JPS623280A

JPS623280A - 回折格子露光装置

Info

Publication number: JPS623280A
Application number: JP14231885A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Tamura; 義和田村; Masami Yoneda; 正美米田; Takashi Nagashima; 孝長島
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-09
Also published as: JPH0323883B2

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、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。

（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）。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（実施例）以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は露光装置の光学系を示す全体構成図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

（１）露光用レーザービームを露光光学系の光分割手段
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。
（２）前記光量分布検出手段が、２次元イメージセンサ
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。
（３）前記光量分布検出手段が、複数のフォトセンサー
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。
（４）前記コントロールユニットが、光量検出手段の信
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。