結果、コントローラ１００
がらの信号に基づいてドライバー１０１を介してアクチ
ュエータ４１〜４４か駆動され、エキシマレーザ−１１
からのレーザー光を、ミラー３５．２３の位置と角度を
調整することにより、照明系１に正確に導くことか可能
となるのは、第一実施例と同様である。又、本実施例で
は、アライメント用レーザー光の光軸とエキシマレーザ
−１１がらのレーザー光の光軸か完全に分離しているた
め、各ミラーの反射膜の設計に対して、特に注、意をし
なくてもよい所も特徴である。

これまでの実施例では、エキシマレーザ−とアライメン
ト用の光か共通光路を持つ場合と、持たない場合につい
て個々に例を示した。従って、これらを組み合わせれば
種々の他の実施例が可能となる。例えば、光の可逆性か
ら、位置ずれ検出用光源２７の位置と光軸ずれ検出部１
２との位置関係を、光軸調整部１２に対して反転させて
も同等の機能が達成できる。

エキシマレーザ−と装置本体との位置関係を常時モニタ
ーする手段としてエキシマレーザ−ど−ムの一部を利用
して行うことも可能である。しかしながらエキシマレー
ザ−光自体を用いることは実露光エネルギーをロスする
ことを意味している。このため、ウェハ１枚あたりの必
要パルス数が増加して露光時間が長くなるとともに、ス
ループットの低下、エキシマレーザ−のガス寿命等の短
縮、ランニンクコストのアップなどの欠点を引き起こす
。更にこの構成では、ウェハかレンズの下に待機中に光
軸アライメントのチエツクを行うような場合、不要な露
光を避けるためウェハをレンズの下から退避させるとか
、照明系内にこの目的でシャッターを設け、その開閉を
行うなどの手段を取らなくてはならない。

又、光源のＫｒＦエキシマレーザ−の１パルスあたりの
発光時間が１０〜２０ｎｓｅｃて、波長か２４８ｎｍと
紫外域であることによる制約もある。このような特殊条
件下で使用できる安価、コンパクトで且つ信頼性のある
位置検出素子は現在存在しておらず、前述のような自動
検出をするためには大掛かりな仕掛けか必要で、装置の
コスト、コンパクト化に大きな障害となっていた。

これに対して本発明によれば前述のような構成をとるこ
とにより、このような欠点を改善した露光装置を得るこ
とか′〔きる。

又、以上説明したように、エキシマレーザ−からのレー
ザー光を反射する面はエキシマレーザ−専用に使用し、
エキシマレーザ−とは異なる波長をもったアライメント
用レーザー光をエキシマレーザ−からのレーザー光の反
射面で反射させること無しに一部エキシマレーザーから
のレーザー光と光路な共有する、もしくはその先軸をエ
キシマレーザ−からのレーザー光のものと平行にセット
するなどすることてエキシマレーザ−からのレーザー光
を直接検出することなく、等価的にエキシマレーザ−か
らのレーザー光の光軸の、装置本体照明系に対する位置
及び傾きの初期状態からのすれ量を個別に検出すること
を可能とした。

又、本発明ではエキシマレーザ−からのレーザー光の光
軸調整機構の各調整成分と、光軸検出部によって検出さ
れるずれ量成分とが１対１に対応するため、検出された
ずれ量に基づいてエキシマレーザ−からのレーザー光の
光軸を容易に駆動調整することができる露光装置を達成
することができる。

尚、本発明の露光装置としては前述したステッパー以外
の、反射結像系（ミラー系）でレチクルのパターン像を
ウェハ上へ投影するタイプ、コンタクト方式、プロキシ
ミティ方式、レーザー描画方式の露光装置も、同様に通
用することができる。

又、露光用の光源としても、エキシマレーザ−以外の紫
外線レーザーが使用可能なこと、アライメント用レーザ
ーとして、Ｈｅ−Ｎｅレーザー以外の、他の例えばＨｅ
−Ｃｄレーザー等も使用可能である。

アライメント用のレーザーを使用せずに、直接、露光用
レーザーからのレーザー光の位置ずれ及び角度ずれを検
出し、補正するようにしても良い。

この他本発明においては、光軸調整部や光軸ずれ検出機
構の可動部材は、実施例に示した並進移動及び回動の双
方を行なうミラーに限定されない。例えば、並進移動を
行なう部材、回動を行なう部材を個別に配置するような
形態も採れるし、これらの部材としては、ミラーに限ら
ず、回動可能な平行平板やプリズム等種々の光学素子や
偏向器か使用可能である。

（発明の効果）以上、本発明では露光（パターン転写）に用いるレーザ
ー光の光軸の、装置本体の光学系の光軸に対する相対的
な位置すれと相対的な角度ずれを個別に検出し補正でき
るので、従来より正確に、レーザー光と装置本体との位
置合わせを行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の露光装置の全体構成図、第２図は本発
明の第一実施例の光軸調整部及び検出部を示す図、第３
図は本発明の第二実施例の光軸調整部及び検出部を示す
図である。図中、１は照明系、３はレチクル、５は投影レンズ、７
はウェハ、８はＸＹステージ、９は基礎定盤、１０はマ
ウント、１１はエキシマレーザ−５１２は光軸調整部、
１４は光軸アライメント検出部、１９は光軸調整台、２
１は立ち上げミラー、２２はプリズムミラー、２３．３
５は光軸調整ミラー、２４はＺγ調整ブロック、２５は
Ｘα調整ブロック、２６はリレーレンズ、２７は光軸ア
ライメント用レーザー、２８．３６　３７は光軸アライ
メント用ミラー、２９はハーフミラ−１３１は位置検出
センサー、３２は結像レンズ、３３は傾き検出センサー
、３４はツーリレ変換レンズ、３９はどンホール、４１
〜４４は光軸調整駆動アクチュエータ、４５は照明系ビ
ーム立ち上げミラーである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の架台に設置したレーザーと、該第１の架台
とは異なる第２の架台に設置され、ウェハを載置する可
動ステージを備える装置本体とを有し、該レーザーから
のレーザービームで該ウェハを露光し、該ウェハに所定
のパターンを転写する露光装置において、前記レーザー
ビームの光軸と前記装置本体の光学系の光軸の、相対的
な位置ずれ及び相対的な角度ずれを個別に検出する検出
手段と、該検出手段により検出した前記位置ずれ及び角
度ずれを補正せしめるべく前記レーザービームの光軸を
調整する調整手段とを有することを特徴とする露光装置
。
（２）前記調整手段は、前記レーザービームを反射せし
める可動反射鏡を有し、該反射鏡は予め決めた軸に沿っ
て並進移動すると共に該軸の回りで回動する保持部材に
て保持され、該保持部材を並進移動させることにより前
記位置ずれを補正し、該保持部材を回動させることによ
り前記角度ずれを補正することを特徴とする請求項１記
載の露光装置。
（３）前記検出手段は、前記レーザービームとは波長が
異なり前記レーザービームの光路とほぼ平行な光路に沿
って進む補助レーザービームを供給せしめるべく前記第
１の架台上に設けた補助レーザーと、該補助レーザービ
ームの光軸と前記装置本体の光学系の光軸の、相対的な
位置ずれ及び相対的な角度ずれを個別に検出する為に、
前記補助レーザービームを受光するよう前記装置本体に
付設した２次元位置センサーとを有することを特徴とす
る請求項２記載の露光装置。
（４）前記補助レーザービームの波長は、前記レーザー
ビームの波長より長いことを特徴とする請求項３記載の
露光装置。
（５）前記レーザービームは遠紫外線であることを特徴
とする請求項４記載の露光装置。
（６）前記補助レーザービームの波長λは、λ≧４００
（ｎｍ）を満たすことを特徴とする請求項５記載の露光
装置。
（７）前記レーザーはエキシマレーザーより成ることを
特徴とする請求項６記載の露光装置。
（８）前記レーザーはＫｒＦエキシマレーザーであるこ
とを特徴とする請求項７記載の露光装置。
（９）前記第１の架台上には、前記可動反射鏡を含み、
前記レーザービームと前記補助レーザービームとを前記
装置本体へ向ける伝達光学系が設けられていることを特
徴とする請求項３記載の露光装置。
（１０）前記伝達光学系は、前記補助レーザーからの補
助レーザービームを反射して前記装置本体へ向ける補助
ミラーを備え、該補助ミラーは、前記可動反射鏡と共に
前記保持部材で保持され、前記可動反射鏡と連動するこ
とを特徴とする請求項９記載の露光装置。
（１１）前記可動反射鏡はダイクロイックミラーより成
り、前記レーザービームを反射せしめて前記補助レーザ
ービームを透過せしめており、前記補助ミラーは前記ダ
イクロイックミラーを透過した前記補助レーザービーム
を反射せしめることを特徴とする請求項１０記載の露光
装置。
（１２）前記補助ミラーはダイクロイックミラーより成
り、前記レーザービームを透過せしめて前記補助レーザ
ービームを反射せしめており、前記可動反射鏡は前記ダ
イクロイックミラーを透過した前記レーザービームを反
射せしめていることを特徴とする請求項１０記載の露光
装置。
（１３）前記調整手段は、前記可動反射鏡としての第１
と第２の反射鏡と前記保持部材としての第１と第２の保
持部材とを備え、該第１と第２の反射鏡が各々前記レー
ザービームの光軸と直交し互いに直交する第１と第２の
軸に沿って並進移動するよう、前記第１反射鏡が第１保
持部材に保持され前記第２反射鏡が第２保持部材に保持
されていることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
（１４）前記検出手段は、前記センサーとして第１と第
２センサーとを備え、前記補助レーザービームの該第１
センサー上への入射位置に応じて変化する該第１センサ
ーからの出力信号に基づいて前記位置ずれが検出され、
前記補助レーザービームの該第２センサー上への入射位
置に応じて変化する該第２センサーからの出力信号に基
づいて前記角度ずれが検出されることを特徴とする請求
項３記載の露光装置。