JPH0883744A - Scanning exposing device - Google Patents
Scanning exposing deviceInfo
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- JPH0883744A JPH0883744A JP6215654A JP21565494A JPH0883744A JP H0883744 A JPH0883744 A JP H0883744A JP 6215654 A JP6215654 A JP 6215654A JP 21565494 A JP21565494 A JP 21565494A JP H0883744 A JPH0883744 A JP H0883744A
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- 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
- G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
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- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (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、マスクパターンを感光
性の基板上に逐次露光するスリットスキャン方式、又は
ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に
関し、特に走査方向への倍率又はディストーションの補
正機構を備えた走査型露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning exposure apparatus such as a slit scan method or a step-and-scan method for sequentially exposing a mask pattern on a photosensitive substrate, and more particularly to a magnification or distortion in a scanning direction. The present invention relates to a scanning type exposure apparatus provided with the correction mechanism.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば半導体素子又は液晶表示素子等を
製造する際に、マスク(レチクル、フォトマスク等)の
パターンを投影光学系を介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)上
に投影する投影露光装置が使用されている。従来はステ
ップ・アンド・リピート方式でプレート上の各ショット
領域にそれぞれレチクルのパターンを一括露光する投影
露光装置(ステッパー)が多用されていた。これに対し
て最近は、投影光学系に負担をかけることなく大面積の
パターンを露光するために、マスクとプレートとを投影
光学系に対して同期して走査することによりプレート上
にマスクのパターンを逐次露光する走査型露光装置も注
目されつつある。2. Description of the Related Art For example, when manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device, a mask (reticle, photomask, etc.) pattern is coated with a photoresist through a projection optical system (a glass plate, a semiconductor wafer, etc.). A) A projection exposure apparatus for projecting on is used. Conventionally, a projection exposure apparatus (stepper) has been widely used which collectively exposes a reticle pattern to each shot area on a plate by a step-and-repeat method. On the other hand, recently, in order to expose a large area pattern without imposing a burden on the projection optical system, the mask and plate are scanned in synchronization with the projection optical system to scan the pattern of the mask on the plate. A scanning type exposure apparatus that sequentially exposes a laser beam is attracting attention.
【0003】斯かる走査型露光装置でも、例えばプレー
ト上にそれまでの工程で形成された回路パターン上に重
ねて新たなマスクのパターンを露光する場合には、両パ
ターンを高精度に重ね合わせる必要がある。このために
は、プレート上の1層目にパターンを露光する際には、
マスクパターンからプレートへの投影倍率をプレートの
全面で設計値に対して所定の許容範囲内に収めることが
望ましい。走査型露光装置では、マスク及びプレートの
走査方向への倍率は、マスクとプレートとの相対的な走
査速度の比の値により決定され、その走査方向に垂直な
非走査方向への倍率は投影光学系の投影倍率そのものに
より決定される。その走査方向への倍率を補正する方法
としては、例えば特公平5−29129号公報におい
て、走査用ステージの軸受けとしてリニア・エア・ベア
リングを使用し、このリニア・エア・ベアリングの空気
圧力を部分的に制御することにより、走査用のステージ
の走り面の撓みに起因する倍率を補正する方法が開示さ
れている。Even in such a scanning type exposure apparatus, when a new mask pattern is exposed by superposing it on the circuit pattern formed on the plate in the previous steps, it is necessary to superimpose both patterns with high precision. There is. To do this, when exposing the pattern to the first layer on the plate,
It is desirable that the projection magnification from the mask pattern to the plate be within a predetermined allowable range with respect to the design value on the entire surface of the plate. In the scanning type exposure apparatus, the magnification of the mask and the plate in the scanning direction is determined by the value of the relative scanning speed ratio between the mask and the plate, and the magnification in the non-scanning direction perpendicular to the scanning direction is the projection optical axis. It is determined by the projection magnification of the system itself. As a method of correcting the magnification in the scanning direction, for example, in Japanese Examined Patent Publication No. 5-29129, a linear air bearing is used as a bearing of a scanning stage, and the air pressure of the linear air bearing is partially A method of correcting the magnification due to the bending of the running surface of the scanning stage by controlling the above is disclosed.
【0004】また、最近の半導体素子等は複雑な処理工
程を経て製造されるため、プレート上に正確な倍率で回
路パターンを露光しても、その後の処理工程でそのプレ
ート上の被膜等が部分的又は一様に伸縮し、その回路パ
ターン上に次のマスクパターンを露光する際に、その回
路パターンが設計上の大きさから外れている場合もあ
る。このような場合には、プレート上に形成されている
回路パターンの倍率、及び部分的な倍率誤差(即ちディ
ストーション)を計測し、そのプレート上に露光するマ
スクパターンの像の倍率及びディストーションをその計
測された状態に合わせる必要がある。この場合、非走査
方向での倍率及び所定のディストーションの調整は、例
えば投影光学系中の所定のレンズ間の密閉空間内の気体
の圧力を調整する方法、又は投影光学系を構成する多数
のレンズの内の所定のレンズの位置及び傾斜角を調整す
る方法等により行われる。Further, since recent semiconductor devices and the like are manufactured through complicated processing steps, even if a circuit pattern is exposed on a plate at an accurate magnification, the film etc. on the plate is partially removed in the subsequent processing steps. There is a case where the circuit pattern deviates from the designed size when the next mask pattern is exposed on the circuit pattern. In such a case, the magnification of the circuit pattern formed on the plate and a partial magnification error (that is, distortion) are measured, and the magnification and the distortion of the image of the mask pattern exposed on the plate are measured. It is necessary to adjust to the condition that was set. In this case, the adjustment of the magnification and the predetermined distortion in the non-scanning direction is performed by, for example, a method of adjusting the pressure of the gas in the closed space between the predetermined lenses in the projection optical system or a large number of lenses forming the projection optical system. It is carried out by a method of adjusting the position and inclination angle of a predetermined lens in the above.
【0005】また、走査方向での倍率及びディストーシ
ョンの調整方法としては、例えば上述の特公平5−29
129号公報において、プレートを2次元的に微動する
微小送り機構を設け、走査露光中にその微小送り機構を
介してプレートの位置を調整することにより、間接的に
倍率及びディストーションを補正する方法が開示されて
いる。As a method of adjusting the magnification and distortion in the scanning direction, for example, the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 5-29 is used.
No. 129, there is a method of indirectly correcting magnification and distortion by providing a fine feed mechanism for finely moving the plate two-dimensionally and adjusting the position of the plate via the fine feed mechanism during scanning exposure. It is disclosed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
の内で、例えば微小送り機構を介してプレートの位置を
調整する方法では、マスクやプレートの大型化に伴っ
て、その微小送り機構も大型化する必要があるが、それ
では製造コストが高くなるという不都合がある。更に、
微小送り機構は応答性が悪いため、例えばプレート上の
回路パターンが走査方向の狭い区間で部分的に伸縮して
いるような場合、走査露光中にその部分のみのディスト
ーションを正確に補正するのは困難である。Among the conventional techniques as described above, in the method of adjusting the position of the plate through, for example, the micro-feed mechanism, the micro-feed mechanism also increases as the mask and the plate increase in size. It is necessary to increase the size, but this has the disadvantage of increasing the manufacturing cost. Furthermore,
Since the minute feed mechanism has poor responsiveness, for example, when the circuit pattern on the plate partially expands or contracts in a narrow section in the scanning direction, it is not possible to accurately correct the distortion of only that part during scanning exposure. Have difficulty.
【0007】また、従来技術中で、リニア・エア・ベア
リングの空気圧力を部分的に制御して走査用のステージ
の走り面の撓みに起因するディストーションを補正する
方法では、ディストーションを大まかに補正できるだけ
であり、部分的なディストーションを高精度に補正する
ことは困難である。更に、最近走査型露光装置において
は、1つの大きな投影光学系を使用する代わりに、小さ
な複数の部分投影光学系を走査方向に沿って所定間隔で
複数列に配置し、各部分投影光学系でそれぞれマスクパ
ターンをプレート上に露光する方式が提案されている。
この方式では、製造コストの低い部分投影光学系の個数
を増すだけでより大面積のパターンを露光できる利点が
ある。このように走査方向に所定間隔で配列された複数
列の部分投影光学系を使用する場合に、走査方向に沿っ
て短い間隔で変化するディストーションの補正を行うに
は、少なくとも各列の部分投影光学系毎に露光位置を走
査方向に調整する必要がある。しかしながら、従来の微
小送り機構を使用する方法、及び走査ステージの走り面
の撓みを補正する方法では、それら複数の部分投影光学
系の全体に対して一様にプレートの位置を走査方向に調
整できるだけであるため、狭い範囲の部分的なディスト
ーションを補正するのは困難である。In the prior art, the method of partially controlling the air pressure of the linear air bearing to correct the distortion caused by the deflection of the running surface of the scanning stage can only roughly correct the distortion. Therefore, it is difficult to correct the partial distortion with high accuracy. Furthermore, in the recent scanning type exposure apparatus, instead of using one large projection optical system, a plurality of small partial projection optical systems are arranged in a plurality of rows at predetermined intervals along the scanning direction, and each partial projection optical system A method of exposing a mask pattern on a plate has been proposed.
This method has an advantage that a pattern of a larger area can be exposed simply by increasing the number of partial projection optical systems having a low manufacturing cost. When using a plurality of rows of partial projection optical systems arranged at a predetermined interval in the scanning direction in this way, in order to correct distortion that changes at short intervals along the scanning direction, at least the partial projection optical system of each row is used. It is necessary to adjust the exposure position in the scanning direction for each system. However, in the conventional method of using the minute feed mechanism and the method of correcting the deflection of the scanning surface of the scanning stage, the position of the plate can be uniformly adjusted in the scanning direction with respect to the entire plurality of partial projection optical systems. Therefore, it is difficult to correct partial distortion in a narrow range.
【0008】本発明は斯かる点に鑑み、簡単な機構で且
つ高い応答速度で走査方向に対する倍率及びディストー
ションの調整を行うことができる走査型露光装置を提供
することを目的とする。更に本発明は、複数列の部分投
影光学系を用いて走査露光方式で露光を行う場合に、プ
レートの全面で容易に且つ正確に走査方向に対する倍率
及びディストーションの調整を行うことができる走査型
露光装置を提供することを目的とする。In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a scanning type exposure apparatus which has a simple mechanism and is capable of adjusting magnification and distortion in the scanning direction at a high response speed. Further, the present invention is a scanning type exposure capable of easily and accurately adjusting the magnification and the distortion in the scanning direction on the entire surface of the plate when the exposure is performed by the scanning exposure method using a plurality of partial projection optical systems. The purpose is to provide a device.
【0009】[0009]
【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に示すように、露光用の照明光で転
写用のパターンが形成されたマスク(3)を照明し、そ
のマスクのパターンの像を投影光学系(5)を介して感
光性の基板(10)上に投影した状態で、マスク(3)
を第1の方向(X方向)に走査するのと同期して基板
(10)をその第1の方向に対応する第2の方向(X方
向)に走査することにより、そのマスクのパターンを逐
次その基板上に露光する走査型露光装置において、投影
光学系(5)による基板(10)上でのマスク(3)の
パターンの露光視野(11)をその第2の方向(X方
向)に所定範囲内で連続的に移動させる光学部材(8)
を備えたものである。A scanning type exposure apparatus according to the present invention illuminates a mask (3) on which a transfer pattern is formed with exposure illumination light as shown in FIG. The image of the pattern is projected on the photosensitive substrate (10) through the projection optical system (5), and the mask (3)
By scanning the substrate (10) in a second direction (X direction) corresponding to the first direction in synchronization with the scanning of the substrate in the first direction (X direction). In a scanning type exposure apparatus for exposing on the substrate, an exposure field (11) of the pattern of the mask (3) on the substrate (10) by the projection optical system (5) is predetermined in the second direction (X direction). Optical member (8) that moves continuously within the range
It is provided with.
【0010】この場合、マスク(3)のその第1の方向
での位置と基板(10)のその第2の方向での位置との
位置ずれ量を測定する測定手段(19A)と、この測定
手段の測定結果に基づいて、基板(10)のその第2の
方向での位置に応じてその光学部材(8)による露光視
野(11)の移動量を制御する光学部材制御手段(1
2)と、を設けることが望ましい。In this case, measuring means (19A) for measuring the amount of positional deviation between the position of the mask (3) in the first direction and the position of the substrate (10) in the second direction, and this measurement. Optical member control means (1) for controlling the amount of movement of the exposure field (11) by the optical member (8) according to the position of the substrate (10) in the second direction based on the measurement result of the means.
It is desirable to provide 2) and.
【0011】また、その光学部材の一例は、その第2の
方向(X方向)に直交する方向に平行な回転軸(9a)
の回りに回転自在に設けられた平行平面板(8)と、こ
の平行平面板を回転させる駆動手段(9)とよりなるも
のである。また、その投影光学系が、例えば図7に示す
ように、その第2の方向(X方向)と直交する方向(Y
方向)に沿って複数列に配列された複数個の部分投影光
学系(33A〜33D,33E〜33G)よりなる場合
には、それら複数個の部分投影光学系のそれぞれ、又は
各列毎に対応させてその光学部材(51,52)を複数
個設けることが望ましい。An example of the optical member is a rotation axis (9a) parallel to a direction orthogonal to the second direction (X direction).
It comprises a plane-parallel plate (8) rotatably provided around and a drive means (9) for rotating the plane-parallel plate. Further, as shown in FIG. 7, the projection optical system has a direction (Y) orthogonal to the second direction (X direction).
Direction), a plurality of partial projection optical systems (33A to 33D, 33E to 33G) arranged in a plurality of rows are supported for each of the plurality of partial projection optical systems or each row. Therefore, it is desirable to provide a plurality of the optical members (51, 52).
【0012】[0012]
【作用】斯かる本発明によれば、例えば図2に示すよう
に、基板(10)上の被膜の伸縮等により、基板(1
0)上に形成されているパターン(CP)が対応するマ
スクパターンの像(11a)に対して走査方向にずれて
いる場合、即ち基板(10)上のパターンに部分的な倍
率誤差(ディストーション)が発生している場合には、
光学部材(8)を介してそのマスクパターンの像(11
a)の結像位置をそのパターン(CP)上にずらして、
走査方向に対してディストーションを発生させる。これ
により、重ね合わせ精度が高精度に維持される。一方、
基板(10)上に形成されているパターン(CP)のマ
スクパターンの像(11a)に対する走査方向への倍率
が変化している場合には、走査位置に応じて光学部材
(8)を介して露光視野(11)を連続的に一方向へ変
化させればよい。According to the present invention, as shown in FIG. 2, for example, the expansion and contraction of the coating film on the substrate (10) causes the substrate (1
0) When the pattern (CP) formed on the substrate (10) is displaced in the scanning direction with respect to the image (11a) of the corresponding mask pattern, that is, a partial magnification error (distortion) in the pattern on the substrate (10). Is occurring,
An image (11) of the mask pattern is formed through the optical member (8).
The image formation position of a) is shifted on the pattern (CP),
Distortion is generated in the scanning direction. As a result, the overlay accuracy is maintained with high accuracy. on the other hand,
When the magnification in the scanning direction with respect to the image (11a) of the mask pattern of the pattern (CP) formed on the substrate (10) is changing, it is passed through the optical member (8) according to the scanning position. The exposure field (11) may be continuously changed in one direction.
【0013】また、その光学部材(8)による露光視野
(11)の移動量を決定するには、例えば図3に示すよ
うに、マスク(3)上にアライメントマーク(26A〜
26J)を形成し、基板(10)上にも回路パターン
(10a)を露光する際に並行してアライメントマーク
(27A〜27J)を露光しておく。そして、露光前に
マスク(3)及び基板(10)を1回走査することによ
り、例えばアライメント光学系19Aよりなる測定手段
を用いて、アライメントマーク(26A〜26J)に対
するアライメントマーク(27A〜27J)の走査方向
への位置ずれ量を計測し、計測結果を光学部材制御手段
(12)に記憶させる。その後走査露光を行う際には、
記憶された位置ずれ量分だけ順次光学部材(8)を介し
て露光視野(11)を移動させればよい。In order to determine the amount of movement of the exposure visual field (11) by the optical member (8), for example, as shown in FIG. 3, alignment marks (26A ...
26J) is formed, and the alignment marks (27A to 27J) are exposed in parallel when the circuit pattern (10a) is also exposed on the substrate (10). Then, by scanning the mask (3) and the substrate (10) once before the exposure, the alignment marks (27A to 27J) with respect to the alignment marks (26A to 26J) are measured by using a measuring unit including, for example, the alignment optical system 19A. The positional deviation amount in the scanning direction is measured, and the measurement result is stored in the optical member control means (12). When performing scanning exposure after that,
The exposure visual field (11) may be sequentially moved through the optical member (8) by the stored positional deviation amount.
【0014】また、光学部材が平行平面板(8)、及び
駆動手段(9)よりなる場合には、駆動手段(9)によ
り平行平面板(8)を時計回り又は反時計回りに回転
(回動)させるだけで、その回転角に応じて露光視野
(11)の位置が走査方向に対して前後に移動する。次
に、図7に示すように、投影光学系が複数列の部分投影
光学系(33A〜33D,33E〜33G)からなる場
合に、例えば1列目の露光視野(36A〜36D)と2
列目の露光視野(36E〜36G)とではディストーシ
ョンの値が異なっていることがある。このような場合に
は、各列毎に光学部材(51,52)を配置し、各列毎
に露光視野の走査方向(X方向)へのずらし量を調整す
ればよい。更に、各部分投影光学系毎に露光視野でのデ
ィストーションの値が異なっている場合には、各部分投
影光学系毎に露光視野を移動させるための光学部材を設
ければよい。When the optical member is composed of the parallel flat plate (8) and the driving means (9), the parallel flat plate (8) is rotated (turned) by the driving means (9) clockwise or counterclockwise. The position of the exposure visual field (11) moves back and forth with respect to the scanning direction depending on the rotation angle. Next, as shown in FIG. 7, when the projection optical system includes a plurality of rows of partial projection optical systems (33A to 33D, 33E to 33G), for example, the exposure fields (36A to 36D) of the first row and 2
The distortion value may differ from the exposure field of view (36E to 36G) in the column. In such a case, the optical members (51, 52) may be arranged in each row, and the shift amount of the exposure visual field in the scanning direction (X direction) may be adjusted for each row. Further, when the distortion value in the exposure visual field is different for each partial projection optical system, an optical member for moving the exposure visual field may be provided for each partial projection optical system.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明による走査型露光装置の第1実
施例につき説明する。本実施例は、等倍の1つの投影光
学系を使用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を示し、こ
の図1において、照明光学系1からの露光用の照明光I
Lがダイクロイックミラー2を透過してマスク3の下面
(パターン形成面)の円弧状の照明領域4を均一な照度
分布で照明する。その照明領域4内のパターンの像が、
所謂ダイソン型の投影光学系5、及び光学部材としての
平行平面板8を介してプレート10上の円弧状の露光視
野11内に投影される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the scanning type exposure apparatus according to the present invention will be described below. In the present embodiment, the present invention is applied to a scanning type exposure apparatus that uses a single projection optical system of equal magnification. FIG. 1 shows a scanning type exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, illumination light I for exposure from an illumination optical system 1 is shown.
L passes through the dichroic mirror 2 and illuminates the arc-shaped illumination area 4 on the lower surface (pattern formation surface) of the mask 3 with a uniform illuminance distribution. The image of the pattern in the illumination area 4
A so-called Dyson type projection optical system 5 and a plane-parallel plate 8 as an optical member are used to project an image into an arc-shaped exposure field 11 on a plate 10.
【0016】投影光学系5は、レンズ6及び凹面反射鏡
7よりなる所謂ダイソン型であり、等倍で且つ正立像を
投影する対物光学系である。即ち、照明領域4からの照
明光ILは、レンズ6の斜面6aで反射された後、レン
ズ6の凸面6bから射出されて凹面反射鏡7に向かう。
そして、凹面反射鏡7で反射された照明光は、レンズ6
の凸面6bを経て斜面6cで反射された後、平行平面板
8に向かう。以下では、投影光学系5のプレート10上
での光軸AXに平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内
で図1の紙面に平行にX軸、図1の紙面に垂直にY軸を
取る。本実施例ではX軸に平行な方向がマスク3及びプ
レート10の走査方向である。The projection optical system 5 is a so-called Dyson type consisting of a lens 6 and a concave reflecting mirror 7, and is an objective optical system that projects an erect image at the same magnification. That is, the illumination light IL from the illumination area 4 is reflected by the inclined surface 6 a of the lens 6, then emitted from the convex surface 6 b of the lens 6, and travels toward the concave reflecting mirror 7.
The illumination light reflected by the concave reflecting mirror 7 is reflected by the lens 6
After being reflected by the sloped surface 6c through the convex surface 6b of the above, it goes toward the plane parallel plate 8. In the following, the Z axis is taken parallel to the optical axis AX on the plate 10 of the projection optical system 5, the X axis is parallel to the paper surface of FIG. 1, and the Y axis is perpendicular to the paper surface of FIG. 1 in a plane perpendicular to the Z axis. Take the axis. In this embodiment, the direction parallel to the X axis is the scanning direction of the mask 3 and the plate 10.
【0017】平行平面板8は、ガラス基板よりなり、光
軸AXに垂直で且つ走査方向にも垂直なY軸に平行な軸
9aを回転中心とするθ方向に、モータ9により回転さ
れるように支持されている。モータ9は、例えばステッ
ピングモータよりなり、主制御系12からの制御信号に
応じて、平行平面板8を時計方向又は反時計方向の何れ
にも、且つ所定の分解能を単位として任意の角度だけ回
転させた後、その状態で平行平面板8を固定させておく
ことができる。更に、モータ9は主制御系12からの制
御信号に応じて、プレート10のX方向の位置に応じて
連続的に時計方向又は反時計方向の何れにも、平行平面
板8の回転角を変化させることもできる。このように平
行平面板8が回転すると、その回転角に応じて、プレー
ト10上の露光視野11の位置が走査方向であるX方向
に移動する。本実施例では、走査露光中に露光視野11
を移動させることにより、走査方向での部分的な倍率誤
差、即ちディストーションの補正を行う。The plane-parallel plate 8 is made of a glass substrate and is rotated by a motor 9 in a θ direction about an axis 9a which is perpendicular to the optical axis AX and is parallel to the Y-axis which is also perpendicular to the scanning direction. Supported by. The motor 9 is, for example, a stepping motor, and rotates the plane-parallel plate 8 in either a clockwise direction or a counterclockwise direction according to a control signal from the main control system 12 and at an arbitrary angle with a predetermined resolution as a unit. After this, the plane-parallel plate 8 can be fixed in that state. Further, the motor 9 continuously changes the rotation angle of the plane-parallel plate 8 in either the clockwise direction or the counterclockwise direction in accordance with the position of the plate 10 in the X direction according to the control signal from the main control system 12. You can also let it. When the plane-parallel plate 8 rotates in this manner, the position of the exposure field 11 on the plate 10 moves in the X direction, which is the scanning direction, depending on the rotation angle. In this embodiment, the exposure field of view 11 is set during scanning exposure.
Is moved to correct a partial magnification error in the scanning direction, that is, distortion.
【0018】上述のように本実施例の投影光学系5は、
等倍で正立像を投影するため、マスク3及びプレート1
0は投影光学系5に対して同じ走査速度で+X方向又は
−X方向に走査すればよい。そこで、装置ベース14上
にキャリッジ13をX方向に移動自在に配置し、キャリ
ッジ13の中央部がくり抜かれた上板13b上にマスク
3を載置し、底板13a上にプレート10を載置し、装
置ベース14上の駆動モータ17により送りねじ18を
介してキャリッジ13を装置ベース14に対してX方向
(+X方向又は−X方向)に駆動する。この際に、投影
光学系5、平行平面板8、及びモータ9は装置ベース1
4に対して固定された不図示のフレームに固定されてい
る。従って、キャリッジ13をX方向に駆動することに
より、マスク3及びプレート10が投影光学系5及び平
行平面板8に対してX方向に移動される。As described above, the projection optical system 5 of this embodiment is
The mask 3 and the plate 1 are used to project an erect image at the same magnification.
For 0, the projection optical system 5 may be scanned in the + X direction or the −X direction at the same scanning speed. Therefore, the carriage 13 is movably arranged on the device base 14 in the X direction, the mask 3 is placed on the upper plate 13b with the central portion of the carriage 13 cut out, and the plate 10 is placed on the bottom plate 13a. The drive motor 17 on the device base 14 drives the carriage 13 in the X direction (+ X direction or −X direction) with respect to the device base 14 via the feed screw 18. At this time, the projection optical system 5, the plane-parallel plate 8 and the motor 9 are attached to the device base 1
It is fixed to a frame (not shown) fixed to No. 4. Therefore, by driving the carriage 13 in the X direction, the mask 3 and the plate 10 are moved in the X direction with respect to the projection optical system 5 and the plane parallel plate 8.
【0019】また、キャリッジ13の底板13aのX方
向の一端に移動鏡15が固定され、この移動鏡15に外
部のレーザ干渉計16から計測用のレーザビームが照射
され、レーザ干渉計16によりキャリッジ13のX座標
が常時計測され、計測されたX座標が主制御系12に供
給されている。主制御系12は、供給されたX座標に基
づいて、駆動モータ17を制御することにより、キャリ
ッジ13のX方向の位置、及びX方向への移動速度を制
御する。A movable mirror 15 is fixed to one end of the bottom plate 13a of the carriage 13 in the X direction, and a laser beam for measurement is emitted from an external laser interferometer 16 to the movable mirror 15, and the carriage is driven by the laser interferometer 16. The X coordinate of 13 is constantly measured, and the measured X coordinate is supplied to the main control system 12. The main control system 12 controls the drive motor 17 based on the supplied X coordinate to control the position of the carriage 13 in the X direction and the moving speed in the X direction.
【0020】本実施例では、マスク3の上方のダイクロ
イックミラー2の側面方向に、図1の紙面に対して所定
間隔で1対のアライメント光学系(図1では手前のアラ
イメント光学系19Aのみが示されている)が配置され
ている。アライメント光学系19Aにおいて、アライメ
ント用の光源20から射出されるアライメント光AL
は、集光レンズ21により集光されてビームスプリッタ
22、及び第1対物レンズ23を経た後、ダイクロイッ
クミラー2により反射されてマスク3上のアライメント
マークを照明する。アライメント光としては、プレート
10上に塗布されたフォトレジストに対する感光性の弱
い光が使用され、光源20としてはハロゲンランプ等が
使用される。In this embodiment, a pair of alignment optical systems (only the front alignment optical system 19A in FIG. 1 is shown in the lateral direction of the dichroic mirror 2 above the mask 3 at predetermined intervals with respect to the paper surface of FIG. Has been placed). In the alignment optical system 19A, the alignment light AL emitted from the alignment light source 20
After being condensed by the condenser lens 21, passed through the beam splitter 22 and the first objective lens 23, is reflected by the dichroic mirror 2 and illuminates the alignment mark on the mask 3. As the alignment light, light having a weak sensitivity to the photoresist applied on the plate 10 is used, and as the light source 20, a halogen lamp or the like is used.
【0021】マスク3上に照射されたアライメント光A
Lの一部はアライメントマークにより反射され、残りの
部分はマスク3を透過した後、投影光学系5及び平行平
面板8を経てプレート10上のアライメントマークに照
射される。そして、プレート10上のアライメントマー
クにより反射されたアライメント光は、再び平行平面板
8及び投影光学系5を経てマスク3側に戻り、マスク3
で反射されたアライメント光、及びプレート10で反射
されたアライメント光は、ダイクロイックミラー2、及
び第1対物レンズ23を経てビームスプリッタ22に戻
る。そして、ビームスプリッタ22で反射されたアライ
メント光は、第2対物レンズ24を経て2次元CCD等
よりなる撮像素子25の撮像面にそれぞれのアライメン
トマークの像を形成する。Alignment light A irradiated on the mask 3
A part of L is reflected by the alignment mark, and the remaining part of the L passes through the mask 3 and is then projected onto the alignment mark on the plate 10 through the projection optical system 5 and the plane-parallel plate 8. Then, the alignment light reflected by the alignment mark on the plate 10 returns to the mask 3 side through the plane-parallel plate 8 and the projection optical system 5 again, and the mask 3
The alignment light reflected by and the alignment light reflected by the plate 10 return to the beam splitter 22 via the dichroic mirror 2 and the first objective lens 23. Then, the alignment light reflected by the beam splitter 22 passes through the second objective lens 24 and forms an image of each alignment mark on the image pickup surface of the image pickup device 25 including a two-dimensional CCD or the like.
【0022】この場合、露光用の照明光ILのみなら
ず、アライメント光ALについても、投影光学系5に関
してマスク3の配置面とプレート10の配置面とはほぼ
共役になっている。一般に凹面反射鏡は色収差がないた
め、本例の投影光学系5についてもアライメント光AL
に関してほぼ色消しすることは比較的容易である。撮像
素子25からの撮像信号は、アライメント処理系26に
供給される。同様に、アライメント光学系19Aと対に
なっているアライメント光学系からの撮像信号もアライ
メント処理系26に供給される。In this case, not only for the exposure illumination light IL but also for the alignment light AL, the arrangement surface of the mask 3 and the arrangement surface of the plate 10 are almost conjugate with respect to the projection optical system 5. In general, since the concave reflecting mirror has no chromatic aberration, the projection optical system 5 of this example also has the alignment light AL.
It is relatively easy to achromatize. The image pickup signal from the image pickup device 25 is supplied to the alignment processing system 26. Similarly, the image pickup signal from the alignment optical system paired with the alignment optical system 19A is also supplied to the alignment processing system 26.
【0023】図3(a)はマスク3上のアライメントマ
ークの配置を示し、この図3(a)に示すように、マス
ク3のパターン領域3aの+Y方向側及び−Y方向側の
辺に沿った光透過部中に、X方向に所定ピッチで遮光膜
よりなる十字型のアライメントマーク26A〜26E及
び26F〜26Jが形成されている。この場合、円弧状
の照明領域4の−Y方向の端部に設定された観察領域F
Aが、図1のアライメント光学系19Aによる観察領域
であり、照明領域4の+Y方向の端部に設定された観察
領域FBが別のアライメント光学系による観察領域であ
る。FIG. 3A shows the arrangement of alignment marks on the mask 3. As shown in FIG. 3A, along the sides of the pattern region 3a of the mask 3 on the + Y direction side and the −Y direction side. Cross-shaped alignment marks 26A to 26E and 26F to 26J made of a light shielding film are formed at a predetermined pitch in the X direction in the light transmitting portion. In this case, the observation area F set at the end of the arcuate illumination area 4 in the -Y direction.
A is an observation area by the alignment optical system 19A in FIG. 1, and an observation area FB set at the end of the illumination area 4 in the + Y direction is an observation area by another alignment optical system.
【0024】また、図3(b)はプレート10上のアラ
イメントマークの配置を示し、この図3(b)に示すよ
うに、プレート10のショット領域10aの+Y方向側
及び−Y方向側の辺に沿って、X方向に所定ピッチで反
射膜よりなる十字型のアライメントマーク27A〜27
E及び27F〜27Jが形成されている。これらのアラ
イメントマーク27A〜27Jは、それまでの工程でシ
ョット領域10aに回路パターンを形成する際に同時に
形成されたものである。また、アライメントマーク27
A〜27Jの設計上の配列は、アライメントマーク26
A〜26Jの配列と同一である。しかしながら、実際に
はプレート10上の被膜の伸縮等により、ショット領域
10a上の回路パターンの形状、及びアライメントマー
ク27A〜27Jの配列は設計値からずれている。本実
施例では、アライメントマーク27A〜27Jの配列の
ずれからショット領域10a上の回路パターンの全体
的、及び部分的な伸縮量を推定する。FIG. 3B shows the arrangement of alignment marks on the plate 10. As shown in FIG. 3B, the sides of the shot area 10a of the plate 10 on the + Y direction side and the −Y direction side. Along the line, cross-shaped alignment marks 27A to 27 made of a reflective film at a predetermined pitch in the X direction.
E and 27F to 27J are formed. These alignment marks 27A to 27J were formed at the same time when the circuit pattern was formed in the shot area 10a in the steps up to that point. In addition, the alignment mark 27
The designed sequence of A to 27J is the alignment mark 26
It is the same as the sequence of A to 26J. However, in reality, the shape of the circuit pattern on the shot area 10a and the arrangement of the alignment marks 27A to 27J deviate from the designed values due to the expansion and contraction of the film on the plate 10. In this embodiment, the total or partial expansion / contraction amount of the circuit pattern on the shot area 10a is estimated from the displacement of the alignment marks 27A to 27J.
【0025】具体的に例えばマスク3上のアライメント
マーク26C,26Hに対するプレート10上のアライ
メントマーク27C,27Hの位置ずれ量を計測する際
には、図4(a)に示すように、観察領域FB内にアラ
イメントマーク26C、及びアライメントマーク27C
の像27CMを収めた状態で、対応するアライメント光
学系により観察領域FB内の像を撮像し、得られた撮像
信号を図1のアライメント処理系26で処理することに
より、アライメントマークの像27CMのX方向への位
置ずれ量ΔX2、及びY方向への位置ずれ量ΔY2が求
められる。同様に、図4(b)に示すように、観察領域
FA内のアライメントマーク26H、及びアライメント
マーク27Hの像27HMをアライメント光学系19A
により撮像し、得られた撮像信号をアライメント処理系
26で処理することにより、アライメントマークの像2
7HMのX方向への位置ずれ量ΔX1及びY方向への位
置ずれ量ΔY1が求められる。Specifically, for example, when measuring the positional deviation amount of the alignment marks 27C and 27H on the plate 10 with respect to the alignment marks 26C and 26H on the mask 3, as shown in FIG. Alignment mark 26C and alignment mark 27C inside
In the state where the image 27CM of the image is stored, the image in the observation area FB is taken by the corresponding alignment optical system, and the obtained image pickup signal is processed by the alignment processing system 26 of FIG. A displacement amount ΔX2 in the X direction and a displacement amount ΔY2 in the Y direction are obtained. Similarly, as shown in FIG. 4B, the alignment mark 26H in the observation area FA and the image 27HM of the alignment mark 27H are set to the alignment optical system 19A.
The alignment mark image 2 is obtained by processing the obtained image pickup signal by the alignment processing system 26.
A displacement amount ΔX1 of 7HM in the X direction and a displacement amount ΔY1 of the YHM in the Y direction are obtained.
【0026】次に、本実施例の走査露光動作の一例につ
き説明する。先ず、以下のようにしてプレート10上の
ショット領域10aに形成されている回路パターンの伸
縮量を求める。即ち、図1において照明光ILを遮光し
て、アライメント光ALを照射させた状態で、キャリッ
ジ13を−X方向に移動させることにより、図3(a)
において、2つのアライメント光学系の観察領域FA及
びFB内にそれぞれマスク3上のアライメントマーク2
6F及び26Aを位置させる。この際に、観察領域FA
及びFB内にそれぞれプレート10上のアライメントマ
ーク27F及び27Aの像も収まる。この状態で図1の
アライメント光学系19A、及びアライメント処理系2
6によりアライメントマーク26Fを基準としてアライ
メントマーク27Fの投影光学系5を介した像のX方向
及びY方向への位置ずれ量を計測する。これと並行し
て、別のアライメント光学系により他方のアライメント
マーク26Aを基準としてアライメントマーク27Aの
X方向及びY方向への位置ずれ量を計測し、2組の位置
ずれ量を主制御系12に供給する。Next, an example of the scanning exposure operation of this embodiment will be described. First, the expansion / contraction amount of the circuit pattern formed in the shot area 10a on the plate 10 is obtained as follows. That is, by moving the carriage 13 in the −X direction while the illumination light IL is shielded and the alignment light AL is emitted in FIG.
In the observation areas FA and FB of the two alignment optical systems, the alignment marks 2 on the mask 3 are
Position 6F and 26A. At this time, the observation area FA
And FB also accommodate the images of the alignment marks 27F and 27A on the plate 10, respectively. In this state, the alignment optical system 19A and the alignment processing system 2 of FIG.
6, the positional deviation amount of the alignment mark 27F in the X direction and the Y direction of the image through the projection optical system 5 is measured with the alignment mark 26F as a reference. In parallel with this, another alignment optical system measures the amount of misalignment of the alignment mark 27A in the X and Y directions with the other alignment mark 26A as a reference, and the two sets of misalignment amounts are sent to the main control system 12. Supply.
【0027】次に、図1のキャリッジ13を+X方向に
移動させて、アライメントマーク26G及び26Bをそ
れぞれ観察領域FA及びFB内に設定した後、アライメ
ントマーク26G及び26Bを基準としたアライメント
マーク27G及び27Bの像の位置ずれ量を計測して主
制御系12に供給する。同様に、アライメントマーク2
6C,26H〜26E,26Jを基準としたアライメン
トマーク27C,27H〜27E,27Jの像の位置ず
れ量を計測して主制御系12に供給する。Next, the carriage 13 in FIG. 1 is moved in the + X direction to set the alignment marks 26G and 26B in the observation areas FA and FB, respectively, and then the alignment marks 27G and 26B with reference to the alignment marks 26G and 26B. The amount of positional deviation of the image of 27B is measured and supplied to the main control system 12. Similarly, alignment mark 2
6C, 26H to 26E, and 26J are used as a reference, and the positional deviation amount of the images of the alignment marks 27C, 27H to 27E, and 27J is measured and supplied to the main control system 12.
【0028】主制御系12は、プレート10上のアライ
メントマーク27A〜27Jの像の位置ずれ量から、シ
ョット領域10a内の回路パターンの各部の伸縮量を算
出する。その後、図1のキャリッジ13を更に+X方向
に移動させて、図3(a)の照明領域4をパターン領域
3aの外側に移動させる。そして、照明光ILの照射を
開始させた状態で、キャリッジ13を−X方向に加速し
て、照明領域4がパターン領域3aにかかるときにはキ
ャリッジ13の走査速度が一定速度に達するようにし
て、走査露光方式で露光を行う。この走査露光中に以下
のようにしてマスク3の投影像の倍率及びディストーシ
ョンの補正を行う。The main control system 12 calculates the expansion / contraction amount of each portion of the circuit pattern in the shot area 10a from the positional displacement amount of the images of the alignment marks 27A to 27J on the plate 10. After that, the carriage 13 in FIG. 1 is further moved in the + X direction to move the illumination area 4 in FIG. 3A to the outside of the pattern area 3a. Then, while the irradiation of the illumination light IL is started, the carriage 13 is accelerated in the −X direction so that the scanning speed of the carriage 13 reaches a constant speed when the illumination area 4 reaches the pattern area 3a, and scanning is performed. Exposure is performed by the exposure method. During this scanning exposure, the magnification and distortion of the projected image of the mask 3 are corrected as follows.
【0029】先ず、ショット領域10aが走査方向に垂
直な非走査方向(Y方向)に例えば倍率β(β>1)で
伸張している場合には、例えば投影光学系5を構成する
各光学部材の位置を調整する等によりマスク3のパター
ンの投影像の倍率(設計値は1倍)をβに合わせた状態
で、走査露光を行う。これは投影光学系5による投影像
の倍率を補正することを意味する。First, when the shot area 10a extends in the non-scanning direction (Y direction) perpendicular to the scanning direction with, for example, the magnification β (β> 1), for example, each optical member constituting the projection optical system 5 is formed. The scanning exposure is performed in a state where the magnification (design value is 1) of the projected image of the pattern of the mask 3 is adjusted to β by adjusting the position of. This means to correct the magnification of the projected image by the projection optical system 5.
【0030】また、ショット領域10aの伸縮率が等方
的であり、ショット領域10a内の回路パターンが走査
方向(X方向)に対して一様にその倍率βで伸張してい
る場合には、走査露光時のマスク3の−X方向への走査
速度に対するプレート10の−X方向への走査速度の比
の値をβにする必要がある。但し、本実施例では、マス
ク3及びプレート10は一体のキャリッジ13により走
査されるため、両者の走査速度の比の値をβにするため
に、走査露光中にキャリッジ13が−X方向に移動する
のに応じて、図1の主制御系12はモータ9を介して反
時計方向に次第に平行平面板8を回転させる。これによ
り、露光視野11が次第に+X方向にずれるため、実質
的にマスク3に対してプレート10を−X方向にβ(>
1)の速度比で走査しているのと等価になる。これによ
り、ショット領域10a上の回路パターンに対して高い
重ね合わせ精度でマスク3のパターンを露光できる。When the expansion / contraction ratio of the shot area 10a is isotropic and the circuit pattern in the shot area 10a is uniformly expanded in the scanning direction (X direction) by the magnification β, The value of the ratio of the scanning speed of the plate 10 in the −X direction to the scanning speed of the mask 3 in the −X direction during scanning exposure must be β. However, in this embodiment, since the mask 3 and the plate 10 are scanned by the integrated carriage 13, the carriage 13 moves in the -X direction during scanning exposure in order to set the value of the ratio of the scanning speeds of both to β. Accordingly, the main control system 12 of FIG. 1 gradually rotates the plane-parallel plate 8 counterclockwise via the motor 9. As a result, the exposure field 11 gradually shifts in the + X direction, so that the plate 10 is substantially β (>) in the −X direction with respect to the mask 3.
This is equivalent to scanning at the speed ratio of 1). As a result, the pattern of the mask 3 can be exposed to the circuit pattern on the shot area 10a with high overlay accuracy.
【0031】図2を参照して、その場合の平行平面板8
の角速度を求める。図2において、平行平面板8の厚さ
をd、屈折率をnとして、平行平面板8をプレート10
に平行な状態から時計方向に角度φだけ回転させると、
プレート10上に垂直に入射する照明光ILの−X方向
への位置シフトΔは、次のように表すことができる。 Δ≒(1−1/n)d・φ (1) 例えば、平行平面板8の厚さdを1mm、屈折率nを
1.5とする。そして、プレート10上で走査方向に対
する長さが100mmの回路パターンが10μm伸びて
いるとすれば、マスク3上で100mm走査したとき
に、その位置シフトΔを10μm(0.01mm)とす
ればよい。即ち、次式より、そのときの角度φは約0.
03radとなる。Referring to FIG. 2, the plane-parallel plate 8 in that case.
Find the angular velocity of. In FIG. 2, assuming that the thickness of the plane-parallel plate 8 is d and the refractive index is n, the plane-parallel plate 8 is formed into a plate 10.
When it is rotated clockwise from the state parallel to
The position shift Δ in the −X direction of the illumination light IL vertically incident on the plate 10 can be expressed as follows. Δ≈ (1-1 / n) d · φ (1) For example, the thickness d of the plane-parallel plate 8 is 1 mm and the refractive index n is 1.5. If the circuit pattern having a length of 100 mm in the scanning direction extends on the plate 10 by 10 μm, the position shift Δ may be set to 10 μm (0.01 mm) when the mask 3 is scanned by 100 mm. . That is, according to the following equation, the angle φ at that time is about 0.
It will be 03 rad.
【0032】 0.01≒(1−1/1.5)・1・φ (2) φ≒0.03[rad] (3) この場合のキャリッジ13の走査速度を一定の100m
m/sとすれば、平行平面板8の角速度wは、0.03
rad/sとなる。なお、キャリッジ13を−X方向に
走査する場合には、図2において角度φは負の値であ
り、平行平面板8は反時計方向に角速度wで回転され
る。0.01 ≈ (1-1 / 1.5) · 1 · φ (2) φ ≈ 0.03 [rad] (3) In this case, the scanning speed of the carriage 13 is fixed at 100 m.
If m / s, the angular velocity w of the plane-parallel plate 8 is 0.03.
It becomes rad / s. When the carriage 13 is scanned in the −X direction, the angle φ has a negative value in FIG. 2 and the plane-parallel plate 8 is rotated counterclockwise at the angular velocity w.
【0033】次に、ショット領域10aの伸縮率が非等
方的であり、且つ走査方向(X方向)の各部での走査方
向への伸縮率が変化している場合には、走査露光中にキ
ャリッジ13が+X方向に移動するのに応じて、図1の
主制御系12はモータ9を介して平行平面板8のθ方向
への回転角を変化させる。具体的に走査露光の途中で、
図2に示すようにプレート10上で既に形成されている
回路パターンCPの位置が、本来その回路パターンCP
上に投影されるマスクパターン11aの投影位置から−
X方向にずれている場合には、そのマスクパターン11
aの位置が回路パターンCP上に重なるように平行平面
板8の回転角を制御すればよい。この場合、その回路パ
ターンCPの走査方向への位置ずれ量は、アライメント
マーク27A〜27Jの位置ずれ量を補間することによ
り算出される。これにより、マスクパターンの投影像の
走査方向へのディストーションが、プレート10上の回
路パターンに応じて補正される。Next, when the expansion / contraction ratio of the shot area 10a is anisotropic, and the expansion / contraction ratio in the scanning direction (X direction) of each portion changes, during scanning exposure. As the carriage 13 moves in the + X direction, the main control system 12 in FIG. 1 changes the rotation angle of the plane parallel plate 8 in the θ direction via the motor 9. Specifically, during the scanning exposure,
As shown in FIG. 2, the position of the circuit pattern CP already formed on the plate 10 is originally the circuit pattern CP.
From the projection position of the mask pattern 11a projected on the −
If it is deviated in the X direction, the mask pattern 11
The rotation angle of the plane-parallel plate 8 may be controlled so that the position of a overlaps the circuit pattern CP. In this case, the displacement amount of the circuit pattern CP in the scanning direction is calculated by interpolating the displacement amount of the alignment marks 27A to 27J. As a result, the distortion of the projected image of the mask pattern in the scanning direction is corrected according to the circuit pattern on the plate 10.
【0034】なお、図1においては、平行平面板8がプ
レート10上に配置されているが、平行平面板8を例え
ばマスク3の直下に配置してもよい。次に、本発明の第
2実施例につき図5及び図6を参照して説明する。本実
施例は第1実施例の平行平面板8の代わりに1対の湾曲
板を使用するものであり、図5及び図6において、図1
に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省
略する。Although the plane-parallel plate 8 is arranged on the plate 10 in FIG. 1, the plane-parallel plate 8 may be arranged directly below the mask 3, for example. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment uses a pair of curved plates instead of the plane-parallel plate 8 of the first embodiment, and in FIGS.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to, and the detailed description thereof will be omitted.
【0035】図5は本実施例の走査型露光装置を示し、
この図5において、投影光学系5とプレート10との間
に、投影光学系5の光軸AXに沿って1対の円筒状に湾
曲したガラス製の湾曲板28及び29が互いに凸面で対
向するように配置されている。湾曲板28及び29は、
それぞれ同一の厚さで且つ外面の曲率半径が等しい円筒
の一部よりなり、湾曲板28及び29の円筒状の外面の
対称軸は、走査方向(X方向)に直交するY方向(図5
の紙面に垂直な方向)に平行である。即ち、湾曲板28
及び29の円筒状の外面の母線はY方向に平行である。
また、投影光学系5側の湾曲板28は、X方向に平行に
配置されたガイド30に沿って+X方向又は−X方向に
所望の量だけ駆動できるように支持されている。その他
の構成は図1の第1実施例と同様である。FIG. 5 shows the scanning type exposure apparatus of this embodiment.
In FIG. 5, between the projection optical system 5 and the plate 10, a pair of cylindrical curved plates 28 and 29 made of glass and curved in a cylindrical shape along the optical axis AX of the projection optical system 5 face each other with convex surfaces. Are arranged as follows. The curved plates 28 and 29 are
Each of the curved plates 28 and 29 is formed of a part of a cylinder having the same thickness and the same outer surface with the same radius of curvature, and the symmetry axes of the outer cylindrical surfaces of the curved plates 28 and 29 are orthogonal to the scanning direction (X direction) in the Y direction (FIG. 5).
Direction perpendicular to the plane of the paper). That is, the curved plate 28
And 29 the generatrix of the cylindrical outer surface is parallel to the Y direction.
Further, the curved plate 28 on the projection optical system 5 side is supported so as to be driven by a desired amount in the + X direction or the −X direction along a guide 30 arranged in parallel with the X direction. The other structure is similar to that of the first embodiment shown in FIG.
【0036】本実施例において、湾曲板28及び29は
同一の円筒面が逆向きに配置されているため、マスク3
からプレート10への投影像の倍率は、湾曲板28及び
29が無い場合と同じ1倍である。この状態で、図6に
示すように、湾曲板28を+X方向に移動させると、プ
レート10に対して垂直に入射する照明光ILは点線で
示すように−X方向に移動する。即ち、湾曲板28をX
方向に移動させることにより、露光視野11を逆方向に
移動させることができる。In this embodiment, since the curved plates 28 and 29 have the same cylindrical surfaces arranged in opposite directions, the mask 3
The magnification of the projected image from the plate 10 to the plate 10 is the same as the case where the curved plates 28 and 29 are not provided. In this state, as shown in FIG. 6, when the curved plate 28 is moved in the + X direction, the illumination light IL that is vertically incident on the plate 10 moves in the −X direction as shown by the dotted line. That is, the curved plate 28
By moving in the same direction, the exposure field 11 can be moved in the opposite direction.
【0037】本実施例での走査露光時には、投影光学系
5及び1対の湾曲板28,29に対して相対的にマスク
3及びプレート10が+X方向又は−X方向に所定の走
査速度で走査される。そして、プレート10上のショッ
ト領域の回路パターンの伸縮量、及び伸縮量の分布に合
わせて、プレート10のX方向の位置に応じて、湾曲板
28のX方向への移動量が連続的に制御される。これに
より、露光視野11の位置が走査方向に調整されて、マ
スクパターンの投影像の走査方向への倍率、及びディス
トーションが補正され、プレート10上の回路パターン
とマスクパターンの投影像との重ね合わせ精度が高精度
に維持される。During the scanning exposure in this embodiment, the mask 3 and the plate 10 scan in the + X direction or the -X direction at a predetermined scanning speed relative to the projection optical system 5 and the pair of curved plates 28 and 29. To be done. Then, the movement amount of the bending plate 28 in the X direction is continuously controlled according to the expansion / contraction amount of the circuit pattern in the shot area on the plate 10 and the distribution of the expansion / contraction amount, according to the position of the plate 10 in the X direction. To be done. As a result, the position of the exposure field 11 is adjusted in the scanning direction, the magnification of the projected image of the mask pattern in the scanning direction and the distortion are corrected, and the circuit pattern on the plate 10 and the projected image of the mask pattern are superimposed. The accuracy is kept high.
【0038】ここで、図6を参照して湾曲板28のX方
向への移動量に対する、露光視野11のX方向へのシフ
ト量の関係を求める。そのため、湾曲部材28の内面の
曲率半径をRa、厚さをd、屈折率をnとして、照明光
ILが湾曲部材28に入射する位置の曲率中心から−X
方向への間隔をδaとする。この場合、曲率半径Raが
間隔δaに比べて十分大きいとすれば、照明光ILの入
射位置での湾曲部材28の勾配、即ちその照明光ILの
入射角はほぼδa/Raである。従って、湾曲部材28
を透過した後の照明光ILの−X方向への位置ずれ量Δ
aは、次のようになる。Now, referring to FIG. 6, the relationship between the amount of movement of the bending plate 28 in the X direction and the amount of shift of the exposure field 11 in the X direction will be determined. Therefore, when the radius of curvature of the inner surface of the bending member 28 is Ra, the thickness is d, and the refractive index is n, −X from the center of curvature of the position where the illumination light IL enters the bending member 28.
The distance in the direction is δa. In this case, if the radius of curvature Ra is sufficiently larger than the interval δa, the gradient of the bending member 28 at the incident position of the illumination light IL, that is, the incident angle of the illumination light IL is approximately δa / Ra. Therefore, the bending member 28
Of the positional deviation Δ of the illumination light IL in the −X direction after passing through
a becomes as follows.
【0039】 Δa≒d(1−1/n)・δa/Ra (4) また、湾曲部材29の曲率半径をRb(=−Ra)、厚
さをd、屈折率をnとして、湾曲部材29に入射する照
明光ILの位置の曲率中心から−X方向への位置ずれ量
をδb(初期状態でδb=δaとする)とすると、照明
光ILの湾曲部材29による−X方向への位置ずれ量Δ
bは、次のようになる。Δa≈d (1-1 / n) · δa / Ra (4) Further, the radius of curvature of the bending member 29 is Rb (= −Ra), the thickness is d, and the refractive index is n. Letting δb be the displacement amount in the −X direction from the center of curvature of the position of the illumination light IL that is incident on (Δb = δa in the initial state), the displacement of the illumination light IL in the −X direction by the bending member 29. Amount Δ
b is as follows.
【0040】 Δb≒d(1−1/n)・δb/Rb (5) この場合、初期状態では、Rb=−Ra、且つδb=δ
aが成立するため、湾曲部材28及び29による照明光
ILのX方向への横ずれ量は0である。次に、湾曲部材
28だけを+X方向にαだけ移動させると、照明光IL
の湾曲部材28による−X方向へのシフト量Δa’は、
次のようになる。Δb≈d (1-1 / n) · δb / Rb (5) In this case, in the initial state, Rb = −Ra and δb = δ
Since a is satisfied, the lateral shift amount of the illumination light IL in the X direction by the bending members 28 and 29 is zero. Next, when only the bending member 28 is moved in the + X direction by α, the illumination light IL
The shift amount Δa ′ in the −X direction by the bending member 28 of
It looks like this:
【0041】 Δa’≒d(1−1/n)・(δa+α)/Ra (6) 一方、照明光ILの湾曲部材29による−X方向へのシ
フト量Δb’は、(5)式と同じである。従って、
(5)式及び(6)式より、湾曲部材28及び29によ
る照明光ILの−X方向へのシフト量Δは、次のように
なる。但し、Rb=−Ra、且つδb=δaとしてい
る。Δa′≈d (1-1 / n) · (δa + α) / Ra (6) On the other hand, the shift amount Δb ′ of the illumination light IL in the −X direction by the bending member 29 is the same as that of the equation (5). Is. Therefore,
From equations (5) and (6), the shift amount Δ of the illumination light IL in the −X direction by the bending members 28 and 29 is as follows. However, Rb = −Ra and δb = δa.
【0042】 Δ=Δa’+Δb’≒d(1−1/n)(δa+α−δb)/Ra =d(1−1/n)・α/Ra (7) つまり、湾曲部材28を走査方向にαだけ移動させる
と、その移動方向と逆方向に移動量αに比例して照明光
がシフトすることになる。今、屈折率nを1.5、厚さ
dを6mm、曲率半径Raを200mmとして、第1実
施例と同様にプレート10上の回路パターンが走査方向
に対して100mmにつき10μm(0.01mm)だ
け伸張したとする。この場合、プレート10の+X方向
への走査速度を100mm/sとすると、1秒について
湾曲部材28を+X方向にαだけ移動させたときに、
(7)式の−X方向へのシフト量Δが0.01mmにな
ればよい。即ち、αは近似的に次のようになる。Δ = Δa ′ + Δb′≈d (1-1 / n) (δa + α−δb) / Ra = d (1-1 / n) · α / Ra (7) That is, the bending member 28 is moved in the scanning direction. If it is moved by α, the illumination light will be shifted in the direction opposite to the moving direction in proportion to the moving amount α. Now, assuming that the refractive index n is 1.5, the thickness d is 6 mm, and the radius of curvature Ra is 200 mm, the circuit pattern on the plate 10 is 10 μm (0.01 mm) per 100 mm in the scanning direction as in the first embodiment. Suppose that it is stretched. In this case, when the scanning speed of the plate 10 in the + X direction is 100 mm / s, when the bending member 28 is moved in the + X direction by α for 1 second,
It suffices that the shift amount Δ in the −X direction of the expression (7) becomes 0.01 mm. That is, α is approximately as follows.
【0043】 α=Δ・Ra/{d(1−1/n)} =0.01・200/{(1/3)・6}=1[mm] (8) 従って、走査速度が100mm/sであれば、湾曲部材
28を+X方向に1mm/sで移動させればよいことに
なる。なお、湾曲部材28を移動させる代わりに、湾曲
部材29を移動させてもよく、更には湾曲部材28及び
29の両方を逆方向に移動させるようにしてもよい。Α = Δ · Ra / {d (1-1 / n)} = 0.01 · 200 / {(1/3) · 6} = 1 [mm] (8) Therefore, the scanning speed is 100 mm / If s, the bending member 28 may be moved in the + X direction at 1 mm / s. Instead of moving the bending member 28, the bending member 29 may be moved, or both the bending members 28 and 29 may be moved in opposite directions.
【0044】次に、本発明の第3実施例につき図7及び
図8を参照して説明する。本実施例は、それぞれ等倍の
正立正像を投影する複数の部分投影光学系よりなる投影
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7は、本実施例の走査型露光装置を示し、こ
の図7において、照明光学系31からの照明光(例えば
g線(波長435nm)、あるいはi線(波長365n
m)等)は、マスク3上に走査方向(X方向)に2列に
配置された後述の7個の台形状の視野領域32A〜32
Gをそれぞれ囲む矩形状の領域を均一に照明する。台形
状の視野領域32A〜32Gは、後述の部分投影光学系
の最大視野領域の形状に可能な限り相似な形状として選
ばれたものである。また、各視野領域32A〜32G
は、それぞれ部分投影光学系中の視野絞りにより規定さ
れる領域である。そのため、照明光学系31は、例えば
視野領域32A〜32Gの全てを含む1つの大きな矩形
状の照明領域を露光光で照明するものでもよい。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In the present embodiment, the present invention is applied to a scanning type exposure apparatus having a projection optical system including a plurality of partial projection optical systems that respectively project erect images of equal magnification. FIG. 7 shows the scanning type exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 7, the illumination light from the illumination optical system 31 (for example, g-line (wavelength 435 nm) or i-line (wavelength 365n) is used.
m) and the like) are seven trapezoidal visual field regions 32A to 32, which will be described later, arranged in two rows on the mask 3 in the scanning direction (X direction).
A rectangular area surrounding each G is uniformly illuminated. The trapezoidal visual field regions 32A to 32G are selected as shapes as similar as possible to the shape of the maximum visual field region of the partial projection optical system described later. In addition, each visual field region 32A to 32G
Are areas defined by the field stop in the partial projection optical system. Therefore, the illumination optical system 31 may illuminate one large rectangular illumination area including all of the visual field areas 32A to 32G with exposure light.
【0045】さて、図7において、マスク3の下方に
は、7個の部分投影光学系33A〜33Gが2列に配置
され、マスク3上の視野領域32A〜32Gのパターン
がそれぞれ部分投影光学系33A〜33Gを介してプレ
ート10上の台形状の露光視野36A〜36G上に投影
される。以下、図8を参照して部分投影光学系33A〜
33Gについて説明する。なお、部分投影光学系33A
〜33Gは、互いに同じ構成を有するため、部分投影光
学系33Aのみについて述べる。In FIG. 7, below the mask 3, seven partial projection optical systems 33A to 33G are arranged in two rows, and the patterns of the visual field regions 32A to 32G on the mask 3 are respectively formed. It is projected on the trapezoidal exposure fields 36A to 36G on the plate 10 via 33A to 33G. Hereinafter, with reference to FIG. 8, the partial projection optical system 33A to
33G will be described. The partial projection optical system 33A
33G have the same configuration as each other, only the partial projection optical system 33A will be described.
【0046】図8は、部分投影光学系33Aのレンズ構
成図であり、この部分投影光学系33Aは、それぞれダ
イソン型光学系を変形した2組の光学系を組み合わせた
ものである。図8において、部分投影光学系33Aは、
第1部分光学系34Aa,45,46,34Abと、視
野絞り49と、共通な平行平面板51と、第2部分光学
系35Aa,47,48,35Abとから構成されてお
り、これら第1及び第2部分光学系は、それぞれダイソ
ン型光学系を変形したものである。FIG. 8 is a lens configuration diagram of the partial projection optical system 33A. This partial projection optical system 33A is a combination of two sets of optical systems obtained by modifying the Dyson type optical system. In FIG. 8, the partial projection optical system 33A is
It comprises a first partial optical system 34Aa, 45, 46, 34Ab, a field stop 49, a common plane parallel plate 51, and a second partial optical system 35Aa, 47, 48, 35Ab. Each of the second partial optical systems is a modification of the Dyson type optical system.
【0047】そして、第1部分光学系は、マスク3の下
面(パターン形成面)に対して45°の傾斜角で配置さ
れた反射面を持つ直角プリズム34Aaと、マスク3の
下面に平行な光軸を有し、平面部が直角プリズム34A
aに接合された平凸レンズ成分45と、全体としてメニ
スカス形状であって一面が平凸レンズ成分45の凸面
(接合面45a)に接合され他面(平凸レンズ成分45
に対して凹面)が反射面46aとなったレンズ成分46
と、直角プリズム34Aaの反射面と直交し且つマスク
3の下面に対して45°の傾斜角で配置された反射面を
持つ直角プリズム34Abとを有する。直角プリズム3
4Abも平凸レンズ成分45の平面部に接合され、平凸
レンズ成分45の硝材とレンズ成分46の硝材とは異な
っている。The first partial optical system includes a right-angle prism 34Aa having a reflecting surface arranged at an inclination angle of 45 ° with respect to the lower surface (pattern forming surface) of the mask 3 and light parallel to the lower surface of the mask 3. 34A having a right-angled prism with an axis and a flat surface
and the plano-convex lens component 45 cemented to a, and one surface having a meniscus shape as a whole is cemented to the convex surface (bonding surface 45a) of the plano-convex lens component 45 and the other surface (plano-convex lens component 45).
Lens component 46 in which the concave surface is a reflection surface 46a.
And a right-angle prism 34Ab having a reflection surface which is orthogonal to the reflection surface of the right-angle prism 34Aa and is arranged at an inclination angle of 45 ° with respect to the lower surface of the mask 3. Right angle prism 3
4Ab is also joined to the plane portion of the plano-convex lens component 45, and the glass material of the plano-convex lens component 45 and the glass material of the lens component 46 are different.
【0048】そして、マスク3上の視野領域32Aを含
む照明領域からの光は、直角プリズム34Aaによって
光路が90°偏向され、平凸レンズ成分45に入射す
る。直角プリズム34Aaからの光は、平凸レンズ成分
45とレンズ成分46との間の接合面45aにて屈折し
てレンズ成分46に入射して、反射膜が蒸着された反射
面46aに達する。反射面46aで反射された光は、接
合面45aで再び屈折され、平凸レンズ成分45を経て
直角プリズム34Abに達する。平凸レンズ成分45か
らの光は、直角プリズム34Abの反射面により光路が
90°偏向されて、直角プリズム34Abの射出面側
に、マスク3の1次像を形成する。ここで、第1部分光
学系34Aa〜34Abが形成するマスク3の1次像
は、X方向(各部分光学系の光軸方向)の横倍率が正で
あり、且つY方向の横倍率が負となる等倍像である。The light path from the illumination area including the visual field area 32A on the mask 3 is deflected by 90 ° by the right-angle prism 34Aa and enters the plano-convex lens component 45. The light from the right-angle prism 34Aa is refracted at the cementing surface 45a between the plano-convex lens component 45 and the lens component 46, enters the lens component 46, and reaches the reflecting surface 46a on which the reflecting film is vapor-deposited. The light reflected by the reflecting surface 46a is refracted again by the cementing surface 45a, passes through the plano-convex lens component 45, and reaches the right-angle prism 34Ab. The light from the plano-convex lens component 45 has its optical path deflected by 90 ° by the reflecting surface of the right-angle prism 34Ab, and forms a primary image of the mask 3 on the exit surface side of the right-angle prism 34Ab. Here, in the primary image of the mask 3 formed by the first partial optical systems 34Aa to 34Ab, the lateral magnification in the X direction (the optical axis direction of each partial optical system) is positive, and the lateral magnification in the Y direction is negative. It is a normal size image.
【0049】1次像からの光は、平行平面板51、及び
第2部分光学系35Aa,47,48,35Abを介し
て、マスク3の2次像をプレート10上の露光視野36
Aに形成する。第2部分光学系35Aa〜35Abの構
成は、第1部分光学系34Aa〜34Abと同一である
ため説明を省略する。即ち、第2部分光学系35Aa〜
35Abは、第1部分光学系34Aa〜34Abと同じ
く、X方向に正で且つY方向に負となる横倍率の等倍像
を形成する。従って、プレート10上に形成される2次
像は、マスク3の等倍の正立正像(上下左右方向の横倍
率が正となる像)となる。また、それら第1及び第2部
分光学系よりなる部分投影光学系33Aは、両側テレセ
ントリック光学系である。The light from the primary image passes through the parallel plane plate 51 and the second partial optical system 35Aa, 47, 48, 35Ab to expose the secondary image of the mask 3 on the plate 10 in the exposure field 36.
Form A. Since the configurations of the second partial optical systems 35Aa to 35Ab are the same as those of the first partial optical systems 34Aa to 34Ab, the description thereof will be omitted. That is, the second partial optical system 35Aa-
Like the first partial optical systems 34Aa to 34Ab, the 35Ab forms a lateral magnification unity-magnification image that is positive in the X direction and negative in the Y direction. Therefore, the secondary image formed on the plate 10 is an erect image of the mask 3 at an equal magnification (an image in which the lateral magnification in the vertical and horizontal directions is positive). The partial projection optical system 33A including the first and second partial optical systems is a double-sided telecentric optical system.
【0050】上述の第1及び第2部分光学系は、それぞ
れの反射面46a及び48aが共に同じ向きとなるよう
に構成されている。これにより、投影光学系全体の小型
化を図ることができる。また、第1及び第2部分光学系
は、平凸レンズ成分45と反射面46aとの間の光路、
及び平凸レンズ成分47と反射面48aとの間の光路中
をそれぞれ硝材で埋める構成となっている。これによ
り、平凸レンズ成分45,47と反射面46a,48a
との偏心が生じない利点がある。The above-mentioned first and second partial optical systems are constructed so that their respective reflecting surfaces 46a and 48a are oriented in the same direction. This makes it possible to reduce the size of the entire projection optical system. Further, the first and second partial optical systems include an optical path between the plano-convex lens component 45 and the reflecting surface 46a,
The optical path between the plano-convex lens component 47 and the reflecting surface 48a is filled with a glass material. Thereby, the plano-convex lens components 45 and 47 and the reflecting surfaces 46a and 48a
There is an advantage that eccentricity does not occur.
【0051】なお、第1及び第2部分光学系としては、
平凸レンズ成分45,47と対応する反射面46a,4
8aとの間を空気とする、所謂ダイソン型光学系そのも
のを使用してもよい。このダイソン型光学系に関して
は、J.Opt.Soc.Am.vol.49,713-716(1959) に詳述されて
いる。図8において、本実施例においては、第1部分光
学系により形成される1次像の位置に、視野絞り49が
配置されている。視野絞り49は台形状の開口部を有
し、視野絞り49の開口部と共役なマスク3上の領域が
視野領域32Aである。また、視野絞り49の開口部と
共役なプレート10上の領域が台形状の露光視野36A
であり、露光視野36Aに視野領域32A内のパターン
が露光される。As the first and second partial optical systems,
Plano-convex lens components 45, 47 and corresponding reflecting surfaces 46a, 4
A so-called Dyson type optical system itself, in which the space between 8a and 8a is air, may be used. This Dyson type optical system is described in detail in J.Opt.Soc.Am.vol.49,713-716 (1959). In FIG. 8, in the present embodiment, the field stop 49 is arranged at the position of the primary image formed by the first partial optical system. The field stop 49 has a trapezoidal opening, and the area on the mask 3 that is conjugate with the opening of the field stop 49 is the field area 32A. Further, the exposure field 36A having a trapezoidal shape is a region on the plate 10 which is conjugate with the opening of the field stop 49.
Thus, the pattern in the visual field region 32A is exposed in the exposure visual field 36A.
【0052】また、平行平面板51を走査方向に直交す
るY方向に平行な軸を中心に回転させることにより、露
光視野36Aを+X方向又は−X方向にずらすことがで
きる。本実施例の平行平面板51は、図7に示すように
1列目の部分投影光学系33A〜33Dに共通であるた
め、その1列目の部分投影光学系によるY方向に所定ピ
ッチで配列された露光視野36A〜36Dが、並行に同
じ量だけ+X方向又は−X方向にずれることになる。Further, by rotating the plane parallel plate 51 about an axis parallel to the Y direction orthogonal to the scanning direction, the exposure field 36A can be shifted in the + X direction or the -X direction. Since the plane-parallel plate 51 of this embodiment is common to the partial projection optical systems 33A to 33D in the first row as shown in FIG. 7, it is arranged at a predetermined pitch in the Y direction by the partial projection optical system in the first row. The exposed exposure fields 36A to 36D are shifted in parallel in the + X direction or the −X direction by the same amount.
【0053】図7に戻り、2列目の投影光学系33E〜
33Gによる露光視野36E〜36Gは、X方向で露光
視野36A〜36Dとは異なる位置に、且つY方向で露
光視野36A〜36Dの間を埋めるように配列されてい
る。そして、投影光学系33E〜33Gによるそれぞれ
の1次像の結像面の近傍に共通の平行平面板52が配置
され、平行平面板52をY方向に平行な軸を回転させる
ことにより、露光視野36A〜36Dを並行して同じ量
だけ+X方向又は−X方向にずらすことができるように
なっている。Returning to FIG. 7, the projection optical system 33E ...
The exposure fields 36E to 36G of 33G are arranged at positions different from the exposure fields 36A to 36D in the X direction and so as to fill the space between the exposure fields 36A to 36D in the Y direction. Then, a common plane parallel plate 52 is arranged in the vicinity of the image forming plane of each primary image by the projection optical systems 33E to 33G, and the plane parallel plate 52 is rotated about an axis parallel to the Y direction to expose the exposure field. 36A to 36D can be displaced in parallel in the + X direction or the -X direction by the same amount.
【0054】ここで、マスク3は図示なきマスクステー
ジ上に載置され、プレート10は、プレートステージ3
7上に載置されている。ここで、マスクステージとプレ
ートステージ37とは、図7のX方向に同期して移動す
る。これにより、プレート10上には、照明光学系31
により照明されたマスク3の像が逐次転写され、いわゆ
る走査露光方式の露光が行われる。マスク3の移動によ
り、視野領域32A〜32Gによるマスク3の全面の走
査が完了すると、プレート10上の全面に亘ってマスク
3の像が転写される。即ち、露光視野36A〜36Dに
よる像と隣接する露光視野36E〜36Gによる像とを
Y方向につなぎ合わせることにより、プレート10上の
全面にマスクパターンが露光されている。Here, the mask 3 is placed on a mask stage (not shown), and the plate 10 is mounted on the plate stage 3.
It is mounted on 7. Here, the mask stage and the plate stage 37 move in synchronization with the X direction in FIG. As a result, the illumination optical system 31 is provided on the plate 10.
The images of the mask 3 illuminated by are sequentially transferred, and exposure by a so-called scanning exposure method is performed. When the scanning of the entire surface of the mask 3 by the visual field regions 32A to 32G is completed by the movement of the mask 3, the image of the mask 3 is transferred onto the entire surface of the plate 10. That is, the mask pattern is exposed on the entire surface of the plate 10 by joining the images in the exposure fields 36A to 36D and the images in the adjacent exposure fields 36E to 36G in the Y direction.
【0055】プレートステージ37上には、Y軸に沿っ
た反射面を有する反射部材38と、X軸に沿った反射面
を有する反射部材39とが設けられている。また、露光
装置本体側には、干渉計として、例えばHe−Ne(6
33nm)等のレーザ光を供給するレーザ光源40、レ
ーザ光源40からのレーザ光をX方向測定用のレーザ光
とY方向測定用のレーザ光とに分割するビームスプリッ
タ41、ビームスプリッタ41からのレーザ光を反射部
材38へ投射するためのプリズム42、及びビームスプ
リッタ41からのレーザ光を反射部材39上の2点へ投
射するためのプリズム43,44が設けられている。こ
れにより、プレートステージ37のX方向の位置、Y方
向の位置及びXY平面内での回転角を検出できる。な
お、図7においては、反射部材38,39にて反射され
たレーザ光と参照用レーザ光とを干渉させた後に検出す
る検出系については図示省略してある。A reflecting member 38 having a reflecting surface along the Y axis and a reflecting member 39 having a reflecting surface along the X axis are provided on the plate stage 37. On the exposure apparatus main body side, an interferometer such as He-Ne (6
A laser light source 40 for supplying a laser light such as 33 nm), a beam splitter 41 for splitting the laser light from the laser light source 40 into a laser light for X-direction measurement and a laser light for Y-direction measurement, and a laser from the beam splitter 41 A prism 42 for projecting light onto the reflecting member 38, and prisms 43, 44 for projecting laser light from the beam splitter 41 onto two points on the reflecting member 39 are provided. Thereby, the position of the plate stage 37 in the X direction, the position in the Y direction, and the rotation angle in the XY plane can be detected. Note that, in FIG. 7, a detection system for detecting after the laser light reflected by the reflecting members 38 and 39 and the reference laser light are interfered with each other is not shown.
【0056】本実施例においても、不図示のアライメン
ト光学系により予めマスク3に対するプレート10上の
回路パターンの伸縮量を計測しておき、走査露光時には
プレートステージ37のX方向の位置に応じて、平行平
面板51及び52の回転角を独立に調整することによ
り、マスクパターンの投影像の倍率及びディストーショ
ンをプレート10上の回路パターンに合わせるようにす
る。この際に、各列の露光視野ではそれぞれ回路パター
ンの走査方向への伸縮量はほぼ同一であるとみなすこと
ができるため、各列でそれぞれ共通の平行平面板51及
び52を使用している。従って、制御機構が簡単である
という利点がある。Also in this embodiment, the amount of expansion and contraction of the circuit pattern on the plate 10 with respect to the mask 3 is measured in advance by an alignment optical system (not shown), and during scanning exposure, it is determined according to the position of the plate stage 37 in the X direction. By independently adjusting the rotation angles of the plane-parallel plates 51 and 52, the magnification and distortion of the projected image of the mask pattern are matched with the circuit pattern on the plate 10. At this time, since it can be considered that the expansion and contraction amounts of the circuit patterns in the scanning direction are substantially the same in the exposure field of view of each row, the common plane parallel plates 51 and 52 are used in each row. Therefore, there is an advantage that the control mechanism is simple.
【0057】なお、平行平面板51,52を例えばプレ
ート10の直上、又はマスク3の直下に配置してもよ
い。また、プレート10上でY方向に細分化した領域で
個別に回路パターンの伸縮量を計測できる場合には、各
部分投影光学系33A〜33Gのそれぞれに露光視野を
独立に補正するための平行平面板を設け、露光視野36
A〜36Gの走査方向への位置を互いに独立に制御する
ようにしてもよい。The plane-parallel plates 51 and 52 may be arranged, for example, directly above the plate 10 or directly below the mask 3. Further, when the expansion / contraction amount of the circuit pattern can be individually measured in the area subdivided in the Y direction on the plate 10, each of the partial projection optical systems 33A to 33G has a parallel plane for independently correcting the exposure field. A face plate is provided and the exposure field of view 36
The positions of A to 36G in the scanning direction may be controlled independently of each other.
【0058】また、平行平面板の代わりに、図5の第2
実施例で使用される湾曲部材28,29を用いて露光視
野をずらすようにしてもよい。なお、上述の第3実施例
では、図7に示すように等倍の正立正像を得る部分投影
光学系として、平凸レンズ成分と凹面鏡とを持つダイソ
ン型光学系の変形光学系が使用されているが、等倍で正
立正像を得る部分投影光学系としては、例えば凹面鏡、
凸面鏡及び凹面鏡が順に配列されたオフナー型光学系を
使用することもできる。更に、屈折系よりなるレンズの
みを用いた投影光学系を使用してもよい。Instead of the plane-parallel plate, the second plate shown in FIG.
The exposure field may be shifted by using the curved members 28 and 29 used in the embodiment. In the third embodiment described above, a modified optical system of a Dyson type optical system having a plano-convex lens component and a concave mirror is used as a partial projection optical system for obtaining an erecting normal image of equal magnification as shown in FIG. However, as a partial projection optical system for obtaining an erect normal image at the same magnification, for example, a concave mirror,
It is also possible to use an Offner type optical system in which a convex mirror and a concave mirror are arranged in order. Furthermore, a projection optical system using only a lens composed of a refracting system may be used.
【0059】また、上述実施例では等倍で正立像を投影
する投影光学系が使用されているが、例えば縮小倍率で
且つ倒立像を投影する投影光学系を使用する場合にも本
発明を適用できることは言うまでもない。例えば倒立像
を投影する投影光学系が使用される場合には、マスクと
プレートとは逆方向に走査される。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。Further, although the projection optical system for projecting an erect image at the same magnification is used in the above embodiment, the present invention is also applied to the case where a projection optical system for projecting an inverted image at a reduction magnification is used. It goes without saying that you can do it. For example, when a projection optical system that projects an inverted image is used, the mask and the plate are scanned in the opposite direction. 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.
【0060】[0060]
【発明の効果】本発明によれば、光学部材により基板上
で第2の方向(走査方向)にマスクパターンの露光視野
を移動させることにより、マスクパターンの投影像の倍
率及びディストーションを簡単な機構で、且つ高い応答
速度で調整できる利点がある。また、測定手段によりマ
スクと基板との走査方向での位置ずれ量を測定し、この
測定結果に基づいて光学部材制御手段を介して光学部材
による露光視野の移動量を制御する場合には、その測定
された位置ずれ量に合わせて露光視野を移動させること
により、基板上のパターンに対してマスクパターンを高
精度に重ね合わせることができる。According to the present invention, by moving the exposure field of the mask pattern in the second direction (scanning direction) on the substrate by the optical member, the magnification and distortion of the projected image of the mask pattern can be easily adjusted. In addition, there is an advantage that it can be adjusted at a high response speed. Further, when measuring the amount of positional deviation between the mask and the substrate in the scanning direction by the measuring means and controlling the amount of movement of the exposure visual field by the optical member via the optical member control means based on this measurement result, By moving the exposure visual field in accordance with the measured positional deviation amount, the mask pattern can be superimposed on the pattern on the substrate with high accuracy.
【0061】また、光学部材が平行平面板と駆動手段と
からなる場合には、その平行平面板の回転角を制御する
だけで露光視野の移動量を制御できる。次に、投影光学
系が複数列に(例えば千鳥格子状に)配列された複数個
の部分投影光学系よりなる場合に、各列毎に光学部材を
設けた場合には、各列毎に共通に光学部材で露光視野を
走査方向に移動させるだけで、各列毎の投影像を正確に
つぎ合わせることができると共に、容易且つ正確に基板
(プレート)の全面で非走査方向に対して共通にマスク
パターンの走査方向への倍率及びディストーションを補
正できる利点がある。Further, when the optical member is composed of the plane-parallel plate and the driving means, the amount of movement of the exposure field can be controlled only by controlling the rotation angle of the plane-parallel plate. Next, when the projection optical system is composed of a plurality of partial projection optical systems arranged in a plurality of rows (for example, in a zigzag pattern), when an optical member is provided for each row, By simply moving the exposure field in the scanning direction with an optical member in common, the projected images of each row can be accurately stitched together, and the entire surface of the substrate (plate) can be easily and accurately shared in the non-scanning direction. Moreover, there is an advantage that the magnification and distortion of the mask pattern in the scanning direction can be corrected.
【0062】更に、複数個の部分投影光学系のそれぞれ
に露光視野を独立に走査方向に移動させる光学部材を設
けた場合には、基板上で非走査方向に対して伸縮率が変
化する場合にも、基板の全面で基板の伸縮率に合わせて
マスクパターンの走査方向への倍率及びディストーショ
ンを補正できる利点がある。Further, when each of the plurality of partial projection optical systems is provided with an optical member for independently moving the exposure field in the scanning direction, when the expansion / contraction ratio changes in the non-scanning direction on the substrate. However, there is an advantage that the magnification and distortion of the mask pattern in the scanning direction can be corrected on the entire surface of the substrate according to the expansion / contraction ratio of the substrate.
【図1】本発明による走査型露光装置の第1実施例を示
す一部断面図を含む構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram including a partial cross-sectional view showing a first embodiment of a scanning exposure apparatus according to the present invention.
【図2】図1の平行平面板8の回転角と投影像の位置ず
れ量との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a rotation angle of a plane-parallel plate 8 in FIG. 1 and a displacement amount of a projected image.
【図3】(a)は図1のマスク3のアライメントマーク
の配置を示す平面図、(b)は図1のプレート10上の
アライメントマークの配置を示す平面図である。3A is a plan view showing the arrangement of alignment marks on the mask 3 of FIG. 1, and FIG. 3B is a plan view showing the arrangement of alignment marks on the plate 10 of FIG.
【図4】図1のアライメント光学系による観察像を示す
拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view showing an observation image by the alignment optical system of FIG.
【図5】本発明の第2実施例を示す概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図6】図5において湾曲部材28の位置ずれ量と投影
像の横ずれ量との関係を示す拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view showing the relationship between the positional shift amount of the bending member and the lateral shift amount of the projected image in FIG.
【図7】本発明の第3実施例を示す概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図8】図7中の部分投影光学系33Aの構成を示す拡
大側面図である。8 is an enlarged side view showing the configuration of a partial projection optical system 33A in FIG.
1 照明光学系 3 マスク 5 投影光学系 8 平行平面板 9 モータ 10 プレート 12 主制御系 19A アライメント光学系 20 アライメント用の光源 23 第1対物レンズ 24 第2対物レンズ 25 撮像素子 26A〜26J マスク上のアライメントマーク 27A〜27J プレート上のアライメントマーク 28,29 湾曲部材 51,52 平行平面板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 illumination optical system 3 mask 5 projection optical system 8 parallel plane plate 9 motor 10 plate 12 main control system 19A alignment optical system 20 light source for alignment 23 first objective lens 24 second objective lens 25 imaging device 26A to 26J on a mask Alignment mark 27A to 27J Alignment mark on plate 28,29 Curved member 51,52 Parallel plane plate
Claims (4)
成されたマスクを照明し、前記マスクのパターンの像を
投影光学系を介して感光性の基板上に投影した状態で、
前記マスクを第1の方向に走査するのと同期して前記基
板を前記第1の方向に対応する第2の方向に走査するこ
とにより、前記マスクのパターンを逐次前記基板上に露
光する走査型露光装置において、 前記投影光学系による前記基板上での前記マスクのパタ
ーンの露光視野を前記第2の方向に所定範囲内で連続的
に移動させる光学部材を備えたことを特徴とする走査型
露光装置。1. A mask in which a pattern for transfer is formed is illuminated with illumination light for exposure, and an image of the pattern of the mask is projected onto a photosensitive substrate through a projection optical system,
A scanning type in which a pattern of the mask is sequentially exposed on the substrate by scanning the substrate in a second direction corresponding to the first direction in synchronization with the scanning of the mask in the first direction. An exposure apparatus, comprising: an optical member for continuously moving an exposure field of the pattern of the mask on the substrate by the projection optical system in the second direction within a predetermined range. apparatus.
前記基板の前記第2の方向での位置との位置ずれ量を測
定する測定手段と、 該測定手段の測定結果に基づいて、前記基板の前記第2
の方向での位置に応じて前記光学部材による前記露光視
野の移動量を制御する光学部材制御手段と、を設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の走査型露光装置。2. A measuring means for measuring a positional deviation amount between a position of the mask in the first direction and a position of the substrate in the second direction, and based on a measurement result of the measuring means, The second of the substrate
2. The scanning type exposure apparatus according to claim 1, further comprising optical member control means for controlling the amount of movement of the exposure visual field by the optical member according to the position in the direction.
する方向に平行な回転軸の回りに回転自在に設けられた
平行平面板と、該平行平面板を回転させる駆動手段とよ
りな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 optical member comprises a plane-parallel plate rotatably provided around a rotation axis parallel to a direction orthogonal to the second direction, and a drive means for rotating the plane-parallel plate. The scanning exposure apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that.
交する方向に沿って複数列に配列された複数個の部分投
影光学系よりなり、 前記複数個の部分投影光学系のそれぞれ、又は各列毎に
対応させて前記光学部材を複数個設けたことを特徴とす
る請求項1、2又は3記載の走査型露光装置。4. The projection optical system comprises a plurality of partial projection optical systems arranged in a plurality of rows along a direction orthogonal to the second direction, each of the plurality of partial projection optical systems. 4. The scanning type exposure apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the optical members are provided so as to correspond to each row.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6215654A JPH0883744A (en) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | Scanning exposing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6215654A JPH0883744A (en) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | Scanning exposing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0883744A true JPH0883744A (en) | 1996-03-26 |
Family
ID=16675979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6215654A Withdrawn JPH0883744A (en) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | Scanning exposing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0883744A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000047390A (en) * | 1998-05-22 | 2000-02-18 | Nikon Corp | Exposure device and its production |
JP2003207903A (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-25 | Pentax Corp | Projection aligner |
JP2003255547A (en) * | 2001-12-26 | 2003-09-10 | Pentax Corp | Projection aligner |
JP2005292450A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Orc Mfg Co Ltd | Projecting optical system and projecting exposure device |
JP2009124139A (en) * | 2007-11-09 | 2009-06-04 | Asml Netherlands Bv | Device manufacturing method and lithography apparatus, computer program product |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP6215654A patent/JPH0883744A/en not_active Withdrawn
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