JP2014081452A - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、例えば一方向に移動する可撓性の感応基板にパターンを走査露光する露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an exposure apparatus that scans and exposes a pattern on, for example, a flexible sensitive substrate that moves in one direction.
従来、フレキシブルな高分子シート上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法でパターニングすることにより、有機EL素子、液晶表示素子などの表示素子(電子デバイス)を製造する手法が考案されている。このフォトリソグラフィ工程において用いられる露光装置として、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)で搬送される帯状の可撓性の感応基板(感光性のシート基板)にマスクのパターンを転写する露光装置(以下、ロール・ツー・ロール型の露光装置という)が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, a method of manufacturing a display element (electronic device) such as an organic EL element or a liquid crystal display element by patterning a transparent thin film electrode on a flexible polymer sheet by a photolithography technique has been devised. As an exposure apparatus used in this photolithography process, an exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a strip-like flexible sensitive substrate (photosensitive sheet substrate) conveyed by roll-to-roll (Roll to Roll). Hereinafter, a roll-to-roll type exposure apparatus) has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載された露光装置では、軸線廻りに回転する円筒状のマスクの外周面に設けられたパターンを、円筒面に沿ってその円周方向へ搬送される感応基板上の露光領域に露光している。 In the exposure apparatus described in Patent Document 1, a pattern provided on the outer peripheral surface of a cylindrical mask that rotates about an axis line is applied to an exposure region on a sensitive substrate that is transported in the circumferential direction along the cylindrical surface. It is exposed.
ロール・ツー・ロール型の露光装置として、例えば第1軸線廻りに回転する円柱状(または円筒状)のマスクの外周面のパターン領域に設けられたパターンを、第2軸線廻りに回転するドラムの一部に巻き付けられて一方向に移動する可撓性の感応基板上の露光領域に走査露光する構成が考えられる。この場合、感応基板上の露光領域においてパターンを高精度に重ね合わせるために、第1軸線廻りに回転するマスクと第2軸線廻りに回転するドラムとの位置合わせを高精度に行うことが求められる。 As a roll-to-roll type exposure apparatus, for example, a pattern provided in a pattern area on the outer peripheral surface of a columnar (or cylindrical) mask that rotates around a first axis is used as a drum that rotates around a second axis. A configuration is conceivable in which scanning exposure is performed on an exposure region on a flexible sensitive substrate that is wound around a part and moves in one direction. In this case, in order to superimpose the pattern with high accuracy in the exposure area on the sensitive substrate, it is required to align the mask rotating around the first axis and the drum rotating around the second axis with high accuracy. .
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、第1軸線廻りに回転するマスクと第2軸線廻りに回転するドラムとの位置合わせを高精度に行うことのできる露光装置、およびデバイス製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an exposure apparatus and device capable of highly accurately aligning a mask rotating around a first axis and a drum rotating around a second axis. An object is to provide a manufacturing method.
前記課題を解決するために、第1形態では、第1軸線廻りに回転する円柱状または円筒状のマスクの外周面のパターン領域に設けられたパターンを、第2軸線廻りに回転するドラムの一部に巻き付けられて一方向に移動する可撓性の感応基板上の露光領域に走査露光する露光装置であって、
前記マスクの外周面において前記パターン領域の両側には、円周方向に沿って複数の第1基準マークが設けられ、
前記ドラムの外周面には、前記複数の第1基準マークに対応するように複数の第2基準マークが円周方向に沿って設けられ、
露光光により前記マスクの外周面上に照明領域を形成する照明系と、
前記照明領域内のパターンの像を前記感応基板上の結像領域に形成する投影光学系と、
前記照明系により照明された前記第1基準マークからの光が前記投影光学系を介して前記ドラムの外周面で反射された後に前記投影光学系を介して形成する前記第1基準マークの像と、前記照明系により前記投影光学系を介して照明された前記第2基準マークからの光が前記投影光学系を介して形成する前記第2基準マークの像とを共に検出する第1検出系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
In order to solve the above-described problem, in the first embodiment, a pattern provided in a pattern region on the outer peripheral surface of a columnar or cylindrical mask that rotates around the first axis is used as a drum that rotates around the second axis. An exposure apparatus that scans and exposes an exposure area on a flexible sensitive substrate that is wound around a part and moves in one direction,
A plurality of first reference marks are provided along the circumferential direction on both sides of the pattern region on the outer peripheral surface of the mask,
On the outer peripheral surface of the drum, a plurality of second reference marks are provided along the circumferential direction so as to correspond to the plurality of first reference marks,
An illumination system for forming an illumination area on the outer peripheral surface of the mask by exposure light;
A projection optical system for forming an image of a pattern in the illumination area on an imaging area on the sensitive substrate;
An image of the first fiducial mark formed via the projection optical system after light from the first fiducial mark illuminated by the illumination system is reflected by the outer peripheral surface of the drum via the projection optical system; A first detection system that detects both the image of the second reference mark formed by the light from the second reference mark illuminated by the illumination system via the projection optical system and the projection optical system; An exposure apparatus is provided.
第2形態では、第1軸線廻りに回転する円柱状または円筒状のマスクの外周面のパターン領域に設けられたパターンを、支持部材の円筒面状または平面状の支持面によって支持された状態で長尺方向に移動する可撓性の感応基板上の露光領域に走査露光する露光装置であって、
前記マスクの外周面において前記パターン領域の両側には、円周方向に沿って複数の第1アライメントマークが設けられ、
前記感応基板上の前記露光領域の外側には、前記複数の第1アライメントマークに対応するように複数の第2アライメントマークが前記感応基板の長尺方向に沿って形成されており、
露光光により前記マスクの外周面上に照明領域を形成する照明系と、
前記照明領域内のパターンの像を前記感応基板上の結像領域に形成する投影光学系と、
前記照明系により照明された前記第1アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して前記感応基板で反射された後に前記投影光学系を介して形成する前記第1アライメントマークの像と、前記照明系により前記投影光学系を介して照明された前記第2アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して形成する前記第2アライメントマークの像とを共に検出する第2検出系とを備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
In the second mode, the pattern provided in the pattern area on the outer peripheral surface of the columnar or cylindrical mask rotating around the first axis is supported by the cylindrical or planar support surface of the support member. An exposure apparatus that scans and exposes an exposure area on a flexible sensitive substrate that moves in a longitudinal direction,
A plurality of first alignment marks are provided along the circumferential direction on both sides of the pattern region on the outer peripheral surface of the mask,
Outside the exposure area on the sensitive substrate, a plurality of second alignment marks are formed along the longitudinal direction of the sensitive substrate so as to correspond to the plurality of first alignment marks,
An illumination system for forming an illumination area on the outer peripheral surface of the mask by exposure light;
A projection optical system for forming an image of a pattern in the illumination area on an imaging area on the sensitive substrate;
An image of the first alignment mark formed via the projection optical system after light from the first alignment mark illuminated by the illumination system is reflected by the sensitive substrate via the projection optical system; A second detection system for detecting together the image of the second alignment mark formed by the light from the second alignment mark illuminated via the projection optical system by the illumination system via the projection optical system; An exposure apparatus is provided.
第3形態では、第1形態または第2形態の露光装置を用いて、所定のパターンを基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
In the third mode, using the exposure apparatus of the first mode or the second mode, exposing a predetermined pattern on the substrate;
Developing the substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the substrate;
And processing the surface of the substrate through the mask layer. A device manufacturing method is provided.
本発明の一形態によれば、第1軸線廻りに回転するマスクと第2軸線廻りに回転するドラムとの位置合わせを高精度に行うことができ、ひいてはドラムの一部に巻き付けられて一方向に移動する可撓性の感応基板上の露光領域においてパターンを高精度に重ね合わせることができる。 According to one aspect of the present invention, the mask rotating around the first axis and the drum rotating around the second axis can be aligned with high precision, and as a result, wound around a part of the drum and applied in one direction. The pattern can be superimposed with high accuracy in the exposure area on the flexible sensitive substrate that moves to the right.
以下、実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図1では、その紙面における鉛直方向すなわち投影光学系PLの入射側(マスクM側)の光軸AX1および射出側(ドラムRL側)の光軸AX2の方向にZ軸を、図1の紙面における水平方向にX軸を、図1の紙面に垂直な方向にY軸を設定している。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the Z axis in the vertical direction on the paper surface, that is, the optical axis AX1 on the incident side (mask M side) and the optical axis AX2 on the emission side (drum RL side) of the projection optical system PL, The X axis is set in the horizontal direction, and the Y axis is set in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
本実施形態の露光装置は、Y方向に沿った軸線Maを中心として、図1中のXZ面内で、反時計廻りに回転する円柱状(または円筒状)の反射型マスクMと、光源LSからの光によりマスクMの外周面上に照明領域を形成する照明系ILと、マスクMのパターンの像を帯状の可撓性の感応基板であるシート基板SH上に形成する投影光学系PLと、シート基板SHを保持した状態でY方向に沿った軸線RLaを中心として図1中時計廻りに回転する円柱状(または円筒状)のドラム(ローラー)RLと、中心軸線Ma廻りにマスクMを回転駆動する第1駆動系DR1と、中心軸線RLa廻りにドラムRLを回転駆動する第2駆動系DR2と、駆動系DR1,DR2等の動作を統括的に制御する制御系CRとを備えている。 The exposure apparatus of the present embodiment includes a columnar (or cylindrical) reflective mask M that rotates counterclockwise in the XZ plane in FIG. 1 about an axis Ma along the Y direction, and a light source LS. An illumination system IL that forms an illumination area on the outer peripheral surface of the mask M with light from the projection optical system PL that forms an image of the pattern of the mask M on a sheet substrate SH that is a strip-like flexible sensitive substrate; A cylindrical (or cylindrical) drum (roller) RL that rotates clockwise around the axis RLa along the Y direction while holding the sheet substrate SH, and a mask M around the central axis Ma. A first drive system DR1 for rotational drive, a second drive system DR2 for rotationally driving the drum RL around the central axis line RLa, and a control system CR for comprehensively controlling the operation of the drive systems DR1, DR2, etc. .
シート基板SHは、フォトレジスト(感光材料)が塗布されたフレキシブルな(可撓性を有する)帯状の高分子シートである。シート基板SHは、ドラムRLの外周面である円筒面に当接した状態で且つ円筒面に沿って滑動しないように保持されている。その結果、シート基板SHは、ドラムRLの軸線RLa廻りの回転に伴って円筒面の円周方向に移動する。換言すれば、シート基板SHは、軸線RLa廻りに回転するドラムRLの一部に巻き付けられて一方向に移動する。 The sheet substrate SH is a flexible (flexible) band-shaped polymer sheet coated with a photoresist (photosensitive material). The sheet substrate SH is held in contact with the cylindrical surface that is the outer peripheral surface of the drum RL so as not to slide along the cylindrical surface. As a result, the sheet substrate SH moves in the circumferential direction of the cylindrical surface with the rotation of the drum RL around the axis RLa. In other words, the sheet substrate SH is wound around a part of the drum RL that rotates around the axis RLa and moves in one direction.
照明系ILには、光源LSから露光用の照明光(露光光)が供給される。露光光として、例えば、超高圧水銀ランプの射出光から選択されたi線(波長365nm)の光、YAGレーザの3倍高調波(波長355nm)よりなるパルス光、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などを用いることができる。照明系ILは、複数のレンズ、s偏光生成用の偏光子などを有し、光源LSより供給された光から生成したs偏光の照明光をX方向に沿って射出する。 Illumination light (exposure light) for exposure is supplied from the light source LS to the illumination system IL. As exposure light, for example, light of i-line (wavelength 365 nm) selected from light emitted from an ultra-high pressure mercury lamp, pulsed light composed of third harmonic of YAG laser (wavelength 355 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) Etc. can be used. The illumination system IL includes a plurality of lenses, a polarizer for generating s-polarized light, and the like, and emits s-polarized illumination light generated from the light supplied from the light source LS along the X direction.
照明系ILからX方向に沿って射出されたs偏光の照明光は、投影光学系PLの入射側の光軸AX1上に配置された偏光ビームスプリッターPBSでZ方向へ反射され、1/4波長板WCを経てs偏光から円偏光になり、マスクMの外周面上においてY方向に延びる帯状の照明領域IRを形成する。すなわち、照明領域IRは、マスクMの外周面である円筒面に沿った面形状を有する。円柱状(または円筒状)の形態を有するマスクMの外周面には、シート基板SHに転写すべきパターン、すなわち有機EL素子、液晶表示素子などの電子デバイス用のパターンが設けられている。マスクMの外周面に設けられる転写パターンは、例えば多層膜により形成されて高反射部と低反射部とからなるパターンである。 The s-polarized illumination light emitted from the illumination system IL along the X direction is reflected in the Z direction by the polarization beam splitter PBS disposed on the optical axis AX1 on the incident side of the projection optical system PL, and is ¼ wavelength. From the s-polarized light to the circularly-polarized light through the plate WC, a strip-shaped illumination region IR extending in the Y direction on the outer peripheral surface of the mask M is formed. That is, the illumination region IR has a surface shape along a cylindrical surface that is the outer peripheral surface of the mask M. A pattern to be transferred to the sheet substrate SH, that is, a pattern for an electronic device such as an organic EL element or a liquid crystal display element is provided on the outer peripheral surface of the mask M having a columnar (or cylindrical) form. The transfer pattern provided on the outer peripheral surface of the mask M is a pattern formed of, for example, a multilayer film and including a high reflection portion and a low reflection portion.
図2は、マスクMの外周面をXY平面に沿った平面状に展開して示す図である。図2に示すように、Z方向から見た照明領域IRは、Y方向に沿って長辺を有しX方向に沿って短辺を有する矩形状の外形を有する。マスクMの外周面において、パターンが設けられたパターン領域PAの両側には、円周方向(図2中水平方向)に沿って複数のマスク基準マーク11および12が設けられている。図2では、単純な例として、パターン領域PAの+Y方向側に5つのマスク基準マーク11が間隔を隔てて設けられ、パターン領域PAの−Y方向側に5つのマスク基準マーク12が間隔を隔てて設けられている。 FIG. 2 is a diagram showing the outer peripheral surface of the mask M developed in a planar shape along the XY plane. As shown in FIG. 2, the illumination region IR viewed from the Z direction has a rectangular outer shape having long sides along the Y direction and short sides along the X direction. On the outer peripheral surface of the mask M, a plurality of mask reference marks 11 and 12 are provided along the circumferential direction (horizontal direction in FIG. 2) on both sides of the pattern area PA where the pattern is provided. In FIG. 2, as a simple example, five mask reference marks 11 are provided at intervals on the + Y direction side of the pattern area PA, and five mask reference marks 12 are spaced on the −Y direction side of the pattern area PA. Is provided.
また、マスクMの外周面において、パターン領域PAと一群のマスク基準マーク11との間には円周方向に沿って複数のマスクアライメントマーク13が設けられ、パターン領域PAと一群のマスク基準マーク12との間には円周方向に沿って複数のマスクアライメントマーク14が設けられている。図2では、単純な例として、パターン領域PAの+Y方向側に5つのマスクアライメントマーク13が間隔を隔てて設けられ、パターン領域PAの−Y方向側にマスクアライメントマーク14が間隔を隔てて設けられている。 On the outer peripheral surface of the mask M, a plurality of mask alignment marks 13 are provided along the circumferential direction between the pattern area PA and the group of mask reference marks 11, and the pattern area PA and the group of mask reference marks 12. A plurality of mask alignment marks 14 are provided along the circumferential direction. In FIG. 2, as a simple example, five mask alignment marks 13 are provided at intervals on the + Y direction side of the pattern area PA, and mask alignment marks 14 are provided at intervals on the −Y direction side of the pattern area PA. It has been.
さらに、マスクMの外周面において、パターン領域PAの外側には、中心軸線Maの方向すなわちY方向に沿って第1群のマスクアライメントマーク15および第2群のマスクアライメントマーク16が設けられている。図2では、単純な例として、Y方向に沿って3つのマスクアライメントマーク16が間隔を隔てて設けられ、第2群のマスクアライメントマーク16とパターン領域PAとの間にはY方向に沿って3つのマスクアライメントマーク15が設けられている。 Further, on the outer peripheral surface of the mask M, a first group of mask alignment marks 15 and a second group of mask alignment marks 16 are provided outside the pattern area PA along the direction of the central axis Ma, that is, the Y direction. . In FIG. 2, as a simple example, three mask alignment marks 16 are provided at intervals along the Y direction, and between the second group of mask alignment marks 16 and the pattern area PA, along the Y direction. Three mask alignment marks 15 are provided.
図2に示すように、Y方向に沿った帯状の照明領域IRは、例えば光軸AX1を中心として、マスク基準マーク11および12を照明するように形成される。マスクMの外周面に設けられるマーク11〜16として、外周面が鏡面状である場合には、彫り込み型の位相マーク(凹凸パターン)などを用いることができる。あるいは、マーク11〜16として、ガラス基板製の埋め込み型の明暗マーク(Crパターンなど)または位相マークなどを用いることができる。マスクMの外周面に設けられるマーク11〜16の形態、数、配置などについては、様々な形態が可能である。
As shown in FIG. 2, the strip-shaped illumination region IR along the Y direction is formed so as to illuminate the mask reference marks 11 and 12 around the optical axis AX1, for example. As the
パターン領域PA内のパターンのうち、照明領域IRにより照明されたパターンからの反射光は、1/4波長板WCを経て円偏光からp偏光になり、偏光ビームスプリッターPBSを透過し、例えば2回結像型の反射屈折光学系として構成された投影光学系PLに入射する。投影光学系PLは、シート基板SH上の結像領域ERに、照明領域IR内のパターンの投影像を形成する。結像領域ERは、照明領域IRと光学的に対応する領域であって、照明領域IRと同様に、円柱状(または円筒状)のドラムRLの外周面である円筒面に沿った面形状を有する。 Of the patterns in the pattern area PA, the reflected light from the pattern illuminated by the illumination area IR changes from circularly polarized light to p-polarized light through the quarter-wave plate WC, and passes through the polarizing beam splitter PBS, for example, twice. The light enters a projection optical system PL configured as an imaging type catadioptric optical system. The projection optical system PL forms a projected image of the pattern in the illumination area IR in the imaging area ER on the sheet substrate SH. The imaging region ER is a region optically corresponding to the illumination region IR, and has a surface shape along the cylindrical surface that is the outer peripheral surface of the columnar (or cylindrical) drum RL, like the illumination region IR. Have.
投影光学系PLの具体的な構成については、様々な形態が可能である。例えば特開2001−215718号公報に開示されているように、所定方向に沿って配列された複数の投影光学ユニットからなる投影光学系を用いて、感光性の基板にパターンを走査露光する構成も可能である。本実施形態の場合には、シート基板SHの移動方向と交差する方向、すなわちドラムRLの中心軸線RLaの方向に沿って複数の投影光学ユニットを配列することができる。ただし、以下の説明では、単一の投影光学系PLを介してシート基板SHにマスクMのパターンを走査露光するものとする。 Various forms of the specific configuration of the projection optical system PL are possible. For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-215718, there is a configuration in which a pattern is scanned and exposed on a photosensitive substrate using a projection optical system including a plurality of projection optical units arranged along a predetermined direction. Is possible. In the case of the present embodiment, a plurality of projection optical units can be arranged along the direction intersecting the moving direction of the sheet substrate SH, that is, the direction of the central axis RLa of the drum RL. However, in the following description, it is assumed that the pattern of the mask M is scanned and exposed on the sheet substrate SH via the single projection optical system PL.
図3は、ドラムRLの外周面およびシート基板SHをXY平面に沿った平面状に展開して示す図である。図3に示すように、軸線RLa廻りに回転するドラムRLの一部に巻き付けられて一方向に移動するシート基板SH上およびドラムRLの外周面上には、例えば投影光学系PLの射出側の光軸AX2を中心としてY方向に沿って帯状に延びる結像領域ERが形成される。投影光学系PLは、シート基板SH上の結像領域ERに照明領域IR内のパターンの投影像および照明領域IR内のマスクアライメントマーク13〜16の像を形成し、ドラムRLの外周面上の結像領域ERに照明領域IR内のマスク基準マーク11,12の像を形成する。 FIG. 3 is a diagram showing the outer peripheral surface of the drum RL and the sheet substrate SH developed in a plane along the XY plane. As shown in FIG. 3, on the sheet substrate SH and the outer peripheral surface of the drum RL that are wound around a part of the drum RL that rotates around the axis RLa and moves in one direction, for example, on the exit side of the projection optical system PL An imaging region ER extending in a band shape along the Y direction around the optical axis AX2 is formed. The projection optical system PL forms a projected image of a pattern in the illumination area IR and an image of the mask alignment marks 13 to 16 in the illumination area IR in the imaging area ER on the sheet substrate SH, and is on the outer peripheral surface of the drum RL. Images of the mask reference marks 11 and 12 in the illumination area IR are formed in the imaging area ER.
投影光学系PLの投影倍率に応じてマスクMの回転とシート基板SHの移動とを同期させることにより、シート基板SH上にはパターン領域PAのY方向寸法に対応する幅を有する露光領域SRに対してマスクパターンが走査露光される。具体的に、マスクMが中心軸線Ma廻りに1回転すると、ドラムRLの外周面に沿って円周方向へ移動するシート基板SH上の第1露光領域SR1には、マスクMのパターン領域PA内のパターンが走査露光により転写される。 By synchronizing the rotation of the mask M and the movement of the sheet substrate SH in accordance with the projection magnification of the projection optical system PL, an exposure region SR having a width corresponding to the dimension in the Y direction of the pattern region PA is formed on the sheet substrate SH. The mask pattern is scanned and exposed. Specifically, when the mask M makes one rotation around the central axis Ma, the first exposure region SR1 on the sheet substrate SH that moves in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the drum RL is included in the pattern region PA of the mask M. The pattern is transferred by scanning exposure.
次いで、マスクMが中心軸線Ma廻りにもう1回転すると、ドラムRLの外周面に沿って円周方向へ移動するシート基板SH上において第1露光領域SR1からシート基板SHの長尺方向(長手方向)に間隔を隔てた第2露光領域SR2にも、パターン領域PA内のパターンが走査露光により転写される。すなわち、制御系CRからの指令にしたがって第1駆動系DR1による中心軸線Ma廻りのマスクMの回転と第2駆動系DR2による円筒面に沿ったシート基板SHの移動とを同期させることにより、ドラムRLの外周面に沿って円周方向へ移動するシート基板SH上には、パターン領域PA内のパターンがそれぞれ転写された複数の露光領域SRがシート基板SHの長尺方向に間隔を隔てて順次形成される。 Next, when the mask M makes another rotation around the central axis Ma, the longitudinal direction (longitudinal direction) of the sheet substrate SH from the first exposure region SR1 on the sheet substrate SH that moves in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the drum RL. The pattern in the pattern area PA is also transferred by the scanning exposure to the second exposure area SR2 which is spaced from each other. That is, in accordance with a command from the control system CR, the rotation of the mask M around the central axis Ma by the first drive system DR1 and the movement of the sheet substrate SH along the cylindrical surface by the second drive system DR2 are synchronized, thereby On the sheet substrate SH that moves in the circumferential direction along the outer peripheral surface of the RL, a plurality of exposure regions SR to which the patterns in the pattern region PA are transferred are sequentially spaced apart in the longitudinal direction of the sheet substrate SH. It is formed.
マスクMの外周面において、その円周方向に沿って間隔を隔てて複数のパターン領域を設けることもできる。この場合、マスクMが中心軸線Ma廻りに所定角度だけ回転する度に、各パターン領域内のパターンが各露光領域に走査露光により転写される。ただし、以下の説明では、マスクMの外周面に単一のパターン領域PAが設けられ、マスクMが中心軸線Ma廻りに1回転する度に、パターン領域PA内のパターンが各露光領域SRに走査露光により転写されるものとする。 On the outer peripheral surface of the mask M, a plurality of pattern regions can be provided at intervals along the circumferential direction. In this case, each time the mask M is rotated by a predetermined angle around the central axis Ma, the pattern in each pattern area is transferred to each exposure area by scanning exposure. However, in the following description, a single pattern area PA is provided on the outer peripheral surface of the mask M, and each time the mask M rotates once around the central axis Ma, the pattern in the pattern area PA scans each exposure area SR. It shall be transferred by exposure.
図3を参照すると、ドラムRLの外周面には、複数のマスク基準マーク11,12に対応するように、複数のドラム基準マーク21,22が円周方向(図3中水平方向)に沿って間隔を隔てて設けられている。また、例えば前回の露光工程などを経て、シート基板SH上の露光領域SR1,SR2の外側には、マスクアライメントマーク13,14に対応するように、複数のシートアライメントマーク23,24がシート基板SHの長尺方向に沿って間隔を隔てて形成されている。さらに、例えば前回の露光工程などを経て、シート基板SH上において隣り合う一対の露光領域SR1とSR2との間には、複数のマスクアライメントマーク15,16に対応するように、複数のシートアライメントマーク25,26がシート基板SHの幅方向(Y方向)に沿って間隔を隔てて形成されている。 Referring to FIG. 3, a plurality of drum reference marks 21, 22 are arranged along the circumferential direction (horizontal direction in FIG. 3) on the outer peripheral surface of the drum RL so as to correspond to the plurality of mask reference marks 11, 12. It is provided at intervals. In addition, for example, after the previous exposure process, a plurality of sheet alignment marks 23 and 24 are formed outside the exposure regions SR1 and SR2 on the sheet substrate SH so as to correspond to the mask alignment marks 13 and 14, respectively. Are formed at intervals along the longitudinal direction. Furthermore, a plurality of sheet alignment marks are provided between the pair of adjacent exposure regions SR1 and SR2 on the sheet substrate SH so as to correspond to the plurality of mask alignment marks 15 and 16 through the previous exposure process, for example. 25 and 26 are formed at intervals along the width direction (Y direction) of the sheet substrate SH.
ドラムRLの外周面に設けられるドラム基準マーク21,22として、外周面が鏡面状である場合には、彫り込み型の位相マーク(凹凸パターン)などを用いることができる。あるいは、ドラム基準マーク21,22として、ガラス基板製の埋め込み型の明暗マーク(Crパターンなど)または位相マークなどを用いることができる。一方、シート基板SH上に形成されるシートアライメントマーク23〜26として、例えばアルミニウムなどの金属薄膜に覆われた高反射パターンなどを用いることができる。ドラムRLの外周面に設けられるドラム基準マーク21,22、およびシート基板SH上に形成されるシートアライメントマーク23〜26の形態、数、配置などについても、様々な形態が可能である。 As the drum reference marks 21 and 22 provided on the outer peripheral surface of the drum RL, when the outer peripheral surface is a mirror surface, an engraved phase mark (uneven pattern) or the like can be used. Alternatively, as the drum reference marks 21 and 22, embedded bright and dark marks (Cr pattern or the like) made of glass substrates or phase marks can be used. On the other hand, as the sheet alignment marks 23 to 26 formed on the sheet substrate SH, for example, a highly reflective pattern covered with a metal thin film such as aluminum can be used. Various forms are possible for the form, number, and arrangement of the drum reference marks 21 and 22 provided on the outer peripheral surface of the drum RL and the sheet alignment marks 23 to 26 formed on the sheet substrate SH.
再び図1を参照すると、本実施形態の露光装置は、投影光学系PLを介してマスク基準マーク11,12の像とドラム基準マーク21,22の像とを共に検出する検出系31,32を備えている。また、投影光学系PLを介してマスクアライメントマーク13,14の像とシートアライメントマーク23,24の像とを共に検出する検出系33,34を備えている。さらに、投影光学系PLを介してマスクアライメントマーク15,16の像とシートアライメントマーク25,26の像とを共に検出する検出系30a,30b,30cを備えている。
Referring to FIG. 1 again, the exposure apparatus of the present embodiment includes
検出系31〜34,30a〜30cは、図4に示すように、検出対象マークのY方向位置に応じてY方向に並んで配置されている。すなわち、検出系31,32は、マスク基準マーク11,12およびドラム基準マーク21,22のY方向位置に応じて最も外側に配置されている。検出系33,34は、マスクアライメントマーク13,14およびシートアライメントマーク23,24のY方向位置に応じて、検出系31,32の内側に配置されている。検出系30a,30b,30cは、マスクアライメントマーク15,16およびシートアライメントマーク25,26の3つのY方向位置に応じて、検出系33と34との間に並んで配置されている。
As shown in FIG. 4, the
また、本実施形態の露光装置は、シート基板SHの移動方向に沿って結像領域ERよりも手前に配置され、シート基板SH上において隣り合う一対の露光領域SR1とSR2との間に形成された3つのシートアライメントマーク25に対応するように配列された3つの光学顕微鏡35a,35b,35cを備えている。また、シート基板SHの移動方向に沿って結像領域ERよりも手前に配置され、シート基板SH上において隣り合う一対の露光領域SR1とSR2との間に形成された3つのシートアライメントマーク26に対応するように配列された3つの光学顕微鏡36a,36b,36cを備えている。
The exposure apparatus according to the present embodiment is disposed in front of the imaging region ER along the moving direction of the sheet substrate SH, and is formed between a pair of adjacent exposure regions SR1 and SR2 on the sheet substrate SH. The three
光学顕微鏡35a〜35c,36a〜36cは、公知の構成にしたがって、シート基板SHが感応しない非露光光を用いてシートアライメントマーク25,26を照明し、照明されたシートアライメントマーク25,26からの光により形成されたシートアライメントマーク25,26の像を検出する。光学顕微鏡35a〜35c,36a〜36cの検出結果は、制御系CRに供給される。
The
以下、説明を簡素化するために、検出系31〜34,30a〜30cは、互いに同じ内部構成を有するものとする。具体的に、検出系31〜34,30a〜30cは、図5に示すように、偏光ビームスプリッターPBSと投影光学系PLとの間の光路中に設けられる1/4波長板41を備えている。さらに、検出系31〜34,30a〜30cは、偏光ビームスプリッターPBS側からX方向に沿って光の入射順に、第1リレーレンズ42と、s偏光透過偏光子43と、開口絞り44と、第2リレーレンズ45と、光電変換器46とを備えている。光電変換器46として、例えばCCD型またはCMOS型の二次元撮像素子を用いることができる。
Hereinafter, in order to simplify the description, it is assumed that the
上述したように、照明系ILから供給された露光光は、偏光ビームスプリッターPBSおよび1/4波長板WCを介して、マスク基準マーク11,12を含む照明領域IRを照明する。照明されたマスク基準マーク11,12およびその近傍からの光は、1/4波長板WCを経て円偏光からp偏光になり、偏光ビームスプリッターPBSを透過し、検出系31,32の1/4波長板41に入射する。1/4波長板41を経てp偏光から円偏光になった光は、投影光学系PLを介して、ドラムRLの外周面上においてドラム基準マーク21,22の近傍にマスク基準マーク11,12の像を形成するとともに、ドラム基準マーク21,22を照明する。
As described above, the exposure light supplied from the illumination system IL illuminates the illumination region IR including the mask reference marks 11 and 12 via the polarization beam splitter PBS and the quarter wavelength plate WC. Illuminated light from the mask reference marks 11 and 12 and the vicinity thereof changes from circularly polarized light to p-polarized light through the quarter-wave plate WC, passes through the polarization beam splitter PBS, and is ¼ of the
マスク基準マーク11,12の像およびドラム基準マーク21,22からの光は、投影光学系PLを介して、検出系31,32の1/4波長板41に入射する。1/4波長板41を経て円偏光からs偏光になった光は、偏光ビームスプリッターPBSで反射され、検出系31,32の第1リレーレンズ42、s偏光透過偏光子43、開口絞り44、および第2リレーレンズ45を介して、光電変換器46に達する。こうして、図6に示すように、検出系31(32)の光電変換器46の検出視野31a(32a)内には、マスク基準マーク11(12)の像11a(12a)と、ドラム基準マーク21(22)の像21a(22a)とが形成される。
The images of the mask reference marks 11 and 12 and the light from the drum reference marks 21 and 22 are incident on the
検出系31,32において、s偏光透過偏光子43は、投影光学系PL、1/4波長板41、および偏光ビームスプリッターPBSを経て入射したs偏光の検出光を透過し、例えば照明系ILから投影光学系PLを経ることなく偏光ビームスプリッターPBSを介して入射したp偏光の有害光を遮る。開口絞り44は、例えば輪帯状の開口部(光透過部)を有し、照明系ILから投影光学系PLを経ることなく偏光ビームスプリッターPBSを介して入射した光、すなわち照明系ILから供給される照明0次光を遮る遮蔽部材として機能する。したがって、s偏光透過偏光子43の設置を省略し、開口絞り44だけを設置しても、照明系ILから投影光学系PLを経ることなく入射する有害光を遮ることができる。
In the
このように、検出系31,32は、照明系ILにより照明されたマスク基準マーク11,12からの光が投影光学系PLを介してドラムRLの外周面で反射された後に投影光学系PLを介して形成するマスク基準マーク11,12の像11a,12aと、照明系ILにより投影光学系PLを介して照明されたドラム基準マーク21,22からの光が投影光学系PLを介して形成するドラム基準マーク21,22の像21a,22aとを検出視野31a,32a内において共に検出する。
As described above, the
同様に、照明系ILから供給された露光光は、偏光ビームスプリッターPBSおよび1/4波長板WCを介して、マスクアライメントマーク13,14を含む照明領域IRを照明する。照明されたマスクアライメントマーク13,14およびその近傍からの光は、1/4波長板WCを経て円偏光からp偏光になり、偏光ビームスプリッターPBSを透過し、検出系33,34の1/4波長板41に入射する。1/4波長板41を経てp偏光から円偏光になった光は、投影光学系PLを介して、シート基板SH上においてシートアライメントマーク23,24の近傍にマスクアライメントマーク13,14の像を形成するとともに、シートアライメントマーク23,24を照明する。
Similarly, the exposure light supplied from the illumination system IL illuminates the illumination region IR including the mask alignment marks 13 and 14 via the polarization beam splitter PBS and the quarter wavelength plate WC. Illuminated light from the mask alignment marks 13 and 14 and the vicinity thereof changes from circularly polarized light to p-polarized light through the quarter-wave plate WC, passes through the polarization beam splitter PBS, and is 1/4 of the
マスクアライメントマーク13,14の像およびシートアライメントマーク23,24からの光は、投影光学系PLを介して、検出系33,34の1/4波長板41に入射する。1/4波長板41を経て円偏光からs偏光になった光は、偏光ビームスプリッターPBSで反射され、検出系33,34の第1リレーレンズ42、s偏光透過偏光子43、開口絞り44、および第2リレーレンズ45を介して、光電変換器46に達する。こうして、図示を省略するが、検出系33,34の光電変換器46の検出視野内には、マスクアライメントマーク13,14の像13a,14aと、シートアライメントマーク23,24の像23a,24aとが形成される。
The images of the mask alignment marks 13 and 14 and the light from the sheet alignment marks 23 and 24 enter the
このように、検出系33,34は、照明系ILにより照明されたマスクアライメントマーク13,14からの光が投影光学系PLを介してシート基板SHで反射された後に投影光学系PLを介して形成するマスクアライメントマーク13,14の像13a,14aと、照明系ILにより投影光学系PLを介して照明されたシートアライメントマーク23,24からの光が投影光学系PLを介して形成するシートアライメントマーク23,24の像23a,24aとを共に検出する。
As described above, the
さらに、照明系ILから供給された露光光は、偏光ビームスプリッターPBSおよび1/4波長板WCを介して、マスクアライメントマーク15,16を含む照明領域IRを照明する。照明されたマスクアライメントマーク15,16およびその近傍からの光は、1/4波長板WCを経て円偏光からp偏光になり、偏光ビームスプリッターPBSを透過し、検出系30a〜30cの1/4波長板41に入射する。1/4波長板41を経てp偏光から円偏光になった光は、投影光学系PLを介して、シート基板SH上においてシートアライメントマーク25,26の近傍にマスクアライメントマーク15,16の像を形成するとともに、シートアライメントマーク25,26を照明する。
Further, the exposure light supplied from the illumination system IL illuminates the illumination region IR including the mask alignment marks 15 and 16 via the polarization beam splitter PBS and the quarter wavelength plate WC. Illuminated light from the mask alignment marks 15 and 16 and the vicinity thereof changes from circularly polarized light to p-polarized light through the quarter-wave plate WC, passes through the polarizing beam splitter PBS, and is 1/4 of the
マスクアライメントマーク15,16の像およびシートアライメントマーク25,26からの光は、投影光学系PLを介して、検出系30a〜30cの1/4波長板41に入射する。1/4波長板41を経て円偏光からs偏光になった光は、偏光ビームスプリッターPBSで反射され、検出系30a〜30cの第1リレーレンズ42、s偏光透過偏光子43、開口絞り44、および第2リレーレンズ45を介して、光電変換器46に達する。こうして、図示を省略するが、検出系30a〜30cの光電変換器46の検出視野内には、マスクアライメントマーク15,16の像15a,16aと、シートアライメントマーク25,26の像25a,26aとが形成される。
The images of the mask alignment marks 15 and 16 and the light from the sheet alignment marks 25 and 26 enter the
このように、検出系30a〜30cは、照明系ILにより照明されたマスクアライメントマーク15,16からの光が投影光学系PLを介してシート基板SHで反射された後に投影光学系PLを介して形成するマスクアライメントマーク15,16の像15a,16aと、照明系ILにより投影光学系PLを介して照明されたシートアライメントマーク25,26からの光が投影光学系PLを介して形成するシートアライメントマーク25,26の像25a,26aとを共に検出する。
As described above, the
本実施形態の露光装置では、シート基板SHへの走査露光に先立って、軸線Maを中心として回転するマスクMと軸線RLaを中心として回転するドラムRLとの相対位置ずれを計測し、その計測結果に基づいてマスクMとドラムRLとの位置合わせを必要に応じて行う。具体的に、マスクMとドラムRLとの相対位置ずれの計測に際して、検出系31,32の1/4波長板41と偏光ビームスプリッターPBSとを介して、走査露光の場合と同様にマスクMとドラムRLとを同期的に回転させつつ、マスク基準マーク11,12の像11a,12aとドラム基準マーク21,22の像21a,22aとを検出視野31a,32a内において検出する。
In the exposure apparatus of the present embodiment, prior to scanning exposure on the sheet substrate SH, the relative positional deviation between the mask M rotating around the axis Ma and the drum RL rotating around the axis RLa is measured, and the measurement result Based on the above, alignment of the mask M and the drum RL is performed as necessary. Specifically, when measuring the relative positional deviation between the mask M and the drum RL, the mask M and the
制御系CRは、検出系31,32の検出結果、すなわち検出系31,32で検出されたマスク基準マーク11,12の像11a,12aとドラム基準マーク21,22の像21a,22aとの相対位置に関する情報に基づいて、ドラムRLに対するマスクMのY方向(軸線Maの方向)に沿った相対位置ずれ、ドラムRLに対するマスクMのY軸廻り(軸線Ma廻り)の相対位置ずれ、ドラムRLに対するマスクMのZ軸廻り(照明領域IRの中心を通ってY方向に垂直な軸線廻り:光軸AX1廻り)の相対位置ずれを計測する。
The control system CR detects the detection results of the
具体的には、例えば図6の検出視野31a(32a)内におけるマスク基準マーク11(12)の像11a(12a)とドラム基準マーク21(22)の像21a(22a)との鉛直方向に沿った間隔と所定の基準値とを比較することにより、ドラムRLに対するマスクMのY方向に沿った相対位置のずれを計測する。また、像11a(12a)と像21a(22a)との水平方向に沿った間隔と所定の基準値とを比較することにより、ドラムRLに対するマスクMのY軸廻りの相対位置のずれを計測する。さらに、複数の計測点におけるドラムRLに対するマスクMのY方向に沿った相対位置を参照して、ドラムRLに対するマスクMのZ軸廻りの相対位置のずれを計測する。
Specifically, for example, along the vertical direction of the
制御系CRは、ドラムRLに対するマスクMの相対位置ずれの計測結果に基づいて、例えばマスクMを駆動する第1駆動系DR1を介して、ドラムRLに対するマスクMの相対位置を調整する。換言すると、制御系CRは、検出系31,32の検出結果に基づいて第1駆動系DR1を制御し、ドラムRLに対するマスクMのY方向に沿った相対位置、ドラムRLに対するマスクMのY軸廻りの相対位置、ドラムRLに対するマスクMのZ軸廻りの相対位置を調整する。こうして、感応基板であるシート基板SH上の露光領域SRにおいてパターンを高精度に重ね合わせることができる。
The control system CR adjusts the relative position of the mask M with respect to the drum RL, for example, via the first drive system DR1 that drives the mask M, based on the measurement result of the relative displacement of the mask M with respect to the drum RL. In other words, the control system CR controls the first drive system DR1 based on the detection results of the
また、本実施形態の露光装置では、シート基板SHへの走査露光に際して、マスクM上のパターン領域PAとシート基板SH上の露光領域SRとの相対位置ずれを随時計測し、その計測結果に基づいて、パターン領域PAと露光領域SRとの位置合わせ、および/または投影光学系PLを介して露光領域SRに重ねて形成されるパターン像の調整を必要に応じて行う。具体的に、パターン領域PAと露光領域SRとの相対位置ずれの計測に際して、検出系33,34の1/4波長板41と偏光ビームスプリッターPBSとを介して、マスクアライメントマーク13,14の像13a,14aとシートアライメントマーク23,24の像23a,24aとを共に検出する。
In the exposure apparatus of the present embodiment, the relative positional deviation between the pattern area PA on the mask M and the exposure area SR on the sheet substrate SH is measured as needed during scanning exposure on the sheet substrate SH, and based on the measurement result. Thus, alignment of the pattern area PA and the exposure area SR and / or adjustment of the pattern image formed to overlap the exposure area SR via the projection optical system PL is performed as necessary. Specifically, when measuring the relative displacement between the pattern area PA and the exposure area SR, the images of the mask alignment marks 13 and 14 via the quarter-
制御系CRは、検出系33,34の検出結果、すなわち検出系33,34で検出されたマスクアライメントマーク13,14の像13a,14aとシートアライメントマーク23,24の像23a,24aとの相対位置に関する情報に基づいて、露光領域SRに対するパターン領域PAのY方向に沿った相対位置ずれ、露光領域SRに対するパターン領域PAのY軸廻りの相対位置ずれ、露光領域SRに対するパターン領域PAのZ軸廻りの相対位置ずれを計測する。
The control system CR compares the detection results of the
具体的には、例えば検出系33,34の検出視野内におけるマスクアライメントマーク13,14の像13a,14aとシートアライメントマーク23,24の像23a,24aとの鉛直方向に沿った間隔と所定の基準値とを比較することにより、露光領域SRに対するパターン領域PAのY方向に沿った相対位置のずれを計測する。また、像13a,14aと像23a,24aとの水平方向に沿った間隔と所定の基準値とを比較することにより、露光領域SRに対するパターン領域PAのY軸廻りの相対位置のずれを計測する。さらに、複数の計測点における露光領域SRに対するマスクMのY方向に沿った相対位置を参照して、露光領域SRに対するパターン領域PAのZ軸廻りの相対位置のずれを計測する。
Specifically, for example, an interval along the vertical direction between the images 13a and 14a of the mask alignment marks 13 and 14 and the images 23a and 24a of the sheet alignment marks 23 and 24 in the detection field of the
制御系CRは、露光領域SRに対するパターン領域PAの相対位置ずれに関する検出系33,34の計測結果に基づいて、例えばマスクMを駆動する第1駆動系DR1を介して、ドラムRLに対するマスクMの相対位置を調整し、ひいては露光領域SRに対するパターン領域PAの相対位置を調整する。換言すると、制御系CRは、検出系33,34の検出結果に基づいて第1駆動系DR1を制御し、露光領域SRに対するパターン領域PAのY方向に沿った相対位置、露光領域SRに対するパターン領域PAのY軸廻りの相対位置、露光領域SRに対するパターン領域PAのZ軸廻りの相対位置を調整する。
The control system CR is based on the measurement results of the
また、制御系CRは、ドラムRLに対するマスクMの相対位置の調整に代えて、あるいはドラムRLに対するマスクMの相対位置の調整に加えて、検出系33,34の検出結果に基づく投影光学系PLの光学調整を行うことにより、露光領域SRに既に形成されているパターンに対して新たなパターンを高精度に重ね合わせて転写することができるように、投影光学系PLを介して露光領域SRに重ねて形成されるパターン像の調整を行う。投影光学系の光学調整の調整については、例えば特開2001−215718号公報に開示されているように、投影光学系内に像シフト調整、像回転調整、倍率調整、フォーカス調整などを行う機構を設ける構成を参照することができる。
Further, the control system CR replaces the adjustment of the relative position of the mask M with respect to the drum RL, or in addition to the adjustment of the relative position of the mask M with respect to the drum RL, the projection optical system PL based on the detection results of the
例えば図7に示すように、単一の投影光学系PLに代えて、シート基板SHの移動方向と交差する方向に沿って配列された複数(図7では例示的に3つ)の投影光学ユニットPLa,PLb,PLcを備える構成も可能である。図7の構成では、第1投影光学ユニットPLaに対応する第1結像領域ERaと、第2投影光学ユニットPLbに対応する第2結像領域ERbと、第3投影光学ユニットPLcに対応する第3結像領域ERcとが、シート基板SHの移動方向に沿って見たときに互いに部分的に重なるように設定される。 For example, as shown in FIG. 7, instead of a single projection optical system PL, a plurality (three in the example shown in FIG. 7) of projection optical units arranged along the direction intersecting the moving direction of the sheet substrate SH. A configuration including PLa, PLb, and PLc is also possible. In the configuration of FIG. 7, the first imaging region ERa corresponding to the first projection optical unit PLa, the second imaging region ERb corresponding to the second projection optical unit PLb, and the first imaging region corresponding to the third projection optical unit PLc. The three imaging regions ERc are set so as to partially overlap each other when viewed along the moving direction of the sheet substrate SH.
上述したように、所定方向に沿って配列された複数の投影光学ユニットからなる投影光学系を用いて感光性の基板にパターンを走査露光する手法は、例えば特開2001−215718号公報に開示されている。図7の構成を採用する場合、投影光学系を構成する複数の投影光学ユニットPLa〜PLcの光学調整を個別に行うことにより、投影光学系PLを介して露光領域SRに重ねて形成されるパターン像の調整を行うことができる。 As described above, for example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-215718 discloses a technique for scanning exposure of a pattern on a photosensitive substrate using a projection optical system including a plurality of projection optical units arranged along a predetermined direction. ing. When the configuration of FIG. 7 is adopted, a pattern formed by overlapping the exposure region SR via the projection optical system PL by individually performing optical adjustment of the plurality of projection optical units PLa to PLc constituting the projection optical system. Image adjustment can be performed.
また、本実施形態の露光装置では、シート基板SHへの走査露光に際して、露光領域SRの変形を随時計測し、その計測結果に基づいて投影光学系PLを介して露光領域SRに重ねて形成されるパターン像の調整を必要に応じて行う。具体的に、露光領域SRの変形に関する計測に際して、検出系30a〜30cの1/4波長板41と偏光ビームスプリッターPBSとを介して、マスクアライメントマーク15,16の像15a,16aとシートアライメントマーク25,26の像25a,26aとを共に検出する。
Further, in the exposure apparatus of the present embodiment, the deformation of the exposure region SR is measured at any time during the scanning exposure on the sheet substrate SH, and is formed so as to overlap the exposure region SR via the projection optical system PL based on the measurement result. The pattern image to be adjusted is adjusted as necessary. Specifically, when measuring the deformation of the exposure region SR, the images 15a and 16a of the mask alignment marks 15 and 16 and the sheet alignment mark via the
制御系CRは、検出系30a〜30cの検出結果、すなわち検出系30a〜30cで検出されたマスクアライメントマーク15,16の像15a,16aとシートアライメントマーク25,26の像25a,26aとの相対位置に関する情報に基づいて、露光領域SRの外形形状の所定形状からのずれ、すなわち露光領域SRの変形を計測する。また、制御系CRは、露光領域SRの変形の計測に際して、検出系33,34の検出結果、すなわち検出系33,34で検出されたマスクアライメントマーク13,14の像13a,14aとシートアライメントマーク23,24の像23a,24aとの相対位置に関する情報を参照する。
The control system CR detects the detection results of the
具体的には、例えば検出系30a〜30cの検出視野内におけるマスクアライメントマーク15,16の像15a,16aとシートアライメントマーク25,26の像25a,26aとの間隔と所定の基準値とを比較することにより、露光領域SRの変形を計測する。また、必要に応じて、例えば検出系33,34の検出視野内におけるマスクアライメントマーク13,14の像13a,14aとシートアライメントマーク23,24の像23a,24aとの間隔と所定の基準値との比較も参照し、露光領域SRの変形を計測する。
Specifically, for example, the distance between the images 15a and 16a of the mask alignment marks 15 and 16 and the images 25a and 26a of the sheet alignment marks 25 and 26 in the detection field of the
制御系CRは、露光領域SRの変形に関する検出系30a〜30cの計測結果に基づく投影光学系PLの光学調整(結像特性の調整;収差調整など)を行うことにより、露光領域SRに既に形成されているパターンに対して新たなパターンを高精度に重ね合わせて転写することができるように、投影光学系PLを介して露光領域SRに重ねて形成されるパターン像の調整を行う。複数の投影光学ユニットからなる投影光学系を用いる場合、複数の投影光学ユニットの光学調整を個別に行うことにより、複数の投影光学ユニットからなる投影光学系を介して露光領域SRに重ねて形成されるパターン像の調整を行うことができる。
The control system CR has already been formed in the exposure region SR by performing optical adjustment (adjustment of imaging characteristics; aberration adjustment, etc.) of the projection optical system PL based on the measurement results of the
また、本実施形態の露光装置では、シート基板SHへの走査露光に際して、露光中の露光領域SRの次に露光対象となる手前の露光領域SRの変形を事前に随時計測し、その計測結果に基づいて投影光学系PLを介して露光領域SRに重ねて形成されるパターン像の調整を必要に応じて行う。具体的に、露光領域SRの変形に関する事前計測に際して、光学顕微鏡35a〜35cにより露光中の露光領域とその手前の露光領域との間に形成された3つのシートアライメントマーク25の像を検出し、光学顕微鏡36a〜36cにより露光中の露光領域とその手前の露光領域との間に形成された3つのシートアライメントマーク26の像を検出する。
Further, in the exposure apparatus of the present embodiment, when scanning exposure is performed on the sheet substrate SH, the deformation of the exposure area SR that is the next exposure target after the exposure area SR that is being exposed is measured as needed, and the measurement result is obtained. Based on this, adjustment of the pattern image formed so as to overlap the exposure region SR via the projection optical system PL is performed as necessary. Specifically, in the prior measurement regarding the deformation of the exposure region SR, the
制御系CRは、光学顕微鏡35a〜35c;36a〜36cの検出結果、すなわち光学顕微鏡35a〜35cで検出された3つのシートアライメントマーク25の像の所定位置からのずれ、光学顕微鏡36a〜36cで検出された3つのシートアライメントマーク26の像の所定位置からのずれに関する位置ずれ情報に基づいて、次の露光対象である露光領域SRの外形形状の所定形状からのずれ、すなわち露光領域SRの変形を、走査露光の開始に先立って事前に計測する。
The control system CR detects the detection results of the
制御系CRは、事前計測の対象だった露光領域SRへの走査露光に際して、露光領域SRの変形に関する光学顕微鏡35a〜35c;36a〜36cの計測結果に基づいて、投影光学系PLの光学調整(結像特性の調整;収差調整など)を行う。すなわち、露光領域SRに既に形成されているパターンに対して新たなパターンを高精度に重ね合わせて転写することができるように、投影光学系PLを介して露光領域SRに重ねて形成されるパターン像の調整を行う。複数の投影光学ユニットからなる投影光学系を用いる場合、複数の投影光学ユニットの光学調整を個別に行うことにより、複数の投影光学ユニットからなる投影光学系を介して露光領域SRに重ねて形成されるパターン像の調整を行うことができる。
The control system CR performs optical adjustment of the projection optical system PL based on the measurement results of the
ところで、レジスト(感光材料)からなる感光膜の露光光に対する反射率は小さく、露光光は感光膜に吸収され易い。したがって、感光膜の下に形成されたシートアライメントマーク23〜26の反射像を十分なコントラストで検出するための工夫が求められる。図8に示す構成例では、感光膜81とシート基板SHの本体部分82との境界面83に、シートアライメントマーク84が設けられている。露光光に対する感光膜81の反射率は5%程度であり、屈折率は1.6程度である。
By the way, the reflectance with respect to the exposure light of the photosensitive film which consists of a resist (photosensitive material) is small, and exposure light is easy to be absorbed by the photosensitive film. Therefore, a device for detecting reflected images of the sheet alignment marks 23 to 26 formed under the photosensitive film with sufficient contrast is required. In the configuration example shown in FIG. 8, a
露光光に対するシート基板SHの本体部分82の屈折率は1.5程度であり、露光光に対する境界面83の反射率は0.1%程度である。この場合、露光光に対する反射率が例えば1%以下になるようにドラムRLの外周面を加工し、露光光に対して70%程度の反射率を有する高反射パターンからなるシートアライメントマーク84を用いることにより、比較的良好なコントラストを有するシートアライメントマーク84の反射像を検出することができる。
The refractive index of the
ただし、露光光は感光膜に吸収され易く、感光膜の下に形成されたシートアライメントマーク23〜26の反射像を十分なコントラストで検出することが困難な場合もある。そこで、例えば図9に示すように、検出系33,34,30a〜30cの変形例として、感光膜に吸収されにくい所定波長域の可視光(比較的広い波長域の可視光)、すなわちシート基板SHが感応しない非露光光を用いて、シートアライメントマーク23〜26の反射像を十分なコントラストで検出する構成が可能である。
However, the exposure light is easily absorbed by the photosensitive film, and it may be difficult to detect the reflected images of the sheet alignment marks 23 to 26 formed under the photosensitive film with sufficient contrast. Therefore, for example, as shown in FIG. 9, as a modification of the
図9を参照すると、変形例にかかる検出系33A,34A,30Aa,30Ab,30Acは、図5に示す検出系33,34,30a〜30cと類似の構成を有するが、s偏光透過偏光子43と開口絞り44との間の光路中に配置されたダイクロイックプリズム(またはダイクロイックミラー)51とシート基板SHが感応しない非露光光であるアライメント光を供給する光源52とが付設されている。また、ダイクロイックプリズム51と光源52との間には、光源52側から順に、第3リレーレンズ53と、ビームスプリッター54とが配置されている。
Referring to FIG. 9, the
さらに、ダイクロイックプリズム51から入射してビームスプリッター54で反射された光は、第4リレーレンズ55を介して、例えばCCD型またはCMOS型の二次元撮像素子からなる光電変換器56に入射するように構成されている。図9の変形例にかかる検出系33A,34A,30Aa〜30Acでは、光源52から供給されたアライメント光が、第3リレーレンズ53およびビームスプリッター54を介して、ダイクロイックプリズム51に入射する。ダイクロイックプリズム51はアライメント光を反射し且つ露光光を透過させるように構成されている。
Further, the light incident from the
ダイクロイックプリズム51で反射されたアライメント光は、s偏光透過偏光子43および第1リレーレンズ42を介して、偏光ビームスプリッターPBSに入射する。偏光ビームスプリッターPBSで反射されたアライメント光は、1/4波長板41および投影光学系PLを経て、シートアライメントマーク23〜26を照明する。シートアライメントマーク23〜26で反射されたアライメント光は、投影光学系PLおよび1/4波長板41を経て、偏光ビームスプリッターPBSに入射する。
The alignment light reflected by the
偏光ビームスプリッターPBSで反射されたアライメント光は、第1リレーレンズ42およびs偏光透過偏光子43を介して、ダイクロイックプリズム51に入射する。ダイクロイックプリズム51で反射されたアライメント光は、ビームスプリッター54で反射され、第4リレーレンズ55を介して光電変換器56に達する。光電変換器56の検出面には、シートアライメントマーク23〜26の像が十分なコントラストで形成される。
The alignment light reflected by the polarization beam splitter PBS is incident on the
すなわち、検出系33A,34A,30Aa〜30Acは、非露光光により投影光学系PLを介してシートアライメントマーク23〜26を照明し、シートアライメントマーク23〜26からの非露光光が投影光学系PLを介して形成するシートアライメントマーク23〜26の像を検出する。こうして、検出系33A,34A,30Aa〜30Acでは、非露光光であるアライメント光を用いて形成されたシートアライメントマーク23〜26の像を光電変換器56により検出し、露光光を用いて形成されたシートアライメントマーク23〜26の像を光電変換器45により検出することができる。
That is, the
また、例えば図10に示すように、検出系31〜34,30a〜30cのうちの少なくとも1つの検出系、例えば検出系31の変形例として、照明系ILから投影光学系PLを経ることなく入射した光の一部を光路から取り出してモニターする照度センサ61を有する構成も可能である。図10を参照すると、変形例にかかる検出系31B(32B,33B,34B,30Ba,30Bb,30Bc)は、図5に示す検出系31(32〜34,30a〜30c)と類似の構成を有するが、第1リレーレンズ42の後段に偏光ビームスプリッター62が付設され、偏光ビームスプリッター62の反射光が開口絞り44および第2リレーレンズ45を介して光電変換器46へ導かれ、偏光ビームスプリッター62の透過光が照度センサ61へ導かれるように構成されている。
For example, as shown in FIG. 10, as a modification of at least one of the
図10の変形例にかかる検出系31Bでは、照明系ILから偏光ビームスプリッターPBSに入射して透過した照明光、すなわちp偏光の漏れ光が、第1リレーレンズ42を介して偏光ビームスプリッター62に入射する。偏光ビームスプリッター62を透過した照明光の漏れ光は、照度センサ61に達する。こうして、照度センサ61は、照明系ILから投影光学系PLを経ることなく入射した光の一部を光路から取り出してモニターし、ひいては投影光学系PLを介してシート基板SHに達する露光光の強度(光量)をモニターする。照度センサ61のモニター結果は、制御系CRに供給される。
In the
制御系CRは、照度センサ61のモニター結果に基づいて、光源LSの出力を調整することにより、投影光学系PLを介してシート基板SHに達する露光光の強度をほぼ一定に保持する。また、制御系CRは、光源LSの出力の調整に代えて、あるいは光源LSの出力の調整に加えて、光路中の減光手段の減光率を照度センサ61のモニター結果に基づいて調整することにより、投影光学系PLを介してシート基板SHに達する露光光の強度をほぼ一定に保持する。
The control system CR keeps the intensity of exposure light reaching the sheet substrate SH via the projection optical system PL substantially constant by adjusting the output of the light source LS based on the monitoring result of the
なお、上述の本実施形態では、検出系30a〜30cのうちの少なくとも1つの検出系を用いて、マスクアライメントマーク15,16の像15a,16aを検出し、像15a,16aのコントラストからフォーカス調整を行うことができる。具体的には、例えば試し露光によりマスクM上の照明領域IRとシート基板SH上の結像領域ERとが投影光学系PLを介してベストフォーカス状態にあるときに得られる像15a,16aのコントラストをベストコントラストとする。制御系CRは、検出系30a〜30cの検出結果を参照し、像15a,16aのコントラストがベストコントラストに近づくように、マスクMのZ方向位置を、ひいては照明領域IRのZ方向位置を調整する。
In the above-described embodiment, the images 15a and 16a of the mask alignment marks 15 and 16 are detected using at least one of the
また、上述の本実施形態では、複数のマスクアライメントマーク13,14がパターン領域PAと複数のマスク基準マーク11,12との間の領域に設けられている。しかしながら、シート基板SHが光透過性を有する場合には、複数のマスクアライメントマーク13,14と複数のマスク基準マーク11,12とを共通のマークにすることも可能である。 In the above-described embodiment, the plurality of mask alignment marks 13 and 14 are provided in the area between the pattern area PA and the plurality of mask reference marks 11 and 12. However, when the sheet substrate SH is light transmissive, the plurality of mask alignment marks 13 and 14 and the plurality of mask reference marks 11 and 12 can be a common mark.
また、上述の本実施形態では、軸線Ma廻りに回転する円柱状(または円筒状)のマスクMの外周面のパターン領域PAに設けられたパターンを、軸線RLa廻りに回転するドラムRLの一部に巻き付けられて一方向に移動するシート基板SH上の露光領域SRに走査露光している。しかしながら、これに限定されることなく、マスクアライメントマークおよびシートアライメントマークを用いる実施形態については、第1軸線廻りに回転する円柱状または円筒状のマスクの外周面のパターン領域に設けられたパターンを、支持部材の円筒面状または平面状の支持面によって支持された状態で長尺方向に移動する可撓性の感応基板上の露光領域に走査露光する露光装置に対しても適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, a part of the drum RL that rotates around the axis RLa is obtained by using a pattern provided in the pattern area PA on the outer peripheral surface of the columnar (or cylindrical) mask M that rotates around the axis Ma. Scanning exposure is performed on the exposure region SR on the sheet substrate SH that is wound around the sheet substrate and moves in one direction. However, the present invention is not limited to this, and in the embodiment using the mask alignment mark and the sheet alignment mark, the pattern provided in the pattern area on the outer peripheral surface of the columnar or cylindrical mask that rotates around the first axis is used. The present invention is also applicable to an exposure apparatus that scans and exposes an exposure region on a flexible sensitive substrate that moves in the longitudinal direction while being supported by a cylindrical or planar support surface of a support member.
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 The exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
上述の実施形態にかかる露光装置を用いて、半導体デバイス、液晶デバイスなどを製造することができる。図11は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図11に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハに金属膜を蒸着し(ステップS40)、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する(ステップS42)。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスクMに形成されたパターンをウェハ上の各露光領域に転写し(ステップS44:露光工程)、この転写が終了したウェハの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う(ステップS46:現像工程)。 A semiconductor device, a liquid crystal device, or the like can be manufactured using the exposure apparatus according to the above-described embodiment. FIG. 11 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in FIG. 11, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer to be a semiconductor device substrate (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied onto the vapor-deposited metal film ( Step S42). Subsequently, by using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the pattern formed on the mask M is transferred to each exposure region on the wafer (step S44: exposure process), and the development of the wafer after the transfer, that is, the pattern is transferred. The transferred photoresist is developed (step S46: development step).
その後、ステップS46によってウェハの表面に生成されたレジストパターンをウェハ加工用のマスクとし、ウェハの表面に対してエッチング等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層(転写パターン層)であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップS48では、このレジストパターンを介してウェハの表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウェハの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップS44では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハを感光性基板としてパターンの転写を行う。 Thereafter, the resist pattern generated on the surface of the wafer in step S46 is used as a mask for wafer processing, and processing such as etching is performed on the surface of the wafer (step S48: processing step). Here, the resist pattern is a photoresist layer (transfer pattern layer) in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. It is what you are doing. In step S48, the surface of the wafer is processed through this resist pattern. The processing performed in step S48 includes, for example, at least one of etching of the wafer surface or film formation of a metal film or the like. In step S44, the exposure apparatus according to the above-described embodiment performs pattern transfer using the photoresist-coated wafer as a photosensitive substrate.
図12は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図12に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程(ステップS50)、カラーフィルタ形成工程(ステップS52)、セル組立工程(ステップS54)およびモジュール組立工程(ステップS56)を順次行う。ステップS50のパターン形成工程では、感光性基板としてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写された感光性基板の現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層(転写パターン層)を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。 FIG. 12 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 12, in the liquid crystal device manufacturing process, a pattern formation process (step S50), a color filter formation process (step S52), a cell assembly process (step S54), and a module assembly process (step S56) are sequentially performed. In the pattern forming step in step S50, predetermined patterns such as a circuit pattern and an electrode pattern are formed on the glass substrate coated with a photoresist as the photosensitive substrate, using the exposure apparatus of the above-described embodiment. The pattern forming process includes an exposure process in which a pattern is transferred to a photoresist layer using the exposure apparatus of the above-described embodiment, and development of a photosensitive substrate to which the pattern is transferred, that is, development of a photoresist layer on a glass substrate. And a development step for generating a photoresist layer (transfer pattern layer) having a shape corresponding to the pattern, and a processing step for processing the surface of the glass substrate through the developed photoresist layer.
ステップS52のカラーフィルタ形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップS54のセル組立工程では、ステップS50によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップS52によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップS56のモジュール組立工程では、ステップS54によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。 In the color filter forming process in step S52, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction. In the cell assembly process in step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the glass substrate on which the predetermined pattern is formed in step S50 and the color filter formed in step S52. Specifically, for example, a liquid crystal panel is formed by injecting liquid crystal between a glass substrate and a color filter. In the module assembling process in step S56, various components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the liquid crystal panel are attached to the liquid crystal panel assembled in step S54.
また、本発明は、半導体デバイスまたは液晶デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程(露光装置)にも適用することができる。 The present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal device. For example, an exposure apparatus for a display device such as a plasma display, an image sensor (CCD or the like), a micromachine, The present invention can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as a thin film magnetic head and a DNA chip. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.
11,12 マスク基準マーク
13〜16 マスクアライメントマーク
21,22 ドラム基準マーク
23〜26 シートアライメントマーク
31〜34,30a〜30c 検出系
35a〜35c;36a〜36c 光学顕微鏡
LS 光源
IL 照明系
M マスク
Ma マスクの中心軸線
IR 照明領域
PL 投影光学系
PBS 偏光ビームスプリッター
WC 1/4波長板
SH シート基板
ER 結像領域
RL ドラム(ローラー)
RLa ドラムの中心軸線
DR1,DR2 駆動系
CR 制御系
11, 12 Mask reference marks 13-16 Mask alignment marks 21, 22 Drum reference marks 23-26 Sheet alignment marks 31-34, 30a-
RLa drum center axis DR1, DR2 Drive system CR control system
Claims (57)
前記マスクの外周面において前記パターン領域の両側には、円周方向に沿って複数の第1基準マークが設けられ、
前記ドラムの外周面には、前記複数の第1基準マークに対応するように複数の第2基準マークが円周方向に沿って設けられ、
露光光により前記マスクの外周面上に照明領域を形成する照明系と、
前記照明領域内のパターンの像を前記感応基板上の結像領域に形成する投影光学系と、
前記照明系により照明された前記第1基準マークからの光が前記投影光学系を介して前記ドラムの外周面で反射された後に前記投影光学系を介して形成する前記第1基準マークの像と、前記照明系により前記投影光学系を介して照明された前記第2基準マークからの光が前記投影光学系を介して形成する前記第2基準マークの像とを共に検出する第1検出系とを備えていることを特徴とする露光装置。 Flexibility in which the pattern provided in the pattern area on the outer peripheral surface of the columnar or cylindrical mask rotating around the first axis is wound around a part of the drum rotating around the second axis and moved in one direction An exposure apparatus that scans and exposes an exposure area on the sensitive substrate,
A plurality of first reference marks are provided along the circumferential direction on both sides of the pattern region on the outer peripheral surface of the mask,
On the outer peripheral surface of the drum, a plurality of second reference marks are provided along the circumferential direction so as to correspond to the plurality of first reference marks,
An illumination system for forming an illumination area on the outer peripheral surface of the mask by exposure light;
A projection optical system for forming an image of a pattern in the illumination area on an imaging area on the sensitive substrate;
An image of the first fiducial mark formed via the projection optical system after light from the first fiducial mark illuminated by the illumination system is reflected by the outer peripheral surface of the drum via the projection optical system; A first detection system that detects both the image of the second reference mark formed by the light from the second reference mark illuminated by the illumination system via the projection optical system and the projection optical system; An exposure apparatus comprising:
前記感応基板上の前記露光領域の外側には、前記複数の第1アライメントマークに対応するように複数の第2アライメントマークが前記感応基板の長尺方向に沿って形成されており、
前記照明系により照明された前記第1アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して前記感応基板で反射された後に前記投影光学系を介して形成する前記第1アライメントマークの像と、前記照明系により前記投影光学系を介して照明された前記第2アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して形成する前記第2アライメントマークの像とを共に検出する第2検出系を備えていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の露光装置。 A plurality of first alignment marks are provided along the circumferential direction on both sides of the pattern region on the outer peripheral surface of the mask,
Outside the exposure area on the sensitive substrate, a plurality of second alignment marks are formed along the longitudinal direction of the sensitive substrate so as to correspond to the plurality of first alignment marks,
An image of the first alignment mark formed via the projection optical system after light from the first alignment mark illuminated by the illumination system is reflected by the sensitive substrate via the projection optical system; A second detection system configured to detect together the image of the second alignment mark formed by the light from the second alignment mark illuminated via the projection optical system by the illumination system via the projection optical system; The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus includes:
前記第3制御系は、前記複数の投影光学ユニットの光学調整を個別に行うことを特徴とする請求項10に記載の露光装置。 The projection optical system has a plurality of projection optical units arranged along the second axis direction,
The exposure apparatus according to claim 10, wherein the third control system individually performs optical adjustment of the plurality of projection optical units.
前記感応基板上において隣り合う一対の露光領域の間には、前記複数の第3アライメントマークに対応するように複数の第4アライメントマークが前記感応基板の幅方向に沿って形成されており、
前記照明系により照明された前記第3アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して前記感応基板で反射された後に前記投影光学系を介して形成する前記第3アライメントマークの像と、前記照明系により前記投影光学系を介して照明された前記第4アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して形成する前記第4アライメントマークの像とを共に検出する第3検出系を備えていることを特徴とする請求項6乃至16のいずれか1項に記載の露光装置。 A plurality of third alignment marks are provided along the first axis direction outside the pattern region on the outer peripheral surface of the mask,
Between a pair of adjacent exposure areas on the sensitive substrate, a plurality of fourth alignment marks are formed along the width direction of the sensitive substrate so as to correspond to the plurality of third alignment marks,
An image of the third alignment mark formed via the projection optical system after light from the third alignment mark illuminated by the illumination system is reflected by the sensitive substrate via the projection optical system; A third detection system for detecting together the image of the fourth alignment mark formed by the light from the fourth alignment mark illuminated through the projection optical system by the illumination system through the projection optical system; The exposure apparatus according to claim 6, wherein the exposure apparatus includes:
前記第4制御系は、前記複数の投影光学ユニットの光学調整を個別に行うことを特徴とする請求項19に記載の露光装置。 The projection optical system has a plurality of projection optical units arranged along the second axis direction,
The exposure apparatus according to claim 19, wherein the fourth control system individually performs optical adjustment of the plurality of projection optical units.
前記感応基板の移動方向に沿って前記結像領域よりも手前に配置されて、非露光光により前記第1群および前記第2群のアライメントマークを照明し、照明された前記第1群および前記第2群のアライメントマークからの光により形成された前記第1群および前記第2群のアライメントマークの像を検出する第4検出系を備えていることを特徴とする請求項6乃至23のいずれか1項に記載の露光装置。 The plurality of fourth alignment marks include a first group of alignment marks formed along the width direction of the sensitive substrate, and a second group of alignment marks formed in parallel with the first group of alignment marks. Have
Arranged in front of the imaging region along the moving direction of the sensitive substrate, the alignment marks of the first group and the second group are illuminated by non-exposure light, and the illuminated first group and the illuminated group 24. A fourth detection system for detecting an image of the first group and the second group of alignment marks formed by light from a second group of alignment marks. 2. The exposure apparatus according to item 1.
前記第5制御系は、前記複数の投影光学ユニットの光学調整を個別に行うことを特徴とする請求項26に記載の露光装置。 The projection optical system has a plurality of projection optical units arranged along the second axis direction,
27. The exposure apparatus according to claim 26, wherein the fifth control system individually performs optical adjustment of the plurality of projection optical units.
前記マスクの外周面において前記パターン領域の両側には、円周方向に沿って複数の第1アライメントマークが設けられ、
前記感応基板上の前記露光領域の外側には、前記複数の第1アライメントマークに対応するように複数の第2アライメントマークが前記感応基板の長尺方向に沿って形成されており、
露光光により前記マスクの外周面上に照明領域を形成する照明系と、
前記照明領域内のパターンの像を前記感応基板上の結像領域に形成する投影光学系と、
前記照明系により照明された前記第1アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して前記感応基板で反射された後に前記投影光学系を介して形成する前記第1アライメントマークの像と、前記照明系により前記投影光学系を介して照明された前記第2アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して形成する前記第2アライメントマークの像とを共に検出する第2検出系とを備えていることを特徴とする露光装置。 The pattern provided in the pattern area on the outer peripheral surface of the columnar or cylindrical mask that rotates around the first axis is moved in the longitudinal direction while being supported by the cylindrical or planar support surface of the support member. An exposure apparatus that scans and exposes an exposure area on a flexible sensitive substrate,
A plurality of first alignment marks are provided along the circumferential direction on both sides of the pattern region on the outer peripheral surface of the mask,
Outside the exposure area on the sensitive substrate, a plurality of second alignment marks are formed along the longitudinal direction of the sensitive substrate so as to correspond to the plurality of first alignment marks,
An illumination system for forming an illumination area on the outer peripheral surface of the mask by exposure light;
A projection optical system for forming an image of a pattern in the illumination area on an imaging area on the sensitive substrate;
An image of the first alignment mark formed via the projection optical system after light from the first alignment mark illuminated by the illumination system is reflected by the sensitive substrate via the projection optical system; A second detection system for detecting together the image of the second alignment mark formed by the light from the second alignment mark illuminated via the projection optical system by the illumination system via the projection optical system; An exposure apparatus characterized by comprising:
前記第3制御系は、前記複数の投影光学ユニットの光学調整を個別に行うことを特徴とする請求項33に記載の露光装置。 The projection optical system has a plurality of projection optical units arranged along the width direction of the sensitive substrate,
34. The exposure apparatus according to claim 33, wherein the third control system individually performs optical adjustment of the plurality of projection optical units.
前記感応基板上において隣り合う一対の露光領域の間には、前記複数の第3アライメントマークに対応するように複数の第4アライメントマークが前記感応基板の幅方向に沿って形成されており、
前記照明系により照明された前記第3アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して前記感応基板で反射された後に前記投影光学系を介して形成する前記第3アライメントマークの像と、前記照明系により前記投影光学系を介して照明された前記第4アライメントマークからの光が前記投影光学系を介して形成する前記第4アライメントマークの像とを共に検出する第3検出系を備えていることを特徴とする請求項29乃至39のいずれか1項に記載の露光装置。 A plurality of third alignment marks are provided along the first axis direction outside the pattern region on the outer peripheral surface of the mask,
Between a pair of adjacent exposure areas on the sensitive substrate, a plurality of fourth alignment marks are formed along the width direction of the sensitive substrate so as to correspond to the plurality of third alignment marks,
An image of the third alignment mark formed via the projection optical system after light from the third alignment mark illuminated by the illumination system is reflected by the sensitive substrate via the projection optical system; A third detection system for detecting together the image of the fourth alignment mark formed by the light from the fourth alignment mark illuminated through the projection optical system by the illumination system through the projection optical system; 40. The exposure apparatus according to any one of claims 29 to 39, wherein:
前記第4制御系は、前記複数の投影光学ユニットの光学調整を個別に行うことを特徴とする請求項42に記載の露光装置。 The projection optical system has a plurality of projection optical units arranged along the width direction of the sensitive substrate,
43. The exposure apparatus according to claim 42, wherein the fourth control system individually performs optical adjustment of the plurality of projection optical units.
前記感応基板の移動方向に沿って前記結像領域よりも手前に配置されて、非露光光により前記第1群および前記第2群のアライメントマークを照明し、照明された前記第1群および前記第2群のアライメントマークからの光により形成された前記第1群および前記第2群のアライメントマークの像を検出する第4検出系を備えていることを特徴とする請求項29乃至46のいずれか1項に記載の露光装置。 The plurality of fourth alignment marks include a first group of alignment marks formed along the width direction of the sensitive substrate, and a second group of alignment marks formed in parallel with the first group of alignment marks. Have
Arranged in front of the imaging region along the moving direction of the sensitive substrate, the alignment marks of the first group and the second group are illuminated by non-exposure light, and the illuminated first group and the illuminated group 47. A fourth detection system for detecting images of the first group and the second group of alignment marks formed by light from a second group of alignment marks is provided. 2. The exposure apparatus according to item 1.
前記第5制御系は、前記複数の投影光学ユニットの光学調整を個別に行うことを特徴とする請求項49に記載の露光装置。 The projection optical system has a plurality of projection optical units arranged along the width direction of the sensitive substrate,
50. The exposure apparatus according to claim 49, wherein the fifth control system individually performs optical adjustment of the plurality of projection optical units.
前記支持部材は、第2軸線廻りに回転する円筒状または円柱状の回転ドラムであり、該ドラムの外周面には、前記複数の第1基準マークに対応するように複数の第2基準マークが円周方向に沿って設けられ、
前記照明系により照明された前記第1基準マークからの光が前記投影光学系を介して前記ドラムの外周面で反射された後に前記投影光学系を介して形成する前記第1基準マークの像と、前記照明系により前記投影光学系を介して照明された前記第2基準マークからの光が前記投影光学系を介して形成する前記第2基準マークの像とを共に検出する第1検出系を備えていることを特徴とする請求項29乃至51のいずれか1項に記載の露光装置。 A plurality of first reference marks are provided along the circumferential direction on both sides of the pattern region on the outer peripheral surface of the mask,
The support member is a cylindrical or columnar rotary drum that rotates about a second axis, and a plurality of second reference marks are provided on the outer peripheral surface of the drum so as to correspond to the plurality of first reference marks. Provided along the circumferential direction,
An image of the first fiducial mark formed via the projection optical system after light from the first fiducial mark illuminated by the illumination system is reflected by the outer peripheral surface of the drum via the projection optical system; A first detection system for detecting together the image of the second reference mark formed by the light from the second reference mark illuminated via the projection optical system by the illumination system via the projection optical system; 52. The exposure apparatus according to any one of claims 29 to 51, wherein the exposure apparatus is provided.
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 Using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 56 to expose a predetermined pattern on a substrate;
Developing the substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the substrate;
Processing the surface of the substrate through the mask layer. A device manufacturing method comprising:
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