JPS623280A - Diffraction grating exposure device - Google Patents
Diffraction grating exposure deviceInfo
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- JPS623280A JPS623280A JP14231885A JP14231885A JPS623280A JP S623280 A JPS623280 A JP S623280A JP 14231885 A JP14231885 A JP 14231885A JP 14231885 A JP14231885 A JP 14231885A JP S623280 A JPS623280 A JP S623280A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、レーザービームを２光束に分けて交差照射さ
せる２光束干渉法による格子状干渉縞パターンを基板上
の露光面に露光する回折格子露光装置に関するものであ
る。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a diffraction grating that exposes a lattice-like interference fringe pattern on an exposure surface of a substrate using a two-beam interference method in which a laser beam is divided into two beams and cross-irradiated. This relates to an exposure device.
（従来技術）
従来より、半導体基板表面に微小なピッチの周期的凹凸
を有する回折格子を形成するについて、格子状パターン
を露光する方法として、２光束干渉法が使用されている
（例えば、特開昭５１−１１４１４２号公報、特開昭５
７−１５０８０５号公報参照）。(Prior Art) Conventionally, two-beam interferometry has been used as a method of exposing a grating pattern to form a diffraction grating having periodic irregularities with a minute pitch on the surface of a semiconductor substrate (for example, Publication No. 51-114142, JP-A-5
7-150805).
この２光束干渉法は、基板に感光材層を形成し、この基
板を支持台に支持し、レーザービームをハーフミラ−あ
るいはハーフプリズム等の光分割手段（以下、ハーフミ
ラ−という）で２光束に分け、両レーザービームを所定
の入射角度で露光面上に両側から照射し、両レーザービ
ームが干渉して発生する格子状の干渉縞パターンを感光
材に露光するものである。上記２光束干渉における回折
格子の周期（ピッチ）は、露光面に対するレーザービー
ムの入射角すなわち露光ミラーの角度を変更することに
より可変調整できる。In this two-beam interference method, a photosensitive material layer is formed on a substrate, this substrate is supported on a support stand, and a laser beam is divided into two beams by a light splitting means such as a half mirror or a half prism (hereinafter referred to as a half mirror). Both laser beams are irradiated onto the exposure surface from both sides at a predetermined incident angle, and a lattice-like interference fringe pattern generated by interference between the two laser beams is exposed onto the photosensitive material. The period (pitch) of the diffraction grating in the two-beam interference can be variably adjusted by changing the angle of incidence of the laser beam on the exposure surface, that is, the angle of the exposure mirror.
そして、２光束干渉法による露光を行うについて、露光
面における各露光点での２光束のバランス、４すなわち
露光面の中心において両側のレーザービームの中心が一
致して両者の均等性を確保することが、得られる回折格
子の精度に影響ツる重要な要件である。つまり、両側の
露光ミラーの角度制御等によって、光軸が露光面の中心
に精度良く一致することが要求されるものである。When performing exposure using the two-beam interferometry method, the balance of the two beams at each exposure point on the exposure surface, 4. In other words, the centers of the laser beams on both sides coincide at the center of the exposure surface to ensure uniformity between the two. is an important requirement that affects the accuracy of the obtained diffraction grating. In other words, it is required that the optical axis coincides with the center of the exposure surface with high accuracy by controlling the angle of the exposure mirrors on both sides.
しかして、上記露光ミラーの角度制御等による光軸調整
は微細であり、両側の光軸を露光面の中心に一致させる
ためには露光ミラーの角度等を精密制御する必要がある
が、機械的および組付は精度等の誤差により、設定位置
に調整することが困難で良好な露光精度が得られない恐
れがある。However, the optical axis adjustment by controlling the angle of the exposure mirror is minute, and in order to align the optical axes on both sides with the center of the exposure surface, it is necessary to precisely control the angle of the exposure mirror. Also, due to errors in accuracy and the like during assembly, it may be difficult to adjust to the set position and good exposure accuracy may not be obtained.
（発明の目的〉
本発明は上記事情に鑑み、２光束干渉法によって回折格
子の干渉縞パターンを精度良く露光することができるよ
うにした回折格子露光装置を提供することを目的とする
ものである。(Object of the Invention) In view of the above-mentioned circumstances, it is an object of the present invention to provide a diffraction grating exposure device that can accurately expose the interference fringe pattern of a diffraction grating by two-beam interference method. .
（発明の構成）
本発明の回折格子露光装置は、基板装着部に両側のレー
ザービームの光■分布を測定する光量分布検出手段を備
えるとともに、上記光量分布検出手段の測定信号に基づ
いて両側のレーザービームの中心が一致するように該レ
ーザービームの光軸補正を行うコントロールユニットを
備えたことを特徴とするものである。(Structure of the Invention) The diffraction grating exposure apparatus of the present invention includes light amount distribution detection means for measuring the light distribution of the laser beams on both sides in the substrate mounting part, and also includes a light amount distribution detection means for measuring the light distribution of the laser beams on both sides based on the measurement signal of the light amount distribution detection means. The present invention is characterized in that it includes a control unit that corrects the optical axis of the laser beam so that the centers of the laser beams coincide.
（発明の効果）
本発明によれば、光量分布検出手段によって両側のレー
ザービームの光２分布を測定し、これに基づいて両側の
レーザービームの中心を求め、両側の中心が一致するよ
うに光軸補正を行うようにしたことにより、各露光点で
両側のレーザービームのバランスを向上することができ
、精度の高い露光が実施できるものである。(Effects of the Invention) According to the present invention, the light distribution of the laser beams on both sides is measured by the light amount distribution detection means, the centers of the laser beams on both sides are determined based on this, and the light beams are adjusted so that the centers of both sides coincide. By performing the axis correction, it is possible to improve the balance of the laser beams on both sides at each exposure point, and it is possible to perform exposure with high precision.
（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図は露光装置の光学系を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an optical system of an exposure apparatus.
露光装置は、露光用レーザー発振器１、露光光学系２、
露光ミラー３，４、基板１０を装着する試料台５、光量
分布検出手段６およびコントロールユニット部（図示せ
ず）を備えている。The exposure device includes an exposure laser oscillator 1, an exposure optical system 2,
It is equipped with exposure mirrors 3 and 4, a sample stage 5 on which a substrate 10 is mounted, a light amount distribution detection means 6, and a control unit section (not shown).
上記露光用レーザー発振器１としては、微細格子を形成
するためには波長の短い＠ｅ−ｃｄレーザー（波長３２
５０オングストローム）を使用する。上記露光用レーザ
ー発振器１０投光部に、レーザービームＬを遮断するイ
ンターロック用シャッター１１が設置され、発振された
レーザービームＬは露光光学系２の第１ミラー１２およ
び第２ミラー１３によって直角方向に反射され、第２レ
ンズ１５と第２レンズ１５とを有するビームエキスパン
ダーによってビーム径が拡大され、第３ミラー１７によ
ってさらに直角方向に反射され、露光用シャッター１８
を介して前記レーザー発振器１と平行に形成された露光
部分に導かれる。上記レーザー発振器１に対しては定電
圧レーザー電源（図示せず）が接続されている。As the above exposure laser oscillator 1, in order to form a fine grating, @e-cd laser (wavelength 32
50 angstroms). An interlock shutter 11 for blocking the laser beam L is installed in the projection section of the exposure laser oscillator 10, and the emitted laser beam L is directed at right angles by the first mirror 12 and second mirror 13 of the exposure optical system 2. The beam diameter is expanded by a beam expander having a second lens 15, and is further reflected in a right angle direction by a third mirror 17, and is reflected by an exposure shutter 18.
The light is guided to an exposure portion formed parallel to the laser oscillator 1 through the laser oscillator 1. A constant voltage laser power source (not shown) is connected to the laser oscillator 1.
上記露光部分では露光光学系２のハーフミラ−１９（光
分割手段）によってレーザービームＬが２光束Ｌ１．Ｌ
２に分れ、ハーフミラ−１９で反射した一方の第１光束
Ｌ１は、第４ミラー２０から、第３レンズ２１、ピンホ
ール２２、第４レンズ２３を有する一方のビームエキス
パンダーを経て第１露光ミラー３（可動ミラー）によっ
て所定の入射角θ（θは露光面の法線と露光面へ入射す
るレーザービームとのなす角）で試料台５上の基板１０
上の露光面に照射される。また、ハーフミラ−１９を透
過した他方の第２光束Ｌ２は、第５および第６ミラー２
６．２７から、同様に第３レンズ２１、ピンホール２２
、第４レンズ２３を有する他方のビームエキスパンダー
を経て第２露光ミラー４（可動ミラー）によって、前記
一方の第１光束Ｌ！とその反対側から所定の入射角θで
試料台５上の基板１０上の露光面に照射して合成される
。第１および第１露光ミラー３．４は、それぞれミラー
回動機構用のパルスモータ２４．２５の駆動によって、
回折格子の周期に対応してその角度が変更調整される。In the exposed portion, the laser beam L is divided into two light beams L1. by the half mirror 19 (light splitting means) of the exposure optical system 2. L
One of the first light beams L1, which is divided into two and reflected by the half mirror 19, passes from the fourth mirror 20 to one beam expander having a third lens 21, a pinhole 22, and a fourth lens 23, and then reaches the first exposure mirror. 3 (movable mirror) to move the substrate 10 on the sample stage 5 at a predetermined incident angle θ (θ is the angle between the normal to the exposure surface and the laser beam incident on the exposure surface).
The upper exposed surface is irradiated. Further, the other second light beam L2 transmitted through the half mirror 19 is transmitted to the fifth and sixth mirrors 2.
From 6.27, the third lens 21 and pinhole 22
, the first light beam L! is transmitted to the second exposure mirror 4 (movable mirror) through the other beam expander having the fourth lens 23. The light is irradiated onto the exposed surface of the substrate 10 on the sample stage 5 from the opposite side at a predetermined incident angle θ, and the light is synthesized. The first and first exposure mirrors 3.4 are driven by pulse motors 24.25 for mirror rotation mechanisms, respectively.
The angle is changed and adjusted in accordance with the period of the diffraction grating.
この第１露光ミラー３と第２露光ミラー４とは、対称的
な作動をし、両側の入射角θが常に同じになるようにす
る。The first exposure mirror 3 and the second exposure mirror 4 operate symmetrically so that the incident angle θ on both sides is always the same.
また、上記第１および第２光束Ｌ１．Ｌ２の光路の途中
には、各々のレーザービームを独立して遮断する光ｍ測
定用のシャッター２８．２９が介装されている。Further, the first and second light beams L1. Shutters 28 and 29 for measuring the light m are interposed in the middle of the optical path of L2 to block each laser beam independently.
一方、基板１０を着脱自在に装着する試料台５は、露光
面と垂直な方向に摺動可能に支持され、そのストローク
移動は図示しないパルスモータ等によって操作される。On the other hand, the sample stage 5 on which the substrate 10 is removably mounted is supported so as to be slidable in a direction perpendicular to the exposure surface, and its stroke movement is operated by a pulse motor or the like (not shown).
上記試料台５に装着される基板１０は、ガラス板等のベ
ース部材に貼り付けられ、露光時には表面に感光材層が
設けられている。The substrate 10 mounted on the sample stage 5 is attached to a base member such as a glass plate, and a photosensitive material layer is provided on the surface during exposure.
前記光１分布検出手段６は、上記基板１０を外した状態
の試料台５の前端面の基板装着部に設置される。この光
量分布検出手段６は、露光部の中心に取付けられた光２
および光量分布を検出する２次元イメージセンサ−３０
で構成され、その測定に基づいて露光時間を設定ブると
ともに光軸補正を行うものである。The light 1 distribution detecting means 6 is installed at a substrate mounting portion on the front end surface of the sample stage 5 with the substrate 10 removed. This light amount distribution detecting means 6 includes a light 2 installed at the center of the exposure section.
and a two-dimensional image sensor 30 that detects the light intensity distribution.
Based on the measurement, the exposure time is set and the optical axis is corrected.
上記露光装置における露光条件は、第２図に示すような
コントロールユニット３５によって制御する。このコン
トロールユニット３５は、キーボード３７およびＣＲＴ
モニター３８を備えたコンピュータ３６（中央演算処理
装置）を有し、前記光量分布検出手段６０２次元イメー
ジセンサ−３０からの測定信号が入出力インターフェー
ス回路３９を介して入力される。また、この入出力イン
ターフェース回路３９から、各ドライバ４０〜４３を介
して、第１および第２露光ミラー３．４のパルスモータ
２４．２５、試料台ストローク用のパルスモータ４４お
よび露光用シャッター１８にそれぞれ制御信号が出力さ
れる。The exposure conditions in the exposure apparatus are controlled by a control unit 35 as shown in FIG. This control unit 35 includes a keyboard 37 and a CRT.
It has a computer 36 (central processing unit) equipped with a monitor 38, and a measurement signal from the light amount distribution detecting means 60 and the two-dimensional image sensor 30 is inputted via an input/output interface circuit 39. The input/output interface circuit 39 is also connected to the pulse motors 24 and 25 of the first and second exposure mirrors 3.4, the sample stage stroke pulse motor 44, and the exposure shutter 18 via the respective drivers 40 to 43. Control signals are output respectively.
そして、上記コントロールユニット３５は、露光ミラー
３．４の角度制御により干渉縞のピッチを変更調整して
格子周期を制御する一方、この格子周期に対応して試料
台５のストローク移動を調整し、また、露光用シャッタ
ー１８の開閉作動により露光時間を制御し、さらに、光
量分布の検出に対応して、両側のレーザービームＬ１．
Ｌｚの中心が露光面の中心と一致するように、露光ミラ
ー３．４の角度を修正する光軸補正機能を有している。The control unit 35 changes and adjusts the pitch of the interference fringes by controlling the angle of the exposure mirror 3.4 to control the grating period, and also adjusts the stroke movement of the sample stage 5 in accordance with this grating period. Further, the exposure time is controlled by opening and closing the exposure shutter 18, and further, in response to the detection of the light amount distribution, the laser beams L1 on both sides.
It has an optical axis correction function to correct the angle of the exposure mirror 3.4 so that the center of Lz coincides with the center of the exposure surface.
第３図は、試料台５の基板装着部の中心に取付けられた
２次元イメージセンサ−３０の中心線を通る断面におけ
る各位置での光量分布を表したものである。なお、この
光量分布は、第１もしくは第２光束ＬｔまたはＬ２の一
方を、光ｍ測定用シャッター２８または２９で遮断した
状態で、各々の光束Ｌｌ、Ｌ２の光量分布を測定したも
のである。上記測定信号は、入出力インターフェース回
路３９を介してコンピュータ３６に入力され、ここで処
理されてＣＲＴモニター３８に露光中心Ｃに対応して表
示される。FIG. 3 shows the light amount distribution at each position in a cross section passing through the center line of the two-dimensional image sensor 30 attached to the center of the substrate mounting portion of the sample stage 5. Note that this light amount distribution is obtained by measuring the light amount distribution of each of the light beams Ll and L2 with one of the first and second light beams Lt and L2 blocked by the light m measurement shutter 28 or 29. The measurement signal is input to the computer 36 via the input/output interface circuit 39, processed there, and displayed on the CRT monitor 38 in correspondence with the exposure center C.
そして、上記測定結果から、各レーザービームＬｔ 、
１２の光量分布の中心である光量ビーク値Ｅ＋ 、Ｅ２
を、露光中心Ｃに移動させるような光軸補正を行う。こ
の光軸補正は、露光ミラー３゜４のパルスモータ２４．
２５に対する角度制御量を補正処理して行うものであり
、両側のレーザービームの中心Ｅ１．Ｅ２が露光中心Ｃ
と一致したときには、それぞれの入射角θは格子周期に
対応した所定の値となるものである。From the above measurement results, each laser beam Lt,
The light intensity peak value E+, E2 which is the center of the light intensity distribution of 12
Optical axis correction is performed to move the image to the exposure center C. This optical axis correction is carried out by the pulse motor 24 of the exposure mirror 3.4.
This is done by correcting the angle control amount for E1.25, and the center E1. E2 is the exposure center C
When they match, each incident angle θ becomes a predetermined value corresponding to the grating period.
また、この２次元イメージセンサ−３０からの信号によ
り、レーザービームのパワーに対応する検出信号が得ら
れるので、これに応じて露光時間を設定するものである
。Furthermore, since a detection signal corresponding to the power of the laser beam is obtained from the signal from the two-dimensional image sensor 30, the exposure time is set accordingly.
上記光軸補正は、光９分布の測定に対応し、キーボード
３７の操作による補正指令の入力もしくは自動で先金の
不均一を修正する方向にパルスモータ等を制御すること
によってミラー等を動かし、レーザービームを振ること
により調整するものである。The above-mentioned optical axis correction corresponds to the measurement of the light 9 distribution, and moves the mirror etc. by inputting a correction command by operating the keyboard 37 or automatically controlling a pulse motor etc. in the direction of correcting the unevenness of the tip. Adjustments are made by swinging the laser beam.
なお、前記光量分布検出手段６としては、上記実施例の
ような２次元イメージセンサ−３０を使用するほか、試
料台５の基板装着部に複数のフォトセンサーを配置し、
各フォトセンサーの検出信号から各レーザービームの光
量分布の中心を求め−るようにしてもよい。As the light amount distribution detection means 6, in addition to using the two-dimensional image sensor 30 as in the above embodiment, a plurality of photosensors are arranged on the substrate mounting part of the sample stage 5,
The center of the light intensity distribution of each laser beam may be determined from the detection signal of each photosensor.
また、光軸補正用の光量分布の測定と、露光時間設定用
の光量の測定とを、別個のセンサーで行うようにしても
よい。Further, the measurement of the light amount distribution for optical axis correction and the measurement of the light amount for setting the exposure time may be performed using separate sensors.
さらに、光ｍ分布検出手段６の検出信号に応じた光９情
報をコンピュータ３６によって画像処理し、ＣＲＴモニ
ター３８に表示する光量分布としでは、第３図のような
断面分布の表示のほか、２次元光量マツプ等の表示を行
うようにしてもよく、 ゛この表示に応じて光
量分布の異常あるいは不良を検出し、これに対処するよ
うに制御してもよい。Furthermore, the light 9 information corresponding to the detection signal of the light m distribution detecting means 6 is image-processed by the computer 36 and displayed on the CRT monitor 38. A dimensional light amount map or the like may be displayed, and an abnormality or defect in the light amount distribution may be detected in accordance with this display, and control may be performed to deal with this.
一方、光学系２の光学調整を行う際に、上記ＣＲＴモニ
ター３８の表示に基づいて、その調整を定ω的に行うよ
うにしてもよいものである。On the other hand, when performing the optical adjustment of the optical system 2, the adjustment may be made constant ω based on the display on the CRT monitor 38.
第１図は回折格子露光装置における光学系の全体構成図
、
第２図はコントロールユニットの概略ブロック図、
第３図は測定光量分布の一例を示すグラフである。
１・・・・・・露光用レーザー発振器
２・・・・・・露光光学系 ３，４・・・・・・
露光ミラー６・・・・・・光ｍ分布検出手段
１０・・・・・・基板
２４．２５・・・・・・パルスモータ
２８．２９・・・・・・シャッター
３０・・・・・・２次元イメージセンサ−３５・・・・
・・コントロールユニット３６・・・・・・コンピュー
タ
３７・・・・・・キーボードFIG. 1 is an overall configuration diagram of an optical system in a diffraction grating exposure apparatus, FIG. 2 is a schematic block diagram of a control unit, and FIG. 3 is a graph showing an example of a measurement light amount distribution. 1... Laser oscillator for exposure 2... Exposure optical system 3, 4...
Exposure mirror 6...Light m distribution detection means 10...Substrate 24.25...Pulse motor 28.29...Shutter 30... 2D image sensor-35...
... Control unit 36 ... Computer 37 ... Keyboard
Claims (4)
で２光束に分け、露光ミラーの角度調整によつて感光材
に所定の角度で両側から入射して生ずる格子状干渉縞パ
ターンを露光する回折格子露光装置であって、基板装着
部に両側のレーザービームの光量分布を測定する光量分
布検出手段を備えるとともに、上記光量分布検出手段の
測定信号に基づいて両側のレーザービームの中心が一致
するように該レーザービームの光軸補正を行うコントロ
ールユニットを備えたことを特徴とする回折格子露光装
置。(1) The exposure laser beam is divided into two beams by the light splitting means of the exposure optical system, and is incident on the photosensitive material from both sides at a predetermined angle by adjusting the angle of the exposure mirror, thereby exposing a lattice-like interference fringe pattern that is generated. The diffraction grating exposure apparatus includes light intensity distribution detection means for measuring the light intensity distribution of the laser beams on both sides in the substrate mounting part, and the centers of the laser beams on both sides coincide based on the measurement signal of the light intensity distribution detection means. A diffraction grating exposure apparatus comprising a control unit for correcting the optical axis of the laser beam.
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回
折格子露光装置。(2) The diffraction grating exposure apparatus according to claim 1, wherein the light amount distribution detecting means is a two-dimensional image sensor.
で構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の回折格子露光装置。(3) Claim 1, wherein the light amount distribution detection means is composed of a plurality of photosensors.
Diffraction grating exposure apparatus as described in .
号を受けて露光ミラーの角度制御量を修正して光軸補正
を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回
折格子露光装置。(4) The diffraction grating exposure apparatus according to claim 1, wherein the control unit corrects the angle control amount of the exposure mirror in response to a signal from the light amount detection means to correct the optical axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14231885A JPS623280A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Diffraction grating exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14231885A JPS623280A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Diffraction grating exposure device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS623280A true JPS623280A (en) | 1987-01-09 |
| JPH0323883B2 JPH0323883B2 (en) | 1991-03-29 |
Family
ID=15312565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14231885A Granted JPS623280A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Diffraction grating exposure device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS623280A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02287501A (en) * | 1989-04-28 | 1990-11-27 | Shimadzu Corp | Exposure device |
| JPH0572405A (en) * | 1991-09-11 | 1993-03-26 | Toppan Printing Co Ltd | Diffraction grating plotter |
| WO2013084906A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | Exposure device, and production method for structure |
| US10388098B2 (en) | 2014-02-07 | 2019-08-20 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Apparatus and method of processing anti-counterfeiting pattern, and apparatus and method of detecting anti-counterfeiting pattern |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP14231885A patent/JPS623280A/en active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2013084906A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | Exposure device, and production method for structure |
| JPWO2013084906A1 (en) * | 2011-12-09 | 2015-04-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Exposure apparatus and structure production method |
| US9104118B2 (en) | 2011-12-09 | 2015-08-11 | Hitachi High-Technologies Corporation | Exposure device and method for producing structure |
| US10388098B2 (en) | 2014-02-07 | 2019-08-20 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Apparatus and method of processing anti-counterfeiting pattern, and apparatus and method of detecting anti-counterfeiting pattern |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0323883B2 (en) | 1991-03-29 |
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