JP2005173545A - Aligner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の表面に露光用レーザ光を照射して、前記基板を露光する露光装置に関し、さらに詳しくは、露光用レーザ光の前記基板の表面への照射位置を移動させて、所望の露光パターンに従って前記基板を露光する露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus that irradiates the surface of a substrate with an exposure laser beam to expose the substrate, and more specifically, moves an irradiation position of the exposure laser beam to the surface of the substrate to obtain a desired The present invention relates to an exposure apparatus that exposes the substrate according to an exposure pattern.
液晶ディスプレイ装置、IC(Integrated Circuit)およびLSI(Large Scale
Integration)などの製造工程において用いられている露光装置として、フォトリソグラフィを行う際に、フォトマスクを介して、露光されるべき基板の表面に紫外光線を照射して、前記基板を露光する露光装置がある。このような露光装置では、フォトマスクと基板との位置合せを行って一括露光を行うため、大形で高価なマスクが必要であるという問題がある。またフォトマスクと基板とを高精度に位置合せしなければならないので、フォトマスクおよび基板の高精度な保持機構およびアライメント機構が必要になるという問題がある。またフォトマスクおよび感光材料の熱収縮による描画精度の低下を防止するために、温度安定化機構が必要になるという問題がある。また紫外光源として超高圧水銀ランプが使用されるが、この超高圧水銀ランプは寿命が短いので、超高圧水銀ランプの交換頻度が高いという問題がある。また紫外光源として使用される超高圧水銀ランプの消費電力が大きいという問題がある。
Liquid crystal display device, IC (Integrated Circuit) and LSI (Large Scale)
As an exposure apparatus used in a manufacturing process such as Integration), an exposure apparatus that exposes the substrate by irradiating ultraviolet rays onto the surface of the substrate to be exposed through a photomask when performing photolithography There is. Such an exposure apparatus has a problem that a large and expensive mask is necessary because the exposure is performed by aligning the photomask and the substrate. Further, since the photomask and the substrate must be aligned with high accuracy, there is a problem that a highly accurate holding mechanism and alignment mechanism for the photomask and the substrate are required. In addition, there is a problem that a temperature stabilization mechanism is required to prevent a reduction in drawing accuracy due to thermal contraction of the photomask and the photosensitive material. An ultra-high pressure mercury lamp is used as an ultraviolet light source. However, since this ultra-high pressure mercury lamp has a short life, there is a problem that the replacement frequency of the ultra-high pressure mercury lamp is high. In addition, there is a problem that the power consumption of an ultra-high pressure mercury lamp used as an ultraviolet light source is large.
多品種少量生産および即時生産(いわゆるオンデマンド生産)が時流であるが、前記露光装置によるマスク露光は、フォトマスクの準備に時間を要するので即時生産には適さないという問題がある。また埃塵およびマスク欠陥に起因して歩留まりが低下してしまうという問題がある。さらに超高圧水銀ランプおよびマスクの費用などが必要であり、ランニングコストが高くなってしまうという問題がある。 High-mix low-volume production and immediate production (so-called on-demand production) are the current trend, but mask exposure by the exposure apparatus has a problem that it is not suitable for immediate production because it takes time to prepare a photomask. In addition, there is a problem that the yield decreases due to dust and mask defects. Furthermore, there is a problem that the cost of the ultra-high pressure mercury lamp and the mask is necessary and the running cost becomes high.
前述のような問題を解決する技術として、フォトマスクを使用しない露光装置がある。フォトマスクを使用しない露光装置としての典型的な従来の技術は、特許文献1に記載されている。図22は、特許文献1の露光装置1の斜視図である。特許文献1の露光装置1は、露光すべき基板2が載置されたステージ3と、それぞれ半導体レーザチップを有する複数のレーザモジュールが列をなして搭載されたアレイユニット4とを互いに平行に対向させた状態で、上記複数のレーザモジュールの半導体レーザチップが出射したレーザ光をそれぞれ基板面に対して垂直に照射しながら上記ステージ3とアレイユニット4とを相対的に移動させて上記基板2上を走査する。
As a technique for solving the above problems, there is an exposure apparatus that does not use a photomask. A typical conventional technique as an exposure apparatus that does not use a photomask is described in
特許文献1の露光装置1では、ステージ3を移動させるとき、ステージ3には、所望の移動方向とは異なる方向への変位および振動が発生する。このような変位および振動は、露光位置のずれを発生させる。前記露光位置のずれは、ステージの移動速度が高くなるほど大きくなる傾向がある。この露光位置のずれが露光の高速化を妨げているという問題がある。
In the
図23は、特許文献1の露光装置1による露光結果を模式的に示す図である。この図23は、ステージ3をY方向へ高速に移動させ、露光を行った場合の露光結果の一例である。特許文献1の露光装置1では、ステージ3をY方向に高速で移動させると、ステージ3とアレイユニット4との間にX方向のぶれが発生するので、レーザモジュールによって露光された部分6が所望の直線露光パターンに対してずれてしまうという問題がある。
FIG. 23 is a diagram schematically showing an exposure result by the
本発明の目的は、所望の露光パターンに対して露光位置がずれてしまうことを抑制し、所望の露光パターンに従って高精度で露光領域を形成することができる露光装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can prevent the exposure position from being shifted from a desired exposure pattern and can form an exposure region with high accuracy according to the desired exposure pattern.
本発明は、露光されるべき基板を保持する保持台と、
保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に露光用レーザ光を照射する露光用照射手段と、
露光用照射手段を搭載する搭載手段と、
搭載手段に対して前記基板の表面に平行な仮想一平面内で所定の移動方向に相対的に保持台を移動させる駆動手段と、
露光用照射手段による前記基板の表面への露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記仮想一平面内で前記所定の移動方向に直交する直交方向に相対的に移動させる照射位置移動手段と、
保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置を、前記直交方向に関して所定位置に維持するように、照射位置移動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする露光装置である。
The present invention comprises a holding table for holding a substrate to be exposed;
An exposure irradiation means for irradiating the exposure laser beam perpendicularly to the surface of the substrate held by the holding table;
Mounting means for mounting the irradiation means for exposure;
Drive means for moving the holding base relative to the mounting means in a predetermined movement direction within a virtual plane parallel to the surface of the substrate;
Irradiation position moving means for moving the irradiation position of the exposure laser beam on the surface of the substrate by the exposure irradiation means relative to the holding base in an orthogonal direction orthogonal to the predetermined movement direction within the virtual one plane. When,
An exposure apparatus comprising: control means for controlling the irradiation position moving means so as to maintain the irradiation position of the exposure laser beam on the holding table at a predetermined position with respect to the orthogonal direction.
また本発明は、搭載手段に対する保持台の前記直交方向への変位量を検出する保持台変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする。
The present invention further includes holding table displacement amount detecting means for detecting a displacement amount of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting means,
The control means controls the irradiation position moving means so as to suppress the displacement of the irradiation position of the exposure laser beam with respect to the holding table in the orthogonal direction based on the amount of displacement of the holding table by the holding table displacement detection means. It is characterized by controlling.
また本発明は、前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に保持台を移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする。 The irradiation position moving means may move the irradiation position of the exposure laser light in the orthogonal direction with respect to the holding base by moving the holding base in the orthogonal direction relative to the mounting means. It is characterized by relatively moving.
また本発明は、前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする。 According to the present invention, the irradiation position moving means moves the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction so that the irradiation position of the exposure laser beam is orthogonal to the holding table. It is characterized by relatively moving in the direction.
また本発明は、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量と照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量とに基づいて、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることによって、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする。
The present invention further includes an irradiation displacement amount detecting means for detecting a displacement amount in the orthogonal direction of the irradiation means for exposure with respect to the mounting means,
The control means is for exposure relative to the mounting means in the orthogonal direction based on the displacement amount of the holding base by the holding base displacement amount detection means and the displacement amount of the exposure irradiation means by the irradiation displacement amount detection means. By moving the irradiation means, the irradiation position moving means is controlled so as to suppress displacement in the orthogonal direction of the irradiation position of the exposure laser beam with respect to the holding table.
また本発明は、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、搭載手段に対する保持台の前記直交方向への変位を抑制するとともに、照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする。
The present invention further includes an irradiation displacement amount detecting means for detecting a displacement amount in the orthogonal direction of the irradiation means for exposure with respect to the mounting means,
The control unit suppresses the displacement of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting unit based on the amount of displacement of the holding table by the holding table displacement detection unit, and the displacement of the exposure irradiation unit by the irradiation displacement amount detection unit. Based on the quantity, the irradiation position moving means is controlled so as to suppress the displacement of the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction.
また本発明は、露光されるべき基板を保持する保持台と、
保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に露光用レーザ光を照射する露光用照射手段と、
露光用照射手段を搭載する搭載手段と、
搭載手段に対して前記基板の表面に平行な仮想一平面内で所定の移動方向に相対的に保持台を移動させる駆動手段と、
搭載手段に対する露光用照射手段の前記仮想一平面で前記所定の移動方向に直交する直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段と、
露光用照射手段を搭載手段に対して前記直交方向に相対的に移動させる照射位置移動手段と、
照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする露光装置である。
The present invention also includes a holding table for holding a substrate to be exposed;
An exposure irradiation means for irradiating the exposure laser beam perpendicularly to the surface of the substrate held by the holding table;
Mounting means for mounting the irradiation means for exposure;
Drive means for moving the holding base relative to the mounting means in a predetermined movement direction within a virtual plane parallel to the surface of the substrate;
An irradiation displacement amount detection means for detecting a displacement amount in an orthogonal direction orthogonal to the predetermined movement direction on the virtual one plane of the exposure irradiation means relative to the mounting means;
An irradiation position moving means for moving the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction;
Control means for controlling the irradiation position moving means so as to suppress the displacement of the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction based on the displacement amount of the exposure irradiation means by the irradiation displacement amount detection means. An exposure apparatus characterized by the above.
また本発明は、前記露光用照射手段は、搭載手段に設けられ、露光用レーザ光を発生する露光用レーザ光発生素子と、搭載手段に前記直交方向に移動自在に設けられ、露光用レーザ光発生素子が発生した露光用レーザ光を集光させる露光用対物レンズとを含み、
前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用対物レンズを移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする。
According to the present invention, the exposure irradiating means is provided in the mounting means, and is provided with an exposure laser light generating element for generating an exposure laser beam, and is movably provided in the mounting means in the orthogonal direction. An exposure objective lens that condenses the exposure laser light generated by the generating element,
The irradiation position moving means moves the exposure objective lens relatively in the orthogonal direction with respect to the holding table by moving the exposure objective lens in the orthogonal direction relative to the mounting means. It is made to move.
また本発明は、搭載手段に対する露光用対物レンズの前記直交方向の変位量を検出するレンズ変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量とレンズ変位量検出手段による露光用対物レンズの変位量とに基づいて、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用対物レンズを移動させることによって、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする。
The present invention further includes a lens displacement amount detecting means for detecting a displacement amount in the orthogonal direction of the objective lens for exposure with respect to the mounting means,
The control means is for exposure relative to the mounting means in the orthogonal direction based on the displacement amount of the holding base by the holding base displacement amount detection means and the displacement amount of the exposure objective lens by the lens displacement amount detection means. By moving the objective lens, the irradiation position moving means is controlled so as to suppress the displacement in the orthogonal direction of the irradiation position of the exposure laser beam with respect to the holding table.
また本発明は、前記レンズ変位量検出手段は、前記直交方向に光学的な特性が変化し、露光用対物レンズとともに移動するレンズ変位量検出用光学部材と、搭載手段に設けられ、レンズ変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射するレンズ変位量検出用照射手段と、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光を、レンズ変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力するレンズ変位量検出用受光手段とを含むことを特徴とする。 According to the present invention, the lens displacement amount detection means is provided in a lens displacement amount detection optical member whose optical characteristics change in the orthogonal direction and moves together with the exposure objective lens, and a mounting means. The lens displacement amount detecting means for irradiating the detection optical member with laser light, and the laser light from the lens displacement amount detecting means for receiving the laser light via the lens displacement amount detecting optical member, and depending on the amount of received light And a lens displacement amount detecting light-receiving means for outputting a received signal.
また本発明は、前記レンズ変位量検出用光学部材は回折格子であることを特徴とする。
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に光学的な特性が変化する保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する保持台変位量検出用照射手段と、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する保持台変位量検出用受光手段とを含むことを特徴とする。
In the invention, it is preferable that the lens displacement detection optical member is a diffraction grating.
Further, according to the present invention, the holding table displacement amount detecting means is provided on the holding table or the mounting means, the holding table displacement amount detecting optical member whose optical characteristic changes in the orthogonal direction, the mounting means or the holding device. The holding table displacement amount detecting irradiation means for irradiating laser light toward the holding table displacement amount detecting optical member, and the laser beam from the holding table displacement amount detecting irradiation means for detecting the holding table displacement amount. And a light receiving means for detecting the amount of displacement of the holding base, which receives light through an optical member and outputs a signal corresponding to the amount of light received.
また本発明は、前記保持台変位量検出用光学部材は回折格子であることを特徴とする。
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に光学的な特性が変化する保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する保持台変位量検出用照射手段と、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する保持台変位量検出用受光手段とを含み、
保持台変位量検出用光学部材は、前記レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であることを特徴とする。
In the invention, it is preferable that the optical member for detecting the displacement of the holding table is a diffraction grating.
Further, according to the present invention, the holding table displacement amount detecting means is provided on the holding table or the mounting means, the holding table displacement amount detecting optical member whose optical characteristic changes in the orthogonal direction, the mounting means or the holding device. The holding table displacement amount detecting irradiation means for irradiating laser light toward the holding table displacement amount detecting optical member, and the laser beam from the holding table displacement amount detecting irradiation means for detecting the holding table displacement amount. A light receiving means for detecting the amount of displacement of the holding base that receives light through an optical member and outputs a signal corresponding to the amount of light received;
The holding table displacement amount detecting optical member is a diffraction grating having the same grating pitch as the lens displacement amount detecting optical member.
また本発明は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、相互に同一であることを特徴とする。 The present invention is also characterized in that the wavelength of the laser beam by the lens displacement amount detection irradiation means and the wavelength of the laser light by the holding table displacement amount detection irradiation means are the same.
また本発明は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the wavelength of the laser beam by the lens displacement amount detecting irradiation unit and the wavelength of the laser beam by the holding table displacement amount detecting unit are different from the wavelength of the exposure laser beam by the exposure irradiation unit. And
また本発明は、前記保持台変位量検出用光学部材は、保持台に設けられることを特徴とする。 Further, the invention is characterized in that the holding table displacement amount detecting optical member is provided on a holding table.
また本発明は、前記保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が保持台変位量検出用光学部材上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあることを特徴とする。 Further, the invention is characterized in that the place where the laser beam from the holding table displacement amount detection irradiating means is reflected on the holding table displacement amount detection optical member is substantially in the same plane as the surface of the substrate. .
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に垂直な反射面を有する反射板と、前記搭載手段または保持台に設けられ、レーザ光を発生し、このレーザ光を前記直交方向に出射する反射板用レーザ光発生素子と、前記搭載手段または保持台に設けられ、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を集光させて前記反射板に導く反射板用対物レンズと、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する反射板用受光手段とを含むことを特徴とする。 According to the present invention, the holding table displacement detection means is provided on the holding table or the mounting means, provided on the reflecting plate having a reflecting surface perpendicular to the orthogonal direction, the mounting means or the holding table, and laser light. The reflecting plate laser light generating element that emits the laser light in the orthogonal direction and the mounting means or the holding stand, the laser light generated by the reflecting plate laser light generating element is condensed and the reflection is performed. A reflecting plate objective lens guided to the plate, and a reflecting plate light receiving means for receiving laser light from the reflecting plate laser light generating element through the reflecting plate and outputting a signal corresponding to the amount of received light. Features.
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に垂直な反射面を有する反射板と、前記搭載手段または保持台に設けられ、レーザ光を発生し、このレーザ光を前記直交方向に出射する反射板用レーザ光発生素子と、前記搭載手段または保持台に前記直交方向に移動自在に設けられ、反射板用レーザ光発生素子が発生したレーザ光を集光させて前記反射板に導く反射板用対物レンズと、前記搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを前記直交方向に移動させる反射板用対物レンズ駆動手段と、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する反射板用受光手段と、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御するレンズ変位量制御手段と、前記直交方向に光学的な特性が変化し、前記反射板用対物レンズとともに移動する第2の保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、前記第2の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する第2の保持台変位量検出用照射手段と、この第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第2の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する第2の保持台変位量検出用受光手段とを含むことを特徴とする。 According to the present invention, the holding table displacement detection means is provided on the holding table or the mounting means, provided on the reflecting plate having a reflecting surface perpendicular to the orthogonal direction, the mounting means or the holding table, and laser light. And a laser beam generating element for a reflecting plate that emits the laser light in the orthogonal direction, and a laser beam generating element for the reflecting plate that is mounted on the mounting means or the holding base so as to be movable in the orthogonal direction. A reflecting plate objective lens for condensing laser light and guiding it to the reflecting plate; a reflecting plate objective lens driving means for moving the reflecting plate objective lens in the orthogonal direction with respect to the mounting means or the holding table; Based on the signal from the light receiving means for the reflecting plate that receives the laser light from the laser light generating element for the plate through the reflecting plate and outputs a signal corresponding to the amount of the received light, the light for the reflecting plate Objective A lens displacement amount control means for controlling the lens drive means so as to suppress a change in the distance between the reflector objective lens and the reflector, and the optical characteristic changes in the orthogonal direction, and the reflector objective lens A second holding stand displacement amount detecting optical member that moves together with the second holding stand provided on the mounting means or the holding stand and irradiating the second holding stand displacement amount detecting optical member with the laser beam. The laser light from the table displacement amount detection irradiating means and the second holding table displacement amount detection irradiating means is received via the second holding table displacement amount detection optical member, and a signal corresponding to the received light amount is received. And a second light receiving means for detecting the displacement amount of the holding table for output.
また本発明は、前記第2の保持台変位量検出用光学部材は回折格子であることを特徴とする。 According to the present invention, the second holding table displacement amount detecting optical member is a diffraction grating.
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に垂直な反射面を有する反射板と、前記搭載手段または保持台に設けられ、レーザ光を発生し、このレーザ光を前記直交方向に出射する反射板用レーザ光発生素子と、前記搭載手段または保持台に前記直交方向に移動自在に設けられ、反射板用レーザ光発生素子が発生したレーザ光を集光させて前記反射板に導く反射板用対物レンズと、前記搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを前記直交方向に移動させる反射板用対物レンズ駆動手段と、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する反射板用受光手段と、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御するレンズ変位量制御手段と、前記直交方向に光学的な特性が変化し、前記反射板用対物レンズとともに移動する第2の保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、前記第2の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する第2の保持台変位量検出用照射手段と、この第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第2の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する第2の保持台変位量検出用受光手段とを含み、
第2の保持台変位量検出用光学部材は、前記レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であることを特徴とする。
According to the present invention, the holding table displacement detection means is provided on the holding table or the mounting means, provided on the reflecting plate having a reflecting surface perpendicular to the orthogonal direction, the mounting means or the holding table, and laser light. And a laser beam generating element for a reflecting plate that emits the laser light in the orthogonal direction, and a laser beam generating element for the reflecting plate that is mounted on the mounting means or the holding base so as to be movable in the orthogonal direction. A reflecting plate objective lens for condensing laser light and guiding it to the reflecting plate; a reflecting plate objective lens driving means for moving the reflecting plate objective lens in the orthogonal direction with respect to the mounting means or the holding table; Based on the signal from the light receiving means for the reflecting plate that receives the laser light from the laser light generating element for the plate through the reflecting plate and outputs a signal corresponding to the amount of the received light, the light for the reflecting plate Objective A lens displacement amount control means for controlling the lens drive means so as to suppress a change in the distance between the reflector objective lens and the reflector, and the optical characteristic changes in the orthogonal direction, and the reflector objective lens A second holding stand displacement amount detecting optical member that moves together with the second holding stand provided on the mounting means or the holding stand and irradiating the second holding stand displacement amount detecting optical member with the laser beam. The laser light from the table displacement amount detection irradiating means and the second holding table displacement amount detection irradiating means is received via the second holding table displacement amount detection optical member, and a signal corresponding to the received light amount is received. And a second light receiving means for detecting the displacement amount of the holding base for outputting,
The second holding table displacement amount detecting optical member is a diffraction grating having the same grating pitch as the lens displacement amount detecting optical member.
また本発明は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、相互に同一であることを特徴とする。 In the present invention, the wavelength of the laser beam by the lens displacement amount detecting irradiation unit, the wavelength of the laser beam by the reflecting plate laser beam generating element, and the wavelength of the laser beam by the second holding table displacement amount detecting unit are as follows. Are the same.
また本発明は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、前記露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なることを特徴とする。 Further, in the present invention, the wavelength of the laser light by the lens displacement amount detecting irradiation means, the wavelength of the laser light by the reflecting plate laser light generating element, and the wavelength of the laser light by the second holding table displacement amount detecting irradiation means are: It is characterized by being different from the wavelength of the exposure laser beam by the exposure irradiation means.
また本発明は、前記反射板は、保持台に設けられることを特徴とする。
また本発明は、前記反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光が反射板上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあることを特徴とする。
In the invention, it is preferable that the reflection plate is provided on a holding table.
Further, the invention is characterized in that a place where the laser light from the laser light generating element for a reflecting plate is reflected on the reflecting plate is in a plane substantially the same as the surface of the substrate.
また本発明は、複数の露光用照射手段を有し、各露光用照射手段による露光用レーザ光は、相互に独立して、前記基板の表面の前記直交方向の任意の位置にそれぞれ照射されることを特徴とする。 Further, the present invention has a plurality of exposure irradiation means, and the exposure laser light from each exposure irradiation means is applied to any position in the orthogonal direction on the surface of the substrate independently of each other. It is characterized by that.
本発明によれば、搭載手段には、露光用照射手段が搭載される。この露光用照射手段は、露光用レーザ光を、保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に照射する。保持台によって基板が保持された状態で、駆動手段によって、搭載手段に対して所定の移動方向に相対的に保持台を移動させながら、露光用照射手段によって、露光用レーザ光を、基板の表面に照射する。このとき、露光用レーザ光の照射位置は、基板の表面に対して所定の移動方向に移動し、これによって基板には、露光された露光領域が形成される。 According to the present invention, the exposure means is mounted on the mounting means. This exposure irradiation means irradiates the exposure laser beam perpendicularly to the surface of the substrate held by the holding table. While the substrate is held by the holding table, the exposure laser beam is applied to the surface of the substrate by the exposure irradiation unit while the driving unit moves the holding table relative to the mounting unit in a predetermined movement direction. Irradiate. At this time, the irradiation position of the exposure laser beam moves in a predetermined movement direction with respect to the surface of the substrate, whereby an exposed exposure region is formed on the substrate.
制御手段は、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置を、直交方向に関して所定位置に維持するように、照射位置移動手段を制御する。したがって外乱によって露光用レーザ光の照射位置が保持台に対して直交方向に相対的に不所望に変位するのを抑制することができ、高精度で露光領域を形成することができる。前記所定位置は、不変であってもよく、また変更されてもよい。 The control means controls the irradiation position moving means so as to maintain the irradiation position of the exposure laser beam on the holding table at a predetermined position with respect to the orthogonal direction. Therefore, it is possible to suppress the irradiation position of the exposure laser light from being undesirably displaced in the orthogonal direction with respect to the holding table due to disturbance, and an exposure region can be formed with high accuracy. The predetermined position may be unchanged or changed.
また本発明によれば、保持台変位量検出手段によって、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量が検出される。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、保持台に対する露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する。したがって外乱によって露光用レーザ光の照射位置が保持台に対して直交方向に相対的に不所望に変位するのを抑制することができ、高精度で露光領域を形成することができる。 Further, according to the present invention, the displacement amount of the holding table in the direction orthogonal to the mounting means is detected by the holding table displacement amount detection means. The control means controls the irradiation position moving means so as to suppress the displacement in the orthogonal direction of the irradiation position of the exposure laser beam on the holding table based on the displacement amount of the holding table by the holding table displacement detection means. Therefore, it is possible to suppress the irradiation position of the exposure laser light from being undesirably displaced in the orthogonal direction with respect to the holding table due to disturbance, and an exposure region can be formed with high accuracy.
また本発明によれば、照射位置移動手段は、搭載手段に対して直交方向に相対的に保持台を移動させる。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、照射位置移動手段を、搭載手段に対する保持台の直交方向への変位を抑制するように制御する。このようにして、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位を抑制することによって、露光用レーザ光の照射位置が保持台に対して直交方向に相対的に変位するのを抑制することができる。これによって搭載手段に対して直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることなく、所望の露光パターンを描画することができる。 According to the invention, the irradiation position moving means moves the holding table relative to the mounting means in the orthogonal direction. The control unit controls the irradiation position moving unit to suppress the displacement of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting unit based on the amount of displacement of the holding table by the holding table displacement detection unit. In this way, by suppressing the displacement of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting means, it is possible to suppress the irradiation position of the exposure laser light from being relatively displaced in the orthogonal direction with respect to the holding table. Thus, a desired exposure pattern can be drawn without moving the exposure irradiating means relative to the mounting means in the orthogonal direction.
また本発明によれば、照射位置移動手段は、搭載手段に対して直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させる。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、保持台に対する露光用照射手段の直交方向の変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する。これによって、保持台が搭載手段に対して所定の移動方向に移動されるときに、移動に伴う振動などによって搭載手段に対する保持台の直交方向の位置が変化しても、露光用レーザ光の照射位置を、保持台に対してリアルタイムに移動して、この露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変化を抑制することができる。したがって露光用レーザ光の照射位置が所望の露光パターンからずれてしまうことを抑制することができ、前記所望の露光パターンに従って高精度で露光領域を形成することができる。 According to the invention, the irradiation position moving means moves the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction. The control means controls the irradiation position moving means so as to suppress the displacement of the exposure irradiation means in the orthogonal direction with respect to the holding table based on the displacement amount of the holding table by the holding table displacement detection means. As a result, when the holding table is moved in a predetermined movement direction with respect to the mounting means, even if the position of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting means changes due to vibration caused by the movement, the exposure laser beam is irradiated. The position can be moved in real time with respect to the holding table, and the change in the orthogonal direction of the irradiation position of the exposure laser beam can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the irradiation position of the exposure laser light from deviating from a desired exposure pattern, and it is possible to form an exposure region with high accuracy according to the desired exposure pattern.
また本発明によれば、照射変位量検出手段によって、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位量が検出される。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量と照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量とに基づいて、搭載手段に対して直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることによって、保持台に対する露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する。 According to the invention, the irradiation displacement amount detection means detects the displacement amount in the orthogonal direction of the exposure irradiation means relative to the mounting means. The control means includes an exposure irradiation means relative to the mounting means in a direction orthogonal to the mounting means based on the displacement amount of the holding base by the holding base displacement amount detection means and the displacement amount of the exposure irradiation means by the irradiation displacement amount detection means. By moving the irradiation position, the irradiation position moving means is controlled so as to suppress the displacement in the orthogonal direction of the irradiation position of the exposure laser beam with respect to the holding table.
したがって、保持台が搭載手段に対して所定の移動方向に移動されるときに、移動に伴う振動などによって搭載手段に対する保持台の直交方向の位置が変化しても、露光用照射手段の変位を保持台の変位に追従させることが可能となる。これによって、露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。 Therefore, when the holding table is moved in a predetermined movement direction with respect to the mounting means, even if the position of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting means changes due to vibrations accompanying the movement, the exposure irradiation means is displaced. It is possible to follow the displacement of the holding table. Thereby, it is possible to suppress the positional deviation of the exposure laser beam.
また本発明によれば、照射変位量検出手段によって、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向の変位量が検出される。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、搭載手段に対する保持台の直交方向への変位を抑制するとともに、照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する。これによって、保持台に対する露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変位が抑制される。 According to the invention, the irradiation displacement amount detection means detects the displacement amount of the exposure irradiation means in the orthogonal direction with respect to the mounting means. The control means suppresses the displacement of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting means based on the displacement amount of the holding table by the holding table displacement detection means, and controls the displacement of the exposure irradiation means by the irradiation displacement detection means. Based on this, the irradiation position moving means is controlled so as to suppress the displacement of the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction. Thereby, the displacement of the irradiation position of the exposure laser beam on the holding table in the orthogonal direction is suppressed.
このように、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位をも抑制することが可能であるので、保持台が搭載手段に対して所定の移動方向に移動される走査露光中に、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位が発生しない。したがって搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位による露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。 Thus, since it is possible to suppress displacement of the exposure irradiation means in the orthogonal direction with respect to the mounting means, the mounting is performed during scanning exposure in which the holding table is moved in a predetermined movement direction with respect to the mounting means. There is no displacement in the orthogonal direction of the exposure irradiation means with respect to the means. Therefore, it is possible to suppress the positional deviation of the exposure laser beam due to the displacement in the orthogonal direction of the exposure irradiation means with respect to the mounting means.
また本発明によれば、搭載手段には、露光用照射手段が搭載される。この露光用照射手段は、露光用レーザ光を、保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に照射する。保持台によって基板が保持された状態で、駆動手段によって、搭載手段に対して所定の移動方向に相対的に保持台を移動させながら、露光用照射手段によって、露光用レーザ光を、基板の表面に照射する。このとき、露光用レーザ光の照射位置は、基板の表面に対して所定の移動方向に移動し、これによって基板には、露光された露光領域が形成される。 According to the invention, the irradiation means for exposure is mounted on the mounting means. This exposure irradiation means irradiates the exposure laser beam perpendicularly to the surface of the substrate held by the holding table. While the substrate is held by the holding table, the exposure laser beam is applied to the surface of the substrate by the exposure irradiation unit while the driving unit moves the holding table relative to the mounting unit in a predetermined movement direction. Irradiate. At this time, the irradiation position of the exposure laser beam moves in a predetermined movement direction with respect to the surface of the substrate, whereby an exposed exposure region is formed on the substrate.
露光用照射手段は、照射位置移動手段によって、搭載手段に対して直交方向に相対的に移動される。搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向の変位量は、照射変位量検出手段によって検出される。制御手段は、照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位を制御するように、照射位置移動手段を制御する。 The exposure irradiation means is moved relative to the mounting means in the orthogonal direction by the irradiation position moving means. The displacement in the orthogonal direction of the exposure irradiation means relative to the mounting means is detected by the irradiation displacement amount detection means. The control means controls the irradiation position moving means so as to control the displacement of the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction based on the displacement amount of the exposure irradiation means by the irradiation displacement amount detection means.
このように、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位を抑制することが可能であるので、保持台が搭載手段に対して所定の移動方向に移動される走査露光中に、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位が発生しない。したがって搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位による露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。 Thus, since it is possible to suppress the displacement in the orthogonal direction of the irradiation means for exposure with respect to the mounting means, the mounting means during the scanning exposure in which the holding table is moved in a predetermined movement direction with respect to the mounting means. There is no displacement in the orthogonal direction of the exposure means for exposure. Therefore, it is possible to suppress the positional deviation of the exposure laser beam due to the displacement in the orthogonal direction of the exposure irradiation means with respect to the mounting means.
また本発明によれば、露光用レーザ光の照射位置は、搭載手段に対する露光用対物レンズの移動によって移動されるので、搭載手段に対する露光用レーザ光発生素子の移動を伴う場合に比べて、露光用レーザ光の照射位置が簡便に移動される。また露光用対物レンズは小形化することが可能であるので、この露光用対物レンズの高速移動が可能である。したがって露光用レーザ光の照射位置の変更を高速に行うことができ、生産効率を向上することができる。 Further, according to the present invention, the irradiation position of the exposure laser light is moved by the movement of the exposure objective lens with respect to the mounting means, so that the exposure is performed as compared with the case where the exposure laser light generating element is moved with respect to the mounting means. The irradiation position of the laser beam for use is easily moved. Since the exposure objective lens can be reduced in size, the exposure objective lens can be moved at high speed. Therefore, the irradiation position of the exposure laser beam can be changed at high speed, and the production efficiency can be improved.
また本発明によれば、搭載手段に対する露光用対物レンズの直交方向の変位量は、レンズ変位量検出手段によって検出される。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量だけでなく、レンズ変位量検出手段による露光用対物レンズの変位量にも基づいて、照射位置移動手段を、露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変位を抑制するように制御する。 According to the invention, the displacement amount of the exposure objective lens in the orthogonal direction with respect to the mounting means is detected by the lens displacement amount detection means. The control means irradiates the irradiation position moving means with the exposure laser beam based on not only the displacement amount of the holding table by the holding table displacement detection means but also the displacement amount of the exposure objective lens by the lens displacement detection means. Control is performed to suppress displacement of the position in the orthogonal direction.
このようにして露光用レーザ光の照射位置が制御手段によって制御されるので、露光用対物レンズを移動させるための機構の温度特性、経時変化による変位のばらつきを抑制することができる。また保持台の変位量および露光用対物レンズの変位量を比較し、露光用レーザ光の照射位置を制御することができる。 Since the irradiation position of the exposure laser beam is controlled by the control means in this way, the temperature characteristics of the mechanism for moving the exposure objective lens and variations in displacement due to changes over time can be suppressed. In addition, the irradiation position of the exposure laser beam can be controlled by comparing the displacement amount of the holding table and the displacement amount of the exposure objective lens.
また本発明によれば、搭載手段には、レンズ変位量検出用照射手段が設けられる。このレンズ変位量検出用照射手段は、レンズ変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。レンズ変位量検出用光学部材は、直交方向に光学的な特性が変化し、露光用対物レンズとともに移動する。レンズ変位量検出用受光手段は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光を、レンズ変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このようにレンズ変位量検出手段が構成されるので、簡単な構成で、露光用対物レンズの変位量に応じた信号を得ることができる。 According to the invention, the mounting means is provided with a lens displacement amount detecting irradiation means. This lens displacement amount detection irradiating means irradiates laser light toward the lens displacement amount detection optical member. The optical member for detecting the lens displacement amount changes in the orthogonal direction and moves together with the objective lens for exposure. The lens displacement amount detection light receiving means receives the laser beam from the lens displacement amount detection irradiation means via the lens displacement amount detection optical member, and outputs a signal corresponding to the received light amount. Since the lens displacement amount detection means is thus configured, a signal corresponding to the displacement amount of the exposure objective lens can be obtained with a simple structure.
また本発明によれば、レンズ変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、レンズ変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがってレンズ変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。 Further, according to the present invention, since the diffraction grating is used as the lens displacement amount detection optical member, the lens displacement amount detection means can be realized by the same configuration as the optical pickup device of the optical disk. Therefore, the parts of the optical pickup device can be used for the lens displacement detection means, and convenience is improved.
また本発明によれば、保持台または搭載手段には、保持台変位量検出用光学部材が設けられ、搭載手段または保持台には、保持台変位量検出用照射手段が設けられる。保持台変位量検出用光学部材は、直交方向に光学的な特性が変化する。保持台変位量検出用照射手段は、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。保持台変位量検出用受光手段は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このように保持台変位量検出手段が構成されるので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。 According to the invention, the holding table or the mounting means is provided with the holding table displacement amount detecting optical member, and the mounting means or the holding table is provided with the holding table displacement amount detecting irradiation means. The optical characteristic of the holding table displacement amount detection member changes in the orthogonal direction. The holding table displacement amount detection irradiating means irradiates laser light toward the holding table displacement amount detection optical member. The holding table displacement amount detection light receiving means receives the laser beam from the holding table displacement amount detection irradiation means via the holding table displacement amount detection optical member, and outputs a signal corresponding to the received light amount. Since the holding table displacement amount detecting means is thus configured, a signal corresponding to the amount of displacement of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting means can be obtained with a simple configuration.
また本発明によれば、保持台変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。 Further, according to the present invention, since the diffraction grating is used as the holding table displacement amount detecting optical member, the holding table displacement amount detecting means can be realized by the same configuration as the optical pickup device of the optical disk. Therefore, the parts of the optical pickup device can be used for the holding table displacement detection means, and convenience is improved.
また本発明によれば、保持台または搭載手段には、保持台変位量検出用光学部材が設けられ、搭載手段または保持台には、保持台変位量検出用照射手段が設けられる。保持台変位量検出用光学部材は、直交方向に光学的な特性が変化する。保持台変位量検出用照射手段は、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。保持台変位量検出用受光手段は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このように保持台変位量検出手段が構成されるので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。 According to the invention, the holding table or the mounting means is provided with the holding table displacement amount detecting optical member, and the mounting means or the holding table is provided with the holding table displacement amount detecting irradiation means. The optical characteristic of the holding table displacement amount detection member changes in the orthogonal direction. The holding table displacement amount detection irradiating means irradiates laser light toward the holding table displacement amount detection optical member. The holding table displacement amount detection light receiving means receives the laser beam from the holding table displacement amount detection irradiation means via the holding table displacement amount detection optical member, and outputs a signal corresponding to the received light amount. Since the holding table displacement amount detecting means is thus configured, a signal corresponding to the amount of displacement of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting means can be obtained with a simple configuration.
さらに保持台変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。しかも保持台変位量検出用光学部材は、レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であるので、保持台の変位量と露光用対物レンズの変位量との比較が容易であり、したがって露光用レーザ光の照射位置を制御しやすい。 Further, since the diffraction grating is used as the holding member displacement amount detecting optical member, the holding table displacement amount detecting means can be realized by the same configuration as the optical pickup device of the optical disk. Therefore, the parts of the optical pickup device can be used for the holding table displacement detection means, and convenience is improved. In addition, since the optical member for detecting the displacement of the holding table is a diffraction grating having the same grating pitch as the optical member for detecting the amount of lens displacement, it is easy to compare the amount of displacement of the holding table and the amount of displacement of the exposure objective lens. Therefore, it is easy to control the irradiation position of the exposure laser beam.
また本発明によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長が相互に同一であるので、光学部品の種類を削減することができる。またレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長が相互に同一であるので、レンズ変位量検出用受光手段による信号および保持台変位量受光手段による信号を同様とすることができ、制御部品の種類を削減することができる。 Further, according to the present invention, the wavelength of the laser beam by the lens displacement amount detection irradiating means and the wavelength of the laser beam by the holding table displacement amount detection irradiating means are mutually the same, so the types of optical components can be reduced. it can. Further, since the wavelength of the laser beam by the lens displacement amount detecting means and the wavelength of the laser light by the holding table displacement amount detecting means are the same, the signal by the lens displacement amount detecting light receiving means and the light amount of the holding table displacement are received. The signals by the means can be made similar, and the types of control components can be reduced.
また本発明によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なるので、基板の露光以外に使用するレーザ光の波長を、基板の感光領域以外にすることができる。したがって基板にもれたレーザ光による露光に対する影響を小さくすることができる。また、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が基板にもれないような構成、たとえば遮光板のような部品を削減することができる。 Further, according to the present invention, the wavelength of the laser beam by the lens displacement amount detection irradiation unit and the wavelength of the laser beam by the holding table displacement amount detection irradiation unit are different from the wavelength of the exposure laser beam by the exposure irradiation unit. The wavelength of the laser beam used other than the exposure of the substrate can be set outside the photosensitive region of the substrate. Therefore, it is possible to reduce the influence on the exposure by the laser beam leaking to the substrate. Further, it is possible to reduce the configuration such that the laser beam from the lens displacement amount detection irradiating means and the laser light from the holding table displacement amount detection irradiating means do not enter the substrate, for example, a component such as a light shielding plate.
また本発明によれば、保持台変位量検出用光学部材は、保持台に設けられる。この保持台変位量検出用光学部材は、露光されるべき基板の所定の移動方向の長さと同程度の長さを有する必要がある。それ故、この保持台変位量検出用光学部材が搭載手段に設けられる場合、搭載手段を小形化することができないが、本発明のように、保持台変位量検出用光学部材が保持台に設けられることによって、搭載手段の小形化を実現することができる。 According to the invention, the holding table displacement amount detection optical member is provided on the holding table. The holding table displacement amount detection optical member needs to have a length that is approximately the same as the length of the substrate to be exposed in the predetermined movement direction. Therefore, when this holding member displacement amount detection optical member is provided on the mounting means, the mounting means cannot be reduced in size, but as in the present invention, the holding table displacement amount detection optical member is provided on the holding table. As a result, the mounting means can be reduced in size.
また本発明によれば、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が保持台変位量検出用光学部材上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあるので、露光面上の変位量を正確に検出することができる。 Further, according to the present invention, the place where the laser beam by the holding table displacement amount detection irradiating means is reflected on the holding table displacement amount detection optical member is substantially in the same plane as the surface of the substrate. The amount of displacement above can be detected accurately.
また本発明によれば、保持台または搭載手段には、直交方向に垂直な反射面を有する反射板が設けられる。搭載手段または保持台には、反射板用レーザ光発生素子および反射板用対物レンズが設けられる。反射板用レーザ光発生素子は、レーザ光を発生し、このレーザ光を直交方向に出射する。反射板用対物レンズは、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を集光させて前記反射板に導く。反射板用受光手段は、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このように保持台変位量検出手段が構成されるので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。 According to the invention, the holding table or the mounting means is provided with a reflecting plate having a reflecting surface perpendicular to the orthogonal direction. The mounting means or the holding stand is provided with a laser beam generating element for the reflector and an objective lens for the reflector. The reflection plate laser light generating element generates laser light and emits the laser light in an orthogonal direction. The reflecting plate objective lens condenses laser light from the reflecting plate laser light generating element and guides it to the reflecting plate. The light receiving means for the reflecting plate receives the laser light from the laser light generating element for the reflecting plate through the reflecting plate, and outputs a signal corresponding to the amount of light received. Since the holding table displacement amount detecting means is thus configured, a signal corresponding to the amount of displacement of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting means can be obtained with a simple configuration.
また本発明によれば、反射板用レーザ光発生素子は、保持台または搭載手段に設けられ、反射板用対物レンズは、搭載手段または保持台に直交方向に移動自在に設けられる。反射板用対物レンズ駆動手段は、搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを直交方向に移動させる。反射板用受光手段は、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。レンズ変位量制御手段は、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御する。 According to the invention, the laser light generating element for the reflecting plate is provided on the holding table or the mounting means, and the objective lens for the reflecting plate is provided on the mounting means or the holding table so as to be movable in the orthogonal direction. The reflecting plate objective lens driving means moves the reflecting plate objective lens in the orthogonal direction with respect to the mounting means or the holding table. The light receiving means for the reflecting plate receives the laser light from the laser light generating element for the reflecting plate through the reflecting plate, and outputs a signal corresponding to the amount of light received. The lens displacement control unit controls the objective lens driving unit for the reflecting plate so as to suppress a change in the distance between the objective lens for the reflecting plate and the reflecting plate based on the signal from the light receiving unit for the reflecting plate.
また第2の保持台変位量検出用光学部材は、反射板用対物レンズとともに移動する。第2の保持台変位量検出用照射手段は、搭載手段または保持台に設けられ、第2の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。第2の保持台変位量検出用受光手段は、第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第2の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。 The second holding table displacement amount detecting optical member moves together with the reflector objective lens. The second holding table displacement amount detection irradiating means is provided on the mounting means or the holding table, and irradiates laser light toward the second holding table displacement amount detection optical member. The second holding table displacement amount detection light receiving means receives the laser beam from the second holding table displacement amount detection means via the second holding table displacement amount detection optical member, and according to the received light amount. Output the signal.
保持台変位量検出手段は、前述のようにレンズ変位量制御手段によって、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制した状態で、第2の保持台変位量検出用受光手段によって受光量に応じた信号を出力するので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。 As described above, the holding table displacement amount detection means is controlled by the second holding table displacement amount detection light-receiving means in a state where the change in the distance between the reflecting plate objective lens and the reflection plate is suppressed by the lens displacement amount control means. Since a signal corresponding to the amount of received light is output, it is possible to obtain a signal corresponding to the amount of displacement in the orthogonal direction of the holding base with respect to the mounting means with a simple configuration.
また本発明によれば、第2の保持台変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。 Also, according to the present invention, since the diffraction grating is used as the second holding table displacement amount detecting optical member, the holding table displacement amount detecting means can be realized by the same configuration as the optical pickup device of the optical disk. Therefore, the parts of the optical pickup device can be used for the holding table displacement detection means, and convenience is improved.
また本発明によれば、反射板用レーザ光発生素子は、保持台または搭載手段に設けられ、反射板用対物レンズは、搭載手段または保持台に直交方向に移動自在に設けられる。反射板用対物レンズ駆動手段は、搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを直交方向に移動させる。反射板用受光手段は、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。レンズ変位量制御手段は、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御する。 According to the invention, the laser light generating element for the reflecting plate is provided on the holding table or the mounting means, and the objective lens for the reflecting plate is provided on the mounting means or the holding table so as to be movable in the orthogonal direction. The reflecting plate objective lens driving means moves the reflecting plate objective lens in the orthogonal direction with respect to the mounting means or the holding table. The light receiving means for the reflecting plate receives the laser light from the laser light generating element for the reflecting plate through the reflecting plate, and outputs a signal corresponding to the amount of light received. The lens displacement control unit controls the objective lens driving unit for the reflecting plate so as to suppress a change in the distance between the objective lens for the reflecting plate and the reflecting plate based on the signal from the light receiving unit for the reflecting plate.
また第2の保持台変位量検出用光学部材は、反射板用対物レンズとともに移動する。第2の保持台変位量検出用照射手段は、搭載手段または保持台に設けられ、第2の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。第2の保持台変位量検出用受光手段は、第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第2の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。 The second holding table displacement amount detecting optical member moves together with the reflector objective lens. The second holding table displacement amount detection irradiating means is provided on the mounting means or the holding table, and irradiates laser light toward the second holding table displacement amount detection optical member. The second holding table displacement amount detection light receiving means receives the laser beam from the second holding table displacement amount detection means via the second holding table displacement amount detection optical member, and according to the received light amount. Output the signal.
保持台変位量検出手段は、前述のようにレンズ変位量制御手段によって、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制した状態で、第2の保持台変位量検出用受光手段によって受光量に応じた信号を出力するので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。 As described above, the holding table displacement amount detection means is controlled by the second holding table displacement amount detection light-receiving means in a state where the change in the distance between the reflecting plate objective lens and the reflection plate is suppressed by the lens displacement amount control means. Since a signal corresponding to the amount of received light is output, it is possible to obtain a signal corresponding to the amount of displacement in the orthogonal direction of the holding base with respect to the mounting means with a simple configuration.
さらに第2の保持台変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。しかも第2の保持台変位量検出用光学部材は、レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であるので、保持台の変位量と露光用対物レンズの変位量との比較が容易であり、したがって前記露光用レーザ光の照射位置を制御しやすい。 Further, since the diffraction grating is used as the second holding table displacement amount detecting optical member, the holding table displacement amount detecting means can be realized by the same configuration as the optical pickup device of the optical disk. Therefore, the parts of the optical pickup device can be used for the holding table displacement detection means, and convenience is improved. Moreover, since the second holding table displacement amount detection optical member is a diffraction grating having the same grating pitch as the lens displacement amount detection optical member, the displacement amount of the holding table and the displacement amount of the objective lens for exposure are compared. Therefore, it is easy to control the irradiation position of the exposure laser beam.
また本発明によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長が相互に同一であるので、光学部品の種類を削減することができる。またレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長が相互に同一であるので、レンズ変位量検出用受光手段による信号および第2の保持台変位量受光手段による信号を同様とすることができ、制御部品の種類を削減することができる。 Further, according to the present invention, the wavelength of the laser beam by the lens displacement amount detecting irradiation unit, the wavelength of the laser beam by the reflecting plate laser beam generating element, and the wavelength of the laser beam by the second holding base displacement amount detecting unit are as follows. Since they are the same as each other, the types of optical components can be reduced. Further, since the wavelength of the laser beam by the lens displacement amount detection irradiating means and the wavelength of the laser light by the second holding base displacement amount detection irradiating means are the same, the signal from the lens displacement amount detection light receiving means and the second The signal by the holding table displacement amount light receiving means can be made the same, and the types of control parts can be reduced.
また本発明によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なるので、基板の露光以外に使用するレーザ光の波長を、基板の感光領域以外にすることができる。したがって基板にもれたレーザ光による露光に対する影響を小さくすることができる。また、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光および第2の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が基板にもれないような構成、たとえば遮光板のような部品を削減することができる。 Further, according to the present invention, the wavelength of the laser light by the lens displacement amount detection irradiation means, the wavelength of the laser light by the reflection plate laser light generating element, and the wavelength of the laser light by the second holding table displacement amount detection irradiation means are: Since the wavelength of the exposure laser beam by the exposure irradiation means is different, the wavelength of the laser beam used other than the exposure of the substrate can be set outside the photosensitive region of the substrate. Therefore, it is possible to reduce the influence on the exposure by the laser beam leaking to the substrate. Further, a configuration in which the laser beam from the lens displacement amount detection means, the laser light from the reflection plate laser light generating element, and the laser light from the second holding table displacement amount detection means does not enter the substrate, for example, light shielding Parts such as plates can be reduced.
また本発明によれば、反射板は、保持台に設けられる。この反射板は、露光されるべき基板の所定の移動方向の長さと同程度の長さを有する必要がある。それ故、この反射板が搭載手段に設けられる場合、搭載手段を小形化することができないが、本発明のように、反射板が保持台に設けられることによって、搭載手段の小形化を実現することができる。 Moreover, according to this invention, a reflecting plate is provided in a holding stand. The reflecting plate needs to have a length comparable to the length of the substrate to be exposed in the predetermined moving direction. Therefore, when this reflecting plate is provided on the mounting means, the mounting means cannot be reduced in size, but the mounting means can be reduced in size by providing the reflecting plate on the holding base as in the present invention. be able to.
また本発明によれば、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光が反射板上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあるので、露光面上の変位量を正確に検出することができる。 Further, according to the present invention, the location where the laser light from the laser light generating element for the reflecting plate is reflected on the reflecting plate is in substantially the same plane as the surface of the substrate, so that the amount of displacement on the exposure surface can be accurately determined. Can be detected.
また本発明によれば、露光用照射手段が複数、設けられるので、少ない往復動作で、基板全面を露光することができる。しかも各露光用照射手段による露光用レーザ光は、相互に独立して、前記基板の表面の直交方向の任意の位置にそれぞれ照射されるので、任意の露光領域を形成することができる。 Further, according to the present invention, since a plurality of exposure irradiation means are provided, the entire surface of the substrate can be exposed with a small number of reciprocating operations. In addition, since the exposure laser beams from the respective exposure irradiation means are irradiated independently to each other in an orthogonal direction on the surface of the substrate, an arbitrary exposure region can be formed.
図1は、本発明の実施の第1形態の露光装置21の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の露光装置21は、フォトリソグラフィ工程において用いられる。この露光装置21によって露光されるべき基板22は、板状体23と、この板状体23の一表面に形成されるフォトレジスト膜24とを有する。
FIG. 1 is a perspective view showing a simplified configuration of an
本実施の形態の露光装置21は、保持台26と、複数の露光用照射手段27と、搭載手段であるレーザアレイユニット28と、駆動手段である保持台駆動手段29と、複数の照射位置移動手段である複数の対物レンズ駆動手段30と、保持台変位量検出手段31と、複数のレンズ変位量検出手段32と、複数の制御手段である複数のX軸位置決めコントローラ35と、複数のZ軸位置決めコントローラ36と、後述する複数の切換手段37と、メインコントローラ38とを含む。
The
前記保持台26は、露光されるべき基板22を水平に保持する。前記露光されるべき基板22は、そのフォトレジスト膜24の表面が上方に臨んだ状態で、保持台26によって保持される。前記保持台駆動手段29は、保持台26を、後述のレーザアレイユニット28に対してX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向に移動させる。これらの保持台26および保持台駆動手段29によって、XYZステージが構成される。
The holding table 26 holds the
本実施の形態において、X軸およびY軸は、前記保持台26によって保持される基板22の表面に平行な仮想一平面内、したがって水平面内で、相互に直交する。またZ軸は、X軸およびY軸に直交する。Y軸方向は所定の移動方向に相当し、X軸方向は前記仮想一平面内で所定の移動方向に直交する直交方向に相当する。
In the present embodiment, the X axis and the Y axis are orthogonal to each other in a virtual plane parallel to the surface of the
保持台駆動手段29は、X軸方向およびY軸方向に前記保持台26を移動させて、この保持台26によって保持される基板22の上方に臨む表面を、端から端まで全面にわたって露光走査することができるように構成される。また保持台駆動手段29は、Z軸方向に前記保持台26を移動させて、この保持台26によって保持される基板22と後述のレーザアレイユニット28との距離を露光前に調整することができるように構成される。
The holding table driving means 29 moves the holding table 26 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and exposes and scans the entire surface of the
前記レーザアレイユニット28は、XYZステージの上方、したがって保持台26の上方に設けられる。このレーザアレイユニット28には、複数の露光用照射手段27と、複数の対物レンズ駆動手段30と、複数のレンズ変位量検出手段32とが搭載される。前記複数の露光用照射手段27は、X軸方向に所定の間隔L1で配置される。前記所定の間隔L1は、0.5mm〜50mmに選ばれる。対物レンズ駆動手段30は、各露光用照射手段27毎に設けられる。レンズ変位量検出手段32は、各露光用照射手段27毎に設けられる。
The
図2は、露光用照射手段27の付近を拡大して示す図である。前記露光用照射手段27は、露光用レーザ光を、保持台26によって保持される基板22の表面に対して垂直に照射する。この露光用照射手段27による露光用レーザ光によって、前記保持台26に保持される基板22のフォトレジスト膜24が感光する。
FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the exposure irradiation means 27. The exposure irradiation means 27 irradiates the exposure laser beam perpendicularly to the surface of the
露光用照射手段27は、露光用レーザ光発生素子である露光用半導体レーザ素子41と、コリメータレンズ42と、露光用対物レンズ43と、フォーカス検出器44と、対物レンズホルダ45とを含む。露光用半導体レーザ素子41、コリメータレンズ42およびフォーカス検出器44は、レーザアレイユニット28に設けられる。露光用対物レンズ43は、対物レンズホルダ45によって保持される。この対物レンズホルダ45は、対物レンズ駆動手段30によりレーザアレイユニット28に対してX軸方向およびZ軸方向に移動自在に設けられる。したがって露光用対物レンズ43は、レーザアレイユニット28に対してX軸方向およびZ軸方向に移動自在に設けられる。
The exposure irradiation means 27 includes an exposure
前記露光用半導体レーザ素子41は、露光用レーザ光を発生する。露光用半導体レーザ素子41による露光用レーザ光の光軸はZ軸方向に延びる。この露光用レーザ光は、前記コリメータレンズ42および露光用対物レンズ43を介して、前記保持台26によって保持される基板22に導かれる。前記保持台26によって保持される基板22に導かれた露光用レーザ光は、この基板22の表面によって反射され、前記露光用対物レンズ43およびコリメータレンズ42を介して、前記フォーカス検出器44に導かれる。
The exposure
前記露光用半導体レーザ素子41による露光用レーザ光の波長λ1は、405nmに選ばれる。前記コリメータレンズ42は、露光用半導体レーザ素子41から導かれた露光用レーザ光を平行光にして露光用対物レンズ43に導くとともに、露光用対物レンズ43から導かれた露光用レーザ光を集光してフォーカス検出器44に導く。前記露光用対物レンズ43は、コリメータレンズ42から導かれた露光用レーザ光を集光して前記保持台26によって保持される基板22に導くとともに、前記保持台26によって保持される基板22から導かれた露光用レーザ光を平行光にしてコリメータレンズ42に導く。この露光用対物レンズ43の開口数NA1は、0.65に選ばれる。露光用レーザ光の基板22の表面におけるビームスポットの最小のスポット径D1は、露光用半導体レーザ素子41による露光用レーザ光の波長λ1と露光用対物レンズ43の開口数NA1との関係から、約0.5μmとなる。
The wavelength λ1 of the exposure laser beam by the exposure
前記フォーカス検出器44は、前記保持台26によって保持される基板22を介する露光用レーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。フォーカス検出器44は、光ピックアップ装置などでフォーカス信号の検出に用いられている非点収差法によって、露光用対物レンズ43と基板22との距離に応じた信号を出力することができるように構成される。フォーカス検出器44による信号は、後述のZ軸位置決めコントローラ36に与えられる。
The
前記対物レンズ駆動手段30は、レーザアレイユニット28に設けられる。対物レンズ
駆動手段30は、露光用照射手段27の対物レンズホルダ45を、したがってこの対物レンズホルダ45によって保持される露光用対物レンズ43を、X軸方向およびZ軸方向に移動させる。この対物レンズ駆動手段30は、たとえば電磁コイルなどを含んで構成される。対物レンズ駆動手段30は、露光用対物レンズ43をX軸方向に移動させることによって、露光用照射手段27による前記基板22の表面への露光用レーザ光の照射位置を、レーザアレイユニット28に対して、X軸方向に移動させることができるように構成される。また対物レンズ駆動手段30は、露光用対物レンズ43をZ軸方向に移動させることによって、露光用照射手段27による露光用レーザ光の基板22の表面におけるビームスポットのスポット径を、変化させることができるように構成される。
The objective lens driving means 30 is provided in the
前記レンズ変位量検出手段32は、レーザアレイユニット28に対する露光用対物レンズ43のX軸方向への変位量を検出する。このレンズ変位量検出手段32は、半導体レーザ素子48と、対物レンズ49と、レンズ変位量検出用光学部材50と、レンズ変位量検出用受光手段である検出器51とを含む。半導体レーザ素子48および対物レンズ49によってレンズ変位量検出用照射手段が構成される。半導体レーザ素子48、対物レンズ49および検出器51は、レーザアレイユニット28に設けられる。レンズ変位量検出用光学部材50は、前記露光用照射手段27の対物レンズホルダ45に設けられる。
The lens displacement detection means 32 detects the displacement of the
前記半導体レーザ素子48が発生するレーザ光の光軸はY軸方向に延びる。このレーザ光は、前記対物レンズ49を介して、前記レンズ変位量検出用光学部材50に導かれる。レンズ変位量検出用光学部材50に導かれたレーザ光は、このレンズ変位量検出用光学部材50によって反射され、前記対物レンズ49を介して、前記検出器51に導かれる。
The optical axis of the laser beam generated by the
前記半導体レーザ素子48によるレーザ光の波長λ2は、635nmに選ばれる。前記対物レンズ49は、半導体レーザ素子48から導かれたレーザ光を集光してレンズ変位量検出用光学部材50に導くとともに、レンズ変位量検出用光学部材50から導かれたレーザ光を集光して検出器51に導く。この対物レンズ49の開口数NA2は、0.6に選ばれる。
The wavelength λ2 of the laser light from the
前記レンズ変位量検出用光学部材50は、板状の部材であり、その表面部には、相互に平行な複数の溝が所定の格子ピッチP1で形成される。前記所定の格子ピッチP1は、0.74μmに選ばれる。前記溝の幅W1は、隣接する溝間の部分(以下、凸部と記載する)の幅W2と同一である。このようなレンズ変位量検出用光学部材50は、回折格子によって実現される。レンズ変位量検出用光学部材50は、露光用照射手段27の対物レンズホルダ45に固着され、この対物レンズホルダ45とともに移動する。
The lens displacement detection
前記対物レンズホルダ45には、前記半導体レーザ素子48によるレーザ光の光軸に垂直、したがってY軸方向に垂直な一側面が形成されている。レンズ変位量検出用光学部材50は、対物レンズホルダ45の前記一側面に沿って設けられる。またレンズ変位量検出用光学部材50が対物レンズホルダ45に設けられた状態において、前記複数の溝は、Z軸方向に延びる。半導体レーザ素子48、対物レンズ49およびレンズ変位量検出用光学部材50は、半導体レーザ素子48によるレーザ光を対物レンズ49によってレンズ変位量検出用光学部材50に集光することができるように、それぞれ配置される。
The
前記検出器51は、レンズ変位量検出用光学部材50を介するレーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。検出器51は、光ピックアップ装置などでトラッキング信号の検出に用いられている方法によって、半導体レーザ素子48によるレーザ光のレンズ変位量検出用光学部材50上の照射位置に応じた信号を出力することができるように構成される。検出器51からの信号は、レーザアレイユニット28に対する対物レンズホルダ45の位置に応じて変化する。この検出器51からの信号は、後述のX軸位置決めコントローラ35に与えられる。
The
再び図1を参照して、前記保持台変位量検出手段31は、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向への変位量を検出する。この保持台変位量検出手段31は、半導体レーザ素子54と、コリメータレンズ55と、対物レンズ56と、保持台変位量検出用光学部材57と、保持台変位量検出用受光手段である検出器58とを含む。半導体レーザ素子54、コリメータレンズ55および対物レンズ56によって保持台変位量検出用照射手段が構成される。半導体レーザ素子54、コリメータレンズ55、対物レンズ56および検出器58は、レーザアレイユニット28に設けられる。保持台変位量検出用光学部材57は、前記保持台26に設けられる。
Referring again to FIG. 1, the holding table displacement detection means 31 detects the amount of displacement of the holding table 26 in the X-axis direction with respect to the
前記半導体レーザ素子54が発生するレーザ光の光軸はZ軸方向に延びる。このレーザ光は、前記コリメータレンズ55および対物レンズ56を介して、前記保持台変位量検出用光学部材57に導かれる。保持台変位量検出用光学部材57に導かれたレーザ光は、この保持台変位量検出用光学部材57によって反射され、前記対物レンズ56およびコリメータレンズ55を介して、前記検出器58に導かれる。
The optical axis of the laser beam generated by the
前記半導体レーザ素子54によるレーザ光の波長λ3は、635nmに選ばれる。前記コリメータレンズ55は、半導体レーザ素子54から導かれたレーザ光を平行光にして対物レンズ56に導くとともに、対物レンズ56から導かれたレーザ光を集光して検出器58に導く。前記対物レンズ56は、コリメータレンズ55から導かれたレーザ光を集光して保持台変位量検出用光学部材57に導くとともに、保持台変位量検出用光学部材57から導かれたレーザ光を平行光にしてコリメータレンズ55に導く。この対物レンズ56の開口数NA3は、0.6に選ばれる。
The wavelength λ3 of the laser light from the
前記保持台変位量検出用光学部材57は、板状の部材であり、その表面部には、相互に平行な複数の溝が所定の格子ピッチP2で形成される。保持台変位量検出用光学部材57の所定の格子ピッチP2は、前記レンズ変位量検出用光学部材50の所定の格子ピッチP1と同一である。すなわち保持台変位量検出用光学部材57の所定の格子ピッチP2は、0.74μmに選ばれる。前記溝の幅W3は、隣接する溝間の部分(以下、凸部と記載する)の幅W4と同一である。このような保持台変位量検出用光学部材57は、回折格子によって実現される。
The holding base displacement amount detecting
保持台変位量検出用光学部材57は、前記保持台26に固定され、この保持台26とともに移動する。保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が保持台変位量検出用光学部材57上で反射する場所は、前記基板22の表面と略同一の平面内にある。
The holding table displacement amount detection
保持台変位量検出用光学部材57が前記保持台26に設けられた状態において、前記複数の溝は、Y軸方向に延びる。半導体レーザ素子54、コリメータレンズ55、対物レンズ56および保持台変位量検出用光学部材57は、走査露光時に、半導体レーザ素子54によるレーザ光を対物レンズ56によって保持台変位量検出用光学部材57に集光することができるように、それぞれ配置される。
In a state where the holding table displacement amount detecting
前記検出器58は、保持台変位量検出用光学部材57を介するレーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。検出器58は、光ピックアップ装置などでトラッキング信号の検出に用いられている方法によって、半導体レーザ素子54によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材57への照射位置に応じた信号を出力することができるように構成される。検出器58からの信号は、レーザアレイユニット28に対する保持台26の位置に応じて変化する。この検出器58からの信号は、後述のX軸位置決めコントローラ35に与えられる。
The
図3は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材57上の照射位置と保持台変位量検出手段31の検出器58による信号との関係を示すグラフである。図3において、横軸は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材57上のX軸方向の照射位置を示す。図3に示すグラフの横軸に関しては、保持台変位量検出用光学部材57に形成される複数の溝のうちの1つのX軸方向の中心が原点に選ばれている。また縦軸は、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号の値を示す。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the irradiation position of the laser beam on the holding table displacement amount detection
図3に示されるように溝の中心では、検出器58による信号の値は0である。前記溝の中心から、この溝のX軸方向の一方に隣接する凸部の中心までは、信号の値は負である。しかも前記溝の中心からX軸方向の一方に前記照射位置が移動するにつれて、信号の絶対値は徐々に大きくなり、前記溝の中心からX軸方向の一方に保持台変位量検出用光学部材57の格子ピッチP2の1/4倍に相当する距離だけ前記照射位置が移動したとき、信号の値は、極小値をとる。X軸方向の一方に前記照射位置がさらに移動すると、信号の絶対値は、徐々に小さくなり、前記凸部の中心で再び0となる。
As shown in FIG. 3, at the center of the groove, the value of the signal by the
前記溝の中心から、この溝のX軸方向の他方に隣接する凸部の中心までは、信号の値は正である。しかも前記溝の中心からX軸方向の他方に前記照射位置が移動するにつれて、信号の絶対値は徐々に大きくなり、前記溝の中心からX軸方向の他方に保持台変位量検出用光学部材57の格子ピッチP2の1/4倍に相当する距離だけ前記照射位置が移動したとき、信号の値は、極大値をとる。X軸方向の他方に前記照射位置がさらに移動すると、信号の絶対値は、徐々に小さくなり、前記凸部の中心で再び0となる。
The signal value is positive from the center of the groove to the center of the convex portion adjacent to the other of the groove in the X-axis direction. Moreover, as the irradiation position moves from the center of the groove to the other side in the X-axis direction, the absolute value of the signal gradually increases, and the holding member displacement amount detecting
図3では、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材57上の照射位置と保持台変位量検出手段31の検出器58による信号の関係を示すが、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光のレンズ変位量検出用光学部材50上の照射位置とレンズ変位量検出手段32の検出器51による信号の関係も、同様に図3のようになる。
FIG. 3 shows the relationship between the irradiation position of the laser beam on the holding table displacement amount detection
図4は露光装置21の電気的構成を示すブロック図であり、図5は露光用対物レンズ43のX軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図であり、図6は露光用対物レンズ43のZ軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図である。メインコントローラ38は、複数のX軸位置決めコントローラ35をそれぞれ制御するとともに、複数のZ軸位置決めコントローラ36をそれぞれ制御する。またメインコントローラ38は、複数の切換手段37をそれぞれ制御するとともに、保持台駆動手段29を制御する。
4 is a block diagram showing the electrical configuration of the
切換手段37は、各露光用半導体レーザ素子41毎に設けられる。メインコントローラ38は、各切換手段37のスイッチング態様を相互に独立に切換え、各露光用半導体レーザ素子41を相互に独立にオンオフ制御可能である。X軸位置決めコントローラ35は、各対物レンズ駆動手段30毎に設けられる。X軸位置決めコントローラ35は、保持台変位量検出手段31による保持台26の変位量とレンズ変位量検出手段32による露光用対物レンズ43の変位量とに基づいて、露光用照射手段27による露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変化を抑制するように、対物レンズ駆動手段30を制御する。Z軸位置決めコントローラ36は、各対物レンズ駆動手段30毎に設けられる。Z軸位置決めコントローラ36は、フォーカス検出器44による信号に基づいて、露光用レーザ光の前記基板22の表面におけるビームスポットのスポット径が所望の大きさになるように、対物レンズ駆動手段30を制御する。
The switching means 37 is provided for each exposure
本実施の形態においては、保持台変位量検出手段31の検出器58の受光量の変化によって、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、露光用対物レンズ43を、前記変化量を相殺するように制御する。これによって露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変化を高精度で抑制することができる。
In the present embodiment, the change in the X-axis direction of the holding table 26 with respect to the
次に、本実施の形態の露光装置21による露光方法を説明する。図7は、露光装置21が基板22を露光している状態を示す図である。図8は1回目の走査露光後の基板22の平面図であり、図9は2回目の走査露光中の基板22の平面図である。図7〜図9において、基板22の表面上の黒色の領域は、露光用レーザ光によって露光された露光領域である。
Next, the exposure method by the
保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動するときに、各露光用照射手段27によって基板22を照射し、これによって基板22を露光する。このように保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動するときに、各露光用照射手段27によって基板22を照射すると、各露光用照射手段27による露光用レーザ光の基板22の表面への照射位置の軌跡はY軸方向に延び、図8に示すように、Y軸方向に延びる露光領域61が形成される。図8において、露光領域61はY軸方向に延びているが、保持台26の移動時に、切換手段37によって露光用半導体レーザ素子41をオンオフすることによって、任意の領域を露光することが可能である。
When the holding
この後、各対物レンズ駆動手段30によって各対物レンズホルダ45がX軸方向の所望の位置に移動される。各対物レンズホルダ45の移動後、保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動するとともに、各露光用照射手段27によって基板22を照射する。これによって図9に示されるように、図8における露光領域61以外の未露光領域の一部に他の露光領域62が形成される。
Thereafter, each
対物レンズホルダ45のX軸方向の移動可能な範囲内において、前述の動作が繰り返される。対物レンズホルダ45のX軸方向の移動可能な範囲外を露光するときは、保持台駆動手段29によって、保持台26を、したがってこの保持台26によって保持される基板22を、X軸方向に移動させる。この後、前述の動作が繰り返される。このような動作を繰り返して、基板22の表面の全面にわたって走査露光する。
The above-described operation is repeated within the range in which the
次に、露光用対物レンズ43の位置決めについて説明する。まず、露光用対物レンズ43のZ軸方向、すなわちフォーカス方向の位置決めについて説明する。基板22の表面によって反射された露光用レーザ光は、フォーカス検出器44によって受光される。フォーカス検出器44による信号は、Z軸位置決めコントローラ36に与えられる。Z軸位置決めコントローラ36は、フォーカス検出器44による信号に基づく制御信号によって対物レンズ駆動手段30を制御する。このようにして露光用対物レンズ43のZ軸方向の位置がZ軸位置決めコントローラ36によって制御されるので、露光用対物レンズ43をZ軸方向の所望の位置に位置決めすることができる。したがって本露光プロセスまでに発生する基板22の厚みばらつき、反りおよびうねりに起因する露光用対物レンズ43と基板22の表面との距離の変化を、走査露光中も抑えることが可能となる。これによって露光用レーザ光の基板22の表面におけるビームスポットのスポット径の変動が小さくなり、高精度で安定した露光が可能となる。
Next, positioning of the
図10は、走査露光中に、露光用レーザ光の基板22の表面におけるビームスポットのスポット径を変化させて基板22を露光したときの露光結果の一例を示す平面図である。図10において、基板22の表面上の黒色の領域63のうち、X軸方向に幅が大きくなっている領域64は、露光用対物レンズ43と基板22の表面との距離を大きくまたは小さくしたときの露光領域である。
FIG. 10 is a plan view showing an example of the exposure result when the
基板22の表面によって反射された露光用レーザ光は、フォーカス検出器44によって
受光される。フォーカス検出器44による信号は、Z軸位置決めコントローラ36に与えられる。またZ軸位置決めコントローラ36には、メインコントローラ38からオフセット信号を与えることができる。Z軸位置決めコントローラ36は、フォーカス検出器44による信号とオフセット信号とに基づく制御信号によって対物レンズ駆動手段30を制御する。このようにして露光用対物レンズ43のZ軸方向の位置がZ軸位置決めコントローラ36によって制御されるので、露光用レーザ光の基板22の表面におけるビームスポットのスポット径を変化させ、任意の大きさにすることができる。これによって露光用レーザ光によって露光される領域の面積を任意の大きさにすることが可能である。
The exposure laser beam reflected by the surface of the
また各対物レンズ駆動手段30に対して各Z軸位置決めコントローラ36がそれぞれ設けられるので、各露光用対物レンズ43のZ軸方向の位置は、各Z軸位置決めコントローラ36によって相互に独立して制御される。したがって走査露光中に、各露光用対物レンズ43による露光領域を相互に独立して、大きくまたは小さくすることが可能である。
Also, since each Z-
次に、露光用レーザ光の照射位置のX軸方向の初期位置決めについて説明する。まず、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号が0になるように、保持台駆動手段29によって保持台26がレーザアレイユニット28に対してX軸方向に移動される。すなわち保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の照射位置が保持台変位量検出用光学部材57の溝または凸部の中心に位置するように、保持台26を、レーザアレイユニット28に対して配置する。
Next, the initial positioning of the irradiation position of the exposure laser beam in the X-axis direction will be described. First, the holding table 26 is moved in the X-axis direction with respect to the
図11は、レンズ変位量検出用光学部材50を模式的に示す図である。この図11を用いて、露光用対物レンズ43の初期位置決めについて説明する。図11は、レンズ変位量検出用光学部材50をY軸方向から見た模式図である。また、図11には、基板22上の目標露光位置66が示される。
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the lens displacement amount detection
露光用レーザ光の照射位置が目標露光位置66に最も近くなり、かつレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光がレンズ変位量検出用光学部材50の溝または凸部の中央に照射されるように、対物レンズ駆動手段30によって対物レンズホルダ45を移動する。対物レンズホルダ45をこの配置にしたとき、レンズ変位量検出手段32の検出器51から得られる出力信号は0となる。このときの露光用レーザ光の照射位置と目標露光位置66との位置の誤差は、レンズ変位量検出用光学部材50の格子ピッチP1の1/4以下となる。すなわち前記誤差は、0.74μmの1/4である0.185μm以下となる。
The irradiation position of the exposure laser beam is closest to the
図12は、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号を示すグラフである。図13は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材57におけるビームスポット73を示す図であり、図13(1)は保持台26がX軸方向にずれる前の状態を示し、図13(2)は保持台26がX軸方向の一方にずれたときの状態を示し、図13(3)は保持台26がX軸方向の一方にさらにずれたときの状態を示す。これらの図12および図13を用いて、走査露光時における露光用レーザ光のX軸方向の位置決めについて説明する。まず、走査露光のために、保持台26をY軸方向に移動させるときに、保持台変位量検出手段31の検出器58から得られる信号について説明する。
FIG. 12 is a graph showing signals by the
走査露光する前は、保持台26およびレーザアレイユニット28は、ビームスポット73が図13(1)に示すように保持台変位量検出用光学部材57の溝75の中央に位置するように、配置されている。このとき、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号は、図12の点81の値、すなわち0となる。
Before the scanning exposure, the holding table 26 and the
保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動させるとき、保持台26には、X軸方向のぶれが生じる。保持台26のぶれによって、保持台変位量検出用照射手段によるビームスポット73が図13(2)に示すように溝75に隣接する凸部76の中央までずれたとき、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号は、図12の点82の値、すなわち0となる。保持台26のぶれによって、保持台変位量検出用照射手段によるビームスポット73が図13(3)に示すように前記凸部76に隣接する溝77の中央までずれたとき、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号は、図12の点83の値、すなわち0となる。
When the holding table 26 is moved in the Y-axis direction by the holding table driving means 29, the holding table 26 is shaken in the X-axis direction. When the
次に、X軸位置決めコントローラ35によって露光用対物レンズ43のX軸方向の位置を制御する方法について、図11〜図13を用いて説明する。走査露光中、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号が、図12における点86と点87との間にあるとき、X軸位置決めコントローラ35は、図11に示すレンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット90が、レンズ変位量検出用光学部材50の溝68の中央に配置されるように、対物レンズ駆動手段30を制御する。
Next, a method for controlling the position of the
走査露光中、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号が、図12における点87と点88との間になったとき、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット90が、レンズ変位量検出用光学部材50の前記溝68の一方に隣接する凸部69の中央に配置されるように、X軸位置決めコントローラ35は対物レンズ駆動手段30に制御信号を与える。その後、X軸位置決めコントローラ35は、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット90が前記凸部69の中央に配置されるように、対物レンズ駆動手段30を制御する。
During scanning exposure, when the signal from the
走査露光中、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号が、図12における点88と点89との間になったとき、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット90が、レンズ変位量検出用光学部材50前記凸部69に一方に隣接する溝70の中央に配置されるように、X軸位置決めコントローラ35は対物レンズ駆動手段30に制御信号を与える。その後、X軸位置決めコントローラ35は、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット90が前記溝70の中央に配置されるように、対物レンズ駆動手段30を制御する。
During scanning exposure, when the signal from the
このようにして露光用対物レンズ43の位置がX軸位置決めコントローラ35によって制御されるので、露光用レーザ光の照射位置の位置決め精度を0.37μm程度にすることが可能となる。本実施の形態では、露光用レーザ光の照射位置の位置決め精度は0.37μm程度であるが、レンズ変位量検出用光学部材50の所定の格子ピッチP1および保持台変位量検出用光学部材57の所定の格子ピッチP2を小さくし、保持台変位量検出手段31およびレンズ変位量検出手段32の各光学系を変更すれば、位置決め精度をさらに向上することができる。
Since the position of the
以上のように本実施の形態によれば、保持台26によって基板22が保持された状態で、保持台駆動手段29によって、保持台26を、レーザアレイユニット28に対してY軸方向に相対的に移動させながら、前記露光用照射手段27によって、露光用レーザ光を、前記基板22の表面に照射する。このとき、露光用照射手段27による前記基板22の表面への露光用レーザ光の照射位置は、基板22の表面に対して前記Y軸方向に移動し、これによって基板22には、露光された露光領域が形成される。
As described above, according to the present embodiment, in the state where the
保持台変位量検出手段31によって、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向の変位量が検出される。X軸位置決めコントローラ35は、保持台変位量検出手段31による保持台26の変位量に基づいて、保持台26に対する露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変位を抑制するように、対物レンズ駆動手段30を制御する。したがって外乱によって露光用レーザ光の照射位置が保持台26に対してX軸方向に相対的に不所望に変位するのを抑制することができ、高精度で露光領域を形成することができる。
The holding table displacement detection means 31 detects the amount of displacement of the holding table 26 in the X-axis direction relative to the
露光用照射手段27による露光用レーザ光の照射位置が前記X軸位置決めコントローラ35によって制御されるので、保持台26がレーザアレイユニット28に対してY軸方向に移動されるときに、移動に伴う振動などによってレーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向の位置が変化しても、前記露光用レーザ光の照射位置を、レーザアレイユニット28に対してリアルタイムに移動して、この露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変化を抑制することができる。したがって露光用レーザ光の照射位置が所望の露光パターンからずれてしまうことを抑制することができ、前記所望の露光パターンに従って高精度で露光領域を形成することができる。
Since the irradiation position of the exposure laser beam by the exposure irradiation means 27 is controlled by the
また本実施の形態によれば、露光用照射手段27による露光用レーザ光の照射位置は、レーザアレイユニット28に対する前記露光用対物レンズ43の移動によって移動されるので、レーザアレイユニット28に対する露光用半導体レーザ素子41の移動を伴う場合に比べて、前記露光用レーザ光の照射位置が簡便に移動される。また露光用対物レンズ43は小形化することが可能であるので、この露光用対物レンズ43の高速移動が可能である。したがって前記露光用レーザ光の照射位置の変更を高速に行うことができ、生産効率を向上することができる。
Further, according to the present embodiment, the irradiation position of the exposure laser beam by the exposure irradiation means 27 is moved by the movement of the
また本実施の形態によれば、レーザアレイユニット28に対する露光用対物レンズ43のX軸方向の変位量は、レンズ変位量検出手段32によって検出される。X軸位置決めコントローラ35は、保持台変位量検出手段31による保持台26の変位量だけでなく、前記レンズ変位量検出手段32による露光用対物レンズ43の変位量にも基づいて、露光用照射手段27による露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変位を抑制するように、対物レンズ駆動手段30を制御する。
Further, according to the present embodiment, the displacement amount in the X-axis direction of the
このようにして露光用照射手段27による露光用レーザ光の照射位置が前記X軸位置決めコントローラ35によって制御されるので、露光用対物レンズ43を移動させるための機構の温度特性、経時変化による変位のばらつきを抑制することができる。また保持台26の変位量および露光用対物レンズ43の変位量を比較し、前記露光用レーザ光の照射位置を制御することができる。
In this way, the irradiation position of the exposure laser beam by the exposure irradiation means 27 is controlled by the
また本実施の形態によれば、レーザアレイユニット28には、レンズ変位量検出用照射手段が設けられる。このレンズ変位量検出用照射手段は、レンズ変位量検出用光学部材50に向けてレーザ光を照射する。前記レンズ変位量検出用光学部材50は、X軸方向に光学的な特性が変化し、前記露光用対物レンズ43とともに移動する。レンズ変位量検出手段32の検出器51は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光を、レンズ変位量検出用光学部材50を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このようにレンズ変位量検出手段32が構成されるので、簡単な構成で、レンズ変位量検出手段32による露光用対物レンズ43の変位量に応じた信号を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, the
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用光学部材50として回折格子が用いられるので、レンズ変位量検出手段32を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがってレンズ変位量検出手段32には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。
Further, according to the present embodiment, since the diffraction grating is used as the lens displacement amount detection
また本実施の形態によれば、保持台26には、保持台変位量検出用光学部材57が設け
られ、レーザアレイユニット28には、保持台変位量検出用照射手段が設けられる。保持台変位量検出用光学部材57は、X軸方向に光学的な特性が変化する。保持台変位量検出用照射手段は、保持台変位量検出用光学部材57に向けてレーザ光を照射する。保持台変位量検出手段31の検出器58は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材57を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このように保持台変位量検出手段31が構成されるので、簡単な構成で、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向の変位量に応じた信号を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, the holding table 26 is provided with the holding table displacement amount detection
また本実施の形態によれば、保持台変位量検出用光学部材57として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段31を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段31には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。
Further, according to the present embodiment, since the diffraction grating is used as the holding table displacement amount detecting
また本実施の形態によれば、保持台変位量検出用光学部材57は、レンズ変位量検出用光学部材50と同一の格子ピッチを有する回折格子であるので、保持台26の変位量と露光用対物レンズ43の変位量との比較が容易であり、したがって前記露光用レーザ光の照射位置を制御しやすい。
In addition, according to the present embodiment, the holding table displacement amount detection
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ2および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ3が相互に同一であるので、光学部品の種類を削減することができる。またレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ2および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ3が相互に同一であるので、レンズ変位量検出手段32の検出器51による信号および保持台変位量検出手段31の検出器58による信号を同様とすることができ、制御部品の種類を削減することができる。
Further, according to the present embodiment, the wavelength λ2 of the laser beam by the lens displacement amount detection irradiating means and the wavelength λ3 of the laser beam by the holding table displacement amount detection irradiating means are the same, so the type of optical component is changed. Can be reduced. Further, since the wavelength λ2 of the laser light by the lens displacement amount detection irradiating means and the wavelength λ3 of the laser light by the holding table displacement amount detection irradiating means are the same, the signal from the
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ2および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ3が露光用照射手段27による露光用レーザ光の波長λ1とは異なるので、基板22の露光以外に使用するレーザ光の波長を、基板22の感光領域以外にすることができる。したがって基板22にもれた光による露光に対する影響を小さくすることができる。また、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が基板22にもれないような構成、たとえば遮光板のような部品を削減することができる。
Further, according to the present embodiment, the wavelength λ2 of the laser beam by the lens displacement amount detection irradiation unit and the wavelength λ3 of the laser beam by the holding table displacement amount detection irradiation unit are the wavelengths of the exposure laser beam by the
また本実施の形態によれば、保持台変位量検出用光学部材57は、保持台26に設けられる。この保持台変位量検出用光学部材57は、露光されるべき基板22のY軸方向の長さと同程度の長さを有する必要がある。それ故、この保持台変位量検出用光学部材57がレーザアレイユニット28に設けられる場合、レーザアレイユニット28を小形化することができないが、本実施の形態のように、保持台変位量検出用光学部材57が保持台26に設けられることによって、レーザアレイユニット28の小形化を実現することができる。
Further, according to the present embodiment, the holding table displacement amount detecting
また本実施の形態によれば、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が保持台変位量検出用光学部材57上で反射する場所は、前記基板22の表面と略同一の平面内にあるので、露光面上の変位量を正確に検出することができる。
Further, according to the present embodiment, the place where the laser beam from the holding table displacement amount detection irradiating means is reflected on the holding table displacement amount detection
また本実施の形態によれば、露光用照射手段27が複数、設けられるので、少ない往復動作で、基板22全面を露光することができる。しかも各露光用照射手段27による露光用レーザ光は、相互に独立して、前記基板22の表面のX軸方向の任意の位置にそれぞれ照射されるので、任意の露光領域を形成することができる。
Further, according to the present embodiment, since a plurality of exposure irradiation means 27 are provided, the entire surface of the
本実施の形態では、X軸位置決めコントローラ35は、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット90が、溝68,70または凸部69の中央に配置されるように、対物レンズ駆動手段30を制御するけれども、オフセット信号を用いることによって、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット90が、溝68,70または凸部69の中央以外にも配置されるように、対物レンズ駆動手段30を制御することも可能である。
In the present embodiment, the
詳細に述べると、X軸位置決めコントローラ35には、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号が与えられる。またX軸位置決めコントローラ35には、メインコントローラ38からオフセット信号を与えることができる。このX軸位置決めコントローラ35が、保持台変位量検出手段31の検出器58による信号とオフセット信号とに基づく制御信号によって対物レンズ駆動手段30を制御することによって、レンズ変位量検出用
照射手段によるビームスポット90を、オフセット信号に応じた位置に配置することができる。このようにして露光用対物レンズ43のX軸方向の位置がX軸位置決めコントローラ35によって制御されるので、露光用レーザ光の照射位置の位置決め精度をさらに向上させることができる。
More specifically, the
また本実施の形態では、保持台変位量検出用照射手段がレーザアレイユニット28に設けられ、保持台変位量検出用光学部材57が保持台26に設けられるが、保持台変位量検出用照射手段が保持台26に設けられ、保持台変位量検出用光学部材57がレーザアレイユニット28に設けられてもよい。本実施の形態では、露光用照射手段27が複数、設けられるが、露光用照射手段27は、1つであってもよい。
In the present embodiment, the holding table displacement amount detection irradiating means is provided in the
図14は、本発明の実施の第2形態の露光装置201の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の露光装置201は、前述の第1形態の露光装置21に類似するので、同様の部分には、同一の参照符を付して説明を省略する。
FIG. 14 is a perspective view showing a simplified configuration of the exposure apparatus 201 according to the second embodiment of the present invention. Since exposure apparatus 201 of the present embodiment is similar to
本実施の形態の露光装置201は、前述の第1形態の露光装置21に、保持台X軸位置決めコントローラ59が追加されて、構成される。前述の第1形態では、保持台変位量検出手段31の検出器58からの信号は、X軸位置決めコントローラ35に与えられるけれども、本実施の形態では、前記検出器58からの信号は保持台X軸位置決めコントローラ59に与えられる。本実施の形態では、保持台駆動手段29および対物レンズ駆動手段30によって、照射位置移動手段が実現され、保持台X軸位置決めコントローラ59およびX軸位置決めコントローラ35によって、制御手段が実現される。
The exposure apparatus 201 of the present embodiment is configured by adding a holding base
図15は、露光装置201の電気的構成を示すブロック図であり、図16は保持台26のX軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図であり、図17は露光用対物レンズ43のX軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図である。
15 is a block diagram showing an electrical configuration of the exposure apparatus 201, FIG. 16 is a block diagram showing in detail an electrical configuration for controlling the position of the holding
メインコントローラ38は、複数のX軸位置決めコントローラ35をそれぞれ制御するとともに、複数のZ軸位置決めコントローラ36をそれぞれ制御する。またメインコントローラ38は、複数の切換手段37をそれぞれ制御するとともに、保持台駆動手段29を制御する。さらにメインコントローラ38は、保持台X軸位置決めコントローラ59を制御する。
The
保持台X軸位置決めコントローラ59は、保持台変位量検出手段31による保持台26の変位量に基づいて、保持台駆動手段29を、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向への変位を抑制するように制御する。
The holding table
X軸位置決めコントローラ35は、レンズ変位量検出手段32による露光用対物レンズ43の変位量に基づいて、レーザアレイユニット28に対する露光用対物レンズ43のX軸方向への変位を抑制するように、対物レンズ駆動手段30を制御する。
The
本実施の形態においては、保持台変位量検出手段31の検出器58の受光量の変化によって、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、保持台26を、前記変化量を相殺するように制御する。またレンズ変位量検出手段32の検出器51の受光量の変化によって、レーザアレイユニット28に対する露光用対物レンズ43のX軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、露光用対物レンズ43を、前記変化量を相殺するように制御する。これによって露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変化を高精度で抑制することができる。
In the present embodiment, the change in the X-axis direction of the holding table 26 relative to the
本実施の形態の露光装置201による露光方法については、前述の第1形態の露光装置21による露光方法と同様であるので、説明を省略する。
Since the exposure method by the exposure apparatus 201 of the present embodiment is the same as the exposure method by the
保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動させるとき、保持台26には、X軸方向のぶれが生じる。このぶれによって、保持台変位量検出手段31の出力が変化する。保持台X軸位置決めコントローラ59は、保持台駆動手段29を、保持台変位量検出手段31の出力が一定、たとえば常に0となるように制御する。これによって、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向への変位を抑制することができる。
When the holding table 26 is moved in the Y-axis direction by the holding table driving means 29, the holding table 26 is shaken in the X-axis direction. Due to this shaking, the output of the holding table displacement amount detection means 31 changes. The holding table
保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動させるとき、X軸位置決めコントローラ35は、レンズ変位量検出手段32の出力が一定、たとえば常に0となるように制御する。これによって、レーザアレイユニット28に対する露光用対物レンズ43のX軸方向への変位を抑制することができる。
When the holding
したがって、保持台26に対する露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変位を抑制することができ、露光装置201の振動による露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。このような本実施の形態によれば、保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動させるときに、レーザアレイユニット28に対してX軸方向に相対的に露光用照射手段27を移動させることなく、所望の露光パターンを描画することができる。
Therefore, the displacement of the irradiation position of the exposure laser beam on the holding table 26 in the X-axis direction can be suppressed, and the positional deviation of the exposure laser beam due to the vibration of the exposure apparatus 201 can be suppressed. According to this embodiment, when the holding table 26 is moved in the Y-axis direction by the holding
図18は、本発明の実施の第3形態の露光装置101の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の露光装置101は、前述の第1形態の露光装置21に類似するので、同様の部分には、同一の参照符を付して説明を省略する。本実施の形態では、前述の第1形態の保持台変位量検出手段31に代えて、以下のような保持台変位量検出手段102が用いられる。
FIG. 18 is a perspective view showing a simplified configuration of an
図19は、保持台変位量検出手段102の付近を拡大して示す図である。保持台変位量検出手段102は、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向の変位量を検出する。この保持台変位量検出手段102は、反射板105と、反射板用レーザ光発生素子である反射板用半導体レーザ素子106と、コリメータレンズ107と、反射板用対物レンズ108と、反射板用対物レンズ駆動手段109と、反射板用受光手段である反射板用検出器110と、レンズ変位量制御手段である反射板用X軸位置決めコントローラ111と、第2の保持台変位量検出用光学部材112と、第2の保持台変位量検出用照射手段113と、第2の保持台変位量検出用受光手段である第2の保持台変位量検出用検出器114と、対物レンズホルダ116とを含む。
FIG. 19 is an enlarged view showing the vicinity of the holding table displacement amount detection means 102. The holding table displacement detection means 102 detects the amount of displacement in the X-axis direction of the holding table 26 with respect to the
反射板用半導体レーザ素子106、コリメータレンズ107および反射板用検出器110は、レーザアレイユニット28に設けられる。反射板用対物レンズ108は、対物レンズホルダ116に保持される。対物レンズホルダ116は、反射板用対物レンズ駆動手段109によりレーザアレイユニット28に対してX軸方向に移動自在に設けられる。したがって反射板用対物レンズ108は、レーザアレイユニット28に対してX軸方向に移動自在である。また、第2の保持台変位量検出用照射手段113および第2の保持台変位量検出用検出器114は、レーザアレイユニット28に設けられる。反射板105は、X軸方向に垂直な反射面を有し、前記保持台26とともに移動する。
The reflector
前記反射板用半導体レーザ素子106によるレーザ光の光軸はX軸方向に延びる。このレーザ光は、前記コリメータレンズ107および反射板用対物レンズ108を介して、反射板105に導かれる。反射板105に導かれたレーザ光は、この反射板105によって反射され、前記反射板用対物レンズ108およびコリメータレンズ107を介して、反射板用検出器110に導かれる。前記反射板用半導体レーザ素子106によるレーザ光が反射板105上で反射する場所は、前記基板22の表面と略同一の平面内にある。
The optical axis of the laser beam from the semiconductor laser element for reflecting
前記反射板用半導体レーザ素子106によるレーザ光の波長λ4は、635nmに選ばれる。コリメータレンズ107は、反射板用半導体レーザ素子106から導かれたレーザ光を平行光にして反射板用対物レンズ108に導くとともに、反射板用対物レンズ108から導かれたレーザ光を集光して反射板用検出器110に導く。反射板用対物レンズ108は、コリメータレンズ107から導かれたレーザ光を集光して反射板105に導くとともに、反射板105から導かれたレーザ光を平行光にしてコリメータレンズ107に導く。前記反射板105は、ミラーによって実現される。反射板用検出器110は、反射板105を介するレーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。反射板用検出器110は、光ピックアップ装置などでフォーカス信号の検出に用いられている非点収差法によって、反射板用対物レンズ108と反射板105との距離に応じた信号を出力することができる。反射板用検出器110による信号は、後述の反射板用X軸位置決めコントローラ111に与えられる。
The wavelength λ4 of the laser light from the
前記反射板用対物レンズ駆動手段109は、レーザアレイユニット28に設けられる。反射板用対物レンズ駆動手段109は、対物レンズホルダ116を、したがってこの対物レンズホルダ116によって保持される反射板用対物レンズ108を、X軸方向に移動させる。
The reflector objective lens driving means 109 is provided in the
前記反射板用X軸位置決めコントローラ111は、反射板用検出器110からの信号に基づいて、制御信号を生成し、この制御信号を、前記反射板用対物レンズ駆動手段109に与える。反射板用対物レンズ駆動手段109は、反射板用X軸位置決めコントローラ111からの制御信号に基づいて、反射板用対物レンズ108を移動させる。このようにして反射板用対物レンズ108と反射板105との距離が、一定になるように、反射板用X軸位置決めコントローラ111によって制御される。
The reflection plate
前記第2の保持台変位量検出用照射手段113は、第2の保持台変位量検出用半導体レーザ素子121と、第2の保持台変位量検出用対物レンズ122とを含む。第2の保持台変位量検出用半導体レーザ素子121が発生するレーザ光の光軸はY軸方向に延びる。このレーザ光は、前記第2の保持台変位量検出用対物レンズ122を介して第2の保持台変位量検出用光学部材112に導かれる。第2の保持台変位量検出用光学部材112に導かれたレーザ光は、この第2の保持台変位量検出用光学部材112によって反射され、前記第2の保持台変位量検出用対物レンズ122を介して前記第2の保持台変位量検出用検出器114に導かれる。
The second holding table displacement amount detection irradiation means 113 includes a second holding table displacement amount detection
第2の保持台変位量検出用半導体レーザ素子121によるレーザ光の波長λ5は、635nmに選ばれる。第2の保持台変位量検出用対物レンズ122は、第2の保持台変位量検出用半導体レーザ素子121から導かれたレーザ光を集光して第2の保持台変位量検出用光学部材112に導くとともに、第2の保持台変位量検出用光学部材112から導かれたレーザ光を集光して第2の保持台変位量検出用検出器114に導く。この第2の保持台変位量検出用対物レンズ122の開口数NA4は、0.6に選ばれる。
The wavelength λ5 of the laser beam emitted from the second holding table displacement detection
第2の保持台変位量検出用光学部材112は、板状の部材であり、その表面部には、相互に平行な複数の溝が所定の格子ピッチP3で形成される。第2の保持台変位量検出用光学部材112の所定の格子ピッチP3は、前記レンズ変位量検出用光学部材50の所定の格子ピッチP1と同一である。すなわち第2の保持台変位量検出用光学部材112の所定の格子ピッチP3は、0.74μmに選ばれる。前記溝の幅W5は、隣接する溝間の部分(以下、凸部と記載する)の幅W6と同一である。このような第2の保持台変位量検出用光学部材112は、回折格子によって実現される。第2の保持台変位量検出用光学部材112は、対物レンズホルダ116に固着され、この対物レンズホルダ116とともに移動する。
The second holding table displacement amount detection
前記対物レンズホルダ116には、前記第2の保持台変位量検出用半導体レーザ素子121によるレーザ光の光軸に垂直、したがってY軸方向に垂直な一側面が形成されている。第2の保持台変位量検出用光学部材112は、対物レンズホルダ116の前記一側面に沿って設けられる。また第2の保持台変位量検出用光学部材112が対物レンズホルダ116に設けられた状態において、前記複数の溝は、Z軸方向に延びる。第2の保持台変位量検出用半導体レーザ素子121、第2の保持台変位量検出用対物レンズ122および第2の保持台変位量検出用光学部材112は、第2の保持台変位量検出用半導体レーザ素子121によるレーザ光を第2の保持台変位量検出用対物レンズ122によって第2の保持台変位量検出用光学部材112に集光することができるように、それぞれ配置される。
The
前記第2の保持台変位量検出用検出器114は、第2の保持台変位量検出用光学部材112を介するレーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。第2の保持台変位量検出用検出器114は、光ピックアップ装置などでトラッキング信号の検出に用いられている方法によって、第2の保持台変位量検出用半導体レーザ素子121によるレーザ光の第2の保持台変位量検出用光学部材112上の照射位置に応じた信号を出力することができるように構成される。第2の保持台変位量検出用検出器114からの信号は、レーザアレイユニット28に対する対物レンズホルダ116の位置、したがってこの対物レンズホルダ116によって保持される反射板用対物レンズ108の位置に応じて変化する。この第2の保持台変位量検出用検出器114からの信号は、X軸位置決めコントローラ35に与えられる。反射板用対物レンズ108がレーザアレイユニット28に対してX軸方向に移動したとき、第2の保持台変位量検出用検出器114から得られる出力信号は、前述の図3のようになる。
The second holding table displacement
図20は、露光装置101が基板22を露光している状態を示す図である。本実施の形態の露光装置101は、前述の実施の形態の露光装置21と同様の露光方法によって、基板22を露光するので、露光方法の説明は省略する。
FIG. 20 is a view showing a state in which the
以上のように本実施の形態によれば、反射板用半導体レーザ素子106は、レーザアレイユニット28に設けられ、反射板用対物レンズ108は、前記レーザアレイユニット28にX軸方向に移動自在に設けられる。反射板用対物レンズ駆動手段109は、レーザアレイユニット28に対して反射板用対物レンズ108をX軸方向に移動させる。反射板用検出器110は、反射板用半導体レーザ素子106によるレーザ光を、前記反射板105を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。反射板用X軸位置決めコントローラ111は、反射板用検出器110による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段109を、反射板用対物レンズ108と反射板105との距離の変化を抑制するように制御する。
As described above, according to the present embodiment, the
また第2の保持台変位量検出用光学部材112は、反射板用対物レンズ108とともに移動する。第2の保持台変位量検出用照射手段113は、前記レーザアレイユニット28に設けられ、前記第2の保持台変位量検出用光学部材112に向けてレーザ光を照射する。第2の保持台変位量検出用検出器114は、第2の保持台変位量検出用照射手段113によるレーザ光を、第2の保持台変位量検出用光学部材112を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。
The second holding table displacement amount detection
前記保持台変位量検出手段102は、前述のように反射板用X軸位置決めコントローラ111によって、反射板用対物レンズ108と反射板105との距離の変化を抑制した状態で、第2の保持台変位量検出用検出器114によって受光量に応じた信号を出力するので、簡単な構成で、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向の変位量に応じた信号を得ることができる。
As described above, the holding table displacement amount detecting means 102 is the second holding table in a state where the change in the distance between the reflecting plate
また本実施の形態によれば、第2の保持台変位量検出用光学部材112として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段102を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段102には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。
Further, according to the present embodiment, since the diffraction grating is used as the second holding table displacement amount detection
また本実施の形態によれば、第2の保持台変位量検出用光学部材112は、レンズ変位量検出用光学部材50と同一の格子ピッチを有する回折格子であるので、保持台26の変位量と露光用対物レンズ43の変位量との比較が容易であり、したがって前記露光用レーザ光の照射位置を制御しやすい。
Further, according to the present embodiment, the second holding table displacement amount detection
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ2、反射板用半導体レーザ素子106によるレーザ光の波長λ4および第2の保持台変位量検出用照射手段113によるレーザ光の波長λ5が相互に同一であるので、光学部品の種類を削減することができる。またレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ2および第2の保持台変位量検出用照射手段113によるレーザ光の波長λ5が相互に同一であるので、レンズ変位量検出手段32の検出器51による信号および第2の保持台変位量検出用検出器114による信号を同様とすることができ、制御部品の種類を削減することができる。
Further, according to the present embodiment, the wavelength λ2 of the laser beam by the lens displacement amount detection irradiating means, the wavelength λ4 of the laser light by the
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ2、反射板用半導体レーザ素子106によるレーザ光の波長λ4および第2の保持台変位量検出用照射手段113によるレーザ光の波長λ5が露光用照射手段27による露光用レーザ光の波長λ1とは異なるので、基板22の露光以外に使用するレーザ光の波長を、基板22の感光領域以外にすることができる。したがって基板22にもれた光による露光に対する影響を小さくすることができる。また、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光、反射板用半導体レーザ素子106によるレーザ光および第2の保持台変位量検出用照射手段113によるレーザ光が基板22にもれないような構成、たとえば遮光板のような部品を削減することができる。
Further, according to the present embodiment, the wavelength λ2 of the laser beam by the lens displacement amount detection irradiating means, the wavelength λ4 of the laser light by the
また本実施の形態によれば、反射板105は、保持台26に設けられる。この反射板105は、露光されるべき基板22のY軸方向の長さと同程度の長さを有する必要がある。それ故、この反射板105がレーザアレイユニット28に設けられる場合、レーザアレイユニット28を小形化することができないが、本実施の形態のように、反射板105が保持台26に設けられると、レーザアレイユニット28の小形化を実現することができる。
Further, according to the present embodiment, the reflecting
また本実施の形態によれば、反射板用半導体レーザ素子106によるレーザ光が反射板105上で反射する場所は、前記基板22の表面と略同一の平面内にあるので、露光面上の変位量を正確に検出することができる。
Further, according to the present embodiment, the location where the laser beam from the
本実施の形態では、保持台変位量検出手段102の反射板105を除く残余の部分がレーザアレイユニット28に設けられ、反射板105が保持台26に設けられるけれども、反射板105がレーザアレイユニット28に設けられ、保持台変位量検出手段102の反射板105を除く残余の部分が保持台26に設けられてもよい。
In the present embodiment, the remaining part of the holding table displacement amount detection means 102 excluding the reflecting
本発明の実施の第4形態の露光装置は、前述の第3形態の露光装置101と類似しており、異なる点についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態の露光装置における保持台変位量検出手段は、前述の実施の形態の露光装置101における保持台変位量検出手段102から、反射板用対物レンズ駆動手段109と、反射板用X軸位置決めコントローラ111と、第2の保持台変位量検出用光学部材112と、第2の保持台変位量検出用照射手段113と、第2の保持台変位量検出用検出器114とを除いた構成となっている。
The exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is similar to the
本実施の形態の露光装置では、保持台変位量検出手段の対物レンズホルダ116がレーザアレイユニット28に固着されて設けられ、反射板用検出器110による信号がX軸位置決めコントローラ35に与えられる。このような本実施の形態によれば、簡単な構成で、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向の変位量に応じた信号を得ることができ、しかも前述の実施の形態と同様の効果を達成することができる。
In the exposure apparatus of the present embodiment, the
図21は、本発明の実施の第5形態の露光装置301の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の露光装置301は、前述の第3および第4形態の露光装置101に類似するので、同様の部分には、同一の参照符を付して説明を省略する。
FIG. 21 is a perspective view showing a simplified configuration of an exposure apparatus 301 according to the fifth embodiment of the present invention. Since exposure apparatus 301 of the present embodiment is similar to
本実施の形態の露光装置301は、前述の第4形態の露光装置に、保持台X軸位置決めコントローラ59が追加されて、構成される。前述の第4形態では、反射板用検出器110による信号は、X軸位置決めコントローラ35に与えられるけれども、本実施の形態では、反射板用検出器110による信号は保持台X軸位置決めコントローラ59に与えられる。本実施の形態では、保持台駆動手段29および対物レンズ駆動手段30によって、照射位置移動手段が実現され、保持台X軸位置決めコントローラ59およびX軸位置決めコントローラ35によって、制御手段が実現される。
The exposure apparatus 301 of the present embodiment is configured by adding a holding base
メインコントローラ38は、複数のX軸位置決めコントローラ35をそれぞれ制御するとともに、複数のZ軸位置決めコントローラ36をそれぞれ制御する。またメインコントローラ38は、複数の切換手段37をそれぞれ制御するとともに、保持台駆動手段29を制御する。さらにメインコントローラ38は、保持台X軸位置決めコントローラ59を制御する。
The
保持台X軸位置決めコントローラ59は、保持台変位量検出手段102による保持台26の変位量に基づいて、保持台駆動手段29を、保持台26のレーザアレイユニット28に対するX軸方向への変位を抑制するように制御する。
The holding table
X軸位置決めコントローラ35は、レンズ変位量検出手段32による露光用対物レンズ43の変位量に基づいて、レーザアレイユニット28に対する露光用対物レンズ43のX軸方向への変位を抑制するように、対物レンズ駆動手段30を制御する。
The
本実施の形態においては、保持台変位量検出手段102の反射板用検出器110の受光量の変化によって、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、保持台26を、前記変化量を相殺するように制御する。またレンズ変位量検出手段32の検出器51の受光量の変化によって、レーザアレイユニット28に対する露光用対物レンズ43のX軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、露光用対物レンズ43を、前記変化量を相殺するように制御する。これによって露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変化を高精度で抑制することができる。
In the present embodiment, the displacement of the holding table 26 in the X-axis direction with respect to the
本実施の形態の露光装置301による露光方法については、前述の第1形態の露光装置21による露光方法と同様であるので、説明を省略する。
Since the exposure method by the exposure apparatus 301 of the present embodiment is the same as the exposure method by the
保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動させるとき、保持台26には、X軸方向のぶれが生じる。このぶれによって、保持台変位量検出手段102の出力が変化する。保持台X軸位置決めコントローラ59は、保持台駆動手段29を、保持台変位量検出手段102の出力が一定、常に0となるように制御する。これによって、レーザアレイユニット28に対する保持台26のX軸方向への変位を抑制することができる。
When the holding table 26 is moved in the Y-axis direction by the holding table driving means 29, the holding table 26 is shaken in the X-axis direction. Due to this shaking, the output of the holding table displacement amount detection means 102 changes. The holding table
保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動させるとき、X軸位置決めコントローラ35は、レンズ変位量検出手段32の出力が一定、たとえば常に0となるように制御する。これによって、レーザアレイユニット28に対する露光用対物レンズ43のX軸方向への変位を抑制することができる。
When the holding
したがって、保持台26に対する露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変位を抑制することができ、露光装置201の振動による露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。このような本実施の形態によれば、保持台駆動手段29によって保持台26をY軸方向に移動させるときに、レーザアレイユニット28に対してX軸方向に相対的に露光用照射手段27を移動させることなく、所望の露光パターンを描画することができる。
Therefore, the displacement of the irradiation position of the exposure laser beam on the holding table 26 in the X-axis direction can be suppressed, and the positional deviation of the exposure laser beam due to the vibration of the exposure apparatus 201 can be suppressed. According to this embodiment, when the holding table 26 is moved in the Y-axis direction by the holding
前述の実施の各形態では、保持台26に対する露光用レーザ光の照射位置のX軸方向への変位が抑制されるけれども、保持台26に対する露光用レーザ光の照射位置が、X軸方向に関して所定位置に維持されればよい。所定位置は、前述の実施の各形態のように不変であってもよく、また変更されてもよい。具体的に述べると、保持台26をレーザアレイユニット28に対してY軸方向に移動させるときに、保持台26に対する露光用レーザ光の照射位置が、X軸方向に関して変更されてもよい。また保持台26に対する露光用レーザ光の照射位置が、X軸方向に所定の速度で移動されてもよい。
In each of the above-described embodiments, although the displacement of the irradiation position of the exposure laser beam on the holding
前述の実施の各形態では、照射位置移動手段である対物レンズ駆動手段30によって、露光用照射手段27のうち露光用対物レンズ43がレーザアレイユニット28に対してX軸方向に移動されるけれども、露光用レーザ光の照射位置を、保持台26に対してX軸方向に相対的に移動させることができればよい。たとえば、照射位置移動手段によって、露光用照射手段27全体がレーザアレイユニット28に対してX軸方向に移動されてもよい。この場合、レンズ変位量検出手段32に代えて、レーザアレイユニット28に対する露光用照射手段27のX軸方向への変位量を検出する照射変位量検出手段が用いられる。
In each of the above-described embodiments, the objective
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
21,101,201,301 露光装置
22 基板
26 保持台
27 露光用照射手段
28 レーザアレイユニット
29 駆動手段
30 対物レンズ駆動手段
31,102 保持台変位量検出手段
32 レンズ変位量検出手段
35 X軸位置決めコントローラ
36 Z軸位置決めコントローラ
41 露光用半導体レーザ素子
42 コリメータレンズ
43 露光用対物レンズ
44 フォーカス検出器
45 対物レンズホルダ
48 半導体レーザ素子
49 対物レンズ
50 レンズ変位量検出用光学部材
51 検出器
54 半導体レーザ素子
55 コリメータレンズ
56 対物レンズ
57 保持台変位量検出用光学部材
58 検出器
59 保持台X軸位置決めコントローラ
105 反射板
106 反射板用半導体レーザ素子
107 コリメータレンズ
108 反射板用対物レンズ
109 反射板用対物レンズ駆動手段
110 反射板用検出器
111 反射板用X軸位置決めコントローラ
112 第2の保持台変位量検出用光学部材
113 第2の保持台変位量検出用照射手段
114 第2の保持台変位量検出用検出器
121 第2の保持台変位量検出用半導体レーザ素子
122 第2の保持台変位量検出用対物レンズ
21, 101, 201, 301
Claims (27)
保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に露光用レーザ光を照射する露光用照射手段と、
露光用照射手段を搭載する搭載手段と、
搭載手段に対して前記基板の表面に平行な仮想一平面内で所定の移動方向に相対的に保持台を移動させる駆動手段と、
露光用照射手段による前記基板の表面への露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記仮想一平面内で前記所定の移動方向に直交する直交方向に相対的に移動させる照射位置移動手段と、
保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置を、前記直交方向に関して所定位置に維持するように、照射位置移動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする露光装置。 A holding table for holding a substrate to be exposed;
An exposure irradiation means for irradiating the exposure laser beam perpendicularly to the surface of the substrate held by the holding table;
Mounting means for mounting the irradiation means for exposure;
Drive means for moving the holding base relative to the mounting means in a predetermined movement direction within a virtual plane parallel to the surface of the substrate;
Irradiation position moving means for moving the irradiation position of the exposure laser beam on the surface of the substrate by the exposure irradiation means relative to the holding base in an orthogonal direction orthogonal to the predetermined movement direction within the virtual one plane. When,
An exposure apparatus comprising: control means for controlling the irradiation position moving means so as to maintain the irradiation position of the exposure laser beam on the holding table at a predetermined position with respect to the orthogonal direction.
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする請求項1記載の露光装置。 A holding table displacement amount detecting means for detecting a displacement amount of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting means;
The control means controls the irradiation position moving means so as to suppress the displacement of the irradiation position of the exposure laser beam with respect to the holding table in the orthogonal direction based on the amount of displacement of the holding table by the holding table displacement detection means. 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is controlled.
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量と照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量とに基づいて、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることによって、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする請求項2記載の露光装置。 An irradiation displacement amount detecting means for detecting a displacement amount in the orthogonal direction of the irradiation means for exposure with respect to the mounting means;
The control means is for exposure relative to the mounting means in the orthogonal direction based on the displacement amount of the holding base by the holding base displacement amount detection means and the displacement amount of the exposure irradiation means by the irradiation displacement amount detection means. 3. The exposure according to claim 2, wherein the irradiation position moving means is controlled so as to suppress a displacement of the irradiation position of the exposure laser beam with respect to the holding table in the orthogonal direction by moving the irradiation means. apparatus.
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、搭載手段に対する保持台の前記直交方向への変位を抑制するとともに、照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする請求項2記載の露光装置。 An irradiation displacement amount detecting means for detecting a displacement amount in the orthogonal direction of the irradiation means for exposure with respect to the mounting means;
The control unit suppresses the displacement of the holding table in the orthogonal direction with respect to the mounting unit based on the amount of displacement of the holding table by the holding table displacement detection unit, and the displacement of the exposure irradiation unit by the irradiation displacement amount detection unit. 3. An exposure apparatus according to claim 2, wherein the irradiation position moving means is controlled so as to suppress displacement of the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction based on the amount.
保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に露光用レーザ光を照射する露光用照射手段と、
露光用照射手段を搭載する搭載手段と、
搭載手段に対して前記基板の表面に平行な仮想一平面内で所定の移動方向に相対的に保持台を移動させる駆動手段と、
搭載手段に対する露光用照射手段の前記仮想一平面で前記所定の移動方向に直交する直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段と、
露光用照射手段を搭載手段に対して前記直交方向に相対的に移動させる照射位置移動手段と、
照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする露光装置。 A holding table for holding a substrate to be exposed;
An exposure irradiation means for irradiating the exposure laser beam perpendicularly to the surface of the substrate held by the holding table;
Mounting means for mounting the irradiation means for exposure;
Drive means for moving the holding base relative to the mounting means in a predetermined movement direction within a virtual plane parallel to the surface of the substrate;
An irradiation displacement amount detection means for detecting a displacement amount in an orthogonal direction orthogonal to the predetermined movement direction on the virtual one plane of the exposure irradiation means relative to the mounting means;
An irradiation position moving means for moving the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction;
Control means for controlling the irradiation position moving means so as to suppress the displacement of the exposure irradiation means relative to the mounting means in the orthogonal direction based on the displacement amount of the exposure irradiation means by the irradiation displacement amount detection means. An exposure apparatus characterized by the above.
前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用対物レンズを移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする請求項2記載の露光装置。 The exposure irradiation means is provided in the mounting means, and the exposure laser light generating element for generating the exposure laser light and the mounting means is provided movably in the orthogonal direction, and the exposure laser light generating element is generated. An exposure objective lens for condensing the exposure laser beam,
The irradiation position moving means moves the exposure objective lens relatively in the orthogonal direction with respect to the holding table by moving the exposure objective lens in the orthogonal direction relative to the mounting means. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the exposure apparatus is moved.
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量とレンズ変位量検出手段による露光用対物レンズの変位量とに基づいて、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用対物レンズを移動させることによって、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする請求項8記載の露光装置。 A lens displacement amount detecting means for detecting a displacement amount in the orthogonal direction of the objective lens for exposure with respect to the mounting means;
The control means is for exposure relative to the mounting means in the orthogonal direction based on the displacement amount of the holding base by the holding base displacement amount detection means and the displacement amount of the exposure objective lens by the lens displacement amount detection means. 9. The exposure according to claim 8, wherein the irradiation position moving means is controlled so as to suppress a displacement of the irradiation position of the exposure laser beam with respect to the holding table in the orthogonal direction by moving the objective lens. apparatus.
保持台変位量検出用光学部材は、前記レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であることを特徴とする請求項11記載の露光装置。 The holding table displacement amount detecting means is provided on the holding table or mounting means, provided on the holding table displacement amount detecting optical member whose optical characteristics change in the orthogonal direction, and provided on the mounting means or holding table, The holding table displacement amount detecting irradiation means for irradiating laser light toward the holding table displacement amount detecting optical member, and the laser beam from the holding table displacement amount detecting irradiation means via the holding table displacement amount detecting optical member. Light receiving means for detecting the amount of displacement of the holding base that receives light and outputs a signal corresponding to the amount of light received,
12. The exposure apparatus according to claim 11, wherein the holding table displacement detection optical member is a diffraction grating having the same grating pitch as the lens displacement detection optical member.
第2の保持台変位量検出用光学部材は、前記レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であることを特徴とする請求項11記載の露光装置。 The holding table displacement amount detecting means is provided on the holding table or mounting means, and is provided on a reflecting plate having a reflecting surface perpendicular to the orthogonal direction, and on the mounting means or holding table, and generates laser light. A reflecting plate laser light generating element that emits laser light in the orthogonal direction and a laser beam generated by the reflecting plate laser light generating element, which is provided on the mounting means or the holding base so as to be movable in the orthogonal direction. A reflecting plate objective lens that guides the reflecting plate to the reflecting plate, a reflecting plate objective lens driving unit that moves the reflecting plate objective lens in the orthogonal direction with respect to the mounting means or the holding base, and a reflecting plate laser beam generation Reflecting plate light receiving means for receiving laser light from the element through the reflecting plate and outputting a signal corresponding to the amount of received light, and reflecting plate objective lens driving means based on the signal from the reflecting plate light receiving means. Lens displacement control means for controlling to suppress a change in the distance between the reflector objective lens and the reflector, and a second optical property that changes in the orthogonal direction and moves together with the reflector objective lens. The holding table displacement amount detection optical member, and the second holding table displacement amount detection device that is provided on the mounting means or the holding table and irradiates a laser beam toward the second holding table displacement amount detection optical member. Laser light from the irradiation means and the second holding table displacement amount detection irradiation means is received via the second holding table displacement amount detection optical member, and a signal corresponding to the received light amount is output. And a light receiving means for detecting the displacement of the holding table,
12. The exposure apparatus according to claim 11, wherein the second holding table displacement detection optical member is a diffraction grating having the same grating pitch as the lens displacement detection optical member.
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