JPH04171807A - Ｘ線露光装置本体の設置方法及びその装置 - 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〕 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線を利用して露光を行うＸ線露光装置を構
成するＸ１ｍ露光装置本体の設置方法及びその装置に係
り、特にＸ線露光装置本体をその中心をＸ線放射ビーム
の光軸に高精度に調整して設置するようにしたＸ線露光
装置本体の設置方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 従来、ＬＳＩパターンを形成するには、光露光装置が一
般に用いられていたが、ＬＳＩパターンの微細化に伴っ
て、微細化されたパターンを光露光装置で形成するのは
、解像度の面で限界に近くなってきている。そこで最近
では、光露光装置よりも微細なパターンを形成すること
が可能なＸ線露光装置の開発が進められている。このＸ
線露光装置では、高輝度のＸ線源が必要とされるが、こ
のようなＸ線源としてシンクロトロンが注目されている
。

第５図は、Ｘ線源としてシンクロトロンを用いた従来の
一般的なＸ線露光装置を示す概略構成図である。

即ち、図示しないシンクロトロンから放射されたＸ線照
射ビーム１は、Ｘ線反射ミラー２で反射されて、Ｘ線露
光装置本体３に導かれる。

このＸ線露光装置本体３は、Ｘ線マスク（図示せず）を
移動可能に保持するマスクチャック４を備えたマスクス
テージ５と、半導体ウェハ（図示せず）を移動可能に保
持するウェハチャック６を備えたウェハステージ７とか
ら主に構成され、Ｘ線マスクを通して半導体ウェハの表
面にＸ線照射ビーム１を照射することにより、半導体ウ
ェハ上Ｃ゛こＸ線マスクのパターンを露光するようなさ
れている。

前記露光装置本体３、即ちマスクステージ５とウニハス
チーシフは、下部に弾性体としての空気ばね８を備えた
定盤９上に設置され、これによって床１０からの暗振動
や衝撃的外乱に対する除振対策が施されている。

ここに、シンクロトロンによって得られるＸ線照射ビー
ム１は、水平に放射されるとともに横長の線状ビームで
あるので、Ｘ線マスクのパターンを半導体ウェハ上に露
光転写する照射領域を拡大するため、シンクロトロンと
Ｘ線露光装置本体３との間にＸ線反射ミラー２を配置し
、これを上下に揺動させることによって、Ｘ線照射ビー
ム１を上下に振って矩形状の照射領域を確保している。

このため、Ｘ線反射ミラー２で反射されたＸ線照射ビー
ム１は、一般に水平面に対して２〜３″の傾きを持って
露光装置本体３に入射される。

従って、Ｘ線マスク上のパターンを半導体ウェハ上に正
確に露光転写させるためには、露光装置本体３を構成す
るマスクステージ５とウェハステージ７とを、前記Ｘ線
照射ビーム１の傾きに正確に合わせて傾斜させることに
より、Ｘ線マスクと半導体ウェハとのアライメント精度
を向上させる必要がある。

このため、従来、同図に示すように、マスクステージ５
のＸ線取入口にＸ線が照射されると光を放射するＸ線蛍
光板１１を、ウェハステージ７のウェハチャック６の前
面にも同じくＸ線蛍光板１２を夫々取付け、Ｘ線照射ビ
ーム１の照射によって生じるこの両Ｘ線蛍光板１１．１
２の光の放射状態をＩＴＶカメラ等によって観察するこ
とによって、マスクステージ５及びウェハステージ７の
位置、高さ及び傾斜を調整することが一般に行われてい
た。

（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、ＩＴＶカメラを使用し
たとしても、Ｘ線露光装置本体の設置の際の位置出しは
目視に頼らざるを得ないため、Ｘ線照射ビームの光軸と
マスクステージ及びマスクステージの中心との高精度な
位置、高さ及び傾斜の調整を行うことがかなり困難であ
るばかりでなく、この調整作業の効率が著しく悪く、し
かもＸ線照射ビームのマスクステージ及びウェハステー
ジに対する入射角を所望の値に設定することも困難であ
るといった問題点があった。

本発明は上記に鑑み、Ｘ線反射ミラーの傾斜角を最適反
射角となるよう保持した状態で、Ｘ線露光装置本体の中
心を高精度にしかも容易にＸ線照射ビームの光軸に一致
するように調整して設置できるようにしたものを提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明に係るＸ線露光装置本体
の設置方法は、Ｘ線露光装置本体の設置位置におけるＸ
！ｓ照射ビームの通過経路を該Ｘ線の強度を所定間隔離
間させた少なくとも２か所で測定して計測し、この計測
されたＸ線照射ビームの通過経路の光軸に沿って可視の
レーザ光を放射させ、このレーザ光の光軸に合わせてＸ
線露光装置本体を設置するようにしたものである。

また、上記方法に使用するＸ線露光装置本体の設置装置
は、筒状で前後両端面にＸ線放射ビームのビーム寸法と
ほぼ同じ大きさの開口部を設けるとともに、内部にピン
ホールを穿設した蓋体を前記開口部に着脱自在とした治
具本体と、この治具本体を上面に載置し６軸に移動可能
な移動台と、前記治具本体の前後両端部に配置される一
対のＸ線強度モニタと、前記Ｘ線の照射方向に沿って前
記測定治具の方向に向けて可視のレーザ光を放射するレ
ーザヘッドとを備えたものである。

（作　用） 上記のように構成した本発明によれば、Ｘ線の強度を所
定間隔離間させた複数か所で測定し両強度が等しくなっ
た時の位置を結ぶことによって、Ｘ線露光装置本体の設
置位置におけるＸ線照射ビ。

−ムの通過経路を機械的に計測し、この計測されたＸ線
照射ビームの通過経路に沿ってレーザ光を走らせ、この
レーザ光の光軸に合わせてＸ線露光装置本体を設置する
ことにより、Ｘ線照射ビームとＸ線露光装置本体との芯
出しく位置、高さ及び傾き）の調整を高精度に実現する
ことができる。

この結果、Ｘ線照射ビームとアライメント装置のアライ
メント光（レーザ光）との光軸合わせを行う際に、Ｘ線
マスクと半導体ウェハとのアライメント精度を向上させ
ることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図を参照して
説明する。

シンクロトロンから放射されたＸ線照射ビーム１は、上
記と同様に、Ｘ線反射ミラー２で反射され、水平面に対
する傾きαを約２〜３″（α−２〜３″）として、Ｘ線
露光装置本体３のマスクステージ５に向かってくるので
あるが、このＸ線照射ビーム１のＸ線反射ミラー２で反
射後のビーム寸法Ｗ１は、約１５ｍ１口〜３０１ｍ０程
度である。

そして、Ｘ線露光装置本体３、即ちマスクステージ５と
ウェハステージ７の定盤９上への設置に先立って、先ず
この設置位置に円筒状または矩形状の中空筒状で、前後
両面に上記Ｘ線照射ビーム１のビーム寸法、即ち約１５
１Ｉｍ口〜３０１０と概略一致した大きさＷ２．Ｗ２′
の開口部１３ａ＃１３ｂを備えた治具本体１３を、６軸
方向に移動可能な載置台１４の上に載置して配置する。

この治具本体１３は、その開口部１３ａ、１３ｂ間の間
隔ｇが、Ｘ線露光装置本体３の幅、即ちマスクステージ
５とウェハステージ７とを合わせた奥行き以上になるよ
うなされている。

ここに、Ｘ線照射ビーム１は、ある拡がり角を有してい
るため、前段の開口部１３ａの大きさＷ　は、Ｘ線反射
ミラー２から距離ｇ１に相当すし、また後段の開口部１
３ｂの大きさＷ２′は、同じく距離ＩＩ２に相当するよ
うなされている。

更に、治具本体１３の前段の開口部１３ａの後方及び後
段の開口部１３ｂの後方に、夫々Ｘ線強度モニタ１５．
１６を配置する。

この状態で、Ｘ線照射ビーム１を放射し、両Ｘ線強度モ
ニタ１５．１６でＸ線強度を計測し、前段のＸ線強度モ
ニター５の計測値ｖ１と、後段のＸ線強度モニター６の
計測値ｖ２とが一致（Ｖ。

−Ｖ２）するように、前記６軸方向に移動可能な載置台
１４を移動させる。

なお、上記Ｘ線強度の測定については、２か所に限定さ
れることなく３か所以上測定して測定精度を向上させて
もよく、２か所の場合でも数メートル以上離間させて用
い、距離を離すほど精度が向上することは明らかである
。

次に、第２図に示すように、前記治具本体１３の両開口
部１３ａ、１３ｂの前面及び後面に形成した凹部内に、
中央に微細なピンホール１７ａ。

１８ａを形成した蓋体１７．１８を嵌入させる。

これにより、２つのピンホール１７ａ、１８ａを結ぶ線
が、Ｘ線照射ビーム１と同軸となる。

なお、前記ピンホール１７　ａ、　　１８　ａの大きさ
Ｗ３は、下記のレーザ光１９ｇの光束寸法と同程度（≧
１關）に設定されている。

この状態で、治具本体１３の後方に配置したレーザヘッ
ド１９からレーザ光１９ａを放射させ、直角に反射させ
た後のレーザ光１９ａが上記２つのピンホール１７ａ、
１８ａを通るようにこの姿勢を調整する。これにより、
Ｘ線照射ビーム１と同軸のレーザ光（可視光）１９ａを
作ることができる。

このレーザ光１９ａの光軸は、Ｘ線照射ビーム１の位置
、蕎さ及び傾きを計測するための手段となるので、調整
後のレーザヘッド１９は半永久的に動かさない。

次に、前記レーザヘッド１９の下方に配置したオートコ
リメータ２０から後段に位置するピンホール１８ｇが形
成された蓋体１８の端面に光ビームを当て、その表示が
零になるように該オートコリメータ２０の姿勢を調整す
る。このようにして調整されたオートコリメータ２０に
よって、Ｘ線照射ビーム１に対する傾きを計測するるこ
とかできる。

以上の操作により、レーザヘッド１９及びオートコリメ
ータ２０の調整が完了し、治具本体１３を載置台１４ご
と取り外す。

次に、定盤９上にＸ線露光装置本体３、即ちマスクステ
ージ５及びウェハステージ７を設置するのであるが、こ
れをｊｆｉＢ図及び第４図を参照して説明する。

即ち、先ずマスクステージ５のマスクチャック４に反射
物体たるミラー２１を取付け、これにオートコリメータ
２０の光ビームを当て、その表示出力が零となるように
マスクステージ５をあおる。

同様に、ウェハステージ７のウェハチャック６で反射物
体たるミラー２２を吸着し、これにオートコリメータ２
０の光ビームを当て、その表示出力が零となるようにウ
ェハステージ６全体をあおる。

これにより、マスクステージ５及びウェハステージ７の
傾き調整を行うことができる。

次に、レーザヘッド１９からレーザ光１９ａを放射させ
、このレーザ光１９ａが第４図に示すように前記ミラー
２１．２２のマスクステージ５及びウェハステージ７の
夫々の中心に穿設したピンホール２１ｇ、２２ａ内を通
過するよう、マスクステージ５及びウェハステージ７の
位置と高さを調整する。

以上により、Ｘ線照射ビーム１の中心とマスクステージ
５及びウェハステージ７の中心との位置出しを行って、
これを高精度に設置することができることになる。

なお、図示の実施例では、レーザヘッド１９及びオート
コリメータ２０をウェハステージ７側に配置し、ウェハ
ステージ７側からレーザ光及び光ビームを入射するよう
にしているが、逆にレーザヘッド１９及びオートコリメ
ータ２０をマスクステージ５側に配置し、マスクステー
ジ５側からレーザ光及び光ビームを入射するようにする
こともできる。

また、前記ミラー２１．２２の内部にマスクステージ５
の中心及びウェハステージ７の中心に一致したピンホー
ル２１　ａ　＊　　２２　ａを設ける代わりに、マスク
ステージ５の中心及びウェハステージ７の中心に一致し
たピンホールを該マスクステージ５及びウェハステージ
７に設けるようにすることもできる。

〔発明の効果〕

本発明は上記のような構成であるので、Ｘ線照射ビーム
とＸ線露光装置本体の中心との位置出し、即ちＸ線露光
装置本体のＸ線照射ビームの通過経路に沿った位置、高
さ及び傾きの調整を高精度に実現することができ、これ
によって露光光であるＸ線照射ビームとアライメント光
との光軸合わせを行って、Ｘ線マスクと半導体ウェハと
のアライメント精度を向上させることができるといった
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明に一実施例を示し、第１図は
Ｘ＃！露光装置本体の設置前における全体の概略構成図
、第２図は蓋体を取付けた治具本体の縦断正面図、第３
図はＸ線露光装置本体の設置時における概略構成図、第
４図は第３図の■部拡大図、第５図は従来のＸ線露光装
置の概略構成図である。 １・・・Ｘ線照射ビーム、２・・・Ｘ線反射ミラー、３
・・・Ｘ線露光装置本体、４・・・マスクチャック、５
・・・マスクステージ、６・・・ウェハチャック、７・
・・ウェハチャック、１３・・・治具本体、１３ｇ。 １３ｂ・・・同開口部、１４・・・載置台、１５．１６
・・・Ｘ線強度モニタ、１７．１８−・・蓋体、１７ａ
。 １８ａ・・・同ピンホール、１９・・・レーザヘッド、
１９ａ・・・レーザ光、２０・・・オ、−トコリメータ
、２１．２２・・・ミラー、２１ａ、２２ａ・・・ピン
ホール。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 帛　５　囮

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｘ線露光装置本体の設置位置におけるＸ線照射ビー
   ムの通過経路を該Ｘ線の強度を所定間隔離間させた少な
   くとも２か所で測定して計測し、この計測されたＸ線照
   射ビームの通過経路の光軸に沿って可視のレーザ光を放
   射させ、このレーザ光の光軸に合わせてＸ線露光装置本
   体を設置することを特徴とするＸ線露光装置本体の設置
   方法。 ２、筒状で前後両端面にＸ線照射ビームのビーム寸法と
   ほぼ同じ大きさの開口部を設けるとともに、内部にピン
   ホールを穿設した蓋体を前記開口部に着脱自在とした治
   具本体と、この治具本体を支持して位置決め移動可能な
   移動台と、前記治具本体の前後両端部に配置される一対
   のＸ線強度モニタと、前記Ｘ線の照射方向に沿って前記
   測定治具の方向に向けて可視のレーザ光を放射するレー
   ザヘッドとを備えたことを特徴とする請求項１記載の方
   法に使用するＸ線露光装置本体の設置装置。