JP3477698B2 - 走査型露光装置および走査露光方法 - Google Patents
走査型露光装置および走査露光方法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
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
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- 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
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
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- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7034—Leveling
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走査型露光装置に関し、
特に大型液晶表示素子等を製造するのに適した走査型の
露光装置に関する。
特に大型液晶表示素子等を製造するのに適した走査型の
露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来のこの種の走査型露光装置
の構成を概略的に示す図である。図５において、マスク
ステージ３上に載置されたマスク２に形成されたパター
ンを、照明光学系１によって均一に照明し、投影光学系
４を介して基板ステージ７上に載置された基板６に投影
露光する。マスクステージ３および基板ステージ７はキ
ャリッジ８によって一体的に支持され、投影露光に際し
図中Ｘ方向に走査される。
の構成を概略的に示す図である。図５において、マスク
ステージ３上に載置されたマスク２に形成されたパター
ンを、照明光学系１によって均一に照明し、投影光学系
４を介して基板ステージ７上に載置された基板６に投影
露光する。マスクステージ３および基板ステージ７はキ
ャリッジ８によって一体的に支持され、投影露光に際し
図中Ｘ方向に走査される。
【０００３】なお、一般的にマスク２および基板６の表
面はそり等の影響により完全な平面にはなっていない。
したがって、走査露光中基板６の各露光領域において結
像焦点ずれが発生しないように、換言すれば各露光領域
が投影光学系４を介したマスク２のパターン結像面にほ
ぼ一致するように、基板ステージ７を全体的にＸ軸周り
およびＹ軸周りに微揺動調整（以下、「レベリング駆
動」または「レベリング調整」という）をしながら露光
走査を行う必要がある。具体的には、マスク２および基
板６の表面形状に対応したレベリング角度指令に基づい
て、レベリング制御部１０が基板ステージ７をレベリン
グ駆動する。
面はそり等の影響により完全な平面にはなっていない。
したがって、走査露光中基板６の各露光領域において結
像焦点ずれが発生しないように、換言すれば各露光領域
が投影光学系４を介したマスク２のパターン結像面にほ
ぼ一致するように、基板ステージ７を全体的にＸ軸周り
およびＹ軸周りに微揺動調整（以下、「レベリング駆
動」または「レベリング調整」という）をしながら露光
走査を行う必要がある。具体的には、マスク２および基
板６の表面形状に対応したレベリング角度指令に基づい
て、レベリング制御部１０が基板ステージ７をレベリン
グ駆動する。
【０００４】走査露光中のレベリング調整により、マス
ク２と基板６との間にはＸ方向およびＹ方向に相対位置
ずれが発生する。また、その他の外乱要因（たとえばキ
ャリッジのピッチング、ローリング運動）によっても相
対位置ずれが発生する。そこで、位置ずれ計測制御部９
では、マスクステージ３と基板ステージ７との相対位置
ずれ、すなわちマスク２と基板６との相対位置ずれを計
測する。位置ずれ計測制御部９は、計測した相対位置ず
れ情報に基づいて、マスク２と基板６との相対位置ずれ
が最小になるように、マスクステージ用駆動機構５を介
してマスクステージ３をひいてはマスク２をＸＹ平面内
で微動調整する。このように、レベリング駆動やその他
の外乱要因により実際に発生したマスク２と基板６との
相対位置ずれを計測し、計測した相対位置ずれ量が最小
になるようにマスクステージ７の位置を制御する位置フ
ィードバックループを構成している。
ク２と基板６との間にはＸ方向およびＹ方向に相対位置
ずれが発生する。また、その他の外乱要因（たとえばキ
ャリッジのピッチング、ローリング運動）によっても相
対位置ずれが発生する。そこで、位置ずれ計測制御部９
では、マスクステージ３と基板ステージ７との相対位置
ずれ、すなわちマスク２と基板６との相対位置ずれを計
測する。位置ずれ計測制御部９は、計測した相対位置ず
れ情報に基づいて、マスク２と基板６との相対位置ずれ
が最小になるように、マスクステージ用駆動機構５を介
してマスクステージ３をひいてはマスク２をＸＹ平面内
で微動調整する。このように、レベリング駆動やその他
の外乱要因により実際に発生したマスク２と基板６との
相対位置ずれを計測し、計測した相対位置ずれ量が最小
になるようにマスクステージ７の位置を制御する位置フ
ィードバックループを構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の走査型露光装置において、前記位置フィードバッ
クループにはステージ用駆動機構５等の機構系の共振を
含むので、位置フィードバックループの応答帯域を広く
とることができない。このため、レベリング駆動やその
他の外乱要因による相対位置ずれの周波数が応答帯域を
越えていた場合、応答遅れのため要求精度を越える相対
位置ずれ量が残ってしまうという不都合があった。本発
明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、レベリ
ング駆動の際フィードバックループの応答遅れにより発
生するマスクと基板との相対位置ずれ量のうち、レベリ
ング駆動によって発生する相対位置ずれ成分を高性能に
補正することのできる、走査型露光装置を提供すること
を目的とする。
従来の走査型露光装置において、前記位置フィードバッ
クループにはステージ用駆動機構５等の機構系の共振を
含むので、位置フィードバックループの応答帯域を広く
とることができない。このため、レベリング駆動やその
他の外乱要因による相対位置ずれの周波数が応答帯域を
越えていた場合、応答遅れのため要求精度を越える相対
位置ずれ量が残ってしまうという不都合があった。本発
明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、レベリ
ング駆動の際フィードバックループの応答遅れにより発
生するマスクと基板との相対位置ずれ量のうち、レベリ
ング駆動によって発生する相対位置ずれ成分を高性能に
補正することのできる、走査型露光装置を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、投影光学系（４）に対してマス
ク（２）および基板（６）を相対的に移動させつつ、マ
スク（２）上に形成されたパタ−ンを投影光学系（４）
を介して基板（６）上に投影露光する走査型露光装置で
あって、基板（６）の露光領域が投影光学系（４）を介
したマスク（２）のパタ−ン結像面にほぼ一致するよう
に、所定のレベリング角度指令（θ）に基づいて基板
（６）とマスク（２）との相対的な傾斜量を前記移動に
伴って逐次制御するためのレベリング制御手段（７、１
０）と、マスク（２）と基板（６）との相対移動中のマ
スク（２）と基板（６）との相対的な位置ずれ量を検出
し、制御するための位置ずれ検出・制御手段（１１Ａ，
１１Ｃ〜１１Ｆ、５）と、レベリング制御手段（７、１
０）による制御によって生じる前記マスク（２）と前記
基板（６）との相対的な位置ずれ量をレベリング角度指
令（θ）に基づいて算出し、この算出した位置ずれ量を
位置ずれ検出・制御手段（１１Ａ，１１Ｃ〜１１Ｆ、
５）が検出した位置ずれ量に加算し、マスク（２）と基
板（６）との相対移動中に当該加算された位置ずれ量を
補正する位置ずれ算出・補正手段（１１、１１Ｂ）と、
を備えている。
に、本発明においては、投影光学系（４）に対してマス
ク（２）および基板（６）を相対的に移動させつつ、マ
スク（２）上に形成されたパタ−ンを投影光学系（４）
を介して基板（６）上に投影露光する走査型露光装置で
あって、基板（６）の露光領域が投影光学系（４）を介
したマスク（２）のパタ−ン結像面にほぼ一致するよう
に、所定のレベリング角度指令（θ）に基づいて基板
（６）とマスク（２）との相対的な傾斜量を前記移動に
伴って逐次制御するためのレベリング制御手段（７、１
０）と、マスク（２）と基板（６）との相対移動中のマ
スク（２）と基板（６）との相対的な位置ずれ量を検出
し、制御するための位置ずれ検出・制御手段（１１Ａ，
１１Ｃ〜１１Ｆ、５）と、レベリング制御手段（７、１
０）による制御によって生じる前記マスク（２）と前記
基板（６）との相対的な位置ずれ量をレベリング角度指
令（θ）に基づいて算出し、この算出した位置ずれ量を
位置ずれ検出・制御手段（１１Ａ，１１Ｃ〜１１Ｆ、
５）が検出した位置ずれ量に加算し、マスク（２）と基
板（６）との相対移動中に当該加算された位置ずれ量を
補正する位置ずれ算出・補正手段（１１、１１Ｂ）と、
を備えている。
【０００７】本発明の好ましい態様によれば、算出・補
正手段（１１、１１Ｂ）は、前記レベリング角度指令に
基づいてマスク（２）と基板（６）とを相対移動させる
速度成分を求め、前記位置ずれ検出・制御手段に補正を
加える。また、位置ずれ検出・制御手段は、マスク
（２）と基板（６）との相対的な位置ずれ量を検出し、
位置ずれ量が最小となるようにマスク（２）と基板
（６）とを相対的に移動させる。マスク（２）と基板
（６）との相対的な位置ずれ量は、マスクステージ
（３）と基板ステージ（７）との少なくとも一方のステ
ージを駆動して制御すればいい。この少なくとも一方の
ステージの駆動方向は投影光学系（４）の光軸（Ｚ）と
ほぼ直交する方向である。また、本発明の走査露光方法
は、マスク（２）のパタ−ンを光軸を有した投影光学系
（４）を介して基板（６）に露光する走査露光方法であ
って、マスク（２）と基板（６）とを光軸と直交する方
向（Ｘ）に走査させるステップと、マスク（２）と基板
（６）との光軸と直交する方向（Ｘ）の位置ずれ量を検
出するステップと、この位置ずれ量を補正する際に投影
光学系（４）の結像面に対する基板（６）の傾きを調整
するステップと、基板（６）の傾きの調整により生じた
基板（６）とマスク（２）との前記光軸と直交する方向
の位置ずれ量を加え、走査中にマスク（２）基板（６）
との少なくとも一方の光軸と直交する方向（Ｘ）の位置
調整を行うステップとを含んでいる。この走査露光方法
において、前記走査中の位置調整は、フィードフォワー
ド制御により行なってもいいし、また、走査速度の制御
により行なってもいい。
正手段（１１、１１Ｂ）は、前記レベリング角度指令に
基づいてマスク（２）と基板（６）とを相対移動させる
速度成分を求め、前記位置ずれ検出・制御手段に補正を
加える。また、位置ずれ検出・制御手段は、マスク
（２）と基板（６）との相対的な位置ずれ量を検出し、
位置ずれ量が最小となるようにマスク（２）と基板
（６）とを相対的に移動させる。マスク（２）と基板
（６）との相対的な位置ずれ量は、マスクステージ
（３）と基板ステージ（７）との少なくとも一方のステ
ージを駆動して制御すればいい。この少なくとも一方の
ステージの駆動方向は投影光学系（４）の光軸（Ｚ）と
ほぼ直交する方向である。また、本発明の走査露光方法
は、マスク（２）のパタ−ンを光軸を有した投影光学系
（４）を介して基板（６）に露光する走査露光方法であ
って、マスク（２）と基板（６）とを光軸と直交する方
向（Ｘ）に走査させるステップと、マスク（２）と基板
（６）との光軸と直交する方向（Ｘ）の位置ずれ量を検
出するステップと、この位置ずれ量を補正する際に投影
光学系（４）の結像面に対する基板（６）の傾きを調整
するステップと、基板（６）の傾きの調整により生じた
基板（６）とマスク（２）との前記光軸と直交する方向
の位置ずれ量を加え、走査中にマスク（２）基板（６）
との少なくとも一方の光軸と直交する方向（Ｘ）の位置
調整を行うステップとを含んでいる。この走査露光方法
において、前記走査中の位置調整は、フィードフォワー
ド制御により行なってもいいし、また、走査速度の制御
により行なってもいい。
【０００８】
【作用】基板ステージのレベリング駆動により発生する
マスクと基板との相対位置ずれは、位置フィードバック
ループに対する位置外乱の一要因である。しかしなが
ら、所定のレベリング角度指令に基づく動作であるた
め、補正量を予測可能である。そこで、本発明では、レ
ベリング角度指令に基づくレベリング駆動によるマスク
と基板との相対的な傾斜によって発生するマスクと基板
との相対的な位置ずれ予測量を、レベリング角度指令に
基づいて逐次求め、位置フィードバックに対する補正と
して用いる。そして、位置フィールドバックループは最
終的に残っているマスクと基板との相対的な位置ずれを
最小にするようにマスクと基板とを相対的に移動させ
る。
マスクと基板との相対位置ずれは、位置フィードバック
ループに対する位置外乱の一要因である。しかしなが
ら、所定のレベリング角度指令に基づく動作であるた
め、補正量を予測可能である。そこで、本発明では、レ
ベリング角度指令に基づくレベリング駆動によるマスク
と基板との相対的な傾斜によって発生するマスクと基板
との相対的な位置ずれ予測量を、レベリング角度指令に
基づいて逐次求め、位置フィードバックに対する補正と
して用いる。そして、位置フィールドバックループは最
終的に残っているマスクと基板との相対的な位置ずれを
最小にするようにマスクと基板とを相対的に移動させ
る。
【０００９】すなわち、本発明では、レベリング角度指
令に基づくレベリング駆動によって生起するであろう相
対的な位置ずれ成分を算出手段によって求める。そし
て、求めた相対的な位置ずれ量またはその速度成分をフ
ィードフォワード信号としてマスクと基板との相対位置
ずれ検出・制御手段に加える。位置ずれ検出・制御手段
は、フィードフォワード信号に基づいて補正された後、
最終的に残った位置ずれを最小にするようフィードバッ
ク制御される。こうして、本発明の走査型露光装置によ
れば、フィードバック系の安定性を損なうことなく、す
なわち応答帯域を広げることなく、相対位置ずれのうち
レベリング駆動により発生する相対位置ずれを最小にす
ることが可能になる。
令に基づくレベリング駆動によって生起するであろう相
対的な位置ずれ成分を算出手段によって求める。そし
て、求めた相対的な位置ずれ量またはその速度成分をフ
ィードフォワード信号としてマスクと基板との相対位置
ずれ検出・制御手段に加える。位置ずれ検出・制御手段
は、フィードフォワード信号に基づいて補正された後、
最終的に残った位置ずれを最小にするようフィードバッ
ク制御される。こうして、本発明の走査型露光装置によ
れば、フィードバック系の安定性を損なうことなく、す
なわち応答帯域を広げることなく、相対位置ずれのうち
レベリング駆動により発生する相対位置ずれを最小にす
ることが可能になる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の実施例にかかる走査型露光装置
の構成を示す図である。図１では、所定のパターンが形
成されたマスク２と基板６とが走査される方向をＸ軸と
し、マスク２の平面内でＸ軸と直交する方向をＹ軸と
し、マスク２の法線方向をＺ軸としている。
する。図１は、本発明の実施例にかかる走査型露光装置
の構成を示す図である。図１では、所定のパターンが形
成されたマスク２と基板６とが走査される方向をＸ軸と
し、マスク２の平面内でＸ軸と直交する方向をＹ軸と
し、マスク２の法線方向をＺ軸としている。
【００１１】図１の走査型露光装置は、マスク２を均一
に照明するための照明光学系１を備えている。マスク２
は、ＸＹ平面とほぼ平行になるようにマスクステージ３
上に載置されている。マスク２の図中下方には投影光学
系４が配設され、投影光学系４のさらに図中下方には、
基板６がＸＹ平面とほぼ平行になるように基板ステージ
７上に載置されている。したがって、投影光学系４の光
軸は、Ｚ軸と平行である。マスクステージ３および基板
ステージ７は、共通のキャリッジ８によって一体的に支
持されている。そして、マスクステージ３は、マスクス
テージ用駆動機構５によってＸ方向に移動可能である。
さらに、図示を省略したが、マスクステージ３は別のマ
スクステージ用駆動機構によってＹ方向にも移動可能で
ある。マスクステージ用駆動機構５は、図２に示すよう
に、たとえばタコジェネ付き回転型モータと、モータの
出力軸の回転運動を直線運動に変換する機構（たとえば
送りねじとナットとレバー）とからなる。
に照明するための照明光学系１を備えている。マスク２
は、ＸＹ平面とほぼ平行になるようにマスクステージ３
上に載置されている。マスク２の図中下方には投影光学
系４が配設され、投影光学系４のさらに図中下方には、
基板６がＸＹ平面とほぼ平行になるように基板ステージ
７上に載置されている。したがって、投影光学系４の光
軸は、Ｚ軸と平行である。マスクステージ３および基板
ステージ７は、共通のキャリッジ８によって一体的に支
持されている。そして、マスクステージ３は、マスクス
テージ用駆動機構５によってＸ方向に移動可能である。
さらに、図示を省略したが、マスクステージ３は別のマ
スクステージ用駆動機構によってＹ方向にも移動可能で
ある。マスクステージ用駆動機構５は、図２に示すよう
に、たとえばタコジェネ付き回転型モータと、モータの
出力軸の回転運動を直線運動に変換する機構（たとえば
送りねじとナットとレバー）とからなる。
【００１２】図１の走査型露光装置はまた、マスク２と
基板６との相対位置ずれを計測するための位置ずれ計測
制御部１１（詳細は後述）を備えている。マスク２と基
板６との相対位置ずれの計測は、たとえばマスクステー
ジ３および基板ステージ７にそれぞれ設けられた反射鏡
にレーザビームを入射し、各反射鏡で反射したレーザビ
ームの干渉光を受光するレーザ干渉計により行われる。
図１の走査型露光装置はさらに、予め計測したマスク２
および基板６の表面形状に対応したレベリング角度指令
（レベリング駆動指令）に基づいて、基板ステージ７の
レベリング駆動を制御するためのレベリング制御部１０
を備えている。レベリング制御部１０は、たとえばマイ
クロコンピュータおよびその周辺回路からなる。ちなみ
に、基板ステージ７は、図示なき適当な手段により走査
露光中Ｚ方向にも微動調整を受けるように構成されてい
る。
基板６との相対位置ずれを計測するための位置ずれ計測
制御部１１（詳細は後述）を備えている。マスク２と基
板６との相対位置ずれの計測は、たとえばマスクステー
ジ３および基板ステージ７にそれぞれ設けられた反射鏡
にレーザビームを入射し、各反射鏡で反射したレーザビ
ームの干渉光を受光するレーザ干渉計により行われる。
図１の走査型露光装置はさらに、予め計測したマスク２
および基板６の表面形状に対応したレベリング角度指令
（レベリング駆動指令）に基づいて、基板ステージ７の
レベリング駆動を制御するためのレベリング制御部１０
を備えている。レベリング制御部１０は、たとえばマイ
クロコンピュータおよびその周辺回路からなる。ちなみ
に、基板ステージ７は、図示なき適当な手段により走査
露光中Ｚ方向にも微動調整を受けるように構成されてい
る。
【００１３】図３は、図１の基板ステージ７のレベリン
グ機構の構成を示す図である。図３において、基板６が
載置された基板ステージ７は、板ばね３１を介してキャ
リッジ８に対してＸＹ平面方向に支持されている。ま
た、基板ステージ７は、回転・直線変換機構３２を介し
てキャリッジ８に対してＺ方向に支持されている。さら
に、基板ステージ７上には、位置ずれ計測制御部９から
の干渉測長用レーザビームを反射するための反射鏡３６
が設けられている。回転・直線変換機構３２は、エンコ
ーダ付きモータ３３のＸ方向に延びた螺刻出力軸３４に
螺合するようになった雌ねじ部を有する。また、回転・
直線変換機構３２の下面はキャリッジ８上をＸ方向に滑
動自在に形成され、その上面はＸ方向に傾斜した面に形
成されている。なお、回転・直線変換機構３２の傾斜上
面には、基板ステージ７の脚部３５の傾斜下面が当接し
ている。
グ機構の構成を示す図である。図３において、基板６が
載置された基板ステージ７は、板ばね３１を介してキャ
リッジ８に対してＸＹ平面方向に支持されている。ま
た、基板ステージ７は、回転・直線変換機構３２を介し
てキャリッジ８に対してＺ方向に支持されている。さら
に、基板ステージ７上には、位置ずれ計測制御部９から
の干渉測長用レーザビームを反射するための反射鏡３６
が設けられている。回転・直線変換機構３２は、エンコ
ーダ付きモータ３３のＸ方向に延びた螺刻出力軸３４に
螺合するようになった雌ねじ部を有する。また、回転・
直線変換機構３２の下面はキャリッジ８上をＸ方向に滑
動自在に形成され、その上面はＸ方向に傾斜した面に形
成されている。なお、回転・直線変換機構３２の傾斜上
面には、基板ステージ７の脚部３５の傾斜下面が当接し
ている。
【００１４】こうして、エンコーダ付きモータ３３が駆
動されるとその出力軸３４が回転し、その回転方向にし
たがって回転・直線変換機構３２がＸ方向に正負移動す
る。その結果、回転・直線変換機構３２の傾斜上面によ
って当接支持された基板ステージ７の脚部３５が図中上
下方向（Ｚ方向）に往復移動する。なお、図３ではＸ方
向に延びた出力軸を有する２つのモータ３３と対応する
２つの回転・直線変換機構３２とだけを示している。し
かしながら、基板ステージ７のレベリング機構は、Ｘ方
向に延びた出力軸を有する少なくとも３つのモータ３３
と対応する３つの回転・直線変換機構３２、およびＹ方
向に延びた出力軸を有する少なくとも３つのモータ（不
図示）と対応する３つの回転・直線変換機構（不図示）
からなる。
動されるとその出力軸３４が回転し、その回転方向にし
たがって回転・直線変換機構３２がＸ方向に正負移動す
る。その結果、回転・直線変換機構３２の傾斜上面によ
って当接支持された基板ステージ７の脚部３５が図中上
下方向（Ｚ方向）に往復移動する。なお、図３ではＸ方
向に延びた出力軸を有する２つのモータ３３と対応する
２つの回転・直線変換機構３２とだけを示している。し
かしながら、基板ステージ７のレベリング機構は、Ｘ方
向に延びた出力軸を有する少なくとも３つのモータ３３
と対応する３つの回転・直線変換機構３２、およびＹ方
向に延びた出力軸を有する少なくとも３つのモータ（不
図示）と対応する３つの回転・直線変換機構（不図示）
からなる。
【００１５】各モータ３３は、レベリング制御部１０に
よってそれぞれ独立に制御されるようになっている。そ
の結果、基板ステージ７を全体的にＸ軸周りおよびＹ軸
周りに適宜微揺動調整することができる。こうして、図
３に示すように、Ｘ方向に延びた出力軸を有する各モー
タ３３を適宜駆動することにより、基板ステージ７をひ
いては基板６をレベリング回転中心Ｃを中心としてＹ軸
周りに角度θだけ揺動させることができる。この結果、
レベリング回転中心ＣからＺ方向にＬだけ離れた基板６
の上面の各点がｘ＝Ｌ・ｓｉｎθだけＸ方向に位置ずれ
する。図３において、二点鎖線は、基板ステージ７のレ
ベリング駆動によって揺動した基板６および反射鏡３６
の位置を示している。
よってそれぞれ独立に制御されるようになっている。そ
の結果、基板ステージ７を全体的にＸ軸周りおよびＹ軸
周りに適宜微揺動調整することができる。こうして、図
３に示すように、Ｘ方向に延びた出力軸を有する各モー
タ３３を適宜駆動することにより、基板ステージ７をひ
いては基板６をレベリング回転中心Ｃを中心としてＹ軸
周りに角度θだけ揺動させることができる。この結果、
レベリング回転中心ＣからＺ方向にＬだけ離れた基板６
の上面の各点がｘ＝Ｌ・ｓｉｎθだけＸ方向に位置ずれ
する。図３において、二点鎖線は、基板ステージ７のレ
ベリング駆動によって揺動した基板６および反射鏡３６
の位置を示している。
【００１６】なお、干渉測長用レーザビームＬＢは基板
６の上面と同じ高さに入射するように構成されているの
で、反射鏡３６における干渉測長用レーザビームＬＢの
反射点も同じくＸ方向にｘだけ位置ずれする。こうし
て、レベリング調整によって発生する基板６の位置ずれ
量ｘを、位置ずれ計測制御部９のレーザ干渉計によって
計測することができる。
６の上面と同じ高さに入射するように構成されているの
で、反射鏡３６における干渉測長用レーザビームＬＢの
反射点も同じくＸ方向にｘだけ位置ずれする。こうし
て、レベリング調整によって発生する基板６の位置ずれ
量ｘを、位置ずれ計測制御部９のレーザ干渉計によって
計測することができる。
【００１７】図４（ａ）は図１の露光装置の制御系の構
成を示す図であり、図４（ｂ）は図１の位置ずれ計測制
御部の内部構成を示す図である。以下、図４を参照し
て、本実施例の走査型露光装置の相対位置ずれの補正動
作について説明する。なお、上述したように、レベリン
グ駆動は、Ｘ軸周りおよびＹ軸周りにそれぞれ独立に行
われる。したがって、本明細書では、単純化のためにＹ
軸周りのレベリング駆動にのみ着目して動作説明を行
う。
成を示す図であり、図４（ｂ）は図１の位置ずれ計測制
御部の内部構成を示す図である。以下、図４を参照し
て、本実施例の走査型露光装置の相対位置ずれの補正動
作について説明する。なお、上述したように、レベリン
グ駆動は、Ｘ軸周りおよびＹ軸周りにそれぞれ独立に行
われる。したがって、本明細書では、単純化のためにＹ
軸周りのレベリング駆動にのみ着目して動作説明を行
う。
【００１８】走査露光中、露光領域のＸ方向（走査方
向）座標ｘの関数として与えられるレベリング角度指令
θ＝ｆ（ｘ）が、上位コンピュータから位置ずれ計測制
御部９およびレベリング制御部１０に出力される。レベ
リング制御部１０は、基板６の露光領域が投影光学系４
を介したマスク２のパターン結像面にほぼ一致するよう
に、レベリング角度指令θに基づいて基板ステージ７を
レベリング駆動する。
向）座標ｘの関数として与えられるレベリング角度指令
θ＝ｆ（ｘ）が、上位コンピュータから位置ずれ計測制
御部９およびレベリング制御部１０に出力される。レベ
リング制御部１０は、基板６の露光領域が投影光学系４
を介したマスク２のパターン結像面にほぼ一致するよう
に、レベリング角度指令θに基づいて基板ステージ７を
レベリング駆動する。
【００１９】上述したように、レベリング角度指令θに
基づく基板ステージ７のレベリング駆動により、基板６
とマスク２との間にはＸ方向にｘ＝Ｌ・ｓｉｎθの相対
位置ずれが発生する。一方、レベリング角度指令θを受
けた位置ずれ計測制御部１１のマイクロコンピュータお
よびその周辺回路１１は、一定のサンプリング間隔Δｔ
（たとえば１ｍｓｅｃ）ごとにレーザ干渉計システム１
１Ａで計測された相対位置ずれ量ｘと、レベリング角度
指令θとを受けて、次の演算を行う。なお、次の数式に
おいて添字ｋおよびｋ−１はそれぞれｋ番目のサンプリ
ングおよびｋ−１番目のサンプリングを示している。
基づく基板ステージ７のレベリング駆動により、基板６
とマスク２との間にはＸ方向にｘ＝Ｌ・ｓｉｎθの相対
位置ずれが発生する。一方、レベリング角度指令θを受
けた位置ずれ計測制御部１１のマイクロコンピュータお
よびその周辺回路１１は、一定のサンプリング間隔Δｔ
（たとえば１ｍｓｅｃ）ごとにレーザ干渉計システム１
１Ａで計測された相対位置ずれ量ｘと、レベリング角度
指令θとを受けて、次の演算を行う。なお、次の数式に
おいて添字ｋおよびｋ−１はそれぞれｋ番目のサンプリ
ングおよびｋ−１番目のサンプリングを示している。
【００２０】
ｖPk＝ａ×ｘk （１）
ｖLk＝Ｌ×（ｓｉｎθk −ｓｉｎθk-1 ） （２）
ｖSk＝ｖPk＋ｖLk （３）
ｖCk＝ｂ×ｖSk （４）
【００２１】ここで、
ａ ： 相対位置ずれ量をその速度成分に変換するため
の定数または変数 ｂ ： マスクステージ用駆動機構５の直線回転変換定
数 ｖPk： 計測された相対位置ずれ量より算出される速度
成分 ｖLk： レベリングによる相対位置ずれの速度成分 ｖSk： レベリングによる相対位置ずれの補正を行った
後の速度成分 ｖCk： 駆動機構５のモータ回転速度成分
の定数または変数 ｂ ： マスクステージ用駆動機構５の直線回転変換定
数 ｖPk： 計測された相対位置ずれ量より算出される速度
成分 ｖLk： レベリングによる相対位置ずれの速度成分 ｖSk： レベリングによる相対位置ずれの補正を行った
後の速度成分 ｖCk： 駆動機構５のモータ回転速度成分
【００２２】数式（１）では、ｋ番目にサンプリングし
た（実際に計測した）マスク２と基板６との相対位置ず
れ量ｘk （ｋ番目のレベリング角度指令θk に基づくレ
ベリング駆動により発生するであろう相対位置ずれ量を
考慮していない）を補正するためにマスクステージ３を
Ｘ方向に駆動すべき速度指令ｖPkを求めている。数式
（２）では、ｋ−１番目のレベリング角度指令θk-1 と
ｋ番目のレベリング角度指令θk とに基づいてｋ番目の
レベリング駆動だけに起因して発生するマスク２と基板
６との相対位置ずれ量を補正するための速度指令ｖLkを
求めている（図４（ｂ）の１１Ｂにおいて）。
た（実際に計測した）マスク２と基板６との相対位置ず
れ量ｘk （ｋ番目のレベリング角度指令θk に基づくレ
ベリング駆動により発生するであろう相対位置ずれ量を
考慮していない）を補正するためにマスクステージ３を
Ｘ方向に駆動すべき速度指令ｖPkを求めている。数式
（２）では、ｋ−１番目のレベリング角度指令θk-1 と
ｋ番目のレベリング角度指令θk とに基づいてｋ番目の
レベリング駆動だけに起因して発生するマスク２と基板
６との相対位置ずれ量を補正するための速度指令ｖLkを
求めている（図４（ｂ）の１１Ｂにおいて）。
【００２３】数式（３）では、速度指令ｖPkと速度指令
ｖLkとを加算することにより、実際に計測した相対位置
ずれ量およびｋ番目のレベリング角度指令θk に基づく
レベリング駆動により発生するであろう相対位置ずれ量
を補正するための速度指令ｖSkを求めている。数式
（４）では、マスクステージ用駆動機構５の直線回転変
換定数に基づいて、数式（３）で求めた速度指令ｖSkを
駆動機構５のモータ回転速度指令ｖCkに換算している。
ｖLkとを加算することにより、実際に計測した相対位置
ずれ量およびｋ番目のレベリング角度指令θk に基づく
レベリング駆動により発生するであろう相対位置ずれ量
を補正するための速度指令ｖSkを求めている。数式
（４）では、マスクステージ用駆動機構５の直線回転変
換定数に基づいて、数式（３）で求めた速度指令ｖSkを
駆動機構５のモータ回転速度指令ｖCkに換算している。
【００２４】こうして、マイクロコンピュータおよびそ
の周辺回路１１において算出されたモータ回転速度指令
ｖC を、Ｄ／Ａコンバータ１１Ｃに出力する。Ｄ／Ａコ
ンバータ１１Ｃでは、モータ回転速度指令ｖCkをアナロ
グ信号に変換して速度制御回路１１Ｄに出力する。速度
制御回路１１Ｄは、Ｄ／Ａコンバータ１１Ｃからのアナ
ログ信号を受けてモータ駆動信号をマスクステージ用駆
動機構５に出力する。駆動機構５は、モータ駆動信号に
基づいてマスクステージ３をひいてはマスク２をＸ方向
に適宜移動させ、基板６との相対位置ずれ量ｘを補正す
る。
の周辺回路１１において算出されたモータ回転速度指令
ｖC を、Ｄ／Ａコンバータ１１Ｃに出力する。Ｄ／Ａコ
ンバータ１１Ｃでは、モータ回転速度指令ｖCkをアナロ
グ信号に変換して速度制御回路１１Ｄに出力する。速度
制御回路１１Ｄは、Ｄ／Ａコンバータ１１Ｃからのアナ
ログ信号を受けてモータ駆動信号をマスクステージ用駆
動機構５に出力する。駆動機構５は、モータ駆動信号に
基づいてマスクステージ３をひいてはマスク２をＸ方向
に適宜移動させ、基板６との相対位置ずれ量ｘを補正す
る。
【００２５】このように、本実施例の走査型露光装置で
は、レベリングにより発生するマスクと基板との相対位
置ずれ量を予測し補正するために、レベリング角度指令
θを位置ずれ計測制御部１１にも入力している。そし
て、入力されたレベリング角度指令θに基づき、レベリ
ング駆動により発生する相対位置ずれ量を算出し、位置
ずれ検出制御に対する補正信号として加えることによ
り、マスクと基板との相対位置ずれ量が最小になるよう
に制御している。
は、レベリングにより発生するマスクと基板との相対位
置ずれ量を予測し補正するために、レベリング角度指令
θを位置ずれ計測制御部１１にも入力している。そし
て、入力されたレベリング角度指令θに基づき、レベリ
ング駆動により発生する相対位置ずれ量を算出し、位置
ずれ検出制御に対する補正信号として加えることによ
り、マスクと基板との相対位置ずれ量が最小になるよう
に制御している。
【００２６】なお、上述の実施例では、マスクをＸＹ平
面内で駆動することによってマスクと基板とを相対移動
させる例を示したが、マスクおよび基板の双方または基
板だけをＸＹ平面内で駆動してもよいことは明らかであ
る。また、上述の実施例では、マスクと基板との間の相
対位置ずれを計測する手段としてレーザ干渉計を示した
が、計測手段がレーザ干渉計に限定されないことはいう
までもない。
面内で駆動することによってマスクと基板とを相対移動
させる例を示したが、マスクおよび基板の双方または基
板だけをＸＹ平面内で駆動してもよいことは明らかであ
る。また、上述の実施例では、マスクと基板との間の相
対位置ずれを計測する手段としてレーザ干渉計を示した
が、計測手段がレーザ干渉計に限定されないことはいう
までもない。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の走査型露
光装置では、レベリング角度指令に基づくレベリング駆
動によって生起するであろう相対位置ずれ量を演算によ
って求め、求めた相対位置ずれ情報をフィードフォワー
ド信号として位置ずれ検出制御部に加えることにより、
レベリング駆動によって発生する相対位置ずれを含む相
対位置ずれ量を最小にするように制御する。したがっ
て、本発明の走査型露光装置によれば、応答帯域を広げ
ることなく、レベリング駆動により発生する相対位置ず
れの高性能な補正が可能となる。その結果、製造される
液晶表示素子の品質が著しく向上し、不良品質が著しく
低下する。また、本発明の走査露光方法は、走査露光中
のレベリング駆動により発生するマスクと基板との位置
ずれをマスクと基板との少なくとも一方の位置調整によ
り補正することができる。
光装置では、レベリング角度指令に基づくレベリング駆
動によって生起するであろう相対位置ずれ量を演算によ
って求め、求めた相対位置ずれ情報をフィードフォワー
ド信号として位置ずれ検出制御部に加えることにより、
レベリング駆動によって発生する相対位置ずれを含む相
対位置ずれ量を最小にするように制御する。したがっ
て、本発明の走査型露光装置によれば、応答帯域を広げ
ることなく、レベリング駆動により発生する相対位置ず
れの高性能な補正が可能となる。その結果、製造される
液晶表示素子の品質が著しく向上し、不良品質が著しく
低下する。また、本発明の走査露光方法は、走査露光中
のレベリング駆動により発生するマスクと基板との位置
ずれをマスクと基板との少なくとも一方の位置調整によ
り補正することができる。
【図１】本発明の実施例にかかる走査型露光装置の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】図１のマスクステージおよびその駆動機構の構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図３】図１の基板ステージのレベリング機構の構成を
示す図である。
示す図である。
【図４】（ａ）は図１の露光装置の制御系の構成を示す
図であり、（ｂ）は図１の位置ずれ計測制御部の内部構
成を示す図である。
図であり、（ｂ）は図１の位置ずれ計測制御部の内部構
成を示す図である。
【図５】従来の走査型露光装置の構成を示す図である。
１ 照明光学系
２ マスク
３ マスクステージ
４ 投影光学系
５ マスクステージ用駆動機構
６ 基板
７ 基板ステージ
８ キャリッジ
１０ レベリング制御部
１１ 位置ずれ計測制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
Claims (8)
- 【請求項１】 投影光学系に対してマスクおよび基板を
相対的に移動させつつ、前記マスク上に形成されたパタ
−ンを前記投影光学系を介して前記基板上に投影露光す
る走査型露光装置において、 前記基板の露光領域が前記投影光学系を介した前記マス
クのパタ−ン結像面にほぼ一致するように、所定のレベ
リング角度指令に基づいて前記基板と前記マスクとの相
対的な傾斜量を前記移動に伴って逐次制御するためのレ
ベリング制御手段と、前記マスクと前記基板との前記相対移動中の 前記マスク
と前記基板との相対的な位置ずれ量を検出し、制御する
ための位置ずれ検出・制御手段と、 前記レベリング制御手段による制御によって生じる前記
マスクと前記基板との相対的な位置ずれ量を前記レベリ
ング角度指令に基づいて算出し、該算出した位置ずれ量
を前記位置ずれ検出・制御手段が検出した前記位置ずれ
量に加算し、前記マスクと前記基板との前記相対移動中
に当該加算された位置ずれ量を補正する位置ずれ算出・
補正手段と、を備えていることを特徴とする走査型露光
装置。 - 【請求項２】 前記算出・補正手段は、前記レベリング
角度指令に基づいて前記マスクと前記基板とを相対移動
させる速度成分を求め、前記マスクと前記基板との相対
的な位置ずれを補正することを特徴とする請求項１に記
載の走査型露光装置。 - 【請求項３】 前記位置ずれ検出・制御手段は、前記マ
スクが載置されたマスクステージおよび前記基板が載置
された基板ステージにそれぞれ設けられた反射鏡にレー
ザビームを入射させ、各反射鏡からの２つの反射光の干
渉光を受光して前記マスクと前記基板との相対位置ずれ
を計測制御するためのレーザ干渉計および制御装置であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の走査型露
光装置。 - 【請求項４】 前記マスクを載置して移動可能なマスク
ステージと、前記基板を載置して移動可能な基板ステー
ジとを有し、 前記位置ずれ検出・制御手段は、前記マスクステージと
前記基板ステージとの少なくとも一方のステージを駆動
して前記マスクと前記基板との相対的な位置ずれを制御
することを特徴とする請求項１記載の走査型露光装置。 - 【請求項５】 前記位置ずれ検出・制御手段は、前記投
影光学系の光軸とほぼ直交する方向に前記少なくとも一
方のステージを駆動することを特徴とする請求項４記載
の走査型露光装置。 - 【請求項６】 マスクのパタ−ンを光軸を有した投影光
学系を介して基板に露光する走査露光方法において、 前記マスクと前記基板とを前記光軸と直交する方向に走
査させるステップと、前記マスクと前記基板との前記光軸と直交する方向の位
置ずれ量を検出するステップと、 前記位置ずれ量を補正する際に前記投影光学系の結像面
に対する前記基板の傾きの調整により生じる前記光軸と
直交する方向の位置ずれ量を加え、前記走査中に前記マ
スクと前記基板との少なくとも一方の前記光軸と直交す
る方向の位置調整を行うステップ とを含むことを特徴と
する走査露光方法。 - 【請求項７】 前記走査中の前記マスクと前記基板との
少なくとも一方の位置調整は、フィードフォワード制御
により行われることを特徴とする請求項６記載の走査露
光方法。 - 【請求項８】 前記走査中の前記マスクと前記基板との
少なくとも一方の位置調整は、前記マスクと前記基板と
の少なくとも一方の走査速度の制御により行われること
を特徴とする請求項６記載の走査露光方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15411794A JP3477698B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 走査型露光装置および走査露光方法 |
| KR1019950016123A KR100378430B1 (ko) | 1994-06-13 | 1995-06-13 | 주사형노광장치 |
| US09/126,639 US6084244A (en) | 1994-06-13 | 1998-07-30 | Scanning exposure apparatus that compensates for positional deviation caused by substrate inclination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15411794A JP3477698B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 走査型露光装置および走査露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335542A JPH07335542A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3477698B2 true JP3477698B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=15577300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15411794A Expired - Lifetime JP3477698B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | 走査型露光装置および走査露光方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6084244A (ja) |
| JP (1) | JP3477698B2 (ja) |
| KR (1) | KR100378430B1 (ja) |
Families Citing this family (13)
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|---|---|---|---|---|
| JPH10326738A (ja) * | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
| US6144118A (en) * | 1998-09-18 | 2000-11-07 | General Scanning, Inc. | High-speed precision positioning apparatus |
| US6784975B2 (en) * | 2001-08-30 | 2004-08-31 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for irradiating a microlithographic substrate |
| US6794100B2 (en) * | 2001-08-30 | 2004-09-21 | Micron Technology, Inc. | Method for controlling radiation beam intensity directed to microlithographic substrates |
| US6577379B1 (en) | 2001-11-05 | 2003-06-10 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for shaping and/or orienting radiation irradiating a microlithographic substrate |
| US6845287B2 (en) * | 2002-11-20 | 2005-01-18 | Asml Holding N.V. | Method, system, and computer program product for improved trajectory planning and execution |
| US6894765B2 (en) * | 2003-10-14 | 2005-05-17 | Micron Technology, Inc. | Methods and systems for controlling radiation beam characteristics for microlithographic processing |
| US7446855B2 (en) * | 2005-07-25 | 2008-11-04 | Micron Technology, Inc | Methods and apparatuses for configuring radiation in microlithographic processing of workpieces using an adjustment structure |
| US7838178B2 (en) * | 2007-08-13 | 2010-11-23 | Micron Technology, Inc. | Masks for microlithography and methods of making and using such masks |
| US8358401B2 (en) * | 2008-04-11 | 2013-01-22 | Nikon Corporation | Stage apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method |
| CN103676494B (zh) * | 2012-09-25 | 2015-11-18 | 上海微电子装备有限公司 | 用于扫描光刻机的逐场调焦调平方法 |
| KR20210018742A (ko) * | 2019-08-10 | 2021-02-18 | 캐논 톡키 가부시키가이샤 | 마스크 얼라인먼트 방법, 성막 방법, 마스크 얼라인먼트 장치, 및 성막 장치 |
| CN113741148B (zh) * | 2020-05-29 | 2022-06-03 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 校正工件台倾斜误差的方法及光刻装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5654553A (en) * | 1993-06-10 | 1997-08-05 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus having an alignment sensor for aligning a mask image with a substrate |
| US5777722A (en) * | 1994-04-28 | 1998-07-07 | Nikon Corporation | Scanning exposure apparatus and method |
-
1994
- 1994-06-13 JP JP15411794A patent/JP3477698B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-13 KR KR1019950016123A patent/KR100378430B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-07-30 US US09/126,639 patent/US6084244A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100378430B1 (ko) | 2003-11-13 |
| US6084244A (en) | 2000-07-04 |
| JPH07335542A (ja) | 1995-12-22 |
| KR960001901A (ko) | 1996-01-26 |
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