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公開番号2025091307
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-18
出願番号2023206508
出願日2023-12-06
発明の名称露光装置
出願人株式会社SCREENホールディングス
代理人個人
主分類G03F 7/20 20060101AFI20250611BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】効率的にかつ容易に光軸のズレを測定することができる技術を提供する。
【解決手段】露光装置は、ステージ2、ステージ移動機構、レーザ光源、空間光変調器510、照明光学系535、投影光学系511、撮像素子71、光軸測定部を備える。ステージは、基板Wを支持し、ステージ移動機構は、ステージをY方向へ移動させ、空間光変調器は、レーザ光源からのレーザ光を空間変調し、照明光学系は、レーザ光源からのレーザ光を空間光変調器へ結像し、投影光学系は、空間光変調器によって変調されたレーザ光を基板の露光面で結像し、撮像素子は、投影光学系に対して露光面よりも遠くに位置する観察面において、投影光学系から出射されたレーザ光を検出し、光軸測定部は、撮像素子によって検出されたレーザ光の位置を用いて、レーザ光の光軸のズレ量を測定する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
露光装置であって、
対象物を支持するステージと、
前記ステージを既定の移動方向へ移動させるステージ移動機構と、
レーザ光を出射する光源と、
前記光源からのレーザ光を空間変調する空間変調器と、
前記光源からのレーザ光を前記空間変調器へ結像する照明光学系と、
前記空間変調器によって変調されたレーザ光を前記対象物の露光面で結像する投影光学系と、
前記投影光学系に対して前記露光面よりも遠くに位置する観察面において、前記投影光学系から出射されたレーザ光を検出する光センサと、
前記光センサによって検出された、前記レーザ光の位置に基づいて、前記レーザ光の光軸のズレ量を測定する光軸測定部と、
を備える、露光装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
請求項１に記載の露光装置であって、
前記光軸測定部は、前記光センサによって検出された光量分布を用いて、前記レーザ光の位置を取得する、をさらに備える、露光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の露光装置であって、
前記光軸測定部によって測定された前記ズレ量が閾値を超えたか否かを判定する判定部、をさらに有する、露光装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の露光装置であって、
前記照明光学系からのレーザ光を反射して、前記空間変調器に入射させるミラーと、
前記ミラーの角度を調整する角度調整部と、
をさらに備える、露光装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の露光装置であって、
前記空間光変調器が回折型変調素子を有する、露光装置。
【請求項６】
請求項４に記載の露光装置であって、
前記回折型変調素子は、既定の配列方向に配列された複数の反射面を有し、
各前記反射面は、固定反射面と、前記固定反射面に対して上下に移動可能な可動反射面とを有する、露光装置。
【請求項７】
請求項５に記載の露光装置であって、
前記光センサは、前記回折型変調素子から出射された０次回折光および±１次回折光を検出可能であり、
前記ずれ量算出部は、前記光センサによって検出された、前記０次回折光および前記±１次回折光のいずれかの位置を用いて、前記ずれ量を算出する、露光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の露光装置であって、
前記投影光学系は、絞りを有しており、
前記光軸測定部は、前記光センサによって検出された前記０次回折光および前記±１次回折光の形状に基づいて前記絞りの輪郭を特定し、前記輪郭に対する前記０次回折光および前記±１次回折光のいずれかの位置を用いて、前記ズレ量を算出する、露光装置。
【請求項９】
請求項１または請求項２に記載の露光装置であって、
前記ステージは、前記対象物を支持する支持面を有し、
前記光センサが前記支持面の外縁より内側に配置されている、露光装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、露光装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば半導体ウエハやガラス基板などの基板にパターンを形成する方法として、光照射により直接描画を行う露光装置（直接描画装置）が知られている。この種の露光装置では、レジストなどの感光層が形成された基板がステージに保持され、ステージを主走査方向に移動させる。そして、ステージの主走査方向の位置に応じて、パターン光が光学ヘッドから出射されることにより、感光層に所定のパターンが描画される。また、パターンに対応したパターン光を形成するため、空間光変調素子（Spatial Light Modulator）が用いられる。ＧＬＶ（Grating Light Valve、米国シリコンライトマシーンズ社の登録商標）またはＤＭＤ（Digital Mirror Device）などの空間光変調素子は、数千ピクセルのビームのオンオフ制御が可能である。
【０００３】
露光装置における光学ヘッドは、光源と、照明光学系と、空間光変調素子と、投影光学系と、空間光変調素子を制御する制御部とを含む。サブミクロンのＬ／Ｓ（Line and Space）を露光するためには、空間光変調素子のミラー像もサブミクロンまで小さくする必要があるため、ミラー像を縮小投影する投影レンズの倍率が大きくなる。そうすると、光学系の安定性、特に光軸の角度変化が問題となる場合がある。
【０００４】
すなわち、光学系の倍率の式に従うと、例えば×１／１０倍の縮小投影レンズに入射する角度変化がΘ度の場合、露光面では倍率の逆数をかけた１０Θ度光軸が傾く。像面で光軸が傾いた場合、レジスト内の光量分布に偏りが生じることで、現像後のレジスト形状が傾いてしまい、以降の工程で不具合が発生し得る。光学系の安定性を向上させる対策も費用対効果を考慮すると限界があるため、光軸変化を監視することで露光不良を未然に防止することが望ましい。
【０００５】
光軸の傾きを検出する方法として、例えば、露光面のビームを直接観察することが行われている。具体的には、ステージに設置された、ビームを拡大観察する観察装置を、投影光学系の直下に配置し、観察装置（あるいは、投影光学系の対物レンズ）を理想光軸に平行な方向に移動させながら、ビームを撮像する。光軸が傾いていない場合、観察装置を移動させても、ビームの水平面内の位置は変化しない。これに対して、光軸が傾いていた場合には、光軸方向に観察装置を移動させると、ビームの傾きに応じて、ビームの位置が水平面内で移動する。そこで、観察装置の移動量とビームの水平面内の移動量とを用いて、光軸の傾きを計算することが可能である。また、傾きが許容範囲を超えた場合には、照明光学系と空間光変調素子間に設置されたミラーの角度調整を行うことによって、投影光学系に入射する光の光軸の傾きが正常化される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００９－１０５３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の観察装置を用いた場合、光軸の傾きを検出する度に、観察装置を上下に移動させる必要があり、測定に時間がかかり、それにより生産性が低下していた。またサブミクロンまで小さく絞られたビームを観察するためには、高分解能（高倍率）の観察装置を必要とするため、測定コストが高いという問題もあった。
【０００８】
本発明の目的は、効率的にかつ低コストで光軸のズレを測定することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、第１態様は、露光装置であって、対象物を支持するステージと、前記ステージを既定の移動方向へ移動させるステージ移動機構と、レーザ光を出射する光源と、前記光源からのレーザ光を空間変調する空間変調器と、前記光源からのレーザ光を前記空間変調器へ結像する照明光学系と、前記空間変調器によって変調されたレーザ光を前記対象物の露光面で結像する投影光学系と、前記投影光学系に対して前記露光面よりも遠くに位置する観察面において、前記投影光学系から出射されたレーザ光を検出する光センサと、前記光センサによって検出された、前記レーザ光の位置に基づいて、前記レーザ光の光軸のズレ量を測定する光軸測定部と、を備える。
【００１０】
第２態様は、第１態様の露光装置であって、前記光軸測定部は、前記光センサによって検出された光量分布を用いて、前記レーザ光の位置を取得する、をさらに備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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