JP3148647B2 - 走査型露光装置およびオフセット調整方法 - Google Patents
走査型露光装置およびオフセット調整方法Info
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
パネルを製造する走査型露光装置およびオフセット調整
方法に関するものである。
露光装置を用いて露光する際には、マスクと基板を同一
筐体上に固定し、筐体自体を投影光学系に対して走査す
ることによって露光を行ってきた。この方法ではマスク
と基板は必ず筐体のもつ同一走査軸上を同時に走査する
ので、マスクに配置されたパターンは基板に正確に露光
されていた。
の大型化や素子の高集積度化に伴い、拡大縮小機能を有
する走査型露光装置すなわちマスク・ステージと基板ス
テージが個別に動作する露光装置が必要となってきた。
テージが個別に動作する走査型露光装置においては、機
構的な走査方向に組立上の誤差や各ステージの加工精度
の誤差があると、走査露光を行う際のマスク・ステージ
の走査直線に対して基板ステージ走査直線が前記誤差分
により平行に動かないという不都合があった。また各々
のステージが完全には直線的に走査されないので、基板
上に露光されたパターンはマスクのパターンに対して誤
差分がずれて露光されてしまいパターン不良となってし
まうという不都合があった。
鑑みてなされたもので、上記のようなマスク・ステージ
と基板ステージが個別に動作する走査型露光装置におい
て、基板上に露光されるパターンがマスク上に配置され
たパターン通りに正しく露光されるようにすることを目
的とする。
め、本発明の走査型露光装置は、原板を保持して走査す
る第1ステージと、被露光体である基板を保持して走査
する第2ステージと、原板の像を基板上に投影する投影
光学系とを有し、第1ステージと第2ステージを投影光
学系に対してそれぞれ走査することにより原板の像を基
板上に転写する走査型露光装置において、前記第1およ
び第2ステージの一方を固定して他方を前記走査方向に
移動させ第1ステージと第2ステージの複数の位置関係
における前記原板と基板との前記走査方向と交差する方
向へのずれ量を計測する手段と、その計測結果を記憶す
る手段と、走査露光時、前記記憶手段に記憶されたデー
タに基づいて第1ステージと第2ステージが互いに平行
な直線上を走査するように第1および第2ステージの少
なくとも一方を前記走査方向と交差する方向に補正駆動
する手段とを備えたことを特徴とする。
パターンを配置され予め第1および第2ステージに保持
させた位置検出用の原板および基板の前記位置検出パタ
ーンを、前記走査露光に先立って第1および第2ステー
ジにそれぞれ保持される原板と基板とを位置合わせする
ために設けられている位置検出系を用いて計測するもの
であることが好ましい。また、前記補正駆動手段は、前
記記憶手段に記憶されたデータに基づいて走査方向全面
に対する走査方向と直交する方向へのずれ量を補間計算
し、この補間計算結果に基づいて前記補正駆動を行うも
のであることが好ましい。
のオフセット調整方法は、原板を保持して走査する第1
ステージと、被露光体である基板を保持して走査する第
2ステージと、原板の像を基板上に投影する投影光学系
と、前記原板および基板のそれぞれに配置された位置合
わせマークに基づいて該原板と基板との位置ずれ量を検
出する位置検出系とを有し、第1ステージと第2ステー
ジに保持された原板と基板を位置合わせした後、第1ス
テージと第2ステージを投影光学系に対してそれぞれ走
査することにより原板の像を基板上に転写する走査型露
光装置の、第1ステージと第2ステージのオフセット調
整を行う方法において、所定の位置検出パターンをそれ
ぞれ配置された原板および基板をそれぞれ第1および第
2ステージに保持させ、第1および第2ステージの一方
を固定しておき他方を前記走査方向に移動させて第1ス
テージと第2ステージの複数の位置関係における前記原
板および基板上の位置検出パターン間の前記走査方向と
直交する方向へのずれ量を前記位置検出系を用いて計測
し、この計測データに基づいて走査方向全面に対する走
査方向と直交する方向へのずれ量を補間計算し、この補
間計算結果に基づいて前記走査露光を行う際に第1ステ
ージと第2ステージが互いに平行な直線上を走査するよ
うな第1および第2ステージの少なくとも一方の前記走
査方向と直交する方向の補正駆動データを求め、それを
前記走査露光時の走査方向と直交する方向への駆動デー
タとして設定することを特徴とする。
高精度にパターニングされた原板と基板をそれぞれ第1
ステージと第2ステージに固定し、前記位置検出パター
ンを例えば露光装置に一般的に配置されているような位
置合わせ機構を用いて位置合わせした後、第1ステージ
あるいは第2ステージのみを動作させて原板と基板の相
対ずれ量を前記位置合わせ機構の位置検出系を用いて計
測する。この計測を第1ステージおよび第2ステージ全
面に行うと各々のステージの持つ走査方向に対する前記
の非平行成分と非直線的な成分の測定を行うことが可能
となり、これらの成分を露光装置に設けられた補正機構
を用いて補正しながら走査動作を行うことにより各々の
ステージは平行かつ直線的に走査動作を行うことが可能
となり、原板上のパターンは基板上に正しく露光される
ことになる。
持して走査するマスク・ステージと、基板を保持して走
査する基板ステージの2つのステージを有し、投影光学
系を介して原板であるマスクと被露光体である基板を走
査することにより、マスクの像を基板上に転写する露光
装置において、半導体素子や液晶パネル製造用に露光パ
ターンが配置されたマスクと基板をそれぞれマスク・ス
テージおよび基板ステージに固定し、マスク・ステージ
あるいは基板ステージの一方を固定しておき、他を移動
させてマスクおよび基板に配置された位置検出パターン
のずれ量を、予め配置されている位置検出系を用いて計
測して予め設けられた記憶装置にずれ量データを記憶し
ておき、走査露光を行う場合に記憶されたデータを基に
マスク・ステージおよび基板ステージを平行な直線で走
査するように補正を行う補正手段を備え、マスク上の露
光パターン通りに基板上に転写を行えることを特徴とす
る走査型露光装置が提供される。
度にパターンが配置されたマスクと基板をそれぞれマス
ク・ステージと基板ステージに固定し、マスクと基板に
パターニングされた位置検出パターンを予め配置された
位置合わせ機構を用いて位置合わせした後、マスク・ス
テージあるいは基板ステージのみを動作させてマスクと
基板の相対ずれ量を前記位置検出系を用いて計測する。
この計測をマスク・ステージおよび基板ステージ全面に
行うと各々のステージの持つ走査方向に対する前記の非
平行成分と非直線的な成分の測定を行うことが可能とな
り、これらの成分を露光装置に設けられた補正機構を用
いて補正しながら走査動作を行うことにより各々のステ
ージは平行かつ直線的に走査動作を行うことが可能とな
り、マスク上のパターンは基板上に正しく露光されるこ
とになる。
る。図1は本発明の一実施例に係る走査型露光装置の構
成を示す。同図において、10は焼き付けるパターンが
形成されているマスク、14はマスク10を搭載しXY
θ方向に移動可能でY方向には走査露光機能を有するマ
スクステージである。7は液晶表示板を製造するための
トランジスタなどのパターンが通常のフォトリソグラフ
ィの手段で形成されるガラス基板である。15は基板7
を保持してXYθ方向に移動可能な基板ステージであ
り、Y方向に走査露光を行う機能を有している。6は凸
凹面鏡を組み合わせて構成される周知のミラー投影系で
あり、マスクステージ14によって所定位置に位置決め
されたマスク10のパターン像を基板7上に等倍投影す
る。1は特定の波長の光で露光位置にあるマスク10を
照明する照明光学系で、マスク10上のパターンを介し
て基板7上の感光層を露光することによって、マスク1
0上のパターンを基板7に転写可能とするためのもので
ある。9は基板ステージ15を搭載しているベース定盤
であり、4はマスクステージ14を搭載しているマスク
ステージ定盤である。マスクステージ定盤4は連結板5
によりベース定盤9と連結されている。3および8はそ
れぞれ各ステージ14,15を図面に対して平行方向
(Y方向)に移動させるためのモータである。11,1
2は各ステージ14,15すなわちマスク10および基
板7の位置をモニタするための計測機例えばレーザ干渉
計である。制御回路13は、走査露光時にレーザ干渉計
11,12のステージ位置情報を基にモータ3,8への
駆動量を制御することにより、ステージ14,15をお
互いに同期して移動させる。この制御の方式としては、
例えばモータ3を一定電圧で駆動してマスクステージ1
4を定速走行させ、レーザ干渉計11,12で計測され
る各ステージ14,15の位置に応じた駆動量をモータ
8に供給して基板ステージ15を移動させる。この場
合、各ステージの移動速度は必ずしも同一である必要は
なく、適当な速度比を持たせてもよい。
ージ15を個別に移動させる走査型露光装置において
は、走査方向の組立上の誤差や各ステージの加工精度の
誤差があると、マスクと基板が平行に動作しないで走査
露光する場合があった。図2はマスクと基板が異なる走
査カーブを描いて走査露光する場合を示している。例え
ば、図3のようにはパターニングされたマスクを用いて
走査露光を行うと、図2と違ってマスクの走査カーブ1
7と基板の走査カーブ18が完全に平行となる理想的な
場合には、図4で示すようにマスク上のパターン19は
基板上に位置ずれなく基板パターン20のように露光さ
れるが、図2で示すように完全に平行でない場合には、
図5のように基板上のパターン21は理想的なパターン
20からずれ量21のようにずれて露光されてしまう。
しかしながら、マスクステージ14の走査カーブ17と
基板ステージの走査カーブ18を機構的にお互いに平行
にすることは、基板サイズの大型化に伴う各ステージ1
4,15の大型化に伴い、現在の加工技術・組立技術で
は実現は非常に困難になってきている。
6のフローチャートの流れに示すように、観察顕微鏡2
を用いて走査方向に対して複数ポイント前もって計測し
て記憶装置16に記憶しておくことによって、マスクス
テージ14、プレートステージ15を、記憶されたずれ
量に従って理想的に平行かつ直線になるように制御しな
がら駆動することにより、図3で示すようなマスク上パ
ターン19を図4のように基板7上に理想的に転写する
ことを可能したものである。図7から図9は図6のフロ
ーチャートを露光装置の動作と合わせた側面図である。
照しながら説明する。先ずマスク10と基板7を各々の
ステージ14,15に固定する。次いで図7の状態で観
察顕微鏡2でマスク10と基板7の位置合わせを行った
後に、図8および図9に示すように基板ステージ15を
Y方向に動作させた状態で各々マスク10と基板7の走
査方向(Y方向)と直角方向(X方向)のずれ量を計測
する。この際のずれ量が前述のように記憶装置16に記
憶される。それ以降は記憶されたずれ量を基準として、
すなわち図7〜図9の状態で測定された3データを用い
て、制御回路13が走査方向全面に対するX方向ずれ量
を補間計算し、ステージ14,15の走査位置に対応し
て基板ステージ15のX方向の位置を補正する。すなわ
ち、基板ステージ15は詳細には図10で示すように構
成されており、制御回路13は、マスクと基板のX方向
のずれ量を補間計算結果データで補正するように基板ス
テージX方向駆動モータ23を基板ステージX方向レー
ザ干渉計22による計測値に基づいて制御しながら基板
ステージ15をX方向に駆動して各々の走査カーブ1
7,18(図2参照)が平行に走査するようにしてい
る。これにより、マスク上パターンを基板上にX方向に
ずれることなく正しく転写することができる。
光学系を用いた露光装置に適用した例を示しているが、
当然のことながら、レンズ投影光学系を用いた露光装置
においても本発明は適用可能である。また、上述におい
てはマスクステージを固定し基板ステージを駆動して特
性を測定し補正することを示しているが、基板ステージ
を固定しマスクステージを駆動して特性を測定し補正す
ることも可能である。
2点のみのずれ量計測および補正を示したが、より多数
の基板ステージ位置でずれ量を読み込むことにより、よ
り高精度の補正を行い投影性能を向上させることも可能
である。
に焼き付けられるパターンがマスクに形成されたパター
ンと同一になるので、正しい半導体素子や液晶パネルの
生産が可能になるとともに、機構精度によらない補正に
より露光装置コストを抑えることが可能となった。
の構成を示す側面図である。
である。
る。
たパターンの図である。
れたパターンの図である。
量測定の動作を示すフローチャートである。
配列図である。
る。
である。
Y方向駆動モータ、4:マスクステージ定盤、5:連結
板、6:投影光学系、7:基板、8:基板ステージY方
向駆動モータ、9:ベース定盤、10:マスク、11:
マスクステージY方向制御レーザ干渉計、12:基板ス
テージY方向制御レーザ干渉計、13:ステージ制御回
路、14:マスクステージ、15:基板ステージ、1
6:記憶装置、17:基板ステージの走査カーブ、1
8:マスクステージの走査カーブ、19:マスク上に形
成された焼き付け用パターン、20:基板上に焼き付け
られるべき理想的なパターン、21:ずれて焼き付けら
れたパターン、22:基板ステージX方向制御レーザ干
渉計、23:基板ステージX方向駆動モータ。
Claims (4)
- 【請求項1】 原板を保持して走査する第1ステージ
と、基板を保持して走査する第2ステージと、原板の像
を基板上に投影する投影光学系とを有し、第1ステージ
と第2ステージを投影光学系に対してそれぞれ走査する
ことにより原板の像を基板上に転写する走査型露光装置
において、 前記第1および第2ステージの一方を固定して他方を前
記走査方向に移動させ第1ステージと第2ステージの複
数の位置関係における前記原板と基板との前記走査方向
と交差する方向へのずれ量を計測する手段と、 その計測結果を記憶する手段と、 走査露光時、前記記憶手段に記憶されたデータに基づい
て第1ステージと第2ステージが互いに平行な直線上を
走査するように第1および第2ステージの少なくとも一
方を前記走査方向と交差する方向に補正駆動する手段と
を備えたことを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項2】 前記ずれ量計測手段は、それぞれ位置検
出パターンを配置され予め第1および第2ステージに保
持させた位置検出用の原板および基板の前記位置検出パ
ターンを、前記走査露光に先立って第1および第2ステ
ージにそれぞれ保持される原板と基板とを位置合わせす
るために設けられている位置検出系を用いて計測するも
のである請求項1記載の走査型露光装置。 - 【請求項3】 前記補正駆動手段は、前記記憶手段に記
憶されたデータに基づいて走査方向全面に対する走査方
向と直交する方向へのずれ量を補間計算し、この補間計
算結果に基づいて前記補正駆動を行うものである請求項
1または2記載の走査型露光装置。 - 【請求項4】 原板を保持して走査する第1ステージ
と、基板を保持して走査する第2ステージと、原板の像
を基板上に投影する投影光学系と、前記原板および基板
のそれぞれに配置された位置合わせマークに基づいて該
原板と基板との位置ずれ量を検出する位置検出系とを有
し、第1ステージと第2ステージに保持された原板と基
板を位置合わせした後、第1ステージと第2ステージを
投影光学系に対してそれぞれ走査することにより原板の
像を基板上に転写する走査型露光装置の、第1ステージ
と第2ステージのオフセット調整を行う方法において、 所定の位置検出パターンをそれぞれ配置された原板およ
び基板をそれぞれ第1および第2ステージに保持させ、 第1および第2ステージの一方を固定しておき他方を前
記走査方向に移動させて第1ステージと第2ステージの
複数の位置関係における前記原板および基板上の位置検
出パターン間の前記走査方向と直交する方向へのずれ量
を前記位置検出系を用いて計測し、 この計測データに基づいて走査方向全面に対する走査方
向と直交する方向へのずれ量を補間計算し、 この補間計算結果に基づいて前記走査露光を行う際に第
1ステージと第2ステージが互いに平行な直線上を走査
するような第1および第2ステージの少なくとも一方の
前記走査方向と直交する方向の補正駆動データを求め、
それを前記走査露光時の走査方向と直交する方向への駆
動データとして設定することを特徴とする走査型露光装
置のオフセット調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20756296A JP3148647B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 走査型露光装置およびオフセット調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20756296A JP3148647B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 走査型露光装置およびオフセット調整方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1041217A JPH1041217A (ja) | 1998-02-13 |
JP3148647B2 true JP3148647B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=16541803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20756296A Expired - Fee Related JP3148647B2 (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | 走査型露光装置およびオフセット調整方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3148647B2 (ja) |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP20756296A patent/JP3148647B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH1041217A (ja) | 1998-02-13 |
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