JP3326446B2 - Exposure method and apparatus, lithography method, mark printing apparatus, and proximity exposure apparatus - Google Patents

Exposure method and apparatus, lithography method, mark printing apparatus, and proximity exposure apparatus

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JP3326446B2
JP3326446B2 JP25137193A JP25137193A JP3326446B2 JP 3326446 B2 JP3326446 B2 JP 3326446B2 JP 25137193 A JP25137193 A JP 25137193A JP 25137193 A JP25137193 A JP 25137193A JP 3326446 B2 JP3326446 B2 JP 3326446B2
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子、液
晶表示素子又はプリント基板等をフォトリソグラフィ工
程で製造する際に使用され、マスクに近接又は密着して
配置された感光性の基板上にそのマスクのパターンを焼
き付けるプロキシミティ露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used, for example, in manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element or a printed circuit board by a photolithography process, and is provided on a photosensitive substrate arranged close to or in close contact with a mask. The present invention relates to a proximity exposure apparatus that prints the pattern of the mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば半導体素子、液晶表示素子又はプ
リント基板等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に、フォトマスク又はレチクル等(以下、「マスク」と
総称する)を露光光で照明し、そのマスクに近接又は密
着して配され感光材が塗布された基板上にそのマスクの
パターンを焼き付けるプロキシミティ露光装置が使用さ
れている。
2. Description of the Related Art For example, when a semiconductor device, a liquid crystal display device, a printed circuit board or the like is manufactured by a photolithography process, a photomask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as "mask") is illuminated with exposure light, and the mask There is used a proximity exposure apparatus which prints a mask pattern on a substrate which is disposed close to or in close contact with a photosensitive material and coated with a photosensitive material.

【0003】図4は従来の第1のプロキシミティ露光装
置を示し、この図4において、超高圧水銀ランプ等の光
源1からの光は、楕円鏡2により集光されてダイクロイ
ックミラー3に向かう。ダイクロイックミラー3ではフ
ォトレジストを感光させる波長域の露光光が反射され、
この露光光がオプティカル・インテグレータ(フライア
イレンズ等)4に入射する。そして、オプティカル・イ
ンテグレータ4により形成された多数の2次光源からの
露光光が、凹面鏡5により反射されほぼ平行光束となっ
てマスクMを照明する。マスクMのパターン形成面に平
行な面をXY平面、照明光学系の光軸をZ軸として、マ
スクMは、このマスクMをXY平面内で位置決めするマ
スクテーブルMT上に保持されている。また、マスクM
の下面のパターン形成面に近接又は密着してフォトレジ
ストが塗布された基板(ウエハ、ガラスプレート等)P
の露光面が配され、基板Pは、この基板PをXY平面内
で位置決めする基板ステージPS上に保持されている。
凹面鏡5からの露光光のもとで、マスクMのパターンが
基板P上に転写される。
FIG. 4 shows a first conventional proximity exposure apparatus. In FIG. 4, light from a light source 1 such as an ultra-high pressure mercury lamp is condensed by an elliptical mirror 2 and travels to a dichroic mirror 3. The dichroic mirror 3 reflects exposure light in a wavelength range for exposing the photoresist,
This exposure light is incident on an optical integrator (such as a fly-eye lens) 4. Then, exposure light from a number of secondary light sources formed by the optical integrator 4 is reflected by the concave mirror 5 and becomes a substantially parallel light beam to illuminate the mask M. The mask M is held on a mask table MT for positioning the mask M in the XY plane, with the plane parallel to the pattern forming surface of the mask M as the XY plane and the optical axis of the illumination optical system as the Z axis. Also, the mask M
(Wafer, glass plate, etc.) P coated with photoresist in close proximity or close contact with the pattern forming surface on the lower surface of P
The substrate P is held on a substrate stage PS for positioning the substrate P in the XY plane.
The pattern of the mask M is transferred onto the substrate P under the exposure light from the concave mirror 5.

【0004】そのマスクMの図4の紙面に平行なX方向
の両端部にそれぞれ位置合わせ用のアライメントマーク
6A及び6Bが形成されている。そのマスクMの位置合
わせ(アライメント)、又はマスクMと基板Pとの相互
の位置合わせを行うために、マスクMのアライメントマ
ーク6A及び6Bの上方近傍に、それぞれアライメント
系7A及び7Bが配されている。一方のアライメント系
7Aにおいて、アライメント時には、アライメント用の
光源8Aから射出されたアライメント光は、照明リレー
レンズ9A、ハーフミラー10A、反射ミラー11A、
及び第1対物レンズ12Aを介してマスクMのアライメ
ントマーク6A及び基板P上を照明する。但し、図8は
反射ミラー11A及び第1対物レンズ12Aが−X方向
に待避されている状態を現している。
Alignment marks 6A and 6B are formed at both ends of the mask M in the X direction parallel to the plane of FIG. In order to perform the alignment (alignment) of the mask M or the mutual alignment of the mask M and the substrate P, alignment systems 7A and 7B are arranged near the upper portions of the alignment marks 6A and 6B of the mask M, respectively. I have. In one alignment system 7A, at the time of alignment, the alignment light emitted from the alignment light source 8A is transmitted to the illumination relay lens 9A, the half mirror 10A, the reflection mirror 11A,
Then, the alignment mark 6A of the mask M and the substrate P are illuminated via the first objective lens 12A. However, FIG. 8 shows a state in which the reflection mirror 11A and the first objective lens 12A are retracted in the -X direction.

【0005】そのアライメントマーク6Aからの反射光
(基板P上にアライメントマークが在る場合には、基板
P上のアライメントマークからの反射光を含む)が、第
1対物レンズ12A、反射ミラー11A、ハーフミラー
10A、及び第2対物レンズ13Aを介して撮像素子1
4Aの撮像面上に、アライメントマーク6A(及び基板
P上のアライメントマーク)の像を結像する。他方のア
ライメント系7Bも、上述のアライメント系7Aと対称
的に光源8B〜撮像素子14Bより構成されている。
The light reflected from the alignment mark 6A (including the light reflected from the alignment mark on the substrate P when the alignment mark is present on the substrate P) is reflected by the first objective lens 12A, the reflection mirror 11A, Image sensor 1 via half mirror 10A and second objective lens 13A
An image of the alignment mark 6A (and the alignment mark on the substrate P) is formed on the imaging surface 4A. The other alignment system 7B is also composed of the light source 8B to the image sensor 14B symmetrically to the above-described alignment system 7A.

【0006】実際の露光及びアライメントのシーケンス
では、先ずアライメント系7Aの反射ミラー11A及び
第1対物レンズ12Aをアライメントマーク6A上に移
動させ、アライメント系7Bの反射ミラー11B及び第
1対物レンズ12Bをアライメントマーク6B上に移動
させる。そして、アライメントマーク6A,6Bの位置
を計測してマスクMの位置合わせを行った後、一方の反
射ミラー11A及び第1対物レンズ12Aと、他方の反
射ミラー11B及び第1対物レンズ12Bとを互いに逆
方向に対避させた状態で、マスクMのパターンの基板P
に対する1回目の露光を行う。この露光により、マスク
M上のアライメントマーク6A及び6Bも基板P上に転
写される。
In the actual sequence of exposure and alignment, first, the reflecting mirror 11A and the first objective lens 12A of the alignment system 7A are moved onto the alignment mark 6A, and the reflecting mirror 11B and the first objective lens 12B of the alignment system 7B are aligned. Move on the mark 6B. Then, after measuring the positions of the alignment marks 6A and 6B and aligning the mask M, the one reflecting mirror 11A and the first objective lens 12A and the other reflecting mirror 11B and the first objective lens 12B are mutually moved. The substrate P having the pattern of the mask M in a state of being evacuated in the opposite direction.
Is exposed for the first time. By this exposure, the alignment marks 6A and 6B on the mask M are also transferred onto the substrate P.

【0007】そして、基板P上のそれまでの工程で形成
されているパターン上に、重ねてマスクMのパターンを
露光する場合には、一方の反射ミラー11A及び第1対
物レンズ12Aと、他方の反射ミラー11B及び第1対
物レンズ12BとをそれぞれマスクM上のアライメント
マークの上方に移動させる。そして、基板P上のアライ
メントマークとマスクM上のアライメントマークとを同
時に観察して、マスクMと基板Pとの位置合わせを行っ
た後、再び一方の反射ミラー11A及び第1対物レンズ
12Aと、他方の反射ミラー11B及び第1対物レンズ
12Bとをそれぞれ待避させて、マスクMのパターンを
基板P上に露光する。また、基板P上に3層以上のパタ
ーンを露光する際には、2回目以降の露光の際にマスク
Mのアライメントマークが基板P上に重ねて露光されな
いように、マスクMのパターンを基板P上に露光する前
に、マークシャッター(図示省略)を用いてマスクMの
アライメントマークを覆っている。
When exposing the pattern of the mask M on the pattern formed on the substrate P in the previous steps, one of the reflection mirror 11A and the first objective lens 12A and the other of the first objective lens 12A are exposed. The reflection mirror 11B and the first objective lens 12B are moved above the alignment marks on the mask M, respectively. Then, after observing the alignment mark on the substrate P and the alignment mark on the mask M at the same time and performing alignment between the mask M and the substrate P, one of the reflection mirror 11A and the first objective lens 12A is again The pattern of the mask M is exposed on the substrate P while retracting the other reflection mirror 11B and the first objective lens 12B. Further, when exposing a pattern of three or more layers on the substrate P, the pattern of the mask M is exposed so that the alignment mark of the mask M is not overlaid on the substrate P during the second and subsequent exposures. Before the top exposure, the alignment mark of the mask M is covered with a mark shutter (not shown).

【0008】また、図5は従来の第2のプロキシミティ
露光装置を示し、この第2のプロキシミティ露光装置
は、照明光学系が屈折系で構成されている他は図4の従
来技術と同じであり、図5において図4に対応する部分
には同一符号を付してその説明を省略する。即ち、図5
において、露光用の光源1からの光は、コリメータレン
ズ15を介してオプティカル・インテグレータ4に入射
し、オプティカル・インテグレータ4により形成された
多数の2次光源からの露光光が、コンデンサーレンズ1
6によりほぼ平行光束となってマスクMを照明する。こ
の場合でも、マスクMのアライメントマーク6A及び6
Bの上方の近傍に待避できるようにそれぞれアライメン
ト系7A及び7Bが配され、第1対物レンズ12A及び
12BとマスクMとの間にそれぞれマークシャッター1
7A及び17Bが配されている。マークシャッター17
A及び17Bは、マスクMのアライメントマーク6A及
び6Bが露光光により照明されるのを避ける必要がある
場合に、それぞれアライメントマーク6A及び6Bの上
方に移動するものである。その他の構成は図4と同じで
ある。
FIG. 5 shows a second conventional proximity exposure apparatus. The second proximity exposure apparatus is the same as the prior art of FIG. 4 except that the illumination optical system is constituted by a refraction system. In FIG. 5, portions corresponding to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. That is, FIG.
, The light from the light source 1 for exposure enters the optical integrator 4 via the collimator lens 15, and the exposure light from the many secondary light sources formed by the optical integrator 4 is
6 illuminates the mask M as a substantially parallel light beam. Even in this case, the alignment marks 6A and 6A
Alignment systems 7A and 7B are respectively disposed so as to be able to be retracted in the vicinity above B. Mark shutter 1 is provided between first objective lenses 12A and 12B and mask M, respectively.
7A and 17B are provided. Mark shutter 17
A and 17B move above the alignment marks 6A and 6B, respectively, when it is necessary to avoid illuminating the alignment marks 6A and 6B of the mask M with exposure light. Other configurations are the same as those in FIG.

【0009】また、近年マスクM上の露光エリアの拡大
に伴い、照明光学系の光学要素(図4の凹面鏡5、図5
のコンデンサーレンズ16等)が大型化する傾向があ
る。
In recent years, as the exposure area on the mask M is enlarged, the optical elements of the illumination optical system (the concave mirror 5 in FIG.
Condenser lens 16) tends to be large.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、露光光のテレセントリック性の崩れによる
位置合わせ誤差が生ずるという不都合があった。これに
ついて図6及び図7を参照して説明する。先ず、図4に
おいて、照明光学系は設計上ではマスクM側にテレセン
トリックである。即ち、設計上は、凹面鏡5からの露光
光ILの主光線は、平行にマスクMの全面でそのマスク
Mにほぼ垂直に入射するため、各アライメントマーク6
A,6Bはそれぞれ垂直下方に基板P上に転写されるは
ずである。しかしながら、実際には、マスクM上の露光
エリアの拡大に伴い、露光エリアの輪郭の近傍では露光
光のテレセントリック性が崩れることがある。
In the above-mentioned prior art, there is a disadvantage that an alignment error occurs due to collapse of the telecentricity of the exposure light. This will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 4, the illumination optical system is telecentric on the mask M side in design. That is, by design, the chief ray of the exposure light IL from the concave mirror 5 is incident on the mask M almost perpendicularly on the entire surface of the mask M in parallel.
A and 6B should be transferred onto the substrate P vertically downward. However, in practice, as the exposure area on the mask M is enlarged, the telecentricity of the exposure light may be lost near the contour of the exposure area.

【0011】図6に示すように、マスクMの下面と基板
Pの露光面とのギャップをZとして、アライメントマー
ク6Aを照明する露光光の主光線IL2が、マスクMの
法線から角度θだけ傾斜しているものとする。この場
合、アライメントマーク6Aはその主光線IL2に沿っ
て基板P上に転写され、現像後にアライメントマーク1
8Aが形成される。その露光光によるアライメントマー
ク18Aの位置ずれ量をΔとすると、位置ずれ量Δは次
のようになる。
As shown in FIG. 6, with the gap between the lower surface of the mask M and the exposed surface of the substrate P as Z, the principal ray IL2 of the exposure light illuminating the alignment mark 6A is shifted by an angle θ from the normal line of the mask M. It shall be inclined. In this case, the alignment mark 6A is transferred onto the substrate P along the principal ray IL2, and after the development, the alignment mark 1
8A is formed. Assuming that the displacement amount of the alignment mark 18A due to the exposure light is Δ, the displacement amount Δ is as follows.

【0012】Δ=Z・tanθ (1) そして、図4のアライメント系7Aからのアライメント
光ALの主光線が、図6に示すようにマスクMに垂直で
あるとすると、マスクM上のアライメントマーク6Aと
基板P上のアライメントマーク18Aとの位置ずれ量Δ
が、そのままアライメント誤差となる。
Δ = Z · tan θ (1) If the principal ray of the alignment light AL from the alignment system 7A in FIG. 4 is perpendicular to the mask M as shown in FIG. 6A and misalignment Δ between alignment mark 18A on substrate P
However, the alignment error directly results.

【0013】具体的に、図4の従来の凹面鏡方式のプロ
キシミティ露光装置において、凹面鏡5の曲率半径を−
1000mm、オプティカル・インテグレータ4と凹面
鏡5との距離500mm、マスクM上の露光エリアを1
00mm角、マスクMと基板Pとのギャップを100μ
mとしたときの、マスクM上のパターンと基板P上に転
写されるパターンとの位置ずれを図7に示す。図7にお
いて、矩形の枠19はテレセントリック性が全面で維持
されている場合に基板P上に転写されるパターンの輪郭
を示し、枠19上の各点から延びている矢印はそれぞ
れ、実際に露光されるパターン上の対応する点までの位
置ずれを誇張して示すものである。例えば枠19上の1
つの隅19aでは、0.48μmの位置ずれが生じてい
る。
More specifically, in the conventional concave mirror type proximity exposure apparatus shown in FIG.
1000 mm, the distance between the optical integrator 4 and the concave mirror 5 is 500 mm, and the exposure area on the mask M is 1
00 mm square, 100 μm gap between mask M and substrate P
FIG. 7 shows the positional deviation between the pattern on the mask M and the pattern transferred on the substrate P when m. In FIG. 7, a rectangular frame 19 shows the outline of a pattern transferred onto the substrate P when the telecentricity is maintained on the entire surface, and arrows extending from each point on the frame 19 indicate actual exposure. The exaggerated position deviation to the corresponding point on the pattern to be performed is shown. For example, 1 on frame 19
At one corner 19a, a displacement of 0.48 μm occurs.

【0014】その(1)式から分かるように、アライメ
ント系7A,7Bからのアライメント光の主光線が基板
Pに対して垂直である場合には、露光光の主光線の傾斜
角θが変化しても、又は傾斜角θが0でないときにマス
クMと基板PとのギャップZが変動しても、位置ずれ量
(アライメント誤差)Δが変化することになる。また、
従来はマスクM上の露光エリアの拡大に伴って露光光の
照度が低下するという不都合があった。即ち、露光エリ
アが大きくなればなる程、通常露光エリアに外接する領
域内のアライメントマークの露光も行わなければなら
ず、実際に露光すべき領域の面積が更に広くなるため、
露光エリア内の照度が大きく低下してしまうのである。
As can be seen from the equation (1), when the principal ray of the alignment light from the alignment systems 7A and 7B is perpendicular to the substrate P, the inclination angle θ of the principal ray of the exposure light changes. However, even if the gap Z between the mask M and the substrate P fluctuates when the inclination angle θ is not 0, the positional deviation amount (alignment error) Δ changes. Also,
Conventionally, there has been an inconvenience that the illuminance of the exposure light decreases as the exposure area on the mask M increases. That is, as the exposure area becomes larger, the alignment marks in the area circumscribing the normal exposure area must also be exposed, and the area of the area to be actually exposed becomes larger.
The illuminance in the exposure area is greatly reduced.

【0015】本発明は斯かる点に鑑み、マスク及び基板
の一方又は両方の位置合わせを高精度に行えると共に、
マスク上の露光エリアの拡大に伴う露光光の照度低下を
極力抑えることができるようにすることを目的とする。
[0015] In view of the above, the present invention can perform high-accuracy alignment of one or both of the mask and the substrate, and
It is an object of the present invention to minimize a decrease in illuminance of exposure light due to expansion of an exposure area on a mask.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明によるプロキシミ
ティ露光装置は、例えば図1に示す如く、転写用のパタ
ーン及び位置合わせ用のマーク(6A)が形成されたマ
スク(M)と、そのマスクに対して近接又は密着して配
された感光性の基板(P)との位置合わせを行った後、
その基板上にそのマスクの転写用のパターンを露光する
プロキシミティ露光装置において、マスク(M)の転写
用のパターンを感光性の基板(P)を感光させる第1の
露光光(IL1)で照明する第1照明光学系(1,2
1,15,4,16)を有する。
SUMMARY OF THE INVENTION A proximity exposure apparatus according to the present invention comprises, as shown in FIG. 1, a mask (M) on which a pattern for transfer and a mark (6A) for alignment are formed, and the mask. After alignment with the photosensitive substrate (P) arranged close to or in close contact with
In a proximity exposure apparatus that exposes a transfer pattern of the mask on the substrate, the transfer pattern of the mask (M) is illuminated with first exposure light (IL1) that exposes the photosensitive substrate (P). The first illumination optical system (1, 2
1, 15, 4, 16).

【0017】更に本発明は、そのマスクの位置合わせ用
のマーク(6A)を感光性の基板(P)を感光させる第
2の露光光で照明し、その第1照明光学系と分離された
第2照明光学系(22,24A,25A,9A,12
A,11A)と、感光性の基板(P)に対して非感光性
の位置検出光を用いて、そのマスクの位置合わせ用のマ
ーク(6A)の位置を検出するアライメント光学系(1
1A,12A,10A,13A,14A)とを有し、そ
の第2の露光光でそのマスクの位置合わせ用のマーク
(6A)を基板(P)上に転写し、その位置検出光でそ
のマスクの位置合わせ用のマーク(6A)の位置を検出
するものである。
Further, according to the present invention, the alignment mark (6A) of the mask is illuminated with the second exposure light for exposing the photosensitive substrate (P), and is separated from the first illumination optical system. The second illumination optical system (22, 24A, 25A, 9A, 12)
A, 11A) and an alignment optical system (1) for detecting the position of a mark (6A) for alignment of the mask using position detection light insensitive to the photosensitive substrate (P).
1A, 12A, 10A, 13A, and 14A), the mark (6A) for positioning the mask is transferred onto the substrate (P) by the second exposure light, and the mask is used by the position detection light. The position of the alignment mark (6A) is detected.

【0018】この場合、その第2照明光学系の光源とそ
のアライメント光学系の光源とを共通化し、この共通化
された光源(22)からの光からその第2の露光光及び
その位置検出光を選択する波長選択手段(25A,26
A)を設けるようにしても良い。次に、本発明によるリ
ソグラフィ方法は、マスク(M)上に設けられた転写用
のパターンを基板(P)上へ焼き付ける工程を含むリソ
グラフィ方法において、そのマスク上のその転写用のパ
ターンを第1の露光光で照明する第1照明光学系を用い
て、その転写用のパターンを基板上へ焼き付ける第1工
程と、その第1の露光光とは異なる第2の露光光を供給
する第2照明光学系を用いて、その基板上に位置合わせ
用のマークを焼き付ける第2工程とを含み、その第1照
明光学系及びその第2照明光学系は分離されているもの
である。また、本発明によるマーク焼き付け装置は、マ
スク(M)上に設けられた転写用のパターンを照明光学
系を用いて照明して、感光性の基板(P)上へ焼き付け
る工程を含むリソグラフィ工程に用いられるマーク焼き
付け装置において、その照明光学系とは分離されてお
り、その感光性の基板を感光させる露光光をその感光性
の基板へ導き、その基板上に位置合わせ用のマークを焼
き付けるためのマーク焼き付け用照明光学系を備えるも
のである。また、本発明による露光装置は、マスク
(M)上に設けられた転写用のパターンを基板(P)上
へ焼き付ける工程を含むリソグラフィ工程に用いられる
露光装置において、本発明のマーク焼き付け装置を備
え、その第1の露光光によりそのマスクを照明し、その
マスク上のその転写用のパターンをその基板上へ焼き付
けるものである。また、本発明の露光方法は、マスク
(M)上に設けられた転写用のパターンを基板(P)上
へ焼き付ける工程を含むリソグラフィ工程に用いられる
露光方法において、本発明の露光装置を用いてそのマス
ク上のその転写用のパターンをその基板上へ焼き付ける
ものである。
In this case, the light source of the second illumination optical system and the light source of the alignment optical system are shared, and the second exposure light and the position detection light are obtained from the light from the shared light source (22). Wavelength selecting means (25A, 26
A) may be provided. Next, a lithography method according to the present invention includes a step of printing a transfer pattern provided on a mask (M) onto a substrate (P). Using the first illumination optical system that illuminates with the exposure light
A first step of printing the transfer pattern on the substrate, and supplying a second exposure light different from the first exposure light.
Using the second illumination optical system that, viewed contains a second step of printing a mark for alignment on the substrate, a first irradiation thereof
The bright optical system and its second illumination optical system are separated . Further, the mark printing apparatus according to the present invention uses the illumination optical system to transfer the transfer pattern provided on the mask (M).
In a mark printing apparatus used in a lithography step including a step of illuminating with a system and printing on a photosensitive substrate (P), the mark optical system is separated from the illumination optical system.
Exposure light that exposes the photosensitive substrate
To the substrate and print the alignment mark on the substrate.
It is provided with an illumination optical system for burning a mark for attachment . An exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus used in a lithography step including a step of printing a transfer pattern provided on a mask (M) onto a substrate (P), the apparatus including the mark printing apparatus of the present invention. Illuminating the mask with the first exposure light, and printing the transfer pattern on the mask onto the substrate. Further, the exposure method of the present invention is an exposure method used in a lithography step including a step of printing a transfer pattern provided on a mask (M) onto a substrate (P), using the exposure apparatus of the present invention. The pattern for transfer on the mask is printed on the substrate.

【0019】[0019]

【作用】斯かる本発明によれば、マスク(M)上の転写
用のパターンを露光するための第1照明光学系と、マス
ク(M)上の位置合わせ用のマーク(6A)を露光する
ための第2照明光学系とが分離されている。従って、マ
スク(M)上の転写用のパターン(露光エリア)が広く
なっても、その外側の位置合わせ用のマーク(6A)は
別の照明光学系で照明されるため、露光すべき領域の面
積はそれ程広くならず、露光光の照度は大きくは低下し
ない。
According to the present invention, the first illumination optical system for exposing the transfer pattern on the mask (M) and the alignment mark (6A) on the mask (M) are exposed. And a second illumination optical system. Therefore, even if the transfer pattern (exposure area) on the mask (M) is widened, the alignment marks (6A) outside the transfer pattern (6A) are illuminated by another illumination optical system. The area is not so large, and the illuminance of the exposure light does not decrease significantly.

【0020】また、位置合わせ用のマーク(6A)に対
する第2の露光光のテレセントリック性の崩れは、第2
照明光学系の調整だけで容易に補正することができ、ア
ライメント光学系によるアライメント誤差が小さくな
る。且つ、露光中もアライメントができるため、アライ
メント精度は更に向上する。しかも実際の露光光の照度
に影響を与えることなく、アライメントマーク(6A)
の位置の選択の自由度が大きくなっている。
Further, the telecentricity of the second exposure light with respect to the alignment mark (6A) is reduced by the second exposure light.
The correction can be easily made only by adjusting the illumination optical system, and the alignment error by the alignment optical system is reduced. In addition, since alignment can be performed during exposure, alignment accuracy is further improved. Moreover, the alignment mark (6A) can be used without affecting the illuminance of the actual exposure light.
The degree of freedom in selecting the position is increased.

【0021】また、その第2照明光学系の光源とそのア
ライメント光学系の光源とを共通化し、この共通化され
た光源(22)からの光からその第2の露光光及びその
位置検出光を選択する波長選択手段(25A,26A)
を設けた場合には、光学系が簡略化される。
The light source of the second illumination optical system and the light source of the alignment optical system are shared, and the second exposure light and the position detection light are converted from the light from the shared light source (22). Selectable wavelength selecting means (25A, 26A)
Is provided, the optical system is simplified.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の第1実施例につき図1及び図
2を参照して説明する。その図1において、図5に対応
する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略す
る。図1は本実施例のプロキシミティ露光装置の概略図
であり、この図1において、超高圧水銀ランプ等よりな
る光源1からの光の内で、波長フィルター板21により
抽出されたフォトレジストを感光させる波長域の露光光
(例えば波長436nmのg線、又は波長365nmの
i線等)IL1がコリメータレンズ15を経てオプティ
カル・インテグレータ4に入射する。そして、オプティ
カル・インテグレータ4による2次光源からの露光光I
Lが、コンデンサーレンズ16を経てマスクテーブルM
Tに保持されたマスクMをほぼ均一な照度で照明する。
露光光IL1のもとで、マスクMのパターンがフォトレ
ジストが塗布された基板P上に転写される。基板Pは、
その露光面がマスクMに近接又は密着するように基板ス
テージPS上に吸着保持されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, portions corresponding to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 1 is a schematic diagram of a proximity exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, a photoresist extracted by a wavelength filter plate 21 from light from a light source 1 such as an ultra-high pressure mercury lamp is exposed. Exposure light (for example, a g-line having a wavelength of 436 nm or an i-line having a wavelength of 365 nm) IL1 in the wavelength range to be incident enters the optical integrator 4 via the collimator lens 15. Then, the exposure light I from the secondary light source by the optical integrator 4
L passes through the condenser lens 16 and passes through the mask table M
The mask M held at T is illuminated with substantially uniform illuminance.
Under the exposure light IL1, the pattern of the mask M is transferred onto the substrate P on which the photoresist is applied. The substrate P is
The exposure surface is sucked and held on the substrate stage PS such that the exposure surface is close to or close to the mask M.

【0023】マスクMの露光エリアのX方向の外接部に
は、十字マーク等よりなるアライメントマーク6A及び
6Bが形成され、アライメントマーク6A及び6Bの上
方にそれぞれ反射ミラー11A及び11Bが、照明光学
系の光軸に平行なZ軸に対してほぼ45°で交差するよ
うに外側を向いて配置されている。これら反射ミラー1
1A及び11Bの外側にそれぞれアライメントマーク6
A及び6B用の露光及びアライメント用の光学系が配置
されている。
At the circumscribed portion of the exposure area of the mask M in the X direction, alignment marks 6A and 6B, such as cross marks, are formed. Reflection mirrors 11A and 11B are provided above the alignment marks 6A and 6B, respectively. Are arranged so as to intersect at about 45 ° with the Z-axis parallel to the optical axis of. These reflection mirrors 1
Alignment marks 6 outside 1A and 11B respectively
Exposure and alignment optical systems for A and 6B are arranged.

【0024】一方の光学系において、超高圧水銀ランプ
よりなる光源22からの光がコリメータレンズ22を経
て第1光ファイバー束24Aの一端に入射し、この第1
光ファイバー束24Aの他端から射出された光が、第1
干渉フィルター板25A又は第2干渉フィルター板26
Aを透過して照明リレーレンズ9Aに入射する。本例で
はアライメントマーク6A,6Bの観察を行うためのア
ライメント光として、露光光IL1とは波長域の異なる
基板P上のフォトレジストに対して非感光性の光(例え
ば波長500nm程度以上のe線、d線等)が使用され
る。また、光源22から射出される光には、露光光IL
1と同じ波長域の光及びそのアライメント光と同じ波長
域の光が混じっている。
In one optical system, light from a light source 22 composed of an ultra-high pressure mercury lamp is incident on one end of a first optical fiber bundle 24A via a collimator lens 22, and the first
The light emitted from the other end of the optical fiber bundle 24A is the first light.
Interference filter plate 25A or second interference filter plate 26
A is transmitted to the illumination relay lens 9A. In this example, as the alignment light for observing the alignment marks 6A and 6B, light insensitive to the photoresist on the substrate P having a different wavelength range from the exposure light IL1 (for example, e-ray having a wavelength of about 500 nm or more). , D-line, etc.) are used. The light emitted from the light source 22 includes the exposure light IL.
Light in the same wavelength range as that of No. 1 and light in the same wavelength range as its alignment light are mixed.

【0025】そこで、第1干渉フィルター板25Aで
は、第1の光ファイバー束24Aから射出された光か
ら、露光光IL1及びアライメント光と同じ波長域の光
を通過させ、第2干渉フィルター板26Aでは、第1の
光ファイバー束24Aから射出された光から、そのアラ
イメント光と同じ波長域の光のみを通過させるようにす
る。そして、切り換え装置27Aが、必要に応じて第1
の光ファイバー束24Aの射出面の前面に第1干渉フィ
ルター板25A、又は第2干渉フィルター板26Aの何
れかを設定する。
Therefore, the first interference filter plate 25A allows light having the same wavelength range as the exposure light IL1 and the alignment light to pass from the light emitted from the first optical fiber bundle 24A, and the second interference filter plate 26A From the light emitted from the first optical fiber bundle 24A, only light in the same wavelength range as the alignment light is allowed to pass. Then, the switching device 27A switches the first
Either the first interference filter plate 25A or the second interference filter plate 26A is set in front of the exit surface of the optical fiber bundle 24A.

【0026】干渉フィルター板25A又は26Aを通過
した光ILAは、照明リレーレンズ9A、ハーフミラー
10A、第1対物レンズ12A及び反射ミラー11Aを
経てマスクM上のアライメントマーク6Aを照明する。
基板P上にアライメントマークが形成されている場合に
は、その基板P上のアライメントマークにも光ILAが
照射される。
The light ILA that has passed through the interference filter plate 25A or 26A illuminates the alignment mark 6A on the mask M via the illumination relay lens 9A, the half mirror 10A, the first objective lens 12A, and the reflection mirror 11A.
When the alignment mark is formed on the substrate P, the alignment mark on the substrate P is also irradiated with the light ILA.

【0027】そして、マスクMのアライメントマーク6
A(更に場合によって基板P上のアライメントマーク)
で反射された光ILAは、反射ミラー11Aで反射され
た後、第1対物レンズ12A、ハーフミラー10A、及
び第2対物レンズ13Aを経て電荷結合型撮像デバイス
(CCD)等よりなる2次元の撮像素子14Aの撮像面
に入射する。その撮像素子14Aの撮像面には、マスク
Mのアライメントマーク6A(更に場合によって基板P
上のアライメントマーク)の像が結像される。他方のア
ライメント系7Bも、アライメント系7Aと対称的に、
第2光ファイバー束24B〜2次元の撮像素子14Bよ
り構成され、光源22が共通に使用されている。そし
て、光源22からの射出されて、第1干渉フィルター板
25B又は第2干渉フィルター板26Bの何れかを透過
した光ILBのもとで、マスクM上のアライメントマー
ク6B(更に場合によって基板P上のアライメントマー
ク)の像が撮像素子14Bの撮像面に結像される。
Then, the alignment mark 6 of the mask M
A (and possibly an alignment mark on the substrate P)
Is reflected by the reflection mirror 11A, passes through the first objective lens 12A, the half mirror 10A, and the second objective lens 13A, and is two-dimensionally imaged by a charge-coupled imaging device (CCD) or the like. The light enters the imaging surface of the element 14A. The alignment mark 6A of the mask M (and the substrate P
The image of the upper alignment mark) is formed. The other alignment system 7B is also symmetrical to the alignment system 7A,
The second optical fiber bundle 24B is composed of a two-dimensional image sensor 14B, and the light source 22 is commonly used. Then, under the light ILB emitted from the light source 22 and transmitted through either the first interference filter plate 25B or the second interference filter plate 26B, the alignment mark 6B on the mask M (and on the substrate P as the case may be). Is formed on the image pickup surface of the image pickup device 14B.

【0028】次に、図2を参照して本例の露光装置の動
作につき説明する。図2(a)及び(b)はそれぞれ図
1の反射ミラー11Bを囲むA部の拡大図であり、図2
(a)は基板P上に1回目の露光を行う場合、図2
(b)は基板P上に2回目の露光を行う際のアライメン
ト時及び露光時を示す。先ず、基板P上に1回目の露光
を行う際には、図1の第2光ファイバー束24Bの射出
面の前面に第1干渉フィルター板25Bを配して、露光
光IL1及びアライメント光が混じった光ILBを反射
ミラー11B側に導く。
Next, the operation of the exposure apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. FIGS. 2A and 2B are enlarged views of a portion A surrounding the reflection mirror 11B of FIG. 1, respectively.
2A shows the case where the first exposure is performed on the substrate P, FIG.
(B) shows the time of alignment and the time of exposure when performing the second exposure on the substrate P. First, when the first exposure is performed on the substrate P, the first interference filter plate 25B is arranged in front of the exit surface of the second optical fiber bundle 24B in FIG. 1, and the exposure light IL1 and the alignment light are mixed. The light ILB is guided toward the reflection mirror 11B.

【0029】この場合、図2(a)において、マスクM
のアライメントマーク6Bには露光光IL1及びアライ
メント光が混じった点線で示す光ILBが照射され、こ
れによりアライメントマーク6Bの位置検出が行われる
のと並行して、アライメントマーク6Bが基板P上に露
光される。また、実線で示す本来の露光光IL1により
マスクMのパターンが基板P上に露光される。その基板
Pに現像処理等を施すことにより、基板P上にはアライ
メントマーク28Bが形成される。
In this case, in FIG.
The alignment mark 6B is irradiated with light ILB indicated by a dotted line in which the exposure light IL1 and the alignment light are mixed, and the alignment mark 6B is exposed on the substrate P in parallel with the position detection of the alignment mark 6B. Is done. Further, the pattern of the mask M is exposed on the substrate P by the original exposure light IL1 shown by the solid line. By subjecting the substrate P to a development process or the like, an alignment mark 28B is formed on the substrate P.

【0030】その後、基板P上に2回目の露光を行う際
には、図1の第2光ファイバー束24Bの射出面の前面
に第2干渉フィルター板26Bを配して、アライメント
光のみからなる光ILBを反射ミラー11B側に導く。
これにより、図2(b)に示すように、2回目の露光を
行うためのマスクMのアライメントマーク29B及び基
板P上のアライメントマーク28Bにアライメント光か
らなる光ILBが照射される。従って、図1の撮像素子
14Bの撮像面にはそれらアライメントマーク29B及
び28Bの像が結像され、両マークの位置ずれ量を所定
の関係に設定することにより、マスクMと基板Pとのア
ライメントが行われる。その後、実線で示す本来の露光
光IL1によりマスクMのパターンが基板P上に重ねて
露光される。
Thereafter, when the second exposure is performed on the substrate P, a second interference filter plate 26B is disposed in front of the exit surface of the second optical fiber bundle 24B in FIG. The ILB is guided toward the reflection mirror 11B.
Thereby, as shown in FIG. 2B, the alignment mark 29B of the mask M and the alignment mark 28B on the substrate P for performing the second exposure are irradiated with light ILB composed of alignment light. Therefore, the images of the alignment marks 29B and 28B are formed on the imaging surface of the imaging device 14B in FIG. 1, and the alignment between the mask M and the substrate P is set by setting the positional shift amounts of both marks in a predetermined relationship. Is performed. Thereafter, the pattern of the mask M is overlaid on the substrate P and exposed by the original exposure light IL1 shown by the solid line.

【0031】つまり、本実施例では、基板Pへの1回目
の露光の際には、基板P上のフォトレジストを感光させ
る波長を含む光がマスクMのアライメントマークに照射
され、基板Pへの2回目の露光の際には、そのフォトレ
ジストを感光させない波長の光がマスクMのアライメン
トマークに照射されるように、干渉フィルター板25
B,26Bの選択が行われる。但し、基板P上に形成さ
れる回路パターンが2層だけであるか、又は基板P上の
アライメントマークが破壊されてもよい場合には、2回
目の露光の際にもマスクM上のアライメントマークに対
して、フォトレジストを感光させる露光光IL1及びア
ライメント光が混じった光を照射しても良いことは勿論
である。
That is, in this embodiment, at the time of the first exposure to the substrate P, light including a wavelength for exposing the photoresist on the substrate P is irradiated to the alignment mark of the mask M, and At the time of the second exposure, the interference filter plate 25 is irradiated with light having a wavelength that does not expose the photoresist to the alignment mark of the mask M.
B and 26B are selected. However, if the circuit pattern formed on the substrate P has only two layers, or the alignment marks on the substrate P may be destroyed, the alignment marks on the mask M are also used during the second exposure. It is a matter of course that the exposure light IL1 for exposing the photoresist and the alignment light may be mixed.

【0032】上述のように本実施例によれば、マスクM
の転写用のパターンとアライメントマークとが異なる光
源からの露光光で照明されるため、転写用のパターン
(露光エリア)が広くなっても従来に比べて露光面積は
それ程広くならない。従って、転写用のパターンに対す
る露光光の照度が大きく低下することがない。また、本
例ではマスクMのアライメントマーク6A,6Bに対す
る露光光及びアライメント光が共通の対物レンズ12
A,12Bを介して照射されている。従って、露光光と
アライメント光とでテレセントリック性が等しいため、
露光光のテレセントリック性の崩れによる位置ずれが生
ずることがなく、マスクMと基板Pとの位置合わせを高
精度に行うことができる。
According to the present embodiment as described above, the mask M
The transfer pattern and the alignment mark are illuminated with exposure light from different light sources, so that even if the transfer pattern (exposure area) is widened, the exposure area is not so much larger than in the past. Therefore, the illuminance of the exposure light on the transfer pattern does not significantly decrease. In this example, the exposure light and the alignment light for the alignment marks 6A and 6B of the mask M are shared by the objective lens 12
A and 12B. Therefore, since the exposure light and the alignment light have the same telecentricity,
The position of the mask M and the substrate P can be aligned with high accuracy without causing a position shift due to the collapse of the telecentricity of the exposure light.

【0033】また、アライメントマークの露光中もその
アライメントマークの位置を検出することができ、この
点でもアライメント精度が向上する。更に、従来のよう
に露光中にアライメント系の光学系を待避する必要がな
いため、アライメント時間が短縮され、露光工程のスル
ープットが向上する。次に、本発明の第2実施例につき
図3を参照して説明する。本例は、アライメント光の光
源とアライメントマーク用の露光光の光源とを分離した
ものであり、その図3において図1に対応する部分には
同一符号を付してその詳細説明を省略する。
Further, the position of the alignment mark can be detected even during the exposure of the alignment mark, and the alignment accuracy is also improved in this respect. Further, since it is not necessary to evacuate the optical system of the alignment system during the exposure as in the related art, the alignment time is reduced, and the throughput of the exposure process is improved. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this example, the light source of the alignment light and the light source of the exposure light for the alignment mark are separated. In FIG. 3, portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0034】図3は本実施例の露光装置を示し、この図
3において、超高圧水銀ランプよりなる光源22からの
光が第1光ファイバー束24Aの他端から射出され、そ
の光から干渉フィルター板21Aにより露光光IL1と
同じ波長域の露光光を選択して照明リレーレンズ9Aに
導く。照明リレーレンズ9Aを通過したアライメントマ
ーク用の露光光は、露光光を通過させてアライメント光
を反射するダイクロイックミラー30Aを透過した後、
第1対物レンズ12A及び反射ミラー11Aを経てマス
クM上のアライメントマーク6Aを照明する。他方のア
ライメントマーク6Bも、対称的に干渉フィルター板2
1Bを透過した露光光IL1と同じ波長帯の光により照
明されている。
FIG. 3 shows an exposure apparatus according to the present embodiment. In FIG. 3, light from a light source 22 composed of an ultra-high pressure mercury lamp is emitted from the other end of the first optical fiber bundle 24A, and the light is used as an interference filter plate. Exposure light in the same wavelength range as the exposure light IL1 is selected by 21A and guided to the illumination relay lens 9A. After the exposure light for the alignment mark that has passed through the illumination relay lens 9A passes through the dichroic mirror 30A that passes the exposure light and reflects the alignment light,
The alignment mark 6A on the mask M is illuminated via the first objective lens 12A and the reflection mirror 11A. The other alignment mark 6B is also symmetrically placed on the interference filter plate 2.
It is illuminated with light of the same wavelength band as the exposure light IL1 transmitted through 1B.

【0035】また、本例ではアライメントマーク6A,
6Bの位置検出を行うためのアライメント光を発生する
光源8A及び8Bが、露光用の光源22とは別に設けら
れている。アライメント用の光源8A,8Bとしては、
露光光IL1とは波長域の異なる基板P上のフォトレジ
ストに対して非感光性のアライメント光(例えば波長5
00nm以上の光)を発生する例えばハロゲンランプ、
LED、又はHe−Neレーザ光源等が使用される。
In this embodiment, the alignment marks 6A,
Light sources 8A and 8B for generating alignment light for detecting the position of 6B are provided separately from the light source 22 for exposure. As the light sources 8A and 8B for alignment,
Non-photosensitive alignment light (for example, wavelength 5) is applied to the photoresist on the substrate P having a different wavelength range from the exposure light IL1.
For example, a halogen lamp that generates
An LED or a He-Ne laser light source is used.

【0036】光源8Aからのアライメント光は、照明リ
レーレンズ31A、ハーフミラー10Aを経てダイクロ
イックミラー30Aに向かい、ダイクロイックミラー3
0Aで反射されたアライメント光が第1対物レンズ12
A及び反射ミラー11Aを介してマスクM上のアライメ
ントマーク6A(更に場合によって基板P上のアライメ
ントマーク)を照明する。そして、マスクM及び基板P
からの反射光は、反射ミラー11A、第1対物レンズ1
2A、ダイクロイックミラー30A、ハーフミラー10
A、及び第2対物レンズ13Aを経て撮像素子14Aに
入射し、撮像素子14Aの撮像面にマスクMのアライメ
ントマーク6A(更に場合によって基板P上のアライメ
ントマーク)の像が結像される。他方のアライメント用
の光源8Bからのアライメント光によるアライメントマ
ークの像も、同様に撮像素子14Bの撮像面に結像され
る。その他の構成は図1と同様である。
The alignment light from the light source 8A passes through the illumination relay lens 31A and the half mirror 10A to the dichroic mirror 30A.
The alignment light reflected by the first objective lens 12
The alignment mark 6A on the mask M (and the alignment mark on the substrate P as the case may be) is illuminated via the mirror A and the reflection mirror 11A. Then, the mask M and the substrate P
Is reflected by the reflection mirror 11A and the first objective lens 1.
2A, dichroic mirror 30A, half mirror 10
A, and the light enters the imaging device 14A via the second objective lens 13A, and an image of the alignment mark 6A of the mask M (and, in some cases, the alignment mark on the substrate P) is formed on the imaging surface of the imaging device 14A. The image of the alignment mark formed by the alignment light from the other alignment light source 8B is also formed on the imaging surface of the imaging element 14B. Other configurations are the same as those in FIG.

【0037】この図3の実施例では、露光用の光源22
からの光により、マスクM上のアライメントマーク6
A,6Bが基板P上に転写露光され、光源8A,8Bか
らのアライメント光によりマスクM単体の、又はマスク
Mと基板Pとのアライメントが行われる。また、本実施
例では、図示省略しているが、光源22とダイクロイッ
クミラー30Aとの間、及び光源22とダイクロイック
ミラー30Bとの間にそれぞれマークシャッターを配
し、例えば基板Pへの2回目の露光の場合のようにアラ
イメントマーク6A,6Bの露光を避けたい場合には、
それらマークシャッターによりアライメントマーク6
A,6Bへの露光光の照射を避ける必要がある。この第
2実施例においても、マスクMの転写用のパターンとア
ライメントマークとが異なる光源からの露光光で照明さ
れるため、転写用のパターン(露光エリア)が広くなっ
ても従来に比べて露光面積はそれ程広くならない。従っ
て、転写用のパターンに対する露光光の照度が大きく低
下することがない。
In the embodiment shown in FIG. 3, the light source 22 for exposure is used.
From the alignment mark 6 on the mask M
A and 6B are transferred and exposed on the substrate P, and the alignment of the mask M alone or the mask M and the substrate P is performed by the alignment light from the light sources 8A and 8B. In this embodiment, although not shown, mark shutters are arranged between the light source 22 and the dichroic mirror 30A and between the light source 22 and the dichroic mirror 30B, for example, for the second time on the substrate P. To avoid exposure of the alignment marks 6A and 6B as in the case of exposure,
Alignment mark 6 by these mark shutters
It is necessary to avoid exposure light exposure to A and 6B. Also in the second embodiment, since the transfer pattern of the mask M and the alignment mark are illuminated with exposure light from different light sources, even if the transfer pattern (exposure area) is widened, the exposure is smaller than before. The area is not so large. Therefore, the illuminance of the exposure light on the transfer pattern does not significantly decrease.

【0038】なお、上述実施例では、撮像素子14A,
14Bを用いて位置検出を行っていたが、アライメント
マークとして回折格子マークを用いて、その回折格子マ
ークから戻される1対の回折光の干渉光からその回折格
子マークの位置を検出する2光束干渉方式や、光電顕微
鏡を用いたアライメント系等を使用した場合にも本発明
をそのまま適用できる。
In the above embodiment, the image pickup devices 14A, 14A,
Although the position detection was performed using the 14B, a two-beam interference detecting a diffraction grating mark as an alignment mark and detecting the position of the diffraction grating mark from the interference light of a pair of diffracted light returned from the diffraction grating mark The present invention can be applied as it is even when a method or an alignment system using a photoelectric microscope is used.

【0039】このように本発明は上述実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得ることは勿論である。
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、マスクの転写用のパタ
ーンと位置合わせ用のマークとが異なる照明光学系から
の露光光で照明されているため、その転写用のパターン
(露光エリア)が広くなっても全体としての露光面積は
従来例程広くなることがなく、その露光エリアでの照度
はそれ程低下しない。また、感光性の基板に対して非感
光性の位置検出光を用いて、マスクの位置合わせ用のマ
ークの位置を検出するアライメント光学系を更に設けた
場合には、マスクの転写用のパターンに対する露光光及
び位置検出光のテレセントリック性を容易に等しくでき
るため、マスクと基板との位置合わせを高精度に行うこ
とができる利点がある。
According to the present invention, since the transfer pattern of the mask and the alignment mark are illuminated by exposure light from different illumination optical systems, the transfer pattern (exposure area) is Even if it becomes wider, the overall exposure area will not be as wide as in the prior art, and the illuminance in that exposure area will not decrease so much. Insensitive to photosensitive substrates
Using the optical position detection light, a mask
An alignment optical system for detecting the position of the
In this case, since the telecentricity of the exposure light and the position detection light with respect to the transfer pattern of the mask can be easily equalized, there is an advantage that the alignment between the mask and the substrate can be performed with high accuracy.

【0041】また、マスクサイズの変更がなく、露光エ
リアを変える場合も、例えば第1の照明光学系中のオプ
ティカル・インテグレータを変えるだけで最適な照度を
得ることもできることになる。更に、アライメントに関
して、露光中も位置検出光を用いて位置合わせを行うこ
とができ、この面からの位置合わせ精度が向上する。ま
た、第2照明光学系の光源とアライメント光学系の光源
とを共通化し、この共通化された光源からの光から第2
の露光光及び位置検出光を選択する波長選択手段を設け
た場合には、光学系が簡略化される。
Further, even when the exposure area is changed without changing the mask size, the optimum illuminance can be obtained only by changing the optical integrator in the first illumination optical system. Further, regarding the alignment, the alignment can be performed using the position detection light even during the exposure, and the alignment accuracy from this plane is improved. Further, the light source of the second illumination optical system and the light source of the alignment optical system are shared, and the light from the shared light source is used as the second light source.
When the wavelength selecting means for selecting the exposure light and the position detection light is provided, the optical system is simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるプロキシミティ露光装置の第1実
施例を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a proximity exposure apparatus according to the present invention.

【図2】それぞれ図1中の反射ミラー11Bを囲むA部
を示す光路図であり、(a)は基板Pへの1回目の露光
時の光路図、(b)はアライメント時及び基板Pへの2
回目の露光時の光路図である。
FIGS. 2A and 2B are optical path diagrams each showing a portion A surrounding a reflection mirror 11B in FIG. 1, wherein FIG. 2A is an optical path diagram at the time of first exposure to a substrate P, and FIG. 2
It is an optical path diagram at the time of the second exposure.

【図3】本発明の第2実施例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】従来の第1のプロキシミティ露光装置を示す概
略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a first conventional proximity exposure apparatus.

【図5】従来の第2のプロキシミティ露光装置を示す概
略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a second conventional proximity exposure apparatus.

【図6】露光光のテレセントリック性の崩れによるアラ
イメントマークの位置ずれを示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a positional shift of an alignment mark due to a loss of telecentricity of exposure light.

【図7】露光光のテレセントリック性の崩れによる基板
P上のパターンの位置ずれの状態の一例を示す平面図で
ある。
FIG. 7 is a plan view illustrating an example of a state of a positional shift of a pattern on a substrate P due to collapse of telecentricity of exposure light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 露光用の光源 4 オプティカル・インテグレータ M マスク P 基板 6A,6B アライメントマーク 8A,8B アライメント用の光源 9A,9B 照明リレーレンズ 10A,10B ハーフミラー 12A,12B 第1対物レンズ 13A,13B 第2対物レンズ 14A,14B 撮像素子 15 コリメータレンズ 16 コンデンサーレンズ 21,21A,21B 干渉フィルター板 22 アライメントマーク露光用の光源 24A,24B 光ファイバー束 25A,25B 第1フィルター板 26A,26B 第2フィルター板 Reference Signs List 1 light source for exposure 4 optical integrator M mask P substrate 6A, 6B alignment mark 8A, 8B light source for alignment 9A, 9B illumination relay lens 10A, 10B half mirror 12A, 12B first objective lens 13A, 13B second objective lens 14A, 14B Image sensor 15 Collimator lens 16 Condenser lens 21, 21A, 21B Interference filter plate 22 Light source for alignment mark exposure 24A, 24B Optical fiber bundle 25A, 25B First filter plate 26A, 26B Second filter plate

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 転写用のパターン及び位置合わせ用のマ
ークが形成されたマスクと、前記マスクに対して近接又
は密着して配された感光性の基板との位置合わせを行っ
た後、前記基板上に前記マスクの転写用のパターンを露
光するプロキシミティ露光装置において、 前記マスクの転写用のパターンを前記感光性の基板を感
光させる第1の露光光で照明する第1照明光学系と、 前記マスクの位置合わせ用のパターンを前記感光性の基
板を感光させる第2の露光光で照明し、前記第1照明光
学系と分離された第2照明光学系と、 前記感光性の基板に対して非感光性の位置検出光を用い
て、前記マスクの位置合わせ用のマークの位置を検出す
るアライメント光学系と、を有し、 前記第2の露光光で前記マスクの位置合わせ用のマーク
を前記基板上に転写し、前記位置検出光で前記マスクの
位置合わせ用のマークの位置を検出することを特徴とす
るプロキシミティ露光装置。
After positioning a mask on which a pattern for transfer and a mark for positioning are formed, and a photosensitive substrate disposed close to or in close contact with the mask, the substrate is aligned. In a proximity exposure apparatus for exposing a pattern for transfer of the mask thereon, a first illumination optical system for illuminating the pattern for transfer of the mask with first exposure light for exposing the photosensitive substrate, Illuminating a pattern for mask alignment with second exposure light that sensitizes the photosensitive substrate , the first illumination light
A second illumination optical system separated from the optical system, an alignment optical system that detects the position of a mark for alignment of the mask using a non-photosensitive position detection light with respect to the photosensitive substrate, Transferring the mark for alignment of the mask onto the substrate with the second exposure light, and detecting the position of the mark for alignment of the mask with the position detection light. Proximity exposure equipment.
【請求項2】 前記第2照明光学系の光源と前記アライ
メント光学系の光源とを共通化し、該共通化された光源
からの光から前記第2の露光光及び前記位置検出光を選
択する波長選択手段を設けたことを特徴とする請求項1
記載のプロキシミティ露光装置。
2. A wavelength for sharing a light source of the second illumination optical system and a light source of the alignment optical system, and selecting the second exposure light and the position detection light from the light from the shared light source. 2. A method according to claim 1, further comprising selecting means.
The proximity exposure apparatus as described in the above.
【請求項3】 マスク上に設けられた転写用のパターン
を基板上へ焼き付ける工程を含むリソグラフィ方法にお
いて、 前記マスク上の前記転写用のパターンに対して第1の露
光光で照明する第1照明光学系を用いて、前記転写用の
パターンを基板上へ焼き付ける第1工程と; 前記第1の露光光とは異なる第2の露光光を供給する第
2照明光学系を用いて、前記基板上に位置合わせ用のマ
ークを焼き付ける第2工程と; を含み、 前記第1照明光学系及び前記第2照明光学系は分離され
ている ことを特徴とするリソグラフィ方法。
3. A lithography method including a step of printing a transfer pattern provided on a mask onto a substrate, wherein the first illumination illuminates the transfer pattern on the mask with first exposure light. A first step of printing the transfer pattern on a substrate by using an optical system ; and a second step of supplying a second exposure light different from the first exposure light .
Using second illumination optical system, a second step burn marks for alignment on the substrate; look including a first illumination optical system and the second illumination optical system is separated
Lithography wherein the are.
【請求項4】 前記第1及び第2工程は同時に実行され
ることを特徴とする請求項3記載のリソグラフィ方法。
Wherein said first and second step lithography method according to claim 3, characterized in that it is performed at the same time.
【請求項5】 前記第1工程では、第1照明光学系を用
いて前記転写用のパターンを照明し、 前記第2工程では、前記第1照明光学系とは異なる第2
照明光学系を用いて前記位置合わせ用のマークを焼き付
けることを特徴とする請求項3又は4記載のリソグラフ
ィ方法。
The method according to claim 5, wherein the first step, by using the first illumination optical system illuminates a pattern for the transfer, in the second step, different second from the first illumination optical system
The lithography method according to claim 3, wherein the alignment mark is printed using an illumination optical system.
【請求項6】 前記位置合わせ用のマークを検出する第
3工程をさらに含むことを特徴とする請求項3、4、又
は5記載のリソグラフィ方法。
6. The method of claim 3, 4, or 5 lithographic method according to further comprising a third step of detecting a mark for the alignment.
【請求項7】 前記第2工程で用いる光学系の一部を介
して前記位置合わせ用のマークを検出することを特徴と
する請求項6記載のリソグラフィ方法。
Wherein said lithography method according to claim 6, wherein the second used in step through a part of the optical system for detecting the mark for the alignment.
【請求項8】 前記第2工程では、前記マスクに設けら
れたマークを前記第2の露光光を用いて前記基板上へ転
写することを特徴とする請求項3〜7の何れか一項記載
のリソグラフィ方法。
8. The method according to claim 3, wherein, in the second step, a mark provided on the mask is transferred onto the substrate using the second exposure light. Lithography method.
【請求項9】 マスク上に設けられた転写用のパターン
照明光学系を用いて照明して、感光性の基板上へ焼き
付ける工程を含むリソグラフィ工程に用いられるマーク
焼き付け装置において、前記照明光学系とは分離されており、前記感光性の基板
を感光させる露光光を前記感光性の基板へ導き、前記基
板上に位置合わせ用のマークを焼き付けるためのマーク
焼き付け用 照明光学系を備えることを特徴とするマーク
焼き付け装置。
9. illuminating a pattern to be transferred, which is provided on the mask using an illumination optical system, the mark printing apparatus used in a lithography process including a step of baking the photosensitive substrate, wherein the illumination optical system Is separated from the photosensitive substrate
Exposure light for exposing the photosensitive substrate to the photosensitive substrate,
Marks for printing alignment marks on the board
A mark printing device comprising a printing illumination optical system.
【請求項10】 前記照明光学系は、前記基板上の前記
第1の露光光が到達する領域とは異なる前記基板上の領
域に前記光源からの前記第2の露光光を導くことを特徴
とする請求項9記載のマーク焼き付け装置。
Wherein said illumination optical system includes a feature that guides the second exposure light from the light source to a region on a different said substrate from said first region through which the exposure light from reaching on the substrate The mark printing apparatus according to claim 9, wherein the mark is printed.
【請求項11】 前記照明光学系は、前記基板上に設け
られるマークに対して前記光源からの前記第2の露光光
を導くことを特徴とする請求項9又は10記載のマーク
焼き付け装置。
11. The mark printing apparatus according to claim 9, wherein the illumination optical system guides the second exposure light from the light source to a mark provided on the substrate.
【請求項12】 マスク上に設けられた転写用のパター
ンを基板上へ焼き付ける工程を含むリソグラフィ工程に
用いられる露光装置において、 請求項9、10、又は11記載のマーク焼き付け装置を
備え、 前記第1の露光光により前記マスクを照明し、前記マス
ク上の前記転写用のパターンを前記基板上へ焼き付ける
ことを特徴とする露光装置。
12. An exposure apparatus used in a lithography step including a step of printing a transfer pattern provided on a mask onto a substrate, comprising: the mark printing apparatus according to claim 9, 10 or 11, An exposure apparatus, wherein the mask is illuminated with the exposure light of claim 1 and the transfer pattern on the mask is printed on the substrate.
【請求項13】 マスク上に設けられた転写用のパター
ンを基板上へ焼き付ける工程を含むリソグラフィ工程に
用いられる露光方法において、 請求項12記載の露光装置を用いて前記マスク上の前記
転写用のパターンを前記基板上へ焼き付けることを特徴
とする露光方法。
13. An exposure method used in a lithography step including a step of printing a transfer pattern provided on a mask onto a substrate, wherein the transfer apparatus on the mask uses an exposure apparatus according to claim 12. An exposure method, wherein a pattern is printed on the substrate.
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