JPH09275062A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 姿勢変動に対してリニアモータ等を使用した
アクティブダンパ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ズレても、ランアウトエラーの生じ
ない露光装置を提供する。 【解決手段】 放射光を照射するための発光部と、前記
ウエハを保持、搬送するウエハステージ部を有するステ
ッパ本体がそれぞれ別の支持系にて支持された露光装置
において、前記ウエハと前記マスクの位置合せ計測を行
うアライメント計測部、ウエハステージ部の位置計測手
段および前記マスクを前記ステッパ本体と別の支持系で
支持したことを特徴とする露光装置。

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り、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４にこのような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（特開
平３−１２０７１２号公報）の構成図を示す。

【０００５】図４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１０
７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
６を搭載して移動可能なウエハステージ、１２８はウエ
ハ１２６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（ＡＡユニッ
ト）、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、１
３０はアライナフレーム１２９が載置されるアライナベ
ース、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。また上記エ
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１２
７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１
３５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１０８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】上記構成でウエハ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１２７でマス
ク１２３とウエハ１２６の位置合わせを行い、ウエハ１
２６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１
０９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、非接触変位計１３
２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。

【００１０】ここでＸ線光軸に対するアライナ本体１０
９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ムラが発生してしまう。

【００１１】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
て露光量ムラのなようにシャッタ補正する。

【００１２】

【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
ズレ、特にステージ移動によるアライナ本体１０９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。

【００１３】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。

【００１４】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
がズレても、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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、マスクに形成されているパターンをウエハ
に焼付けるために、放射光で前記マスクを介して前記ウ
エハを露光する露光装置であって、前記放射光を照射す
るための発光部と、前記ウエハを保持、搬送するウエハ
ステージ部を有するステッパ本体がそれぞれ別の支持系
にて支持され、前記ウエハと前記マスクの位置合せ計測
を行うアライメント計測部、ウエハステージ部の位置計
測手段および前記マスクを前記ステッパ本体と別の支持
系で支持している。即ち本発明では従来アライナユニッ
ト（アライナ本体）に構成されていたＡＡユニット、マ
スクを含むマスクチャック部およびウエハステージ位置
決め用の位置計測手段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する。

【００１６】また好ましくは上記ＡＡユニットと、マス
クチャック部およびウエハステージ位置決め用の位置計
測手段を同一の支持系でかつ一体的に固定する。

【００１７】本露光装置で照射される放射光は、通常、
ウエハの露光に使用されるものであれば特に限定されな
いが本露光装置は特にシンクロトロン放射光を照射する
Ｘ線露光に好適である。

【００１８】そしてＡＡユニットには光軸に対して垂直
面内に直交する２軸方向と光軸周りの回転軸に移動可能
なＡＡステージと、光軸に対して垂直面内に直交する２
軸の軸周りの回転軸方向に移動可能なＡＡ角度調整機構
を配設し、さらに光軸とＡＡ光軸の相対ズレを随時計測
できるＳＲ光軸モニタを併設している。もちろん上記Ａ
Ａユニットとマスクチャック部、ウエハステージ位置決
め用の位置計測手段は一体的に固定されているのでＡＡ
ステージ駆動時、ＡＡ角度調整時には３者一体で移動す
る。

【００１９】上記構成により、ウエハステージ移動によ
るアライナ本体の姿勢変動が発生しても光軸とＡＡ光軸
は支持系が別なので姿勢が変動することはなく、ランア
ウトエラーは生じない。さらにウエハステージ位置決め
用の位置計測手段をアライナ本体と別支持系で構成する
ことにより、アライナ本体の姿勢変動が発生してもその
変化量を前記ウエハステージ位置決め用の位置計測手段
で随時計測し、ウエハステージにフィードバックでき
る。

【００２０】いうまでもなく、ウエハステージの補正時
間は、応答性がよ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。

【００２１】したがってアライナ本体の姿勢変動が発生
しても光軸とＡＡ光軸の位置関係にはまったく影響しな
い。また、これらとウエハの位置関係にもほとんど影響
しない。

【００２２】さらに光軸側がズレても、光軸のＡＡユニ
ット（光軸）に対するズレを随時計測できるＳＲモニタ
で検知し、ＡＡユニットのＡＡ角度調整機構やＡＡステ
ージ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。
もちろんＡＡユニットの補正駆動を行うことによるＡＡ
ユニットとマスク、ウエハの関係については、ＡＡユニ
ットとマスクチャック部、ウエハステージ位置決めよう
の位置計測手段を一体的に固定していることにより、３
者の位置関係がずれることはない。言い替えればウエハ
ステージ位置決め用の位置計測手段を光軸基準で設置し
ているので光軸側がズレてもウエハステージとの関係が
ずれることはない。

【００２３】

【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１０４を放射する。

【００２４】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１０９に入射される。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】ビームライン・ＡＡ固定架台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とを取り付けるためのＡＡフレームであ
り、シャッタユニット１１５、ＡＡユニット１３９とマ
スクチャック１２５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お
り、アライナ本体１０９と柔軟に接続するベローズａ１
４４でアライナ本体１０９に連通している。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。

【００２８】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、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・ＡＡ固定架台１４５に
支持されている。

【００２９】１０９はアライナ本体である。１３９はＡ
Ａフレーム１４３に支持され、露光光軸に対して直交す
る２軸の軸周り回転方向（ωｘ，ωｙ）に駆動可能なＡ
Ａチルトステージ１４７、および露光光軸に対して直交
する２軸方向（Ｘ，Ｙ）とＸ線光軸の軸周り回転方向
（ωｚ）に移動可能なＡＡステージ１５６上にＡＡ固定
部材１５７を介して配設されたオートアライメントユニ
ット（以後ＡＡユニット）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。

【００３０】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、１２５はマスク１２３を
保持するためのマスクチャックであり、前記ＡＡ固定部
材１５７に支持されていることでＡＡユニット１３９と
一体的に固定されている。

【００３１】１２６はマスク１２３の像を転写しようと
するウエハ、１２８はウエハ１２６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、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
である。ウエハ６軸ステージ１４２の位置検出手段であ
るレーザ干渉計１４８はＸ，Ｙ，ωｘ，ωｙ，ωｚを計
測し、ＡＡ固定部材１５７の延長部材である干渉計固定
部材１５８に固定されている。

【００３２】レーザ干渉計１４８の計測対象面である干
渉計ミラー１５０はウエハ６軸ステージ１４２上に固定
されている。レーザを出力するレーザヘッド１５９はＡ
Ａフレーム１４３に支持され、ベローズａ１４４と同様
の構成でアライナ本体１０９と柔軟に接続するベローズ
ｃ１４９の連通部に光ファイバケーブル１６０を通して
レーザ干渉計１４８に接続している。レーザ干渉計１４
８およびレーザヘッド１５９が上記構成にて設置されて
いることにより、ＡＡユニット１３９およびマスク１２
３と一体的に固定されている。ここでレーザ干渉計１４
８とＡＡユニット１３９およびマスク１２３の一体的な
固定は、ネジ締付け等の機械的固定が望ましいが、例え
ばレーザ干渉計１４８にＡＡステージ１５６、ＡＡチル
トステージ１４７と同等のレーザ干渉計用ステージ（不
図示）を別の支持系から構成し、ＡＡユニット１３９と
の相対位置関係がずれないように前記レーザ干渉計用ス
テージを制御して、見かけ上ＡＡユニット１３９とレー
ザ干渉計１４８が一体的に移動（同期）する構成でもよ
い。ただし制御系が多少複雑になる。

【００３３】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
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。

【００３４】１４６ａはＳＲ光軸モニタを２地点に配置
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２
ミラー１０６で発散した直後の光軸を挟み込むようにミ
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光軸ズレ（ＸＹ、チルト方
向）監視を可能にしている。

【００３５】１２９はウエハ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ＡＡフレームと連通
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。

【００３６】１３０はアライナフレーム１２９が載置さ
れるアライナベース、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。上記構成でウエハ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の位置合せを行い、ウエハ１２
６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、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、つまりＳＲ光源ユニット１０
０とミラーユニット１１３を経たＸ線光軸とアライナ本
体１０９の基準姿勢とのズレに対して、以下に示す解決
手段を講じている。

【００３７】まずアライナ本体１０９の姿勢変動（特に
ステージ移動による）については、ウエハ６軸ステージ
１４２の位置検出手段であるレーザ干渉計１４８をアラ
イナ本体１０９と別支持系で構成したことにより、姿勢
変動分はステージ位置ずれとして現われる。

【００３８】しかし通常、ステージ位置決めは位置検出
手段であるレーザ干渉計１４８での位置決めフィードバ
ック制御を使用しているので姿勢変動による位置ずれ分
は随時ウエハ６軸ステージ１４２にて補正される。

【００３９】したがってアライナ本体の姿勢変動が発生
してもＸ線光軸とＡＡ光軸の位置関係にはまったく影響
しない。また、これらとウエハの位置関係にもほとんど
影響しない。

【００４０】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に対して姿勢変動した場合（照明光１０８の
光軸変動）については、一方をミラーユニット１１３に
併設したＳＲ光軸モニタ１４６ｂと、一方をＡＡユニッ
ト１３９に併設したＳＲ光軸モニタ１４６ａでＳＲ光軸
のズレ量を検知、そのズレ量を元にＡＡステージ１５６
およびＡＡチルトステージ１４７を駆動して、ずれたＸ
線光軸側（照明光１０８）に合せ込む。

【００４１】ＡＡユニット１３９、マスク１２３および
レーザ干渉計１４８は一体的に固定しているのでこの補
正により、レーザ干渉計１４８とウエハ６軸ステージ１
４２の位置関係がずれることになるが、上述したように
ステージ位置決めは位置検出手段であるレーザ干渉計１
４８での位置決めフィードバック制御を使用しているの
でウエハ６軸ステージ１４２もＡＡユニット１３９の移
動に追従していく。

【００４２】またＡＡユニット１３９をＸ線光軸（照明
光１０８）のずれに合わせ込んだことにより、シャッタ
ユニット１１５と露光位置（ＡＡユニット１３９、マス
ク１２３、ウエハ１２６の露光ショット位置）の関係が
ずれるが、その分（Ｙ方向）は露光位置の移動に応じ
て、露光量補正を行うシャッタアパーチャ１２１，１２
２の開口駆動原点を移動させることで、露光位置が移動
しても均一な露光量補正を可能にしている。

【００４３】ここでＸ線光軸の光軸周りのずれについて
は、記載を省略しているが、必要であればＡＡステージ
１５６に光軸周り（ωｚ）の自由度、そしてシャッタユ
ニット１１５にも光軸周り（ωｚ）の自由度を構成し、
他の軸と同様にＸ線光軸のずれに対してそれぞれを合せ
込めば良い。したがってＸ線光軸側（照明光１０８）の
姿勢変動が発生してもＸ線光軸とＡＡ光軸、ウエハの位
置関係にはまったく影響しない。

【００４４】なお、本実施形態ではマスク１２３とウエ
ハ１２６の支持系を分離したので両者の間隔（Ｚ方向）
を一定に保たなければならないが、この両者の間隔（Ｚ
方向）を測定する計測手段を図３に示す。

【００４５】同図において図１と同じ構成部分は説明を
省略する。

【００４６】１６１ａはマスクチャック１２５に固定さ
れ、マスク１２３とウエハ１２６のギャップ計測を非接
触で行うギャップセンサＡであり、傾き分を考慮するた
めに、ある間隔で複数個（例えば３個）配設されてい
る。

【００４７】同図において、１６１ｂはさらにもう一つ
のマスク、ウエハ管の間隔測定手段であり、ＡＡフレー
ム１４３に固定され、ＡＡフレーム１４３とアライナフ
レーム１２９のギャップ計測を非接触行うギャップセン
サＢであり、傾き分を考慮するために、ある間隔で複数
個（例えば３個）配設されている。

【００４８】図３には、２つのセンサを設ける態様を記
載しているが、もちろんこれらのギャップセンサ１６１
ａ，１６１ｂは上記間隔測定手段の一例であり、どちら
か片方でもよい。

【００４９】１６２はアライナフレーム１２９をＺ方向
に駆動するためのアライナＺステージである。

【００５０】上記構成でギャップセンサＡ１６１ａ（ま
たはギャップセンサＢ１６１ｂ）はウエハ１２６とマス
ク１２３のＺ方向間隔（またはＡＡフレーム１４３とア
ライナフレーム１２９のＺ方向間隔）を常時監視し、例
えばウエハ６軸ステージ１４２のＸＹステップ移動等で
両者のＺ方向間隔に変動があればその変動分をコントロ
ーラー１６３を介してウエハ６軸ステージ１４２のＺス
テージにフィードバックすることにより、両者の間隔
（Ｚ方向）を一定に保つことができる。フィードバック
駆動については上記したウエハ６軸ステージ１４２の他
に図３で追加したアライナＺステージ１６２を使用して
もよい。

【００５１】図２に本発明の他の実施形態に係るアライ
ナの構成を示す。同図においてＳＲ光源ユニット１００
やミラーユニット１１３等の図１と同じ構成部分は説明
を省略する。

【００５２】１５１はビームライン固定架台であり、ミ
ラーチャンバ１１０とアライナ本体１０９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１３４，１
３５を支持している。

【００５３】１５２はＡＡユニット１３９、シャッタユ
ニット１１５等をアライナフレーム１２９外で支持して
いるＡＡ架台であり、アライナフレーム１２９内に構成
したＡＡユニット１３９、シャッタユニット１１５等を
支持ロッド１５３を介して支持している。支持ロッド１
５３はアライナフレーム１２９内の雰囲気を維持し、か
つアライナフレーム１２９の振動をＡＡ架台１５２に伝
達させないため、非接触で導入口と支持ロッド１５３と
のすき間を磁性流体シール１５５でシールしている。

【００５４】ＡＡユニット１３９、シャッタユニット１
１５、マスク１２３、マスクチャック１２５、ウエハ６
軸ステージ１４２の位置検出手段であるレーザ干渉計１
４８、レーザヘッド１５９、および光ファイバケーブル
１６０はすべてＡＡステージベース１５４上に一体的に
固定され、前記ＡＡステージベース１５４は支持ロッド
１５３に配設された露光光軸に対して直交する２軸の軸
周り回転方向（ωｘ，ωｙ）に駆動可能なＡＡチルトス
テージ１４７、および露光光軸に対して直交する２軸
（Ｘ，Ｙ）とＸ線光軸周りの回転方向（ωｚ）に移動可
能なＡＡステージ１５６上に固定されている。

【００５５】上記アライナフレーム１２９はウエハ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
でかつ、ウエハ６軸ステージ１４２はもちろんのこと前
記した支持ロッド１５３上のユニットを所望の雰囲気に
保つことが可能なチャンバ構成となっている。

【００５６】上記構成で、図１の実施形態１と同様にＳ
Ｒ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ズレに
対して、以下に示す解決手段を講じている。

【００５７】まずアライナ本体１０９の姿勢変動（特に
ステージ移動による）については、図１の実施形態１と
同様、ウエハ６軸ステージ１４２の位置検出手段である
レーザ干渉計１４８をアライナ本体１０９と別支持系で
構成したことにより、姿勢変動分はステージ位置ずれと
して、随時ウエハ６軸ステージ１４２にて補正（制御）
される。

【００５８】次にＳＲ光源ユニット１００とミラーユニ
ット１１３等のＸ線光軸側（照明光１０８）がアライナ
本体１０９に対して姿勢が変動した場合（照明光１０８
の光軸変動）についても、図１の実施形態１と同様に、
ＳＲ光軸モニタ１４６ａ，１４６ｂでＳＲ光軸ズレを検
知、そのズレ量を元にＡＡステージ１５６およびＡＡチ
ルトステージ１４７を駆動して、ＡＡユニット１３９を
ずれたＸ線光軸（照明光１０８）に合わせ込む。

【００５９】ここで本実施形態では、シャッタユニット
１１５をＡＡユニット１３９と一体的に固定したことに
より、シャッタユニット１１５も常にＸ線光軸（照明光
１０８）と露光位置（ＡＡユニット１３９、マスク１２
３、ウエハ１２６の露光ショット位置）に合わせ込まれ
る。したがって実施形態２では、シャッタユニット１１
５と前記露光位置の関係がずれることがないため、実施
形態１で行ったシャッタアパーチャ（１２１，１２２）
の開口駆動原点の移動を省略することができ、制御系を
簡略化することができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明は上述の通り、ＳＲ光源ユニット
１００、ミラーユニット１１３、およびアライナ本体１
０９がすべて別の支持系で構成されていることによる３
者の相対位置変動がＸ線光軸側（照明光１０８）とアラ
イナ本体１０９の各々でズレてもランアウトエラーや露
光ムラが増加せず、かつスループット（チップコスト）
への影響を極力抑え、装置コスト的にも低価格なＸ線露
光装置が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るＸ線アライナの構成
図である。

【図２】 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３】 図１のＸ線アライナの詳細説明図である。

【図４】 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：ビ
ームライン・ＡＡ固定架台、１４６：ＳＲ光軸モニタ、
１４７：ＡＡチルトステージ、１４８：レーザ干渉計、
１４９：ベローズｃ、１５０：干渉計ミラー、１５１：
ビームライン固定架台、１５２：ＡＡ架台、１５３：支
持ロッド、１５４：ＡＡステージベース、１５５：磁性
流体シール、１５６：ＡＡステージ、１５７：ＡＡ固定
部材、１５８：干渉計固定部材、１５９：レーザヘッ
ド、１６０：光ファイバケーブル、１６１：ギャップセ
ンサＡ，Ｂ、１６２：アライナＺステージ、１６３：コ
ントローラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクに形成されているパターンをウエ
   ハに焼付けるために、放射光で前記マスクを介して前記
   ウエハを露光する露光装置であって、前記放射光を照射
   するための発光部と、前記ウエハを保持、搬送するウエ
   ハステージ部を有するステッパ本体がそれぞれ別の支持
   系にて支持され、 前記ウエハと前記マスクの位置合せ計測を行うアライメ
   ント計測部、ウエハステージ部の位置計測手段および前
   記マスクを前記ステッパ本体と別の支持系で支持したこ
   とを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記ウエハステージ部の位置計測手段は
   前記マスクが計測基準となるように前記マスクと同一の
   支持系でかつ一体的に固定した請求項１記載の露光装
   置。
3. 【請求項３】 前記放射光はシンクロトロン発光部から
   のＸ線であることを特徴とする請求項１〜２のいずれか
   に記載の露光装置。