JP3303386B2 - 投影露光装置及び方法 - Google Patents
投影露光装置及び方法Info
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- JP3303386B2 JP3303386B2 JP01627693A JP1627693A JP3303386B2 JP 3303386 B2 JP3303386 B2 JP 3303386B2 JP 01627693 A JP01627693 A JP 01627693A JP 1627693 A JP1627693 A JP 1627693A JP 3303386 B2 JP3303386 B2 JP 3303386B2
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路製造や
液晶表示素子製造のリソグラフィ工程に使用される投影
露光装置に関し、特に、オフ・アクシス方式のアライメ
ント光学系を備えた投影露光装置に関する。
液晶表示素子製造のリソグラフィ工程に使用される投影
露光装置に関し、特に、オフ・アクシス方式のアライメ
ント光学系を備えた投影露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、リソグラフィ工程においては、微
細パターンを高分解能で感光基板(レジスト層が形成さ
れた半導体ウェハやガラスプレート)上に転写する装置
として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装
置、所謂ステッパーが多用されている。このステッパー
におけるマスク或いはレチクル(以下、マスクと呼ぶ)
に形成された回路パターンの投影像と、感光基板上にす
でに形成されている回路パターンとの位置合わせを行う
装置、即ちアライメント系として、投影光学系とマスク
とを介してマスク上に設けられたマークと感光基板上の
マークとを検出して位置合わせを行うオン・アクシス方
式と、マスクのマークは検出せずに専ら感光基板上のマ
ークを検出するオフ・アクシス方式との2種類に大別さ
れる。
細パターンを高分解能で感光基板(レジスト層が形成さ
れた半導体ウェハやガラスプレート)上に転写する装置
として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装
置、所謂ステッパーが多用されている。このステッパー
におけるマスク或いはレチクル(以下、マスクと呼ぶ)
に形成された回路パターンの投影像と、感光基板上にす
でに形成されている回路パターンとの位置合わせを行う
装置、即ちアライメント系として、投影光学系とマスク
とを介してマスク上に設けられたマークと感光基板上の
マークとを検出して位置合わせを行うオン・アクシス方
式と、マスクのマークは検出せずに専ら感光基板上のマ
ークを検出するオフ・アクシス方式との2種類に大別さ
れる。
【0003】これらの2種類のアライメント系のうち、
オフ・アクシス方式のアライメント系を備えたステッパ
ーでは、マスクに設けられた回路パターンの投影像が投
影転写される領域(投影視野)、所謂ショット領域の外
側に、アライメント系の検出基準位置(検出中心)が位
置することになる。そして、このようなオフ・アクシス
方式のアライメント系は、感光基板上に設けられたマー
クの位置を検出した後、所定量だけ感光基板を載置した
ステージを送り込むことで、マスク上の回路パターンを
感光基板上のショット領域に正確に重ね合わせて露光で
きる。
オフ・アクシス方式のアライメント系を備えたステッパ
ーでは、マスクに設けられた回路パターンの投影像が投
影転写される領域(投影視野)、所謂ショット領域の外
側に、アライメント系の検出基準位置(検出中心)が位
置することになる。そして、このようなオフ・アクシス
方式のアライメント系は、感光基板上に設けられたマー
クの位置を検出した後、所定量だけ感光基板を載置した
ステージを送り込むことで、マスク上の回路パターンを
感光基板上のショット領域に正確に重ね合わせて露光で
きる。
【0004】さて、感光基板に対する露光プロセスの後
で行なわれる現像プロセスにおいては、加熱するプロセ
スが存在するため、感光基板の収縮が発生する。これに
より、感光基板のマークを検出する際に、基板収縮によ
る検出誤差が生ずる。そして、従来のアライメント系を
備えたステッパーにおいては、感光基板上に複数のマー
クを設け、これらのマークの位置ずれをそれぞれ検出す
ることによって、ショット毎の最適な露光位置(マスク
上の回路パターンとショット領域とのずれが最も少なく
なる位置)を求めていた。
で行なわれる現像プロセスにおいては、加熱するプロセ
スが存在するため、感光基板の収縮が発生する。これに
より、感光基板のマークを検出する際に、基板収縮によ
る検出誤差が生ずる。そして、従来のアライメント系を
備えたステッパーにおいては、感光基板上に複数のマー
クを設け、これらのマークの位置ずれをそれぞれ検出す
ることによって、ショット毎の最適な露光位置(マスク
上の回路パターンとショット領域とのずれが最も少なく
なる位置)を求めていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
感光基板としてのウェハやプレートの大型化が進んでお
り、特に、液晶表示パネルに用いられる角形プレートと
してのガラス基板は、年々大型化し、最近では、500
×500mm程度のサイズのものが使用されている。こ
こで、感光基板のサイズが大型化すると、基板収縮の影
響が増大し、アライメント精度の低下を招く問題があ
る。
感光基板としてのウェハやプレートの大型化が進んでお
り、特に、液晶表示パネルに用いられる角形プレートと
してのガラス基板は、年々大型化し、最近では、500
×500mm程度のサイズのものが使用されている。こ
こで、感光基板のサイズが大型化すると、基板収縮の影
響が増大し、アライメント精度の低下を招く問題があ
る。
【0006】さらに、製品に応じてガラス基板は種々の
サイズが用いられており、1台のステッパーにて様々な
サイズのガラス基板を焼き分けることが要望されてい
る。そこで、本発明は、どのようなサイズの感光基板に
対しても、高精度な重ね合わせ精度のもとでアライメン
トが実行できるアライメント系を備えた投影露光装置を
提供することを第1の目的とする。また、本発明は、複
数のアライメント系の誤差を低減させることを第2の目
的とする。
サイズが用いられており、1台のステッパーにて様々な
サイズのガラス基板を焼き分けることが要望されてい
る。そこで、本発明は、どのようなサイズの感光基板に
対しても、高精度な重ね合わせ精度のもとでアライメン
トが実行できるアライメント系を備えた投影露光装置を
提供することを第1の目的とする。また、本発明は、複
数のアライメント系の誤差を低減させることを第2の目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、本発明による投影露光装置は、以下の構成を
有する。例えば図1に示す如く、マスク(1) 上に形成さ
れた所定の回路パターンを2次元方向に移動可能なステ
ージ(3) 上に載置された感光基板(2) に投影する投影光
学系(PL)と、投影光学系の投影視野(SA)の外側に検出中
心を有し、かつ感光基板に形成された第1及び第2マー
ク(AM1,AM2) を所定の間隔で併設された第1及び第2対
物光学系(M1,M2) を介して光学的に検出するマーク検出
手段 (10〜22) とを有する投影露光装置は、第1及び第
2対物光学系の併設方向(X方向)と直交する方向に移
動可能に設けられ、かつ第1及び第2対物光学系を一体
に保持する対物保持手段(30)と、対物保持手段を感光基
板の大きさに応じて駆動する駆動手段(32)とを有するよ
うに構成される。また、上記第2の目的を達成するため
に、本発明による投影露光装置は、以下の構成を有す
る。例えば図1に示す如く、X方向及びY方向の2次元
方向に移動可能なステージ(3)上に載置された感光基板
(2)上にマスク(1)上に形成された所定の回路パターンを
投影する投影光学系(PL)と、前記投影光学系の投影視野
の外側に形成された複数のアライメントマーク(AM1.AM
2)をオフ・アクシス方式で光学的に検出するマーク検出
手段(M1,M2,10〜22)とを有する投影露光装置であって、
前記マーク検出手段は、前記複数のアライメントマーク
のうちの第1マーク(AM1)のXY方向に関する位置を第
1対物光学系(M1)を介して光学的に検出すると共に、前
記複数のアライメントマークのうちの前記第1マークと
は異なる第2マーク(AM2)のXY方向に関する位置を前
記第1対物光学系とは異なる第2対物光学系(M2)を介し
て光学的に検出し、前記第1及び第2対物光学系は、対
物保持手段(30)によって一体に保持され、前記マーク検
出手段は、前記第1対物光学系に関して前記第1マーク
と共役な位置に配置された第1指標と、前記第2対物光
学系に関して前記第2マークと共役な位置に配置された
第2指標とを備え、前記撮像された第1マークと前記第
1指標との相対的な位置関係と前記撮像された第2マー
クと前記第2指標との相対的な位置関係とから位置検出
を行うものである。上述の構成において、前記第1対物
光学系の検出中心点(C1)と前記第2対物光学系の検出中
心点(C2)との間隔(K1)で設けられた第1及び第2基準マ
ーク(FM1,FM2)を有する基準板(FP)をさらに有すること
が好ましい。また、上記第2の目的を達成するために、
本発明による投影露光装置は、以下の構成を有する。例
えば図1に示す如く、2次元方向に移動可能なステージ
(3)上に載置された感光基板(2)上にマスク(1)上に形成
された所定の回路パターンを投影する投影光学系(PL)
と、前記投影光学系の投影視野の外側に形成されたアラ
イメントマーク(AM1,AM2)をオフ・アクシス方式で光学
的に検出するマーク検出手段とを有する投影露光装置に
おいて、前記マーク検出手段は、複数の検出中心点(C1,
C2)を含み、前記ステージ上には、前記複数の検出中心
点間の間隔(K1)を有する複数の基準マーク(FM1,FM2)を
備えた基準板(FP)が設けられるものである。上述の構成
において、前記マーク検出手段は、第1の検出中心点(C
1)を有する第1対物光学系(M1)と、第2の検出中心点(C
2)を有する第2対物光学系(M2)とを備えることが好まし
い。また、本発明による投影露光装置は、例えば図1,
2に示す如く、2次元方向に移動可能なステージ(3)上
に載置された感光基板(2)上にマスク(1)上に形成された
所定の回路パターンを投影する投影光学系(PL)と、前記
投影光学系の投影視野の外側に形成されたアライメント
マーク(M1,M3)をオフ・アクシス方式で光学的に検出す
るマーク検出手段とを有する投影露光装置であって、前
記マーク検出手段(M1〜M4,10〜22)は、第1の検出中心
点(C1)を有する第1マーク検出手段と、前記第1の検出
中心点とは異なる第2の検出中心点(C3)を有する第2マ
ーク検出手段とを有し、前記第1及び第2の検出中心点
の間隔(K2)が変更可能であるものである。上述の構成に
おいて、前記マーク検出手段は、前記第1及び第2の検
出中心点とは異なる第3の検出中心点(C2)を有する第3
マーク検出手段と、前記第1乃至第3の検出中心点とは
異なる第4の検出中心点(C4)を有する第4マーク検出手
段とをさらに有することが好ましい。上述の構成におい
て、前記第1及び第3マーク検出手段は第1の対物保持
手段(30)によって一体に保持され、前記第2及び第4マ
ーク検出手段は第2の対物保持手段(31)によって一体に
保持されることが好ましい。
るために、本発明による投影露光装置は、以下の構成を
有する。例えば図1に示す如く、マスク(1) 上に形成さ
れた所定の回路パターンを2次元方向に移動可能なステ
ージ(3) 上に載置された感光基板(2) に投影する投影光
学系(PL)と、投影光学系の投影視野(SA)の外側に検出中
心を有し、かつ感光基板に形成された第1及び第2マー
ク(AM1,AM2) を所定の間隔で併設された第1及び第2対
物光学系(M1,M2) を介して光学的に検出するマーク検出
手段 (10〜22) とを有する投影露光装置は、第1及び第
2対物光学系の併設方向(X方向)と直交する方向に移
動可能に設けられ、かつ第1及び第2対物光学系を一体
に保持する対物保持手段(30)と、対物保持手段を感光基
板の大きさに応じて駆動する駆動手段(32)とを有するよ
うに構成される。また、上記第2の目的を達成するため
に、本発明による投影露光装置は、以下の構成を有す
る。例えば図1に示す如く、X方向及びY方向の2次元
方向に移動可能なステージ(3)上に載置された感光基板
(2)上にマスク(1)上に形成された所定の回路パターンを
投影する投影光学系(PL)と、前記投影光学系の投影視野
の外側に形成された複数のアライメントマーク(AM1.AM
2)をオフ・アクシス方式で光学的に検出するマーク検出
手段(M1,M2,10〜22)とを有する投影露光装置であって、
前記マーク検出手段は、前記複数のアライメントマーク
のうちの第1マーク(AM1)のXY方向に関する位置を第
1対物光学系(M1)を介して光学的に検出すると共に、前
記複数のアライメントマークのうちの前記第1マークと
は異なる第2マーク(AM2)のXY方向に関する位置を前
記第1対物光学系とは異なる第2対物光学系(M2)を介し
て光学的に検出し、前記第1及び第2対物光学系は、対
物保持手段(30)によって一体に保持され、前記マーク検
出手段は、前記第1対物光学系に関して前記第1マーク
と共役な位置に配置された第1指標と、前記第2対物光
学系に関して前記第2マークと共役な位置に配置された
第2指標とを備え、前記撮像された第1マークと前記第
1指標との相対的な位置関係と前記撮像された第2マー
クと前記第2指標との相対的な位置関係とから位置検出
を行うものである。上述の構成において、前記第1対物
光学系の検出中心点(C1)と前記第2対物光学系の検出中
心点(C2)との間隔(K1)で設けられた第1及び第2基準マ
ーク(FM1,FM2)を有する基準板(FP)をさらに有すること
が好ましい。また、上記第2の目的を達成するために、
本発明による投影露光装置は、以下の構成を有する。例
えば図1に示す如く、2次元方向に移動可能なステージ
(3)上に載置された感光基板(2)上にマスク(1)上に形成
された所定の回路パターンを投影する投影光学系(PL)
と、前記投影光学系の投影視野の外側に形成されたアラ
イメントマーク(AM1,AM2)をオフ・アクシス方式で光学
的に検出するマーク検出手段とを有する投影露光装置に
おいて、前記マーク検出手段は、複数の検出中心点(C1,
C2)を含み、前記ステージ上には、前記複数の検出中心
点間の間隔(K1)を有する複数の基準マーク(FM1,FM2)を
備えた基準板(FP)が設けられるものである。上述の構成
において、前記マーク検出手段は、第1の検出中心点(C
1)を有する第1対物光学系(M1)と、第2の検出中心点(C
2)を有する第2対物光学系(M2)とを備えることが好まし
い。また、本発明による投影露光装置は、例えば図1,
2に示す如く、2次元方向に移動可能なステージ(3)上
に載置された感光基板(2)上にマスク(1)上に形成された
所定の回路パターンを投影する投影光学系(PL)と、前記
投影光学系の投影視野の外側に形成されたアライメント
マーク(M1,M3)をオフ・アクシス方式で光学的に検出す
るマーク検出手段とを有する投影露光装置であって、前
記マーク検出手段(M1〜M4,10〜22)は、第1の検出中心
点(C1)を有する第1マーク検出手段と、前記第1の検出
中心点とは異なる第2の検出中心点(C3)を有する第2マ
ーク検出手段とを有し、前記第1及び第2の検出中心点
の間隔(K2)が変更可能であるものである。上述の構成に
おいて、前記マーク検出手段は、前記第1及び第2の検
出中心点とは異なる第3の検出中心点(C2)を有する第3
マーク検出手段と、前記第1乃至第3の検出中心点とは
異なる第4の検出中心点(C4)を有する第4マーク検出手
段とをさらに有することが好ましい。上述の構成におい
て、前記第1及び第3マーク検出手段は第1の対物保持
手段(30)によって一体に保持され、前記第2及び第4マ
ーク検出手段は第2の対物保持手段(31)によって一体に
保持されることが好ましい。
【0008】
【作用】上述の構成の如き本発明においては、感光基板
の大きさに応じて、感光基板上のマークを検出するマー
ク検出手段の2つの対物光学系をその併設方向に一体と
して移動させる構成としている。このため、感光基板が
大型化しても、この感光基板上のマークの間隔を広げる
ことで重ね合わせ精度を向上を図ることができる。さら
に、併設された2つの対物光学系を一体に保持している
ため、マーク配置に対応させて対物光学系を移動させて
も、2つの対物光学系の間で誤差の発生する恐れがな
い。
の大きさに応じて、感光基板上のマークを検出するマー
ク検出手段の2つの対物光学系をその併設方向に一体と
して移動させる構成としている。このため、感光基板が
大型化しても、この感光基板上のマークの間隔を広げる
ことで重ね合わせ精度を向上を図ることができる。さら
に、併設された2つの対物光学系を一体に保持している
ため、マーク配置に対応させて対物光学系を移動させて
も、2つの対物光学系の間で誤差の発生する恐れがな
い。
【0009】なお、例えば、4組の対物光学系を介して
感光基板の4か所のマークを検出する場合には、2つの
対物光学系の可動方向は、感光基板の長手方向(感光基
板が長方形状の角形プレートの場合にはその長辺方向)
とすることが望ましい。これにより、感光基板が大型化
しても、マーク検出手段の検出中心点の間隔を十分に広
げることができるため、高い重ね合わせ精度のもとでア
ライメントを実行できる。さらに、2つの対物光学系を
長手方向と直交する方向(併設方向)で固定しているた
め、この方向での検出中心点の位置ずれが発生しない利
点がある。
感光基板の4か所のマークを検出する場合には、2つの
対物光学系の可動方向は、感光基板の長手方向(感光基
板が長方形状の角形プレートの場合にはその長辺方向)
とすることが望ましい。これにより、感光基板が大型化
しても、マーク検出手段の検出中心点の間隔を十分に広
げることができるため、高い重ね合わせ精度のもとでア
ライメントを実行できる。さらに、2つの対物光学系を
長手方向と直交する方向(併設方向)で固定しているた
め、この方向での検出中心点の位置ずれが発生しない利
点がある。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明による実施例
を説明する。図1は、本発明による投影露光装置の構成
を模式的に示す図である。この図1において、図示なき
照明光学系からの光は、所定の回路パターンPAが形成
されたマスク1を照明する。そして、この回路パターン
PAは、投影光学系PLにより、レジスト等の感光剤が
塗布されたプレート2上の所定のショット領域SAに投
影転写される。このプレート2は、図中XY方向に移動
可能に設けられたステージ3上に載置されており、この
ステージ3のX方向の位置は、レーザ干渉測定器(以
下、干渉計と呼ぶ)4により、また、ステージ3のY方
向の位置は、干渉計5によりそれぞれ測定される。これ
らの測定された位置に関する情報は、制御部40へ伝達
され、この制御部40は、ステージ駆動部33を制御し
て、ステージ3をXY方向に移動させる。
を説明する。図1は、本発明による投影露光装置の構成
を模式的に示す図である。この図1において、図示なき
照明光学系からの光は、所定の回路パターンPAが形成
されたマスク1を照明する。そして、この回路パターン
PAは、投影光学系PLにより、レジスト等の感光剤が
塗布されたプレート2上の所定のショット領域SAに投
影転写される。このプレート2は、図中XY方向に移動
可能に設けられたステージ3上に載置されており、この
ステージ3のX方向の位置は、レーザ干渉測定器(以
下、干渉計と呼ぶ)4により、また、ステージ3のY方
向の位置は、干渉計5によりそれぞれ測定される。これ
らの測定された位置に関する情報は、制御部40へ伝達
され、この制御部40は、ステージ駆動部33を制御し
て、ステージ3をXY方向に移動させる。
【0011】さて、ステージ3をZ方向から見た平面図
である図2に示す如く、本実施例においては、プレート
2上のショット領域SAの外側に、4組の対物レンズM
1 〜M4 が設けられている。そして、対物レンズM1,M
2 は、それぞれの検出中心点C1,C2 (対物レンズM1,
M2 の光軸とプレートとの交点)間のX方向の間隔がK
1 となる如く対物レンズ保持部材30に固設されてお
り、対物レンズM3,M4は、それぞれの検出中心点C3,
C4 のX方向の間隔がK1 となる如く対物レンズ保持部
材31に固設されている。なお、図1においては、対物
レンズM3,M4 及び対物レンズ保持部材31は、対物レ
ンズM1,M2 及び対物レンズ保持部材30と同様の機能
であるため、図示省略して示してあり、以下の説明にお
いては、対物レンズM1,M2 についてのみ説明する。
である図2に示す如く、本実施例においては、プレート
2上のショット領域SAの外側に、4組の対物レンズM
1 〜M4 が設けられている。そして、対物レンズM1,M
2 は、それぞれの検出中心点C1,C2 (対物レンズM1,
M2 の光軸とプレートとの交点)間のX方向の間隔がK
1 となる如く対物レンズ保持部材30に固設されてお
り、対物レンズM3,M4は、それぞれの検出中心点C3,
C4 のX方向の間隔がK1 となる如く対物レンズ保持部
材31に固設されている。なお、図1においては、対物
レンズM3,M4 及び対物レンズ保持部材31は、対物レ
ンズM1,M2 及び対物レンズ保持部材30と同様の機能
であるため、図示省略して示してあり、以下の説明にお
いては、対物レンズM1,M2 についてのみ説明する。
【0012】図1に戻って、対物レンズM1,M2 のほぼ
下方には、十字形状若しくはL字形状の段差で構成され
たアライメントマークAM1,AM2 が設けられている。
なお、これらのアライメントマークAM1,AM2 は、巨
視的に見て十字形状若しくはL字形状であれば良く、ド
ット等の集合で形成されていても良い。以下、対物レン
ズM1,M2 によるアライメントマークAM1,AM2 の検
出について説明する。図1において、レーザ光源10
は、前述の照明光学系が供給する露光波長とは異なる波
長域のレーザ光を供給するものであって、例えば、63
3nmのレーザ光を供給するHe−Neレーザが適用で
きる。そして、レーザ光源10からのレーザ光は、三角
プリズム12,13を介して、ハーフプリズム14にて
反射される。なお、上記三角プリズム12,13の代わ
りに平面反射鏡を用いても良いことは言うまでもない。
ハーフプリズム14にて反射されたレーザ光は、ビーム
スプリッタ15にて反射方向と透過方向とに分割され
る。このビームスプリッタ15にて反射されたレーザ光
は、対物レンズM1 にて集光され、プレート2上に線状
のビームスポットを形成する。また、ビームスプリッタ
15を透過したレーザ光は、リレーレンズ16を介し
て、ビームスプリッタ17にて反射された後に、対物レ
ンズM2 にて集光され、プレート2上に線状のビームス
ポットを形成する。
下方には、十字形状若しくはL字形状の段差で構成され
たアライメントマークAM1,AM2 が設けられている。
なお、これらのアライメントマークAM1,AM2 は、巨
視的に見て十字形状若しくはL字形状であれば良く、ド
ット等の集合で形成されていても良い。以下、対物レン
ズM1,M2 によるアライメントマークAM1,AM2 の検
出について説明する。図1において、レーザ光源10
は、前述の照明光学系が供給する露光波長とは異なる波
長域のレーザ光を供給するものであって、例えば、63
3nmのレーザ光を供給するHe−Neレーザが適用で
きる。そして、レーザ光源10からのレーザ光は、三角
プリズム12,13を介して、ハーフプリズム14にて
反射される。なお、上記三角プリズム12,13の代わ
りに平面反射鏡を用いても良いことは言うまでもない。
ハーフプリズム14にて反射されたレーザ光は、ビーム
スプリッタ15にて反射方向と透過方向とに分割され
る。このビームスプリッタ15にて反射されたレーザ光
は、対物レンズM1 にて集光され、プレート2上に線状
のビームスポットを形成する。また、ビームスプリッタ
15を透過したレーザ光は、リレーレンズ16を介し
て、ビームスプリッタ17にて反射された後に、対物レ
ンズM2 にて集光され、プレート2上に線状のビームス
ポットを形成する。
【0013】ここで、例えばプレート2上に形成された
線状のビームスポットの伸長方向がX方向である場合に
は、制御部40は、ステージ駆動部33を制御してステ
ージ3をY方向に微動させる。このとき、アライメント
マークAM1,AM2 に照射されることにより発生する回
折光は、対物レンズM1,M2 をそれぞれ介して、ビーム
スプリッタ15,17を透過し、リレーレンズ18,2
0により、光電検出器19,21上に集光される。ここ
で、制御部40は、光電検出器19,21からの出力の
ピーク値をとることで、アライメントマークAM1,AM
2 のY方向の位置を求める。また、アライメントマーク
AM1,AM2 のX方向の位置を検出する際には、線状の
ビームスポットの伸長方向を略90°回転させて、ステ
ージ3をX方向に微動させつつ検出すれば良い。
線状のビームスポットの伸長方向がX方向である場合に
は、制御部40は、ステージ駆動部33を制御してステ
ージ3をY方向に微動させる。このとき、アライメント
マークAM1,AM2 に照射されることにより発生する回
折光は、対物レンズM1,M2 をそれぞれ介して、ビーム
スプリッタ15,17を透過し、リレーレンズ18,2
0により、光電検出器19,21上に集光される。ここ
で、制御部40は、光電検出器19,21からの出力の
ピーク値をとることで、アライメントマークAM1,AM
2 のY方向の位置を求める。また、アライメントマーク
AM1,AM2 のX方向の位置を検出する際には、線状の
ビームスポットの伸長方向を略90°回転させて、ステ
ージ3をX方向に微動させつつ検出すれば良い。
【0014】ここで、、ビームスプリッタ14の透過方
向には、アライメントマークAM1,AM2 を画像検出す
るための撮像部22が設けられている。この撮像部22
は、対物レンズM1,M2 をそれぞれ介してアライメント
マークAM1,AM2 を撮像するものであり、アライメン
トマークAM1,AM2 との共役な位置に指標を有する。
そして、制御部40は、撮像部22による撮像されたア
ライメントマークAM 1,AM2 の像と指標との相対的な
位置関係からアライメントマークAM1,AM2の位置検
出を行う。
向には、アライメントマークAM1,AM2 を画像検出す
るための撮像部22が設けられている。この撮像部22
は、対物レンズM1,M2 をそれぞれ介してアライメント
マークAM1,AM2 を撮像するものであり、アライメン
トマークAM1,AM2 との共役な位置に指標を有する。
そして、制御部40は、撮像部22による撮像されたア
ライメントマークAM 1,AM2 の像と指標との相対的な
位置関係からアライメントマークAM1,AM2の位置検
出を行う。
【0015】さて、プレート2上に設けられるアライメ
ントマークAM1,AM2 は、感光基板としてのプレート
2の大きさに応じて、打ち替えられる場合がある。特
に、液晶表示素子の製造に用いられるガラス基板として
の角形プレートの場合には、このプレート上に設けられ
るアライメントマークの間隔を広げて、加熱プロセスに
よるプレートの伸縮の影響を低下させることが行われて
いる。そこで、本実施例においては、対物レンズ保持部
材30,31によって、検出光学系の4組の対物レンズ
M1 〜M4 のうち、2組の対物レンズM1,M2 を一体に
保持し、この対物レンズ保持部材30,31を図中Y方
向に可動に設けることでプレート2の大型化に対応して
いる。ここで、不図示ではあるが、上述した検出光学系
のうち、レーザ光源10を除いた各部材(三角プリズム
12,13、ハーフプリズム14、ビームスプリッタ1
5,17、リレーレンズ16,18,20、光電検出器
19,21)は、前述の対物レンズ保持部材30に保持
されている。そして、上記各部材及び対物レンズM1,M
2 を保持する対物レンズ保持部材30,31は、駆動部
32によって図中Y方向に駆動される。これにより、ア
ライメントマークAM 1,AM2 の打ち替えに対応して、
検出光学系による検出中心点C1,C2 を図中Y方向に移
動させることができる。ここで、本発明による投影露光
装置においては、対物レンズM1,M2 を一体に移動させ
る構成としているため、移動時における検出光学系によ
る検出中心点C1,C2 のずれが殆ど発生しない。従っ
て、どのような大きさのプレートであっても(アライメ
ントマークのY方向の間隔が変わっても)、高精度のも
とでアライメントを実行できる。
ントマークAM1,AM2 は、感光基板としてのプレート
2の大きさに応じて、打ち替えられる場合がある。特
に、液晶表示素子の製造に用いられるガラス基板として
の角形プレートの場合には、このプレート上に設けられ
るアライメントマークの間隔を広げて、加熱プロセスに
よるプレートの伸縮の影響を低下させることが行われて
いる。そこで、本実施例においては、対物レンズ保持部
材30,31によって、検出光学系の4組の対物レンズ
M1 〜M4 のうち、2組の対物レンズM1,M2 を一体に
保持し、この対物レンズ保持部材30,31を図中Y方
向に可動に設けることでプレート2の大型化に対応して
いる。ここで、不図示ではあるが、上述した検出光学系
のうち、レーザ光源10を除いた各部材(三角プリズム
12,13、ハーフプリズム14、ビームスプリッタ1
5,17、リレーレンズ16,18,20、光電検出器
19,21)は、前述の対物レンズ保持部材30に保持
されている。そして、上記各部材及び対物レンズM1,M
2 を保持する対物レンズ保持部材30,31は、駆動部
32によって図中Y方向に駆動される。これにより、ア
ライメントマークAM 1,AM2 の打ち替えに対応して、
検出光学系による検出中心点C1,C2 を図中Y方向に移
動させることができる。ここで、本発明による投影露光
装置においては、対物レンズM1,M2 を一体に移動させ
る構成としているため、移動時における検出光学系によ
る検出中心点C1,C2 のずれが殆ど発生しない。従っ
て、どのような大きさのプレートであっても(アライメ
ントマークのY方向の間隔が変わっても)、高精度のも
とでアライメントを実行できる。
【0016】また、本実施例における投影露光装置で
は、検出光学系の移動後(対物レンズM1,M2 の移動
後)に、ステージ3の一部に設けられた基準板FPを用
いて検出光学系の検出中心点C1,C2 の補正を行うこと
により、アライメント精度の更なる向上を図ることがで
きる。以下、図1,図2及び、図1,2に示される基準
板FPの平面図である図3を参照して検出中心点の補正
について詳述する。
は、検出光学系の移動後(対物レンズM1,M2 の移動
後)に、ステージ3の一部に設けられた基準板FPを用
いて検出光学系の検出中心点C1,C2 の補正を行うこと
により、アライメント精度の更なる向上を図ることがで
きる。以下、図1,図2及び、図1,2に示される基準
板FPの平面図である図3を参照して検出中心点の補正
について詳述する。
【0017】ここで、図3に示す如く、基準板FPは、
対物レンズM1,M2 及び対物レンズM3,M4 のX方向の
幅K1 の間隔で、基準マークFM1,FM2 が設けられた
ものである。以下、補正時の制御部40の動作について
説明する。 〔ステップ100〕まず、制御部40は、ステージ3上
に載置されるプレート2のサイズに基づいて、駆動部3
2を駆動させ、対物レンズ保持部材30,31をプレー
ト2上のアライメントマークの略上方に位置させて、ス
テップ101へ移行する。 〔ステップ101〕次に、制御部は、ステージ駆動部3
3を駆動して、対物レンズM1,M2 の下方(対物レンズ
M1,M2 の検出中心点C1,C2 の直下)に、図3に示す
如き基準マークFM1,FM2 を位置させ、ステップ10
2へ移行する。 〔ステップ102〕制御部40は、撮像部22又は光電
検出器19,21により、基準マークFM 1,FM2 をそ
れぞれ検出し、検出中心点C1,C2 と基準マークFM1,
FM2 との位置ずれ量を求め、ステップ103へ移行す
る。 〔ステップ103〕制御部40は、ステップ102での
位置ずれ量に基づいて、基準マークFM1,FM2 の検出
位置が検出中心点C1,C2 に位置する如く、図示なきハ
ービング板(検出光学系の光路中に斜設された平行平面
板)を制御する。これにより、対物レンズM1,M2 の検
出中心点C1,C2 の補正動作が終了する。
対物レンズM1,M2 及び対物レンズM3,M4 のX方向の
幅K1 の間隔で、基準マークFM1,FM2 が設けられた
ものである。以下、補正時の制御部40の動作について
説明する。 〔ステップ100〕まず、制御部40は、ステージ3上
に載置されるプレート2のサイズに基づいて、駆動部3
2を駆動させ、対物レンズ保持部材30,31をプレー
ト2上のアライメントマークの略上方に位置させて、ス
テップ101へ移行する。 〔ステップ101〕次に、制御部は、ステージ駆動部3
3を駆動して、対物レンズM1,M2 の下方(対物レンズ
M1,M2 の検出中心点C1,C2 の直下)に、図3に示す
如き基準マークFM1,FM2 を位置させ、ステップ10
2へ移行する。 〔ステップ102〕制御部40は、撮像部22又は光電
検出器19,21により、基準マークFM 1,FM2 をそ
れぞれ検出し、検出中心点C1,C2 と基準マークFM1,
FM2 との位置ずれ量を求め、ステップ103へ移行す
る。 〔ステップ103〕制御部40は、ステップ102での
位置ずれ量に基づいて、基準マークFM1,FM2 の検出
位置が検出中心点C1,C2 に位置する如く、図示なきハ
ービング板(検出光学系の光路中に斜設された平行平面
板)を制御する。これにより、対物レンズM1,M2 の検
出中心点C1,C2 の補正動作が終了する。
【0018】次に、制御部40は、対物レンズM3,M4
の検出中心点C3,C4 の補正動作を行うために、ステッ
プ104へ移行する。なお、制御部40は、ハービング
板を制御する代わりに、上記位置ずれ量を内部のメモリ
ー等に記憶しておき、アライメントマーク検出時に記憶
された位置ずれ量をオフセットする如き動作を行っても
良い。 〔ステップ104〕次に、制御部40は、ステージ駆動
部33を駆動して、対物レンズM3,M4 のの下方(対物
レンズM3,M4 の検出中心点C3,C4 の直下)に、図3
に示す如き基準マークFM1,FM2 を位置させ、ステッ
プ105へ移行する。 〔ステップ105〕次に、制御部40は、撮像部22又
は光電検出器19,21により、基準マークFM1,FM
2 をそれぞれ検出し、検出中心点C3,C4 と基準マーク
FM1,FM 2 との位置ずれ量を求め、ステップ106へ
移行する。 〔ステップ106〕制御部40は、ステップ105での
位置ずれ量に基づいて、基準マークFM1,FM2 の検出
位置が検出中心点C3,C4 に位置する如く、図示なきハ
ービング板を制御する。これにより、対物レンズM3,M
4 の検出中心点C3,C4 の補正動作が終了する。
の検出中心点C3,C4 の補正動作を行うために、ステッ
プ104へ移行する。なお、制御部40は、ハービング
板を制御する代わりに、上記位置ずれ量を内部のメモリ
ー等に記憶しておき、アライメントマーク検出時に記憶
された位置ずれ量をオフセットする如き動作を行っても
良い。 〔ステップ104〕次に、制御部40は、ステージ駆動
部33を駆動して、対物レンズM3,M4 のの下方(対物
レンズM3,M4 の検出中心点C3,C4 の直下)に、図3
に示す如き基準マークFM1,FM2 を位置させ、ステッ
プ105へ移行する。 〔ステップ105〕次に、制御部40は、撮像部22又
は光電検出器19,21により、基準マークFM1,FM
2 をそれぞれ検出し、検出中心点C3,C4 と基準マーク
FM1,FM 2 との位置ずれ量を求め、ステップ106へ
移行する。 〔ステップ106〕制御部40は、ステップ105での
位置ずれ量に基づいて、基準マークFM1,FM2 の検出
位置が検出中心点C3,C4 に位置する如く、図示なきハ
ービング板を制御する。これにより、対物レンズM3,M
4 の検出中心点C3,C4 の補正動作が終了する。
【0019】そして、これらの補正動作(〔ステップ1
00〜106〕の動作)が終了した後、本実施例による
投影露光装置は、マスク1とプレート2とのアライメン
トを行ない、マスク1の回路パターンをプレート2上に
投影転写する。このように、基準板FPを用いて、検出
光学系の検出中心点C1 〜C4 の補正を行うことで、さ
らなるアライメント精度の向上を図ることができる。
00〜106〕の動作)が終了した後、本実施例による
投影露光装置は、マスク1とプレート2とのアライメン
トを行ない、マスク1の回路パターンをプレート2上に
投影転写する。このように、基準板FPを用いて、検出
光学系の検出中心点C1 〜C4 の補正を行うことで、さ
らなるアライメント精度の向上を図ることができる。
【0020】ここで、本実施例においては、対物レンズ
M1,M2 を介した検出中心点C1,C 2 の補正と、対物レ
ンズM3,M4 を介した検出中心点C3,C4 の補正とを同
時に行なっていないため、検出中心点C1,C2 と検出中
心点C3,C4 とのずれが発生する恐れがある。しかしな
がら、本実施例においては、検出中心点C1,C2 の補正
時と検出中心点C3,C4 の補正時との誤差は、ステージ
3の1次元方向(Y方向)の移動のみに起因するため、
検出中心点C1,C2 及び検出中心点C3,C4 のθ方向
(XY平面内での回転方向)のずれは完全に補正するこ
とができ、さらには、検出中心点C1,C2 及び検出中心
点C3,C4 のX方向のずれ(シフト)は、アライメント
マークAM1,AM2 のビームスキャンの方向であるの
で、影響がないに等しい。
M1,M2 を介した検出中心点C1,C 2 の補正と、対物レ
ンズM3,M4 を介した検出中心点C3,C4 の補正とを同
時に行なっていないため、検出中心点C1,C2 と検出中
心点C3,C4 とのずれが発生する恐れがある。しかしな
がら、本実施例においては、検出中心点C1,C2 の補正
時と検出中心点C3,C4 の補正時との誤差は、ステージ
3の1次元方向(Y方向)の移動のみに起因するため、
検出中心点C1,C2 及び検出中心点C3,C4 のθ方向
(XY平面内での回転方向)のずれは完全に補正するこ
とができ、さらには、検出中心点C1,C2 及び検出中心
点C3,C4 のX方向のずれ(シフト)は、アライメント
マークAM1,AM2 のビームスキャンの方向であるの
で、影響がないに等しい。
【0021】
【発明の効果】 上述の如く、本発明による投影露光装
置においては、どのようなサイズの感光基板に対して
も、高精度な重ね合わせ精度のもとでアライメントがで
きる。さらに、ステージの一部に基準マークを設けた基
準板を配置すれば、マーク検出手段の補正を高精度に行
うことができる。これにより、更なる高精度のもとでア
ライメントを実行することができる。また、本発明によ
る投影露光装置においては、基準板により複数のアライ
メント系の校正を行うことができるため、複数のアライ
メント系の誤差を低減させることができる。
置においては、どのようなサイズの感光基板に対して
も、高精度な重ね合わせ精度のもとでアライメントがで
きる。さらに、ステージの一部に基準マークを設けた基
準板を配置すれば、マーク検出手段の補正を高精度に行
うことができる。これにより、更なる高精度のもとでア
ライメントを実行することができる。また、本発明によ
る投影露光装置においては、基準板により複数のアライ
メント系の校正を行うことができるため、複数のアライ
メント系の誤差を低減させることができる。
【図1】本発明による実施例を模式的に示した斜視図。
【図2】本発明による実施例の平面図。
【図3】ステージ上に設けられる基準板の構成を示す平
面図。
面図。
10 ‥‥ レーザ光源、 30,31 ‥‥ 対物レンズ保持部材、 32 ‥‥ 駆動部、 40 ‥‥ 制御部、 FP ‥‥ 基準板、 M1,M2,M3,M4 ‥‥ 対物レンズ、 AM1,AM2 ‥‥ アライメントマーク、 FM1,FM2 ‥‥ 基準マーク、
Claims (9)
- 【請求項1】 2次元方向に移動可能なステージ上に載
置された感光基板上に、マスク上に形成された所定の回
路パターンを投影する投影光学系と、前記感光基板上の
前記投影光学系の投影視野の外側に形成された第1及び
第2マークを、所定の間隔で併設された第1及び第2対
物光学系を介して光学的に検出するマーク検出手段とを
有する投影露光装置において、 前記第1及び第2対物光学系の併設方向と直交する方向
に移動可能に設けられ、かつ前記第1及び第2対物光学
系を一体に保持する対物保持手段と、 前記感光基板の大きさに応じて前記対物保持手段を駆動
する駆動手段とを有することを特徴とする投影露光装
置。 - 【請求項2】 X方向及びY方向の2次元方向に移動可
能なステージ上に載置された感光基板上にマスク上に形
成された所定の回路パターンを投影する投影光学系と、
前記投影光学系の投影視野の外側に形成された複数のア
ライメントマークをオフ・アクシス方式で光学的に検出
するマーク検出手段とを有する投影露光装置において、 前記マーク検出手段は、第1対物光学系を介して前記複
数のアライメントマークのうちの第1マークを撮像する
ことによって、該第1マークのXY方向に関する位置を
検出すると共に、前記第1対物光学系とは異なる第2対
物光学系を介して前記複数のアライメントマークのうち
の前記第1マークとは異なる第2マークを撮像すること
によって、該第2マークのXY方向に関する位置を検出
し、 前記第1及び第2対物光学系は、対物保持手段によって
一体に保持され、 前記マーク検出手段は、前記第1対物光学系に関して前
記第1マークと共役な位置に配置された第1指標と、前
記第2対物光学系に関して前記第2マークと共役な位置
に配置された第2指標とを備え、前記撮像された第1マ
ークと前記第1指標との相対的な位置関係と前記撮像さ
れた第2マークと前記第2指標との相対的な位置関係と
から位置検出を行うことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項3】 前記第1対物光学系の検出中心点と前記第
2対物光学系の検出中心点との間隔で設けられた第1及
び第2基準マークを有する基準板をさらに有することを
特徴とする請求項1または2記載の投影露光装置。 - 【請求項4】2次元方向に移動可能なステージ上に載置
された感光基板上にマスク上に形成された所定の回路パ
ターンを投影する投影光学系と、前記投影光学系の投影
視野の外側に形成されたアライメントマークをオフ・ア
クシス方式で光学的に検出するマーク検出手段とを有す
る投影露光装置において、 前記マーク検出手段は、複数の検出中心点を含み、 前記ステージ上には、前記複数の検出中心点間の間隔を
有する複数の基準マークを備えた基準板が設けられるこ
とを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項5】 前記マーク検出手段は、第1の検出中心点
を有する第1対物光学系と、第2の検出中心点を有する
第2対物光学系とを備えることを特徴とする請求項4記
載の投影露光装置。 - 【請求項6】2次元方向に移動可能なステージ上に載置
された感光基板上にマスク上に形成された所定の回路パ
ターンを投影する投影光学系と、前記投影光学系の投影
視野の外側に形成されたアライメントマークをオフ・ア
クシス方式で光学的に検出するマーク検出手段とを有す
る投影露光装置において、 前記マーク検出手段は、第1の検出中心点を有する第1
マーク検出手段と、前記第1の検出中心点とは異なる第
2の検出中心点を有する第2マーク検出手段とを有し、 前記第1及び第2の検出中心点の間隔が変更可能である
ことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項7】 前記マーク検出手段は、前記第1及び第2
の検出中心点とは異なる第3の検出中心点を有する第3
マーク検出手段と、前記第1乃至第3の検出中心点とは
異なる第4の検出中心点を有する第4マーク検出手段と
をさらに有することを特徴とする請求項6記載の投影露
光装置。 - 【請求項8】 前記第1及び第3マーク検出手段は第1の
対物保持手段によって一体に保持され、前記第2及び第
4マーク検出手段は第2の対物保持手段によって一体に
保持されることを特徴とする請求項7記載の投影露光装
置。 - 【請求項9】 照明光学系からの光によってマスクを照明
し、該マスク上の回路パターンを感光基板上へ転写する
投影露光方法において、請求項1乃至8 の何れか一項記載の投影露光装置を用い
て、前記感光基板をアライメントし、前記マスク上の回
路パターンを前記感光基板上へ投影転写することを特徴
とする投影露光方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01627693A JP3303386B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 投影露光装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01627693A JP3303386B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 投影露光装置及び方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06232027A JPH06232027A (ja) | 1994-08-19 |
JP3303386B2 true JP3303386B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=11912031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01627693A Expired - Lifetime JP3303386B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 投影露光装置及び方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3303386B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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US8203697B2 (en) | 2006-08-31 | 2012-06-19 | Nikon Corporation | Movable body drive method and system, pattern formation method and apparatus, exposure method and apparatus for driving movable body based on measurement value of encoder and information on flatness of scale, and device manufacturing method |
US8400614B2 (en) | 2005-12-28 | 2013-03-19 | Nikon Corporation | Pattern formation method and pattern formation apparatus, exposure method and exposure apparatus, and device manufacturing method |
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US9377698B2 (en) | 2006-09-01 | 2016-06-28 | Nikon Corporation | Movable body drive method and movable body drive system, pattern formation method and apparatus, exposure method and apparatus, device manufacturing method, and calibration method |
US9690214B2 (en) | 2006-02-21 | 2017-06-27 | Nikon Corporation | Pattern forming apparatus and pattern forming method, movable body drive system and movable body drive method, exposure apparatus and exposure method, and device manufacturing method |
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US9874822B2 (en) | 2006-09-01 | 2018-01-23 | Nikon Corporation | Movable body drive method and movable body drive system, pattern formation method and apparatus, exposure method and apparatus, and device manufacturing method |
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-
1993
- 1993-02-03 JP JP01627693A patent/JP3303386B2/ja not_active Expired - Lifetime
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US10133195B2 (en) | 2006-01-19 | 2018-11-20 | Nikon Corporation | Movable body drive method, movable body drive system, pattern formation method, pattern forming apparatus, exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
US10185228B2 (en) | 2006-01-19 | 2019-01-22 | Nikon Corporation | Movable body drive method, movable body drive system, pattern formation method, pattern forming apparatus, exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
US7839485B2 (en) | 2006-01-19 | 2010-11-23 | Nikon Corporation | Movable body drive method, movable body drive system, pattern formation method, pattern forming apparatus, exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
US10185227B2 (en) | 2006-01-19 | 2019-01-22 | Nikon Corporation | Movable body drive method, movable body drive system, pattern formation method, pattern forming apparatus, exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
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