JP3254704B2 - Exposure apparatus and exposure method - Google Patents

Exposure apparatus and exposure method

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JP3254704B2
JP3254704B2 JP33463491A JP33463491A JP3254704B2 JP 3254704 B2 JP3254704 B2 JP 3254704B2 JP 33463491 A JP33463491 A JP 33463491A JP 33463491 A JP33463491 A JP 33463491A JP 3254704 B2 JP3254704 B2 JP 3254704B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は正方形、もしくは長方形
の感光基板に回路パターン等を投影露光する装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for projecting and exposing a circuit pattern or the like on a square or rectangular photosensitive substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の露光装置では、マスク(又はレ
チクル)に形成された回路パターン等の原画を、投影光
学系によって所定倍率で感光基板上に投影露光してい
る。多くの場合、原画パターンの投影像は感光基板上の
予め定められた位置に露光される。このため感光基板上
の被露光領域とパターン投影像とは、予め何らかの手法
によって相対的な位置関係が規定されるようになってい
る。図1は従来の投影露光装置(ステッパー)の構成を
模式的に示した図である。図1において、露光用光源1
からの照明光は楕円鏡2で集光された後、周知の照明光
学系(不図示)を介してレチクルRに均一な照度分布で
照射される。レチクルR上に形成されたパターン領域の
透過光は投影光学系PLを介して矩形の感光基板(以下
プレートと呼ぶ)P上に結像投影される。プレートPの
表面にはレジスト層が塗布され、この面が投影光学系P
Lの結像面と一致するようにホルダー3上に載置され
る。ホルダー3は載置されたプレートPを真空吸着によ
り固定するとともに、Xステージ4上で微小回転可能に
設けられている。Xステージ4はYステージ5上をX方
向に移動するように設けられ、Yステージ5はベース上
をY方向に移動するように設けられている。
2. Description of the Related Art In this type of exposure apparatus, an original image such as a circuit pattern formed on a mask (or reticle) is projected and exposed on a photosensitive substrate at a predetermined magnification by a projection optical system. In many cases, a projected image of an original pattern is exposed at a predetermined position on a photosensitive substrate. For this reason, the relative positional relationship between the exposed area on the photosensitive substrate and the pattern projection image is determined in advance by some method. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional projection exposure apparatus (stepper). In FIG. 1, an exposure light source 1 is shown.
After being converged by the elliptical mirror 2, the reticle R is irradiated with a uniform illuminance distribution on the reticle R via a known illumination optical system (not shown). The transmitted light of the pattern area formed on the reticle R is image-formed and projected on a rectangular photosensitive substrate (hereinafter, referred to as a plate) P via a projection optical system PL. A resist layer is applied to the surface of the plate P, and this surface is
It is placed on the holder 3 so as to coincide with the image plane of L. The holder 3 fixes the placed plate P by vacuum suction and is provided on the X stage 4 so as to be able to rotate slightly. The X stage 4 is provided to move on the Y stage 5 in the X direction, and the Y stage 5 is provided to move on the base in the Y direction.

【0003】またプレートPはオートローダ7の搬送ア
ーム6によって保持されて、ホルダー3上に受け渡され
る。このオートローダ7は装置内の固定した位置に設け
られているため、アーム6でプレートPをローディング
するときは、Xステージ4、Yステージ5を移動させ
て、所定のローディングポジション(受渡し位置)に位
置決めする必要がある。尚、図1には示していないが、
Xステージ4、Yステージ5の移動によって規定される
XY座標系におけるプレートPの座標値を計測するため
に、投影光学系PLの光軸に対してアッベの測定条件を
満たすように、X方向用とY方向用のレーザ干渉計が設
けられている。このレーザ干渉計からの測長用のレーザ
ビームはXステージ4の2辺上に直角に固定された移動
鏡の夫々の反射面に投射され、それらの移動鏡までの距
離が測長値として計測される。そしてその測長値がXス
テージ4、Yステージ5の移動によるプレートPの座標
値を表わし、この座標値をモニターしてXステージ4、
Yステージ5の位置決めを行なうことで、プレートP上
の所定位置にレチクルRのパターン像IM(図1)を投
影露光することができる。
The plate P is held by a transfer arm 6 of an autoloader 7 and transferred to a holder 3. Since the autoloader 7 is provided at a fixed position in the apparatus, when the plate P is loaded by the arm 6, the X stage 4 and the Y stage 5 are moved to be positioned at a predetermined loading position (delivery position). There is a need to. Although not shown in FIG. 1,
In order to measure the coordinate value of the plate P in the XY coordinate system defined by the movements of the X stage 4 and the Y stage 5, the X direction is adjusted so as to satisfy the Abbe measurement condition with respect to the optical axis of the projection optical system PL. And a laser interferometer for the Y direction. The laser beams for length measurement from this laser interferometer are projected on the respective reflecting surfaces of moving mirrors fixed at right angles on two sides of the X stage 4, and the distances to these moving mirrors are measured as length measurement values. Is done. Then, the measured value represents the coordinate value of the plate P due to the movement of the X stage 4 and the Y stage 5, and the coordinate value is monitored to monitor the X stage 4,
By positioning the Y stage 5, a pattern image IM (FIG. 1) of the reticle R can be projected and exposed at a predetermined position on the plate P.

【0004】ただし、レチクルRはレチクルホルダー
(不図示)に交換可能に載置されるため、レチクルRの
パターン中心点が常に精密に投影光学系PLの光軸AX
と一致するようにアライメントされているとは限らな
い。このため、Xステージ4、Yステージ5の座標値の
みをモニターしてプレートPを位置決めしただけでは、
プレートP上の特定位置に常に位置決めされてパターン
像IMが露光されるという保証がない。そこで、1つの
簡単な手法として、レチクルRのパターン領域に設けた
アライメントマークと、プレートP上に設けたアライメ
ントマークとを投影光学系PLを介して検出し、両マー
クの位置ずれ量が零になるときのXステージ3、Yステ
ージ5(以下、まとめてプレートステージとする)の座
標値を基準として記憶し、この基準座標値に応じてプレ
ートステージの位置決め目標位置を算出した後、プレー
トステージの位置決め動作を行なう方法がある。
However, since the reticle R is exchangeably mounted on a reticle holder (not shown), the center of the pattern of the reticle R is always precisely aligned with the optical axis AX of the projection optical system PL.
Are not necessarily aligned to match. Therefore, only by monitoring the coordinate values of the X stage 4 and the Y stage 5 and positioning the plate P,
There is no guarantee that the pattern image IM is always positioned at a specific position on the plate P and the pattern image IM is exposed. Therefore, as one simple technique, an alignment mark provided on the pattern area of the reticle R and an alignment mark provided on the plate P are detected via the projection optical system PL, and the positional deviation between the two marks is reduced to zero. The coordinate values of the X stage 3 and the Y stage 5 (hereinafter collectively referred to as a plate stage) are stored as a reference, and a positioning target position of the plate stage is calculated according to the reference coordinate value. There is a method of performing a positioning operation.

【0005】以上の手法の他に様々な方法が考えられ、
実用化されているが、それらの手法自体は本願発明と直
接関係しないので、ここではこれ以上の説明を省略す
る。ただし、どのような手法をとるにせよ、レチクルR
のマークの検出、プレートP上のマークの検出は必須の
動作である。ところがプレートP上のマーク検出にあた
っては、ホルダー3上に載置されるプレートPを許容範
囲内にプリアライメントしておく必要がある。すなわ
ち、プレートPのホルダー3上でのプリアライメント精
度が悪いと、プレートP上のマークを検出するセンサー
(顕微鏡等)の検出範囲内にマークを捕捉することが難
しくなり、マークサーチ動作(プレートステージのX、
Y方向の移動)に長時間を要することになる。さらに最
悪の場合は、マークを捕捉することができず、プリアラ
イメント不良というエラーが発生してしまう。
[0005] In addition to the above methods, various methods are conceivable.
Although they have been put into practical use, their methods themselves are not directly related to the present invention, and thus further description is omitted here. However, whatever the method, reticle R
The detection of the mark and the detection of the mark on the plate P are essential operations. However, in detecting a mark on the plate P, it is necessary to pre-align the plate P placed on the holder 3 within an allowable range. That is, if the pre-alignment accuracy of the plate P on the holder 3 is poor, it becomes difficult to capture the mark within the detection range of a sensor (a microscope or the like) for detecting the mark on the plate P, and the mark search operation (the plate stage X,
(Movement in the Y direction) takes a long time. In the worst case, the mark cannot be captured, and an error of poor pre-alignment occurs.

【0006】そこでホルダー3上でのプレートPのプリ
アライメント精度を高めるために、図1に示したように
ホルダー3上の3ケ所に位置決め用の基準ピン(ロー
ラ)3a、3b、3cを植設し、この基準ピンにプレー
トPの直交する2辺を押し当てた状態で、プレートPを
ホルダー3上に真空吸着することが考えられている。図
2はホルダー3上の基準ピン3a、3b、3cの配置
と、プレートPの押圧部材3d、3eの配置とを示す。
プレートPの端面のうちX方向に伸びた辺Exは押圧部
材3dのY方向の押圧動作によって基準ピン3aに当接
してY方向に規定され、プレートPのY方向に伸びた辺
Eyは押圧部材3eのX方向の押圧動作によって、2つ
の基準ピン3b、3cに当接してX方向と回転方向(以
下θ方向とする)とが規定される。このホルダー上の機
械的プリアライメント機構により、プレートPはホルダ
ー3上の常に同じ位置にセットされるから、プレートP
上のマークを検出する際のサーチ動作も極めて小さな範
囲で済むことになる。尚、押圧部材3d、3eによって
プレートPを押圧している間、ホルダー3からはエアフ
ローが行なわれ、ホルダー3の載置面とプレートPとの
接触摩擦が最少になるようにされ、押圧部材3d、3e
がプレートPをX、Y方向に押し切ったところでホルダ
ー3は真空吸着に切りかえられる。そして真空吸着が完
了した時点で押圧部材3d、3eを退避させている。
Therefore, in order to enhance the pre-alignment accuracy of the plate P on the holder 3, positioning reference pins (rollers) 3a, 3b, 3c are planted at three places on the holder 3, as shown in FIG. Then, it is considered that the plate P is vacuum-adsorbed onto the holder 3 in a state where two orthogonal sides of the plate P are pressed against the reference pins. FIG. 2 shows the arrangement of the reference pins 3a, 3b and 3c on the holder 3 and the arrangement of the pressing members 3d and 3e of the plate P.
The side Ex extending in the X direction of the end face of the plate P is defined in the Y direction by contacting the reference pin 3a by the pressing operation of the pressing member 3d in the Y direction, and the side Ey of the plate P extending in the Y direction is a pressing member. By the pressing operation in the X direction of 3e, the X direction and the rotation direction (hereinafter referred to as the θ direction) are defined by contacting the two reference pins 3b and 3c. Since the plate P is always set at the same position on the holder 3 by the mechanical pre-alignment mechanism on the holder, the plate P
The search operation for detecting the upper mark can also be performed in an extremely small range. In addition, while the plate P is pressed by the pressing members 3d and 3e, air flow is performed from the holder 3 so that the contact friction between the mounting surface of the holder 3 and the plate P is minimized, and the pressing member 3d , 3e
Pushes the plate P in the X and Y directions, the holder 3 is switched to vacuum suction. When the vacuum suction is completed, the pressing members 3d and 3e are retracted.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種のプ
レートPのうち、液晶表示素子等を製造する行程で使わ
れるプレートPは、40cm角以上のサイズをもち、しか
もプロセスの影響によって平面度がポテトチップのよう
に極端に悪化していることがある。このように平面度が
悪化したプレートPを図2のプリアライメント機構で位
置決めすると、以下に述べるような問題が生じる。まず
第1には、エアフローで浮上したはずのプレートPの裏
面の一部が、ホルダー3上に部分的に接触したままにな
ってしまうことである。第2には、その部分的な接触に
よる摩擦力の増大に抗した力で押圧部材3d、3eを押
圧させなければならないことである。第3には、基準P
3a、3b、3cと押圧部材3d、3eで挾持された状
態でプレートPをホルダー3上に真空吸着するため、吸
着の進行に伴なうプレートPの平坦化により周辺部が上
下動し、基準ピン3a、3b、3c、押圧部材3d、3
eと当接している周辺部に不要な応力が与えられること
である。
However, of this kind of plate P, the plate P used in the process of manufacturing a liquid crystal display element or the like has a size of 40 cm square or more, and the flatness is affected by the process. It can be extremely bad, like potato chips. When the plate P having the deteriorated flatness is positioned by the pre-alignment mechanism shown in FIG. 2, the following problem occurs. First, a part of the back surface of the plate P, which should have floated by the air flow, remains partially in contact with the holder 3. Second, the pressing members 3d and 3e must be pressed with a force against the increase in frictional force due to the partial contact. Third, the criteria P
Since the plate P is vacuum-sucked on the holder 3 while being held between the pressing members 3d, 3e and the pressing members 3d, 3c, the peripheral portion moves up and down due to the flattening of the plate P as the suction proceeds. Pins 3a, 3b, 3c, pressing members 3d, 3
Unnecessary stress is applied to the peripheral portion in contact with e.

【0008】これらの問題点は、相互に関連して、たび
たびプリアライメント不良等を起す要因となっていた。
また第1点のような部分的な接触がある状態でプレート
Pを摺動させることから、ホルダーとの間で静電気が発
生し、プレートPをホルダーから取り出す際、あるいは
載置する際に、プレートP上に形成された回路パターン
等を損傷(静電破壊等)する可能性があった。さらに上
記、第1、第2の問題点から押圧部材3d、3eの押圧
力が増大することで、押圧部材3d、3e又は基準ピン
3a、3b、3cに当接するプレートPの端面にダメー
ジを与え損傷、あるいは発塵の可能性があった。そして
第3点のように真空吸着する際も、プレートPはかなり
大きな力で挾持されているため、場合によっては吸着不
良を起す可能性があった。
[0008] These problems are related to each other and often cause a pre-alignment failure.
In addition, since the plate P is slid in a state where there is partial contact as in the first point, static electricity is generated between the plate P and the plate P when the plate P is removed from the holder or placed. There is a possibility that a circuit pattern or the like formed on P may be damaged (such as electrostatic breakdown). Further, the pressing force of the pressing members 3d, 3e is increased due to the first and second problems, thereby damaging the end surfaces of the plate P contacting the pressing members 3d, 3e or the reference pins 3a, 3b, 3c. Possible damage or dusting. Also, as in the third point, when vacuum suction is performed, since the plate P is held with a considerably large force, there is a possibility that poor suction may occur in some cases.

【0009】以上のことから、本発明はそれらの問題点
を解決し、プリアライメントの際に機械的な押圧による
位置決めを不用とした投影露光装置を提供することを目
的とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to solve these problems and to provide a projection exposure apparatus which does not require positioning by mechanical pressing during pre-alignment.

【0010】[0010]

【課題を達成する為の手段】本発明では、感光基板を可
動ステージのホルダー上で基準ピン等に押し当てる構造
を廃止し、その代りに、感光基板の外形基準を規定する
辺を検出する手段、その辺と可動ステージの移動位置を
管理する基準座標系とを対応付ける手段とを設け、その
対応付けによって求まった感光基板の位置ずれ(X、
Y、θ方向)が補正されるように、ホルダーの回転制
御、X、Yステージの位置制御を行なうようにした。
According to the present invention, a structure for pressing a photosensitive substrate against a reference pin or the like on a holder of a movable stage is abolished, and instead, a side for detecting a side defining an outer shape standard of the photosensitive substrate is eliminated. Means for associating the side with a reference coordinate system for managing the moving position of the movable stage, and the positional deviation (X,
(Y, θ directions) are corrected so that the rotation control of the holder and the position control of the X and Y stages are performed.

【0011】 さらに詳細に述べると、請求項1記載の
発明では、露光すべき原画パターンが形成されたマスク
(レチクルR)を保持する手段と、前記原画パターンを
所定の結像面へ投影する投影光学系(PL)と、前記結
像面とほぼ平行に、互いに直交する2辺を有する矩形状
の感光基板(P)を保持するとともに、前記結像面と平
行な面内に規定された基準座標系X、Yの互いに直交す
る2つの座標軸方向(X軸方向とY軸方向)と、基準座
標系X、Y内での回転方向(θ方向)とに感光基板
(P)を移動させる可動ステージ手段(3、4、5)
と、感光基板(P)が基準座標系X、Y内の受渡し位置
(ローディングポジション)で可動ステージ手段(ホル
ダー3)上に載置された後、この感光基板(P)の外形
辺に可動子を当接させるとともに該可動子が当接するま
での移動量に基づき前記外形辺の位置を検知し、基準座
標系X、Y内の互いに直交する2つの座標軸方向(X軸
方向とY軸方向)の一方の座標軸(X軸)に関しては前
記外形辺に関する位置情報を2点で検出し、また他方の
座標軸(Y軸)に関しては前記外形辺に関する位置情報
を1点で検出することによって、感光基板(P)の基準
座標系X、Yにおける2つの座標軸方向(X軸方向とY
軸方向)と回転方向(θ方向)との位置偏差を検出する
偏差検出手段(10A、10B、10C)と、この偏差
検出手段で検出された回転方向(θ方向)の位置偏差が
補正されるように可動ステージ手段(3、4、5)上の
感光基板(P)を回転する回転駆動手段(30、Mθ)
と、偏差検出手段(10A、10B、10C)で検出さ
れた2つの座標軸方向(X軸方向とY軸方向)の各位置
偏差の量に応じて、前記原画パターンを投影露光するた
めに可動ステージ手段(4、5)を移動させる際の位置
決め座標を所期の位置からずらすように制御する制御手
段(26、28)と、を備えた露光装置を提供する。ま
た、請求項2記載の発明では、請求項1記載の露光装置
において、偏差検出手段は、前記直交する2辺のうち1
辺の2ケ所と、他の1辺の1ケ所との夫々に前記可動子
としての当接可能な3つの可動子(40)と、3つの可
動子(40)の移動量を計測する3つの測長器(10
A、10B、10C)と、これら3つの測長器による測
長値に基づいて基準座標系X、Yにおける2つの座標軸
方向(X軸方向とY軸方向)と回転方向(θ方向)との
位置偏差を算出する演算手段(22)とを備えた構成と
した。請求項3記載の発明では、基板(P)が載置さ
れ、基準座標系X、Yでの位置情報に基づいて基板
(P)を目標位置に移動させる可動ステージ手段(3、
4、5)と、可動ステージ手段(3、4、5)に載置さ
れた基板(P)の外形を規定する位置情報を、基準座標
系X、Y内の互いに直交する2つの座標軸方向(X軸方
向とY軸方向)の一方の座標軸(X軸)に関しては2点
で検出し、また他方の座標軸(Y軸)に関しては1点で
検出する基板位置検出手段(10A、10B、10C)
と、基板位置検出手段(10A、10B、10C)の検
出結果と基準座標系X、Yとに基づいて、基準座標系
X、Yに対する基板(P)の位置ずれに関する量を検出
する偏差検出手段(22、24)と、偏差検出手段(2
2、24)の検出結果に基づいて、前記目標位置に対す
る基準座標系X、Yの少なくとも一部の値を変更する制
御手段(26、28)と、を備え、可動ステージ装置
が、基板(P)を保持して基準座標系X、Y内で基板
(P)を回転方向に移動させるホルダー(3)と、ホル
ダー(3)を支持して基準座標系X、Y内における少な
くとも1つの座標軸方向に基板(P)およびホルダー
(3)を移動させるステージ部(4、5)とを有する構
成とし、基板位置検出手段(10A、10B、10C)
を、ホルダー(3)またはステージ部(4、5)の少な
くとも一方に設けるように構成した。請求項4記載の発
明では、請求項3記載の露光装置において、偏差検出手
段(22、24)が、予め記憶された基準値と基板位置
検出手段(10A、10B、10C)の検出結果とに基
づいて、基準座標系X、Yに対する基板(P)の位置ず
れに関する量を算出するように構成した。請求項5記載
の発明では、請求項4記載の露光装置において、基板位
置検出手段(10A、10B、10C)に基準マーク
(Mr)を形成するとともに、この基準マーク(Mr)
の位置を検出するセンサ(56)を設け、センサ(5
6)の検出結果に基づいて前記基準値を決定するように
した。請求項6記載の発明では、請求項3記載の露光装
置において、基板位置検出手段(56)が非接触で基板
(P)の外形を規定する位置情報を検出するように構成
した。請求項7記載の発明では、請求項3記載の露光装
置において、基板位置検出手段が複数の検出部(10
A、10B、10C)を有し、基板(P)の複数の位置
で基板(P)の外形を規定する位置情報を検出するよう
に構成した。請求項8記載の発明では、請求項7記載の
露光装置において、基板位置検出手段が、非接触で基板
(P)の外形を規定する位置情報を検出する検出部(5
6)を少なくとも1つ有するように構成した。請求項9
記載の発明では、露光すべき原画パターンが形成された
マスク(レチクルR)を保持する手段と、前記原画パタ
ーンを所定の結像面へ投影する投影光学系(PL)と、
前記結像面とほぼ平行に感光基板(P)を保持するとと
もに、前記結像面と平行な面内に規定された基準座標系
X、Yの互いに直交する2つの座標軸方向(X軸方向と
Y軸方向)と、基準座標系X、Y内での回転方向(θ方
向)とに感光基板(P)を移動させる可動ステージ手段
(3、4、5)と、を用いる露光方法において、感光基
板(P)が基準座標系X、Y内の受渡し位置(ローディ
ングポジション)で可動ステージ手段(ホルダー3)上
に載置された後、この感光基板(P)の外形辺に当接可
能な可動子を当接させるとともに該可動子の当接するま
での移動量に基づいて外形辺を検知し、基準座標系X、
Y内の互いに直交する2つの座標軸方向(X軸方向とY
軸方向)の一方の座標軸(X軸)に関しては前記外形辺
に関する位置情報を2点で検出し、また他方の座標軸
(Y軸)に関しては前記外形辺に関する位置情報を1点
で検出することによって、感光基板(P)の基準座標系
X、Yにおける2つの座標軸方向(X軸方向とY軸方
向)と回転方向(θ方向)との位置偏差を検出する過程
と、回転方向(θ方向)の位置偏差が補正されるように
可動ステージ手段(3)上の感光基板(P)を回転させ
る過程と、基準座標系X、Yにおける検出された2つの
座標軸方向の各位置偏差に応じて、前記各位置偏差を補
正するために、可動ステージ手段(4、5)を移動させ
位置決め座標を所期の位置からずらすように制御する
過程と、を設けた。請求項10記載の発明では、請求項
9記載の露光方法において、感光基板(P)は互いに直
交する2辺を有する矩形状であり、前記直交する2辺の
うち1辺の2ケ所と、他の1辺の1ケ所との夫々に当接
可能な3つの可動子(40)の夫々の移動量を計測し、
該3つの測長値に基づいて基準座標系X、Yにおける2
つの座標軸方向(X軸方向とY軸方向)と回転方向(θ
方向)との位置偏差を算出するようにした。請求項11
記載の発明では、基板(P)上の所定の位置に所定のパ
ターンを形成する露光方法であって、基準座標系X、Y
での位置情報に基づいて目標位置に移動する可動ステー
ジ手段(3、4、5)に基板(P)を載置する工程と、
可動ステージ手段(3、4、5)に載置された基板
(P)の外形を規定する位置情報を、基準座標系X、Y
内の互いに直交する2つの座標軸方向(X軸方向とY軸
方向)の一方の座標軸(X軸)に関しては2点で検出
し、また他方の座標軸(Y軸)に関しては1点で検出す
る工程と、基板(P)の外形を規定する位置情報の検出
結果と基準座標系X、Yとに基づいて、基準座標系X、
Yに対する基板(P)の位置ずれに関する量を求める工
程と、この位置ずれ量に関する量に基づいて、前記目標
位置に対する前記基準座標系の少なくとも一部の値を変
更する工程と、を備え、可動ステージ装置に基板(P)
を保持して基準座標系X、Y内で基板(P)を回転方向
(θ方向)に移動させるホルダー(3)と、ホルダー
(3)を支持して基準座標系X、Y内における少なくと
も1つの座標軸方向に基板(P)およびホルダー(3)
を移動させるステージ部(4、5)とを設け、ホルダー
(3)またはステージ部(4、5)の少なくとも一方に
設けられた基板位置検出手段(10A、10B、10
C)によって、基板(P)の外形を規定する位置情報を
求めるようにした。請求項12記載の発明では、請求項
11記載の露光方法において、基準座標系X、Yに対す
る基板(P)の位置ずれに関する量を、予め記憶された
基準値と基板(P)の外形を規定する位置情報の検出結
果とに基づいて算出するようにした。請求項13記載の
発明では、請求項11記載の露光方法において、基板
(P)の外形を規定する位置情報の検出部(40)に基
準マーク(Mr)を設け、この基準マーク(Mr)の位
置を検出した結果に基づいて前記基準値を決定するよう
にした。請求項14記載の発明では、請求項11記載の
露光方法において、基板(P)の外形を規定する位置情
報を、基板(P)に対して非接触で検出するようにし
た。請求項15記載の発明では、請求項11記載の露光
方法において、基板(P)の外形を規定する位置情報
は、基板(P)の複数の位置で検出されるようにした。
請求項16記載の発明では、請求項15記載の露光方法
において、基板(P)の外形を規定する位置情報の少な
くとも1つは、基板(P)に対して非接触で検出される
ようにした。
More specifically, according to the first aspect of the present invention, means for holding a mask (reticle R) on which an original image pattern to be exposed is formed, and a projection for projecting the original image pattern onto a predetermined image plane An optical system (PL) and a rectangular photosensitive substrate (P) having two sides orthogonal to each other and substantially parallel to the image plane are held, and a reference defined in a plane parallel to the image plane. Movable for moving the photosensitive substrate (P) in two coordinate axis directions (X-axis direction and Y-axis direction) orthogonal to each other in the coordinate systems X and Y, and in a rotation direction (θ direction) in the reference coordinate systems X and Y. Stage means (3, 4, 5)
When, after the photosensitive substrate (P) is placed on a movable stage means (holder 3) in the reference coordinate system X, delivery position in Y (loading position), the movable element to the outer sides of the photosensitive substrate (P) the movable piece causes the abutment to detect the position of the outer side on the basis of the amount of movement until abutment, the reference coordinate system X, orthogonal to each other two coordinate axes in the Y (X-axis direction and the Y-axis direction) The photosensitive substrate is detected by detecting position information on the outer side at two points for one coordinate axis (X-axis) and detecting the position information on the outer side at one point for the other coordinate axis (Y-axis). (P) Two coordinate axis directions in the reference coordinate systems X and Y (X-axis direction and Y-axis direction)
Deviation detecting means (10A, 10B, 10C) for detecting a positional deviation between the axial direction) and the rotational direction (θ direction), and the positional deviation in the rotational direction (θ direction) detected by the deviation detecting means is corrected. Drive means (30, Mθ) for rotating the photosensitive substrate (P) on the movable stage means (3, 4, 5) as described above
And a movable stage for projecting and exposing the original image pattern in accordance with the amount of each positional deviation in two coordinate axis directions (X-axis direction and Y-axis direction) detected by deviation detecting means (10A, 10B, 10C). An exposure apparatus provided with control means (26, 28) for controlling positioning coordinates for moving the means (4, 5) so as to be shifted from an expected position. Further, in the invention according to claim 2, in the exposure apparatus according to claim 1, the deviation detecting means includes one of the two orthogonal sides.
The mover is provided at each of two places on one side and one place on another side.
And capable of abutting against the three mover as (40), the three measuring device for measuring the amount of movement of the three mover (40) (10
A, 10B, 10C) and two coordinate axis directions (X-axis direction and Y-axis direction) and a rotation direction (θ direction) in the reference coordinate systems X and Y based on the measured values obtained by these three length measuring devices. And a calculation means (22) for calculating the position deviation. In the invention according to claim 3, the substrate (P) is placed, and the movable stage means (3,
4, 5) and position information defining the outer shape of the substrate (P) placed on the movable stage means (3, 4, 5) are defined by two coordinate axis directions (X, Y) orthogonal to each other in the reference coordinate systems X, Y. Board position detecting means (10A, 10B, 10C) for detecting one coordinate axis (X axis) of two axes (X axis direction and Y axis direction) and detecting it at one point for the other coordinate axis (Y axis).
Detecting means for detecting the amount of displacement of the substrate (P) with respect to the reference coordinate systems X, Y based on the detection results of the substrate position detecting means (10A, 10B, 10C) and the reference coordinate systems X, Y. (22, 24) and the deviation detecting means (2
Control means (26, 28) for changing at least a part of the values of the reference coordinate system X, Y with respect to the target position based on the detection result of (2, 24). ) And a holder (3) for moving the substrate (P) in the rotation direction in the reference coordinate systems X and Y, and at least one coordinate axis direction in the reference coordinate systems X and Y supporting the holder (3). And a stage (4, 5) for moving the substrate (P) and the holder (3), and a substrate position detecting means (10A, 10B, 10C)
Is provided on at least one of the holder (3) and the stage portions (4, 5). According to a fourth aspect of the present invention, in the exposure apparatus of the third aspect, the deviation detecting means (22, 24) converts the reference value stored in advance and the detection result of the substrate position detecting means (10A, 10B, 10C). On the basis of this, the amount related to the displacement of the substrate (P) with respect to the reference coordinate systems X and Y is calculated. According to a fifth aspect of the present invention, in the exposure apparatus of the fourth aspect, a reference mark (Mr) is formed on the substrate position detecting means (10A, 10B, 10C), and the reference mark (Mr) is formed.
A sensor (56) for detecting the position of the
The reference value is determined based on the detection result of 6). According to a sixth aspect of the present invention, in the exposure apparatus of the third aspect, the substrate position detecting means (56) is configured to detect the position information defining the outer shape of the substrate (P) in a non-contact manner. According to a seventh aspect of the present invention, in the exposure apparatus of the third aspect, the substrate position detecting means includes a plurality of detecting units (10
A, 10B, and 10C), and configured to detect position information that defines the outer shape of the substrate (P) at a plurality of positions on the substrate (P). According to an eighth aspect of the present invention, in the exposure apparatus according to the seventh aspect, the substrate position detecting means detects the position information defining the outer shape of the substrate (P) in a non-contact manner.
6). Claim 9
In the invention described above, means for holding a mask (reticle R) on which an original image pattern to be exposed is formed, a projection optical system (PL) for projecting the original image pattern onto a predetermined imaging plane,
The photosensitive substrate (P) is held substantially parallel to the image forming plane, and two coordinate axis directions (X-axis direction and X-axis direction) of a reference coordinate system X and Y defined in a plane parallel to the image forming plane. In an exposure method using a movable stage means (3, 4, 5) for moving a photosensitive substrate (P) in a rotation direction (θ direction) in a reference coordinate system X, Y). After the substrate (P) is placed on the movable stage means (holder 3) at the transfer position (loading position) in the reference coordinate system X, Y, the movable substrate can be brought into contact with the outer side of the photosensitive substrate (P). Contact the armature and the armature
The outer side is detected based on the amount of movement in the reference coordinate system X,
Two coordinate axis directions orthogonal to each other in Y (X-axis direction and Y-axis direction)
The position information on the outer side is detected at two points with respect to one coordinate axis (X axis) in the (axial direction), and the position information on the outer side is detected at one point with respect to the other coordinate axis (Y axis). Detecting the positional deviation between the two coordinate axis directions (X-axis direction and Y-axis direction) and the rotation direction (θ direction) in the reference coordinate system X, Y of the photosensitive substrate (P); and the rotation direction (θ direction). Rotating the photosensitive substrate (P) on the movable stage means (3) so as to correct the positional deviation between the two positions, and detecting two positions in the reference coordinate systems X and Y.
Each position deviation is compensated according to each position deviation in the coordinate axis direction.
Move the movable stage means (4, 5) to correct
A step of controlling so as to shift the position coordinates from the desired position Te, was provided. According to a tenth aspect of the present invention, in the exposure method according to the ninth aspect, the photosensitive substrate (P) has a rectangular shape having two sides orthogonal to each other, and two of one side of the two orthogonal sides and another. The amount of movement of each of the three movers (40) that can abut each of the one place on one side of is measured,
Based on the three measured values, 2 in the reference coordinate system X, Y
Direction (X-axis direction and Y-axis direction) and rotation direction (θ
Direction) is calculated. Claim 11
According to the described invention, there is provided an exposure method for forming a predetermined pattern at a predetermined position on a substrate (P), wherein a reference coordinate system X, Y
Placing the substrate (P) on the movable stage means (3, 4, 5) that moves to the target position based on the position information at
Position information defining the outer shape of the substrate (P) placed on the movable stage means (3, 4, 5) is transferred to a reference coordinate system X, Y
Detecting one of two coordinate axis directions (X-axis direction and Y-axis direction) orthogonal to each other at two points, and detecting the other coordinate axis (Y-axis) at one point And a reference coordinate system X, Y based on the detection result of the position information defining the outer shape of the substrate (P) and the reference coordinate systems X, Y.
Determining the amount of displacement of the substrate (P) with respect to Y, and changing at least a part of the value of the reference coordinate system with respect to the target position based on the amount of displacement. Substrate (P) on stage device
And a holder (3) for moving the substrate (P) in the rotation direction (θ direction) in the reference coordinate systems X and Y, and at least one in the reference coordinate systems X and Y supporting the holder (3). Substrate (P) and holder (3) in one coordinate axis direction
Stage portions (4, 5) for moving the substrate, and substrate position detecting means (10A, 10B, 10) provided on at least one of the holder (3) and the stage portions (4, 5).
By C), position information for defining the outer shape of the substrate (P) is obtained. According to a twelfth aspect of the present invention, in the exposure method according to the eleventh aspect, the amount relating to the displacement of the substrate (P) with respect to the reference coordinate systems X and Y is defined by a previously stored reference value and the outer shape of the substrate (P). The calculation is performed based on the detection result of the position information to be performed. According to a thirteenth aspect of the present invention, in the exposure method according to the eleventh aspect, a reference mark (Mr) is provided in the position information detecting section (40) for defining the outer shape of the substrate (P), and the reference mark (Mr) The reference value is determined based on the result of detecting the position. According to a fourteenth aspect of the present invention, in the exposure method according to the eleventh aspect, the position information defining the outer shape of the substrate (P) is detected in a non-contact manner with respect to the substrate (P). According to a fifteenth aspect of the present invention, in the exposure method according to the eleventh aspect, the position information defining the outer shape of the substrate (P) is detected at a plurality of positions on the substrate (P).
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the exposure method according to the fifteenth aspect, at least one of the position information defining the outer shape of the substrate (P) is detected in a non-contact manner with respect to the substrate (P). .

【0012】[0012]

【作用】各請求項に記載された発明では、基板(プレー
ト)を外側から押圧する機構をなくし、可動ステージ上
に搬送されてきた基板をホルダ上に吸着してから、基板
の外形位置を3点で計測する。そして、基準座標系(可
動ステージ移動座標系)に対する基板のX、Y方向の偏
差量と回転誤差量とを求め、投影露光の際にそれらの偏
差量が補正されるように、ステッピング位置の設計上で
定められた目標値にオフセットを加えるものである。
尚、基板の回転誤差量については、レチクル側を回転さ
せて補正するようにしてもよい。このように、ホルダー
(可動ステージ)上に搬送されてきた基板は、周辺端を
基準ピン等で拘束されることがないため、吸着による平
坦化が確実に行なわれることになる。しかも基板自体が
ホルダー上で摺動することもないので、静電気の発生、
発塵が防止され、基板端面の損傷も皆無になる。
In the invention described in each of the claims, a mechanism for pressing the substrate (plate) from the outside is eliminated, the substrate conveyed on the movable stage is sucked on the holder, and then the outer position of the substrate is set to 3 Measure in points. Then, a deviation amount in the X and Y directions and a rotation error amount of the substrate with respect to a reference coordinate system (movable stage moving coordinate system) are obtained, and the stepping position is designed so that these deviation amounts are corrected at the time of projection exposure. An offset is added to the target value determined above.
Note that the rotation error amount of the substrate may be corrected by rotating the reticle side. As described above, since the peripheral edge of the substrate conveyed onto the holder (movable stage) is not restrained by the reference pins or the like, the substrate is reliably flattened by suction. Moreover, since the substrate itself does not slide on the holder, generation of static electricity,
Dust generation is prevented, and no damage is caused on the end face of the substrate.

【0013】[0013]

【実施例】図3は本発明の実施例による装置構成の主要
部を示す機能ブロック図である。本実施例ではホルダー
3上の周辺3ケ所に可動当接子付きの測長器10A、1
0B、10Cを取り付けてある。図3において想像線は
ホルダー3上に理想的に載置されたプレートPIを示
し、測長器10AはプレートPのX方向に伸びたエッジ
Exの中央部にY方向に移動して軽接触する当接子を有
し、測長器10B、10CはプレートPのY方向に伸び
たエッジEyの2ケ所に夫々にX方向に移動して軽接触
する当接子を有する。それら当接子の駆動は計測制御部
20によって行なわれ、当接子の接触による計測の後、
所定の待避位置まで各当接子を駆動させる。また各測長
器10A、10B、10Cの測長信号DY、DX、Dθ
は演算部22に入力され、ここでは各測長値が記憶部2
4に予め記憶されている基準値に対してどれぐらい偏差
を持っているかを算出することで、理想位置のプレート
PIに対する実際のプレートPの2次元的な位置ずれ量
(ΔX、ΔY、Δθ)を算出する。ここで測長器10
A、10B、10Cの夫々に対して予め与えられている
記憶部24内の基準値をそれぞれYr 、Xr1、Xr2
し、プレートPに対して実測された各測長値DY、D
X、DθをY1 、X1 、X2 とすると、回転方向のずれ
量Δθは2つの測長器10B、10Cの当接子のY方向
の間隔(スパン)をLとして次式で表わされる。
FIG. 3 is a functional block diagram showing a main part of an apparatus configuration according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the length measuring devices 10A, 10A,
0B and 10C are attached. In FIG. 3, the imaginary line indicates the plate PI ideally placed on the holder 3, and the length measuring device 10 </ b> A moves in the Y direction to make light contact with the center of the edge Ex of the plate P extending in the X direction. The length measuring devices 10B and 10C each have a contact that moves in the X direction and makes a light contact at two locations on the edge Ey of the plate P extending in the Y direction. The driving of the abutment is performed by the measurement control unit 20, and after the measurement by the contact of the abutment,
Each contact is driven to a predetermined retracted position. Also, the length measurement signals DY, DX, Dθ of the length measuring devices 10A, 10B, 10C.
Is input to the calculation unit 22, where each measured value is stored in the storage unit 2.
By calculating the deviation from the reference value stored in advance in FIG. 4, the two-dimensional displacement (ΔX, ΔY, Δθ) of the actual plate P with respect to the ideal position of the plate PI is calculated. Is calculated. Here the length measuring device 10
The reference values in the storage unit 24 given in advance to A, 10B, and 10C are Y r , X r1 , and X r2 , respectively, and the length measurement values DY, D actually measured for the plate P
Assuming that X and Dθ are Y 1 , X 1 and X 2 , the rotational deviation Δθ is expressed by the following equation, where L is the distance (span) between the abutments of the two length measuring devices 10 B and 10 C in the Y direction. .

【0014】 Δθ≒arcsin((Xr1−Xr2−X1 +X2 )/L)…(1) またX方向、Y方向の平行位置ずれ量ΔX、ΔYは、回
転ずれ量Δθが微小である範囲においては次式で表わさ
れる。 ΔY≒Yr −Y1 …(2) ΔX≒((Xr1−X1 )+(Xr2−X2 ))/2+N…(3) ここで(3)式中のNは測長器10B、10Cの各当接
子のスパンLの中点YccとプレートピンのエッジEyの
中点YcpとのY方向の差分(Ycc−Ycp)に応じて変化
し、その差分がほぼ零のときNは0であり、そして図3
の配置では、Nは次式で表わされる。
Δθ ≒ arcsin ((X r1 −X r2 −X 1 + X 2 ) / L) (1) The parallel displacements ΔX and ΔY in the X direction and the Y direction have a small rotation displacement Δθ. The range is represented by the following equation. ΔY ≒ Y r −Y 1 (2) ΔX ≒ ((X r1 −X 1 ) + (X r2 −X 2 )) / 2 + N (3) where N in equation (3) is the length measuring device 10B. , 10C, according to the difference (Ycc−Ycp) in the Y direction between the midpoint Ycc of the span L of each abutment and the midpoint Ycp of the edge Ey of the plate pin, and when the difference is substantially zero, N becomes 0 and FIG.
In the arrangement, N is represented by the following equation.

【0015】N≒Δθ・(Ycc−Ycp)…(4) 以上のようにして算出されたずれ量(ΔX、ΔY、Δ
θ)は主制御系26へ送られ、主制御系26はそのうち
回転ずれ量Δθについてはステージ制御系30へ送り、
ホルダー3の微小回転用のモータMθを制御する。これ
によってホルダー3は回転ずれ量Δθを補正する方向に
回転される。一方、X、Y方向のずれ量ΔX、ΔYに関
しては、プレートPへの露光時に指定されるX、Yステ
ージ4、5の目標位置を、そのずれ量ΔX、ΔYだけ修
正してステージ制御系30へ送ることで補正される。本
来、X、Yステージ4、5の目標位置とはプレートP上
のショット領域をレチクルパターンの投影像と整合させ
るための座標値であり、機械的に予め決められる場合
と、先行して処理されたプレートのグローバルアライメ
ントによって決められる場合とがある。いずれの場合で
も、それらの目標位置は指定部28のメモリ内に保存さ
れている。そしてX、Yステージ4、5用の各駆動モー
タMX、MYをステージ制御系30で制御するときは、
X、Y干渉計によってXYステージの現在位置をモニタ
ーしつつ、それが修正された目標位置と一致したところ
でモータMX、MYを停止させればよい。
N ≒ Δθ · (Ycc−Ycp) (4) The shift amounts (ΔX, ΔY, Δ
θ) is sent to the main control system 26, and the main control system 26 sends the rotational deviation Δθ to the stage control system 30.
The motor Mθ for minute rotation of the holder 3 is controlled. As a result, the holder 3 is rotated in a direction to correct the rotational deviation Δθ. On the other hand, with respect to the shift amounts ΔX and ΔY in the X and Y directions, the target positions of the X and Y stages 4 and 5 specified at the time of exposure to the plate P are corrected by the shift amounts ΔX and ΔY to adjust the stage control system 30. Is corrected by sending to Originally, the target positions of the X and Y stages 4 and 5 are coordinate values for aligning the shot area on the plate P with the projected image of the reticle pattern, and are processed before and after mechanically. May be determined by the global alignment of the plates. In any case, those target positions are stored in the memory of the specifying unit 28. When the drive motors MX and MY for the X and Y stages 4 and 5 are controlled by the stage control system 30,
The current position of the XY stage may be monitored by the X, Y interferometer, and the motors MX, MY may be stopped when the current position matches the corrected target position.

【0016】図4は、3つの測長器10A、10B、1
0Cの具体的な構造の一例を示し、ここでは代表して測
長器10Bを示す。測長器10Bの可動当接子40は、
軸101を中心にXY面内で回動可能に軸支されたコの
字状の揺動部材100の一端に転動自在に軸支されたロ
ーラで構成される。揺動部材100の他方の端部にはエ
アシリンダ103のピストンが係合され、また揺動部材
100の軸101とエアシリンダ103のピストンとの
係合点との間には、ポテンショメータ104が係合され
ている。このような構造でエアシリンダ103のピスト
ンがY方向に移動すると、揺動部材100が回動し、ロ
ーラ40はほぼX方向に移動する。他の2つの測長器1
0A、10Cについても全く同様の構造を有し、エアシ
リンダ103の微弱な押圧力を揺動部材100のテコ作
用によって大きくし、ローラ40のプレートエッジへの
当接力を所望のものにしている。
FIG. 4 shows three length measuring devices 10A, 10B, 1
An example of a specific structure of 0C is shown. Here, a length measuring device 10B is shown as a representative. The movable abutment 40 of the length measuring device 10B is
A roller is rotatably supported on one end of a U-shaped swinging member 100 rotatably supported on the axis 101 in the XY plane. A piston of an air cylinder 103 is engaged with the other end of the swing member 100, and a potentiometer 104 is engaged between a shaft 101 of the swing member 100 and an engagement point of the piston of the air cylinder 103. Have been. When the piston of the air cylinder 103 moves in the Y direction in such a structure, the swing member 100 rotates, and the roller 40 moves substantially in the X direction. Other two length measuring instruments 1
0A and 10C have exactly the same structure. The weak pressing force of the air cylinder 103 is increased by leverage of the swing member 100, and the contact force of the roller 40 with the plate edge is made desired.

【0017】以上、図3の構成では、3つの測長器10
A、10B、10Cをホルダー3上に固定したので、プ
レートPをアーム6からホルダー3上に受け渡す際、ホ
ルダー3の微小回転位置は中立点(又は任意の基準角度
位置)に復帰させておく必要がある。それは、記憶部2
4に記憶された基準値Xr1、Xr2、Yr が、XYステー
ジの移動基準座標系(X、Y干渉計で規定)に関して一
義的な対応関係になるように定めたからである。すなわ
ち、ホルダー3上のプレートPは常に移動基準座標系上
での回転位置ずれとして認識する必要があるが、各測長
器10A、10B、10Cでエッジを測長する際に基準
値Xr1、Xr2、Yr が基準座標系に対して未知の量だけ
回転していると、その未知の量自体がプレートPの基準
座標系上での残留回転誤差となってしまう。従って、測
長器10A、10B、10Cによって計測するときは、
基準値Xr1、Xr2、Yr を設定したときのホルダー3の
回転角度位置(中立点又は基準角度位置)に復帰させて
おく必要がある。ただし、ホルダー3の微小回転量を高
精度に検出する角度センサー等があるときは、測長器に
よる測長の際にホルダー3の中立点、又は基準角度位置
からの回転量Δφを求めれば、上述の未知の量を知った
ことになるので、先の式(1)で求めた回転ずれ量Δθ
に残留回転量Δφを加味した値だけ、モータMθによっ
てホルダー4を補正回転させればよい。
As described above, in the configuration of FIG.
Since A, 10B, and 10C are fixed on the holder 3, when the plate P is transferred from the arm 6 to the holder 3, the minute rotation position of the holder 3 is returned to the neutral point (or any reference angle position). There is a need. It is the storage unit 2
This is because the reference values X r1 , X r2 , and Y r stored in No. 4 are determined so as to have a unique correspondence with respect to the movement reference coordinate system of the XY stage (defined by the X and Y interferometers). That is, it is necessary to always recognize the plate P on the holder 3 as a rotational position shift on the movement reference coordinate system. However, when measuring the edges with the length measuring devices 10A, 10B, and 10C, the reference value X r1 , If X r2 and Y r are rotated by an unknown amount with respect to the reference coordinate system, the unknown amounts themselves result in residual rotation errors of the plate P on the reference coordinate system. Therefore, when measuring with the length measuring devices 10A, 10B, and 10C,
It is necessary to return to the rotation angle position (neutral point or reference angle position) of the holder 3 when the reference values Xr1 , Xr2 , and Yr are set. However, when there is an angle sensor or the like that detects the minute rotation amount of the holder 3 with high accuracy, the rotation amount Δφ from the neutral point of the holder 3 or the reference angle position at the time of length measurement by the length measuring device is obtained. Since the above-mentioned unknown amount is known, the rotation deviation amount Δθ obtained by the above equation (1) is obtained.
The holder 4 may be corrected and rotated by the motor Mθ by a value that takes the residual rotation amount Δφ into consideration.

【0018】また別の考え方として、3つの測長器10
A、10B、10Cを、ホルダー3に対するベースとな
っているXステージ4側に固定し、当接子のみをホルダ
ー上のプレートPのエッジに接触させるように延設して
もよい。この場合、Xステージ4は移動基準座標系内で
は回転することがないので、基準点Xr1、Xr2、Yr
基準座標系内で回転することはない。従ってホルダー3
上にプレートPを受け取る際、ホルダー3がどのように
回転していたとしても、それとは無関係にプレートPの
回転ずれ量Δθは常に移動基準座標系を基準として求め
られる。
As another concept, three length measuring devices 10 are used.
A, 10B, and 10C may be fixed to the X stage 4 side serving as a base for the holder 3, and may be extended so that only the abutment contacts the edge of the plate P on the holder. In this case, since the X stage 4 will not be rotated in the mobile reference frame, the reference point X r1, X r2, Y r also does not rotate in the reference coordinate system. Therefore holder 3
Regardless of how the holder 3 is rotated when the plate P is received above, the rotation deviation amount Δθ of the plate P is always obtained with reference to the movement reference coordinate system, regardless of the rotation.

【0019】以上の実施例では、測長器10A、10
B、10Cの夫々が予め定められた基準値を記憶部24
内に有するとしたが、その基準値の定め方にはいくつか
の方法があるので、以下にその手法を説明する。まずホ
ルダー3の回転角度検出が、簡便なポテンショメータ等
で行なわれる場合、角度値はポテンショメータから得ら
れる出力電圧値として扱われる。そこで装置製造時、又
はメンテナンス時にホルダー3の角度値をニュートラル
状態にしてテスト用のプレートPをホルダー3上に自動
搬送した後、テスト用プレートPの位置ずれが極力なく
なるように、ホルダー3上で手動により位置調整する。
その後、テスト用プレートPをホルダー3上に真空吸着
してから、プレートのグローバルアライメントのサーチ
モードを実行する。このときテスト用プレートP上に形
成されているアライメントマークがステッパーのアライ
メントセンサーによって容易に捕捉される範囲内に入っ
ているか否かを確認する。特にテスト用プレートPの回
転ずれに関しては、そのプレートP上の2ケ所に形成さ
れたアライメントマークの位置を、アライメントセンサ
ーとX、Y干渉計とを用いて計測し、そのX方向又はY
方向の位置差から求めるようにしてもよい。以上の確認
の結果、回転ずれやX、Y方向の位置ずれがまだ十分に
小さくないときは、ホルダー3の真空吸着を解除して、
再度テストプレートPの位置調整を手動により行なう。
これらの操作を何回か繰り返して、ほぼ理想的な位置
(PI)にテストプレートPが追い込まれたら、ホルダ
ー3を真空吸着にした状態で、測長器10A、10B、
10Cの各当接子のテストプレートのエッジEx、Ey
に当接させ、そのときの計測値DY、DX、Dθを、そ
れぞれ基準値Yr 、Xr1、Xr2として記憶部24へ記憶
させればよい。
In the above embodiment, the length measuring devices 10A, 10A
B and 10C store predetermined reference values in the storage unit 24.
However, since there are several methods for determining the reference value, the method will be described below. First, when the rotation angle of the holder 3 is detected by a simple potentiometer or the like, the angle value is treated as an output voltage value obtained from the potentiometer. Therefore, the test plate P is automatically conveyed onto the holder 3 with the angle value of the holder 3 in the neutral state at the time of device manufacturing or maintenance, and then the test plate P is placed on the holder 3 so as to minimize the displacement. Adjust the position manually.
After that, the test plate P is vacuum-sucked on the holder 3, and then a search mode for global alignment of the plate is executed. At this time, it is confirmed whether or not the alignment mark formed on the test plate P is within a range easily captured by the alignment sensor of the stepper. In particular, regarding the rotational displacement of the test plate P, the positions of the alignment marks formed at two places on the plate P are measured using an alignment sensor and an X, Y interferometer, and the position is measured in the X direction or Y direction.
It may be determined from the positional difference in the direction. As a result of the above confirmation, when the rotational displacement and the positional displacement in the X and Y directions are not yet sufficiently small, the vacuum suction of the holder 3 is released, and
The position of the test plate P is manually adjusted again.
These operations are repeated several times, and when the test plate P is driven to the almost ideal position (PI), the length measuring devices 10A, 10B,
Edge Ex, Ey of test plate of each contact of 10C
And the measured values DY, DX, and Dθ at that time may be stored in the storage unit 24 as reference values Y r , X r1 , and X r2 , respectively.

【0020】尚、測長器10A、10B、10Cを簡便
なポテンショメータで構成した場合、基準値Yr
r1、Xr2はいずれも電圧値として得られるので、この
電圧値をデジタル値に変換して記憶部24へ記憶するこ
とになる。第2の方法は、3つの測長器10A、10
B、10Cの可動当接子の夫々の一部に、アライメント
センサーで観測可動な位置出し用の基準マークを刻設
し、アライメントセンサーで基準マークを検出したとき
のXYステージの座標位置を計測することで、移動基準
座標系上で基準値Yr 、Xr1、Xr2を決定するものであ
る。図5はホルダー3上の測長器10B近傍の拡大図で
あり、測長器10BにはX方向に可動な当接子としての
ローラ40が、プレートPのエッジEyと当接可能に配
置されている。そしてローラ40を軸支する可動片の一
部には、プレートPの表面とほぼ一致した高さ位置で基
準マークMrが形成されている。基準マークMrは一例
としてY方向に伸びた(エッジEyと平行な)線状パタ
ーンであって、ローラ40の外周面(エッジEyとの当
接面)からX方向に一定距離の位置に固設されている。
その他の測長器10A、10Cについても同様の構造で
基準マークが設けられる。
When the length measuring devices 10A, 10B and 10C are constituted by simple potentiometers, the reference values Y r ,
Since both Xr1 and Xr2 are obtained as voltage values, these voltage values are converted into digital values and stored in the storage unit 24. The second method is to use three length measuring devices 10A, 10A,
A reference mark for positioning that is observable by the alignment sensor is engraved on a part of each of the movable abutments B and 10C, and the coordinate position of the XY stage when the reference mark is detected by the alignment sensor is measured. it is, is what determines the reference value Y r, X r1, X r2 on a mobile reference frame. FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the length measuring device 10B on the holder 3, and a roller 40 as a contact movable in the X direction is arranged on the length measuring device 10B so as to be able to contact the edge Ey of the plate P. ing. A reference mark Mr is formed on a part of the movable piece that supports the roller 40 at a height position substantially coincident with the surface of the plate P. The reference mark Mr is, for example, a linear pattern extending in the Y direction (parallel to the edge Ey) and fixed at a position at a fixed distance in the X direction from the outer peripheral surface of the roller 40 (a contact surface with the edge Ey). Have been.
Reference marks are provided for the other length measuring devices 10A and 10C with the same structure.

【0021】それらの基準マークMrを観測するアライ
メントセンサーとしては、テレビカメラを有するオフ・
アクシス方式のプレート顕微鏡等が好適である。図6は
オフ・アクシス・アライメント系の一例を示し、ここで
は投影レンズPLの光軸AXが像面を通る点C0 からX
方向に一定距離(ベースライン量)だけ離れた像面内の
点C1 に、光軸AXaが通るように配置された対物レン
ズ50と、照明光とプレートからの反射光とを分割する
ビームスプリッタ51と、結像レンズ52と、ミラー5
3と、指標板54と、指標板54に形成された窓内のパ
ターンとその窓内に結像したプレート上のマーク等の像
とを拡大撮影する結像レンズ55と、テレビカメラとし
てのCCD56とを備えている。CCD56は、本来プ
レート上のマーク像の指標板54の窓(又はパターン)
に対する位置ずれ量を求めるために使われるが、本実施
例では図5に示した基準マークMrの像を指標板54の
窓内で観測するために使う。尚、点C0 と点C1 とのベ
ースライン量は、機械的に固定された値として予め設定
されている。
As an alignment sensor for observing the reference marks Mr, an off-axis sensor having a television camera is used.
An axis-type plate microscope or the like is suitable. FIG. 6 shows an example of an off-axis alignment system, in which the optical axis AX of the projection lens PL passes from the point C 0 to X passing through the image plane.
The point C 1 of spaced image plane a certain direction distance (base line amount), an objective lens 50 which is arranged to pass through the optical axis AXa, the beam splitter for splitting the reflected light from the illumination light and the plate 51, an imaging lens 52, and a mirror 5
3, an index plate 54, an imaging lens 55 for enlarging and photographing a pattern in a window formed on the index plate 54 and an image such as a mark on a plate formed in the window, and a CCD 56 as a television camera. And The CCD 56 is a window (or pattern) of the index plate 54 for the mark image on the plate.
In this embodiment, the image is used to observe the image of the reference mark Mr shown in FIG. The base line amount between the point C 0 and the point C 1 is set in advance as a mechanically fixed value.

【0022】そこで任意のプレートPをホルダー3上に
吸着し、測長器のローラを繰り出した後、XYステージ
4、5を移動させて、測長器10Bに付随した基準マー
クMrが理想位置として存在すべき部分を対物レンズ5
0の視野内に位置するように位置決めし、その座標(X
p1、Yp1)をX、Y干渉計で読み取って記憶する。この
段階では必ずしも対物レンズ50の視野中心に基準マー
クMrがくるとは限らない。次に対物レンズ50の視野
中心、すなわち指標板54の窓の中心に基準マークMr
が位置するようにXYステージ4、5を微動させる。こ
の様子はCCD56の撮像信号をテレビモニター上に再
生することで確認できる。そして微動後のXYステージ
の座標値(Xp2、Yp2)をXY干渉計で読み取って記憶
する。測長器10BはX方向の測長用であるから、ここ
ではX方向の偏差量(Xp1−Xp2)が、測長器10Bに
よる計測値DXと、その基準値Xr1との差分に等しけれ
ばよいことになる。従って、測長器10Bによる計測値
DXから偏差量(Xp1−X p2)に対応した電圧分を補正
した値を基準値Xr1として算出すればよい。また測長器
10Cについても、同様にして基準マークを対物レンズ
50で検出するようにXYステージを移動させる。この
とき測長器10CもX方向の測定用であるから、XYス
テージのX座標値はXp1を基準として微動させ、測長器
10Cの基準マークを検出したときのX座標値をXp3
する。従って、測長器10Cによる計測値Dθから偏差
量(Xp1−Xp3)に対応した電圧分を補正した値を基準
値Xr2として算出すればよい。
Then, an arbitrary plate P is placed on the holder 3.
After sucking and feeding out the roller of the length measuring device, the XY stage
4 and 5 to move the reference mark attached to the length measuring instrument 10B.
The portion where the angle Mr should exist as the ideal position
0, and its coordinates (X
p1, Yp1) Is read and stored by an X, Y interferometer. this
In the stage, the reference mark is not necessarily placed at the center of the visual field of the objective lens 50.
Qu does not always come. Next, the field of view of the objective lens 50
At the center, ie, the center of the window of the index plate 54, the reference mark Mr
The XY stages 4 and 5 are slightly moved so that is positioned. This
Is reproduced on the TV monitor by the imaging signal of the CCD 56.
It can be confirmed by producing. And XY stage after fine movement
Coordinate value (Xp2, Yp2) Is read and stored by the XY interferometer
I do. Since the length measuring device 10B is for measuring the length in the X direction,
Then, the deviation amount in the X direction (Xp1-Xp2) To the length measuring device 10B
Measurement value DX and its reference value Xr1Equal to the difference
It will be good. Therefore, the value measured by the length measuring device 10B
The amount of deviation from DX (Xp1-X p2Corrects the voltage component corresponding to)
The value obtained is the reference value Xr1It may be calculated as Also length measuring device
Similarly, for 10C, the reference mark is
The XY stage is moved so as to detect at 50. this
Since the length measuring device 10C is also used for measurement in the X direction, the XY
The X coordinate value of the tage is Xp1Fine movement with reference to
The X coordinate value when the reference mark of 10C is detected is Xp3When
I do. Therefore, the deviation from the measured value Dθ by the length measuring device 10C is
Quantity (Xp1-Xp3) Based on the value corrected for the voltage corresponding to
Value Xr2It may be calculated as

【0023】以上のようなシーケンスは、ホルダー上に
吸着保持されたプレートP上のアライメントマークを図
6のオフ・アクシス・アライメント系で検出する場合で
も同様に実行できる。第3の方法は、露光処理すべきプ
レートPの複数枚のうち、最初の1枚目のプレートPに
対するグローバルアライメント等の結果を、2枚目以降
のプレートPの処理時の測長器10A、10B、10C
の基準値補正に使うことである。ここで、1枚目のプレ
ートPの処理時に設定されている基準値をXR1、XR
2、YRとし、これに従って測定器で計測された位置ず
れ量をΔXf、ΔYf、Δθfとする。その後、この位
置ずれ量が補正された状態で、グローバルアライメン
ト、及びファインアライメントが実行されるが、そのと
きさらにプレートPの残留ずれ量ΔXe、ΔYe、Δθ
eが求まる。この残留ずれ量ΔXe、ΔYe、Δθeは
極めて小さい方がよく、ある範囲以上の値であるときに
は、それに対応した基準値を修正しておく。すなわちΔ
Yeが大きいときには基準値YRをΔYeに対応する量
だけ補正し、ΔXeが大きいときは基準値XR1、XR
2の両方をΔXeに対応する量だけ補正すればよい。ま
たΔθeが大きいときは、基準値XR1とXR2との間
に、Δθeに対応する量の差が生じるように補正すれば
よい。
The above sequence can be similarly executed even when the alignment mark on the plate P sucked and held on the holder is detected by the off-axis alignment system shown in FIG. In a third method, among a plurality of plates P to be subjected to exposure processing, a result of global alignment or the like with respect to a first plate P is determined by using a length measuring device 10A during processing of second and subsequent plates P, 10B, 10C
Is used to correct the reference value. Here, the reference values set at the time of processing the first plate P are XR1, XR
2, YR, and the displacement amounts measured by the measuring device in accordance therewith are represented by ΔXf, ΔYf, and Δθf. Thereafter, the global alignment and the fine alignment are executed in a state where the positional deviation amount is corrected. At this time, the residual deviation amounts ΔXe, ΔYe, Δθ of the plate P are further increased.
e is obtained. It is preferable that the residual shift amounts ΔXe, ΔYe, and Δθe are extremely small. If the residual shift amounts are above a certain range, the reference values corresponding to the values are corrected. That is, Δ
When Ye is large, the reference value YR is corrected by an amount corresponding to ΔYe, and when ΔXe is large, the reference values XR1, XR
2 may be corrected by an amount corresponding to ΔXe. When Δθe is large, the correction may be performed so that a difference in the amount corresponding to Δθe occurs between the reference values XR1 and XR2.

【0024】以上のようにすれば、2枚目以降のプレー
トPに対する測長器10A、10B、10Cの測定精度
は高められ、グローバルアライメント、又はファインア
ライメントの処理がスムーズに実行される。ただし、こ
の手法はホルダー3上に自動搬送されてくる2枚目以降
のプレートPの夫々のプリアライメント精度の再現性が
良好のときに可能であり、各プレートP毎にプリアライ
メント精度のバラつきが大きいときは難しいので、第1
の方法、又は第2の方法で基準値Xr1、Xr2、Yr を設
定するのがよい。
In this manner, the measurement accuracy of the length measuring devices 10A, 10B, and 10C for the second and subsequent plates P is improved, and the global alignment or fine alignment processing is smoothly performed. However, this method is possible when the reproducibility of the pre-alignment accuracy of the second and subsequent plates P automatically conveyed onto the holder 3 is good, and the pre-alignment accuracy varies for each plate P. When it ’s big, it ’s difficult.
It is preferable to set the reference values X r1 , X r2 , and Y r by the above method or the second method.

【0025】以上、本発明の各実施例では、ローラ40
による可動当接子をもつ測長器10A、10B、10C
によってプレートPのエッジEx、Eyの位置を計測す
るようにしたが、全く非接触でエッジを計測することも
できる。その一例として、図6に示したオフ・アクシス
・アライメント系のテレビカメラ(CCD56)を使う
ことが考えられる。この場合、CCD56による撮像範
囲、すなわち指標板54の窓内にプレートPのエッジE
x、Eyの計3ケ所を図7のように順次位置決めし、C
CD56の画像信号に基づいて、エッジEx、又はEy
の像と窓との相対位置ずれ量を検出するとともに、その
ときのXYステージ4、5の座標値を干渉計から読み取
る。尚、エッジEyについてはY方向に一定量だけ離れ
た2ケ所について計測を行なう。そして以上の計測結果
からプレートPの移動基準座標系に対する位置ずれ量
(ΔX、ΔY、Δθ)を演算によって求める。
As described above, in each embodiment of the present invention, the roller 40
Measuring instruments 10A, 10B, 10C having movable contactors
Is used to measure the positions of the edges Ex and Ey of the plate P, but the edges can be measured without any contact. As an example, it is conceivable to use an off-axis alignment type television camera (CCD 56) shown in FIG. In this case, the edge E of the plate P is located within the imaging range of the CCD 56, that is, within the window of the index plate 54.
x and Ey are sequentially positioned as shown in FIG.
Based on the image signal of CD56, edge Ex or Ey
Is detected, and the coordinate values of the XY stages 4 and 5 at that time are read from the interferometer. The edge Ey is measured at two locations separated by a fixed amount in the Y direction. Then, from the above measurement results, the amount of displacement (ΔX, ΔY, Δθ) of the plate P with respect to the movement reference coordinate system is obtained by calculation.

【0026】この際、CCD56によって撮像されるプ
レートPのエッジEyは、テレビモニター上では、例え
ば図8(A)のように観測される。図8(A)は指標板
54の窓内のY軸と平行な中心線CLに対してX方向に
ΔX1 だけずれたエッジEyの像を示し、図8(B)中
心線CLと直交する走査線によって得られるビデオ信号
VSの波形を示す。通常、プレートPは1mm〜数mm程度
の厚みをもつので、図6のような落射照明系を有するア
ライメント系では、エッジEyの部分に影ができて観測
される。そのためビデオ信号VSの波形中にはボトム部
が生じ、その位置を検出することでずれ量ΔX1 が求め
られる。尚、中心線CLは窓54の左右のエッジの中点
である。
At this time, the edge Ey of the plate P picked up by the CCD 56 is observed on the television monitor, for example, as shown in FIG. FIG. 8A shows an image of an edge Ey shifted by ΔX 1 in the X direction with respect to a center line CL in the window of the index plate 54 parallel to the Y axis, and is orthogonal to the center line CL in FIG. 4 shows a waveform of a video signal VS obtained by a scanning line. Usually, since the plate P has a thickness of about 1 mm to several mm, in an alignment system having an epi-illumination system as shown in FIG. 6, a shadow is formed at the edge Ey and observed. For this reason, a bottom portion occurs in the waveform of the video signal VS, and the shift amount ΔX 1 is obtained by detecting the bottom portion. The center line CL is the midpoint between the left and right edges of the window 54.

【0027】以上、テレビカメラを用いた非接触式の測
長系以外に、ホルダー3内の少なくとも3ケ所に一次元
(又は二次元)のイメージセンサーを埋み込み、エッジ
Ex、Eyを影として検出するようにしてもよい。この
とき、一次元イメージセンサーの画素配列方向は各エッ
ジEx、Eyと交差する方向に設定される計測手順とし
ては、自動搬送されてきたプレートPをホルダー3上に
吸着したら、各一次元イメージセンサーとその位置に対
応したエッジ部分に、照明光を投射する。この照明光は
図6のオフ・アクシス・アライメント系からのものが使
える。なぜなら、そのアライメント系の観察用の照明光
は、プレートP上のレジスト層に対してほとんど感度が
ない波長域に設定されているからである。そして、3ケ
所のイメージセンサー上でエッジの影がでている画素位
置をそれぞれ検知し、予め各イメージセンサー上で基準
となっている画素からのずれ量を求めればよい。
As described above, a one-dimensional (or two-dimensional) image sensor is embedded in at least three places in the holder 3 in addition to the non-contact length measuring system using the television camera, and the edges Ex and Ey are shadowed. You may make it detect. At this time, the pixel arrangement direction of the one-dimensional image sensor is set in a direction intersecting each of the edges Ex and Ey. The measurement procedure is as follows. And illuminating light is projected onto an edge portion corresponding to the position. The illumination light from the off-axis alignment system shown in FIG. 6 can be used. This is because the illumination light for observation of the alignment system is set in a wavelength region that has almost no sensitivity to the resist layer on the plate P. Then, the pixel positions where the shadow of the edge appears on the three image sensors may be detected, and the shift amount from the reference pixel on each image sensor may be obtained in advance.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、各請求項に記載された発明によれ
ば、基板に対して機械的に押圧することなくこの基板の
位置決めを行うことができる。そのあため、例えば、大
型のガラスプレート等にパターン露光を行なう液晶デバ
イス用、露光装置のプレートの位置合わせに利用して有
効である。大型のガラスプレートはプロセス上の熱処理
による歪みが発生し易く、またプレートの重量も大きく
ホルダーとの摩擦も大きいため、装置側の基準ピン等に
押し当ててホルダーに吸着することが非常に困難であ
る。しかしながら、各請求項に記載にされた発明によれ
ば、ホルダー上のプレートは載置された後、基準ピン等
に向けて押し当てるために移動することがない。その結
果、発塵の防止、プレート内に生ずる不要な応力の防
止、ホルダーへの吸着不良の防止等の効果が得られ、露
光装置の稼動率を高めることができる。
As described above, according to the inventions described in the claims, it is possible to position the substrate without mechanically pressing the substrate. For this reason, for example, it is effective for use in a liquid crystal device for performing pattern exposure on a large glass plate or the like, or for use in aligning a plate of an exposure apparatus. Large glass plates are liable to be distorted by heat treatment in the process, and the weight of the plate is large and the friction with the holder is large. is there. However, according to the invention described in each claim, the plate on the holder does not move to be pressed against the reference pin or the like after being placed. As a result, effects such as prevention of dust generation, prevention of unnecessary stress generated in the plate, prevention of poor suction to the holder, and the like can be obtained, and the operation rate of the exposure apparatus can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来より使用されている角形プレートの露光装
置の全体的な構成を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a conventionally used rectangular plate exposure apparatus.

【図2】プレートホルダー上に基板を位置決めするため
の従来技術による構成を示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration according to a conventional technique for positioning a substrate on a plate holder.

【図3】本発明の第1の実施例による位置決め方式の構
成を示す機能ブロック図。
FIG. 3 is a functional block diagram showing a configuration of a positioning method according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図3中の測長器の構造の一例を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing an example of the structure of a length measuring device in FIG. 3;

【図5】第2の実施例による位置決め方式に使われる測
長器の構成を示す斜視図。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a length measuring device used in a positioning method according to a second embodiment.

【図6】投影レンズとオフ・アクシス・アライメント系
との配置、及び構成を示す斜視図。
FIG. 6 is a perspective view showing the arrangement and configuration of a projection lens and an off-axis alignment system.

【図7】オフ・アクシス・アライメント系を測長器の代
りに使用する第3の実施例の手順を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a procedure of a third embodiment in which an off-axis alignment system is used instead of a length measuring device.

【図8】テレビモニター上の画面とビデオ信号波形とを
示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a screen on a television monitor and a video signal waveform.

【主要部分の符号の説明】[Explanation of Signs of Main Parts]

R レチクル PL 投影レンズ P プレート 3 ホルダー 4 Xステージ 5 Yステージ 10A、10B、10C 測長器 22 演算部 24 基準値記憶部 40 ローラ(稼動当接子) R Reticle PL Projection lens P plate 3 Holder 4 X stage 5 Y stage 10A, 10B, 10C Length measuring device 22 Operation unit 24 Reference value storage unit 40 Roller (operating contact)

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 露光すべき原画パターンが形成されたマ
スクを保持する手段と、 前記原画パターンを所定の結像面へ投影する投影光学系
と、 前記結像面とほぼ平行に、互いに直交する2辺を有する
矩形状の感光基板を保持するとともに、前記結像面と平
行な面内に規定された基準座標系の互いに直交する2つ
の座標軸方向と、該基準座標系内での回転方向とに前記
感光基板を移動させる可動ステージ手段と、 前記感光基板が前記基準座標系内の受渡し位置で前記可
動ステージ手段上に載置された後、該感光基板の外形辺
可動子を当接させるとともに該可動子が当接するまで
の移動量に基づき前記外形辺の位置を検知し、前記基準
座標系の互いに直交する座標軸の一方の座標軸に関して
は前記外形辺に関する位置情報を2点で検出し、また他
方の座標軸に関しては前記外形辺に関する位置情報を1
点で検出することによって、前記感光基板の前記基準座
標系における2つの座標軸方向と回転方向との位置偏差
を検出する偏差検出手段と、 前記偏差検出手段で検出された回転方向の位置偏差が補
正されるように前記可動ステージ手段上の感光基板を回
転する回転駆動手段と、 前記偏差検出手段で検出された2つの座標軸方向の各位
置偏差の量に応じて、前記原画パターンを投影露光する
ために前記可動ステージ手段を移動させる際の位置決め
座標を所期の位置からずらすように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする露光装置。
1. A means for holding a mask on which an original pattern to be exposed is formed, a projection optical system for projecting the original pattern onto a predetermined image plane, and substantially parallel to and orthogonal to the image plane. A rectangular photosensitive substrate having two sides is held, and two coordinate axis directions orthogonal to each other in a reference coordinate system defined in a plane parallel to the imaging plane, and a rotation direction in the reference coordinate system. Movable stage means for moving the photosensitive substrate, and after the photosensitive substrate is placed on the movable stage means at the transfer position in the reference coordinate system, the movable element is brought into contact with an outer side of the photosensitive substrate . Until the mover touches
The position of the outer side is detected based on the amount of movement of the outer side, position information on the outer side is detected at two points with respect to one of the coordinate axes orthogonal to each other in the reference coordinate system, and the outer side is detected with respect to the other coordinate axis. Location information about the side is 1
Deviation detection means for detecting a positional deviation between the two coordinate axis directions and the rotation direction in the reference coordinate system of the photosensitive substrate by detecting at a point; and correcting the positional deviation in the rotation direction detected by the deviation detection means. Rotation driving means for rotating the photosensitive substrate on the movable stage means, and projection exposure of the original pattern in accordance with the amount of each positional deviation in two coordinate axis directions detected by the deviation detecting means. An exposure apparatus, further comprising: control means for controlling a positioning coordinate when moving the movable stage means from an intended position.
【請求項2】 前記偏差検出手段は、前記直交する2辺
のうち1辺の2ケ所と、他の1辺の1ケ所との夫々に
記可動子としての当接可能な3つの可動子と該3つの
可動子の移動量を計測する3つの測長器と、該3つの測
長器による測長値に基づいて前記基準座標系における2
つの座標軸方向と回転方向との位置偏差を算出する演算
手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の露光装
置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the deviation detecting means is provided in front of each of two points on one side of the two orthogonal sides and one point on the other side.
Three movable elements that can be contacted as movable elements ,
Three length measuring devices for measuring the amount of movement of the mover , and two length measuring units in the reference coordinate system based on the length measured by the three length measuring devices.
2. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a calculating unit that calculates a positional deviation between two coordinate axis directions and a rotation direction.
【請求項3】 基板上の所定の位置に所定のパターンを
形成する露光装置であって、 前記基板が載置され、基準座標系での位置情報に基づい
て前記基板を目標位置に移動させる可動ステージ手段
と、 前記可動ステージ手段に載置された前記基板の外形を規
定する位置情報を、前記基準座標系の互いに直交する座
標軸の一方の座標軸に関しては2点で検出し、他方の座
標軸に関しては1点で検出する基板位置検出手段と、 前記基板位置検出手段の検出結果と前記基準座標系とに
基づいて、該基準座標系に対する前記基板の位置ずれに
関する量を検出する偏差検出手段と、 前記偏差検出手段の検出結果に基づいて、前記目標位置
に対する前記基準座標系の少なくとも一部の値を変更す
る制御手段と、を備え、 前記可動ステージ装置は、前記基板を保持して前記基準
座標系内で前記基板を回転方向に移動させるホルダー
と、該ホルダーを支持して前記基準座標系内における少
なくとも1つの座標軸方向に前記基板および前記ホルダ
ーを移動させるステージ部とを有し、 前記基板位置検出手段は、前記ホルダーまたは前記ステ
ージ部の少なくとも一方に設けられていることを特徴と
する露光装置。
3. An exposure apparatus for forming a predetermined pattern at a predetermined position on a substrate, wherein the substrate is mounted and movable to move the substrate to a target position based on position information in a reference coordinate system. Stage means, position information defining the outer shape of the substrate mounted on the movable stage means, is detected at two points with respect to one coordinate axis of the coordinate axes orthogonal to each other in the reference coordinate system, and with respect to the other coordinate axis, Substrate position detecting means for detecting at one point; deviation detecting means for detecting an amount of displacement of the substrate with respect to the reference coordinate system based on the detection result of the substrate position detecting means and the reference coordinate system; Control means for changing at least a part of a value of the reference coordinate system with respect to the target position based on a detection result of the deviation detection means. A holder that holds and moves the substrate in the rotation direction in the reference coordinate system, and a stage that supports the holder and moves the substrate and the holder in at least one coordinate axis direction in the reference coordinate system. An exposure apparatus, wherein the substrate position detecting means is provided on at least one of the holder and the stage unit.
【請求項4】 前記偏差検出手段は、予め記憶された基
準値と前記基板位置検出手段の検出結果とに基づいて、
前記基準座標系に対する前記基板の位置ずれに関する量
を算出することを特徴とする請求項3記載の露光装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the deviation detecting unit is configured to perform a detection based on a reference value stored in advance and a detection result of the substrate position detecting unit.
4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein an amount related to a displacement of the substrate with respect to the reference coordinate system is calculated.
【請求項5】 前記基板位置検出手段に設けられた基準
マークと、 前記基準マークの位置を検出するセンサと、をさらに備
え、 前記センサの検出結果に基づいて前記基準値を決定する
ことを特徴とする請求項4記載の露光装置。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising: a reference mark provided on the substrate position detection means; and a sensor for detecting a position of the reference mark, wherein the reference value is determined based on a detection result of the sensor. The exposure apparatus according to claim 4, wherein
【請求項6】 前記基板位置検出手段は、非接触で前記
基板の外形を規定する位置情報を検出することを特徴と
する請求項3記載の露光装置。
6. An exposure apparatus according to claim 3, wherein said substrate position detecting means detects position information defining an outer shape of said substrate in a non-contact manner.
【請求項7】 前記基板位置検出手段は複数の検出部を
有し、前記基板の複数の位置で該基板の外形を規定する
位置情報を検出することを特徴とする請求項3記載の露
光装置。
7. An exposure apparatus according to claim 3, wherein said substrate position detecting means has a plurality of detecting sections, and detects position information defining an outer shape of said substrate at a plurality of positions on said substrate. .
【請求項8】 前記基板位置検出手段は、非接触で前記
基板の外形を規定する位置情報を検出する検出部を少な
くとも1つ有することを特徴とする請求項7記載の露光
装置。
8. An exposure apparatus according to claim 7, wherein said substrate position detecting means has at least one detecting unit for detecting position information defining an outer shape of said substrate in a non-contact manner.
【請求項9】 露光すべき原画パターンが形成されたマ
スクを保持する手段と、前記原画パターンを所定の結像
面へ投影する投影光学系と、前記結像面とほぼ平行に感
光基板を保持するとともに、前記結像面と平行な面内に
規定された基準座標系の互いに直交する2つの座標軸方
向と、該基準座標系内での回転方向とに前記感光基板を
移動させる可動ステージ手段と、を用いる露光方法にお
いて、 前記感光基板が前記基準座標系内の受渡し位置で前記可
動ステージ手段上に載置された後、該感光基板の外形辺
に当接可能な可動子を当接させるとともに該可動子の当
接するまでの移動量に基づいて前記外形辺を検知し、前
記基準座標系の互いに直交する座標軸の一方の座標軸に
関しては前記外形辺に関する位置情報を2点で検出し、
また他方の座標軸に関しては前記外形辺に関する位置情
報を1点で検出することによって、前記感光基板の前記
基準座標系における2つの座標軸方向と回転方向との位
置偏差を検出する過程と、 前記回転方向の位置偏差が補正されるように前記可動ス
テージ手段上の感光基板を回転させる過程と、 前記基準座標系における検出された2つの座標軸方向の
各位置偏差に応じて、前記各位置偏差を補正するため
に、前記可動ステージ手段を移動させて位置決め座標を
所期の位置からずらすように制御する過程と、 を備えたことを特徴とする露光方法。
9. A means for holding a mask on which an original pattern to be exposed is formed, a projection optical system for projecting the original pattern onto a predetermined image plane, and holding a photosensitive substrate substantially parallel to the image plane. And movable stage means for moving the photosensitive substrate in two coordinate axis directions orthogonal to each other in a reference coordinate system defined in a plane parallel to the imaging plane, and in a rotation direction in the reference coordinate system. In the exposure method, after the photosensitive substrate is placed on the movable stage means at a transfer position in the reference coordinate system, a movable element that can contact an outer side of the photosensitive substrate is brought into contact with the photosensitive substrate. This mover
Detecting the outline side based on the amount of movement until contact, and detecting, at two points, position information regarding the outline side with respect to one of the coordinate axes orthogonal to each other in the reference coordinate system,
A step of detecting a positional deviation between the two coordinate axis directions and the rotational direction in the reference coordinate system of the photosensitive substrate by detecting position information on the outer side at one point with respect to the other coordinate axis; Rotating the photosensitive substrate on the movable stage means so as to correct the positional deviation of the two coordinate axes in the two coordinate axes detected in the reference coordinate system.
Depending on the position deviation, for correcting each positional deviation
Then, by moving the movable stage means, the positioning coordinates
An exposure method, comprising: controlling to shift from an intended position .
【請求項10】 前記感光基板は互いに直交する2辺を
有する矩形状であり、前記直交する2辺のうち1辺の2
ケ所と、他の1辺の1ケ所との夫々に前記当接可能な3
つの可動子の夫々の移動量を計測し、該3つの測長値に
基づいて前記基準座標系における2つの座標軸方向と回
転方向との位置偏差を算出することを特徴とする請求項
9記載の露光方法。
10. The photosensitive substrate has a rectangular shape having two sides orthogonal to each other, and one of the two sides orthogonal to each other has a rectangular shape.
3 places that can be abutted on each of two places and one place on the other side.
The moving amount of each of the two movers is measured, and a position deviation between two coordinate axis directions and a rotation direction in the reference coordinate system is calculated based on the three measured values. Exposure method.
【請求項11】 基板上の所定の位置に所定のパターン
を形成する露光方法であって、 基準座標系での位置情報に基づいて目標位置に移動する
可動ステージ手段に前記基板を載置する工程と、 前記可動ステージ手段に載置された前記基板の外形を規
定する位置情報を、前記基準座標系の互いに直交する座
標軸の一方の座標軸に関しては2点で、他方の座標軸に
関しては1点で検出する工程と、 前記基板の外形を規定する位置情報の検出結果と前記基
準座標系とに基づいて、該基準座標系に対する前記基板
の位置ずれに関する量を求める工程と、 前記位置ずれに関する量に基づいて、前記目標位置に対
する前記基準座標系の少なくとも一部の値を変更する工
程と、を備え、 前記可動ステージ装置は、前記基板を保持して前記基準
座標系内で前記基板を回転方向に移動させるホルダー
と、該ホルダーを支持して前記基準座標系内における少
なくとも1つの座標軸方向に前記基板および前記ホルダ
ーを移動させるステージ部とを有し、 前記ホルダーまたは前記ステージ部の少なくとも一方に
設けられた基板位置検出手段によって、前記基板の外形
を規定する位置情報を求めることを特徴とするの露光方
法。
11. An exposure method for forming a predetermined pattern at a predetermined position on a substrate, comprising: mounting the substrate on movable stage means that moves to a target position based on positional information in a reference coordinate system. Position information defining the outer shape of the substrate mounted on the movable stage means is detected at two points with respect to one of the coordinate axes orthogonal to each other in the reference coordinate system, and at one point with respect to the other coordinate axis. Based on the detection result of the position information that defines the outer shape of the substrate and the reference coordinate system, and obtaining an amount related to the displacement of the substrate with respect to the reference coordinate system, based on the amount related to the displacement. Changing the value of at least a part of the reference coordinate system with respect to the target position, wherein the movable stage device holds the substrate and moves forward in the reference coordinate system. A holder for moving the substrate in the rotation direction, and a stage for supporting the holder and moving the substrate and the holder in at least one coordinate axis direction in the reference coordinate system, wherein the holder or the stage An exposure method, wherein position information defining an outer shape of the substrate is obtained by substrate position detection means provided on at least one of the substrates.
【請求項12】 前記基準座標系に対する前記基板の位
置ずれに関する量は、予め記憶された基準値と前記基板
の外形を規定する位置情報の検出結果とに基づいて算出
されることを特徴とする請求項11記載の露光方法。
12. The method according to claim 1, wherein the amount relating to the displacement of the substrate with respect to the reference coordinate system is calculated based on a reference value stored in advance and a detection result of position information defining an outer shape of the substrate. The exposure method according to claim 11.
【請求項13】 前記基板の外形を規定する位置情報の
検出部に基準マークを設け、該基準マークの位置を検出
した結果に基づいて前記基準値を決定することを特徴と
する請求項11記載の露光方法。
13. The method according to claim 11, wherein a reference mark is provided in a position information detecting section that defines the outer shape of the substrate, and the reference value is determined based on a result of detecting the position of the reference mark. Exposure method.
【請求項14】 前記基板の外形を規定する位置情報
は、前記基板に対して非接触で検出されることを特徴と
する請求項11記載の露光方法。
14. The exposure method according to claim 11, wherein the position information defining the outer shape of the substrate is detected without contacting the substrate.
【請求項15】 前記基板の外形を規定する位置情報
は、前記基板の複数の位置で検出されることを特徴とす
る請求項11記載の露光方法。
15. The exposure method according to claim 11, wherein position information defining an outer shape of the substrate is detected at a plurality of positions on the substrate.
【請求項16】 前記基板の外形を規定する位置情報の
少なくとも1つは、前記基板に対して非接触で検出され
ることを特徴とする請求項15記載の露光方法。
16. The exposure method according to claim 15, wherein at least one of the position information defining the outer shape of the substrate is detected without contacting the substrate.
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