JPH0497513A

JPH0497513A - 光転写装置

Info

Publication number: JPH0497513A
Application number: JP2215479A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Murata; 貴比呂村田; Hideo Nagai; 秀雄永井; Yoriyuki Ishibashi; 石橋　頼幸; Toshikazu Yoshino; 芳野　寿和; Susumu Saito; 晋斉藤
Original assignee: Toshiba Corp; Topcon Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Topcon Corp
Priority date: 1990-08-15
Filing date: 1990-08-15
Publication date: 1992-03-30

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、レチクル（マスク）のパターンを投影レンズ
を介してウェハに転写する光転写装置に係わり、特に投
影レンズの光軸方向の合わせ手段の改良゛をはかった光
転写装置に関する。

（従来の技術）従来、超ＬＳＩの回路パターンを形成するには、レチク
ルのパターンを投影レンズを介してウェハ上に転写する
光転写装置が用いられている。この装置では、レチクル
に形成された多数の回路パターンが投影レンズによりウ
ェハ上に多数回露光される。この露光に先立ち、レチク
ルとウェハとの平行を保持しながら、投影レンズのピン
ト面とウェハ上面とを一致させ、またレチクル面とウニ
凸面とを共役面にする必要がある。投影レンズとウェハ
との間隔の設定を行うには、オートフォーカス・アライ
メント光学系を使用するが、この光学系は検出範囲が±
２５μｍと狭いため、投影レンズとウェハとを予めその
検出範囲内に設定しておかなければならない。また、レ
チクルの位置合わせについては、レチクルを設計位置に
設定後、転写確認等により倍率、傾き調整を行う。

第６図は従来の光転写装置を示す概略構成図であり、１
は投影レンズ、３はレンズホルダー４は架台、５は防振
台、６は架台、７はウェハテーブル系、８はレチクルテ
ーブル系、９はレチクル、１０はウェハ、１１はオート
フォーカス・アライメント光学系、１２はオフ・アキシ
ス（０ＦＦ−ＡＸ　Ｉｓ）　・アライメント光学系を示
し、また１４．１５，１６．１７はスペーサを示してい
る。

この装置では、スペーサ１４．〜１７により各部の光軸
方向の位置を変えることができる。

まず、オートフォーカス・アライメント光学系１１のウ
ェハ面上での結像位置とウェハテーブル系７のＺテーブ
ルの動作範囲の中間位置とが合うように、スペーサ１５
を調整する。次いで、オフ・アキシス・アライメント光
学系１２の対物レンズのウェハ面上での結像位置とウェ
ハテーブル系７のＺテーブルの動作範囲の中間位置とが
合うように、スペーサ１７を調整する。これにより、オ
ートフォーカス・アライメント光学系１１とオフ・アキ
シス・アライメント光学系１２の各々の結像位置を一致
させたことになる。

次いで、ウェハテーブル系７の２テーブルの位置をパラ
メータを振って順次転写を行い、投影レンズ１のピント
位置をＺテーブルの値で確認する。そのＺテーブルの値
を基にＺテーブルの動作範囲の中間位置とが投影レンズ
１のピント位置になるように、レンズホルダー３の下の
スペーサ１５を再調整する。また、転写を行った結果、
ウェハ上に形成されたパターンの形状から、投影レンズ
１とレチクル９との間隔調整による倍率調整とレチクル
９の傾き調整をスペーサ１６を使用して行う。

しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。即ち、従来の調整方法では、投影レンズ１の
ピント位置の調整にレンズホルダー３の下のスペーサ１
５を再調整するために、投影レンズ１とレチクル９との
間隔は一定に保たれるが、オートフォーカス・アライメ
ント光学系１１及びオフ・アキシス・アライメント光学
系１２とウェハ１０との間隔は変化する。このため、投
影レンズ１のピント調整を行う度に、各々のアライメン
ト光学系１１．１２を再調整しなければならない問題が
ある。そして、この再調整には非常に時間がかがり、こ
の調整期間は装置を使用できないことがら、結果として
装置の稼働率が低下することになる。

また、投影レンズ１をレンズホルダー３の嵌め合いによ
り基準位置に直接取り付けているため、ウェハに平行な
方向での位置ずれを生じる問題もある。さらに、ｉ線や
エキシマレーザを使用した光転写装置の投影レンズは、
大口径化されてきており、重量が５０ｋｇにも及ぶため
、運搬１組み込み作業は非常に困難であった。また、投
影レンズに外力を与えると、投影レンズの内部が歪むた
めに解像度が上がらない等の精度が低下する問題もあっ
た。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来の光転写装置では、投影レンズのピン
ト面とウェハ上面とが一致するようにスペーサ等を調整
すると、アライメント光学系とウェハとの間隔も変化す
るため、アライメント光学系を再調整しなければならな
い問題があった。しかも、アライメント光学系の調整に
は多大な時間が掛かることから、装置稼働率が低下する
問題があった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたちので、その目
的とするところは、アライメント光学系とウェハとの位
置関係を変えることなく、投影レンズのピント面とウェ
ハ上面とが一致するように調整することができ、装置稼
働率の向上等に寄与し得る光転写装置を提供することに
ある。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明では、レチクルに形成
されたパターンを、レンズホルダーに取り付けた投影レ
ンズを介してウェハ上に転写する光転写装置において、
前記レンズホルダーに取り付けられ、前記ウェハの位置
を測定するアライメント光学系と、前記レンズホルダー
と前記ウェハを載置する基台との間に設けられ、アライ
メント光学系とウェハとの間隔を調整するためにレンズ
ホルダーの光軸方向の位置を変える手段と、前記レンズ
ホルダーと前記投影レンズとの間に設けられ、レンズの
ピント面とウェハ上面とを一致させるようにレンズの光
軸方向の位置を変える手段とを具備してなることを特徴
としている。

（作用）本発明によれば、投影レンズとレンズホルダーとの間に
スペーサ等の調整手段を設けることにより、レンズホル
ダーに取り付けられているアライメント光学系とウェハ
上面との位置関係を変えることなく、投影レンズを光軸
方向に動かすことができる。このため、投影レンズのピ
ント面とウェハ上面とが一致するように調整しても、ア
ライメント光学系とウェハ上面との間隔の再調整を行う
必要はない。従って、アライメント光学系とウェハとの
位置関係を変えることなく、投影レンズのピント面とウ
ェハ上面とが一致するように調整することができ、これ
により装置稼働率の向上をはかることが可能となる。

また、レンズホルダーを所定の位置に固定したまま、ウ
ェハと投影レンズとの間隔の調整を行うため、投影レン
ズとアライメント光学系の光軸と転写光の光軸との位置
ずれがなくなる。

また、投影レンズは上述した調整方法を行うため、投影
レンズの上部に吊り下げ部を設けることにより、投影レ
ンズの外側に力が加わり投影レンズ内部が歪んで解像度
が上がらない等の精度が低下する問題がなくなり、安全
且つ容易に作業を行うことが可能となる。

（実施例）以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる光転写装置を示す概
略構成図である。防振台５の上には、架台４及びウェハ
テーブル系７が取り付けられ、ウェハテーブル系７の上
にウェハ１０が載置される。架台４はウェハテーブル系
７を囲むように設けられおり、この架台４の上にはスペ
ーサ１５を介してレンズホルダー３が取り付けられてい
る。レンズホルダー３の下部には、オートフォーカス・
アライメント光学系１１が取り付けられると共に、オフ
・アキシス・アライメント光学系１２がスペーサ１７を
介して取り付けられている。レンズホルダー３には、そ
の基準穴に合わせて合フランジ２が取り付けられ、レン
ズホルダー３と合フランジ２との間にはスペーサ１３が
設けられている。そして、合フランジ２の基準穴に合わ
せて投影レンズ１が取り付けられている。

レンズホルダー３の上には、レンズ１を覆うようにスペ
ーサ１４を介して架台６が取り付けられている。この架
台６の上には、スペーサ１６を介してレチクルテーブル
系８が取り付けられ、このテーブル系８の上にレチクル
９が載置されるものとなっている。また、スペーサ１３
．〜１６により、レンズホルダー３の上面１合フランジ
２の上面９架台６の上面、及びレチクルテーブル系８の
上面は、架台４の上面に対して平行となっている。

次に、各々の部品の所定間隔の調整手順について説明す
る。

まず、第２図に示すように、レンズホルダー３の下に投
影レンズ１のピント位置とウニ／’１０との間隔の設計
値でできた基準治具１８を取り付ける。そして、この基
準治具１８に従って、オートフォーカス・アライメント
光学系１１のウェハ面上での結像位置を調整する。この
調整は、オートフォーカス・アライメント光学系１１に
おける反射ミラー（光路を変えるためのミラー）の傾き
を変えることにより行う。

次いで、防振台５の上に架台４とウェハテーブル系７を
取り付ける。そして、先に調整したオートフォーカス・
アライメント光学系１１のウェハ面上での結像位置とウ
ェハテーブル系７の２テーブルの動作範囲の中間位置と
が合うように、レンズホルダー３の下のスペーサ１５を
調整する。ここで、スペーサ１５の調整とは、スペーサ
の厚みを変えることであり、具体的には異なる厚みのス
ペーサに交換することを意味する。

次いで、第３図に示すように、オフ・アキシス・アライ
メント光学系１２の対物レンズのウェハ面上での結像位
置とウェハテーブル系７のＺテーブルの動作範囲の中間
位置とが合うように、レンズホルダー３とオフ・アキシ
ス・アライメント光学系１２との間のスペーサ１７を調
整する。

次いで、投影レンズ１を合フランジ２に取り付け、合フ
ランジ２の下のスペーサ１３を介してレンズホルダー３
に取り付ける。次いで、ウェハテーブル系７の２テーブ
ルの位置をパラメータを振って順次転写を行い、投影レ
ンズ１のピント位置をＺテーブルの値で確認する。その
Ｚテーブルの値を基にＺテーブルの中間位置が投影レン
ズ１のピント位置になるように、合フランジ２の下のス
ペーサ１３を調整する。

従って、この操作では、オートフォーカス・アライメン
ト光学系１１とオフ・アキシス・アライメント光学系１
２の各々の結像位置を一致させたことになる。また、転
写を行った結果、ウェハ上に形成されたパターンの形状
から、投影レンズ１とレチクル９との間隔調整による倍
率調整とレチクル９の傾き調整を、レチクルテーブル系
８の下のスペーサ１６を使用して行う。

ここで、第５図に示すように、合フランジ２の下のスペ
ーサ１３の代わりに、押しネジ１９による間隔調整法を
用いてもよい。また、スペーサ１３による間隔調整の代
わりに、直接会フランジ２を加工して間隔調整を行う方
法を採用してもよい。

このように、投影レンズ１とレンズホルダー３との間に
スペーサ等の間隔調整手段を段ｌすることにより、オー
トフォーカス・アライメント光学系１１とオフ・アキシ
ス・アライメント光学系１２の再調整を行うことなく、
ウェハ１０と投影レンズ１の所定間隔の調整が行える。

なお、投影レンズ１の取り付けに際しては、第４図（ａ
）のように、投影レンズ１の上部に吊り下げ用のネジ穴
を設けることにより、投影レンズ１に外力を与えること
なく、安全且つ容易に運搬１組み込みが行える。また、
吊り下げ部は、第４図（ａ）以外に、同図（ｂ）のよう
に投影レンズ１の外側にネジを切る形状や、同図（ｅ）
のように溝を設けた形状であってもよい。

かくして本実施例によれば、ウェハ１０と投影レンズ１
との所定間隔の調整を投影レンズ単体で独立して行うこ
とができる。このため、オートフォーカス・アライメン
ト光学系１１とオフ・アキシス・アライメント光学系１
２の再調整を行う必要がなくなり、装置の立ち上げ時間
を大幅に短縮することができ、ひいては装置稼働率の向
上をはかることができる。また、投影レンズ１の上部に
吊り下げ部を設けているので、投影レンズ１が大口径化
しても、安全且つ容易に運搬１組み込みを行うことがで
きる利点がある。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。例えば、投影レンズとレンズホルダー
との間に設けたスペーサの代わりには、投影レンズ単体
を光軸方向に移動する機構であれば用いることができる
。

他の部分に設けたスペーサについても同様である。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、レンズホルダーと
投影レンズとの間にスペーサ等の調整機構を設けている
ので、アライメント光学系とウェハとの位置関係を変え
ることなく、投影レンズのピント面とウェハ上面とが一
致するように調整することができる。従って、投影レン
ズのピント面とウェハ上面とが一致するように調整して
もアライメント光学系を再調整する必要がなくなり、装
置稼働率の向上をはか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わる光転写装置を示す概
略構成図、第２図はオートフォーカス・アライメント光
学系の調整方法を説明するための図、第３図はオフ・ア
キシス・アライメント光学系の調整方法を説明するため
の図、第４図は投影レンズ上部の吊り下げ部の例を示す
図、第５図は本発明の他の実施例の要部構成を示す図、
第６図は従来装置を示す概略構成図である。１・・・投影レンズ、２・・・合フランジ、３・・・レンズホルダー４・・・架台、５・・・防振台、６・・・架台、７・・・ウェハテーブル系、８・・・レチクルテーブル系、９・・・レチクル、１０・・・ウェハ、１１・・・アライメント光学系（オートフォーカス）、
１２・・・アライメント光学系（オフーア亭シス）、１
３、〜，１７・・・スペーサ、１８・・・基準治具、１９・・・押しネジ。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦１υ 第２図３ＩｌＩ第１図（ａ）（ｂ）（Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レチクルに形成されたパターンを、レンズホルダ
ーに取り付けた投影レンズを介してウェハ上に転写する
光転写装置において、前記レンズホルダーに取り付けられ、前記ウェハの位置
を測定するアライメント光学系と、前記レンズホルダー
と前記ウェハを載置する基台との間に設けられ、アライ
メント光学系とウェハとの間隔を調整するためにレンズ
ホルダーの光軸方向の位置を変える手段と、前記レンズ
ホルダーと前記投影レンズとの間に設けられ、レンズの
ピント面とウェハ上面とを一致させるようにレンズの光
軸方向の位置を変える手段とを具備してなることを特徴
とする光転写装置。
（２）前記アライメント光学系は、前記ウェハ面の高さ
位置を合わせるオートフォーカス・アライメント光学系
と、前記ウェハの水平位置を前記レンズの視野とは離れ
た位置で合わせるオフ・アキシス・アライメント光学系
とからなることを特徴とする請求項１記載の光転写装置
。
（３）前記レンズの光軸方向の位置を変える手段として
、前記レンズホルダーとレンズとの間にスペーサを設け
、このスペーサの厚みを選択することを特徴とする請求
項１記載の光転写装置。