JPH07283115A - Scanning aligner - Google Patents
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- JPH07283115A JPH07283115A JP6073097A JP7309794A JPH07283115A JP H07283115 A JPH07283115 A JP H07283115A JP 6073097 A JP6073097 A JP 6073097A JP 7309794 A JP7309794 A JP 7309794A JP H07283115 A JPH07283115 A JP H07283115A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
液晶表示基板等をフォトリソグラフィ工程で製造する場
合のように、大面積のパターンを感光基板上に露光する
際に使用して好適な走査型露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is suitable for use in exposing a large-area pattern onto a photosensitive substrate, such as a semiconductor device or a liquid crystal display substrate manufactured by a photolithography process. The present invention relates to a mold exposure apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば大型の液晶パネル(液晶表示基
板)又は大面積の半導体素子等を高いスループットで製
造するために、マスク(フォトマスク又はレチクル等)
上のスリット状(長方形状、円弧状等)の照明領域を照
明し、その照明領域に対して短辺方向にマスクを走査
し、その照明領域と共役な露光領域に対してフォトレジ
ストが塗布されたプレート(ガラスプレート又は半導体
ウエハ等)を同期して走査することにより、マスク上の
パターンを逐次プレート上に露光する走査型露光装置が
注目されている。2. Description of the Related Art For example, a mask (photomask or reticle) is used to manufacture a large-sized liquid crystal panel (liquid crystal display substrate) or a large-area semiconductor device with high throughput.
The upper slit-shaped (rectangular, arc-shaped, etc.) illumination area is illuminated, the mask is scanned in the short side direction with respect to the illumination area, and photoresist is applied to the exposure area conjugate with the illumination area. Attention has been focused on a scanning type exposure apparatus that sequentially exposes a pattern on a mask onto a plate by synchronously scanning a plate (a glass plate or a semiconductor wafer).
【0003】斯かる走査型露光装置においては、照明光
学系及び投影光学系が所定のベースに固定され、このベ
ースに対して移動自在に配置された走査用のステージ上
にマスク及びプレートが載置されていた。そして、その
ベースに対してその走査用のステージを介してマスク及
びプレートをそれぞれ所定の走査方向に走査することに
より、マスクのパターンが逐次プレート上に転写されて
いた。この場合、走査露光中にそのベースに対する走査
用のステージの傾斜角が変化すると、プレート上に露光
されるパターンが横ずれするため、プレート上に露光さ
れるパターンの解像度及び精度が悪化する。そのため、
ベースに対する走査用のステージの案内精度は高精度に
維持されている必要があった。In such a scanning type exposure apparatus, an illumination optical system and a projection optical system are fixed to a predetermined base, and a mask and a plate are placed on a scanning stage movably arranged with respect to the base. It had been. Then, by scanning the mask and the plate in the predetermined scanning direction with respect to the base via the scanning stage, the pattern of the mask is sequentially transferred onto the plate. In this case, if the tilt angle of the scanning stage with respect to the base changes during scanning exposure, the pattern exposed on the plate laterally shifts, and the resolution and accuracy of the pattern exposed on the plate deteriorate. for that reason,
The guiding accuracy of the scanning stage with respect to the base needs to be maintained at high accuracy.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
走査型露光装置においては、プレート上に露光されるパ
ターンの解像度及び精度はステージの案内精度に依存し
ていた。これに関して、最近、液晶パネル等の高集積化
に伴い、プレート上に露光されるパターンの解像度及び
精度をより向上させることが求められている。しかしな
がら、解像度及び精度を向上させるために走査用のステ
ージの案内精度を今以上に高めると、装置全体の製造コ
ストが高くなり実用的ではなくなるという不都合があっ
た。As described above, in the conventional scanning type exposure apparatus, the resolution and accuracy of the pattern exposed on the plate depended on the guide accuracy of the stage. In this regard, recently, with the high integration of liquid crystal panels and the like, it has been required to further improve the resolution and accuracy of the pattern exposed on the plate. However, if the guide accuracy of the scanning stage is further increased to improve the resolution and accuracy, the manufacturing cost of the entire apparatus becomes high, which is not practical.
【0005】また、高集積化と共に、液晶パネル等の大
面積化も求められている。しかしながら、大面積のマス
ク及びプレートを高い案内精度で安定に走査するのは困
難であり、従来の走査露光方式では高い解像度及び精度
で露光できるパターンの面積に限界があった。更に、走
査用のステージの案内精度を高精度に維持するために
は、走査用のステージの走査速度をあまり速くできない
ことから、露光工程のスループットの向上が困難である
という不都合もあった。Further, along with high integration, it is required to increase the area of a liquid crystal panel or the like. However, it is difficult to stably scan a large area mask and plate with high guiding accuracy, and the conventional scanning exposure method has a limit in the area of a pattern that can be exposed with high resolution and accuracy. Further, in order to maintain the guiding accuracy of the scanning stage with high accuracy, the scanning speed of the scanning stage cannot be increased so much, and it is difficult to improve the throughput of the exposure process.
【0006】また、従来のように走査用のステージの案
内精度に依存した方式では、例えばウエハローダ系又は
レチクルローダ系等で発生した振動により走査用のステ
ージのベースに対する相対的な傾斜角が変化した場合
に、露光されるパターンの解像度又は精度が部分的に悪
化して製造される液晶表示基板等の歩留まりが悪化する
恐れがあった。即ち、振動等の外乱に弱いという不都合
があった。Further, in the conventional method that depends on the guide accuracy of the scanning stage, the relative tilt angle of the scanning stage with respect to the base changes due to the vibration generated in, for example, the wafer loader system or the reticle loader system. In this case, the resolution or accuracy of the exposed pattern may be partially deteriorated, and the yield of manufactured liquid crystal display substrates or the like may be deteriorated. That is, there is an inconvenience that it is vulnerable to disturbance such as vibration.
【0007】本発明は斯かる点に鑑み、走査用のステー
ジの案内精度に依存することなく、且つ外乱に影響され
ることなく安定に、プレート上に高い解像度及び精度で
マスクのパターンを露光できる走査型露光装置を提供す
ることを目的とする。In view of the above point, the present invention can stably expose a pattern of a mask on a plate with high resolution and accuracy without depending on the guiding accuracy of a scanning stage and without being affected by disturbance. An object is to provide a scanning type exposure apparatus.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明による走査型露光
装置は、例えば図1〜図3に示すように、マスク(2)
上のパターンを所定形状の照明領域で照明する照明光学
系(1a〜1d)と、マスク(2)上のパターンを通過
した光束を実質的に等倍且つ正立正像で感光基板(W)
上に投影する投影光学系(3a〜3e)と、そのマスク
を載置し水平方向に移動自在なマスクステージとその感
光基板を載置し水平方向に移動自在な感光基板ステージ
とを一体的に保持し、その照明領域に対して所定の走査
方向に移動するフレーム(6)と、を備え、そのマスク
上のパターンを逐次その感光基板上に露光する走査型露
光装置において、投影光学系(3a〜3e)のフレーム
(6)に対する相対的な傾きを検出する傾斜状態検出手
段(13A〜15A,11)と、この傾斜状態検出手段
の検出結果に基づいて、そのマスクステージとその感光
基板ステージとの少なくとも一方の位置を調整する調整
手段(7〜9)と、を有するものである。A scanning type exposure apparatus according to the present invention includes a mask (2) as shown in FIGS. 1 to 3, for example.
An illumination optical system (1a to 1d) that illuminates the upper pattern with an illumination region of a predetermined shape, and a light-sensitive substrate (W) that is an erect image with substantially equal magnification of the light flux that has passed through the pattern on the mask (2).
A projection optical system (3a to 3e) for projecting upward, a mask stage on which the mask is mounted and movable in the horizontal direction, and a photosensitive substrate stage on which the photosensitive substrate is mounted and movable in the horizontal direction are integrally formed. A scanning type exposure apparatus which holds a frame (6) that moves in a predetermined scanning direction with respect to the illumination area and sequentially exposes the pattern on the mask onto the photosensitive substrate. To 3e) tilt state detecting means (13A to 15A, 11) for detecting a relative tilt with respect to the frame (6), and the mask stage and the photosensitive substrate stage thereof based on the detection result of the tilt state detecting means. Adjusting means (7 to 9) for adjusting the position of at least one of the above.
【0009】この場合、その傾斜状態検出手段の一例
は、被検知部材(11)とこの被検知部材の傾斜角を検
出する検知部材(13A〜15A)とからなり、その被
検知部材がフレーム(6)に設けられているものであ
る。また、その傾斜状態検出手段は、フレーム(6)が
移動中のこのフレームのピッチング量とローリング量と
の少なくとも一方を検出することが望ましい。In this case, an example of the inclination state detecting means is composed of a detected member (11) and detection members (13A to 15A) for detecting the inclination angle of the detected member, and the detected member is a frame ( 6). Further, it is desirable that the inclination state detecting means detects at least one of a pitching amount and a rolling amount of the frame (6) during the movement of the frame.
【0010】[0010]
【作用】斯かる本発明によれば、走査露光中に発生する
フレーム(6)と投影光学系(3a〜3e)との間の相
対的な姿勢変化を傾斜状態検出手段により検出する。こ
のように検出された姿勢変化により感光基板(5)上で
のマスクパターンのずれ量が分かるため、このずれ量を
補正するために調整手段(7〜9)を用いてマスクと感
光基板との少なくとも一方の位置を補正する。これによ
り、フレーム(6)の案内精度に依存することなく、且
つ外乱によりフレーム(6)が傾斜したような場合で
も、高い解像度及び精度で感光基板上にマスクパターン
が走査露光方式で露光される。According to the present invention, the relative inclination change between the frame (6) and the projection optical system (3a to 3e) generated during the scanning exposure is detected by the tilt state detecting means. Since the shift amount of the mask pattern on the photosensitive substrate (5) can be known from the posture change thus detected, the adjusting means (7 to 9) is used to correct the shift amount between the mask and the photosensitive substrate. Correct at least one position. As a result, the mask pattern is exposed on the photosensitive substrate by the scanning exposure method with high resolution and accuracy even if the frame (6) is tilted due to disturbance without depending on the guiding accuracy of the frame (6). .
【0011】また、本発明で必要となる調整手段(7〜
9)として、例えばマスク側の微動機構を使用する場
合、この微動機構としては通常の露光時に行われるマス
クと感光基板とのアライメントに使用される微動ステー
ジを兼用できるため、特に装置の大型化やコストアップ
が抑制される。また、傾斜状態検出手段が、被検知部材
とこの被検知部材の傾斜角を検出する検知部材とからな
り、その被検知部材がフレーム(6)に設けられている
場合には、フレーム(6)の傾斜角が検出される。Further, the adjusting means (7 to
As 9), for example, when a fine movement mechanism on the mask side is used, this fine movement mechanism can also serve as a fine movement stage used for alignment between the mask and the photosensitive substrate, which is performed at the time of normal exposure. Cost increase is suppressed. Further, when the tilt state detecting means is composed of a member to be detected and a member to detect the tilt angle of the member to be detected, and the member to be detected is provided in the frame (6), the frame (6) Is detected.
【0012】更に、傾斜状態検出手段が、フレーム
(6)が移動中のこのフレームのピッチング量とローリ
ング量との少なくとも一方を検出する場合には、そのフ
レームが移動中にピッチング又はローリングが発生して
も、調整手段でマスクパターンの横ずれを補正すること
により、感光基板上でのマスクパターンの解像度及び精
度が高く維持される。Further, when the tilt state detecting means detects at least one of the pitching amount and the rolling amount of the frame (6) which is moving, pitching or rolling occurs while the frame is moving. However, by correcting the lateral displacement of the mask pattern by the adjusting means, the resolution and accuracy of the mask pattern on the photosensitive substrate can be maintained high.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明による走査型露光装置の一実施
例につき図面を参照して説明する。本実施例は、それぞ
れ等倍で正立正像を投影する複数の投影光学系を有する
走査型露光装置に本発明を適用したものである。図1
は、本実施例の走査型露光装置の概略的な構成を示し、
この図1において、超高圧水銀ランプ等の光源から射出
された照明光は、光ガイド等(不図示)を介して5個の
部分照明光学系1a〜1eに導かれる。部分照明光学系
1a〜1eはそれぞれフライアイレンズ、視野絞り、及
びコンデンサーレンズ等を含んで構成され、部分照明光
学系1a〜1eから射出された照明光は、それぞれミラ
ー1f〜1jを介してマスク2上の異なる台形状の照明
領域M1〜M5を均一な照度分布で照明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the scanning type exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a scanning exposure apparatus having a plurality of projection optical systems that project erect images at equal magnification. Figure 1
Shows a schematic configuration of the scanning exposure apparatus of the present embodiment,
In FIG. 1, illumination light emitted from a light source such as an ultra-high pressure mercury lamp is guided to five partial illumination optical systems 1a to 1e via a light guide or the like (not shown). The partial illumination optical systems 1a to 1e are each configured to include a fly-eye lens, a field stop, a condenser lens, and the like, and the illumination light emitted from the partial illumination optical systems 1a to 1e is masked via mirrors 1f to 1j, respectively. The different trapezoidal illumination areas M1 to M5 on 2 are illuminated with a uniform illuminance distribution.
【0014】マスク2は、断面がコの字型のキャリッジ
6の上部ステージ6a上に、微動ステージ10を介して
保持されている。微動ステージ10は、微動アクチュエ
ータ7,8及び9を介してキャリッジ6に対して、走査
方向であるX方向、このX方向に垂直なY方向、及び,
回転方向(θ方向)に微動自在に支持されている。マス
ク2は、微動ステージ10と一体的にキャリッジ6に対
して微動される。それら微動アクチュエータ7〜9には
それぞれ変位計測機能が付加され、微動アクチュエータ
7〜9はそれぞれ指示された量だけ微動ステージ10を
押し引きすることができる。The mask 2 is held on an upper stage 6a of a carriage 6 having a U-shaped cross section through a fine movement stage 10. The fine movement stage 10 passes through the fine movement actuators 7, 8 and 9 with respect to the carriage 6 in the X direction which is the scanning direction, the Y direction which is perpendicular to this X direction, and
It is supported so as to be finely movable in the rotation direction (θ direction). The mask 2 is finely moved with respect to the carriage 6 integrally with the fine movement stage 10. A displacement measuring function is added to each of the fine movement actuators 7 to 9, and the fine movement actuators 7 to 9 can push and pull the fine movement stage 10 by an instructed amount.
【0015】マスク2上の照明領域M1〜M5は、走査
方向であるX方向に所定間隔で設定された2列に分か
れ、1列目に3個の照明領域M1,M3及びM5が配列
され、2列目に2個の照明領域M2及びM4が配列さ
れ、且つ走査方向に台形状の照明領域M1〜M5の斜辺
部が重なるように配列されている。キャリッジ6の下部
ステージ6b上に、所定のホルダ(不図示)を介して感
光基板としてのフォトレジストが塗布されたプレート5
が保持され、マスク2とプレート5との間に、それぞれ
等倍で正立正像を投影する5個の投影光学系3a〜3e
が、照明領域M1〜M5と同じ配列で固定されている。
投影光学系3a〜3eの光軸に平行にZ軸を取る。Illumination regions M1 to M5 on the mask 2 are divided into two columns set at a predetermined interval in the X direction which is the scanning direction, and three illumination regions M1, M3 and M5 are arranged in the first column, Two illumination areas M2 and M4 are arranged in the second row, and the oblique sides of the trapezoidal illumination areas M1 to M5 are arranged to overlap each other in the scanning direction. A plate 5 having a photoresist as a photosensitive substrate applied on a lower stage 6b of the carriage 6 through a predetermined holder (not shown).
Is held, and five projection optical systems 3a to 3e for projecting an erect image with equal magnification are respectively provided between the mask 2 and the plate 5.
Are fixed in the same arrangement as the illumination areas M1 to M5.
The Z axis is taken parallel to the optical axes of the projection optical systems 3a to 3e.
【0016】この場合、投影光学系3a〜3eを介して
照明領域M1〜M5内のパターンがそれぞれ、プレート
5上の台形状の露光フィールドP1〜P5上に等倍の正
立正像として露光される。プレート5上で1列目の露光
フィールドP1,P3及びP5と2列目の露光フィール
ドP2及びP4とは、台形の斜辺部が走査方向(X方
向)に重なるように配置されている。従って、例えば露
光フィールドP1の一方の斜辺部、及び露光フィールド
P3の一方の斜辺部で露光される領域は、それぞれ露光
フィールドP2の斜辺部で重複して走査される。これに
より、プレート5上の全面で走査露光後の積算露光量が
均一化される。In this case, the patterns in the illumination areas M1 to M5 are respectively exposed as equal-magnification erect images on the trapezoidal exposure fields P1 to P5 on the plate 5 via the projection optical systems 3a to 3e. . The exposure fields P1, P3 and P5 in the first column and the exposure fields P2 and P4 in the second column on the plate 5 are arranged so that the hypotenuses of the trapezoids overlap in the scanning direction (X direction). Therefore, for example, an area exposed on one oblique side of the exposure field P1 and an area exposed on one oblique side of the exposure field P3 are overlapped and scanned at the oblique side of the exposure field P2. As a result, the integrated exposure amount after scanning exposure is made uniform over the entire surface of the plate 5.
【0017】本実施例における投影光学系3a〜3eと
しては、例えば凹面鏡及び凸面鏡等を組み合わせたミラ
ープロジェクション方式の投影光学系が使用できる。キ
ャリッジ6を駆動してマスク2及びプレート5を一体的
にX方向に走査することにより、マスク2上のパターン
領域2a内のパターンが、プレート5上のショット領域
5a上に逐次露光される。As the projection optical systems 3a to 3e in this embodiment, for example, a projection optical system of a mirror projection type in which a concave mirror and a convex mirror are combined can be used. By driving the carriage 6 to integrally scan the mask 2 and the plate 5 in the X direction, the patterns in the pattern area 2a on the mask 2 are sequentially exposed on the shot area 5a on the plate 5.
【0018】図3は、本実施例の光学系及びステージ系
の構成を簡略化して示し、この図3において、図1の部
分照明光学系1a〜1eが照明光学系1で表し、投影光
学系3a〜3eを1個の投影光学系3で表している。こ
の場合、キャリッジ6はベース18上に駆動機構(不図
示)を介してX方向に駆動できるように載置され、ベー
ス18に植設されたコラム19の上板19aに照明光学
系1が固定され、中板19b内に投影光学系5が固定さ
れている。そして、ベース18上にはキャリッジ6用に
X方向に長い移動ストロークが確保され、キャリッジ6
をX方向に走査することにより、キャリッジ6と一体的
にマスク2及びプレート5が投影光学系3に対して走査
されるようになっている。FIG. 3 shows a simplified configuration of the optical system and the stage system of this embodiment. In FIG. 3, the partial illumination optical systems 1a to 1e of FIG. 1 are represented by the illumination optical system 1, and the projection optical system. 3a to 3e are represented by one projection optical system 3. In this case, the carriage 6 is mounted on the base 18 via a drive mechanism (not shown) so as to be driven in the X direction, and the illumination optical system 1 is fixed to the upper plate 19a of the column 19 planted in the base 18. The projection optical system 5 is fixed in the middle plate 19b. Then, a long movement stroke in the X direction is secured for the carriage 6 on the base 18,
Is scanned in the X direction so that the mask 2 and the plate 5 are scanned integrally with the carriage 6 with respect to the projection optical system 3.
【0019】図1に戻り、キャリッジ6のX方向の端面
に移動鏡11が固定され、移動鏡11に対して図3のベ
ース18上に固定されたレーザ光源13AからX方向に
平行にレーザビームLB1が射出されている。このレー
ザビームLB1は、光束分割合成プリズム14Aにより
Z方向に2本のレーザビームLB1A及びLB1Bに分
割されて移動鏡11に入射し、移動鏡11により反射さ
れたレーザビームLB1A及びLB1Bが光束分割合成
プリズム14Aにより合成されてレシーバ15Aに入射
している。レシーバ15Aは2つのレーザビームLB1
A及びLB1Bの干渉光を光電変換する。Returning to FIG. 1, a movable mirror 11 is fixed to the end surface of the carriage 6 in the X direction, and a laser beam is emitted parallel to the movable mirror 11 from the laser light source 13A fixed on the base 18 of FIG. LB1 is being ejected. The laser beam LB1 is split into two laser beams LB1A and LB1B in the Z direction by the light beam splitting / combining prism 14A, enters the moving mirror 11, and the laser beams LB1A and LB1B reflected by the moving mirror 11 are split and combined. The light is combined by the prism 14A and is incident on the receiver 15A. The receiver 15A has two laser beams LB1.
The interference light of A and LB1B is photoelectrically converted.
【0020】この場合、レーザ光源13A、光束分割合
成プリズム14A、移動鏡11、及びレシーバ15Aに
より差動干渉計が構成されている。そして、キャリッジ
6が走査中にピッチングが発生して、移動鏡11がY軸
に平行な軸の回りに回転すると、レシーバ15Aに入射
するレーザビームLB1A及びLB1Bの間の光路長が
変化して干渉縞の位相(又はヘテロダイン干渉計では周
波数)が変化することから、そのY軸の回りの移動鏡1
1の回転角が検出される。レシーバ15Aからは、その
移動鏡11のY軸の回りの回転角(即ち、キャリッジ6
のピッチング量)に応じた角度信号θYが図4の演算処
理装置20に供給される。In this case, the laser light source 13A, the beam splitting / combining prism 14A, the movable mirror 11, and the receiver 15A constitute a differential interferometer. Then, when the carriage 6 is pitched during scanning and the movable mirror 11 rotates about an axis parallel to the Y axis, the optical path length between the laser beams LB1A and LB1B incident on the receiver 15A is changed to cause interference. Since the phase of the stripe (or the frequency in the heterodyne interferometer) changes, the moving mirror 1 around the Y-axis is changed.
A rotation angle of 1 is detected. From the receiver 15A, the rotation angle of the movable mirror 11 around the Y axis (that is, the carriage 6
Angle signal .theta.Y corresponding to the pitching amount) is supplied to the arithmetic processing unit 20 of FIG.
【0021】同様に、キャリッジ6のY方向の端面にX
方向に伸びた移動鏡12が固定され、この移動鏡12の
X軸の回りの回転角が、レーザ光源13B、光束分割合
成プリズム14B、及びレシーバ15Bを含む差動干渉
計により計測されている。レシーバ15Bからは、その
移動鏡12のX軸の回りの回転角(即ち、キャリッジ6
のローリング量)に応じた角度信号θXが図4の演算処
理装置20に供給される。Similarly, X is attached to the end surface of the carriage 6 in the Y direction.
The movable mirror 12 extending in the direction is fixed, and the rotation angle of the movable mirror 12 around the X axis is measured by a differential interferometer including a laser light source 13B, a beam splitting / combining prism 14B, and a receiver 15B. From the receiver 15B, the rotation angle of the movable mirror 12 around the X axis (that is, the carriage 6
The angle signal θX corresponding to the rolling amount of the above is supplied to the arithmetic processing unit 20 of FIG.
【0022】また、図1において、マスク2の上方にY
方向に所定間隔で1対のアライメント顕微鏡AM1及び
AM2が配置されている。これに対応してマスク2のパ
ターン領域2aの近傍にアライメントマーク16A,1
6B,…が形成され、プレート5のショット領域5aの
近傍にもアライメントマーク17A,17B,…が形成
されている。例えば走査露光を開始する前に、アライメ
ント顕微鏡AM1によりマスク2上のアライメントマー
ク16Aとプレート5上のアライメントマーク17Aと
の位置ずれ量を検出し、同時にアライメント顕微鏡AM
2によりマスク2上のアライメントマーク16Bとプレ
ート5上のアライメントマーク17Bとの位置ずれ量を
検出し、それらの位置ずれ量が所定の許容範囲内に収ま
るように例えばマスク2のX方向、Y方向、及び回転方
向(θ方向)の位置を調整する。これによりプレート5
上に既に形成されているパターンと、これから露光する
パターンとの初期の重ね合わせ精度が高くなる。Further, in FIG. 1, Y is formed above the mask 2.
A pair of alignment microscopes AM1 and AM2 are arranged at predetermined intervals in the direction. Corresponding to this, the alignment marks 16A, 1 are formed near the pattern area 2a of the mask 2.
6B are formed, and alignment marks 17A, 17B, ... Are also formed in the vicinity of the shot area 5a of the plate 5. For example, before starting scanning exposure, the alignment microscope AM1 detects the amount of positional deviation between the alignment mark 16A on the mask 2 and the alignment mark 17A on the plate 5, and at the same time, the alignment microscope AM1.
2 detects the amount of misalignment between the alignment mark 16B on the mask 2 and the alignment mark 17B on the plate 5 so that the amount of misalignment falls within a predetermined allowable range, for example, in the X and Y directions of the mask 2. , And the position in the rotation direction (θ direction) are adjusted. This allows plate 5
The initial overlay accuracy of the pattern already formed on the pattern and the pattern to be exposed is improved.
【0023】そのため、アライメント顕微鏡AM1、及
びAM2で検出された位置ずれ量の情報が図4の演算処
理装置20に供給されている。図4において、演算処理
装置20は、走査露光の開始前にアライメント顕微鏡A
M1、及びAM2からの位置ずれ量の情報よりマスク2
の補正量を求め、この補正量をマスクステージ制御装置
21に供給する。これに応じてマスクステージ制御装置
21は、微動アクチュエータ7〜9を駆動してマスク2
の位置及び回転角を微調整する。その後、マスクステー
ジ制御装置21がキャリッジ6をX方向に所定速度を走
査することにより、走査露光方式での露光が開始され
る。Therefore, information on the amount of positional deviation detected by the alignment microscopes AM1 and AM2 is supplied to the arithmetic processing unit 20 of FIG. In FIG. 4, the arithmetic processing unit 20 indicates that the alignment microscope A has
Mask 2 from the information of the amount of positional deviation from M1 and AM2
Is calculated, and this correction amount is supplied to the mask stage controller 21. In response to this, the mask stage control device 21 drives the fine movement actuators 7 to 9 to drive the mask 2
Finely adjust the position and rotation angle of. Thereafter, the mask stage control device 21 scans the carriage 6 in the X direction at a predetermined speed to start the exposure by the scanning exposure method.
【0024】次に、走査露光中にキャリッジ6にピッチ
ング又はローリング(これらが同時に発生する場合も含
む)が発生すると、レシーバ15Aからの角度信号θ
Y、又はレシーバ15Bからの角度信号θXにより図4
の演算処理装置20はキャリッジ6のピッチング量又は
ローリング量を認識する。図4は、キャリッジ6が傾斜
して、マスク2及びプレート5に対して相対的に投影光
学系3(実際には投影光学系3a〜3eよりなる)の光
軸AXが角度Δθだけ傾斜して、投影光学系3が位置2
2にずれた状態を示す。この場合、投影光学系3が傾斜
していないときに、マスク2上のパターン20がプレー
ト5上の領域21上に露光されるものとすると、そのよ
うに光軸AXが角度Δθだけ傾斜すると、マスク2上の
パターン20の露光位置は本来の露光領域21からδだ
けずれた位置になる。そのずれ量δは次のようになる。Next, when pitching or rolling (including the case where these occur simultaneously) occurs in the carriage 6 during scanning exposure, the angle signal θ from the receiver 15A.
Y or the angle signal θX from the receiver 15B, as shown in FIG.
The arithmetic processing unit 20 recognizes the pitching amount or rolling amount of the carriage 6. In FIG. 4, the carriage 6 is tilted, and the optical axis AX of the projection optical system 3 (actually, the projection optical systems 3a to 3e) is tilted relative to the mask 2 and the plate 5 by an angle Δθ. , The projection optical system 3 is at position 2
2 shows a state of being shifted. In this case, assuming that the pattern 20 on the mask 2 is exposed on the area 21 on the plate 5 when the projection optical system 3 is not tilted, if the optical axis AX is tilted by the angle Δθ, The exposure position of the pattern 20 on the mask 2 is displaced from the original exposure area 21 by δ. The shift amount δ is as follows.
【0025】δ=L・sin Δθ (1) 従って、何等かの補正を行わないと、露光されるパター
ンの解像度及び精度が低下すると共に、プレート5上に
それまでの工程で形成されているパターンとの重ね合わ
せ精度が低下する。そこで、そのずれ量δを相殺するよ
うに、図4のマスクステージ制御装置21は微動アクチ
ュエータ7〜9を介して、リアルタイムでマスク2の位
置を微調整する。即ち、図2において、マスク2上のパ
ターン20がプレート5上の領域21に露光されるよう
にマスク2の位置が微調整される。これにより、キャリ
ッジ6にピッチング又はローリングが発生しても、プレ
ート5上に露光されるパターンの解像度及び精度が高く
維持され、且つ重ね合わせ精度も高く維持される。Δ = L · sin Δθ (1) Therefore, if no correction is made, the resolution and accuracy of the exposed pattern will decrease and the pattern formed on the plate 5 by the previous steps. The overlay accuracy with Therefore, the mask stage control device 21 of FIG. 4 finely adjusts the position of the mask 2 in real time via the fine movement actuators 7 to 9 so as to cancel the shift amount δ. That is, in FIG. 2, the position of the mask 2 is finely adjusted so that the pattern 20 on the mask 2 is exposed on the region 21 on the plate 5. As a result, even if pitching or rolling occurs in the carriage 6, the resolution and accuracy of the pattern exposed on the plate 5 is maintained high, and the overlay accuracy is also maintained high.
【0026】なお、本実施例では、キャリッジ6のヨー
イングや、X方向、Y方向、又はZ方向への変位は露光
像のシフト要因とはならないので、そのような変位の検
出及び制御は不要である。但し、キャリッジ6がZ方向
に変位すると、通常はデフォーカス状態となるが、本実
施例では等倍正立系の投影光学系3a〜3eを使用して
いるため問題とならない。これは等倍では縦倍率も1倍
となるため、例えばプレート5がZ方向にΔZだけ変位
したときには、マスク2もZ方向にΔZだけ変位すれば
共役関係は維持されるためである。In the present embodiment, the yawing of the carriage 6 and the displacement in the X, Y, or Z direction do not cause the shift of the exposure image, so that such displacement detection and control are unnecessary. is there. However, when the carriage 6 is displaced in the Z direction, it is normally in a defocused state, but this embodiment does not cause a problem because the projection optical systems 3a to 3e of equal magnification erect system are used. This is because the longitudinal magnification becomes 1 at the same magnification, so that when the plate 5 is displaced by ΔZ in the Z direction, for example, the conjugate relationship is maintained if the mask 2 is also displaced by ΔZ in the Z direction.
【0027】また、上述実施例では、差動干渉計により
キャリッジ6の姿勢を検出しているが、オートコリメー
タ等による別の検出手段によってキャリッジ6の姿勢を
検出する方式でも良い。更に、上述実施例では等倍で正
立正像を投影する投影光学系が使用されているが、例え
ば縮小又は拡大倍率で、倒立像を投影する投影光学系を
使用する走査型の投影露光装置にも本発明は適用され
る。また、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置
にも適用されることは言うまでもない。In the above embodiment, the attitude of the carriage 6 is detected by the differential interferometer, but the attitude of the carriage 6 may be detected by another detecting means such as an autocollimator. Further, although the projection optical system for projecting an erect normal image at the same magnification is used in the above-mentioned embodiment, for example, in a scanning type projection exposure apparatus using a projection optical system for projecting an inverted image at a reduction or enlargement magnification. The present invention also applies. Further, it goes without saying that it is also applied to a step-and-scan type exposure apparatus.
【0028】このように本発明は上述実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明によれば、走査中の投影光学系に
対するフレーム(キャリッジ)の傾きに応じてマスクパ
ターンの露光位置を微調整するようにしているため、フ
レームの案内精度に依存することなく、且つ外乱に影響
されることなく安定に、マスクパターンを高い解像度及
び精度で感光基板上に焼付けできる利点がある。According to the present invention, since the exposure position of the mask pattern is finely adjusted according to the inclination of the frame (carriage) with respect to the projection optical system during scanning, it depends on the guiding accuracy of the frame. There is an advantage that the mask pattern can be stably printed on the photosensitive substrate with high resolution and accuracy without being affected by disturbance.
【0030】また、既に露光装置に備えられているアラ
イメント用の調整機構部で調整手段を併用することも可
能であるため、露光装置を廉価かつコンパクトに構成で
きる利点もある。更に、本発明によれば、露光範囲を拡
大するために装置全体を大型化しても、走査露光のため
の案内となるガイドの加工精度や組立精度への要求は厳
しいものとならずに済む。また、露光範囲を大きく取ろ
うとすると、走査部の重量も高まりフレーム等に変形が
発生する恐れもあるが、走査中の各部の弾性変形も含め
て補正制御する構成が取れることから、露光パターンの
大面積化への対応が容易である。Further, since it is possible to use the adjusting means together with the adjusting mechanism for alignment which is already provided in the exposure apparatus, there is an advantage that the exposure apparatus can be constructed inexpensively and compactly. Further, according to the present invention, even if the entire apparatus is enlarged in order to expand the exposure range, the requirements for processing accuracy and assembling accuracy of the guide that serves as a guide for scanning exposure do not become strict. Further, if an attempt is made to set a large exposure range, the weight of the scanning unit may be increased and the frame or the like may be deformed. However, since the correction control including elastic deformation of each unit during scanning can be performed, the exposure pattern It is easy to deal with large area.
【0031】また、傾斜状態検出手段が、被検知部材と
該被検知部材の傾斜角を検出する検知部材とからなり、
被検知部材がフレームに設けられている場合には、簡単
な構成でフレームの姿勢を検出できる。更に、傾斜状態
検出手段が、フレームが移動中の該フレームのピッチン
グ量とローリング量との少なくとも一方を検出する場合
には、フレームにピッチング又はローリングが発生して
も、マスクパターンのずれを防止できる。Further, the tilt state detecting means comprises a member to be detected and a detecting member for detecting the tilt angle of the member to be detected,
When the member to be detected is provided on the frame, the posture of the frame can be detected with a simple configuration. Further, when the tilt state detecting means detects at least one of the pitching amount and the rolling amount of the frame while the frame is moving, even if pitching or rolling occurs in the frame, the mask pattern shift can be prevented. .
【図1】本発明による走査型露光装置の一実施例の露光
部を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an exposure unit of an embodiment of a scanning exposure apparatus according to the present invention.
【図2】実施例において、キャリッジと投影光学系との
間に傾きが生じた場合の誤差の発生状態を示す概念図で
ある。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an error occurrence state when an inclination occurs between the carriage and the projection optical system in the embodiment.
【図3】実施例のステージ系の構成を示す簡略化した側
面図である。FIG. 3 is a simplified side view showing the configuration of the stage system of the embodiment.
【図4】実施例の制御系の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the embodiment.
1a〜1e 照明光学系 2 マスク 3a〜3e 投影光学系 5 プレート 6 キャリッジ 7,8,9 微動アクチュエータ 10 微動ステージ 11,12 移動鏡 LB1,LB2 レーザビーム P1〜P5 露光フィールド AM1,AM2 アライメント顕微鏡 M1〜M5 照明領域 1a to 1e Illumination optical system 2 Mask 3a to 3e Projection optical system 5 Plate 6 Carriage 7, 8, 9 Fine movement actuator 10 Fine movement stage 11, 12 Moving mirror LB1, LB2 Laser beam P1 to P5 Exposure field AM1, AM2 Alignment microscope M1 M5 illumination area
Claims (3)
域で照明する照明光学系と、 前記マスク上のパターンを通過した光束を実質的に等倍
且つ正立正像で感光基板上に投影する投影光学系と、 前記マスクを載置し水平方向に移動自在なマスクステー
ジと前記感光基板を載置し水平方向に移動自在な感光基
板ステージとを一体的に保持し、前記照明領域に対して
所定の走査方向に移動するフレームと、を備え、 前記マスク上のパターンを逐次前記感光基板上に露光す
る走査型露光装置において、 前記投影光学系の前記フレームに対する相対的な傾きを
検出する傾斜状態検出手段と、 該傾斜状態検出手段の検出結果に基づいて、前記マスク
ステージと前記感光基板ステージとの少なくとも一方の
位置を調整する調整手段と、を有することを特徴とする
走査型露光装置。1. An illumination optical system for illuminating a pattern on a mask with an illumination region having a predetermined shape, and a projection for projecting a light flux passing through the pattern on the mask on a photosensitive substrate as an erect image with substantially equal magnification. An optical system, a mask stage on which the mask is mounted and which is movable in the horizontal direction, and a photosensitive substrate stage on which the photosensitive substrate is mounted and which is movable in the horizontal direction are integrally held, and a predetermined area is provided for the illumination area. A frame that moves in the scanning direction of, and a scanning type exposure apparatus that sequentially exposes the pattern on the mask onto the photosensitive substrate, and detects a relative tilt of the projection optical system with respect to the frame. Means and adjusting means for adjusting the position of at least one of the mask stage and the photosensitive substrate stage based on the detection result of the tilt state detecting means. A scan type exposure apparatus.
該被検知部材の傾斜角を検出する検知部材とからなり、
前記被検知部材が前記フレームに設けられていることを
特徴とする請求項1記載の走査型露光装置。2. The tilt state detecting means comprises a member to be detected and a detecting member for detecting an inclination angle of the member to be detected,
The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein the detected member is provided on the frame.
が移動中の該フレームのピッチング量とローリング量と
の少なくとも一方を検出することを特徴とする請求項1
又は2記載の走査型露光装置。3. The tilt state detecting means detects at least one of a pitching amount and a rolling amount of the frame while the frame is moving.
Or the scanning type exposure apparatus according to 2.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6073097A JPH07283115A (en) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | Scanning aligner |
KR1019950008883A KR100363932B1 (en) | 1994-04-12 | 1995-04-12 | Scanning exposure apparatus |
US09/247,857 USRE37762E1 (en) | 1994-04-12 | 1999-02-11 | Scanning exposure apparatus and exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6073097A JPH07283115A (en) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | Scanning aligner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07283115A true JPH07283115A (en) | 1995-10-27 |
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ID=13508498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6073097A Withdrawn JPH07283115A (en) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | Scanning aligner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07283115A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11265848A (en) * | 1997-12-20 | 1999-09-28 | Carl Zeiss:Fa | Projection aligner and exposure |
WO2006080285A1 (en) * | 2005-01-25 | 2006-08-03 | Nikon Corporation | Exposure device, exposure method, and micro device manufacturing method |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP6073097A patent/JPH07283115A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7864293B2 (en) | 2005-01-25 | 2011-01-04 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, exposure method, and producing method of microdevice |
JP4858439B2 (en) * | 2005-01-25 | 2012-01-18 | 株式会社ニコン | Exposure apparatus, exposure method, and microdevice manufacturing method |
TWI402627B (en) * | 2005-01-25 | 2013-07-21 | 尼康股份有限公司 | Exposure apparatus and exposure method and method of manufacturing microcomponent |
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