JP2010141245A - マスクレス露光装置および基板観察方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)、半導体等の製造に用いるマスクレス露光装置に関し、基板の所定部位を容易に観察することを目的とする。
【解決手段】 基板を支持するステージと、前記基板に投影する露光パターンを生成するパターン生成部と、前記パターン生成部で生成された露光パターンを前記基板に投影する対物レンズと、前記対物レンズを介して前記基板を観察する観察光学系と、前記基板を露光するための制御を行う露光モードと、前記露光モードで露光された前記基板を観察するための制御を行う観察モードとを備えた制御手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)、半導体等の製造に用いるマスクレス露光装置に関する。

近時、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)を用いて露光パターンを生成し、この露光パターンを縮小投影して基板を露光するマスクレス露光装置が開発されている。このような露光装置は、マスクを制作する必要がないため、多種少量生産に適しており、研究開発機関での使用に適している。
特開２００６−２５９１５３号公報

このようなマスクレス露光装置では、高倍、高ＮＡの顕微鏡対物レンズを投影レンズとして使用する場合が多い。従って、ウエハ等の基板上に露光したパターンを、現像後、再び装置に戻して顕微鏡観察することが可能である。

しかしながら、従来のマスクレス露光装置では、顕微鏡観察を行うため、基板の観察位置を対物レンズの光軸上に位置させるのに多大な時間が必要になる。

本発明は、かかる事情に対処してなされたもので、基板の所定部位を容易に観察することができるマスクレス露光装置および基板観察方法を提供することを目的とする。

第１の発明のマスクレス露光装置は、基板を支持するステージと、前記基板に投影する露光パターンを生成するパターン生成部と、前記パターン生成部で生成された露光パターンを前記基板に投影する対物レンズと、前記対物レンズを介して前記基板を観察する観察光学系と、前記基板を露光するための制御を行う露光モードと、前記露光モードで露光された前記基板を観察するための制御を行う観察モードとを備えた制御手段とを有することを特徴とする。

第２の発明のマスクレス露光装置は、第１の発明のマスクレス露光装置において、前記露光パターンを記憶するパターン記憶部をさらに有し、前記パターン記憶部には前記基板の位置を特定するアライメントマークを記憶しており、前記露光モードでは、前記基板の所定位置にアライメントマークを露光する制御と、前記アライメントマークに基づいて前記基板を位置決めして露光パターンを露光する制御とが可能であり、前記観察モードでは、前記アライメントマークの位置に基づいて前記基板を観察位置に移動する制御が可能であることを特徴とする。

第３の発明のマスクレス露光装置は、第２の発明のマスクレス露光装置において、前記パターン記憶部は、ラフアライメントマークとファインアライメントマークとを記憶しており、前記観察モードは、前記ラフアライメントマークに基づいて前記基板のラフアライメントを行った後、前記ファインアライメントマークに基づいて前記基板を観察位置に移動する制御が可能であることを特徴とする。

第４の発明のマスクレス露光装置は、第１ないし第３のいずれか１の発明のマスクレス露光装置において、前記パターン生成部は、反射角変更制御可能なマイクロミラーを複数有するＤＭＤと、前記ＤＭＤに露光光を照射する露光照明光学系とを有することを特徴とする。

第５の発明の基板観察方法は、露光パターンを基板に投影する対物レンズを備えたマスクレス露光装置により露光された基板を、前記マスクレス露光装置に設けられ前記対物レンズを介して前記基板を観察する観察光学系により観察する基板観察方法であって、前記マスクレス露光装置を用いて前記基板の所定位置に予めアライメントマークを形成しておき、前記露光時に前記アライメントマークを基準として前記露光を行い、前記基板の観察時に、前記アライメントマークの位置に基づいて前記基板を観察位置に移動して観察することを特徴とする。

第６の発明の基板観察方法は、第５の発明の基板観察方法において、前記アライメントマークは、ラフアライメントマークとファインアライメントマークとを有し、前記ラフアライメントマークに基づいて前記基板のラフアライメントを行った後、前記ファインアライメントマークに基づいて前記基板を観察位置に移動することを特徴とする。

本発明では、基板の所定部位を容易に観察することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明のマスクレス露光装置の一実施形態を示している。

このマスクレス露光装置は、テーブル１１および本体部１３を有している。テーブル１１は、４本の脚部１５と上板１７とを有している。本体部１３は、底板１９と鏡基２１とを有している。底板１９は、上板１７の上面に除振台２３を介して配置されている。底板１９の上面の中央には、水平方向に移動するＸ−Ｙステージ２３が配置されている。Ｘ−Ｙステージ２３の上面には、上下方向に移動し回転可能なＺθステージ２５が配置されている。Ｚθステージ２５上には、ウエハ等の基板２７が載置可能とされている。

鏡基２１は、４本の脚部２９と水平部３１とを有している。４本の脚部２９は、底板１９の上面に固定されている。水平部３１は空洞になっており、中央の下方には対物レンズ３３が配置されている。対物レンズ３３は、基板２７の上方に位置されている。水平部３１の内部には、観察照明光学系３５が収容されている。水平部３１の上部の片側には、オートフォーカス(ＡＦ)光学系３７、露光光学系(対物レンズ３３を除く)３９が配置されている。露光光学系３９の上方には、筒部４１を介してテレビカメラ４３が配置されている。水平部３１の上部の他側には、接眼部４５が配置されている。

接眼部４５、テレビカメラ４３、本体部１３等を覆って本体カバー４７が配置されている。本体カバー４７の下端は、テーブル１１の上板１７の上面に固定されており、内部は暗室とされている。テーブル１１の上板１７における本体カバー４７の外側の上面には、基板２７にレジストを塗布するスピンコータ４９、基板２７を現像するディベロッパ５１が配置されている。テーブル１１の上板１７の下方には、基板２７のレジストをベーキングするベーキング装置５３が配置されている。

図２は、図１に示したマスクレス露光装置の光学系および制御系の詳細を示している。

マスクレス露光装置は、露光光学系３９、観察光学系５５、オートフォーカス光学系５７を有している。そして、対物レンズ３３が、露光光学系３９と観察光学系５５に共用されている。

露光光学系３９は、露光照明光学系５９、ＤＭＤ６１、第２の対物レンズ６３、ダイクロイックミラー６５，６７，６９、対物レンズ３３を有している。

露光照明光学系５９は、露光光源７１、コレクタレンズ７３を有している。露光光源７１には、ＬＤ、ＬＥＤ、水銀ランプ等が使用される。より具体的には、ｉ線(３６５ｎｍ)、ｇ線(４３６ｎｍ)等の露光光が使用される。コレクタレンズ７３は、露光光源７１からの露光光を集光し、平行光をＤＭＤ６１に照射する。ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)６１は、反射角変更可能であり２次元に配列された多数のマイクロミラーを有している。マイクロミラーを駆動して反射角を変えることで、種々な形状の露光パターンを生成することが可能である。

ＤＭＤ６１で反射された露光パターンを有する露光光は、第２の対物レンズ６３を通りダイクロイックミラー６５で反射される。反射された露光光は、ダイクロイックミラー６７，６９、対物レンズ３３を通り、基板２７上に照射され基板２７に塗布されたレジストが露光される。対物レンズ３３は、例えば１００倍程度の拡大倍率を有しており、対物レンズ３３を通過した露光パターンは、基板２７上に１／１００程度に縮小投影される。なお、対物レンズ３３は、レボルバに支持されており、レボルバを回転することで倍率の異なる複数の対物レンズに交換可能とされている。この実施形態では、１０倍と１００倍の対物レンズを有している。

観察光学系５５は、観察照明光学系７５、対物レンズ３３、ダイクロイックミラー６５，６７，６９、第２の対物レンズ７７、ビームスプリッタ７９、接眼レンズ８１、テレビカメラ４３を有している。

観察照明光学系７５は、光源８３、コレクタレンズ８５、開口絞り(ＡＳ)８７、視野絞り(ＦＳ)８９、コンデンサレンズ９１を有している。光源８３には、白色光を発生する白色光源が使用される。より具体的には、基板２７のレジストを感光しない、例えば波長が５００ｎｍ以上の可視光が使用される。光源からの光は、コレクタレンズ８５、開口絞り(ＡＳ)８７、視野絞り(ＦＳ)８９、コンデンサレンズ９１を通りダイクロイックミラー６９で反射される。反射された光は、対物レンズ３３を通り、基板２７を照明する。基板２７で反射した照明光は、ダイクロイックミラー６５，６７，６９、第２の対物レンズ７７を通りビームスプリッタ７９に導かれる。

ビームスプリッタ７９で反射した光は、接眼部４５の接眼レンズ８１に導かれる。従って、接眼部４５を覗くことで、基板２７を拡大観察することができる。ビームスプリッタ７９を通過した光は、テレビカメラ４３の撮像素子(例えばＣＣＤ)９３に導かれる。撮像素子９３で取得された基板２７の拡大画像は、表示装置１０１の画面に表示される。この表示により基板２７を拡大観察することができる。

オートフォーカス(ＡＦ)光学系５７は、撮像素子(例えばＣＣＤ)９５、結像レンズ９７、ダイクロイックミラー６７を有している。基板２７の像が対物レンズ３３、ダイクロイックミラー６７，６９を介して結像レンズ９７に入射され、撮像素子９５上に結像される。そして、撮像素子９５上への結像状態に基づいて対物レンズ３３のオートフォーカスが行われる。

テレビカメラ４３には、表示装置１０１、画像処理装置１０３が接続されている。表示装置１０１は、テレビカメラ４３で取得された画像を表示する。画像処理装置１０３は、テレビカメラ４３で取得された画像に対してパターンマッチング処理などの画像処理をしてアライメントマークの位置等の演算を行う。画像処理装置１０３は、制御装置１０５に接続されている。

制御装置１０５は、メモリ１０７、ＣＰＵ１０９等を有している。制御装置１０５には、入力装置１１１が接続されている。制御装置１０５は、駆動部１１３を介してＺθステージ２５を駆動する。また、駆動部１１５を介してＸ−Ｙステージ２３を駆動する。制御装置１０５は、露光モードと観察モードとを有している。モードの選択は入力装置１１１からの入力により行われる。露光モードは、基板２７を露光する時に使用されるモードであり、基板２７の所定位置にアライメントマークを露光するモードと、基板２７の後述する露光領域に露光パターンを露光するモードを有している。観察モードは、露光モードで露光された基板２７を観察する時に使用されるモードである。

以下、上述したマスクレス露光装置を用いた基板２７の製造工程を説明する。この製造工程は、図３に示すように、アライメントマーク形成工程(ステップＳ１からステップＳ３)、露光パターン形成工程(ステップＳ４からステップＳ８)、観察工程(ステップＳ９からステップＳ１１)を有している。
(アライメントマーク形成工程)
アライメントマーク形成工程(図３のステップＳ１からステップＳ３)は、基板２７にアライメントマークを形成する工程である。

ステップＳ１：基板２７のプリアライメントを行う。基板２７のプリアライメントは、図４に示すように、Ｚθステージ２５に形成される３本の基準固定ピンＰ１，Ｐ２，Ｐ３に基板２７の外周を軽く当接させることにより行われる。基板２７の基準固定ピンＰ１，Ｐ２，Ｐ３への当接は、位置決めハンマＨで基板２７を軽く叩くことにより行われる。基準固定ピンＰ１には、基板２７の外周が当接される。基準固定ピンＰ２，Ｐ３には、基板２７のオリフラ２７ａが当接される。

ステップＳ２：基板２７にアライメントマークを露光する。

ステップＳ３：基板２７を現像してアライメントマークを形成する。

図５は、製造された基板２７を示している。基板２７のオリフラ２７ａに平行な方向がＸ方向とされ、Ｘ方向に垂直な方向がＹ方向とされている。アライメントマークとして、ラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３とファインアライメントマークＦＭとが形成されている。ラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２は、Ｘ方向に延在する直線状をしており、基板２７のＸ方向に所定間隔をおいてパターン露光領域外に形成されている。ラフアライメントマークＲＭ３は、Ｙ方向に延在する直線状をしており、基板２７のＸ方向の中心から垂直な方向に形成されている。ファインアライメントマークＦＭは、十字状をしており各チップ部Ｃ１〜Ｃ８に対応して形成されている。各チップ部Ｃ１〜Ｃ８には、露光領域Ｒが形成されている。なお、図５において、(Ｘ０，Ｙ０)は基板２７の中心位置の座標である。

図６は、チップ部Ｃ１の詳細を示している。露光領域Ｒには、複数のショット領域Ｓが形成されている。ショット領域Ｓは、ＤＭＤ素子６１の１ショットにより形成される領域であり矩形形状をしている。ショット領域Ｓを複数連続して形成することにより所望のチップが形成される。チップ部Ｃ２〜Ｃ８も同様に形成されている。

図７は、基板２７にアライメントマークを露光するための制御動作を示している。この制御動作は、制御装置１０５に露光モードを設定し、さらに、露光モードからアライメントマークを露光するモードを設定することにより開始される。

ステップＳ２１：制御装置１０５のＣＰＵ１０９は、メモリ１０７から予め設定された各アライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭの位置を読み込む。制御装置１０５には、各アライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭの位置および形状が入力装置１１１を介して予め入力されメモリ１０７に記憶されている。

ステップＳ２２：ＣＰＵ１０９は、読み込まれた１つのアライメントマークの位置が対物レンズ３３の光軸と一致するようにＸ−Ｙステージ２３を駆動する。例えば図５のラフアライメントマークＲＭ１を最初に露光する場合には、そのラフアライメントマークＲＭ１の中心位置が対物レンズ３３の光軸と一致するようにＸ−Ｙステージ２３を移動する。

ステップＳ２３：ＣＰＵ１０９は、ＤＭＤ素子６１にアライメントマークのパターン(メモリ１０７に記憶されている)を形成する。例えば図５のラフアライメントマークＲＭ１を露光する場合には、そのラフアライメントマークＲＭ１の形状に露光パターンを形成する。

ステップＳ２４：ＣＰＵ１０９は、露光照明光学系５９を所定時間オンにして、アライメントマークを基板２７に露光する。例えば図５のラフアライメントマークＲＭ１を露光する。

ステップＳ２５：ＣＰＵ１０９は、全てのアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭを露光したか否かを判断する。すなわち、図５のアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭが、例えばラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３、各チップ部Ｃ１〜Ｃ８のファインアライメントマークＦＭの順で１つずつ露光されるが、全てのアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭが露光された時に、全てのアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭが露光されたと判断する。そして、基板２７にアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭを露光するための制御動作を終了する。一方、全てのアライメントマークが露光されていない場合には、ステップＳ２２からステップＳ２４を繰り返し全てのアライメントマークを露光する。
(露光パターン形成工程)
露光パターン形成工程(図３のステップＳ４からステップＳ８)は、基板２７の露光領域Ｒに露光パターンを形成する工程である。

ステップＳ４：現像によりアライメントマークが形成された基板２７のプリアライメントを行う。基板２７のプリアライメントは、既に述べたステップＳ１と同様にして行う。

ステップＳ５：基板２７のラフアライメントを行う。

ステップＳ６：ラフアライメントの結果に基づいて基板２７とステージの座標系とのアライメントを行い、各ファインアライメントマークＦＭを検出し、基板２７の各ファインアライメントマークＦＭを基準にして各露光領域Ｒへの露光を行う。

ステップＳ７：ステージから基板２７を取り去り、基板２７を現像する。

ステップＳ８：現像された基板２７をエッチングする。

図８は、基板２７のラフアライメント(ステップＳ５)および露光領域Ｒへの露光(ステップＳ６)のための制御動作を示している。この制御動作は、制御装置１０５に露光モードを設定し、さらに、露光モードから露光領域Ｒに露光するモードを設定することにより開始される。

ステップＳ３１：制御装置１０５のＣＰＵ１０９は、メモリ１０７から基板２７に形成された各アライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭの位置を読み込む。制御装置１０５のメモリ１０７には、前述したアライメントマーク形成工程(ステップＳ１からステップＳ３)でアライメントマークを形成した基板２７の番号が記憶されている。そして、基板２７の番号に対応して基板２７の各アライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭのプリアライメント後を基準とした位置が記憶されている。従って、入力装置１１１から基板２７の番号を入力すると基板２７のアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭの位置が読み込まれる。

ステップＳ３２：ＣＰＵ１０９は、基板２７に形成されるラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３に基づいてラフアライメントを行う。ラフアライメントは、基板２７のラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３を観察光学系５５を介してテレビカメラ４３により撮像し、撮像された画像を画像処理装置１０３で処理(パターンマッチング等)することにより行われる。この時には、観察光学系５５の対物レンズ３３として、例えば１０倍の倍率の対物レンズが用いられる。

ラフアライメントでは、先ず、図９に示すように、基板２７のＸ方向の両側に形成されるラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２を画像処理してラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２により傾きθが求められる。そして、ラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２の傾きθに基づいて、ラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２の長手方向の中心線がＹ０を通るＸ方向の線分上に位置するようにＺθステージ２５が回転される。次に、基板２７のＹ方向の上側に形成されるラフアライメントマークＲＭ３を画像処理してラフアライメントマークＲＭ３の位置が求められる。そして、ラフアライメントマークＲＭ３の位置に基づいて、ラフアライメントマークＲＭ３がＸ０を通りＸ方向と垂直な線分上に位置するようにＸ−Ｙステージ２３が駆動される。なお、図９において、(Ｘ０，Ｙ０)は基板２７の中心位置の座標である。これにより基板２７の座標系とＸ−Ｙステージの相関が求まり、所謂アライメントがなされる。

ステップＳ３３：読み込まれた１つのファインアライメントマークＦＭの位置にステージを駆動する。例えば図５のチップ部Ｃ１の露光領域Ｒを最初に露光する場合には、そのチップ部Ｃ１のファインアライメントマークＦＭの位置が対物レンズ３３の光軸と一致するようにＸ−Ｙステージ２３を移動する。この移動は、メモリ１０７に記憶されているチップ部Ｃ１のファインアライメントマークＦＭの位置が対物レンズ３３の光軸と一致するようにＸ−Ｙステージ２３を駆動することにより行われる。

ステップＳ３４：ファインアライメントマークＦＭを基準にして、露光領域Ｒの露光位置までＸ−Ｙステージ２３を駆動する。例えば図６のチップ部Ｃ１の各ショット領域Ｓの座標は、ファインアライメントマークＦＭを基準にしてオフセット値(ｘ，ｙ)として設定されている。各ショット領域Ｓを露光する場合には、ファインアライメントマークＦＭの位置を基準にしてそのオフセット値(ｘ，ｙ)だけＸ−Ｙステージ２３を移動する。ファインアライメントマークＦＭの正確な位置は、ファインアライメントマークＦＭを観察光学系５５を介してテレビカメラ４３により撮像し、撮像された画像を画像処理装置１０３で処理(パターンマッチング等)することにより求められる。この時には、観察光学系５５の対物レンズ３３として、例えば１００倍の倍率の対物レンズ３３が用いられる。

ステップＳ３５：ＣＰＵ１０９は、ＤＭＤ素子６１にショット領域Ｓへの露光パターンを形成する。

ステップＳ３６：ＣＰＵ１０９は、露光照明光学系５９を所定時間オンにして、露光パターンをショット領域Ｓに露光する。

ステップＳ３７：ＣＰＵ１０９は、１つのチップ部Ｃ１〜Ｃ８の露光領域Ｒに全ての露光パターンを露光したか否かを判断する。すなわち、例えば図６のチップ部Ｃ１のショット領域Ｓにそれぞれ露光パターンが１つずつ露光されるが、全てのショット領域Ｓに露光パターンが露光された時に、全ての露光パターンが露光されたと判断する。そして、チップ部Ｃ１に露光パターンを露光するための制御動作を終了し、チップ部Ｃ２に露光パターンを露光するための制御動作に入る。一方、チップ部Ｃ１の全てのショット領域Ｓが露光されていない場合には、ステップＳ３３からステップＳ３６を繰り返し全てのショット領域Ｓを露光する。

ステップＳ３８：ＣＰＵ１０９は、全てのチップ部Ｃ１〜Ｃ８の露光領域Ｒに露光パターンを露光したか否かを判断する。すなわち、例えば図５の各チップ部Ｃ１〜Ｃ８の露光領域Ｒに露光パターンが露光されるが、全てのチップ部Ｃ１〜Ｃ８の露光領域Ｒに露光パターンが露光された時に、全てのチップ部Ｃ１〜Ｃ８の露光領域Ｒに露光されたと判断する。そして、基板２７に露光パターンを露光するための制御動作を終了する。一方、全てのチップ部Ｃ１〜Ｃ８が露光されていない場合には、ステップＳ３３からステップＳ３７を繰り返し全てのチップ部Ｃ１〜Ｃ８を露光する。
(観察工程)
観察工程(図３のステップＳ９からステップＳ１１)は、基板２７に形成されたパターンを観察する工程である。

ステップＳ９：基板２７のプリアライメントを行う(ステップＳ４と同様)。

ステップＳ１０：基板２７のラフアライメントを行う(ステップＳ５と同様)。

ステップＳ１１：基板２７の各ファインアライメントマークＦＭを基準にして各露光領域Ｒを観察する。

図１０は、基板２７の各露光領域Ｒの観察のための制御動作を示している。この制御動作は、制御装置１０５に観察モードを設定することにより開始される。

ステップＳ４１：制御装置１０５のＣＰＵ１０９は、メモリ１０７から基板２７に形成された各アライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭの位置を読み込む。制御装置１０５のメモリ１０７には、前述したアライメントマーク形成工程(図３のステップＳ１からステップＳ３)でアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭを形成した基板２７の番号が記憶されている。そして、基板２７の番号に対応して基板２７の各アライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭの位置が記憶されている。従って、入力装置１１１から基板２７の番号を入力すると基板２７のアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭの位置が読み込まれる。

ステップＳ４２：ＣＰＵ１０９は、基板２７に形成されるラフアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３に基づいてラフアライメントを行う。ラフアライメントは、上述したステップＳ３２(図８に示す)と同様にして行われる。

ステップＳ４３：ＣＰＵ１０９は、観察位置を読み込む。観察位置は、観察者により入力装置１１１から入力される。観察位置は、チップ部Ｃ１〜Ｃ８の番号、および、そのチップ部Ｃ１〜Ｃ８のファインアライメントマークＦＭからのオフセット値(ｘ，ｙ)を入力することにより行われる。観察位置には、例えば図１１の(ａ)、(ｂ)に示すように、ショット領域Ｓの間のラインＬ１，Ｌ２の接続部が選択される。正常な接続がなされているか否かを観察するためである。この実施形態では、複数の観察位置を同時に入力することができる。なお、観察位置はパターンの設計情報から自動的に算出して外部コンピュータから入力装置１１１を介して入力しても良い。

ステップＳ４４：読み込まれた１つのチップ部Ｃ１〜Ｃ８のファインアライメントマークＦＭの位置にステージを駆動する。この移動は、メモリ１０７に記憶されているファインアライメントマークＦＭの位置が対物レンズ３３の光軸と一致するようにＸ−Ｙステージ２３を駆動することにより行われる。

ステップＳ４５：ファインアライメントマークＦＭを基準にして、露光領域Ｒの観察位置までステージを駆動する。すなわち、ファインアライメントマークＦＭの位置を基準にしてオフセット値(ｘ，ｙ)だけＸ−Ｙステージ２３を移動する。例えば図６のチップ部Ｃ１においてオフセット値として(ｘ１，ｙ１)が設定されている場合には、ファインアライメントマークＦＭの位置を基準にしてそのオフセット値(ｘ１，ｙ１)だけＸ−Ｙステージ２３を移動する。ファインアライメントマークＦＭの正確な位置は、ファインアライメントマークＦＭを観察光学系５５を介してテレビカメラ４３により撮像し、撮像された画像を画像処理装置１０３で処理することにより求められる。この時には、観察光学系５５の対物レンズ３３として、例えば１００倍の倍率の対物レンズ３３が用いられる。

ステップＳ４６：観察画像を表示装置１０１に表示する。露光領域Ｒの観察位置の画像を表示装置１０１に表示する。観察光学系５５の対物レンズ３３として、例えば１００倍の倍率の対物レンズ３３を用いた時の画像が表示装置１０１に表示される。観察者は、表示装置１０１を見ながら観察を行う。観察の終了後に、観察の終了を入力装置１１１に入力する。

ステップＳ４７：入力装置１１１に観察の終了が入力されたか否かを判断する。入力されない場合には入力されるまで待つ。

ステップＳ４８：ＣＰＵ１０９は、観察の終了が入力された場合には、全ての観察位置の観察を終了したか否かを判断する。すなわち、ＣＰＵ１０９は、例えば観察位置が入力されている順に表示装置１０１に表示し、観察の終了の入力により次の観察位置に表示を切り替える。そして、全ての観察位置の観察を終了した時に制御動作を終了する。

上述した実施形態では、制御装置１０５に、基板２７を露光するための制御を行う露光モードと、露光モードで露光された基板２７を観察するための制御を行う観察モードとを設けたので、露光モードにより基板２７を容易，確実に露光することができ、また、観察モードにより露光モードで露光された基板２７の所定部位を容易に観察することができる。

また、マスクレス露光装置を用いて基板２７の所定位置に予めアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭを形成しておき、基板２７の観察時に、アライメントマークＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３，ＦＭの位置に基づいて基板２７を観察位置に移動して観察するようにしたので、基板２７の所定部位を容易，確実に観察することができる。

そして、露光モードによる露光と観察モードによる観察に、同一のマスクレス露光装置を用いるようにしたので、露光時と観察時にステージ、対物レンズ３３等が同一になり仮にステージ駆動の走りや直交度等に誤差があっても露光モード時と観察モード時で座標系を一致させることができるので観察精度を高めることができる。

(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

(１)上述した実施形態では、ＤＭＤ素子６１により露光パターンを生成した例について説明したが、例えば、画面を細かく分割し透過率を制御する液晶表示素子等の空間変調器を用いても良い。

(２)上述した実施形態では、観察光学系５５に接眼部４５およびテレビカメラ４３を設けた例について説明したが、いずれか一方のみを設けても良い。

本発明のマスクレス露光装置の一実施形態を示す外観図である。 図１のマスクレス露光装置の光学系と制御系とを示す説明図である。 図１のマスクレス露光装置を用いた基板の製造方法を示す説明図である。 プリアライメント方法を示す説明図である。 製造された基板を示す説明図である。 図５のチップ部を拡大して示す説明図である。 基板にアライメントマークを露光するための制御動作を示す説明図である。 基板のラフアライメントおよび露光領域への露光のための制御動作を示す説明図である。 ラフアライメント方法を示す説明図である。 基板の各露光領域の観察のための制御動作を示す説明図である。 ショット領域の接続部を示す説明図である。

符号の説明

２３…Ｘ−Ｙステージ、２５…Ｚθステージ、２７…基板、３３…対物レンズ、３９…露光光学系、５５…観察光学系、５９…露光照明光学系、６１…ＤＭＤ素子、７５…観察照明光学系、１０３…画像処理装置、１０５…制御装置。

Claims (6)

1. 基板を支持するステージと、
   前記基板に投影する露光パターンを生成するパターン生成部と、
   前記パターン生成部で生成された露光パターンを前記基板に投影する対物レンズと、
   前記対物レンズを介して前記基板を観察する観察光学系と、
   前記基板を露光するための制御を行う露光モードと、前記露光モードで露光された前記基板を観察するための制御を行う観察モードとを備えた制御手段と、
   を有することを特徴とするマスクレス露光装置。
2. 請求項１記載のマスクレス露光装置において、
   前記露光パターンを記憶するパターン記憶部をさらに有し、
   前記パターン記憶部には前記基板の位置を特定するアライメントマークを記憶しており、 前記露光モードでは、前記基板の所定位置にアライメントマークを露光する制御と、前記アライメントマークに基づいて前記基板を位置決めして露光パターンを露光する制御とが可能であり、
   前記観察モードでは、前記アライメントマークの位置に基づいて前記基板を観察位置に移動する制御が可能であることを特徴とするマスクレス露光装置。
3. 請求項２記載のマスクレス露光装置において、
   前記パターン記憶部は、ラフアライメントマークとファインアライメントマークとを記憶しており、前記観察モードは、前記ラフアライメントマークに基づいて前記基板のラフアライメントを行った後、前記ファインアライメントマークに基づいて前記基板を観察位置に移動する制御が可能であることを特徴とするマスクレス露光装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のマスクレス露光装置において、
   前記パターン生成部は、
   反射角変更制御可能なマイクロミラーを複数有するＤＭＤと、
   前記ＤＭＤに露光光を照射する露光照明光学系と、
   を有することを特徴とするマスクレス露光装置。
5. 露光パターンを基板に投影する対物レンズを備えたマスクレス露光装置により露光された基板を、前記マスクレス露光装置に設けられ前記対物レンズを介して前記基板を観察する観察光学系により観察する基板観察方法であって、
   前記マスクレス露光装置を用いて前記基板の所定位置に予めアライメントマークを形成しておき、前記露光時に前記アライメントマークを基準として前記露光を行い、前記基板の観察時に、前記アライメントマークの位置に基づいて前記基板を観察位置に移動して観察することを特徴とする基板観察方法。
6. 請求項５記載の基板観察方法において、
   前記アライメントマークは、ラフアライメントマークとファインアライメントマークとを有し、前記ラフアライメントマークに基づいて前記基板のラフアライメントを行った後、前記ファインアライメントマークに基づいて前記基板を観察位置に移動することを特徴とする基板観察方法。
   

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