JP4729899B2 - Scanning projection exposure apparatus, mask stage running correction method, and microdevice manufacturing method - Google Patents
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Description
この発明は、半導体素子、液晶表示素子等のフラットパネル表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための走査型投影露光装置及び該走査型投影露光装置を用いたマスクステージの走り補正方法及びマイクロデバイスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a scanning projection exposure apparatus for manufacturing a microdevice such as a flat panel display element such as a semiconductor element and a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process, and a mask stage using the scanning projection exposure apparatus. The present invention relates to a running correction method and a micro device manufacturing method.
マイクロデバイスの一つである半導体素子又は液晶表示素子等を製造する場合において、マスク(レチクル、フォトマスク等)のパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された基板(ガラスプレート、半導体ウエハ等)上に投影露光する投影露光装置が用いられている。 In the case of manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element which is one of micro devices, a pattern of a mask (reticle, photomask, etc.) is coated with a photosensitive agent such as a photoresist through a projection optical system ( A projection exposure apparatus that performs projection exposure on a glass plate, a semiconductor wafer, or the like is used.
近年、液晶表示デバイスを製造する際に基板として大型のガラス基板が用いられ、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつマスクのパターンを連続的に基板上に転写する走査型露光装置が用いられている。この走査型投影露光装置においては、1つの大型の投影光学系を使用する代わりに、複数の小型の部分投影光学系を走査方向に沿って所定間隔で複数列に配置し、各部分投影光学系においてそれぞれのマスクのパターンを基板上に露光する。 In recent years, a large glass substrate is used as a substrate when manufacturing a liquid crystal display device, and a scanning type exposure apparatus that continuously transfers a mask pattern onto the substrate while synchronously scanning the mask stage and the substrate stage is used. ing. In this scanning projection exposure apparatus, instead of using one large projection optical system, a plurality of small partial projection optical systems are arranged in a plurality of rows at predetermined intervals along the scanning direction, and each partial projection optical system Then, the pattern of each mask is exposed on the substrate.
この種の走査型投影露光装置において、マスクのパターン像を基板上の正確な位置に露光するためには、マスクステージに対するマスクの回転を補正する必要がある。マスクステージに対するマスクの回転を補正するために、基板ステージに配置されている複数の基準マークとマスクの走査方向の両端に配置されている複数のマスクマークとの位置ずれを計測し、計測された位置ずれに基づいてマスクステージの走査方向に対するマスクの回転補正量を算出することによりマスクの回転を補正する方法が提案されている(特許文献1参照)。 In this type of scanning projection exposure apparatus, in order to expose the pattern image of the mask at an accurate position on the substrate, it is necessary to correct the rotation of the mask with respect to the mask stage. In order to correct the rotation of the mask with respect to the mask stage, the positional deviation between the plurality of reference marks arranged on the substrate stage and the plurality of mask marks arranged at both ends in the scanning direction of the mask was measured and measured. A method of correcting the rotation of the mask by calculating the amount of correction of the mask rotation with respect to the scanning direction of the mask stage based on the positional deviation has been proposed (see Patent Document 1).
ところで、マスクの大型化に伴い、マスクステージを走査方向へ駆動するためのリニアモータ、マスクステージを走査方向と直交する方向(以下、非走査方向という)へ駆動するためのボイスコイルモータも大型化し、マスクステージを駆動させることにより発生する熱がマスクステージの変形の要因となっている。また、基板サイズが大型化した場合であってもスループットを低下させないために露光光の照度を向上させる必要があり、露光光の照度を向上させることにより発熱量も増大し、マスクステージを変形させる要因となっている。 By the way, with an increase in size of the mask, a linear motor for driving the mask stage in the scanning direction and a voice coil motor for driving the mask stage in a direction orthogonal to the scanning direction (hereinafter referred to as a non-scanning direction) are also increased in size. The heat generated by driving the mask stage causes deformation of the mask stage. In addition, even when the substrate size is increased, it is necessary to improve the illuminance of the exposure light in order not to reduce the throughput. By increasing the illuminance of the exposure light, the amount of heat generation is increased and the mask stage is deformed. It is a factor.
従来マスクステージの走りの非走査方向の位置は固定値と考えられていたが、上述のマスクステージの変形等によりマスクステージの走りの非走査方向の位置が弓なりに変化することが判明した。従来の走査型投影露光装置においては、マスクステージの変形が露光に悪影響を与えるようになったときにテスト露光を行い補正量を算出していたため生産性が低下していた。また、マスクを交換するたびにマスクステージに対するマスクの回転量を計測補正しているが、マスクステージの走りの非走査方向の位置が弓なりに変化している場合、計測されるマスクの回転量はマスクステージの走り精度が加味されたものとなり、正確なマスクの回転量を計測することができないという問題が生じている。従って、マスクの位置を正確に補正することができず、マスクパターンの重ね合わせ精度や、走査型投影露光装置を構成する光学部材の配列精度を向上させることができなかった。 Conventionally, the position of the mask stage running in the non-scanning direction was considered to be a fixed value, but it was found that the position of the mask stage running in the non-scanning direction changes like a bow due to the deformation of the mask stage described above. In a conventional scanning projection exposure apparatus, productivity is reduced because test exposure is performed and a correction amount is calculated when deformation of the mask stage has an adverse effect on exposure. Also, every time the mask is replaced, the amount of rotation of the mask relative to the mask stage is measured and corrected, but if the position of the mask stage running in the non-scanning direction changes like a bow, the measured amount of rotation of the mask is There is a problem that the running accuracy of the mask stage is taken into account, and the amount of rotation of the mask cannot be measured accurately. Therefore, the position of the mask cannot be corrected accurately, and the overlay accuracy of the mask pattern and the arrangement accuracy of the optical members constituting the scanning projection exposure apparatus cannot be improved.
この発明の課題は、マスクの回転補正値及びマスクステージの非走査方向の走り補正値を正確に算出することができる走査型投影露光装置、該走査型投影露光装置を用いたマスクステージの走り補正方法及びマイクロデバイスの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a scanning projection exposure apparatus capable of accurately calculating a mask rotation correction value and a mask stage running correction value in a non-scanning direction, and a mask stage running correction using the scanning projection exposure apparatus. It is to provide a method and a method for manufacturing a microdevice.
本発明の走査型投影露光装置は、マスクを載置し走査するためのマスクステージと、基板を載置し走査するための基板ステージとを有し、前記マスクステージと前記基板ステージとを、第1の部分投影光学系及び第2の部分投影光学系を含む投影光学系に対して相対的に同期移動させて、前記基板に前記マスクのパターンを投影露光する走査型投影露光装置において、前記基板ステージに配置された基準マークと、前記基準マークと前記マスク上に配置された第1マスクマークとの相対位置を、前記投影光学系の前記第1の部分投影光学系及び前記第2の部分投影光学系をそれぞれ介して2つの第1相対位置として計測し、前記基準マークと前記第1マスクマークの位置に対して前記同期移動方向と平行な方向に関して所定の距離を隔てて配置された第2マスクマークとの相対位置を、前記第1の部分投影光学系と前記第2の部分投影光学系とのうちの一方を介して第2相対位置として計測する計測装置と、前記計測装置により計測された2つの前記第1相対位置及び1つの前記第2相対位置から求まる2次以上の関数式により、前記マスクステージの同期移動方向と直交する方向の走り補正値を求める補正値算出装置と、を備え、前記第1の部分投影光学系と前記第2の部分投影光学系は、前記同期移動方向と平行な方向に関して所定の距離を隔てて配置されることを特徴とする。
A scanning projection exposure apparatus of the present invention includes a mask stage for placing and scanning a mask, and a substrate stage for placing and scanning a substrate, and the mask stage and the substrate stage are In a scanning projection exposure apparatus for projecting and exposing the pattern of the mask onto the substrate by relatively moving relative to a projection optical system including one partial projection optical system and a second partial projection optical system, the substrate The relative position between the reference mark placed on the stage and the first mark placed on the mask and the reference mark is determined by using the first partial projection optical system and the second partial projection of the projection optical system. Measured as two first relative positions via optical systems, respectively, and arranged at a predetermined distance with respect to a direction parallel to the synchronous movement direction with respect to the positions of the reference mark and the first mask mark. A measuring device that measures a relative position with respect to the second mask mark as a second relative position via one of the first partial projection optical system and the second partial projection optical system, and the measurement Correction value calculation for obtaining a running correction value in a direction orthogonal to the synchronous movement direction of the mask stage by a function equation of quadratic or higher obtained from the two first relative positions and one second relative position measured by the apparatus The first partial projection optical system and the second partial projection optical system are arranged at a predetermined distance with respect to a direction parallel to the synchronous movement direction.
また、本発明のマスクステージの走り補正方法は、マスクを載置し走査するためのマスクステージと、基板を載置し走査するための基板ステージとを有し、前記マスクステージと前記基板ステージとを、第1の部分投影光学系及び第2の部分投影光学系を含む投影光学系に対して相対的に同期移動させて、前記基板に前記マスクのパターンを投影露光する走査型投影露光装置において、前記基板ステージに配置された基準マークと、前記基準マークと前記マスク上に配置された第1マスクマークとの相対位置を、前記投影光学系の前記第1の部分投影光学系及び前記第2の部分投影光学系をそれぞれ介して2つの第1相対位置として計測し、前記基準マークと前記第1マスクマークの位置に対して前記同期移動方向と平行な方向に関して所定の距離を隔てて配置された第2マスクマークとの相対位置を、前記第1の部分投影光学系と前記第2の部分投影光学系とのうちの一方を介して第2相対位置として計測する計測装置と、前記計測装置により計測された2つの前記第1相対位置及び1つの前記第2相対位置から求まる2次以上の関数式により、前記マスクステージの同期移動方向と直交する方向の走り補正値を求める補正値算出装置と、を備え、前記第1の部分投影光学系と前記第2の部分投影光学系は、前記同期移動方向と平行な方向に関して所定の距離を隔てて配置されることを特徴とする。 Further, the mask stage running correction method of the present invention includes a mask stage for placing and scanning a mask, and a substrate stage for placing and scanning a substrate, and the mask stage, the substrate stage, In a scanning projection exposure apparatus for projecting and exposing the pattern of the mask onto the substrate by relatively moving relative to the projection optical system including the first partial projection optical system and the second partial projection optical system. The relative positions of the reference mark placed on the substrate stage and the first mark placed on the mask and the reference mark are determined based on the first partial projection optical system and the second projection optical system. Are measured as two first relative positions through each of the partial projection optical systems, and predetermined with respect to a direction parallel to the synchronous movement direction with respect to the positions of the reference mark and the first mask mark. Measurement for measuring a relative position with a second mask mark arranged at a distance as a second relative position via one of the first partial projection optical system and the second partial projection optical system. A running correction value in a direction orthogonal to the synchronous movement direction of the mask stage by means of a function expression of quadratic or higher obtained from the apparatus and the two first relative positions and one second relative position measured by the measuring apparatus The first partial projection optical system and the second partial projection optical system are arranged at a predetermined distance with respect to a direction parallel to the synchronous movement direction. Features.
また、本発明のマイクロデバイスの製造方法は、本発明の走査型投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。
A method of manufacturing a micro device of the present invention, an exposure step of exposing a pattern of a mask on a photosensitive substrate using a scanning projection exposure apparatus of the present invention, the photosensitive substrate exposed by said exposure step And a developing step for developing.
また、本発明のマイクロデバイスの製造方法は、本発明のマスクステージの走り補正方法により補正された走査型投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。
A method of manufacturing a micro device of the present invention, an exposure step of exposing a pattern of a mask on a photosensitive substrate using a scanning projection exposure apparatus which is corrected by driving the correction method of the mask stage of the present invention, the exposure And a developing step of developing the photosensitive substrate exposed by the step.
この発明の走査型投影露光装置によれば、計測手段により計測された第1相対位置及び第2相対位置に基づいてマスクステージの非走査方向における走り補正値を正確に算出することができる。また、マスクステージに対するマスクの回転補正値とマスクステージの非走査方向の2次以上の走り補正値とを別々に、かつ同時に算出することができる。従って、熱等によりマスクステージが変形しマスクステージの非走査方向の走りの位置が非線形的に変化した場合においてもマスクステージの非走査方向の走り補正または基板ステージでの走り補正を正確に行うことができ、高スループットかつ高精度に露光を行うことができる。 According to the scanning projection exposure apparatus of the present invention, the running correction value in the non-scanning direction of the mask stage can be accurately calculated based on the first relative position and the second relative position measured by the measuring means. Also, the mask rotation correction value for the mask stage and the second or higher-order running correction value in the non-scanning direction of the mask stage can be calculated separately and simultaneously. Therefore, even when the mask stage is deformed by heat or the like, and the position of the mask stage running in the non-scanning direction changes nonlinearly, the mask stage running correction in the non-scanning direction or the board stage is accurately corrected. Therefore, exposure can be performed with high throughput and high accuracy.
また、この発明のマスクステージの走り補正方法によれば、計測された相対位置に基づいてマスクステージの非走査方向における走り補正値を正確に算出することができる。また、マスクステージに対するマスクの回転補正値とマスクステージの非走査方向の2次以上の走り補正値とを別々に、かつ同時に算出することができる。従って、熱等によりマスクステージが変形しマスクステージの非走査方向の走りの位置が非線形的に変化した場合においてもマスクステージの非走査方向の走り補正または基板ステージでの走り補正を正確に行うことができ、高スループットかつ高精度に露光を行うことができる。 According to the mask stage running correction method of the present invention, the running correction value in the non-scanning direction of the mask stage can be accurately calculated based on the measured relative position. Also, the mask rotation correction value for the mask stage and the second or higher-order running correction value in the non-scanning direction of the mask stage can be calculated separately and simultaneously. Therefore, even when the mask stage is deformed by heat or the like, and the position of the mask stage running in the non-scanning direction changes nonlinearly, the mask stage running correction in the non-scanning direction or the board stage is accurately corrected. Therefore, exposure can be performed with high throughput and high accuracy.
また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の走査型投影露光装置またはこの発明のマスクステージの走り補正方法によりマスクステージに対するマスクの回転補正及びマスクステージの非走査方向の走り補正または基板ステージでの走り補正が行われた走査型投影露光装置を用いて露光を行うため、高スループットかつ高精度にマイクロデバイスの製造を行うことができる。 Further, according to the method of manufacturing a microdevice of the present invention, the rotation correction of the mask relative to the mask stage and the non-scanning direction travel correction of the mask stage by the scanning projection exposure apparatus of the present invention or the mask stage travel correction method of the present invention Alternatively, since exposure is performed using a scanning projection exposure apparatus that has been corrected for running on the substrate stage, microdevices can be manufactured with high throughput and high accuracy.
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。この実施の形態においては、マスクMのパターンの一部を感光性基板としてのプレートPに対して部分的に投影する複数の反射屈折型の部分投影光学系PL1〜PL7からなる投影光学系PLに対してマスクMとプレートPとを走査方向に同期移動させてマスクMに形成されたパターンの像をプレートP上に走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置EXを例に挙げて説明する。ここで感光性基板としては、外径が500mm以上(感光性基板の1辺または対角線が500mm以上)の液晶パネル等の表示素子用の感光性基板を用いる。なお、以下の説明において、投影光学系PLの光軸方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な方向でマスクM及びプレートPの同期移動方向をX軸方向、Z軸方向及びX軸方向と直交する方向をY軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりのそれぞれの方向をθX、θY、及びθZ方向とする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the projection optical system PL is composed of a plurality of catadioptric partial projection optical systems PL1 to PL7 that partially project a part of the pattern of the mask M onto the plate P as a photosensitive substrate. On the other hand, a step-and-scan type scanning projection exposure apparatus EX that scans and exposes an image of a pattern formed on the mask M on the plate P by synchronously moving the mask M and the plate P in the scanning direction is given as an example. I will explain. Here, as the photosensitive substrate, a photosensitive substrate for a display element such as a liquid crystal panel having an outer diameter of 500 mm or more (one side or diagonal of the photosensitive substrate is 500 mm or more) is used. In the following description, the optical axis direction of the projection optical system PL is the Z-axis direction, the directions perpendicular to the Z-axis direction are the synchronous movement directions of the mask M and the plate P are the X-axis direction, the Z-axis direction, and the X-axis direction. The direction orthogonal to the Y-axis direction. The directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions.
図1は、この実施の形態にかかる走査型投影露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。この実施の形態にかかる走査型投影露光装置は、例えば超高圧水銀ランプ光源からなる光源2を備えている。光源2より射出した光束は楕円鏡4及びダイクロイックミラー6により反射され、コリメートレンズ8に入射する。即ち、楕円鏡4の反射膜及びダイクロイックミラー6の反射膜によりg線(波長436nm)、h線(波長405nm)及びi線(波長365nm)の光を含む波長域の光が取り出され、g、h、i線の光を含む波長域の光がコリメートレンズ8に入射する。また、g、h、i線の光を含む波長域の光は、光源2が楕円鏡4の第1焦点位置に配置されているため、楕円鏡4の第2焦点位置に光源像を形成する。楕円鏡4の第2焦点位置に形成された光源像からの発散光束は、コリメートレンズ8により平行光となり、所定の露光波長域の光束のみを透過させる波長選択フィルタ10aまたは10bを透過する。
FIG. 1 is a perspective view showing an overall schematic configuration of a scanning projection exposure apparatus according to this embodiment. The scanning projection exposure apparatus according to this embodiment includes a
波長選択フィルタ10aまたは10bを通過した光束は、集光レンズ12によりライトガイドファイバ14の入射口14aに集光される。ここで、ライトガイドファイバ14は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであって、入射口14a、5つの射出口14b、14d、14f、14g、14h、更に不図示の2つの射出口を備えている。ライトガイドファイバ14の入射口14aに入射した光束は、ライトガイドファイバ14の内部を伝播した後、5つの射出口14b、14d、14f、14g、14h、及び不図示の2つの射出口より分割されて射出し、マスクMを部分的に照明する複数の部分照明光学系(この実施の形態においては、7つの部分照明光学系IL1〜IL7)にそれぞれ入射する。
The light beam that has passed through the
なお、波長選択フィルタ10aまたは10bと集光レンズ12との間には、露光するプレートPに塗布されるレジストの感度をダイナミックに可変するための減光フィルタ機構18が配置されている。減光フィルタ機構18は、Cr等の遮光材により微小なパターンを形成しているガラス板で構成されており、光軸と直交する方向に駆動することによりパターン密度を線形的に可変し、通過する光の照度を調整する。
A neutral
また、この実施の形態においては、1つの光源を用いているが、各照明視野に応じてそれぞれ光源を有するようにしてもよい。また、多数の光源を有し、その多数の光源からの光束をランダム性の良い光ファイバ等のライトガイドファイバにより各照明視野に分割するようにしてもよい。また、光源として、紫外線放射型のLED、紫外線放射型のLDを用いてもよい。この実施の形態においては、光源から射出された光束をライトガイドファイバ14に導く光学部材(ダイクロイックミラー6、コリメートレンズ8、波長選択フィルタ10a(10b)、集光レンズ12、減光フィルタ18)及び部分照明光学系IL1〜IL7が照明光学系ILを構成する。
In this embodiment, one light source is used, but each light source may be provided according to each illumination field. Further, a plurality of light sources may be provided, and light beams from the many light sources may be divided into respective illumination fields by a light guide fiber such as an optical fiber having good randomness. Further, as the light source, an ultraviolet radiation type LED or an ultraviolet radiation type LD may be used. In this embodiment, optical members (dichroic mirror 6, collimating lens 8, wavelength selection filter 10a (10b), condensing
図2は、この実施の形態にかかる走査型投影露光装置の部分照明光学系IL1(ライトガイドファイバ14の射出口14b〜コンデンサーレンズ24b)及び部分投影光学系PL1の概略構成を示す図である。なお、部分照明光学系IL2〜IL7の構成は部分照明光学系IL1と同一であり、部分投影光学系PL2〜PL7の構成は、部分投影光学系PL1の構成と同一である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the partial illumination optical system IL1 (the
ライトガイドファイバ14の射出口14bから射出した光束は、コリメートレンズ16bに入射し、コリメートレンズ16bにより平行光に変換される。コリメートレンズ16bにより集光された光束は、オプティカルインテグレータであるフライアイレンズ22bに入射する。ここで、フライアイレンズ22bは、多数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸に沿って伸びるように縦横に且つ稠密に配列することにより構成されている。従って、フライアイレンズ22bに入射した光束は、多数のレンズエレメントにより波面分割され、その後側焦点面(射出面近傍)にレンズエレメントの数と同数の光源像からなる二次光源を形成する。即ち、フライアイレンズ22bの後側焦点面には、実質的な面光源が形成される。フライアイレンズ22bの後側焦点面に形成された多数の二次光源からの光束は、コンデンサーレンズ24bによりマスクMをほぼ均一に照明する。
The light beam emitted from the
マスクMの照明領域、即ち部分照明光学系IL1に対応する照明領域からの光は、各照明領域に対応するように配列されマスクMのパターンの一部の像をプレートP上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系(この実施の形態においては、7つの部分投影光学系PL1〜PL7)のうち、部分投影光学系PL1に入射する。即ち、プリズムミラー32b、屈折レンズ系34bを透過し、光学系の瞳面に配置された凹面鏡36bにより反射され、再び屈折レンズ系34bを透過し、プリズムミラー32bで反射され、視野絞り38b上に部分投影光学系PL1の中間像を形成する。ここで、プリズムミラー32b、屈折レンズ系34b及び凹面鏡36bが1組目の反射屈折型光学系を構成する。更に、中間像までの光学系とほぼ同一の光学系を有する下側の光学系へと進み、プリズムミラー40b、屈折レンズ系42b、凹面鏡44b、屈折レンズ系42b、プリズムミラー40bを介して、プレートP上にマスクMのパターン像を結像する。ここで、プリズムミラー40b、屈折レンズ系42b及び凹面鏡44bが2組目の反射屈折光学系を構成する。この時の像は正立正像である。
The light from the illumination area of the mask M, that is, the illumination area corresponding to the partial illumination optical system IL1, is arranged so as to correspond to each illumination area, and a plurality of images each projecting an image of the pattern of the mask M onto the plate P. Of the partial projection optical systems (in this embodiment, seven partial projection optical systems PL1 to PL7) are incident on the partial projection optical system PL1. That is, the light passes through the
なお、部分照明光学系IL2〜IL7を通過した光は、各部分照明光学系IL2〜IL7のそれぞれに設けられているコンデンサーレンズによりマスクMをほぼ均一に照明し、部分照明光学系IL2〜IL7に対応して設けられている部分投影光学系PL2〜PL7に入射する。それぞれの部分投影光学系PL2〜PL7を透過した光は、プレートP上にマスクMのパターン像をそれぞれ結像する。 The light that has passed through the partial illumination optical systems IL2 to IL7 illuminates the mask M almost uniformly by the condenser lens provided in each of the partial illumination optical systems IL2 to IL7. The light is incident on the corresponding partial projection optical systems PL2 to PL7. The light transmitted through the partial projection optical systems PL2 to PL7 forms a pattern image of the mask M on the plate P, respectively.
ここで、マスクMはマスクホルダ(図示せず)にて固定されており、マスクステージMST(図3参照)上に載置されている。また、マスクMを支持するマスクステージMSTには、マスクステージMSTのX軸方向における位置を検出するXレーザ干渉計51xと、マスクステージMSTのY軸方向における位置を検出するYレーザ干渉計(図示せず)とが備えられている。マスクステージMSTの+X側の端縁にはY軸方向に延在するX移動鏡51が設けられ、+Y側の端縁にはX移動鏡51に直交するようにX軸方向に延在するY移動鏡(図示せず)が設けられている。X移動鏡51にはXレーザ干渉計51xが対向して配置されており、Y移動鏡にはYレーザ干渉計が対向して配置されている。Xレーザ干渉計51xはX移動鏡51にレーザ光を照射しX移動鏡51との距離を検出する。Yレーザ干渉計はY移動鏡にレーザ光を照射しY移動鏡との距離を検出する。レーザ干渉計の検出結果は制御装置CONTに対して出力され、制御装置CONTはレーザ干渉計の検出結果に基づいて、マスクステージMST(ひいてはマスクM)のX軸及びY軸方向における位置を求める。また、Xレーザ干渉計(もしくはYレーザ干渉計)を複数設けておくことにより、マスクステージMSTのθZ方向の回転量を求めることができる。制御装置CONTは、レーザ干渉計の出力からマスクステージMSTの位置(姿勢)をモニタし、マスクステージ駆動部MSTDを制御することでマスクステージMSTを所望の位置(姿勢)に設定する。
Here, the mask M is fixed by a mask holder (not shown), and is placed on the mask stage MST (see FIG. 3). The mask stage MST that supports the mask M includes an X laser interferometer 51x that detects the position of the mask stage MST in the X-axis direction, and a Y laser interferometer that detects the position of the mask stage MST in the Y-axis direction (see FIG. Not shown). An
また、プレートPはプレートホルダ(図示せず)にて固定されており、基板ステージPTS(図3参照)に載置されている。また、プレートPを支持する基板ステージPSTには、基板ステージPSTのX軸方向における位置を検出するXレーザ干渉計50xと、基板ステージPSTのY軸方向における位置を検出するYレーザ干渉計(図示せず)とが備えられている。基板ステージPSTの+X側の端縁にはY軸方向に延在するX移動鏡50が設けられ、+Y側の端縁にはX移動鏡50に直交するようにX軸方向に延在するY移動鏡(図示せず)が設けられている。X移動鏡50にはXレーザ干渉計50xが対向して配置されており、Y移動鏡にはYレーザ干渉計が対向して配置されている。Xレーザ干渉計50xはX移動鏡50にレーザ光を照射しX移動鏡50との距離を検出する。Yレーザ干渉計はY移動鏡にレーザ光を照射しY移動鏡との距離を検出する。レーザ干渉計の検出結果は制御装置CONTに対して出力され、制御装置CONTはレーザ干渉計の検出結果に基づいて、基板ステージPST(ひいてはプレートP)のX軸及びY軸方向における位置を求める。また、Xレーザ干渉計(もしくはYレーザ干渉計)を複数設けておくことにより、基板ステージPSTのθZ方向の回転量を求めることができる。制御装置CONTは、レーザ干渉計の出力から基板ステージPSTの位置(姿勢)をモニタし、基板ステージ駆動部PSTDを制御することで基板ステージPSTを所望の位置(姿勢)に設定する。
The plate P is fixed by a plate holder (not shown), and is placed on the substrate stage PTS (see FIG. 3). The substrate stage PST that supports the plate P includes an X laser interferometer 50x that detects the position of the substrate stage PST in the X-axis direction and a Y laser interferometer that detects the position of the substrate stage PST in the Y-axis direction (see FIG. Not shown). An
上述の部分照明光学系IL1、IL3、IL5、IL7は、走査方向と直交する方向(走査方向を横切る方向)に所定間隔をもって第1列として配置されており、部分照明光学系IL1、IL3、IL5、IL7に対応して設けられている部分投影光学系PL1、PL3、PL5、PL7(第1投影光学ユニット)も同様に走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第1列として配置されている。また、部分照明光学系IL2、IL4、IL6は、走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第2列として配置されており、部分照明光学系IL2、IL4、IL6に対応して設けられている部分投影光学系PL2、PL4、PL6(第2投影光学ユニット)も同様に走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第2列として配置されている。 The partial illumination optical systems IL1, IL3, IL5, and IL7 are arranged in a first row with a predetermined interval in a direction orthogonal to the scanning direction (a direction crossing the scanning direction), and the partial illumination optical systems IL1, IL3, and IL5 are arranged. Similarly, partial projection optical systems PL1, PL3, PL5, and PL7 (first projection optical units) provided corresponding to IL7 are also arranged in the first row with a predetermined interval in a direction orthogonal to the scanning direction. The partial illumination optical systems IL2, IL4, and IL6 are arranged in a second row with a predetermined interval in a direction orthogonal to the scanning direction, and are provided corresponding to the partial illumination optical systems IL2, IL4, and IL6. Similarly, the projection optical systems PL2, PL4, and PL6 (second projection optical units) are arranged in the second row with a predetermined interval in a direction orthogonal to the scanning direction.
ここで、第1投影光学ユニットを構成する部分投影光学系PL1,PL3,PL5,PL7と、第2投影光学ユニットを構成する部分投影光学系PL2,PL4,PL6は、第1投影光学ユニットを構成する部分投影光学系の間に第2投影光学ユニットを構成する部分投影光学系が位置するように千鳥状に配置されている。第1投影光学ユニットと第2投影光学ユニットとの間には、プレートPの位置合わせを行うために、オフアクシスのアライメント系52が配置されている。また、第1投影光学ユニットと第2投影光学ユニットとの間には、フォーカス位置を調整するためのオートフォーカス系54が配置されている。
Here, the partial projection optical systems PL1, PL3, PL5, and PL7 constituting the first projection optical unit and the partial projection optical systems PL2, PL4, and PL6 constituting the second projection optical unit constitute the first projection optical unit. The partial projection optical systems constituting the second projection optical unit are arranged in a staggered manner between the partial projection optical systems. An off-
また、基板ステージPSTの走査方向の端部(−X側)の所定位置にはY軸方向に沿って延在する基準部材72が設けられており、基準部材72にはY軸方向に所定間隔で並ぶ基準マーク82(82a〜82h)が形成されている(図4参照)。なお、以下の説明において、基板ステージPSTに形成されたマーク82を適宜「基板側AISマーク(基準マーク)」と称する。
Further, a
図3に示すように、基準部材72に形成された基板側AISマーク82のZ軸方向における形成位置(高さ)はプレートPの表面(露光面)と略一致するように設定されている。基準部材72の下方には、基板ステージPSTに埋設されるように、基準部材72を通過した光を受光可能なAIS受光系(計測装置)60が設けられている。AIS受光系60は、レンズ系61と、レンズ系61を介した光を受光するCCDからなる撮像素子62とを備えている。AIS受光系60(撮像素子62)の受光結果は制御装置CONTに対して出力される。
As shown in FIG. 3, the formation position (height) in the Z-axis direction of the substrate-
また、基板ステージPTS上には部分照明光学系IL1〜IL7及び部分投影光学系PL1〜PL7を通過した光の光量及び照度を計測する複数の光電センサ(この実施の形態においては、6つの照度センサI1〜I6)が配置されている。照度センサI1〜I6のそれぞれは、プレートPに対してほぼ共役位置に配置されたφ0.01mm〜φ1mm程度のピンホールと、このピンホールを介した光を受光する光電センサと、ピンホールと光電センサとの間に配置される色選択フィルタとから構成されている。この6つの照度センサI1〜I6は、走査方向を横切る方向に略等ピッチで配列されている。照度センサI1〜I6の配置ピッチは、部分投影光学系PL1〜PL7の視野絞りの間隔と同一ピッチである。照度センサI1〜I6により計測された照度計測値に基づいて、減光フィルタ18等を用いて、部分照明光学系IL1〜IL7及び部分投影光学系PL1〜PL7を通過する光の照度を調整する。
Further, on the substrate stage PTS, a plurality of photoelectric sensors (in this embodiment, six illuminance sensors) that measure the amount of light and the illuminance of light that has passed through the partial illumination optical systems IL1 to IL7 and the partial projection optical systems PL1 to PL7. I1 to I6) are arranged. Each of the illuminance sensors I1 to I6 includes a pinhole having a diameter of about 0.01 mm to 1 mm arranged at a substantially conjugate position with respect to the plate P, a photoelectric sensor that receives light via the pinhole, a pinhole, and a photoelectric sensor. It is comprised from the color selection filter arrange | positioned between sensors. The six illuminance sensors I1 to I6 are arranged at a substantially equal pitch in a direction crossing the scanning direction. The arrangement pitch of the illuminance sensors I1 to I6 is the same as the distance between the field stops of the partial projection optical systems PL1 to PL7. Based on the illuminance measurement values measured by the illuminance sensors I1 to I6, the illuminance of light passing through the partial illumination optical systems IL1 to IL7 and the partial projection optical systems PL1 to PL7 is adjusted using the
図3に示すように、部分投影光学系PL6は、シフト調整機構90と、二組の反射屈折型光学系と、像面調整機構91と、視野絞り(図2参照)と、スケーリング調整機構92とを備えている。なお、他の部分投影光学系PL1、PL2、PL3、PL4、PL5、PL7も部分投影光学系PL6と同様の構成である。
As shown in FIG. 3, the partial projection optical system PL6 includes a
マスクMを透過した光束は、シフト調整機構90に入射する。シフト調整機構90は、Y軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板90Aと、X軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板90Bと有している。平行平面ガラス板90Aはモータなどの駆動装置90AdによりY軸まわりに回転し、平行平面ガラス板90Bはモータなどの駆動装置90BdによりX軸まわりに回転する。平行平面ガラス板90AがY軸まわりに回転することによりプレートP上におけるマスクMのパターンの像はX軸方向にシフトし、平行平面ガラス板90BがX軸まわりに回転することによりプレートP上におけるマスクMのパターンの像はY軸方向にシフトする。駆動装置90Ad,90Bdの駆動速度及び駆動量は制御装置CONTによりそれぞれ独立して制御される。駆動装置90Ad,90Bdのそれぞれは制御装置CONTの制御に基づいて、平行平面ガラス板90A,90Bのそれぞれを所定速度で所定量(所定角度)回転する。なお、駆動装置90Ad、90Bdの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置CONTに対して出力される。シフト調整機構90を透過した光束は、1組目の反射屈折型光学系に入射する。
The light beam that has passed through the mask M enters the
1組目の反射屈折型光学系は、マスクMのパターンの中間像を形成するものであって、直角プリズムと、レンズと、凹面鏡とを備えている。直角プリズムはZ軸まわりに回転可能に設けられており、モータなどの駆動装置93dによりZ軸まわりに回転する。直角プリズムがZ軸まわりに回転することによりプレートP上におけるマスクMのパターンの像はZ軸まわりに回転する。すなわち、直角プリズムはローテーション調整機構としての機能を有している。駆動装置93dの駆動速度及び駆動量は制御装置CONTにより制御される。駆動装置93dは制御装置CONTの制御に基づいて、直角プリズムを所定速度で所定量(所定角度)回転させる。なお、駆動装置93dの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置CONTに対して出力される。1組目の反射屈折型光学系により形成されるパターンの中間像位置には視野絞りが配置されている。視野絞りは、プレートP上における投影領域を設定するものである。この実施の形態において、視野絞りは台形状の開口を有し、この視野絞りによりプレートP上の投影領域100a〜100gが台形状に規定される。視野絞りを透過した光束は、2組目の反射屈折型光学系に入射する。
The first set of catadioptric optical system forms an intermediate image of the pattern of the mask M, and includes a right-angle prism, a lens, and a concave mirror. The right-angle prism is provided so as to be rotatable around the Z axis, and is rotated around the Z axis by a
2組目の反射屈折型光学系は、1組目の反射屈折型光学系と同様に、ローテーション調整機構としての直角プリズムと、レンズと、凹面鏡とを備えている。直角プリズムはモータなどの駆動装置94dの駆動によりZ軸まわりに回転するようになっており、回転することでプレートP上におけるマスクMのパターンの像をZ軸まわりに回転する。駆動装置94dの駆動速度及び駆動量は制御装置CONTにより制御されるようになっており、駆動装置94dは制御装置CONTの制御に基づいて、直角プリズムを所定速度で所定量(所定角度)回転させる。なお、駆動装置94dの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置CONTに対して出力される。 Similar to the first set of catadioptric optical systems, the second set of catadioptric optical systems includes a right-angle prism as a rotation adjusting mechanism, a lens, and a concave mirror. The right-angle prism is rotated around the Z axis by driving of a driving device 94d such as a motor. By rotating, the image of the pattern of the mask M on the plate P is rotated around the Z axis. The driving speed and driving amount of the driving device 94d are controlled by the control device CONT, and the driving device 94d rotates the right-angle prism at a predetermined speed (predetermined angle) at a predetermined speed based on the control of the control device CONT. . The actual drive position of the drive device 94d is detected by a predetermined detection device and output to the control device CONT.
2組目の反射屈折型光学系から射出した光束は、スケーリング調整機構92を通り、プレートP上にマスクMのパターンの像を正立等倍で結像する。スケーリング調整機構92は、図3のようにレンズをZ軸方向に移動させることにより、又は3枚のレンズ(例えば、凹レンズ、凸レンズ、凹レンズ)から構成され、凹レンズと凹レンズとの間に位置する凸レンズをZ軸方向に移動させることにより、マスクMのパターンの像の倍率(スケーリング)調整を行うようになっている。図3の場合、凸レンズは駆動装置92dにより移動するようになっており、駆動装置92dは制御装置CONTにより制御される。駆動装置92dは制御装置CONTの制御に基づいて、凸レンズを所定速度で所定量移動させる。なお、駆動装置92dの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置CONTに対して出力される。また、凸レンズは、両凸レンズでも平凸レンズでもよい。
The light beams emitted from the second catadioptric optical system pass through the scaling
二組の反射屈折型光学系の間の光路上には、部分投影光学系PL6の結像位置及び像面の傾斜を調整する像面調整機構91が設けられている。像面調整機構91は1組目の反射屈折型光学系による中間像が形成される位置近傍に設けられている。すなわち、像面調整機構91はマスクM及びプレートPに対してほぼ共役な位置に設けられている。像面調整機構91は、第1光学部材91Aと、第2光学部材91Bと、第1光学部材91A及び第2光学部材91Bを非接触状態に支持する不図示のエアベアリングと、第2光学部材91Bに対して第1光学部材91Aを移動する駆動装置91Ad、91Bdとを備えている。第1光学部材91A及び第2光学部材91Bのそれぞれはくさび状に形成され露光光ELを透過可能なガラス板であり、一対のくさび型光学部材を構成している。露光光ELはこの第1光学部材91A及び第2光学部材91Bのそれぞれを通過する。駆動装置91Ad、91Bdの駆動量及び駆動速度、すなわち第1光学部材91Aと第2光学部材91Bとの相対的な移動量及び移動速度は制御装置CONTにより制御される。第2光学部材91Bに対して第1光学部材91AがX軸方向にスライドするように移動することにより投影光学系PL6の像面位置がZ軸方向に移動し、第2光学部材91Bに対して第1光学部材91AがθZ方向に回転することにより部分投影光学系PL6の像面が傾斜する。なお駆動装置91Ad、91Bdの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置CONTに対して出力される。
On the optical path between the two sets of catadioptric optical systems, an image
上記シフト調整機構90、ローテーション調整機構93、94、スケーリング調整機構92、及び像面調整機構91により、投影光学系PLの結像特性を補正する結像特性補正機構(制御装置)が構成される。なお、結像特性補正機構としては、一部の光学素子(レンズ)間を密封して内部圧力を調整する機構であってもよい。
The
図4に示すように、マスクMの走査方向両側(±X側)には複数のマーク(マーク群)を有するマーク形成領域70、71が設けられている。−X側のマーク形成領域70にはY軸方向に所定間隔で並ぶ複数の第1マスクマーク80(80a〜80h)が形成されている。一方、+X側のマーク形成領域71にはY軸方向に所定間隔で並ぶ複数の第2マスクマーク81(81a〜81h)が形成されている。なお、以下の説明において、マスクMに形成された第1マスクマーク80、第2マスクマーク81を適宜「マスク側AISマーク」と称する。
As shown in FIG. 4, mark forming
図4はマスク側AISマーク80、81及び基板側AISマーク82と部分投影光学系PL1〜PL7との位置関係を説明するための模式図である。図4において、プレートP上での部分投影光学系PL1〜PL7の投影領域100a〜100gのそれぞれは、所定形状(この実施の形態においては台形形状)に設定され、投影領域100a、100c、100e、100gと、投影領域100b、100d、100fとがX軸方向に対向して配置されている。さらに、投影領域100a〜100eは隣り合う投影領域の継ぎ部がY軸方向に重なり合うように並列配置される。ここで、継ぎ部とは、台形状の各投影領域100a〜100gの三角形状の領域pa〜pnである。そして、投影領域100a〜100gの継ぎ部pa〜pnをY軸方向に重なり合うように並列配置することにより、X軸方向の投影領域の幅の総計がほぼ等しくなるように設定されている。こうすることにより、X軸方向に走査露光したときの露光量が等しくなるようになっている。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the mask side AIS marks 80 and 81 and the substrate
このように、各投影光学系PL1〜PL7による投影領域100a〜100eのそれぞれが重なり合う重複領域(継ぎ部)を設けることにより、継ぎ部における光学収差の変化や照度変化を滑らかにすることができる。なお、投影領域100aの+Y方向の継ぎ部pa及び投影領域100gの−Y方向の継ぎ部pnは、1回目の走査露光後、Y軸方向にステップ移動して2回目の走査露光を行う際、隣り合う投影領域をつなぎ合わせる際に重複される。そして、マスク側AISマーク80a〜80h、81a〜81h、基板側AISマーク82a〜82hのそれぞれは、投影領域100a〜100gの各継ぎ部pa〜pnに入るように配置されている。つまり、マスク側AISマーク80a〜80h(81a〜81h)と基板側AISマーク82a〜82hとは互いに対をなすように同じ間隔で形成されている。 As described above, by providing the overlapping region (joint portion) where the projection regions 100a to 100e by the projection optical systems PL1 to PL7 overlap each other, the change in optical aberration and the change in illuminance at the joint portion can be smoothed. The + Y direction joint pa of the projection area 100a and the −Y direction joint pn of the projection area 100g are moved stepwise in the Y-axis direction after the first scanning exposure to perform the second scanning exposure. It is overlapped when adjacent projection areas are connected. The mask side AIS marks 80a to 80h and 81a to 81h and the substrate side AIS marks 82a to 82h are arranged so as to enter the joints pa to pn of the projection areas 100a to 100g. That is, the mask side AIS marks 80a to 80h (81a to 81h) and the substrate side AIS marks 82a to 82h are formed at the same interval so as to be paired with each other.
図5は、AIS受光系60がAISマーク検出を行っている状態を示す図である。図5に示すように、制御装置CONTは、いわゆるスルー・ザ・レンズ(TTL)方式により、AIS受光系60(撮像素子62)でマスク側AISマーク80(81)と基板側AISマーク82とを検出し、この検出結果に基づいてマスクMと基板ステージPSTとの相対位置を求める。具体的には、制御装置CONTは、撮像素子62でマスク側AISマーク80(81)の像と基板側AISマーク82の像とが一致するようにマスクステージMST及び基板ステージPSTを移動し、照明光学系ILでマスク側AISマーク80(81)を照明する。マスクMを通過した照明光(露光光)は投影光学系PLを通過するとともに基板側AISマーク82を通過し撮像素子62に導かれる。制御装置CONTは投影光学系PL1〜PL7を介してマスク側AISマーク80(81)及び基板側AISマーク82の相対位置(位置ずれ量)を計測することにより、投影光学系PL1〜PL7の各結像特性(シフト、スケーリング、ローテーション)を計測する。制御装置CONTは求めた結像特性の計測結果に基づいて、投影光学系PL1〜PL7の結像特性が精度保証範囲内になるように補正量を求め、求めた補正量に基づいて上記補正機構90、91、92、93、94を駆動して結像特性を補正する。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the AIS
図5には、マスク側AISマーク80と基板側AISマーク82とを同時に検出する状態が示されているが、マスクステージMSTを移動することで、マスク側AISマーク81と基板側AISマーク82とを同時に計測することもできる。そして、マスク側AISマーク80、81のそれぞれに関する計測結果に基づいて、制御装置CONTはマスクMのマスクステージMST上における所望の位置に対する置き位置ずれ(θZ方向の位置ずれ)やマスクMの膨張量に関する情報を求めることができる。
FIG. 5 shows a state in which the mask
次に、図6に示すフローチャートを参照して、マスクMの回転及びマスクステージMSTの走り計測、マスクMの回転補正値及びマスクステージMSTの走り補正値の算出について説明する。なお、図6に示すフローチャートにおいては、部分投影光学系PL1,PL3,PL5、PL7(第1投影光学ユニット)を「M1列」、部分投影光学系PL2,PL4,PL6(第2投影光学ユニット)を「M2列」、マスク側AISマーク80を「BCHK1マーク」、マスク側AISマーク81を「BCHK2マーク」と記載する。
Next, the rotation measurement of the mask M and the running measurement of the mask stage MST, the calculation of the rotation correction value of the mask M and the running correction value of the mask stage MST will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the flowchart shown in FIG. 6, the partial projection optical systems PL1, PL3, PL5, and PL7 (first projection optical unit) are “M1 column”, and the partial projection optical systems PL2, PL4, and PL6 (second projection optical unit) are used. Are described as “M2 row”, the mask
まず、不図示のマスクローダによってマスクステージMST上のマスクホルダにマスクMを載置する。そして、マスクステージMSTに載置されたマスクMに対して、マスクプリアライメントの処理が行われる。即ち、制御装置CONTは、第1投影光学ユニットを用いて、基板側AISマーク82とマスク側AISマーク80との相対位置をAIS受光系(計測装置)60により計測し、マスクMのX方向、Y方向の位置と回転量を求める。この時、各部分投影光学系PL1,PL3,PL5、PL7の回転や倍率の誤差を排除するため、各部分投影光学系PL1,PL3,PL5、PL7の視野中心にマスク側AISマーク80を配置させて計測を行う。この計測の際には、各部分投影光学系PL1,PL3,PL5、PL7の視野中心に基板側AISマーク82が位置するように基板ステージPSTをY方向に移動させる。このとき各部分投影光学系PL1,PL3,PL5、PL7が有する補正機構の各駆動装置90Ad,90Bd,91Ad,91Bd,92d,93d,94dは、駆動位置が原点に位置するように制御されている。ここで原点とは、基準マスクを用いた露光において位置合わせされた位置であるが、露光光の照射や経時的な変動分が乗るため大まかな位置となる。
First, the mask M is placed on the mask holder on the mask stage MST by a mask loader (not shown). Then, a mask pre-alignment process is performed on the mask M placed on the mask stage MST. That is, the control device CONT uses the first projection optical unit to measure the relative position between the substrate
次に、マスクMの回転量の計測及びマスクステージMSTの走り計測が行われる。まず、制御装置CONTは、マスクステージMST及び基板ステージPSTのそれぞれをマーク計測位置に移動する(ステップS20)。具体的には、制御装置CONTは、マスク側AISマーク(第1マスクマーク)80及び基板側AISマーク82が、部分投影光学系PL1,PL3,PL5,PL7の投影領域100a,100c,100e,100g内で重なる位置(マーク計測位置)にマスクステージMST及び基板ステージPSTを移動させる。このとき、両マーク80、82を継ぎ部pa,pb,pe,pf,pi,pj,pm,pnに配置させる。
Next, the rotation amount of the mask M and the running measurement of the mask stage MST are performed. First, the control device CONT moves each of the mask stage MST and the substrate stage PST to the mark measurement position (step S20). Specifically, in the control device CONT, the mask side AIS mark (first mask mark) 80 and the substrate
次に、制御装置CONTは、AIS受光系60を用いて、マスク側AISマーク80と基板側AISマーク82との相対位置(第1相対位置)である位置ずれ量を計測する(ステップS21、第1計測工程)。すなわち、照明光学系ILからの露光光ELによりマスク側AISマーク80を部分投影光学系PL1,PL3,PL5,PL7を介して基板側AISマーク82上に結像させ、この結像されたマスク側AISマーク80の投影像と基板側AISマーク82とをAIS受光系60(撮像素子62)で撮像し、マスク側AISマーク80と基板側AISマーク82との相対位置を計測する。AIS受光系60の計測結果は制御装置CONTに対して出力される。
Next, the control device CONT uses the AIS
次に、制御装置CONTは、マスクステージMST及び基板ステージPSTのそれぞれを次のマーク計測位置に移動する(ステップS22)。具体的には、制御装置CONTは、マスク側AISマーク(第1マスクマーク)80及び基板側AISマーク82が、部分投影光学系PL2,PL4,PL6の投影領域100b,100d,100f内で重なる位置(マーク計測位置)にマスクステージMST及び基板ステージPSTを移動させる。このとき、両マーク80、82を継ぎ部pc,pd,pg,ph,pk,plに配置させる。
Next, the control device CONT moves each of the mask stage MST and the substrate stage PST to the next mark measurement position (step S22). Specifically, in the control device CONT, the mask side AIS mark (first mask mark) 80 and the substrate
次に、制御装置CONTは、AIS受光系60を用いて、マスク側AISマーク80と基板側AISマーク82との相対位置(第1相対位置)である位置ずれ量を計測する(ステップS23、第2計測工程)。すなわち、照明光学系ILからの露光光ELによりマスク側AISマーク80を部分投影光学系PL2,PL4,PL6を介して基板側AISマーク82上に結像させ、この結像されたマスク側AISマーク80の投影像と基板側AISマーク82とを、AIS受光系60(撮像素子62)で撮像し、マスク側AISマーク80と基板側AISマーク82との相対位置を計測する。AIS受光系60の計測結果は制御装置CONTに対して出力される。
Next, the control device CONT uses the AIS
次に、制御装置CONTは、マスクステージMST及び基板ステージPSTのそれぞれを次のマーク計測位置に移動する(ステップS24)。具体的には、制御装置CONTは、マスク側AISマーク(第2マスクマーク)81及び基板側AISマーク82が、部分投影光学系PL1,PL3,PL5,PL7の投影領域100a,100c,100e,100g内で重なる位置(マーク計測位置)にマスクステージMST及び基板ステージPSTを移動させる。このとき、両マーク81、82を継ぎ部pa,pb,pe,pf,pi,pj,pm,pnに配置させる。
Next, the control device CONT moves each of the mask stage MST and the substrate stage PST to the next mark measurement position (step S24). Specifically, in the control device CONT, the mask side AIS mark (second mask mark) 81 and the substrate
次に、制御装置CONTは、AIS受光系60を用いて、マスク側AISマーク81と基板側AISマーク82との相対位置(第2相対位置)である位置ずれ量を計測する(ステップS25、第3計測工程)。すなわち、照明光学系ILからの露光光ELによりマスク側AISマーク81を部分投影光学系PL1,PL3,PL5,PL7を介して基板側AISマーク82上に結像させ、この結像されたマスク側AISマーク81の投影像と基板側AISマーク82とを、AIS受光系60(撮像素子62)で撮像し、マスク側AISマーク81と基板側AISマーク82との相対位置を計測する。AIS受光系60の計測結果は制御装置CONTに対して出力される。
Next, the control device CONT uses the AIS
次に、制御装置CONTは、マスクステージMST及び基板ステージPSTのそれぞれを次のマーク計測位置に移動する(ステップS26)。具体的には、制御装置CONTは、マスク側AISマーク(第2マスクマーク)81及び基板側AISマーク82が、部分投影光学系PL2,PL4,PL6の投影領域100b,100d,100f内で重なる位置(マーク計測位置)にマスクステージMST及び基板ステージPSTを移動させる。このとき、両マーク81、82を継ぎ部pc,pd,pg,ph,pk,plに配置させる。
Next, the control device CONT moves each of the mask stage MST and the substrate stage PST to the next mark measurement position (step S26). Specifically, in the control device CONT, the mask side AIS mark (second mask mark) 81 and the substrate
次に、制御装置CONTは、AIS受光系60を用いて、マスク側AISマーク81と基板側AISマーク82との相対位置(第2相対位置)である位置ずれ量を計測する(ステップS27、第4計測工程)。すなわち、照明光学系ILからの露光光ELによりマスク側AISマーク81を部分投影光学系PL2,PL4,PL6を介して基板側AISマーク82上に結像させ、この結像されたマスク側AISマーク81の投影像と基板側AISマーク82とを、AIS受光系60(撮像素子62)で撮像し、マスク側AISマーク81と基板側AISマーク82との相対位置を計測する。AIS受光系60の計測結果は制御装置CONTに対して出力される。
Next, the control device CONT uses the AIS
なお、ステップS21、S23、S25、S27においては、部分投影光学系PL1,PL3,PL5,PL7が備える補正機構の駆動装置90Ad,90Bd,91Ad,91Bd,92d,93d,94dにより部分投影光学系PL1,PL3,PL5,PL7を整列させる前の状態で計測を行う。 In steps S21, S23, S25, and S27, the partial projection optical system PL1 is driven by the correction mechanism driving devices 90Ad, 90Bd, 91Ad, 91Bd, 92d, 93d, and 94d included in the partial projection optical systems PL1, PL3, PL5, and PL7. , PL3, PL5, and PL7 are measured in a state before alignment.
次に、制御装置CONTは、ステップS21において計測された部分投影光学系PL1,PL3,PL5,PL7でのマスク側AISマーク80と基板側AISマーク82との相対位置、ステップS23において計測された部分投影光学系PL2、PL4,PL6でのマスク側AISマーク80と基板側AISマーク82との相対位置、ステップS25において計測された部分投影光学系PL1,PL3,PL5,PL7でのマスク側AISマーク81と基板側AISマーク82との相対位置、ステップS27において計測された部分投影光学系PL2,PL4,PL6でのマスク側AISマーク81と基板側AISマーク82との相対位置に基づいて、マスクステージMSTに対するマスクMの回転補正値及びマスクステージのY方向における2次の走り補正値を算出する(ステップS28、補正値算出工程)。即ち、ステップS21、ステップS23、ステップS25、ステップS27において計測されたそれぞれの計測値を用いて、マスクステージMSTのY方向の走り補正値y=AX2+BX+Cの係数A,B,Cと走り補正値にフィッティングさせるためのオフセットαとを算出する。
Next, the control device CONT determines the relative position between the mask
具体的には、ステップS21において計測されたマスク側AISマーク80a〜80hと基板側AISマーク82a〜82hとのY方向の相対位置の計測値の平均値(以下、B1M1平均値という)を算出する。同様に、ステップS23において計測されたマスク側AISマーク80a〜80hと基板側AISマーク82a〜82hとのY方向の相対位置の計測値の平均値(以下、B1M2平均値という)、ステップS25において計測されたマスク側AISマーク81a〜81hと基板側AISマーク82a〜82hとのY方向の相対位置の計測値の平均値(以下、B2M1平均値という)、ステップS27において計測されたマスク側AISマーク81a〜81hと基板側AISマーク82a〜82hとのY方向の相対位置の計測値の平均値(以下、B2M2平均値という)を算出する。
Specifically, the average value (hereinafter referred to as B1M1 average value) of the measurement values of the relative positions in the Y direction between the mask side AIS marks 80a to 80h and the substrate side AIS marks 82a to 82h measured in step S21 is calculated. . Similarly, the average value (hereinafter referred to as B1M2 average value) of the measured values of the relative positions in the Y direction of the mask side AIS marks 80a to 80h and the substrate side AIS marks 82a to 82h measured in step S23, measured in step S25. The average value (hereinafter referred to as B2M1 average value) of the measured values of the relative positions in the Y direction between the mask side AIS marks 81a to 81h and the substrate side AIS marks 82a to 82h, the mask
なお、ステップS21における計測時のマスクステージMSTのX座標をX11、ステップS23における計測時のマスクステージMSTのX座標をX12、ステップS25における計測時のマスクステージMSTのX座標をX21、ステップS27における計測時のマスクステージMSTのX座標をX22とする。 Note that the X coordinate of the mask stage MST at the time of measurement in step S21 is X11, the X coordinate of the mask stage MST at the time of measurement in step S23 is X12, the X coordinate of the mask stage MST at the time of measurement in step S25 is X21, and in step S27. The X coordinate of the mask stage MST at the time of measurement is set to X22.
ここで、マスク側AISマーク80側の第1投影光学ユニットと第2投影光学ユニット間のマスクステージMSTの走りを基準とするために、B1M1平均値の値を0(ゼロ)とし(以下、B1M1基準値という)、B1M2平均値の値を0(ゼロ)とする(以下、B1M2基準値という)。この場合に、B2M1平均値は、B2M1基準値(B2M1平均値−B1M1平均値)となり、B2M2平均値は、B2M2基準値(B2M2平均値−B1M2平均値)となる。
Here, in order to use the running of the mask stage MST between the first projection optical unit and the second projection optical unit on the mask
図7は、B1M1基準値200、B1M2基準値201、B2M1基準値202、B2M2基準値202を示すグラフである。図7に示すように、B2M1基準値202及びB2M2基準値203をマスクステージMSTのY方向の走り補正値y=AX2+BX+Cにフィッティングさせるために、B2M1基準値202及びB2M2基準値203に含まれているマスクステージMSTに対するマスクMの回転成分のオフセット量であるαを、B2M1基準値202及びB2M2基準値203に加算する(図7参照)。
FIG. 7 is a graph showing the
オフセットαを加算した場合におけるB1M1基準値200、B1M2基準値201、B2M1基準値202、B2M2基準値203のX方向の値(マスクステージ座標)及びY方向の値は以下のようになる。
When the offset α is added, the values in the X direction (mask stage coordinates) and the values in the Y direction of the
B1M1基準値 X=X11 Y=0
B1M2基準値 X=X12 Y=0
B2M1基準値 X=X21 Y=B2M1平均値−B1M1平均値+α
B2M2基準値 X=X22 Y=B2M2平均値−B1M2平均値+α
次に、B1M1基準値、B1M2基準値、B2M1基準値、B2M2基準値のX、Yの値を走り補正値y=AX2+BX+Cにそれぞれ代入し、走り補正値y=AX2+BX+Cの係数A,B,C及びオフセットαを算出する。また、マスクステージMSTに対するマスクMの回転量θは、θ=α/(X11−X21)であり、算出されたオフセットαを代入することにより算出することができ、マスクMの回転量θに基づいてマスクMの回転補正値を算出することができる。
B1M1 reference value X = X11 Y = 0
B1M2 reference value X = X12 Y = 0
B2M1 reference value X = X21 Y = B2M1 average value−B1M1 average value + α
B2M2 reference value X = X22 Y = B2M2 average value−B1M2 average value + α
Next, B1M1 reference value, B1M2 reference value, B2M1 reference value, X of B2M2 reference values, respectively substituted into the correction value y = AX 2 + BX + C ran the value of Y, running correction value y = AX 2 + BX + coefficient C A, B, C and offset α are calculated. The rotation amount θ of the mask M with respect to the mask stage MST is θ = α / (X11−X21), and can be calculated by substituting the calculated offset α, and is based on the rotation amount θ of the mask M. Thus, the rotation correction value of the mask M can be calculated.
次に、制御装置CONTは、ステップS28において算出されたマスクMの回転補正値及びマスクステージMSTのY方向の走り補正値に基づいて、マスクステージ駆動部MSTDを介してマスクステージMSTの走り位置制御を行ないながらマスクステージMSTを走査させる(走査工程)。 Next, the control device CONT controls the running position of the mask stage MST via the mask stage drive unit MSTD based on the rotation correction value of the mask M calculated in step S28 and the running correction value of the mask stage MST in the Y direction. The mask stage MST is scanned while performing (scanning process).
この実施の形態にかかる走査型投影露光装置によれば、マスクステージに対するマスクの回転補正値とマスクステージの非走査方向の2次以上の走り補正値とを別々に算出することができ、かつ計測手段により計測された計測値に基づいて同時に算出することができる。従って、熱等によりマスクステージが変形しマスクステージの非走査方向の走りの位置が非線形的に変化した場合においてもマスクステージの非走査方向の走り補正を正確に行うことができ、高スループットかつ高精度に露光を行うことができる。 According to the scanning projection exposure apparatus of this embodiment, the mask rotation correction value with respect to the mask stage and the second or higher-order running correction value in the non-scanning direction of the mask stage can be separately calculated and measured. It can calculate simultaneously based on the measured value measured by the means. Therefore, even when the mask stage is deformed by heat or the like, and the position of the mask stage running in the non-scanning direction changes non-linearly, the mask stage can be accurately corrected for running in the non-scanning direction. The exposure can be performed with high accuracy.
なお、上述の実施の形態においては、マスクステージの走りをマスクステージの制御で補正するものを示しているが、マスクステージの走りの計測結果に基づいて基板ステージの走りの制御で補正するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the mask stage running is corrected by the mask stage control. However, the substrate stage running control is corrected based on the measurement result of the mask stage running. May be.
また、上述の実施の形態においては、マスクの両端部に配置されているマスク側AISマーク80,81の計測を行っているが、2分割したマスクを用いる場合には、マスクの中央部に更にマスクマークを形成することができるため、このマスクマークも計測することにより、5次式までの関数式を用いた補正が可能になる。また、マスクマークの走査方向の点数を多くしたテストマスクを用いることにより、より高次の補正を行うことが可能となる。なお、本発明の露光装置は、外径が500mm以上の感光性基板に特に有効である。高精細のパターンや大型のデバイスを製造する際に、走りや真直度の精度が要求され、複数の投影光学系を用いる場合においても真直度の精度が要求されるため、本発明は有効である。 Further, in the above-described embodiment, the mask side AIS marks 80 and 81 arranged at both ends of the mask are measured. However, when a two-divided mask is used, it is further provided at the center of the mask. Since the mask mark can be formed, by measuring this mask mark as well, it becomes possible to perform correction using function equations up to the fifth order equation. Further, higher-order correction can be performed by using a test mask having a larger number of mask marks in the scanning direction. The exposure apparatus of the present invention is particularly effective for a photosensitive substrate having an outer diameter of 500 mm or more. When manufacturing a high-definition pattern or a large device, accuracy of running and straightness is required, and accuracy of straightness is required even when a plurality of projection optical systems are used. Therefore, the present invention is effective. .
また、上述の実施の形態においては、平均化処理を施すことによる計測精度の向上を目的としてマスクマークのY方向の計測値として各マスクマークの計測値の平均値を用いているが、例えば、1箇所の継ぎ部におけるY方向の計測値を用いてもよい。 In the above-described embodiment, the average value of the measurement values of each mask mark is used as the measurement value in the Y direction of the mask mark for the purpose of improving the measurement accuracy by performing the averaging process. A measurement value in the Y direction at one joint may be used.
また、上述の実施の形態の露光装置EXの用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。 Further, the use of the exposure apparatus EX of the above embodiment is not limited to a liquid crystal exposure apparatus that exposes a liquid crystal display element pattern on a square glass plate, for example, an exposure apparatus for semiconductor manufacturing, It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing a thin film magnetic head.
本実施の形態の露光装置EXの光源は、g線(436nm)、h線(405nm)、i線(365nm)のみならず、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)を用いることもできる。 The light source of the exposure apparatus EX of the present embodiment is not only g-line (436 nm), h-line (405 nm), i-line (365 nm), but also KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), and F 2 laser. (157 nm) can also be used.
また、投影光学系PLの倍率は、等倍系のみならず縮小系および拡大系のいずれでもよい。投影光学系PLとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、F2レーザやX線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。 Further, the magnification of the projection optical system PL may be any of a reduction system and an enlargement system as well as an equal magnification system. As the projection optical system PL, when using far ultraviolet rays such as an excimer laser, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz or fluorite is used as a glass material, and when using an F 2 laser or X-ray, a catadioptric system or a refractive system The optical system.
基板ステージPSTやマスクステージMSTにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。 When a linear motor is used for the substrate stage PST and the mask stage MST, either an air levitation type using an air bearing or a magnetic levitation type using a Lorentz force or a reactance force may be used. The stage may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット(永久磁石)と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側(ベース)に設ければよい。 When a flat motor is used as the stage drive device, either the magnet unit (permanent magnet) or the armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and armature unit is connected to the moving surface side (base) of the stage. Should be provided.
基板ステージPSTの移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明はこのような構造を備えた露光装置においても適用可能である。 The reaction force generated by the movement of the substrate stage PST may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
マスクステージMSTの移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。 The reaction force generated by the movement of the mask stage MST may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
以上のように、本願実施の形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 As described above, the exposure apparatus according to the present embodiment maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
上述の実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル(マスク)を照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板(ウエハ)に露光することにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図8のフローチャートを参照して説明する。 In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the illumination optical system illuminates the reticle (mask), and the projection optical system is used to expose the transfer pattern formed on the mask onto the photosensitive substrate (wafer). Microdevices (semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured. FIG. 8 is a flowchart of an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to the above-described embodiment. The description will be given with reference.
まず、図8のステップS301において、1ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップS302において、その1ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップS303において、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスク上のパターン像が投影光学系を介して、その1ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップS304において、その1ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行なわれた後、ステップS305において、その1ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行なうことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。 First, in step S301 in FIG. 8, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step S302, a photoresist is applied on the metal film on the wafer of one lot. Thereafter, in step S303, using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the pattern image on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system. Thereafter, in step S304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step S305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer.
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスの製造を高スループットかつ高精度に行うことができる。なお、ステップS301〜ステップS305では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。 Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the above-described microdevice manufacturing method, since exposure is performed using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, microdevices having extremely fine circuit patterns can be manufactured with high throughput and high accuracy. In steps S301 to S305, a metal is vapor-deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these processes, on the wafer. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.
また、上述の実施の形態にかかる露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図9のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図9において、パターン形成工程S401では、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程S402へ移行する。 In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 9, in the pattern forming step S401, a so-called photolithographic step is performed in which the exposure pattern according to the above-described embodiment is used to transfer and expose the mask pattern onto a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist). Is done. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step S402.
次に、カラーフィルタ形成工程S402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程S402の後に、セル組み立て工程S403が実行される。セル組み立て工程S403では、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。セル組み立て工程S403では、例えば、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。 Next, in the color filter forming step S402, a large number of groups of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter formation step S402, a cell assembly step S403 is executed. In the cell assembly step S403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401, the color filter obtained in the color filter formation step S402, and the like. In the cell assembly step S403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401 and the color filter obtained in the color filter formation step S402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell ).
その後、モジュール組み立て工程S404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスの製造を高スループットかつ高精度に行うことができる。 Thereafter, in a module assembly step S404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, since exposure is performed using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be manufactured with high throughput and high accuracy. it can.
2…光源、4…楕円鏡、6…ダイクロイックミラー、8…コリメートレンズ、10a、10b…波長選択フィルタ、12…集光レンズ、14…ライトガイドファイバ、16b…コリメートレンズ、18…減光フィルタ機構、22b…フライアイレンズ、24b…コンデンサーレンズ、IL1〜IL7…部分照明光学系、PL1〜PL7…部分投影光学系、I1〜I6…照度センサ、M…マスク、P…プレート、50…移動鏡、52…アライメント系、54…オートフォーカス系、CONT…制御装置、80,81…マスク側AISマーク、82…基板側AISマーク。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記基板ステージに配置された基準マークと、
前記基準マークと前記マスク上に配置された第1マスクマークとの相対位置を、前記投影光学系の前記第1の部分投影光学系及び前記第2の部分投影光学系をそれぞれ介して2つの第1相対位置として計測し、前記基準マークと前記第1マスクマークの位置に対して前記同期移動方向と平行な方向に関して所定の距離を隔てて配置された第2マスクマークとの相対位置を、前記第1の部分投影光学系と前記第2の部分投影光学系とのうちの一方を介して第2相対位置として計測する計測装置と、
前記計測装置により計測された2つの前記第1相対位置及び1つの前記第2相対位置から求まる2次以上の関数式により、前記マスクステージの同期移動方向と直交する方向の走り補正値を求める補正値算出装置と、
を備え、
前記第1の部分投影光学系と前記第2の部分投影光学系は、前記同期移動方向と平行な方向に関して所定の距離を隔てて配置されることを特徴とする走査型投影露光装置。 A mask stage for placing and scanning a mask; and a substrate stage for placing and scanning a substrate. The mask stage and the substrate stage are connected to the first partial projection optical system and the second stage. In a scanning projection exposure apparatus for projecting and exposing the pattern of the mask onto the substrate by relatively moving relative to a projection optical system including a partial projection optical system,
A reference mark arranged on the substrate stage;
A relative position between the reference mark and the first mask mark arranged on the mask is set to two second positions through the first partial projection optical system and the second partial projection optical system of the projection optical system, respectively. The relative position between the reference mark and the second mask mark arranged at a predetermined distance with respect to the direction parallel to the synchronous movement direction with respect to the position of the first mask mark is measured as one relative position. A measuring device that measures the second relative position via one of the first partial projection optical system and the second partial projection optical system;
Correction for obtaining a running correction value in a direction orthogonal to the synchronous movement direction of the mask stage by a function equation of quadratic or higher obtained from the two first relative positions and one second relative position measured by the measuring device. A value calculation device;
With
The scanning projection exposure apparatus, wherein the first partial projection optical system and the second partial projection optical system are arranged at a predetermined distance with respect to a direction parallel to the synchronous movement direction.
前記補正値算出装置は、前記2つの第1相対位置及び前記2つの第2相対位置から求まる2次以上の関数式により、前記マスクステージの前記同期移動方向と直交する方向の走り補正値を求めることを特徴とする請求項1記載の走査型投影露光装置。 The measuring device measures the relative position between the reference mark and the first mask mark via the first partial projection optical system, and the relative position between the reference mark and the first mask mark. Two first relative positions are obtained by measurement through two partial projection optical systems, and the first partial projection optical system has a relative position between the reference mark and the second mask mark on the mask. And the two second relative positions by measurement via the second partial projection optical system, and the measurement of the relative position between the reference mark and the second mask mark,
The correction value calculation device obtains a running correction value in a direction orthogonal to the synchronous movement direction of the mask stage by using a quadratic or higher-order function expression obtained from the two first relative positions and the two second relative positions. 2. A scanning projection exposure apparatus according to claim 1, wherein:
前記第2の部分投影光学系を含み前記同期移動方向と直交する方向に沿って配置された複数の部分投影光学系を有する第2のユニットと、
を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の走査型投影露光装置。 A first unit including a plurality of partial projection optical systems including the first partial projection optical system and disposed along a direction orthogonal to the synchronous movement direction;
A second unit having a plurality of partial projection optical systems arranged along a direction orthogonal to the synchronous movement direction, including the second partial projection optical system;
The scanning projection exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記基板ステージに配置された基準マークと前記マスク上に配置された第1マスクマークとの相対位置を、前記同期移動方向と平行な方向に関して所定の距離を隔てて配置された前記第1の部分投影光学系及び前記第2の部分投影光学系をそれぞれ介して2つの第1相対位置として計測する第1計測工程と、
前記基準マークと前記マスク上の前記第1マスクマークの位置とは異なる位置である前記同期移動方向と平行な方向に関して所定の距離を隔てて配置された第2マスクマークとの相対位置を、前記第1の部分投影光学系と前記第2の部分投影光学系との一方を介して第2相対位置として計測する第2計測工程と、
前記第1計測工程により計測された2つの前記第1相対位置及び前記第2計測工程により計測された1つの前記第2相対位置から求まる2次以上の関数式により、前記マスクステージの同期移動方向と直交する方向の走り補正値を算出する補正値算出工程と、
前記補正値算出工程により算出された補正値に基づいて、前記マスクステージまたは前記基板ステージを同期移動させる走査工程と、
を含むことを特徴とするマスクステージの走り補正方法。 A mask stage for placing and scanning a mask; and a substrate stage for placing and scanning a substrate. The mask stage and the substrate stage are connected to the first partial projection optical system and the second stage. In the running correction method of the mask stage of the scanning type projection exposure apparatus that projects and exposes the pattern of the mask onto the substrate by relatively moving relative to the projection optical system including the partial projection optical system,
The first portion is arranged such that a relative position between a reference mark arranged on the substrate stage and a first mask mark arranged on the mask is separated by a predetermined distance in a direction parallel to the synchronous movement direction. A first measurement step of measuring as two first relative positions via the projection optical system and the second partial projection optical system, respectively;
The relative position between the reference mark and the second mask mark arranged at a predetermined distance with respect to a direction parallel to the synchronous movement direction, which is a position different from the position of the first mask mark on the mask, A second measurement step of measuring as a second relative position via one of the first partial projection optical system and the second partial projection optical system;
The synchronous movement direction of the mask stage by a quadratic or higher-order functional expression obtained from the two first relative positions measured in the first measurement step and the one second relative position measured in the second measurement step. A correction value calculation step of calculating a running correction value in a direction orthogonal to
A scanning step of synchronously moving the mask stage or the substrate stage based on the correction value calculated by the correction value calculating step;
A mask stage running correction method comprising:
前記補正値算出工程では、前記2つの第1相対位置及び前記2つの第2相対位置から求まる2次以上の関数式により、前記マスクステージの前記同期移動方向と直交する方向の走り補正値を求めることを特徴とする請求項8記載のマスクステージの走り補正方法。 In the first measurement step, the relative position between the reference mark and the first mask mark is measured via the first partial projection optical system, and the relative position between the reference mark and the first mask mark. The two first relative positions are obtained by measurement via the second partial projection optical system, and in the second measurement step, the relative position between the reference mark and the second mask mark on the mask is determined. Two second relative positions measured by the first partial projection optical system and measured by the second partial projection optical system of the relative positions of the reference mark and the second mask mark; Seeking
In the correction value calculation step, a running correction value in a direction orthogonal to the synchronous movement direction of the mask stage is obtained by a quadratic or higher-order function expression obtained from the two first relative positions and the two second relative positions. The mask stage running correction method according to claim 8.
を含み、前記複数の部分投影光学系のそれぞれで、前記基準マークと、前記前記同期移動方向と直交する方向に沿って配置された前記複数のマークと、の相対位置を計測することを特徴とする請求項10に記載のマスクステージの走り補正方法。 A first unit having a plurality of partial projection optical systems including the first partial projection optical system and disposed along a direction orthogonal to the synchronous movement direction; and the second partial projection optical system. A second unit having a plurality of partial projection optical systems arranged along a direction orthogonal to the moving direction;
Each of the plurality of partial projection optical systems is configured to measure a relative position between the reference mark and the plurality of marks arranged along a direction orthogonal to the synchronous movement direction. The mask stage running correction method according to claim 10.
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 An exposure process for exposing a pattern of a mask onto a photosensitive substrate using the scanning projection exposure apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A developing step of developing the photosensitive substrate exposed by the exposing step;
A method for manufacturing a microdevice, comprising:
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 An exposure step of exposing a mask pattern onto a photosensitive substrate using a scanning projection exposure apparatus corrected by the mask stage running correction method according to any one of claims 8 to 13.
A developing step of developing the photosensitive substrate exposed by the exposing step;
A method for manufacturing a microdevice, comprising:
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