JP6727554B2 - Exposure apparatus, flat panel display manufacturing method, device manufacturing method, and exposure method - Google Patents
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Description
本発明は、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び露光方法に係り、更に詳しくは、物体に対してエネルギビームを所定の走査方向に走査する走査露光により、所定のパターンを物体上に形成する露光装置及び方法、並びに前記露光装置又は方法を含むフラットパネルディスプレイ又はデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, a flat panel display manufacturing method, a device manufacturing method, and an exposure method, and more specifically, a predetermined pattern is formed by scanning an object with an energy beam in a predetermined scanning direction. The present invention relates to an exposure apparatus and method for forming on an object, and a method for manufacturing a flat panel display or device including the exposure apparatus or method.
従来、液晶表示素子、半導体素子(集積回路等)等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「マスク」と総称する)に形成されたパターンをエネルギビームを用いてガラスプレート又はウエハ(以下、「基板」と総称する)上に転写する露光装置が用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing an electronic device (micro device) such as a liquid crystal display device and a semiconductor device (an integrated circuit etc.), a pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter referred to as “mask”) is converted into an energy beam. There is used an exposure apparatus that transfers the image onto a glass plate or a wafer (hereinafter, collectively referred to as “substrate”).
この種の露光装置としては、マスクと基板とを実質的に静止させた状態で、露光用照明光(エネルギビーム)を所定の走査方向に走査することで基板上に所定のパターンを形成するビームスキャン式の走査露光装置が知られている(例えば特許文献1参照)。 This type of exposure apparatus is a beam that forms a predetermined pattern on a substrate by scanning exposure illumination light (energy beam) in a predetermined scanning direction with the mask and the substrate substantially stationary. A scan type scanning exposure apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1に記載の露光装置では、基板上の露光対象の領域とマスクとの位置誤差を補正するために、投影光学系を露光時の走査方向と逆方向に移動させながら投影光学系を介してアライメント顕微鏡によって基板上及びマスク上のマークの計測(アライメント計測)を行い、該計測結果に基づいて基板とマスクとの位置誤差を補正している。この場合、アライメント計測中に投影光学系とアライメント顕微鏡とを移動させることで、その相対位置が変動することによりアライメント計測精度が悪化する恐れがある。 In the exposure apparatus described in Patent Document 1, the projection optical system is moved while moving the projection optical system in the direction opposite to the scanning direction at the time of exposure in order to correct the positional error between the exposure target area on the substrate and the mask. The alignment microscope is used to measure the marks on the substrate and the mask (alignment measurement), and the positional error between the substrate and the mask is corrected based on the measurement result. In this case, by moving the projection optical system and the alignment microscope during alignment measurement, the relative positions of the projection optical system and the alignment microscope may fluctuate, which may deteriorate the alignment measurement accuracy.
本発明は、上述の事情の下でなされたもので、その第1の態様によれば、投影光学系を介して物体に照明系からの光を射出し、前記物体に対して前記照明系及び前記投影光学系を走査方向に相対移動させ前記物体に対して走査露光を行い、所定パターンを前記物体上に形成する露光装置であって、前記照明系を前記走査方向へ移動させる第1駆動系と、前記投影光学系を前記走査方向へ移動させる第2駆動系と、前記第1および第2駆動系により前記照明系及び前記投影光学系を前記走査方向へ移動させるための位置に関する情報を取得する取得部と、前記走査露光において、前記情報に基づいて前記照明系及び前記投影光学系の位置関係の変化が所定範囲内に収まるように前記第1および第2駆動系を制御する制御系と、を備え、前記取得部は、前記投影光学系を通過する光を受光する受光部を有し、前記第1駆動系は、前記投影光学系に対する前記照明系からの光の入射位置が第1位置から第2位置へ移動するように前記照明系を移動させ、前記取得部は、前記光の入射位置が前記第1及び第2位置のときの前記受光部の受光結果に基づいて前記情報を取得する露光装置が、提供される。 The present invention has been made under the above circumstances, and according to the first aspect thereof, the light from the illumination system is emitted to the object through the projection optical system, and the illumination system and the illumination system are applied to the object. An exposure apparatus for performing a scanning exposure on the object by relatively moving the projection optical system in the scanning direction to form a predetermined pattern on the object, the first drive system moving the illumination system in the scanning direction. And a second drive system for moving the projection optical system in the scanning direction, and information about positions for moving the illumination system and the projection optical system in the scanning direction by the first and second driving systems. An acquisition unit, and a control system that controls the first and second drive systems so that the change in the positional relationship between the illumination system and the projection optical system falls within a predetermined range based on the information in the scanning exposure. And the acquisition unit includes a light receiving unit that receives light that passes through the projection optical system, and the first drive system has a first incident position of light from the illumination system with respect to the projection optical system. The illumination system is moved so as to move from the position to the second position, and the acquisition unit acquires the information based on the light reception result of the light reception unit when the incident position of the light is the first and second positions. get to exposure light device, Ru is provided.
本発明の第2の態様によれば、物体に対してエネルギビームを走査方向に走査する走査露光動作により、パターンを前記物体上に形成する露光装置であって、前記走査方向に移動可能に設けられ、前記パターンを有するパターン保持体が有するパターン側マークを検出可能な第1マーク検出系と、前記第1マーク検出系を前記走査方向に移動させる第1駆動系と、前記走査方向に移動可能に設けられ、前記物体に設けられた物体側マークを検出可能な第2マーク検出系と、前記第2マーク検出系を前記走査方向に移動させる第2駆動系と、前記第1及び第2マーク検出系の出力に基づいて、前記パターン保持体と前記物体との相対的な位置合わせを行う制御装置と、を備え、前記第1駆動系を構成する要素と前記第2駆動系を構成する要素とが、少なくとも一部共通である露光装置が、提供される。 According to a second aspect of the present invention , there is provided an exposure device which forms a pattern on the object by a scanning exposure operation of scanning an object with an energy beam in the scanning direction, and is provided so as to be movable in the scanning direction. And a first drive system for moving the first mark detection system in the scanning direction, and a first drive system for moving the first mark detection system in the scanning direction. A second mark detection system which is provided on the object and can detect the object side mark provided on the object, a second drive system which moves the second mark detection system in the scanning direction, and the first and second marks A control device that performs relative alignment between the pattern holder and the object based on an output of a detection system, and an element that constitutes the first drive system and an element that constitutes the second drive system. DOO is at least partially common der Ru eXPOSURE device, Ru is provided.
本発明の第3の態様によれば、第1、第2の態様のいずれかに係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が、提供される。 According to a third aspect of the present invention , a flat plate including exposing the object using the exposure apparatus according to the first or second aspect and developing the exposed object. method for producing a panel display, Ru is provided.
本発明の第4の態様によれば、第1、第2の態様のいずれかに係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, a device including exposing the object using the exposure apparatus according to any one of the first and second aspects and developing the exposed object. manufacturing method, Ru is provided.
本発明の第5の態様によれば、投影光学系を介して物体に照明系からの光を射出し、前記物体に対して前記照明系及び前記投影光学系を走査方向に相対移動させ前記物体に対して走査露光を行い、所定パターンを前記物体上に形成する露光方法であって、第1駆動系を用いて前記走査方向へ前記照明系を移動させることと、第2駆動系を用いて前記走査方向へ前記投影光学系を移動させることと、前記第1および第2駆動系により前記照明系及び前記投影光学系を前記走査方向へ移動させるための位置に関する情報を取得部を用いて取得することと、前記走査露光において、前記情報に基づいて前記照明系及び前記投影光学系の位置関係の変化が所定範囲内に収まるように前記第1および第2駆動系を制御することと、を含み、前記照明系を移動させることでは、前記投影光学系に対する前記照明系からの光の入射位置が第1位置から第2位置へ移動するように前記照明系を移動させ、前記投影光学系を通過する光を、受光部を用いて受光すること、をさらに含み、前記取得することでは、前記取得部を用いて、前記光の入射位置が前記第1及び第2位置のときの前記受光部の受光結果に基づいて前記情報を取得する露光方法が、提供される。 According to a fifth aspect of the present invention , the light from the illumination system is emitted to the object via the projection optical system, and the illumination system and the projection optical system are moved relative to the object in the scanning direction, A method of exposing a predetermined pattern on the object by performing scanning exposure on the object , comprising: moving the illumination system in the scanning direction using a first drive system; and using a second drive system. Obtaining information about a position for moving the projection optical system in the scanning direction and a position for moving the illumination system and the projection optical system by the first and second drive systems in the scanning direction using an acquisition unit. And, in the scanning exposure, controlling the first and second drive systems based on the information so that the change in the positional relationship between the illumination system and the projection optical system falls within a predetermined range. seen including, above by moving the illumination system, the allowed incidence position of the light from the illumination system to the projection optical system moves the illumination system to move from the first position to the second position, the projection optical system Further including receiving light passing through the light receiving section using a light receiving section, wherein the acquiring includes using the acquisition section to receive the light when the incident position of the light is the first and second positions. eXPOSURE method for acquiring the information based on the light receiving result of the section is, Ru is provided.
本発明の第6の態様によれば、物体に対してエネルギビームを走査方向に走査する走査露光動作により、パターンを前記物体上に形成する露光方法であって、前記走査方向に移動可能に設けられた第1マーク検出系を用いて、前記パターンを有するパターン保持体が有するパターン側マークを検出することと、前記第1マーク検出系を前記走査方向に第1駆動系を用いて移動させることと、前記走査方向に移動可能に設けられた第2マーク検出系を用いて、前記物体に設けられた物体側マークを検出することと、前記第2マーク検出系を前記走査方向に第2駆動系を用いて移動させることと、前記第1及び第2マーク検出系の出力に基づいて、前記パターン保持体と前記物体との相対的な位置合わせを行うことと、を含み、前記第1駆動系を構成する要素と前記第2駆動系を構成する要素とが、少なくとも一部共通である露光方法が、提供される。 According to a sixth aspect of the present invention , there is provided an exposure method of forming a pattern on the object by a scanning exposure operation of scanning an object with an energy beam in the scanning direction, the method being provided so as to be movable in the scanning direction. Detecting the pattern-side mark of the pattern holder having the pattern by using the first mark detection system, and moving the first mark detection system in the scanning direction using the first drive system. And detecting an object side mark provided on the object using a second mark detection system movably provided in the scanning direction, and second driving the second mark detection system in the scanning direction. and moving with the system, based on an output of the first and second mark detection system, anda performing the relative positioning between the pattern carrier and the object, the first driving and elements that make up the elements constituting the system the second drive system is at least partially common der Ru eXPOSURE method, Ru is provided.
本発明の第7の態様によれば、第5、第6の態様のいずれかに係る露光方法を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が、提供される。 According to a seventh aspect of the present invention , a flat surface including exposing the object using the exposure method according to any one of the fifth and sixth aspects and developing the exposed object. method for producing a panel display, Ru is provided.
本発明の第8の態様によれば、第5、第6の態様のいずれかに係る露光方法を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。 According to an eighth aspect of the present invention, a device comprising exposing the object using the exposure method according to any one of the fifth and sixth aspects and developing the exposed object. manufacturing method, Ru is provided.
以下、一実施形態について、図1〜図4(d)を用いて説明する。 Hereinafter, one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4D.
図1には、一実施形態に係る液晶露光装置10の概念図が示されている。液晶露光装置10は、例えば液晶表示装置(フラットパネルディスプレイ)などに用いられる矩形(角型)のガラス基板P(以下、単に基板Pと称する)を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。
FIG. 1 shows a conceptual diagram of a liquid
液晶露光装置10は、露光用のエネルギビームである照明光ILを照射する照明系20と、投影光学系40とを有している。以下、照明系20から投影光学系40を介して基板Pに照射される照明光ILの光軸と平行な方向をZ軸方向と称するとともに、Z軸に直交する平面内に互いに直交するX軸及びY軸を設定して説明を行う。また、本実施形態の座標系において、Y軸は、重力方向に実質的に平行であるものとする。従って、XZ平面は、水平面に実質的に平行である。また、Z軸回りの回転(傾斜)方向をθz方向として説明する。
The liquid
ここで、本実施形態では、1枚の基板P上に複数の露光対象領域(適宜、区画領域、又はショット領域と称して説明する)が設定され、これら複数のショット領域に順次マスクパターンが転写される。なお、本実施形態では、基板P上に4つの区画領域が設定されている場合(いわゆる4面取りの場合)について説明するが、区画領域の数は、これに限定されず、適宜変更が可能である。 Here, in the present embodiment, a plurality of exposure target areas (which will be appropriately referred to as partition areas or shot areas) are set on one substrate P, and mask patterns are sequentially transferred to these plurality of shot areas. To be done. In the present embodiment, a case will be described in which four partitioned areas are set on the substrate P (so-called four-chamfered area), but the number of partitioned areas is not limited to this and can be changed as appropriate. is there.
また、液晶露光装置10では、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われるが、スキャン露光動作時には、マスクM、及び基板Pが実質的に静止状態とされ、照明系20及び投影光学系40(照明光IL)がマスクM、及び基板Pに対してそれぞれX軸方向(適宜、走査方向と称する)に長ストロークで相対移動する(図1の白矢印参照)。これに対し、露光対象の区画領域を変更するためのステップ動作時には、マスクMがX軸方向に所定のストロークでステップ移動し、基板PがY軸方向に所定のストロークでステップ移動する(それぞれ図1の黒矢印参照)。
Further, in the liquid
図2には、液晶露光装置10の構成各部を統括制御する主制御装置90の入出力関係を示すブロック図が示されている。図2に示されるように、液晶露光装置10は、照明系20、マスクステージ装置30、投影光学系40、基板ステージ装置50、アライメント系60、キャリブレーションセンサ70などを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing an input/output relationship of a
照明系20は、照明光IL(図1参照)の光源(例えば、水銀ランプ)などを含む照明系本体22を備えている。スキャン露光動作時において、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系24を制御することにより、照明系本体22をX軸方向に所定の長ストロークでスキャン駆動する。主制御装置90は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系26を介して照明系本体22のX軸方向の位置情報を求め、該位置情報に基づいて照明系本体22の位置制御を行う。本実施形態において、照明光ILとしては、例えばg線、h線、i線などが用いられる。
The
マスクステージ装置30は、マスクMを保持するステージ本体32を備えている。ステージ本体32は、例えばリニアモータなどを含む駆動系34によってX軸方向及びY軸方向に適宜ステップ移動可能に構成されている。X軸方向に関して露光対象の区画領域を変更するためのステップ動作時において、主制御装置90は、駆動系34を制御することにより、ステージ本体32をX軸方向にステップ駆動する。また、後述するように、露光対象の区画領域内でスキャン露光する領域(位置)をY軸方向に関して変更するためのステップ動作時には、主制御装置90は、駆動系34を制御することにより、ステージ本体32をY軸方向にステップ駆動する。駆動系34は、後述するアライメント動作時にマスクMをXY平面内の3自由度(X、Y、θz)方向に適宜微小駆動することも可能である。マスクMの位置情報は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系36により求められる。
The
投影光学系40は、等倍系で基板P(図1参照)上にマスクパターンの正立正像を形成する光学系などを含む投影系本体42を備えている。投影系本体42は、基板PとマスクMとの間に形成される空間内に配置されている(図1参照)。スキャン露光動作時において、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系44を制御することにより、投影系本体42を、照明系本体22と同期するように、X軸方向に所定の長ストロークでスキャン駆動する。主制御装置90は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系46を介して投影系本体42のX軸方向に位置情報を求め、該位置情報に基づいて投影系本体42の位置制御を行う。
The projection
図1に戻り、液晶露光装置10では、照明系20からの照明光ILによってマスクM上の照明領域IAMが照明されると、マスクMを通過した照明光ILにより、投影光学系40を介してその照明領域IAM内のマスクパターンの投影像(部分正立像)が、基板P上の照明領域IAMに共役な照明光ILの照射領域(露光領域IA)に形成される。そして、マスクM、及び基板Pに対して、照明光IL(照明領域IAM、及び露光領域IA)が走査方向に相対移動することで走査露光動作が行われる。すなわち、液晶露光装置10では、照明系20、及び投影光学系40によって基板P上にマスクMのパターンが生成され、照明光ILによる基板P上の感応層(レジスト層)の露光によって基板P上にそのパターンが形成される。
Returning to FIG. 1, in the liquid
ここで、本実施形態において、照明系20によりマスクM上に生成される照明領域IAMは、Y軸方向に離間する一対の矩形の領域を含む。ひとつの矩形の領域のY軸方向の長さは、マスクMのパターン面のY軸方向の長さ(すなわち基板P上に設定される各区画領域のY軸方向の長さ)の、例えば1/4に設定されている。また、一対の矩形の領域間の間隔も、同様にマスクMのパターン面のY軸方向の長さの、例えば1/4に設定されている。従って、基板P上に生成される露光領域IAも、同様にY軸方向に離間する一対の矩形の領域を含む。本実施形態では、マスクMのパターンを基板Pに完全に転写するためには、ひとつの区画領域について、2回の走査露光動作を行う必要があるが、照明系本体22、及び投影系本体42を小型化できるメリットがある。走査露光動作の具体例については、後述する。
Here, in the present embodiment, the illumination area IAM generated on the mask M by the
基板ステージ装置50は、基板Pの裏面(露光面とは反対の面)を保持するステージ本体52を備えている。図2に戻り、Y軸方向に関して露光対象の区画領域を変更するためのステップ動作時において、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系54を制御することにより、ステージ本体52をY軸方向にステップ駆動する。駆動系54は、後述する基板アライメント動作時に基板PをXY平面内の3自由度(X、Y、θz)方向に微小駆動することも可能である。基板P(ステージ本体52)の位置情報は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系56により求められる。
The
図1に戻り、アライメント系60は、アライメント顕微鏡62を備えている。アライメント顕微鏡62は、基板PとマスクMとの間に形成される空間内(Z軸方向に関して基板PとマスクMとの間の位置)に配置されており、基板Pに形成されたアライメントマークMk(以下、単にマークMkと称する)、及びマスクMに形成されたマーク(不図示)を検出する。本実施形態において、マークMkは、各区画領域の四隅部近傍それぞれに1つ(1つの区画領域につき、例えば4つ)形成されており、マスクMのマークは、投影光学系40を介してマークMkと対応する位置に形成されている。なお、マークMk、及びマスクMのマークの数、及び位置については、これに限定されず、適宜変更が可能である。また、各図面において、マークMkは、理解を容易にするため、実際よりも大きく図示されている。
Returning to FIG. 1, the
アライメント顕微鏡62は、投影系本体42の+X側に配置されている。アライメント顕微鏡62は、Y軸方向に離間した一対の検出視野(検出領域)を有しており、ひとつの区画領域内のY軸方向に離間した、例えば2つのマークMkを同時に検出することができるようになっている。
The
また、アライメント顕微鏡62は、マスクMに形成されたマークと、基板Pに形成されたマークMkとを同時に(換言すると、アライメント顕微鏡62の位置を変えずに)検出することが可能となっている。主制御装置90は、例えばマスクMがXステップ動作、又は基板PがYステップ動作を行う毎に、マスクMに形成されたマークと基板Pに形成されたマークMkとの相対的な位置ずれ情報を求め、該位置ずれを補正する(打ち消す、又は低減する)ように基板PとマスクMとのXY平面に沿った方向の相対的な位置決めを行う。なお、アライメント顕微鏡62は、マスクMのマークを検出(観察)するマスク検出部と、基板PのマークMkを検出(観察)する基板検出部とが、共通の筐体等によって一体的に構成されており、その共通の筐体を介して駆動系66(図2参照)により駆動される。あるいは、マスク検出部と基板検出部とが個別の筐体等によって構成されていても良く、その場合には、例えばマスク検出部と基板検出部とが実質的に共通の駆動系66によって同等の動作特性をもって移動できるように構成することが好ましい。
Further, the
主制御装置90(図2参照)は、例えばリニアモータなどを含む駆動系66を制御することにより、アライメント顕微鏡62を、X軸方向に所定の長ストロークで駆動する。また、主制御装置90は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系68を介してアライメント顕微鏡62のX軸方向の位置情報を求め、該位置情報に基づいてアライメント顕微鏡62の位置制御を行う。また、投影系本体42、及びアライメント顕微鏡62は、Y軸方向の位置がほぼ同じであり、互いの移動可能範囲が一部重複している。また、アライメント顕微鏡62を駆動する駆動系66と、投影系本体42を駆動する駆動系44とは、X軸方向の駆動に関して、例えばリニアモータ、リニアガイドなどの一部を共用しており、駆動特性、あるいは主制御装置90による制御特性が、実質的に同等になるように構成されている。
Main controller 90 (see FIG. 2) drives
主制御装置90(図2参照)は、アライメント顕微鏡62を用いて基板P上に形成された複数のマークMkを検出し、該検出結果(複数のマークMkの位置情報)に基づいて、公知のエンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)方式によって、検出対象のマークMkが形成された区画領域の配列情報(区画領域の位置(座標値)、形状等に関する情報を含む)を算出する。
Main controller 90 (see FIG. 2) detects a plurality of marks Mk formed on substrate P using
具体的には、走査露光動作において、主制御装置90(図2参照)は、該走査露光動作に先立って、投影系本体42の+X側に配置されたアライメント顕微鏡62を用いて、少なくとも露光対象の区画領域内に形成された、例えば4つのマークMkの位置検出を行って該区画領域の配列情報を算出する。主制御装置90は、算出した露光対象の区画領域の配列情報に基づいて、基板PのXY平面内の3自由度方向の精密な位置決め(基板アライメント動作)を行いつつ、照明系20、及び投影光学系40を適宜制御して、対象の区画領域に対する走査露光動作(マスクパターンの転写)を行う。
Specifically, in the scanning exposure operation, the main control device 90 (see FIG. 2) uses the
次に、投影光学系40が有する投影系本体42の位置情報を求めるための計測系46(図2参照)、及びアライメント系60が有するアライメント顕微鏡62の位置情報を求めるための計測系68の具体的な構成について説明する。
Next, the specifics of the measurement system 46 (see FIG. 2) for obtaining the position information of the
図3(a)に示されるように、液晶露光装置10は、投影系本体42を走査方向に案内するためのガイド80を有している。ガイド80は、走査方向に平行に延びる部材から成る。ガイド80は、アライメント顕微鏡62の走査方向への移動を案内する機能も有する。また、図3(a)では、ガイド80がマスクMと基板Pとの間に図示されているが、実際には、ガイド80は、Y軸方向に関して照明光ILの光路を避けた位置に配置されている。
As shown in FIG. 3A, the liquid
ガイド80には、少なくとも走査方向に平行な方向(X軸方向)を周期方向とする反射型の回折格子を含むスケール82が固定されている。また、投影系本体42は、スケール82に対向して配置されたヘッド84を有している。本実施形態では、上記スケール82とヘッド84とにより、投影系本体42の位置情報を求めるための計測系46(図2参照)を構成するエンコーダシステムが形成されている。また、アライメント顕微鏡62は、スケール82に対向して配置されたヘッド86を有している。本実施形態では、上記スケール82とヘッド86とにより、アライメント顕微鏡62の位置情報を求めるための計測系68(図2参照)を構成するエンコーダシステムが形成されている。ここで、ヘッド84,86は、それぞれスケール82に対してエンコーダ計測用のビームを照射し、スケール82を介したビーム(スケール82による反射ビーム)を受光して、その受光結果に基づいてスケール82に対する相対的な位置情報を出力可能となっている。
A
このように、本実施形態において、スケール82は、投影系本体42の位置情報を求めるための計測系46(図2参照)を構成し、アライメント顕微鏡62の位置情報を求めるための計測系68(図2参照)を構成する。すなわち、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とは、スケール82に形成された回折格子によって設定される共通の座標系(測長軸)に基づいて位置制御が行われる。なお、投影系本体42を駆動するための駆動系44(図2参照)、及びアライメント顕微鏡62を駆動するための駆動系66(図2参照)は、要素が一部共通であっても良いし、完全に独立した要素により構成されていても良い。
As described above, in the present embodiment, the
なお、上記計測系46、68(それぞれ図2参照)を構成するエンコーダシステムは、測長軸が、例えばX軸方向(走査方向)のみであるリニア(1DOF)エンコーダシステムであっても良いし、より多くの測長軸を有しても良い。例えば、ヘッド84、86をY軸方向に所定間隔で複数配置することにより、投影系本体42、アライメント顕微鏡62のθz方向の回転量を求めても良い。また、スケール82にXY2次元回折格子を形成し、X、Y、θz方向の3自由度方向に測長軸を有する3DOFエンコーダシステムとしても良い。さらに、ヘッド84、86として、回折格子の周期方向と併せてスケール面に直交する方向の測長が可能な公知の2次元ヘッドを複数用いることにより、投影系本体42、アライメント顕微鏡62の6自由度方向の位置情報を求めても良い。
The encoder system that constitutes the
図1に戻り、キャリブレーションセンサ70は、基板ステージ装置50の−X側に、該基板ステージ装置50とは独立に配置されている。キャリブレーションセンサ70の位置は、ガイド80、及びスケール82(それぞれ図3(a)参照)に対して固定である。キャリブレーションセンサ70は、複数の基準指標、観察光学系、及びカメラなど(それぞれ不図示)を有している。主制御装置90は、図3(a)に示されるように、マスクM、及び/又は投影系本体42を介して、照明系IL、及び/又は投影系本体42に関して公知のキャリブレーション動作(照度キャリブレーション、フォーカスキャリブレーションなど)を行なう。
Returning to FIG. 1, the
ここで、本実施形態において、投影系本体42、及びアライメント顕微鏡62は、共通のガイド80により案内されることから、一連の走査露光動作(アライメント計測動作を含む)時における移動範囲(移動経路)が重複(共通)している。そして、キャリブレーションセンサ70は、投影系本体42、及びアライメント顕微鏡62の移動経路上(走査露光のための移動経路の延長上)にキャリブレーションポジションが設定されるように配置されている。すなわち、液晶露光装置10では、一連の走査露光動作時に投影系本体42、及びアライメント顕微鏡62をそれぞれ移動経路に沿って移動させる途中で、キャリブレーションセンサ70を用いたキャリブレーション動作を行うことができる。
Here, in the present embodiment, since the projection system
ここで、主制御装置90は、図3(a)に示される位置で、マスクM、及び投影系本体42(レンズ)を介して、マスクMに形成されたマークとキャリブレーションセンサ70が有する基準マーク72との位置ズレ量を、キャリブレーションセンサ70の出力に基づいて求める。この後、主制御装置90は、図3(b)に示されるように、マスクMを移動させずに投影系本体42とアライメント顕微鏡62とを−X方向へ移動させ、マスクMとキャリブレーションセンサ70との間にアライメント顕微鏡62を配置する。そして、主制御装置90は、マスクMに形成されたマークと基準マーク72とをアライメント顕微鏡62に計測させ、投影系本体42を介して計測した上記位置ズレ量と、アライメント顕微鏡62の出力とに基づいて、投影系本体42に対するアライメント顕微鏡62のキャリブレーションを行う。
Here, the
キャリブレーションセンサ70は、図3(c)に示されるように、投影系本体42に形成されたマーク74を検出可能な不図示のセンサ(例えばカメラ)を有している。主制御装置90は、上記キャリブレーション動作時(図3(a)参照)に、その不図示のセンサを用いてマーク74の位置検出を行う。また、図3(b)に示される状態で、主制御装置90は、アライメント顕微鏡62の位置検出を行う。上記基準マーク72と、キャリブレーションセンサ70が有するセンサの検出視野の中心との間の距離は既知であるものとする。主制御装置90は、図3(b)及び図3(c)それぞれに示される状態におけるヘッド84、86の出力に基づいて、投影系本体42とアライメント顕微鏡62との位置関係(すなわち、スケール82に基づく各々の座標系の原点)の対応付けを行う。
As shown in FIG. 3C, the
以下、走査露光動作時における液晶露光装置10の動作の一例を、図4(a)〜図4(d)を用いて説明する。以下の露光動作は、主制御装置90(図4(a)〜図4(d)では不図示。図2参照)の管理下で行われる。
Hereinafter, an example of the operation of the liquid
本実施形態において、露光順が最初である区画領域(以下第1ショット領域S1と称する)は、基板Pの−X側且つ−Y側に設定されている。また、図4(a)〜図4(d)において、符号Aが付された矩形の領域は、走査露光動作時における投影系本体42の移動範囲(移動経路)を示し、符号CPが付された矩形の領域は、キャリブレーションセンサ70(図1参照)によってキャリブレーション動作が行われる位置(キャリブレーションポジション)を示す。投影系本体42の移動範囲Aは、例えば機械的、及び/又は電気的に設定される。また、基板P上の区画領域に付されたS2〜S4の符号は、それぞれ露光順序が2〜4番目のショット領域であることを示す。In this embodiment, the partitioned area having the first exposure order (hereinafter referred to as the first shot area S 1 ) is set on the −X side and the −Y side of the substrate P. In addition, in FIGS. 4A to 4D, a rectangular area denoted by reference symbol A indicates a movement range (movement path) of the projection system
主制御装置90は、一連の走査露光動作の開始に先立って、キャリブレーションセンサ70を用いた照明系IL、及び/又は投影系本体42に関するキャリブレーション動作(照度キャリブレーション、フォーカスキャリブレーションなど)を行なう(図3(a)参照)。
The
また、主制御装置90は、上記キャリブレーション動作とともに、キャリブレーションセンサ70を用いてアライメント顕微鏡62、及び投影系本体42それぞれの位置情報を求め(それぞれ図3(b)及び図3(c)参照)、両者の位置関係を対応付ける。以下の一連の走査露光動作時におけるアライメント顕微鏡62、及び投影系本体42の位置は、このときに求めたアライメント顕微鏡62、及び投影系本体42相互の位置関係に基づいて制御される。
In addition to the above calibration operation, the
主制御装置90は、図4(a)に示されるように、アライメント顕微鏡62を+X方向に駆動して、第1ショット領域S1内、及び第4ショット領域S4(第1ショット領域S1の+X側の区画領域)内に形成された、例えば8つのマークMkを検出し、該検出結果に基づいて、第1ショット領域S1の配列情報を求める。このように、8つのマークMkに基づいて第1ショット領域S1の配列情報を求めることにより、第1ショット領域S1に設けられた4つのマークMkのみに基づいて配列情報を求めるよりも、広い範囲にわたる統計的な傾向を考慮した配列情報を求めることができ、第1ショット領域S1に関するアライメント精度の向上が可能となる。なお、必要なアライメント精度を考慮し、適宜、第1ショット領域S1内の4つのマークMkのみを用いて第1ショット領域S1の配列情報を求めるようにしても構わない。As shown in FIG. 4A, the
第1ショット領域S1の配列情報を算出した後、主制御装置90は、図4(b)に示されるように、投影系本体42と照明系20の照明系本体22(図4(b)では不図示。図1参照)とを同期して+X方向に駆動して、第1ショット領域S1に対する1回目の走査露光を行う。After calculating the array information of the first shot area S 1 , the
主制御装置90は、上記配列情報の算出結果に応じて基板Pの微小位置制御を行いつつ、照明系20を制御して照明光ILをマスクM(図4(b)では不図示。図1参照)及び投影系本体42を介して基板P上に投射し、該照明光ILにより基板P上に生成される露光領域IA内にマスクパターンの一部を形成する。上述したように、本実施形態において、マスクM上に生成される照明領域IAM(図1参照)、及び基板P上に生成される露光領域IAは、Y軸方向に離間する一対の矩形の領域であるので、1回の走査露光動作により基板Pに転写されるマスクMのパターン像は、Y軸方向に離間した一対のX軸方向に延びる帯状の領域(ひとつの区画領域の全面積のうち半分の面積)内に形成される。
The
次いで、主制御装置90は、第1ショット領域S1の2回目の走査露光動作のため、図4(c)に示されるように、基板PおよびマスクMを−Y方向にステップ移動させる(図4(c)の黒矢印参照)。このときの基板Pのステップ移動量は、ひとつの区画領域のY軸方向の長さの、例えば1/4の長さである。また、この場合、基板PとマスクMの−Y方向へのステップ移動において、基板PとマスクMとの相対的な位置関係を変化させないように(あるいは、その相対位置関係を補正可能なように)ステップ移動させることが好ましい。Next,
以下、図4(d)に示されるように、主制御装置90は、投影系本体42を−X方向に駆動して第1ショット領域S1の2回目(復路)の走査露光動作を行う。これにより、1回目の走査露光動作により転写されたマスクパターンと、2回目の走査露光動作でにより転写されたマスクパターンとが第1ショット領域S1内で繋ぎ合わされ、マスクMのパターンの全体が第1ショット領域S1に転写される。なお、図4(c)に示されるように基板PおよびマスクMを−Y方向へステップ移動した後、2回目の走査露光を開始するまでに、基板PとマスクMとのアライメント計測を再度行い、その結果に基づいて相互の位置合わせを行うようにしても良い。これにより、第1ショット領域S1全体のアライメント精度、ひいては第1ショット領域S1へのマスクMのパターンの転写精度の向上が可能となる。Hereinafter, as shown in FIG. 4D,
以下、不図示であるが、主制御装置90は、第2ショット領域S2(第1ショット領域S1の+Y側の区画領域)に対して走査露光動作を行うために、基板Pを−Y方向にステップ移動させて第2ショット領域S2とマスクMとを対向させる。第2ショット領域S2に対する走査露光動作は、上述した第1ショット領域S1に対する走査露光動作と同じであるので説明を省略する。以下、主制御装置90は、マスクMのXステップ動作と基板PのYステップ動作の少なくとも一方を適宜行いつつ、第3、及び第4ショット領域S3、S4対する走査露光動作を行う。なお、第2〜第4ショット領域S2〜S4に対して走査露光動作を行う前にもキャリブレーションセンサ70を用いて上記アライメント顕微鏡62、及び投影系本体42の位置関係を求めても良い。また、第4ショット領域S4に対するアライメントを行う際に、上述した第1ショット領域S1のアライメント計測結果(EGA計算の結果)を利用してもよい。その場合、第4ショット領域S4とマスクMとを対向配置させた際には、マスクMのマークと基板PのマークMkとの各2点のマークに基づいてXY平面内の3自由度(X,Y,θz)方向の位置ずれを計測するだけでよく、第4ショット領域S4のアライメントにかかる時間を実質的に短くすることができる。Hereinafter, although not shown, the
ここで、上述したように走査露光動作において、主制御装置90は、照明系本体22と投影系本体42とを独立に且つ同期してスキャン方向に長ストロークで移動させることから、走査露光動作の開始前に、照明系本体22と投影系本体42とのスキャン方向の相対位置に関して位置合わせ(キャリブレーション)動作を行う。キャリブレーション動作において、主制御装置90は、図3(c)に示されるように、投影系本体42に形成されたマーク74を用いて、投影系本体42を所定の位置(投影系本体42を介して形成される像がキャリブレーションセンサ70上に結像される位置)に位置決めした後、照明系本体22をスキャン方向に移動させつつ、所定のキャリブレーション用のマーク(不図示)に照明光ILを照射し、該マークの像を投影系本体42(投影レンズ)を介してキャリブレーションセンサ70上に結像させる(図3(a)参照)。キャリブレーション用のマークとしては、例えばスリット状のマーク、周期的なパターンを有するマークなどを用いることができる。なお、キャリブレーション用のマークは、マスクMに形成されていても良いし、マスクM以外の部材(例えば、キャリブレーション専用の部材)に形成されていても良い。
Here, as described above, in the scanning exposure operation,
キャリブレーション用のマークとしてスリット状のマークを用いた場合、キャリブレーションセンサ70の出力からは、一例として図5に示されるようなグラフが得られる。図5のグラフにおいて、縦軸は、照明光ILの光強度を示し、横軸は、照明系本体22のX軸方向の位置を示している。主制御装置90は、図5に示されるグラフから、光強度のピーク近傍に対応するX位置の情報を取得し照明系本体22の位置決めを行う。情報は、照明系本体22のX位置の情報、照明系本体22の投影系本体42に対するX位置の情報、照明系本体22と投影系本体42とのX位置の差に関する情報、照明系本体22の位置を投影系本体42とのX位置に合わせる位置補正情報などである。そして以下の走査露光動作時には、上記位置決め完了時における投影系本体42と照明系本体22との相対位置関係が概ね維持されるように、投影系本体42と照明系本体22との位置制御を行う。なお、本キャリブレーション動作において、投影系本体42と照明系本体22との相対位置関係は、厳密に再現されなくても良く、ピーク時の光強度が概ね維持される(所望の光強度が得られる)範囲内であれば、投影系本体42と照明系本体22との相対位置関係の微小な位置ずれは許容される。
When a slit-shaped mark is used as the calibration mark, the graph of FIG. 5 is obtained from the output of the
また、上記キャリブレーション時における相対位置決め動作と同様に、走査露光動作時において、照明系本体22と投影系本体42とは、厳密に同期して(同速度で同方向に)移動する必要はなく、所定の相対位置誤差が許容される。すなわち、仮に走査露光動作中に照明系本体22と投影系本体42との相対位置がずれた場合には、基板P上にマスクパターンの像を形成するための投影系本体42(投影レンズ)の結像特性に変化が生じるが、この結像特性の変化に起因してマスクパターンの像崩れが生じなければ、その結像特性の変化は、パターン同士の重ね精度には影響がないものとして許容される。図6には、投影系本体42によって形成される投影領域IA(イメージフィールド)内に投影されたキャリブレーション用のマークが示されている。図6に示されるように、投影系本体42の結像特性が変化し、その変化前後(図6の矢印参照)でイメージフィールド内に形成されるキャリブレーション用のマークの像に位置ずれが生じても、実際にマスクパターンを基板Pに転写する際に像崩れが生じなければ、該結像特性の変化範囲を許容範囲とみなすことができ、従って、走査露光動作時における照明系本体22と投影系本体42との微小な相対位置誤差が許容される。
Further, similarly to the relative positioning operation at the time of calibration, it is not necessary that the illumination system
また、主制御装置90は、上記照明系本体22と投影系本体42とのキャリブレーション動作(相対位置合わせ動作)と併せて、投影系本体42の波面収差補正、つまり結像性能の補正を行う。主制御装置90は、照明系本体22と投影系本体42との相対位置合わせが完了した状態(すなわち図5のグラフで光強度がピークとなった状態)で、投影系本体42の波面収差をゼルニケ多項式を用いて求める。なお、波面収差の計測方法は、特に限定されないが、例えばマスクMが有する波面収差計測用マークを用いて計測しても良いし、シャックハルトマン型波面センサなどを用いても良い。主制御装置90は、投影系本体42(投影レンズ)が有する補正光学系(不図示)を用いて上記収差を補正する。なお、本実施形態では、波面収差を計測、補正するが、その他の収差(例えば、ザイデル収差)を計測、補正しても良い。
Further, the
また、照明系本体22と投影系本体42との相対位置関係を調整する(位置合わせする)キャリブレーションの手法は、上述したものに限られず、適宜変更が可能である。すなわち、上述したように、照明系本体22と投影系本体42とは、微小な位置ズレが許容されることから、両者の位置決め精度は、比較的ラフであっても良い場合がある。このため、図7に示されるように、位置決め用の固定部材であるメカブロック78に対して照明系本体22、及び投影系本体42それぞれを当接(図7の白矢印参照)させることによって、機械的に照明系本体22と投影系本体42とのキャリブレーション(位置合わせ)を行うことも可能である。
Further, the calibration method for adjusting (positioning) the relative positional relationship between the
上記キャリブレーション動作を行うタイミングは、特に限定されないが、例えば基板Pの処理枚数に応じて所定のタイミングで行なっても良いし、あるいは照明系本体22、投影系本体42の総移動距離に応じて行っても良い。また、露光装置10内に温度センサを設置し、温度変化に起因した照明系本体22、投影系本体42の位置計測誤差が生じる可能性がある場合に、キャリブレーションを行っても良い。
The timing of performing the calibration operation is not particularly limited, but may be performed at a predetermined timing according to the number of processed substrates P, or according to the total movement distance of the
以上説明した一実施形態に係る液晶露光装置10によれば、マスクM上のマークを検出する検出系と、基板P上のマークMkを検出する検出系とが、走査方向に関して実質的に共通の駆動系によって移動するため、本実施形態の液晶露光装置10のような、ビームスキャン式の走査露光装置にいけるアライメント計測精度を向上させることができる。
According to the liquid
また、投影系本体42とアライメント顕微鏡62も、走査方向に関して実質的に共通の駆動系によって移動するため、アライメント顕微鏡62によるアライメント計測結果に基づく露光精度を向上させることができる。
Further, since the projection system
また、キャリブレーションセンサ70によるキャリブレーションポジションは、アライメント顕微鏡62、及び投影系本体42の移動経路上に設けられている(図4(a)〜図4(d)参照)ので、キャリブレーション動作を行うことによる時間的なロス(いわゆるタクトタイムの低下)を抑制できる。
Further, since the calibration position by the
なお、以上説明した一実施形態の構成は、適宜変更が可能である。例えばキャリブレーションセンサ70(キャリブレーションポジション)は、基板ステージ装置50の−X側にも併せて設けられていても良い。
The configuration of the embodiment described above can be modified as appropriate. For example, the calibration sensor 70 (calibration position) may be provided also on the −X side of the
また、上記実施形態では、投影系本体42、及びアライメント顕微鏡62の位置情報を、スケール82によって座標系が定義されるエンコーダシステムにより求めたが、計測系の構成は、これに限られず、例えば光干渉計システムなどの他の計測システムを用いても良い。
Further, in the above-described embodiment, the position information of the projection system
また、上記実施形態では、投影系本体42の+X側に一対の検出視野を有する1組のアライメント顕微鏡62が配置されたが、アライメント顕微鏡の数は、これに限定されない。例えば、アライメント顕微鏡は、2組でも良く、例えば投影系本体42の+X側、及び−X側(スキャン方向の一側及び他側)に、それぞれアライメント顕微鏡62を配置しても良い。この場合、各区画領域に対する2回目の走査露光動作(すなわち、投影系本体42を−X方向に移動させて行う走査露光動作)の前に、−X側のアライメント顕微鏡62を用いてマークMkを検出することで、時間的なロスを抑制しつつ第1ショット領域S1全体のアライメント精度、ひいては第1ショット領域S1へのマスクMのパターンの転写精度の向上が可能となる。Further, in the above-described embodiment, one set of
また、上記実施形態では、第1ショット領域S1の走査露光の後、該第1ショット領域S1の+Y(上)側に設定された第2ショット領域S2の走査露光を行ったが、これに限られず、第1ショット領域S1の走査露光の次に第4ショット領域S4の走査露光を行っても良い。この場合、例えば第1ショット領域S1に対向するマスクと、第4ショット領域S4に対応するマスクと(合計で2枚のマスク)を用いることにより、第1及び第4ショット領域S1、S4を連続して走査露光することができる。また、第1ショット領域S1の走査露光の後にマスクMを+X方向にステップ移動させて第4ショット領域S4の走査露光を行っても良い。In the above embodiment, after the scanning exposure of the first shot area S 1 , the scanning exposure of the second shot area S 2 set on the +Y (upper) side of the first shot area S 1 is performed. The invention is not limited to this, and the scanning exposure of the fourth shot area S 4 may be performed after the scanning exposure of the first shot area S 1 . In this case, for example, by using a mask facing the first shot region S 1 and a mask corresponding to the fourth shot region S 4 (two masks in total), the first and fourth shot regions S 1 , S 4 can be continuously scanned and exposed. Further, after the scanning exposure of the first shot area S 1 , the mask M may be step-moved in the +X direction to perform the scanning exposure of the fourth shot area S 4 .
また、上記実施形態では、マークMkは、各区画領域(第1〜第4ショット領域S1〜S4)内に形成されたが、これに限られず、隣接する区画領域間の領域(いわゆるスクライブライン)内に形成されていても良い。Further, in the above-described embodiment, the mark Mk is formed in each divided area (first to fourth shot areas S 1 to S 4 ), but the invention is not limited to this, and an area between adjacent divided areas (so-called scribe). Line) may be formed.
また、上記実施形態では、Y軸方向に離間した一対の照明領域IAM、露光領域IAをそれぞれマスクM、基板P上に生成したが(図1参照)、照明領域IAM、及び露光領域IAの形状、長さは、これに限られず適宜変更可能である。例えば、照明領域IAM、露光領域IAのY軸方向の長さは、それぞれマスクMのパターン面、基板P上のひとつの区画領域のY軸方向の長さと等しくても良い。この場合、各区画領域に対して1回の走査露光動作でマスクパターンの転写が終了する。あるいは、照明領域IAM、露光領域IAは、Y軸方向の長さがそれぞれマスクMのパターン面、基板P上のひとつの区画領域のY軸方向の長さの半分であるひとつの領域であっても良い。この場合は、上記実施形態と同様に、ひとつの区画領域に対して2回の走査露光動作を行う必要がある。 Further, in the above-described embodiment, a pair of the illumination area IAM and the exposure area IA separated in the Y-axis direction are generated on the mask M and the substrate P (see FIG. 1), but the shapes of the illumination area IAM and the exposure area IA are formed. The length is not limited to this and can be changed as appropriate. For example, the lengths of the illumination area IAM and the exposure area IA in the Y-axis direction may be equal to the lengths of the pattern surface of the mask M and one partitioned area on the substrate P in the Y-axis direction. In this case, the transfer of the mask pattern is completed by one scanning exposure operation for each divided area. Alternatively, the illumination area IAM and the exposure area IA are one area whose length in the Y-axis direction is half the length in the Y-axis direction of the pattern surface of the mask M and one partitioned area on the substrate P, respectively. Is also good. In this case, as in the above embodiment, it is necessary to perform the scanning exposure operation twice for one divided area.
また、上記実施形態のように、ひとつのマスクパターンを区画領域に形成するために、投影系本体42を往復させて繋ぎ合わせ露光を行う場合、互いに異なる検出視野を有する往路用及び復路用のアライメント顕微鏡を走査方向(X方向)に関して投影系本体42の前後に配置しても良い。この場合、例えば往路用(1回目の露光動作用)のアライメント顕微鏡により、区画領域の四隅のマークMkを検出し、復路用(2回目の露光動作用)のアライメント顕微鏡によって、継ぎ部近傍のマークMkを検出しても良い。ここで、継ぎ部とは、往路の走査露光で露光された領域(パターンが転写された領域)と復路の走査露光で露光された領域(パターンが転写された領域)との継ぎ合わせ部分を意味する。継ぎ部近傍のマークMkとしては、予め基板にマークMkを形成しても良いし、露光済みのパターンをマークMkとしても良い。
Further, when the projection system
また、上記実施形態では、照明系20の照明系本体22を駆動するための駆動系24、マスクステージ装置30のステージ本体32を駆動するための駆動系34、投影光学系40の投影系本体42を駆動するための駆動系44、基板ステージ装置50のステージ本体52を駆動するための駆動系54、及びアライメント系60のアライメント顕微鏡62を駆動するための駆動系66(それぞれ図2参照)が、それぞれリニアモータを含む場合について説明したが、上記照明系本体22、ステージ本体32、投影系本体42、ステージ本体52、及びアライメント顕微鏡62を駆動するためのアクチュエータの種類は、これに限られず、適宜変更が可能であり、例えば送りネジ(ボールネジ)装置、ベルト駆動装置などの各種アクチュエータを適宜用いることが可能である。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、照明系20の照明系本体22の位置計測を行うための計測系26、マスクステージ装置30のステージ本体32の位置計測を行うための計測系36、投影光学系40の投影系本体42の位置計測を行うための計測系46、基板ステージ装置50のステージ本体52の位置計測を行うための計測系56、及びアライメント系60のアライメント顕微鏡62の位置計測を行うための計測系68(それぞれ図2参照)が、それぞれリニアエンコーダを含む場合について説明したが、上記照明系本体22、ステージ本体32、投影系本体42、ステージ本体52、及びアライメント顕微鏡62の位置計測を行うための計測システムの種類は、これに限られず、適宜変更が可能であり、例えば光干渉計、あるいはリニアエンコーダと光干渉計とを併用した計測系などの各種計測システムを適宜用いることが可能である。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、照明系20で用いられる光源、及び該光源から照射される照明光ILの波長は、特に限定されず、例えばArFエキシマレーザ光(波長193nm)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの紫外光や、F2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光であっても良い。In the above embodiment, the wavelength of the light source used in the
また、上記実施形態では、光源を含む照明系本体22が走査方向に駆動されたが、これに限られず、例えば特開2000−12422号公報に開示される露光装置と同様に、光源を固定とし、照明光ILのみが走査方向に走査されるようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the illumination system
また、照明領域IAM、露光領域IAは、上記実施形態ではY軸方向に延びる帯状に形成されたが、これに限られず、例えば米国特許第5,729,331号明細書に開示されるように、千鳥状に配置された複数の領域を組み合わせても良い。 Further, although the illumination area IAM and the exposure area IA are formed in a band shape extending in the Y-axis direction in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and as disclosed in, for example, US Pat. No. 5,729,331. Alternatively, a plurality of areas arranged in a staggered pattern may be combined.
また、上記各実施形態では、マスクM、及び基板Pが、水平面に直交するように配置(いわゆる縦置き配置)されたが、これに限られず、マスクM、及び基板Pは、水平面に平行に配置されても良い。この場合、照明光ILの光軸は、重力方向とほぼ平行とされる。 Further, in each of the above-described embodiments, the mask M and the substrate P are arranged so as to be orthogonal to the horizontal plane (so-called vertical arrangement), but the present invention is not limited to this, and the mask M and the substrate P are parallel to the horizontal plane. It may be arranged. In this case, the optical axis of the illumination light IL is substantially parallel to the gravity direction.
また走査露光動作時にアライメント計測の結果に応じて基板PのXY平面内の微小位置決めを行ったが、これと併せて、走査露光動作前に(あるいは走査露光動作と並行して)基板Pの面位置情報を求め、走査露光動作中に基板Pの面位置制御(いわゆるオートフォーカス制御)を行っても良い。 In addition, during the scanning exposure operation, the fine positioning in the XY plane of the substrate P was performed according to the result of the alignment measurement. Together with this, the surface of the substrate P before the scanning exposure operation (or in parallel with the scanning exposure operation). The position information may be obtained and surface position control of the substrate P (so-called autofocus control) may be performed during the scanning exposure operation.
また、露光装置の用途としては、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば有機EL(Electro-Luminescence)パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも適用できる。 Further, the application of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for a liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a rectangular glass plate, and for example, an exposure apparatus for manufacturing an organic EL (Electro-Luminescence) panel, a semiconductor It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing, a thin film magnetic head, an exposure apparatus for manufacturing a micromachine, a DNA chip and the like. Further, not only microdevices such as semiconductor elements, but also glass substrates or silicon wafers for manufacturing masks or reticles used in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc. It can also be applied to an exposure device that transfers a circuit pattern onto a substrate.
また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状(可撓性を有するシート状の部材)のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が500mm以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。また、露光対象の基板が可撓性を有するシート状である場合には、該シートがロール状に形成されていても良い。この場合、ステージ装置のステップ動作によらず、ロールを回転させる(巻き取る)ことによって、容易に照明領域(照明光)に対して露光対象の区画領域を変更する(ステップ移動させる)ことができる。 The object to be exposed is not limited to the glass plate, but may be another object such as a wafer, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. Further, when the exposure target is a substrate for a flat panel display, the thickness of the substrate is not particularly limited, and includes, for example, a film-shaped (sheet-shaped member having flexibility). The exposure apparatus of this embodiment is particularly effective when a substrate having a side length or a diagonal length of 500 mm or more is an exposure target. Further, when the substrate to be exposed has a flexible sheet shape, the sheet may be formed in a roll shape. In this case, it is possible to easily change (step move) the division area of the exposure target with respect to the illumination area (illumination light) by rotating (rolling up) the roll regardless of the step operation of the stage device. ..
液晶表示素子(あるいは半導体素子)などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク(あるいはレチクル)を製作するステップ、ガラス基板(あるいはウエハ)を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク(レチクル)のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。 For electronic devices such as liquid crystal display elements (or semiconductor elements), the step of designing the function/performance of the device, the step of producing a mask (or reticle) based on this design step, the step of producing a glass substrate (or wafer) The exposure apparatus of each of the embodiments described above, and a lithography step of transferring a mask (reticle) pattern onto a glass substrate by the exposure method, a development step of developing the exposed glass substrate, and a portion other than the portion where the resist remains It is manufactured through an etching step of removing an exposed member of a portion by etching, a resist removing step of removing a resist which is no longer needed after etching, a device assembling step, an inspection step and the like. In this case, in the lithography step, the above-mentioned exposure method is executed by using the exposure apparatus of the above-described embodiment, and the device pattern is formed on the glass substrate, so that a highly integrated device can be manufactured with high productivity. ..
以上説明したように、本発明の露光装置は、物体を走査露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。 As described above, the exposure apparatus of the present invention is suitable for scanning and exposing an object. Moreover, the manufacturing method of the flat panel display of the present invention is suitable for the production of the flat panel display. Moreover, the device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of microdevices.
10…液晶露光装置、20…照明系、30…マスクステージ装置、40…投影光学系、50…基板ステージ装置、60…アライメント系、70…キャリブレーションセンサ、M…マスク、P…基板。 10... Liquid crystal exposure device, 20... Illumination system, 30... Mask stage device, 40... Projection optical system, 50... Substrate stage device, 60... Alignment system, 70... Calibration sensor, M... Mask, P... Substrate.
Claims (36)
前記照明系を前記走査方向へ移動させる第1駆動系と、
前記投影光学系を前記走査方向へ移動させる第2駆動系と
前記第1および第2駆動系により前記照明系及び前記投影光学系を前記走査方向へ移動させるための位置に関する情報を取得する取得部と、
前記走査露光において、前記情報に基づいて前記照明系及び前記投影光学系の位置関係の変化が所定範囲内に収まるように前記第1および第2駆動系を制御する制御系と、を備え、
前記取得部は、前記投影光学系を通過する光を受光する受光部を有し、
前記第1駆動系は、前記投影光学系に対する前記照明系からの光の入射位置が第1位置から第2位置へ移動するように前記照明系を移動させ、
前記取得部は、前記光の入射位置が前記第1及び第2位置のときの前記受光部の受光結果に基づいて前記情報を取得する露光装置。 Light from the illumination system is emitted to the object through the projection optical system, the illumination system and the projection optical system are relatively moved with respect to the object in the scanning direction, and scanning exposure is performed on the object to form a predetermined pattern. An exposure apparatus which is formed on the object,
A first drive system for moving the illumination system in the scanning direction;
A second drive system for moving the projection optical system in the scanning direction;
An acquisition unit that acquires information about a position for moving the illumination system and the projection optical system in the scanning direction by the first and second drive systems ;
In the scanning exposure, a control system that controls the first and second drive systems so that a change in the positional relationship between the illumination system and the projection optical system falls within a predetermined range based on the information ,
The acquisition unit includes a light receiving unit that receives light that passes through the projection optical system,
The first drive system moves the illumination system so that an incident position of light from the illumination system with respect to the projection optical system moves from a first position to a second position,
The acquisition unit, the incident position of the light get the information based on the light receiving result of the light receiving portion when said first and second position exposing device.
前記基準マークを検出するマーク検出系と、
前記マーク検出系を、前記基準マークの検出位置に位置させるため前記走査方向へ移動させる第3駆動系と、をさらに備え、
前記制御系は、前記第2及び第3駆動系を制御して、前記基準マークを介して前記投影光学系と前記マーク検出系との相対的な第1の位置関係を求める請求項1に記載の露光装置。 The light receiving unit has a reference mark,
A mark detection system for detecting the reference mark,
A third drive system for moving the mark detection system in the scanning direction to position it at the detection position of the reference mark,
Wherein the control system controls the second and third drive system, according to claim 1 via the reference mark obtaining a relative first position relation between the mark detecting system and the projection optical system Exposure equipment.
前記制御系は、前記第1及び第2マーク検出系の一方のマーク検出系が前記基準マークを検出するときの前記一方のマーク検出系の検出結果と他方のマーク検出系の検出結果とに基づいて、前記第1及び第2マーク検出系の相対的な第2の位置関係を求める請求項4に記載の露光装置。 The mark detection system has a first mark detection system for detecting a mark provided on the object and a second mark detection system for detecting a mark provided on a mask having the predetermined pattern,
The control system is based on a detection result of the one mark detection system and a detection result of the other mark detection system when one of the first and second mark detection systems detects the reference mark. The exposure apparatus according to claim 4 , wherein the relative second positional relationship between the first and second mark detection systems is obtained.
前記第2、第3、第4の位置関係に基づいて前記第1の位置関係を求める請求項7に記載の露光装置。 The control system obtains a relative fourth positional relationship between the projection optical system and the reference mark,
The exposure apparatus according to claim 7 , wherein the first positional relationship is obtained based on the second, third, and fourth positional relationships.
前記走査方向に移動可能に設けられ、前記パターンを有するパターン保持体が有するパターン側マークを検出可能な第1マーク検出系と、
前記第1マーク検出系を前記走査方向に移動させる第1駆動系と、
前記走査方向に移動可能に設けられ、前記物体に設けられた物体側マークを検出可能な第2マーク検出系と、
前記第2マーク検出系を前記走査方向に移動させる第2駆動系と、
前記第1及び第2マーク検出系の出力に基づいて、前記パターン保持体と前記物体との相対的な位置合わせを行う制御装置と、を備え、
前記第1駆動系を構成する要素と前記第2駆動系を構成する要素とが、少なくとも一部共通である露光装置。 An exposure apparatus for forming a pattern on the object by a scanning exposure operation of scanning an energy beam in the scanning direction on the object,
A first mark detection system that is movable in the scanning direction and that can detect a pattern-side mark of a pattern holder having the pattern;
A first drive system for moving the first mark detection system in the scanning direction;
A second mark detection system that is movable in the scanning direction and that can detect an object-side mark provided on the object;
A second drive system for moving the second mark detection system in the scanning direction;
A controller for performing relative alignment between the pattern holder and the object based on the outputs of the first and second mark detection systems,
An exposure apparatus in which the elements forming the first drive system and the elements forming the second drive system are at least partially common.
前記物体は、前記照明系からの光が照射される露光面が前記水平面に対して直交した状態で配置される請求項1〜13の何れか一項に記載の露光装置。 The optical axis of the projection optical system is parallel to the horizontal plane,
Wherein the object, an exposure apparatus according to any one of claim 1 to 13, light from the illumination system is arranged in a state where the exposure plane is perpendicular to the horizontal plane to be irradiated.
露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。 And exposing the object using the exposure apparatus according to any one of claims 1-16,
Developing the exposed object, a method of manufacturing a flat panel display.
露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。 And exposing the object using the exposure apparatus according to any one of claims 1-16,
Developing the exposed object.
第1駆動系を用いて前記走査方向へ前記照明系を移動させることと、
第2駆動系を用いて前記走査方向へ前記投影光学系を移動させることと、
前記第1および第2駆動系により前記照明系及び前記投影光学系を前記走査方向へ移動させるための位置に関する情報を取得部を用いて取得することと、
前記走査露光において、前記情報に基づいて前記照明系及び前記投影光学系の位置関係の変化が所定範囲内に収まるように前記第1および第2駆動系を制御することと、を含み、
前記照明系を移動させることでは、前記投影光学系に対する前記照明系からの光の入射位置が第1位置から第2位置へ移動するように前記照明系を移動させ、
前記投影光学系を通過する光を、受光部を用いて受光すること、をさらに含み、
前記取得することでは、前記取得部を用いて、前記光の入射位置が前記第1及び第2位置のときの前記受光部の受光結果に基づいて前記情報を取得する露光方法。 Light from the illumination system is emitted to the object through the projection optical system, the illumination system and the projection optical system are relatively moved with respect to the object in the scanning direction, and scanning exposure is performed on the object to form a predetermined pattern. An exposure method for forming on the object,
Moving the illumination system in the scanning direction using a first drive system;
Moving the projection optical system in the scanning direction using a second drive system;
Acquiring information about a position for moving the illumination system and the projection optical system in the scanning direction by the first and second drive systems , using an acquisition unit;
In the scanning exposure, see contains and a possible change in the positional relationship between the illumination system and the projection optical system for controlling the first and second driving systems so as to fall within a predetermined range based on said information,
Moving the illumination system moves the illumination system such that the incident position of light from the illumination system on the projection optical system moves from the first position to the second position,
Further comprising receiving light passing through the projection optical system using a light receiving section,
In the acquisition, the exposure method is, in which the acquisition unit is used to acquire the information based on a light reception result of the light reception unit when the incident position of the light is at the first and second positions.
前記基準マークを、マーク検出系を用いて検出することと、
前記マーク検出系を前記基準マークの検出位置に位置させるため第3駆動系を用いて前記走査方向へ移動させることと、
をさらに含み、
前記制御することでは、前記第2及び第3駆動系を制御して、前記基準マークを介して前記投影光学系と前記マーク検出系との相対的な第1の位置関係を求める請求項19に記載の露光方法。 The light receiving unit has a reference mark,
Detecting the reference mark using a mark detection system,
And moving to the scanning direction using a third drive system for positioning the mark detection system in the detection position of the reference mark,
Further including,
Is that wherein the controlling controls the second and third driving system, in claim 19 for determining the relative first position relation between the mark detecting system and the projection optical system via the reference mark The exposure method described.
前記制御することでは、前記第1及び第2マーク検出系の一方のマーク検出系が前記基準マークを検出するときの前記一方のマーク検出系の検出結果と他方のマーク検出系の検出結果とに基づいて、前記第1及び第2マーク検出系の相対的な第2の位置関係を求める請求項22に記載の露光方法。 The mark detection system has a first mark detection system for detecting a mark provided on the object and a second mark detection system for detecting a mark provided on a mask having the predetermined pattern,
By performing the control, the detection result of the one mark detection system and the detection result of the other mark detection system when one of the first and second mark detection systems detects the reference mark is set. 23. The exposure method according to claim 22 , wherein a relative second positional relationship between the first and second mark detection systems is obtained based on the above.
前記走査方向に移動可能に設けられた第1マーク検出系を用いて、前記パターンを有するパターン保持体が有するパターン側マークを検出することと、
前記第1マーク検出系を前記走査方向に第1駆動系を用いて移動させることと、
前記走査方向に移動可能に設けられた第2マーク検出系を用いて、前記物体に設けられた物体側マークを検出することと、
前記第2マーク検出系を前記走査方向に第2駆動系を用いて移動させることと、
前記第1及び第2マーク検出系の出力に基づいて、前記パターン保持体と前記物体との相対的な位置合わせを行うことと、を含み、
前記第1駆動系を構成する要素と前記第2駆動系を構成する要素とが、少なくとも一部共通である露光方法。 A scanning exposure operation of scanning an energy beam in the scanning direction on an object, which is an exposure method for forming a pattern on the object,
Detecting a pattern-side mark of a pattern holder having the pattern using a first mark detection system movably provided in the scanning direction;
Moving the first mark detection system in the scanning direction using a first drive system;
Detecting an object-side mark provided on the object using a second mark detection system provided so as to be movable in the scanning direction;
Moving the second mark detection system in the scanning direction using a second drive system;
Performing relative alignment between the pattern holder and the object based on the outputs of the first and second mark detection systems,
An exposure method in which an element forming the first drive system and an element forming the second drive system are at least partially common.
前記物体は、前記照明系からの光が照射される露光面が前記水平面に対して直交した状態で配置される請求項19〜31の何れか一項に記載の露光方法。 The optical axis of the projection optical system is parallel to the horizontal plane,
Wherein the object exposure method according to any one of claims 19 to 31, light from the illumination system is arranged in a state where the exposure plane is perpendicular to the horizontal plane to be irradiated.
露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。 Exposing the object using the exposure method according to any one of claims 19 to 34 ;
Developing the exposed object, a method of manufacturing a flat panel display.
露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。 Exposing the object using the exposure method according to any one of claims 19 to 34 ;
Developing the exposed object.
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