JPH07302754A - Scanning type aligner - Google Patents

Scanning type aligner

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JPH07302754A
JPH07302754A JP6114782A JP11478294A JPH07302754A JP H07302754 A JPH07302754 A JP H07302754A JP 6114782 A JP6114782 A JP 6114782A JP 11478294 A JP11478294 A JP 11478294A JP H07302754 A JPH07302754 A JP H07302754A
Authority
JP
Japan
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mask
photosensitive substrate
exposure
scanning
positional relationship
Prior art date
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Pending
Application number
JP6114782A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Miyazaki
聖二 宮崎
Kazuaki Saeki
和明 佐伯
Kei Nara
圭 奈良
Tomohide Hamada
智秀 浜田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH07302754A publication Critical patent/JPH07302754A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the throughput more than conventional one when the relative positional relation between a mask and a sensing substrate is corrected before exposure. CONSTITUTION:The relative positional relation between a mask 3 and a sensing substrate 4 in transit is previously detected as exposure starting position. In case of exposure, previously detected positional data are read out of a memory 11 so as to correct the relative positional relation. Through these procedures, even if the mask 3 and the sensing substrate 4 including the rapid fluctuation in the flatness unable to be predicted by conventional method wherein relative positional relation of the mask 3 and the sensing substrate 4 in the exposure scanning has been measured and corrected are included, the throughput will not be decreased, thereby enabling the exposure to be performed causing no defective image-formation at all.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は走査型露光装置に関し、
例えば液晶表示デバイスの製造に用いる露光装置に適用
して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning type exposure apparatus,
For example, it is suitable for application to an exposure apparatus used for manufacturing a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の露光装置では、走査露光
中にマスクと感光基板の面内方向の相対位置と、投影光
学系の光軸方向の位置とを検出するとともに、相対位置
の位置決め(アライメント動作)と光軸方向の位置決め
(フオーカス動作)を同時(すなわちリアルタイム)に
補正する方式が採用されている。すなわち走査露光中に
マスクと感光基板との相対的な位置関係を補正しながら
マスク上に形成されているパターンを感光基板側に露光
する方式が採られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of exposure apparatus, the relative position of the mask and the photosensitive substrate in the in-plane direction and the position of the projection optical system in the optical axis direction are detected and the relative position is determined during scanning exposure. (Alignment operation) and positioning in the optical axis direction (focus operation) are simultaneously (ie, in real time) corrected. That is, a method is adopted in which the pattern formed on the mask is exposed on the photosensitive substrate side while correcting the relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate during scanning exposure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところがこの方式では
装置自身に起因した要因(機構的な応答性や制御系の精
度等)や材料に起因した要因(マスクや感光基板自身の
もつ急峻な平坦度の変化等)のために入力結果や検出結
果に対する補正動作が遅れ、補正動作が走査速度に追従
しきれないことがあつた。このような場合には常に良好
な精度範囲内にマスクと感光基板の位置関係を保つこと
ができず、部分的な解像度の低下に起因してデバイスの
動作不良が発生するおそれがあつた。
However, in this method, the factors caused by the apparatus itself (mechanical response, accuracy of control system, etc.) and the factors caused by materials (the steep flatness of the mask and the photosensitive substrate itself) are used. However, the correction operation for the input result and the detection result may be delayed due to the change of (1) and the like, and the correction operation may not follow the scanning speed. In such a case, the positional relationship between the mask and the photosensitive substrate cannot always be maintained within a favorable accuracy range, and there is a possibility that the device may malfunction due to a partial reduction in resolution.

【0004】例えばマスクや感光基板の平坦度には厚み
ばらつき、また、感光基板では特に、熱処理による変形
や支持面との間に混入した異物等によつて部分的に急峻
な変化が発生し易い。従つて、このような変化が発生し
た場合には、変化量の検出から駆動系による位置補正ま
での時間が走査速度に間に合わず、解像度の低下が発生
するおそれがあつた。また補正量の検出に使用される計
測点を露光領域内に設けることができる場合には計測値
から補正量を直接求めることができるが、計測点を露光
領域の外側に設けなければならない場合には補正量はあ
くまでも計測値からの予測になるために補正量が急峻な
変化に対応しきれないおそれがあつた。そこでこのよう
な問題を回避するため走査速度を低下させて露光するこ
とが考えられるが、スループツト(すなわち処理能力)
の低下を避け得なかつた。
For example, the flatness of the mask or the photosensitive substrate varies in thickness, and particularly in the photosensitive substrate, a steep change is likely to occur partially due to deformation due to heat treatment or foreign substances mixed in with the supporting surface. . Therefore, when such a change occurs, the time from the detection of the change amount to the position correction by the drive system may not be in time for the scanning speed, and the resolution may be deteriorated. If the measurement point used to detect the correction amount can be provided in the exposure area, the correction amount can be obtained directly from the measurement value, but if the measurement point must be provided outside the exposure area, Since the correction amount is only predicted from the measured value, there is a possibility that the correction amount may not be able to cope with a sharp change. Therefore, in order to avoid such a problem, it is conceivable to reduce the scanning speed to perform exposure, but throughput (that is, processing capacity)
It was a good idea to avoid the decline of.

【0005】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、平坦度に予測不能な変化が生じた場合にも高スルー
プツトのままマスクと感光基板との相対的な位置関係を
適正な位置関係に補正して露光することができる走査型
露光装置を提案しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points. Even when an unpredictable change in flatness occurs, the relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate is maintained at a proper position while maintaining a high throughput. The present invention intends to propose a scanning type exposure apparatus that can perform exposure by correcting the relationship.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、マスク(3)を照明し、該マスク
(3)の像を投影光学系(2A)、(2B)を介して感
光基板(4)上に投影すると共に、マスク(3)と感光
基板(4)とを投影光学系(2A)、(2B)に対して
走査させることにより、マスク(3)の全面を感光基板
(4)上に露光する走査型露光装置において、マスク
(3)と感光基板(4)との相対的な位置関係を検出す
る位置検出手段(7)、(8)、(9)、(10)と、
位置検出手段(7)、(8)、(9)、(10)によつ
て得られた位置情報を記憶する記憶手段(11)と、記
憶手段(11)から読み出した位置情報に基づいてマス
ク(3)と感光基板(4)間の相対的な位置関係を補正
する位置補正手段(13)、(14)、(15)と、マ
スク(3)と感光基板(4)が投影光学系(2A)、
(2B)の投影領域を通過して露光開始位置に搬送され
る際、位置検出手段(7)、(8)、(9)、(10)
によつてマスク(3)と感光基板(4)との相対的な位
置関係を検出し、マスク(3)と感光基板(4)が露光
開始位置に停止している際及び又は露光の際、位置補正
手段(13)、(14)、(15)によつて記憶手段
(11)から読み出した位置情報に基づいてマスク
(3)と感光基板(4)との相対的な位置関係を補正す
る制御手段(12)とを設けるようにする。
In order to solve such a problem, in the present invention, the mask (3) is illuminated and the image of the mask (3) is exposed through the projection optical systems (2A) and (2B). By projecting onto the substrate (4) and scanning the mask (3) and the photosensitive substrate (4) with respect to the projection optical systems (2A) and (2B), the entire surface of the mask (3) is exposed to the photosensitive substrate (2). 4) Position detection means (7), (8), (9), (10) for detecting the relative positional relationship between the mask (3) and the photosensitive substrate (4) in a scanning type exposure apparatus that exposes light onto the surface. When,
A storage means (11) for storing the position information obtained by the position detection means (7), (8), (9), (10), and a mask based on the position information read from the storage means (11). The position correction means (13), (14) and (15) for correcting the relative positional relationship between (3) and the photosensitive substrate (4), the mask (3) and the photosensitive substrate (4) are used as the projection optical system ( 2A),
Position detection means (7), (8), (9), (10) when being conveyed to the exposure start position through the projection area of (2B).
To detect the relative positional relationship between the mask (3) and the photosensitive substrate (4), and when the mask (3) and the photosensitive substrate (4) are stopped at the exposure start position and / or during exposure, The relative positional relationship between the mask (3) and the photosensitive substrate (4) is corrected based on the position information read from the storage means (11) by the position correction means (13), (14) and (15). A control means (12) is provided.

【0007】また本発明においては、位置情報は、投影
光学系(2A)、(2B)の光軸に対して垂直な方向に
関する第1の位置情報と、投影光学系(2A)、(2
B)の光軸方向に関する第2の位置情報とする。さらに
本発明においては、第1の位置情報はマスク(3)と感
光基板(4)との相対的な位置であり、第2の位置情報
はマスク(3)と感光基板(4)の光軸方向に関する相
対位置及びマスク(3)と感光基板(4)の相対的な傾
斜量とする。
In the present invention, the position information is the first position information regarding the direction perpendicular to the optical axes of the projection optical systems (2A) and (2B), and the projection optical systems (2A) and (2).
This is the second position information regarding the optical axis direction of B). Further, in the present invention, the first position information is the relative position of the mask (3) and the photosensitive substrate (4), and the second position information is the optical axis of the mask (3) and the photosensitive substrate (4). The relative position in the direction and the relative tilt amount between the mask (3) and the photosensitive substrate (4).

【0008】また本発明においては、制御手段(12)
は、マスク(3)と感光基板(4)とが露光開始位置に
停止している際、マスク(3)と感光基板(4)との相
対的な位置に基づいて位置補正手段(13)、(1
4)、(15)を制御し、マスク(3)と感光基板
(4)との位置関係のうち投影光学系(2A)、(2
B)の光軸に対して垂直な方向に関する位置関係を補正
し、露光の際、マスク(3)と感光基板(4)の光軸方
向に関する相対位置及び又はマスク(3)と感光基板
(4)の相対的な傾斜量に基づいて位置補正手段(1
3)、(14)、(15)を制御し、マスク(3)と感
光基板(4)との位置関係のうち投影光学系(2A)、
(2B)の光軸方向に関する位置関係を補正させる。
Further, in the present invention, the control means (12)
Is a position correction means (13) based on the relative position of the mask (3) and the photosensitive substrate (4) when the mask (3) and the photosensitive substrate (4) are stopped at the exposure start position. (1
4) and 15) to control the projection optical systems (2A) and (2) in the positional relationship between the mask (3) and the photosensitive substrate (4).
The positional relationship in the direction perpendicular to the optical axis of B) is corrected, and during exposure, the relative position of the mask (3) and the photosensitive substrate (4) in the optical axis direction and / or the mask (3) and the photosensitive substrate (4). Position correction means (1
3), (14), and (15) are controlled, and the projection optical system (2A), among the positional relationships between the mask (3) and the photosensitive substrate (4),
The positional relationship of (2B) in the optical axis direction is corrected.

【0009】また本発明においては、記憶手段(11)
は、位置検出手段(7)、(8)、(9)、(10)に
よつて検出された走査方向に関する任意の位置に対する
位置情報に基づいて得られるデータマツプを保持するよ
うにする。
Further, in the present invention, the storage means (11)
Holds the data map obtained based on the position information for the arbitrary position in the scanning direction detected by the position detecting means (7), (8), (9), (10).

【0010】また本発明においては、位置補正手段(1
3)、(14)、(15)は、データマツプから読み出
した位置情報に基づいて求められるマスク(3)の面に
対して存在すべき平均的な感光基板(4)の面又は感光
基板(4)の面に対して存在すべき平均的なマスク
(3)の面に一致するように感光基板(4)又はマスク
(3)の位置関係を露光開始位置に停止している際に予
め補正するようにする。
In the present invention, the position correction means (1
3), (14) and (15) are the average surface of the photosensitive substrate (4) or the photosensitive substrate (4) which should be present with respect to the surface of the mask (3) obtained based on the position information read from the data map. ) Is corrected in advance when the photosensitive substrate (4) or the mask (3) is stopped at the exposure start position so as to coincide with the average surface of the mask (3) that should exist. To do so.

【0011】また本発明においては、位置補正手段(1
3)、(14)、(15)は、データマツプから読み出
した位置情報に基づいて任意の位置における補正値を表
す補正マツプを作成し、該補正マツプに従つてマスク
(3)及び又は感光基板(4)の位置関係を露光の際に
逐次補正するようにする。
In the present invention, the position correction means (1
3), 14) and 15) create a correction map representing a correction value at an arbitrary position based on the position information read from the data map, and according to the correction map, the mask (3) and / or the photosensitive substrate ( The positional relationship of 4) is sequentially corrected during exposure.

【0012】[0012]

【作用】露光開始位置に搬送中に、マスク(3)と感光
基板(4)の相対的な位置関係を予め検出しておき、露
光の際には予め検出された位置情報を記憶手段(11)
から読み出してマスク(3)と感光基板(4)との相対
的な位置関係を補正することにより、露光走査中にマス
ク(3)と感光基板(4)との相対的な位置関係の測定
と補正とを同時に実行する従来の方法では予測できない
ような急峻な変化が含まれるマスク(3)と感光基板
(4)を用いる場合にもスループツトを低下させること
なく、結像不良が発生するおそれなく露光することがで
きる。
The relative positional relationship between the mask (3) and the photosensitive substrate (4) is previously detected during the transportation to the exposure start position, and the previously detected position information is stored in the storage means (11) at the time of exposure. )
And the relative positional relationship between the mask (3) and the photosensitive substrate (4) is corrected to read the relative positional relationship between the mask (3) and the photosensitive substrate (4) during exposure scanning. Even when the mask (3) and the photosensitive substrate (4) that include abrupt changes that cannot be predicted by the conventional method of executing the correction at the same time are used, the throughput is not reduced, and there is no risk of defective imaging. It can be exposed.

【0013】またこのとき位置検出手段(7)、
(8)、(9)、(10)が検出する位置情報を、投影
光学系(2A)、(2B)の光軸に対して垂直な面方向
に関する第1の位置情報と、投影光学系(2A)、(2
B)の光軸方向に関する第2の位置情報とすることによ
り、位置決め精度に優れ、かつ結像不良のおそれを一段
と低減させることができる。さらに第1の位置情報をマ
スク(3)と感光基板(4)との相対的な位置とし、ま
た第2の位置情報をマスク(3)と感光基板(4)の光
軸方向に関する相対位置及びマスク(3)と感光基板
(4)の相対的な傾斜量とすることにより、効率良く相
対的な位置関係を補正することができる。
At this time, the position detecting means (7),
The position information detected by (8), (9), and (10) is the first position information regarding the plane direction perpendicular to the optical axes of the projection optical systems (2A) and (2B), and the projection optical system ( 2A), (2
By using the second position information in the optical axis direction of B), the positioning accuracy is excellent, and the risk of defective imaging can be further reduced. Further, the first position information is a relative position between the mask (3) and the photosensitive substrate (4), and the second position information is a relative position in the optical axis direction between the mask (3) and the photosensitive substrate (4). By setting the relative tilt amount between the mask (3) and the photosensitive substrate (4), the relative positional relationship can be efficiently corrected.

【0014】また露光開始位置にマスク(3)と感光基
板(4)とが停止されている際に、マスク(3)と感光
基板(4)との相対的な位置に基づいて投影光学系(2
A)、(2B)の光軸に対して垂直な方向に関する位置
関係を補正し、マスク(3)と感光基板(4)との走査
が開始された後は、マスク(3)と感光基板(4)の光
軸方向に関する相対位置及び又はマスク(3)と感光基
板(4)の相対的な傾斜量に基づいて投影光学系(2
A)、(2B)の光軸方向に関する位置関係を補正する
ことにより、スループツトを低下させることなく結像不
良のない状態で走査露光することができる。
When the mask (3) and the photosensitive substrate (4) are stopped at the exposure start position, the projection optical system (based on the relative position between the mask (3) and the photosensitive substrate (4) is used. Two
After the positional relationship in the directions perpendicular to the optical axes of (A) and (2B) is corrected and scanning of the mask (3) and the photosensitive substrate (4) is started, the mask (3) and the photosensitive substrate ( The projection optical system (2) based on the relative position of the optical axis direction of (4) and / or the relative tilt amount of the mask (3) and the photosensitive substrate (4).
By correcting the positional relationship between A) and (2B) in the optical axis direction, scanning exposure can be performed in a state where there is no defective imaging without reducing the throughput.

【0015】また走査方向に関する任意の位置における
相対的な位置関係を基に作成されたデータマツプを記憶
手段(11)に保持させることにより、露光の際に再度
マスク(3)と感光基板(4)との相対的な位置関係を
測定せずに済み、露光時における走査速度の向上を実現
できる。
Further, by holding a data map created on the basis of the relative positional relationship at an arbitrary position in the scanning direction in the storage means (11), the mask (3) and the photosensitive substrate (4) are again exposed at the time of exposure. Since it is not necessary to measure the relative positional relationship with, it is possible to improve the scanning speed during exposure.

【0016】さらにデータマツプから読み出した位置情
報に基づいて求められるマスク(3)の面に対して存在
すべき平均的な感光基板(4)の面又は感光基板(4)
の面に対して存在すべき平均的なマスク(3)の面に一
致するように感光基板(4)又はマスク(3)の位置関
係を走査の開始前に予め補正することにより、露光時に
おける走査速度を一段と向上させることができ、スルー
プツトを向上させることができる。
Further, the average surface of the photosensitive substrate (4) or the photosensitive substrate (4) which should be present on the surface of the mask (3) obtained based on the position information read from the data map.
By correcting the positional relationship of the photosensitive substrate (4) or the mask (3) in advance so as to match the average surface of the mask (3) that should be present with respect to the surface of (1), the exposure at the time of exposure is performed. The scanning speed can be further improved, and the throughput can be improved.

【0017】またデータマツプから読み出した位置情報
に基づいて任意の位置における補正値を表す補正マツプ
を作成し、該補正マツプに従つてマスク(3)及び又は
感光基板(4)の位置関係を露光中に逐次補正すること
により、マスク(3)と感光基板(4)との位置関係を
常時最適な状態に補正することができ、一段と解像度を
高めることができる。
A correction map representing a correction value at an arbitrary position is created based on the position information read from the data map, and the positional relationship between the mask (3) and / or the photosensitive substrate (4) is being exposed according to the correction map. The positional relationship between the mask (3) and the photosensitive substrate (4) can always be corrected to an optimum state by sequentially performing the correction, and the resolution can be further improved.

【0018】[0018]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0019】図1において、1は全体として走査型露光
装置の概略構成を示している。この走査型露光装置1
は、2つの結像光学系列(又は投影光学系列)2A、2
Bで構成される結像光学系2を挟んで対向するように配
置されたマスク3及び感光基板4を紙面の左右方向(X
方向)に同期走査させることによりマスク3上に形成
(又は描画)された原画パターンを感光基板4に投影露
光する方式のものである。
In FIG. 1, reference numeral 1 generally shows a schematic structure of a scanning type exposure apparatus. This scanning type exposure apparatus 1
Are two imaging optical systems (or projection optical systems) 2A, 2
The mask 3 and the photosensitive substrate 4, which are arranged so as to face each other with the imaging optical system 2 constituted by B in between, are placed in the left-right direction (X
In this method, the original image pattern formed (or drawn) on the mask 3 is projected and exposed on the photosensitive substrate 4 by performing synchronous scanning in the direction).

【0020】ここで2つの結像光学系列2A、2Bはそ
れぞれ図のY方向に複数の結像光学系を配置してあり、
複数の結像光学系それぞれの感光基板4上での投影像
は、千鳥状で且つ、他の列における隣合う像の端部どう
しがY方向に重複するように配置されている。すなわち
2つの結像光学系列2A及び2Bによつて投影される領
域のうち端部の領域が一定時間差をおいて重ね露光さ
れ、結果としてY方向に大きな面積を一度の走査によつ
て露光できるようになされている。
Here, each of the two imaging optical systems 2A and 2B has a plurality of imaging optical systems arranged in the Y direction in the drawing,
The projected images of the plurality of imaging optical systems on the photosensitive substrate 4 are arranged in a zigzag manner, and the ends of adjacent images in other columns are arranged to overlap in the Y direction. That is, of the regions projected by the two imaging optical systems 2A and 2B, the end regions are overlapped and exposed with a fixed time difference, and as a result, a large area in the Y direction can be exposed by one scan. Has been done.

【0021】ところでこの走査型露光装置1の場合、マ
スク3及び感光基板4をホルダ3A及び4Aへ搬送する
搬送系(図示せず)は結像光学系2の両側ではなく片側
にのみ配置されている。すなわち、マスク及び感光基板
をホルダ上に載置して露光を終了した後は、感光基板等
を交換するため再度搬送系の位置まで移動する必要があ
る。そこで走査型露光装置1は結像光学系2に対して外
れた位置に設けられている搬送系から結像光学系2の位
置(投影領域)を通過して露光開始位置に走査される間
(すなわち往路走査の期間)にマスク3及び感光基板4
の相対的な位置関係を計測する一方で、この計測結果に
基づいて相対的な位置関係を補正した状態でマスク3と
感光基板4とを逆方向に走査(すなわち復路走査)する
ことによりマスク3上に形成されたパターンを感光基板
4上に投影露光するようになされている。
In the case of this scanning type exposure apparatus 1, the transport system (not shown) for transporting the mask 3 and the photosensitive substrate 4 to the holders 3A and 4A is arranged not on both sides of the imaging optical system 2 but on one side. There is. That is, after the mask and the photosensitive substrate are placed on the holder and the exposure is completed, it is necessary to move the photosensitive substrate and the like again to the position of the transport system in order to replace the photosensitive substrate. Therefore, the scanning type exposure apparatus 1 passes through the position (projection area) of the imaging optical system 2 from the conveyance system provided at a position deviated from the imaging optical system 2 and is scanned to the exposure start position ( That is, during the forward scan period), the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are
While the relative positional relationship of the mask 3 is measured, the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are scanned in the opposite direction (that is, backward scanning) while the relative positional relationship is corrected based on the measurement result. The pattern formed on the photosensitive substrate 4 is projected and exposed.

【0022】このようにこの実施例で説明する走査型露
光装置1は必須の走査期間である往路走査時に相対的な
位置関係の検出期間を設けてこの期間にマスク3と感光
基板4との相対的な位置関係を検出しておくようにした
ことにより、スループツトを低下させることなく、マス
ク3及び感光基板4における平坦度の急峻な変化にも追
従できるようにするものである。
As described above, the scanning type exposure apparatus 1 described in this embodiment is provided with a detection period of a relative positional relationship at the time of the forward scan which is an essential scanning period, and the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are relatively moved during this period. By detecting the physical positional relationship in advance, it is possible to follow a sharp change in the flatness of the mask 3 and the photosensitive substrate 4 without lowering the throughput.

【0023】このような露光を実現できる走査型露光装
置1の各部について説明する。まずマスク3及び感光基
板4についてであるが、マスク3及び感光基板4はそれ
ぞれホルダ3A及び4Aを介して断面コ字状の走査ステ
ージ5に取り付けられている。この走査ステージ5はレ
ール6Aに沿つて移動できるように本体6に取り付けら
れているものであり、この走査ステージ5の移動によつ
てマスク3と感光基板4との同期走査が実現されるよう
になされている。また本体6には照明光学系6Bが保持
されており、この照明光学系6Bから射出された照明光
によつてマスク3上に形成(又は描画)された原画パタ
ーンを照明するようになされている。
Each part of the scanning type exposure apparatus 1 capable of realizing such exposure will be described. First, regarding the mask 3 and the photosensitive substrate 4, the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are attached to the scanning stage 5 having a U-shaped cross section through the holders 3A and 4A, respectively. The scanning stage 5 is attached to the main body 6 so as to be movable along the rail 6A, and the movement of the scanning stage 5 realizes the synchronous scanning of the mask 3 and the photosensitive substrate 4. Has been done. An illumination optical system 6B is held in the main body 6, and the original pattern formed (or drawn) on the mask 3 is illuminated by the illumination light emitted from the illumination optical system 6B. .

【0024】さらに走査型露光装置1にはマスク3と感
光基板4とを正確に位置合わせするため2つの検出光学
系が用意されている。1つはマスク3と感光基板4との
相対位置の計測に用いられるアライメントセンサ7であ
り、1つはマスク3と感光基板4との相対的な距離(又
は結像光学系2を介さない高さ)を計測に用いられるフ
オーカスセンサ8である。因にマスク3と感光基板4と
の相対的な距離は結像光学系2の光軸方向の間隔であ
る。
Further, the scanning type exposure apparatus 1 is provided with two detection optical systems for accurately aligning the mask 3 and the photosensitive substrate 4. One is an alignment sensor 7 used for measuring the relative position between the mask 3 and the photosensitive substrate 4, and one is a relative distance between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 (or a high distance not through the imaging optical system 2). Is a focus sensor 8 used for measurement. The relative distance between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 is the distance in the optical axis direction of the imaging optical system 2.

【0025】ここでアライメントセンサ7は結像光学系
2と共に本体6に固定されており、マスク3及び感光基
板4の走査方向(X方向)における任意の位置に配置さ
れた相対位置計測用マーク(以下、アライメントマーク
という)を計測できるようになされている。因に実施例
ではアライメントセンサ7はCCDカメラを主構成と
し、撮像画面の信号処理によつてマスク3と感光基板4
上に形成されたアライメントマークの位置ずれを測定す
るようになされている。
Here, the alignment sensor 7 is fixed to the main body 6 together with the imaging optical system 2, and the relative position measuring mark (() is arranged at an arbitrary position in the scanning direction (X direction) of the mask 3 and the photosensitive substrate 4. Hereinafter, it will be referred to as an alignment mark). Incidentally, in the embodiment, the alignment sensor 7 mainly comprises a CCD camera, and the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are processed by the signal processing of the image pickup screen.
It is designed to measure the positional deviation of the alignment mark formed above.

【0026】一方、フオーカスセンサ8は発光素子8A
と受光素子8Bの2つの光学素子によつて構成されてい
る。この実施例の場合、フオーカスセンサ8はY軸方向
に沿つて複数用意されている。またこれら複数のフオー
カスセンサ8は、フオーカスセンサ8による検出点を結
んだ直線が結像光学系列2A、2Bのそれぞれによる投
影領域を結ぶ2本の直線に挟まれるように配置されてい
る。このフオーカスセンサ8は発光素子8Aから照射さ
れるスリツトの形状をした照明光をマスク3及び感光基
板4の面上に照射し、各面上に結像させたスリツト像を
受光素子8B上で再結像させ、各々の像の相対距離を測
定することによりマスク3と感光基板4との相対的な距
離を測定するようになされている。
On the other hand, the focus sensor 8 is a light emitting element 8A.
And two light receiving elements 8B. In the case of this embodiment, a plurality of focus sensors 8 are prepared along the Y-axis direction. The plurality of focus sensors 8 are arranged so that the straight line connecting the detection points of the focus sensor 8 is sandwiched by the two straight lines connecting the projection regions of the respective imaging optical systems 2A and 2B. The focus sensor 8 irradiates the surface of the mask 3 and the photosensitive substrate 4 with illumination light in the shape of a slit emitted from the light emitting element 8A, and forms a slit image on each surface on the light receiving element 8B. By re-imaging and measuring the relative distance between the images, the relative distance between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 is measured.

【0027】これら2つの検出光学系(アライメントセ
ンサ7及びフオーカスセンサ8)は測定結果S1及びS
2を各検出光学系に対応する検出系9及び10を介して
記憶装置11に送出するようになされている。因にこの
記憶装置11には固定デイスク等の記憶媒体が設けられ
ており、アライメントセンサ7やフオーカスセンサ8に
よる測定地点の位置情報を記憶するようになされてい
る。
These two detection optical systems (alignment sensor 7 and focus sensor 8) detect the measurement results S1 and S.
2 is sent to the storage device 11 via the detection systems 9 and 10 corresponding to each detection optical system. Incidentally, the storage device 11 is provided with a storage medium such as a fixed disk and stores the position information of the measurement point by the alignment sensor 7 and the focus sensor 8.

【0028】ここで記憶装置11には各測定地点で得ら
れた検出結果S1、S2が記憶されるようになされてい
る。特に光軸方向について検出結果S2を基に、マスク
3と感光基板4の面の平坦度を表す平坦度マツプを作成
し、記憶装置11はこれを記憶するようになされてい
る。
Here, the storage device 11 stores the detection results S1 and S2 obtained at each measurement point. In particular, a flatness map representing the flatness of the surfaces of the mask 3 and the photosensitive substrate 4 is created based on the detection result S2 in the optical axis direction, and the storage device 11 stores the flatness map.

【0029】また記憶装置11に記憶されている位置情
報に基づいてホルダ3A及び4Aや走査ステージ5を微
調整する制御手段としては制御系12が用意されてい
る。制御系12は記憶装置11から読み出した位置情報
に基づいて駆動系13、14及び15をそれぞれ制御
し、ホルダ3A、4A及び走査ステージ5の位置を補正
するようになされている。すなわちホルダ3A、4Aを
X−Y方向に移動することによりアライメントを補正で
き、Z方向に移動することによりフオーカス(結像光学
系2の光軸方向に関する位置)やレベリング(結像光学
系2の光軸に対する傾斜)を補正できるようになされて
いる。
A control system 12 is prepared as a control means for finely adjusting the holders 3A and 4A and the scanning stage 5 based on the position information stored in the storage device 11. The control system 12 controls the drive systems 13, 14 and 15 based on the position information read from the storage device 11, respectively, and corrects the positions of the holders 3A, 4A and the scanning stage 5. That is, the alignment can be corrected by moving the holders 3A and 4A in the XY directions, and by moving in the Z direction, the focus (the position in the optical axis direction of the imaging optical system 2) and the leveling (of the imaging optical system 2). The inclination with respect to the optical axis) can be corrected.

【0030】以上の構成において、走査型露光装置1に
よる一連の走査露光動作の1例を図2及び図3を用いて
説明する。まず初期設定時、走査ステージ5は図2
(A)に示すように結像光学系2から外れた位置に停止
されている。走査型露光装置1はこの位置に停止されて
いる走査ステージ5のホルダ3A及び4Aに対して搬送
系よりマスク3及び感光基板4を取り付け、露光開始位
置への搬送を開始する。
An example of a series of scanning exposure operations by the scanning type exposure apparatus 1 having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. 2 and 3. First, in the initial setting, the scanning stage 5 is shown in FIG.
As shown in (A), it is stopped at a position outside the imaging optical system 2. The scanning type exposure apparatus 1 attaches the mask 3 and the photosensitive substrate 4 to the holders 3A and 4A of the scanning stage 5 stopped at this position from the carrying system, and starts carrying to the exposure start position.

【0031】このときの搬送方向が図2(B)及び
(C)中における矢印の示す方向である。この走査ステ
ージ5の移動によつてマスク3及び感光基板4は同期走
査される。この往路走査の際に、制御系12は記憶装置
11から予め設定されている走査方向に対する一定の測
定間隔又は位置ごとにマスク3と感光基板4との光軸方
向の間隔を逐一測定する。また同様に記憶媒体に予め設
定されている任意の個数のアライメントマークの位置に
おいて走査ステージ5を一旦停止させ、各位置において
マスク3と感光基板4との相対的な位置ずれを計測す
る。
The carrying direction at this time is the direction indicated by the arrow in FIGS. 2 (B) and 2 (C). By the movement of the scanning stage 5, the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are synchronously scanned. During this forward scan, the control system 12 measures the distance between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 in the optical axis direction for each fixed measurement interval or position in the scanning direction set in advance from the storage device 11. Similarly, the scanning stage 5 is temporarily stopped at the position of an arbitrary number of alignment marks preset in the storage medium, and the relative displacement between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 is measured at each position.

【0032】これらアライメントマーク位置と光軸方向
の間隔の計測が終了すると、逆方向への走査(すなわち
復路走査)によつてマスクパターンを感光基板4側に露
光するため、図3(D)に示すように、マスク3及び感
光基板4が結像光学系2に対して完全に離れた位置で走
査ステージ5を停止させる。このとき制御系12は、複
数のアライメントマーク計測により得られたマスク3と
感光基板4との相対的な位置ずれ量から最小二乗法等を
用いた手法によつてシフト、回転、倍率、直交(走査方
向に垂直な軸の傾き)等の各要素を導出し、これらに基
づいて制御信号を駆動系13に与えることによりホルダ
3Aの設置位置を補正し、マスク3の感光基板4に対す
る位置ずれを矯正する。
When the measurement of the distance between the alignment mark position and the optical axis direction is completed, the mask pattern is exposed on the photosensitive substrate 4 side by scanning in the reverse direction (that is, backward scanning), so that FIG. As shown, the scanning stage 5 is stopped at a position where the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are completely separated from the imaging optical system 2. At this time, the control system 12 shifts, rotates, scales, orthogonally (from the relative displacement between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 obtained by measuring a plurality of alignment marks, by a method using a least square method or the like. Each element such as (the inclination of the axis perpendicular to the scanning direction) is derived, and a control signal is applied to the drive system 13 based on these elements to correct the installation position of the holder 3A and to shift the position of the mask 3 with respect to the photosensitive substrate 4. to correct.

【0033】またこのとき制御系12は、結像光学系2
に設けられている倍率調整機構(図示せず)と、転写像
の転写位置を調整する像シフタ機構(図示せず)によつ
て倍率や直交についても矯正する。さらにこのとき制御
系12は複数のフオーカスセンサ8の計測結果を基にマ
スク3の平坦度マツプ及び感光基板4の平坦度マツプを
それぞれ作成する。
At this time, the control system 12 controls the imaging optical system 2
A magnification adjustment mechanism (not shown) and an image shifter mechanism (not shown) that adjusts the transfer position of the transferred image correct the magnification and the orthogonality. Further, at this time, the control system 12 respectively creates the flatness map of the mask 3 and the flatness map of the photosensitive substrate 4 based on the measurement results of the plurality of focus sensors 8.

【0034】因に結像光学系2を構成する個々の結像系
にはそれぞれ最適な解像力が得られるフオーカス高さと
範囲(焦点深度)があるが、制御系12はこれらを考慮
してマスク3と感光基板4とが共に焦点深度内に設定さ
れるような近似面をマスク3を基準面として作成する。
このとき近似面は感光基板4(又はマスク3)のフオー
カス高さと複数の結像系の投影領域を全て含む領域の面
の傾きを最小二乗法等により導出する。制御系12はこ
の段階で感光基板4の傾きが近似面と一致するように駆
動系14を制御し、マスク3と感光基板4との取り付け
位置を補正する。
Incidentally, each of the image forming systems forming the image forming optical system 2 has a focus height and a range (depth of focus) at which an optimum resolving power can be obtained, and the control system 12 takes these into consideration and the mask 3 And the photosensitive substrate 4 are both set within the depth of focus to create an approximate surface with the mask 3 as a reference surface.
At this time, the approximate surface is derived by the least-squares method or the like, with respect to the focus height of the photosensitive substrate 4 (or the mask 3) and the inclination of the surface of the area including all the projection areas of the plurality of imaging systems. At this stage, the control system 12 controls the drive system 14 so that the inclination of the photosensitive substrate 4 matches the approximate surface, and corrects the mounting position of the mask 3 and the photosensitive substrate 4.

【0035】このようにマスク3の取り付け位置の矯正
と平坦度マツプに基づいた光軸方向の間隔と傾きの制御
が終了すると、制御系12は、図3(E)に示すよう
に、矢印で示す方向への走査ステージ5の走査を開始
し、マスク3上に形成されたパターンの像を感光基板4
へ順に投影露光する。ところでこの実施例の場合には、
すでに説明した補正処理によりマスク3と感光基板4と
の相対的な位置関係は最適な条件に補正されているため
この露光走査による結像不良等のおそれはない。
When the correction of the mounting position of the mask 3 and the control of the interval and the inclination in the optical axis direction based on the flatness map are completed in this way, the control system 12 uses an arrow as shown in FIG. 3 (E). The scanning of the scanning stage 5 in the direction shown is started, and the image of the pattern formed on the mask 3 is transferred to the photosensitive substrate 4.
The projection exposure is performed in order. By the way, in the case of this embodiment,
Since the relative positional relationship between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 is corrected to the optimum condition by the correction process described above, there is no risk of image formation failure due to this exposure scanning.

【0036】またこの場合には、走査期間の間に複雑な
演算処理を必要としないので露光時における走査速度を
上げることができ、従来に比して一段と短時間で露光動
作を終了することができる。やがて搬送系の位置まで走
査ステージ5の走査が終了すると、制御系12は走査ス
テージ5を停止し、現在ホルダ3A、4Aに取り付けら
れているマスク3及び感光基板4を次に露光するマスク
3及び感光基板4に交換する。以上の動作が露光動作の
1サイクルである。
Further, in this case, since a complicated calculation process is not required during the scanning period, the scanning speed at the time of exposure can be increased, and the exposure operation can be completed in a much shorter time than the conventional case. it can. When the scanning stage 5 finishes scanning to the position of the transport system, the control system 12 stops the scanning stage 5 and exposes the mask 3 and the photosensitive substrate 4 which are currently attached to the holders 3A and 4A. Replace with the photosensitive substrate 4. The above operation is one cycle of the exposure operation.

【0037】以上の構成によれば、搬送系から受け取つ
た感光基板4を結像光学系2の位置を通過して搬送系と
は反対側に設けられている露光開始位置に搬送する往路
走査時に、マスク3と感光基板4との相対位置をアライ
メントセンサ7によつて計測すると共に、マスク3と感
光基板4との光軸方向への距離をフオーカスセンサ8に
よつて計測しておき、これらの情報に基づいて走査露光
前にマスク3及び感光基板4との相対的な位置関係を補
正するようにしたことにより、復路走査時における走査
速度を高めることができ、従来に比して一段とスループ
ツトを向上させることができる。
According to the above construction, the photosensitive substrate 4 received from the transport system is passed through the position of the imaging optical system 2 and is transported to the exposure start position provided on the opposite side of the transport system during the forward scan. , The relative position between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 is measured by the alignment sensor 7, and the distance between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 in the optical axis direction is also measured by the focus sensor 8. By correcting the relative positional relationship between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 before the scanning exposure based on the information of 1., it is possible to increase the scanning speed at the time of the backward scanning, and to further improve the throughput. Can be improved.

【0038】特に従来のように露光の際に相対的な位置
関係の計測と補正を行う方式の場合には、取得した計測
データを最小二乗法等に代表される複雑な統計処理を施
す必要があるために処理能力の高いCPUを使用しなけ
ればならなかつたが、本実施例の場合にはこのようなC
PUを用いる必要もなく経済的である。
Particularly in the case of the conventional method of measuring and correcting the relative positional relationship at the time of exposure, it is necessary to subject the acquired measurement data to complicated statistical processing represented by the least square method or the like. Because of this, it was necessary to use a CPU with high processing capacity, but in the case of this embodiment, such a C
Economical without the need to use PU.

【0039】またマスク3と感光基板4との相対的な位
置関係の補正に必要な諸要素を露光動作前に取得してい
るので露光と同時に計測しかつ補正する方法では予測が
難しいような急峻な変化が含まれるマスク3及び感光基
板4を用いて露光する場合にも結像不良等の発生を有効
に防止することができる。
Further, since the various elements necessary for correcting the relative positional relationship between the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are acquired before the exposure operation, the steepness is difficult to predict by the method of measuring and correcting at the same time as the exposure. Even when exposure is performed using the mask 3 and the photosensitive substrate 4 that include various changes, it is possible to effectively prevent the occurrence of imaging defects and the like.

【0040】なお上述の実施例においては、往路走査の
終点にあたる露光開始位置において、マスク3を基準面
として求めた近似面に感光基板4が一致するように予め
補正する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、復路走査中に感光基板4の位置を逐次補正するよう
にしても良い。この場合には、露光開始位置に走査ステ
ージ5が停止されている状態で平坦度マツプを基準とし
た補正用の制御マツプ(感光基板の任意の位置における
補正値を表す)を予め作成しておき、走査が開始された
後はこの制御マツプを基に光軸方向の間隔及び又は光軸
に対する傾斜角を逐次補正するようにすれば良い。因に
傾斜角はスキヤン方向に沿つた方向についてでも良く、
また走査方向に対して直交する方向についてでも良い。
加えて露光中に得られるフオーカスセンサ8の計測値を
用いることにより、これらの制御マツプに従つた制御を
より確実に行うことができる。
In the above-described embodiment, the case has been described in which the photosensitive substrate 4 is preliminarily corrected so as to match the approximate surface obtained by using the mask 3 as the reference surface at the exposure start position which is the end point of the forward scanning. The invention is not limited to this, and the position of the photosensitive substrate 4 may be sequentially corrected during the backward scan. In this case, a control map for correction (representing a correction value at an arbitrary position of the photosensitive substrate) based on the flatness map is prepared in advance while the scanning stage 5 is stopped at the exposure start position. After scanning is started, the interval in the optical axis direction and / or the inclination angle with respect to the optical axis may be sequentially corrected based on this control map. By the way, the inclination angle may be in the direction along the skiyan direction,
Further, it may be in a direction orthogonal to the scanning direction.
In addition, by using the measured value of the focus sensor 8 obtained during the exposure, the control according to these control maps can be performed more reliably.

【0041】このように走査露光中に感光基板4の位置
を補正する場合にも、露光領域に関する位置情報が事前
に把握されており、補正のための制御量も算出済みであ
るため感光基板4がマスク3に対して常に適正な位置に
なるように制御することができる。これにより結像不良
なく露光することができる。またこのとき感光基板4の
光軸方向の位置や傾きを制御する駆動系の応答性が良好
ではない場合や、マスクもしくは及び感光基板の平坦度
の変化に前記駆動系が追従できない場合には走査速度を
やや落としたり、照明光束の照度を制御する機構を付加
し、これを利用して照度を低下させれば良い。このよう
にしても従来に比してスループツトを向上でき、また解
像度の劣化のおそれなく露光することができる。
As described above, even when the position of the photosensitive substrate 4 is corrected during the scanning exposure, the positional information regarding the exposure area is known in advance and the control amount for the correction has already been calculated. Can be controlled so as to always be in an appropriate position with respect to the mask 3. As a result, it is possible to perform exposure without defective imaging. At this time, scanning is performed when the response of the drive system for controlling the position or inclination of the photosensitive substrate 4 in the optical axis direction is not good, or when the drive system cannot follow the change in the flatness of the mask or the photosensitive substrate. A mechanism for controlling the illuminance of the illumination light flux at a slightly reduced speed may be added, and the illuminance may be reduced by utilizing this mechanism. Even in this case, the throughput can be improved as compared with the conventional case, and the exposure can be performed without fear of deterioration of resolution.

【0042】さらにこの走査露光中の補正の際にはマス
ク3の位置を固定して感光基板4の高さ等を逐次補正す
る場合について述べたが、感光基板4側を固定してマス
ク3側を補正する場合にも、マスク3と感光基板4とを
同時に補正する場合にも広く適用し得る。このようにし
ても解像度の劣化のおそれなく露光することができる。
Further, in the correction during the scanning exposure, the case where the position of the mask 3 is fixed and the height of the photosensitive substrate 4 is sequentially corrected has been described, but the photosensitive substrate 4 side is fixed and the mask 3 side is fixed. The present invention can be widely applied to the case where the correction is performed and the case where the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are simultaneously corrected. Even in this case, it is possible to perform exposure without fear of deterioration of resolution.

【0043】また上述の実施例においては、結像光学系
列を2つ用いる走査型露光装置に適用する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、結像光学系を1つな
いし1列しか用いない走査型露光装置にもまた3列以上
用いる走査型露光装置の場合にも広く適用し得る。いず
れの場合にも従来に比してスループツトが高く、かつ解
像度劣化のすくない走査露光を実現することができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the present invention is applied to the scanning type exposure apparatus using two image forming optical systems has been described, but the present invention is not limited to this, and one to one column of image forming optical systems. The present invention can be widely applied to a scanning type exposure apparatus using only that and a scanning type exposure apparatus using three or more columns. In either case, it is possible to realize scanning exposure with higher throughput and less resolution degradation than in the past.

【0044】さらに上述の実施例においては、アライメ
ントセンサ7をCCDカメラによつて構成し、CCDカ
メラによつてアライメントマークを撮像するためアライ
メント時には一旦走査ステージ5を停止させる場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、レーザ干渉式の
アライメント方式を採用すればアライメント測定時のた
びに走査ステージ5を停止させなくても良い。これによ
りスループツトを一段と向上させることができる。
Further, in the above embodiment, the case where the alignment sensor 7 is constituted by a CCD camera and the scanning stage 5 is temporarily stopped at the time of alignment for picking up an image of the alignment mark by the CCD camera has been described. The invention is not limited to this, and if a laser interference type alignment method is adopted, the scanning stage 5 does not have to be stopped every time alignment measurement is performed. This makes it possible to further improve the throughput.

【0045】また上述の実施例においては、光軸方向に
ついて位置情報の測定位置については格別限定しなかつ
たが、本発明はこれに限らず、アライメントセンサ7に
よつてアライメントマークを測定する位置で同時に測定
しても良い。このようにすればスループツトを一段と高
めることができる。
In the above-mentioned embodiment, the position for measuring the position information in the optical axis direction is not particularly limited, but the present invention is not limited to this, and the position where the alignment mark is measured by the alignment sensor 7 is used. You may measure simultaneously. By doing so, the throughput can be further increased.

【0046】さらに上述の実施例においては、光軸方向
の位置情報を結像光学系列2A、2Bを介さずに計測す
る場合、すなわち計測位置を露光領域の近傍に設ける場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、結像光学
系列2A、2Bを介して光軸方向の位置を測定するよう
にしても、すなわち計測位置を露光領域内に設ける場合
にも適用し得る。この場合にはさらに露光量域内の位置
情報を実測値として得られるため一段と補正精度を高め
ることができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case where the position information in the optical axis direction is measured without passing through the imaging optical systems 2A and 2B, that is, the case where the measurement position is provided in the vicinity of the exposure area, is described. The invention is not limited to this, and can be applied to the case where the position in the optical axis direction is measured via the imaging optical systems 2A and 2B, that is, when the measurement position is provided in the exposure area. In this case, since the position information within the exposure amount area can be obtained as a measured value, the correction accuracy can be further improved.

【0047】また上述の実施例においては、フオーカス
センサ8の取り付け位置とアライメントセンサ7の取り
付け位置との相互間の関係については述べなかつたが、
フオーカスセンサ8をアライメントセンサ7に対して往
路走査方向の上流側(手前側)に配置すればスループツ
トを低下させることなく、アライメントマーク位置にて
正確なフオーカスをかけることができ、アライメント精
度を一段と高めることができる。
In the above-mentioned embodiment, the mutual relationship between the attachment position of the focus sensor 8 and the attachment position of the alignment sensor 7 has not been described.
By disposing the focus sensor 8 on the upstream side (front side) in the forward scanning direction with respect to the alignment sensor 7, accurate focus can be applied at the alignment mark position without lowering the throughput and alignment accuracy is further enhanced. Can be increased.

【0048】[0048]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、露光開始
位置に搬送中に、マスクと感光基板の相対的な位置関係
を予め検出しておき、露光の際には予め検出された位置
情報を記憶手段から読み出してマスクと感光基板との相
対的な位置関係を補正することにより、露光走査中にマ
スクと感光基板との相対的な位置関係の測定と補正とを
同時に実行する従来の方法では平坦度の変化に予測でき
ないような急峻な変化が含まれるマスクと感光基板を用
いる場合にもスループツトを低下させることなく、結像
不良なく露光することができる走査型露光装置を容易に
実現することができる。
As described above, according to the present invention, the relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate is detected in advance during conveyance to the exposure start position, and the position detected in advance during exposure is detected. By reading the information from the storage means and correcting the relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate, the conventional method for simultaneously measuring and correcting the relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate during exposure scanning. With the method, even when using a mask and a photosensitive substrate that include a sharp change that cannot be predicted in terms of flatness change, it is possible to easily realize a scanning type exposure apparatus that can perform exposure without defective imaging without lowering the throughput. can do.

【0049】また投影光学系の光軸に対して垂直な方向
に関する第1の位置情報と、投影光学系の光軸方向に関
する第2の位置情報とを予め検出しておくことにより、
位置決め精度に優れ、かつ結像不良のおそれを一段と低
減させることができる走査型露光装置を容易に実現する
ことができる。このとき第1の位置情報をマスク(3)
と感光基板(4)との相対的な位置とし、また第2の位
置情報をマスク(3)と感光基板(4)の光軸方向に関
する相対位置及びマスク(3)と感光基板(4)の相対
的な傾斜量とすれば、位置決め精度に優れ、かつ結像不
良のおそれなくすことができる検査項目を最小限度に限
定することができる。
Further, by previously detecting the first position information regarding the direction perpendicular to the optical axis of the projection optical system and the second position information regarding the optical axis direction of the projection optical system,
It is possible to easily realize a scanning exposure apparatus that has excellent positioning accuracy and can further reduce the risk of defective imaging. At this time, the first position information is masked (3)
Relative to the photosensitive substrate (4), and the second position information is the relative position of the mask (3) and the photosensitive substrate (4) with respect to the optical axis direction and the mask (3) and the photosensitive substrate (4). If the relative amount of inclination is used, it is possible to limit the inspection items that are excellent in positioning accuracy and that can eliminate the risk of defective imaging to a minimum.

【0050】また露光開始位置に停止されている際、マ
スクと感光基板とを走査させる前に、マスク(3)と感
光基板(4)との相対的な位置に基づいて投影光学系の
光軸に対して垂直な方向に関する位置関係を補正し、マ
スクと感光基板との走査が開始された後は、マスク
(3)と感光基板(4)の光軸方向に関する相対位置及
び又はマスク(3)と感光基板(4)の相対的な傾斜量
に基づいて投影光学系の光軸方向における位置関係を補
正することにより、スループツトを低下させない範囲で
結像不良のおそれのない走査露光を実現することができ
る走査型露光装置を容易に実現することができる。
When the exposure stop position is stopped, the optical axis of the projection optical system is determined based on the relative position between the mask (3) and the photosensitive substrate (4) before scanning the mask and the photosensitive substrate. After the positional relationship in the direction perpendicular to the is corrected and the scanning of the mask and the photosensitive substrate is started, the relative position of the mask (3) and the photosensitive substrate (4) in the optical axis direction and / or the mask (3). By correcting the positional relationship in the optical axis direction of the projection optical system on the basis of the relative tilt amount of the photosensitive substrate (4) and the photosensitive substrate (4), it is possible to realize scanning exposure without a possibility of image defect within a range where the throughput is not lowered. It is possible to easily realize a scanning type exposure apparatus capable of performing the above.

【0051】また走査方向に関する任意の位置における
相対的な位置関係に基づいて作成されたデータマツプを
記憶手段に保持させておくことにより、走査露光時に再
度マスクと感光基板の相対的な位置関係を測定せずに済
み、露光時における走査速度の向上を実現できる走査型
露光装置を実現することができる。
By storing a data map created on the basis of the relative positional relationship at an arbitrary position in the scanning direction in the storage means, the relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate is measured again during scanning exposure. Therefore, it is possible to realize the scanning type exposure apparatus that can realize the improvement of the scanning speed during the exposure.

【0052】さらにデータマツプから読み出した位置情
報に基づいて求められるマスクの面に対して存在すべき
平均的な感光基板の面又は感光基板の面に対して存在す
べきマスクの面に一致するように感光基板又はマスクの
位置関係を走査の開始前に予め補正することにより、露
光時における走査速度を一段と向上させることができる
走査型露光装置を実現することができる。
Further, it should match the average photosensitive substrate surface to be present with respect to the mask surface or the mask surface to be present with respect to the photosensitive substrate surface, which is determined based on the position information read from the data map. By preliminarily correcting the positional relationship between the photosensitive substrate or the mask before the start of scanning, it is possible to realize a scanning exposure apparatus capable of further improving the scanning speed during exposure.

【0053】またデータマツプから読み出した位置情報
に基づいて任意の位置における補正を表す補正マツプを
作成し、該補正マツプに従つてマスク及び又は感光基板
の位置関係を露光中に逐次補正することにより、マスク
と感光基板との位置関係を常時最適な状態に補正するこ
とができ、一段と解像度の高い条件の基での露光を実現
することができる走査型露光装置を実現することができ
る。
Further, a correction map representing a correction at an arbitrary position is created based on the position information read from the data map, and the positional relationship of the mask and / or the photosensitive substrate is sequentially corrected according to the correction map during the exposure, It is possible to realize a scanning type exposure apparatus that can always correct the positional relationship between the mask and the photosensitive substrate to an optimum state, and can realize exposure under the condition of higher resolution.

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

【図1】本発明による走査型露光装置の一実施例を示す
略線図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a scanning exposure apparatus according to the present invention.

【図2】走査露光の説明に供する略線的光路図である。FIG. 2 is a schematic optical path diagram for explaining scanning exposure.

【図3】走査露光の説明に供する略線的光路図である。FIG. 3 is a schematic optical path diagram used for explaining scanning exposure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……走査型露光装置、2A、2B……結像光学系列、
3……マスク、4……感光基板、5……走査ステージ、
7……アライメントセンサ、8……フオーカスセンサ、
8A……発光素子、8B……受光素子、9、10……検
出系、11……記憶装置、12……制御系。
1 ... Scanning exposure apparatus, 2A, 2B ... Imaging optical system,
3 ... Mask, 4 ... Photosensitive substrate, 5 ... Scanning stage,
7 ... Alignment sensor, 8 ... Focus sensor,
8A ... Light emitting element, 8B ... Light receiving element, 9, 10 ... Detection system, 11 ... Storage device, 12 ... Control system.

フロントページの続き (72)発明者 浜田 智秀 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号株式 会社ニコン内Front page continuation (72) Inventor Tomohide Hamada 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nikon Corporation

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マスクを照明し、該マスクの像を投影光学
系を介して感光基板上に投影すると共に、前記マスクと
前記感光基板とを前記投影光学系に対して走査させるこ
とにより、前記マスクの全面を前記感光基板上に露光す
る走査型露光装置において、 前記マスクと前記感光基板との相対的な位置関係を検出
する位置検出手段と、 前記位置検出手段によつて得られた位置情報を記憶する
記憶手段と、 前記記憶手段から読み出した前記位置情報に基づいて前
記マスクと前記感光基板間の相対的な位置関係を補正す
る位置補正手段と、 前記マスクと前記感光基板が前記投影光学系の投影領域
を通過して露光開始位置に搬送される際、前記位置検出
手段によつて前記マスクと前記感光基板との相対的な位
置関係を検出し、前記マスクと前記感光基板が前記露光
開始位置に停止している際及び又は前記露光の際、前記
位置補正手段によつて前記記憶手段から読み出した前記
位置情報に基づいて前記マスクと前記感光基板との相対
的な位置関係を補正する制御手段とを具えることを特徴
とする走査型露光装置。
1. A mask is illuminated, an image of the mask is projected onto a photosensitive substrate via a projection optical system, and the mask and the photosensitive substrate are scanned with respect to the projection optical system. In a scanning type exposure apparatus that exposes the entire surface of a mask onto the photosensitive substrate, position detecting means for detecting a relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate, and position information obtained by the position detecting means. And a position correction unit that corrects a relative positional relationship between the mask and the photosensitive substrate based on the position information read from the storage unit, and the mask and the photosensitive substrate are the projection optical units. When it is conveyed to the exposure start position through the projection area of the system, the relative position relationship between the mask and the photosensitive substrate is detected by the position detecting means, and the mask and the photosensitive substrate are detected. When the plate is stopped at the exposure start position and / or during the exposure, the relative position of the mask and the photosensitive substrate based on the position information read from the storage unit by the position correction unit. A scanning exposure apparatus comprising: a control unit that corrects the relationship.
【請求項2】前記位置情報は、 前記投影光学系の光軸に対して垂直な方向に関する第1
の位置情報と、前記投影光学系の光軸方向に関する第2
の位置情報とでなることを特徴とする請求項1に記載の
走査型露光装置。
2. The position information is a first information regarding a direction perpendicular to an optical axis of the projection optical system.
Second position information and the second optical axis direction of the projection optical system.
2. The scanning exposure apparatus according to claim 1, characterized in that
【請求項3】前記第1の位置情報は前記マスクと前記感
光基板との相対的な位置であり、前記第2の位置情報は
前記マスクと前記感光基板の前記光軸方向に関する相対
位置及び前記マスクと前記感光基板の相対的な傾斜量で
なることを特徴とする請求項2に記載の走査型露光装
置。
3. The first position information is a relative position between the mask and the photosensitive substrate, and the second position information is a relative position of the mask and the photosensitive substrate in the optical axis direction and the relative position. The scanning type exposure apparatus according to claim 2, wherein the relative amount of inclination between the mask and the photosensitive substrate is used.
【請求項4】前記制御手段は、 前記マスクと前記感光基板とが前記露光開始位置に停止
している際、前記マスクと前記感光基板との相対的な位
置に基づいて前記位置補正手段を制御し、前記マスクと
前記感光基板との位置関係のうち前記投影光学系の光軸
に対して垂直な方向に関する位置関係を補正し、 前記露光の際、前記マスクと前記感光基板の前記光軸方
向に関する相対位置及び又は前記マスクと前記感光基板
の相対的な傾斜量に基づいて前記位置補正手段を制御
し、前記マスクと前記感光基板との位置関係のうち前記
投影光学系の光軸方向に関する位置関係を補正させるこ
とを特徴とする請求項3に記載の走査型露光装置。
4. The control means controls the position correcting means based on a relative position between the mask and the photosensitive substrate when the mask and the photosensitive substrate are stopped at the exposure start position. Then, the positional relationship between the mask and the photosensitive substrate in the direction perpendicular to the optical axis of the projection optical system is corrected, and during the exposure, the optical axis direction of the mask and the photosensitive substrate is corrected. Of the positional relationship between the mask and the photosensitive substrate, and the position in the optical axis direction of the projection optical system is controlled based on the relative position of the mask and the photosensitive substrate. The scanning exposure apparatus according to claim 3, wherein the relationship is corrected.
【請求項5】前記記憶手段は、 前記位置検出手段によつて検出された前記走査方向に関
する任意の位置に対する前記位置情報に基づいて得られ
るデータマツプを保持することを特徴とする請求項1、
請求項2、請求項3又は請求項4に記載の走査型露光装
置。
5. The storage means holds a data map obtained on the basis of the position information for an arbitrary position in the scanning direction detected by the position detecting means.
The scanning type exposure apparatus according to claim 2, claim 3, or claim 4.
【請求項6】前記位置補正手段は、 前記データマツプから読み出した前記位置情報に基づい
て求められる前記マスクの面に対して存在すべき平均的
な前記感光基板の面又は前記感光基板の面に対して存在
すべき平均的な前記マスクの面に一致するように前記感
光基板又は前記マスクの位置関係を前記露光開始位置に
停止している際に予め補正することを特徴とする請求項
5に記載の走査型露光装置。
6. The position correction means, with respect to an average surface of the photosensitive substrate or an average surface of the photosensitive substrate which should be present with respect to the surface of the mask obtained based on the position information read from the data map. 6. The positional relationship of the photosensitive substrate or the mask is corrected in advance while being stopped at the exposure start position so as to coincide with an average surface of the mask that should exist. Scanning exposure equipment.
【請求項7】前記位置補正手段は、 前記データマツプから読み出した前記位置情報に基づい
て前記任意の位置における補正値を表す補正マツプを作
成し、該補正マツプに従つて前記マスク及び又は前記感
光基板の位置関係を前記露光の際に逐次補正することを
特徴とする請求項5に記載の走査型露光装置。
7. The position correction means creates a correction map representing a correction value at the arbitrary position based on the position information read from the data map, and according to the correction map, the mask and / or the photosensitive substrate. 6. The scanning type exposure apparatus according to claim 5, wherein the positional relationship of [1] is sequentially corrected during the exposure.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10223525A (en) * 1997-02-10 1998-08-21 Nikon Corp Focus control method for aligner
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US7342643B2 (en) 2004-11-22 2008-03-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of aligning wafer using database constructed of alignment data in a photolithography process
JP2018055122A (en) * 2017-11-28 2018-04-05 株式会社ニコン Substrate processing apparatus
JP2019109546A (en) * 2019-03-12 2019-07-04 株式会社ニコン Substrate processing device

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