JP3564735B2 - 走査型露光装置及び露光方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は走査型露光装置及び露光方法に関し、例えば液晶表示装置を製造するための感光基板に大面積のパターンを露光するものに適用し得る。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の大面積のパターンを露光する露光装置には、マスクの小さな転写像を単一の投影光学系を介して感光基板に繰り返し投影するステツプアンドリピート方式のものや、円弧スリツト状照明光束で得たマスクと等倍の転写像を単一の投影光学系を介して感光基板に投影するミラープロジエクシヨン方式等の走査型のものがある。
【0003】
一方、単一の投影光学系に代えて、複数の投影光学系を配するものが考えられる。すなわちこの露光装置では、複数の照明光学系から射出した光束がマスク上の複数の小領域をそれぞれ照明する。これらの複数の小領域の転写像は複数の投影光学系のそれぞれを介して感光基板に同時に投影される。
【0004】
また図6に示すように、複数の小領域の転写像P1〜P5は、転写像P1、P3及びP5でなる第1転写像列と、転写像P2及びP4でなる第2転写像列とに分けて投影される。第1転写像列の方向はマスク及び感光基板の走査方向(以下X方向という)にほぼ直交しかつ感光基板の面内となるY方向に平行であり、転写像P1、P3及びP5はそれぞれの中心間が間隔2Lyとなるように配されている。また第2転写像列の方向は第1転写像列と平行であり、転写像P2及びP4は中心間が間隔2Lyとなるように配されている。そして、これら転写像P1〜P5は、X方向の走査により、Y方向に一部重複して(接合しても可)転写されることになる。これによりマスク及び感光基板が同期して走査されると、大面積のパターンが感光基板上に投影されることになる。
【0005】
ところで図7に示すように、マスク1上に形成された原画パターン2のX方向に沿つた辺がX方向に向かうに従つて角度α分だけY方向にずれる直交度誤差αを有する場合を考える。この場合、図8に示すように、マスクと感光基板とがX方向に同期して移動するに従つて、マスクをY方向に連続的に変位すると、走査の最初から最後まで原画パターン2が第1及び第2の転写像列によつて感光基板上に投影され、直交度誤差αを取り除いた正常な転写像が感光基板に投影されると考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが第1の転写像列と第2の転写像列とは、光軸が相互に所定の列間距離Dを有するように2列に分けられた複数の投影光学系より投影されている。これにより第1の転写像列の中心と第2の転写像列の中心との間には、投影光学系と同一の列間距離Dが存在する。このためマスクと感光基板とがX方向に同期して移動するに従つて、マスクをY方向に連続的に変位すると、感光基板上に投影された転写像P1〜P5の合成パターンは、原画パターン2を正しく再現できないことになる。
【0007】
すなわち列間距離Dが存在するため、走査中のY方向の移動により、例えば転写像P1とP2との中心間隔(中心の軌跡の間隔)Lyが(Ly±D tanα)となり、実際に感光基板に露光された転写像P1〜P5の合成パターンには、原画パターン2に比して、直交度誤差αに影響されてY方向に過剰な接合状態で露光された部分(例えばP2とP3)と不足な接合状態で露光された部分(例えばP1とP2)とが発生する。つまりそれぞれの転写像P1〜P5の感光基板上での位置がずれることになり、露光領域の継ぎ目部分で感光基板に対する露光量の過剰、もしくは露光不足が生じ、デバイスのパターンの線幅が所定の値から変化、もしくは断線するという問題があつた。
【0008】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、マスク上の複数の領域の像を走査露光により感光基板上に継ぎ合わせて投影するとき、マスクや感光基板上のパターンの直交度誤差を矯正して投影し得る走査型露光装置及び露光方法を提案しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、一実施例を表す図1に対応付けて説明すると、請求項1に記載の走査型露光装置(3)では、パターン(2)が形成されたマスク(1)上の複数の領域(M1〜M5)をそれぞれ照明する複数の照明光学系(4A〜4E)と、第1の方向(Y)に沿つて一列に光軸を配置した複数の投影光学系(6A、6C、6E)を有する第1光学系(6A、6C、6E)と、第1光学系(6A、6C、6E)と平行に、且つ所定間隔Dをおいて一列に光軸を配置した複数の投影光学系(6B、6D)を有する第2光学系(6B、6D)とを有し、複数の領域(M1〜M5)の像(P1〜P5)の一部(P1、P3、P5)を第1光学系(6A、6C、6E)を介して、また複数の領域(M1〜M5)の像(P1〜P5)の他の一部(P2、P4)を第2光学系(6B、6D)を介して同時に感光基板(8)上に投影すると共に、第1の方向(Y)とほぼ直交し、且つ感光基板(8)の面内の方向(X)にマスク(1)と感光基板(8)とを同期して走査する走査型露光装置(3)において、マスク(1)と感光基板(8)とを、マスク(1)若しくは感光基板(8)の面内で相対的に回転する回転手段(5及び10〜12)と、マスク(1)若しくは感光基板(8)の走査方向(X)の位置に応じてマスク(1)と感光基板(8)との相対位置を第1の方向(Y)に変位する位置変位手段(11、12)と、第1光学系(6A、6C、6E)を介して投影される像(P1、P3、P5)の位置と第2光学系(6B、6D)を介して投影される像(P2、P4)の位置とを第1の方向(Y)に相対的に変位する結像位置変更手段(9A〜9E)とを設けるようにする。
【0010】
請求項2に記載の走査型露光装置(3)では、結像位置変更手段(9A〜9E)は、マスク(1)上に形成されたパターン(2)の配列に関する第1の座標系の、走査の方向(X)と走査の方向(X)に直交する方向(Y)とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差(α)に基づいて相対的に変位する。
【0011】
請求項3に記載の走査型露光装置(3)では、感光基板(8)は、予めマスク(1)のパターン(2)の第1の像を形成してあり、結像位置変更手段(9A〜9E)は、第1の像に重ね合わせてマスク(1)のパターン(2)の第2の像を露光する場合、第1の像の配列に関する第1の座標系の、走査の方向(X)と走査の方向(X)に直交する方向(Y)とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差(α)に基づいて相対的に変位する。
【0012】
請求項4に記載の走査型露光装置(3)では、感光基板(8)は、予めマスク(1)のパターン(2)の第1の像を形成してあり、結像位置変更手段(9A〜9E)は、第1の像に重ね合わせてマスク(1)のパターン(2)の第2の像を露光する場合、マスク(1)のパターン(2)の配列に関する第1の座標系の、第1の像の配列に関する第2の座標系に対する角度の偏差(α)に基づいて相対的に変位する。
【0013】
請求項5に記載の走査型露光装置(3)では、パターンが形成されたマスク(1)上の複数の領域(M1〜M5)をそれぞれ照明する複数の照明光学系(4A〜4E)と、第1の方向(Y)に沿つて一列に光軸を配置した複数の投影光学系(6A、6C、6E)を有する第1光学系(6A、6C、6E)と、第1光学系(6A、6C、6E)と平行に、且つ所定間隔(D)をおいて一列に光軸を配置した複数の投影光学系(6B、6D)を有する第2光学系(6B、6D)とを有し、複数の領域(M1〜M5)の像(P1〜P5)の一部(P1、P3、P5)を第1光学系(6A、6C、6E)を介して、また複数の領域(M1〜M5)の像(P1〜P5)の他の一部(P2、P4)を第2光学系(6B、6D)を介して感光基板(8)上に投影すると共に、第1の方向(Y)とほぼ直交し、且つ感光基板(8)の面内の方向(X)にマスク(1)と感光基板(8)とを同期して走査する走査型露光装置(3)において、第1光学系(6A、6C、6E)及び第2光学系(6B、6D)を介して投影される像(P1〜P5)の配列方向を、第1の方向(Y)に対して所定角度(β)だけ変更し、第1光学系(6A、6C、6E)を介して投影される像(P1、P3、P5)それぞれの間隔2Ly及び第2光学系(6B、6D)を介して投影される像(P2、P4)それぞれの間隔2Lyを変更すると共に、投影される像を第1の方向又は第1の方向とほぼ直交する方向に移動させてそれぞれの像(P1〜P5)の光軸に関する回転方向の相対的な位置を変更する結像位置変更手段(9A〜9E)を設けるようにする。
【0014】
請求項6に記載の走査型露光装置(3)では、感光基板(8)は、予めマスク(1)のパターンの第1の像を形成してあり、結像位置変更手段(9A〜9E)は、第1の像に重ね合わせてマスク(1)のパターンの第2の像を露光する場合、第1の像の配列に関する第1の座標系の、走査の方向(X)と走査の方向(X)に直交する方向(Y)とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差(β)に基づいて配列方向の変更、像の間隔2Lyの変更、及びそれぞれの像の回転方向の相対的な位置の変更を行う。
【0015】
請求項7に記載の走査型露光装置(3)では、感光基板(8)は、予めマスク(1)のパターンの第1の像を形成してあり、結像位置変更手段(9A〜9E)は、第1の像に重ね合わせてマスク(1)のパターンの第2の像を露光する場合、マスク(1)のパターンの配列に関する第1の座標系の、第1の像の配列に関する第2の座標系に対する角度の偏差(β)に基づいて配列方向の変更、像の間隔2Lyの変更、及びそれぞれの像の回転方向の相対的な位置の変更を行う。
【0016】
請求項8に記載の露光方法では、パターン(2)が形成されたマスク(1)上の複数の領域M1〜M5をそれぞれ照明する複数の照明光学系(4A〜4E)と、第1の方向(Y)に沿つて一列に光軸を配置した複数の投影光学系(6A、6C、6E)を有する第1光学系(6A、6C、6E)と、第1光学系(6A、6C、6E)と平行に、且つ所定間隔(D)をおいて一列に光軸を配置した複数の投影光学系(6B、6D)を有する第2光学系(6B、6D)とを有し、複数の領域(M1〜M5)の像(P1〜P5)の一部(P1、P3、P5)を第1光学系(6A、6C、6E)を介して、また複数の領域(M1〜M5)の像(P1〜P5)の他の一部(P2、P4)を第2光学系(6B、6D)を介して感光基板(8)上に投影すると共に、第1の方向(Y)とほぼ直交し、且つ感光基板(8)の面内の方向(X)にマスク(1)と感光基板(8)とを同期して走査する露光方法において、マスク(1)と感光基板(8)とを、マスク(1)若しくは感光基板(8)の面内で相対的に回転する回転処理と、マスク(1)若しくは感光基板(8)の走査方向(X)の位置に応じてマスク(1)と感光基板(8)との相対位置を第1の方向(Y)に変位する位置変位処理と、第1光学系(6A、6C、6E)を介して投影される像(P1、P3、P5)の位置と第2光学系(6B、6D)を介して投影される像(P2、P4)の位置とを第1の方向(Y)に相対的に変位する結像位置変更処理とを含む。
【0017】
請求項9に記載の露光方法では、結像位置変更処理は、マスク(1)上に形成されたパターン(2)の配列に関する第1の座標系の、走査の方向(X)と走査の方向(X)に直交する方向(Y)とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差(α)に基づいて相対的に変位する。
【0018】
請求項10に記載の露光方法では、感光基板(8)は、予めマスク(1)のパターン(2)の第1の像を形成してあり、結像位置変更処理は、第1の像に重ね合わせてマスク(1)のパターン(2)の第2の像を露光する場合、第1の像の配列に関する第1の座標系の、走査の方向(X)と走査の方向(X)に直交する方向(Y)とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差(α)に基づいて相対的に変位する。
【0019】
請求項11に記載の露光方法では、感光基板(8)は、予めマスク(1)のパターン(2)の第1の像を形成してあり、結像位置変更処理は、第1の像に重ね合わせてマスク(1)のパターン(2)の第2の像を露光する場合、マスク(1)のパターン(2)の配列に関する第1の座標系の、第1の像の配列に関する第2の座標系に対する角度の偏差(α)に基づいて相対的に変位する。
【0020】
請求項12に記載の露光方法では、パターンが形成されたマスク(1)上の複数の領域(M1〜M5)をそれぞれ照明する複数の照明光学系(4A〜4E)と、第1の方向(Y)に沿つて一列に光軸を配置した複数の投影光学系(6A、6C、6E)を有する第1光学系(6A、6C、6E)と、第1光学系(6A、6C、6E)と平行に、且つ所定間隔(D)をおいて一列に光軸を配置した複数の投影光学系(6B、6D)を有する第2光学系(6B、6D)とを有し、複数の領域(M1〜M5)の像(P1〜P5)の一部(P1、P3、P5)を第1光学系(6A、6C、6E)を介して、また複数の領域(M1〜M5)の像(P1〜P5)の他の一部(P2、P4)を第2光学系(6B、6D)を介して感光基板(8)上に投影すると共に、第1の方向(Y)とほぼ直交し、且つ感光基板(8)の面内の方向(X)にマスク(1)と感光基板(8)とを同期して走査する露光方法において、第1光学系(6A、6C、6E)及び第2光学系(6B、6D)を介して投影される像の配列方向を、第1の方向(Y)に対して所定角度(β)だけ変更し、第1光学系(6A、6C、6E)を介して投影される像(P1、P3、P5)それぞれの間隔2Ly及び第2光学系(6B、6D)を介して投影される像(P2、P4)それぞれの間隔2Lyを変更する共に、投影される像を第1の方向又は第1の方向とほぼ直交する方向に移動させてそれぞれの像(P1〜P5)の光軸に関する回転方向の相対的な位置を変更する結像位置変更処理を含むようにする。
【0021】
請求項13に記載の露光方法では、感光基板(8)は、予めマスク(1)のパターンの第1の像を形成してあり、結像位置変更処理は、第1の像に重ね合わせてマスク(1)のパターンの第2の像を露光する場合、第1の像の配列に関する第1の座標系の、走査の方向(X)と走査の方向(X)に直交する方向(Y)とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差(β)に基づいて配列方向の変更、前記像の間隔の変更、及びそれぞれの像の回転方向の相対的な位置の変更を行う。
【0022】
請求項14に記載の露光方法では、感光基板(8)は、予めマスク(1)のパターンの第1の像を形成してあり、前期結像位置変更処理は、第1の像に重ね合わせてマスク(1)のパターンの第2の像を露光する場合、マスク(1)のパターンの配列に関する第1の座標系の、第1の像の配列に関する第2の座標系に対する角度の偏差(β)に基づいて配列方向の変更、前記像の間隔の変更、及びそれぞれの像の回転方向の相対的な位置の変更を行う。
【0023】
【作用】
請求項1に記載の走査型露光装置(3)では、マスク(1)や感光基板(8)上のパターン(2)に、走査方向(X)に向かうに従つて走査方向(X)に直交する方向(Y)に所定の角度(α)でずれる直交度誤差(α)が存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターン(2)を感光基板(8)上に露光することができる。
【0024】
請求項2に記載の走査型露光装置(3)では、マスク(1)上のパターン(2)に、走査方向(X)に向かうに従つて走査方向(X)に直交する方向(Y)に所定の角度(α)でずれる直交度誤差(α)が存在するとき、これを補正したマスク(1)のパターン(2)を感光基板(8)上に正しく露光することができる。
【0025】
請求項3に記載の走査型露光装置(3)では、感光基板(8)に予め露光されたパターン(2)に、走査方向(X)に向かうに従つて走査方向(X)に直交する方向(Y)に所定の角度(α)でずれる直交度誤差(α)が存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターン(2)を感光基板(8)上のパターン(2)に重ね合わせて露光することができる。
【0026】
請求項4に記載の走査型露光装置(3)では、マスク(1)上のパターン(2)と感光基板(8)に予め露光されたパターンとの間に、走査方向(X)に向かうに従つて走査方向(X)に直交する方向(Y)に所定の角度(α)でずれる直交度誤差(α)が相対的に存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターン(2)を感光基板(8)上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【0027】
請求項5に記載の走査型露光装置(3)では、マスク(1)や感光基板(8)上のパターンに、走査方向(X)に所定の角度(β)でずれる直交度誤差(β)が存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターンを感光基板(8)上に露光することができる。
【0028】
請求項6に記載の走査型露光装置(3)では、感光基板(8)上に予め露光されたパターン(14)に、走査方向(X)に所定の角度(β)でずれる直交度誤差(β)が存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターンを感光基板(8)上のパターン(14)に重ね合わせて露光することができる。
【0029】
請求項7に記載の走査型露光装置(3)では、マスク(1)上のパターンと感光基板(8)上に予め露光されたパターン(14)との間に、走査方向(X)に所定の角度(β)でずれる直交度誤差(β)が相対的に存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターンを感光基板(8)上のパターン(14)に重ね合わせて露光することができる。
【0030】
請求項8に記載の露光方法では、マスク(1)や感光基板(8)上のパターン(2)に、走査方向(X)に向かうに従つて走査方向(X)に直交する方向(Y)に所定の角度(α)でずれる直交度誤差(α)が存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターン(2)を感光基板(8)上に露光することができる。
【0031】
請求項9に記載の露光方法では、マスク(1)上のパターン(2)に、走査方向(X)に向かうに従つて走査方向(X)に直交する方向(Y)に所定の角度(α)でずれる直交度誤差(α)が存在するとき、これを補正したマスク(1)のパターン(2)を感光基板(8)上に正しく露光することができる。
【0032】
請求項10に記載の露光方法では、感光基板(8)に予め露光されたパターン(2)に、走査方向(X)に向かうに従つて走査方向(X)に直交する方向(Y)に所定の角度(α)でずれる直交度誤差(α)が存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターン(2)を感光基板(8)上のパターン(2)に重ね合わせて露光することができる。
【0033】
請求項11に記載の露光方法では、マスク(1)上のパターン(2)と感光基板(8)に予め露光されたパターンとの間に、走査方向(X)に向かうに従つて走査方向(X)に直交する方向(Y)に所定の角度(α)でずれる直交度誤差(α)が相対的に存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターン(2)を感光基板(8)上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【0034】
請求項12に記載の露光方法では、マスク(1)や感光基板(8)上のパターンに、走査方向(X)に所定の角度(β)でずれる直交度誤差(β)が存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターンを感光基板(8)上に露光することができる。
【0035】
請求項13に記載の露光方法では、感光基板(8)上に予め露光されたパターン(14)に、走査方向(X)に所定の角度(β)でずれる直交度誤差(β)が存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターンを感光基板(8)上のパターン(14)に重ね合わせて露光することができる。
【0036】
請求項14に記載の露光方法では、マスク(1)上のパターンと感光基板(8)上に予め露光されたパターン(14)との間に、走査方向(X)に所定の角度(β)でずれる直交度誤差(β)が相対的に存在するとき、これに応じて補正したマスク(1)のパターンを感光基板(8)上のパターン(14)に重ね合わせて露光することができる。
【0037】
【実施例】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
【0038】
図1において、3は全体として液晶表示装置を製造する感光基板に大面積のパターンを露光する走査型露光装置を示す。複数の照明光学系4A〜4Eよりそれぞれ射出された複数の光束L1A〜L1Eは、マスクステージ5上に固定されたマスク1の複数の異なる小領域M1〜M5をそれぞれ照明する。
【0039】
マスク1を透過した複数の光束L1A〜L1Eは、複数の投影光学系6A〜6Eのそれぞれを介して、キヤリツジ7上に載置された感光基板8を照射する。これにより原画パターン2のうち小領域M1〜M5にそれぞれ対応した転写像P1〜P5が感光基板8上に投影される。
【0040】
各投影光学系6A〜6Eには、転写像P1〜P5をX方向及びY方向に移動させたり光軸に対して回転方向に移動させる機構と、転写像P1〜P5の倍率を調整する機構とでなる像シフト・回転・倍率調整機構(以下調整機構という)9A〜9Eがそれぞれ配されている。
【0041】
感光基板8上の複数の転写像P1〜P5は、図6に示すように、それぞれ台形状に整形されている。それぞれの台形状の上辺は、転写像P1、P3及びP5でなる第1転写像列と、転写像P2及びP4でなる第2転写像列とが対向する側に向けられている。また隣合う転写像P1〜P5(例えばP1及びP2、P2及びP3)は、中心がX方向及びY方向にそれぞれ列間距離D及び像間距離Lyだけ互いに隔てられ、三角形状の端部がY方向に重複するようになされている。
【0042】
複数の投影光学系6A〜6Eの光軸も、複数の転写像P1〜P5の中心の配置に対応して、X方向及びY方向にそれぞれ列間距離D及び像間距離Lyだけ互いに隔てられている。複数の照明光学系4A〜4Eは、マスク1上の複数の小領域M1〜M5の中心が複数の転写像P1〜P5と同様の配置となるように配されている。
【0043】
マスクステージ5は、断面コ字形状に形成されたキヤリツジ7の対向する2辺の部材のうち光束L1A〜L1Eを通す4角穴が穿設されている側の部材上に載置されている。またマスクステージ5は、3つの駆動モータ10〜12によりX方向、Y方向と、投影光学系6A〜6Eの光軸方向(Z方向)を軸とする回転方向とに駆動される。
【0044】
図2に示すように、キヤリツジ7とマスクステージ5とにはそれぞれ測長干渉計G1、G2が配されており、これの出力に基づいてX方向の位置が別個に制御される。また感光基板8を載置する基板ステージ13とマスクステージ5とのX方向の一方の端付近には1対の測長干渉計G4が配されている。さらにX方向の他方の端付近にも1対の測長干渉計G5が配されている。これにより感光基板8に対するマスク1のY方向の位置と回転量は、2対の測長干渉計G4及びG5でなる差動干渉計が送出する出力G4 及びG5 より出力(G4 +G5 )/2、(G4 −G5 )/2を得て、これに基づいてそれぞれ求められる。
【0045】
以上の構成において、スペクトラム7に示すようなマスク1の直交度誤差αが予め判明しており、この直交度誤差αを矯正して感光基板8上に正しく転写する場合、図3に示すように制御装置(図示せず)は、調整機構9B及び9Dを使用して、予め転写像P2、P4をY方向にシフト量Δyだけシフトさせる。このシフト量Δyは、列間距離Dを用いてΔy=D・ tanαで求められる。更に制御装置は、図7に示すように、マスク1のパターン2の4つの辺のうち走査開始側及び終了側の2つの辺がY方向と平行になるように、駆動モータ10〜12を使用してマスクステージ5を回転させて、マスク1を設置する。
【0046】
続いて制御装置は、キヤリツジ7上に保持したマスク1と感光基板8のX方向の相対的な位置関係を保つたまま、X方向に一定速度で走査して露光する。これと同時に制御装置は、駆動モータ10〜12を使用し、図8に示すマスク1の移動量に従つて、走査露光中にマスク1を感光基板8に対して連続的にY方向にシフトさせる。
【0047】
このように制御装置がマスク1の軌跡を制御することによつて、図3中の破線で示すように、転写像P1及びP2、P2及びP3、P3及びP4、P4及びP5の中心の間隔は常に等しくなる。これにより転写像P1〜P5は精度良く接合される。また図7に示すパターン2の直交度誤差αが矯正されて、原画パターン2を感光基板8上に正しく転写することができる。
【0048】
以上の構成によれば、マスク1と感光基板8とを面内で相対的に回転し、かつマスク1及び感光基板8のX方向の位置に応じてマスク1と感光基板8との相対位置をY方向に変位するマスクステージ5及び駆動モータ10〜12と、投影光学系6A、6C及び6Eを介して投影される転写像P1、P3及びP5の位置と投影光学系6B及び6Dを介して投影される転写像P2及びP4の位置とをY方向に相対的に変位する調整機構9A〜9Eとを配したことにより、予め判明しているマスク1の原画パターン2の直交度誤差αは矯正されて原画パターン2を感光基板8上に正しく転写することができる。
【0049】
なお上述の実施例においては、マスク1の原画パターン2が有する直交度誤差αを矯正して感光基板8上に正しく転写する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図7に示したマスク1の直交度誤差αが補正されず原画パターン2がそのまま感光基板8上に既に露光されており、かつこの原画パターン2に重ね合わせて、例えば、直交度誤差のない第2のパターンを感光基板8上に転写する場合にも適用できる。
【0050】
この場合、制御装置はまず図1に示す2本のアライメントセンサ15A及び15Bを用いて、マスク1内のアライメント用のマークMA1及びMA2と感光基板8内のアライメント用のマークPA1及びPA2との位置関係を計測する。
【0051】
このようにして得たマスク1と感光基板8との相対的な位置関係に基づいて、制御装置はX方向及びY方向のシフト量Δx及びΔyと回転誤差とを求める。続いてシフト量Δx及びΔyと回転誤差とにより、制御装置はマスクステージ5を駆動モータ10〜12を使用して所定の位置に位置決めし、走査して露光する。
【0052】
また上述の実施例においては、マスク1の原画パターン2が有する直交度誤差αを矯正して感光基板8上に正しく転写する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、マスクの原画パターンと感光基板8に既に露光されているパターンとの間に相対的に図7に示すような直交度誤差αが存在する場合にも適用できる。この場合も上述と同様の手順で、既に露光されているパターンに重ね合わせて新しいパターンを感光基板8上に転写することができる。
【0053】
さらに上述の実施例においては、マスク1上に形成された原画パターン2がX方向に向かうに従つて角度α分だけY方向にずれる直交度誤差αを有する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図4に示すように、既に露光されている感光基板8のパターンのY方向に沿つた辺が、角度β分だけX方向にずれる直交度誤差βが存在し、このパターンに重ね合わせて新しいパターンを感光基板8上に転写する場合にも適用できる。
【0054】
制御装置は、上述のアライメントセンサ15A及び15Bを用いて、3組以上のアライメント用マークMA1、PA1、MA2、PA2、MA3、PA3を計測することによつて直交度誤差βを得る。
【0055】
続いて制御装置は、各投影光学系6A〜6Eを介して感光基板8上に結像する転写像P1〜P5の相互の位置を、調整機構9A〜9Eを用いて設定する。すなわち図5の破線で示すように、制御装置は、通常の転写像P1〜P5の中心のY方向の位置を、第1及び第2転写像列の中心のY方向の位置をそれぞれ0として、それぞれ+2Ly、+Ly、0、−Ly、−2Lyに設定している。
【0056】
これに対して、制御装置は、図5の実線で示すように、調整後の転写像P1〜P5の中心のY方向の位置を、それぞれ+2Ly・ cosβ、+Ly・ cosβ、0、−Ly・ cosβ、−2Ly・ cosβに設定する。また制御装置は、転写像P1〜P5の中心のX方向の位置を、第1及び第2転写像列の中心のX方向の位置をそれぞれ0として、+2Ly・ sinβ、+Ly・ sinβ、0、−Ly・ sinβ、−2Ly・sin βに設定する。
【0057】
続いて制御装置は、それぞれの投影光学系6A〜6Eの調整機構9A〜9Eを用いて転写像P1〜P5の位置がβだけ回転するように設定する。制御装置は、この状態でマスク1をキヤリツジ7の走査方向(X方向)に対して直交度誤差を与えない位置で保持したまま走査して露光する。これにより原画パターン2は直交度誤差βを与えられて、感光基板8上に転写される。
【0058】
因みに、この方法においては「− cosβ」という倍率誤差が発生する。これが問題となるときは、調整機構9A〜9Eを用いてこの誤差を相殺すると共に、各転写像P1〜P5の中心の間隔が等しく像間距離Lyとなるように設定すれば良い。
【0059】
さらに上述の実施例においては、感光基板8に既に露光されているパターンが図4に示す直交度誤差βを有し、このパターンに重ね合わせて新しい原画パターンを転写する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、原画パターンと感光基板8に既に露光されているパターンとの間に相対的に直交度誤差βが存在し、このパターンに重ね合わせて新しい原画パターンを転写する場合にも適用できる。
【0060】
上述のようにして、走査型露光装置3内に組み込んだ検出系(アライメントセンサ)を用いて計測することによつて、マスク1の原画パターンの直交度誤差αを全て自動的に補正できる。また感光基板8上に形成されたパターン14上に投影された転写像P1〜P5の位置を計測して補正量を求めるか、予め補正量を装置に対して与えておくことにより、感光基板8の直交度誤差αやβも補正することができる。さらに複数の感光基板8のそれぞれに固有の直交度誤差αやβを補正することもできる。これにより複数の装置間での重ね合わせ精度も向上させることができる。
【0061】
また直交度誤差αを持たないマスク上の原画パターンを用いて露光した感光基板8上の転写像P1〜P5の配置を測定し、得られた直交度誤差を装置固有の誤差として管理し、走査露光動作の際に上述の方法で補正することによつて、調整作業時間の短縮や上述の複数の装置間での重ね合わせ精度を向上させることができる。
【0062】
またアライメント用のマークMA1、MA2、PA1及びPA2等を少なくとも3組以上配置し、この計測結果を用いて最小2乗法等で演算することにより、直交度、スケーリング(倍率)の誤差成分についても得て補正することができる。
【0063】
さらに上述の実施例においては、1枚の感光基板8を処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、複数枚の感光基板8を連続して同一に処理する場合には、上述の手順で感光基板8毎に原画パターン2の直交度誤差αやパターン14の直交度誤差βを算出することに代えて、最初の数枚の感光基板8を用いて計測した結果に基づいて、直交度誤差αやβを求めて以降の感光基板8を処理しても良い。これにより、作業時間の短縮を図ることができる。
【0064】
【発明の効果】
上述のように、請求項1に記載の走査型露光装置では、マスクや感光基板上のパターンに、走査方向に向かうに従つて走査方向に直交する方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上に露光することができる。
【0065】
請求項2に記載の走査型露光装置では、マスク上のパターンに、走査方向に向かうに従つて走査方向に直交する方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これを補正したマスクのパターンを感光基板上に正しく露光することができる。
【0066】
請求項3に記載の走査型露光装置では、感光基板に予め露光されたパターンに、走査方向に向かうに従つて走査方向に直交する方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【0067】
請求項4に記載の走査型露光装置では、マスク上のパターンと感光基板に予め露光されたパターンとの間に、走査方向に向かうに従つて走査方向に直交する方向に所定の角度でずれる直交度誤差が相対的に存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【0068】
請求項5に記載の走査型露光装置では、マスクや感光基板上のパターンに、走査方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上に露光することができる。
【0069】
請求項6に記載の走査型露光装置では、感光基板上に予め露光されたパターンに、走査方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【0070】
請求項7に記載の走査型露光装置では、マスク上のパターンと感光基板上に予め露光されたパターンとの間に、走査方向に所定の角度でずれる直交度誤差が相対的に存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【0071】
請求項8に記載の露光方法では、マスクや感光基板上のパターンに、走査方向に向かうに従つて走査方向に直交する方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上に露光することができる。
【0072】
請求項9に記載の露光方法では、マスク上のパターンに、走査方向に向かうに従つて走査方向に直交する方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これを補正したマスクのパターンを感光基板上に正しく露光することができる。
【0073】
請求項10に記載の露光方法では、感光基板に予め露光されたパターンに、走査方向に向かうに従つて走査方向に直交する方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【0074】
請求項11に記載の露光方法では、マスク上のパターンと感光基板に予め露光されたパターンとの間に、走査方向に向かうに従つて走査方向に直交する方向に所定の角度でずれる直交度誤差が相対的に存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【0075】
請求項12に記載の露光方法では、マスクや感光基板上のパターンに、走査方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上に露光することができる。
【0076】
請求項13に記載の露光方法では、感光基板上に予め露光されたパターンに、走査方向に所定の角度でずれる直交度誤差が存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【0077】
請求項14に記載の方法では、マスク上のパターンと感光基板上に予め露光されたパターンとの間に、走査方向に所定の角度でずれる直交度誤差が相対的に存在するとき、これに応じて補正したマスクのパターンを感光基板上のパターンに重ね合わせて露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による走査型露光装置及び露光方法の一実施例による走査型露光装置の構成を示す斜視図である。
【図2】キヤリツジ、マスク及び感光基板の干渉計の配置を示す斜視図である。
【図3】実施例による転写像の位置を示す略線図である。
【図4】他の実施例による感光基板上に直交度誤差βで形成されたパターンを示す略線図である。
【図5】他の実施例による転写像の位置を示す略線図である。
【図6】転写像の位置を示す略線図である。
【図7】マスク上に直交度誤差αで形成されたパターンを示す略線図である。
【図8】走査方向に対するマスクの移動量を示す直線図である。
【符号の説明】
1……マスク、2、14……パターン、3……走査型露光装置、4A〜4E……照明光学系、5……マスクステージ、6A〜6E……投影光学系、7……キヤリツジ、8……感光基板、9A〜9E……調整機構、10〜12……駆動モータ、13……基板ステージ、15A、15B……アライメントセンサ、P1〜P5……転写像、M1〜M5……領域。
Claims (14)
- パターンが形成されたマスク上の複数の領域をそれぞれ照明する複数の照明光学系と、第1の方向に沿つて一列に光軸を配置した複数の投影光学系を有する第1光学系と、前記第1光学系と平行に、且つ所定間隔をおいて一列に光軸を配置した複数の投影光学系を有する第2光学系とを有し、前記複数の領域の像の一部を前記第1光学系を介して、また前記複数の領域の像の他の一部を前記第2光学系を介して同時に感光基板上に投影すると共に、前記第1の方向とほぼ直交し、且つ前記感光基板の面内の方向に前記マスクと前記感光基板とを同期して走査する走査型露光装置において、
前記マスクと前記感光基板とを、前記マスク若しくは前記感光基板の面内で相対的に回転する回転手段と、
前記マスク若しくは前記感光基板の前記走査方向の位置に応じて前記マスクと前記感光基板との相対位置を前記第1の方向に変位する位置変位手段と、
前記第1光学系を介して投影される像の位置と前記第2光学系を介して投影される像の位置とを前記第1の方向に相対的に変位する結像位置変更手段とを具えることを特徴とする走査型露光装置。 - 前記結像位置変更手段は、前記マスク上に形成された前記パターンの配列に関する第1の座標系の、前記走査の方向と該走査の方向に直交する方向とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記相対的に変位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。
- 前記感光基板は、予め前記マスクのパターンの第1の像を形成してあり、
前記結像位置変更手段は、前記第1の像に重ね合わせて前記マスクのパターンの第2の像を露光する場合、前記第1の像の配列に関する第1の座標系の、前記走査の方向と該走査の方向に直交する方向とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記相対的に変位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。 - 前記感光基板は、予め前記マスクのパターンの第1の像を形成してあり、
前記結像位置変更手段は、前記第1の像に重ね合わせて前記マスクのパターンの第2の像を露光する場合、前記マスクのパターンの配列に関する第1の座標系の、前記第1の像の配列に関する第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記相対的に変位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。 - パターンが形成されたマスク上の複数の領域をそれぞれ照明する複数の照明光学系と、第1の方向に沿つて一列に光軸を配置した複数の投影光学系を有する第1光学系と、前記第1光学系と平行に、且つ所定間隔をおいて一列に光軸を配置した複数の投影光学系を有する第2光学系とを有し、前記複数の領域の像の一部を前記第1光学系を介して、また前記複数の領域の像の他の一部を前記第2光学系を介して感光基板上に投影すると共に、前記第1の方向とほぼ直交し、且つ前記感光基板の面内の方向に前記マスクと前記感光基板とを同期して走査する走査型露光装置において、
前記第1光学系及び前記第2光学系を介して投影される像の配列方向を、前記第1の方向に対して所定角度だけ変更し、前記第1光学系を介して投影される像それぞれの間隔及び第2光学系を介して投影される像それぞれの間隔を変更すると共に、前記投影される像を前記第1の方向又は前記第1の方向とほぼ直交する方向に移動させて前記それぞれの像の前記光軸に関する回転方向の相対的な位置を変更する結像位置変更手段を具えることを特徴とする走査型露光装置。 - 前記感光基板は、予め前記マスクのパターンの第1の像を形成してあり、
前記結像位置変更手段は、前記第1の像に重ね合わせて前記マスクのパターンの第2の像を露光する場合、前記第1の像の配列に関する第1の座標系の、前記走査の方向と該走査の方向に直交する方向とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記配列方向の変更、前記像の間隔の変更、及び前記それぞれの像の前記回転方向の相対的な位置の変更を行うことを特徴とする請求項5に記載の走査型露光装置。 - 前記感光基板は、予め前記マスクのパターンの第1の像を形成してあり、
前記結像位置変更手段は、前記第1の像に重ね合わせて前記マスクのパターンの第2の像を露光する場合、前記マスクのパターンの配列に関する第1の座標系の、前記第1の像の配列に関する第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記配列方向の変更、前記像の間隔の変更、及び前記それぞれの像の前記回転方向の相対的な位置の変更を行うことを特徴とする請求項5に記載の走査型露光装置。 - パターンが形成されたマスク上の複数の領域をそれぞれ照明する複数の照明光学系と、第1の方向に沿つて一列に光軸を配置した複数の投影光学系を有する第1光学系と、前記第1光学系と平行に、且つ所定間隔をおいて一列に光軸を配置した複数の投影光学系を有する第2光学系とを有し、前記複数の領域の像の一部を前記第1光学系を介して、また前記複数の領域の像の他の一部を前記第2光学系を介して感光基板上に投影すると共に、前記第1の方向とほぼ直交し、且つ前記感光基板の面内の方向に前記マスクと前記感光基板とを同期して走査する露光方法において、
前記マスクと前記感光基板とを、前記マスク若しくは前記感光基板の面内で相対的に回転する回転処理と、
前記マスク若しくは前記感光基板の前記走査方向の位置に応じて前記マスクと前記感光基板との相対位置を前記第1の方向に変位する位置変位処理と、
前記第1光学系を介して投影される像の位置と前記第2光学系を介して投影される像の位置とを前記第1の方向に相対的に変位する結像位置変更処理とを具えることを特徴とする露光方法。 - 前記結像位置変更処理は、前記マスク上に形成された前記パターンの配列に関する第1の座標系の、前記走査の方向と該走査の方向に直交する方向とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記相対的に変位することを特徴とする請求項8に記載の露光方法。
- 前記感光基板は、予め前記マスクのパターンの第1の像を形成してあり、
前記結像位置変更処理は、前記第1の像に重ね合わせて前記マスクのパターンの第2の像を露光する場合、前記第1の像の配列に関する第1の座標系の、前記走査の方向と該走査の方向に直交する方向とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記相対的に変位することを特徴とする請求項8に記載の露光方法。 - 前記感光基板は、予め前記マスクのパターンの第1の像を形成してあり、
前記結像位置変更処理は、前記第1の像に重ね合わせて前記マスクのパターンの第2の像を露光する場合、前記マスクのパターンの配列に関する第1の座標系の、前記第1の像の配列に関する第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記相対的に変位することを特徴とする請求項8に記載の露光方法。 - パターンが形成されたマスク上の複数の領域をそれぞれ照明する複数の照明光学系と、第1の方向に沿つて一列に光軸を配置した複数の投影光学系を有する第1光学系と、前記第1光学系と平行に、且つ所定間隔をおいて一列に光軸を配置した複数の投影光学系を有する第2光学系とを有し、前記複数の領域の像の一部を前記第1光学系を介して、また前記複数の領域の像の他の一部を前記第2光学系を介して感光基板上に投影すると共に、前記第1の方向とほぼ直交し、且つ前記感光基板の面内の方向に前記マスクと前記感光基板とを同期して走査する露光方法において、
前記第1光学系及び前記第2光学系を介して投影される像の配列方向を、前記第1の方向に対して所定角度だけ変更し、前記第1光学系を介して投影される像それぞれの間隔及び第2光学系を介して投影される像それぞれの間隔を変更すると共に、前記投影される像を前記第1の方向又は前記第1の方向とほぼ直交する方向に移動させて前記それぞれの像の前記光軸に関する回転方向の相対的な位置を変更する結像位置変更処理を具えることを特徴とする露光方法。 - 前記感光基板は、予め前記マスクのパターンの第1の像を形成してあり、
前記結像位置変更処理は、前記第1の像に重ね合わせて前記マスクのパターンの第2の像を露光する場合、前記第1の像の配列に関する第1の座標系の、前記走査の方向と該走査の方向に直交する方向とで決定される第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記配列方向の変更、前記像の間隔の変更、及び前記それぞれの像の前記回転方向の相対的な位置の変更を行うことを特徴とする請求項12に記載の露光方法。 - 前記感光基板は、予め前記マスクのパターンの第1の像を形成してあり、
前期結像位置変更処理は、前記第1の像に重ね合わせて前記マスクのパターンの第2の像を露光する場合、前記マスクのパターンの配列に関する第1の座標系の、前記第1の像の配列に関する第2の座標系に対する角度の偏差に基づいて前記配列方向の変更、前記像の間隔の変更、及び前記それぞれの像の前記回転方向の相対的な位置の変更を行うことを特徴とする請求項12に記載の露光方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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