JPH0817725A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH0817725A
JPH0817725A JP6174773A JP17477394A JPH0817725A JP H0817725 A JPH0817725 A JP H0817725A JP 6174773 A JP6174773 A JP 6174773A JP 17477394 A JP17477394 A JP 17477394A JP H0817725 A JPH0817725 A JP H0817725A
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JP
Japan
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alignment
optical system
photosensitive substrate
projection
optical systems
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JP6174773A
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English (en)
Inventor
Seiji Fujitsuka
清治 藤塚
Hiroaki Yamamoto
広明 山本
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、露光装置において、ステージの移動
距離が短く、感光基板上のアライメントマークの配置を
自由に決定できるようにする。 【構成】4つのアライメント光学系(2〜4及び19)
を投影光学系(1)の周囲に配し、かつこのアライメン
ト光学系(2〜4及び19)の光軸を第1の方向(X)
と平行な2つの辺と、第2の方向(Y)と平行な2つの
辺とでなる矩形の4つの頂点の位置にそれぞれ配する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は露光装置に関し、例えば
液晶表示板製造用の投影露光装置において基板の位置を
合わせるものに適用し得る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の投影露光装置は、感光基
板上に複数層の回路パターンを順に重ねて露光すること
により大型の液晶表示板を製造している。このとき投影
露光装置のセンサ等を有するアライメント光学系で感光
基板上のアライメントマークを測定してアライメントす
る。
【0003】すなわち図4に示すように、投影露光装置
の投影光学系1の周囲には、3つのアライメント光学系
2〜4が配されている。アライメント光学系2〜4の光
軸は投影光学系1の光軸から等距離で、光軸を原点とし
た座標系の位置(X1 ,Y1)、(X1 ,Y2 )及び
(X2 ,Y2 )にそれぞれ配されている。従つてアライ
メント光学系2の光軸とアライメント光学系3の光軸と
を結ぶ方向はY方向に平行となり、アライメント光学系
3の光軸とアライメント光学系4の光軸とを結ぶ方向は
X方向に平行となる。
【0004】図5に示すように、感光基板5には、1つ
の辺(ここでは紙面の手前側の辺)6と平行な2つのア
ライメントマーク6A及び6Bが所定の間隔で設けられ
ている。またこの手前側の辺6と直交する1つの辺(こ
こでは紙面に向かって右側の辺)7には、この辺7と平
行な1つのアライメントマーク7Aがアライメントマー
ク6Bに対して所定の間隔で設けられている。
【0005】感光基板5の投影光学系1の光軸(Z軸)
方向の回りの回転角度の誤差を取り除く際には、アライ
メント光学系3及び4を用いて、それぞれアライメント
マーク6B及び6Aの位置を検出する。続いて、検出し
たアライメントマーク6A及び6Bの位置に基づいて、
回転角度の誤差の量を求め、感光基板5を載置したステ
ージを回転させる。これにより感光基板5の回転角度の
誤差が取り除かれて、感光基板5の基準とする辺6の回
転角度が固定される。
【0006】感光基板5のZ方向に直交するX方向と、
Z及びX方向に直交するY方向との位置の誤差を取り除
く際には、アライメント光学系2及び3を用いて、回転
後のアライメントマーク7A及び6Bの位置を検出す
る。続いて、検出したアライメントマーク7A及び6B
の位置に基づいて、X及びY方向の位置の誤差の量を求
め、感光基板5を載置したステージをX及びY方向に駆
動する。これにより感光基板5は、X及びY方向の位置
の誤差が取り除かれ、アライメントが終了する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところでアライメント
マークの配置は感光基板の大きさや設計等によつて適宜
決定できるものである。
【0008】ところが上述のアライメント光学系2〜4
の配置においては、必要に応じてアライメントマークの
配置の自由度を大きくすると、複数のアライメント光学
系で同時にアライメントマークを検出できない場合が発
生するという問題があつた。
【0009】例えば寸法が大きく、かつ辺6と対向する
辺の側に2つのアライメントマークを配置する必要があ
る場合、このアライメントマークをアライメント光学系
2又は4で検出するためには、ステージの移動距離を長
大にする必要があり、装置の大型化を招くことになる。
またアライメント光学系2又は4で検出できたとして
も、ステージを測定位置及び元の位置に移動するときの
ストロークが長くなりアライメントに時間がかかるとい
う欠点があつた。
【0010】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、ステージの移動距離が短く、感光基板上のアライメ
ントマークの配置を自由に決定できる露光装置を提案し
ようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、一実施例を表す図1〜図3とに対
応付けて説明すると、請求項1に記載の露光装置では、
光源(9)からの光束を露光パターンが形成されたレチ
クル(R)上に導く照明光学系(11)と、レチクルR
を通過した光束を感光基板(5)に投影する投影光学系
(1)とを有し、該感光基板(5)を投影光学系(1)
の光軸の方向と直交する第1の方向(X)と、該投影光
学系(1)の光軸の方向及び第1の方向(X)と直交す
る第2の方向(Y)と、投影光学系(1)の光軸の方向
の回りとに移動してアライメントし、露光パターンを感
光基板(5)上に形成する露光装置(8)において、投
影光学系(1)の周囲に、感光基板(5)上に設けたア
ライメントマーク(6A、6B、7A、7B、25A、
25B、26A及び26B)を検出する4つのアライメ
ント光学系(2〜4及び19)を設け、4つのアライメ
ント光学系(2〜4及び19)の光軸が、第1の方向
(X)と平行な2つの辺と、第2の方向(Y)と平行な
2つの辺とでなる矩形の4つの頂点の位置にそれぞれ配
されているようにする。
【0012】請求項2に記載の露光装置では、アライメ
ント光学系は、4つのアライメント光学系(2〜4及び
19)のうち、アライメントマーク(6A、6B、7
A、7B、25A、25B、26A及び26B)の検出
の際、アライメントマーク(6A、6B、7A、7B、
25A、25B、26A及び26B)に最も近い少なく
とも2つのアライメント光学系を用いる。
【0013】
【作用】請求項1に記載の露光装置方法では、4つのア
ライメント光学系(2〜4及び19)を投影光学系
(1)の周囲に配し、かつこのアライメント光学系(2
〜4及び19)の光軸を第1の方向(X)と平行な2つ
の辺と、第2の方向(Y)と平行な2つの辺とでなる矩
形の4つの頂点の位置にそれぞれ配したことにより、感
光基板(5)上のアライメントマーク(6A、6B、7
A、7B、25A、25B、26A及び26B)の配置
の自由度を大きくし得る。
【0014】請求項2に記載の露光装置では、自由に配
置されたアライメントマーク(6A、6B、7A、7
B、25A、25B、26A及び26B)を検出する
際、最も近い少なくとも2つのアライメント光学系を用
いることによつて、感光基板(5)を第1及び第2の方
向(X)及び(Y)に移動させるステージの移動ストロ
ークを一段と短くし得る。
【0015】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0016】図1において、8は全体として画像処理で
アライメントする大型液晶表示板製造用の投影露光装置
を示し、超高圧水銀ランプ等の光源9から射出された露
光光を楕円鏡10によつて集光した後、オプテイカルイ
ンテグレータ等を介してコンデンサレンズ系11に入射
する。
【0017】コンデンサレンズ系11により集光された
露光光はほぼ均一な照度でレチクルRを照明する。その
露光光によつてレチクルRのパターンが投影光学系1を
介して感光基板5上の各シヨツト領域に投影される。こ
の後、感光基板5上に複数層の回路パターンを順に重ね
て露光することにより大型の液晶表示素子を製造してい
る。
【0018】感光基板5はZステージ13上に保持さ
れ、Zステージ13はXYステージ14上に載置されて
いる。XYステージ14は感光基板5をXY平面内で位
置決めし、Zステージ13は感光基板5をZ方向(投影
光学系の光軸方向)に位置決めする。因にZステージ1
3と感光基板5との間には感光基板5を光軸周りに回転
させるθテーブルが介装されている。またZステージ1
3上の感光基板5の近傍には種々のアライメント用マー
クが形成された基準マーク集合体15が固定されてい
る。また基準マーク集合体15の近傍にはX方向および
Y方向の距離測定用の移動鏡16が固定されている。
【0019】移動鏡16にはレーザ干渉計17からレー
ザビームが照射され、鏡面で反射された反射光をレーザ
干渉計17によつて受光することによりXYステージ1
4の位置を常時計測する。駆動装置18はレーザ干渉計
17で計測された座標値等に基づいてXYステージ14
を駆動する。
【0020】投影光学系1の周囲には画像処理用の4つ
のアライメント光学系2〜4及び19が配置されてい
る。アライメント光学系2は感光基板5上の観察領域か
ら反射された反射光を対物レンズ20およびミラー21
を介してリレーレンズ22に導く。アライメント光学系
2は、この反射光を電荷結像型撮像素子(CCD)を用
いたCCDカメラ23の撮像面に集束し、撮像面に観察
領域のパターンの画像を結像する。アライメント光学系
3、4及び19もアライメント光学系2と同一の構成で
なる。
【0021】パターンマツチング装置24は被処理画像
としてCCDカメラ23から出力される映像信号(撮像
信号)を取り込む。パターンマツチング装置24はテン
プレート画像をメモリに記憶しており、パターンマツチ
ングによつてテンプレートに一致するパターンの座標
(ステージの移動座標系での位置)を求める。パターン
マツチング装置24は、この座標値を用いてつなぎ露光
時や重ね露光時に生じたずれ量を求め、次回以降の露光
の際には駆動装置18に補正パラメータとして与えるこ
とにより、位置合わせ精度を高める。
【0022】図2に示すように、Z方向から見たときの
アライメント光学系2〜4の光軸は投影光学系1の光軸
から等距離で座標(X1 ,Y1 )、(X1 ,Y2 )及び
(X2 ,Y2 )にそれぞれ配されている。アライメント
光学系19の光軸は、投影光学系1の光軸からそれぞれ
のアライメント光学系2〜4の光軸までと等距離で、座
標(X2 、Y1 )に配されている。
【0023】従つてアライメント光学系19の光軸とア
ライメント光学系2の光軸とを結ぶ方向はX方向に平行
となる。またアライメント光学系19の光軸とアライメ
ント光学系4の光軸とを結ぶ方向はY方向に平行とな
る。
【0024】図3に示すように、感光基板5上には、図
5に示すアライメントマークの位置と反対側、すなわち
辺6と対向する辺25側に、感光基板5のY方向の位置
及び光軸周り位置を示すアライメントマークとして、辺
25と平行な2つのアライメントマーク25A及び25
Bが、また感光基板5のX方向の位置を示すアライメン
トマークとしてアライメントマーク26A及び7Aが設
けられている。
【0025】因みに、アライメントマーク25Bは、ア
ライメントマーク7Aと近接して設けられている。アラ
イメントマーク25Aは、アライメントマーク26Aと
近接して設けられている。
【0026】以上の構成において、まず投影光学系1の
奥側に配されたアライメント光学系19及び2でアライ
メントマーク25A及び25Bの位置を検出する。この
アライメント光学系19、2はいずれもX、Y両方向の
マークを検出することができる。続いて、検出したアラ
イメントマーク25A及び25Bの位置に基づいて、回
転角度の誤差の量を求め、XYステージ14上のθテー
ブルを回転させる。これにより感光基板5の回転角度の
誤差が取り除かれて、感光基板5の基準とする辺25の
回転角度が固定される。
【0027】このようにしてアライメントマーク25A
及び25Bに最も近い位置に配されたアライメント光学
系19及び2で検出することにより、アライメントマー
ク25A及び25Bをアライメント光学系4及び3の位
置に移動する必要がなくなる。従つてXYステージ14
の移動距離は、従来に比して格段的に減少し、移動時間
も短縮できることになる。
【0028】この後、例えばアライメント光学系19及
び2でアライメントマーク25A及び7Aの位置を検出
する。続いて、検出したアライメントマーク25A及び
7Aの位置に基づいて、X及びY方向の位置の誤差の量
を求め、XYステージ14をX及びY方向に駆動する。
これにより感光基板5は、X及びY方向の位置の誤差が
取り除かれ、アライメントが終了する。
【0029】因みに図6のように、図3に示すアライメ
ントマークと図5に示すアライメントマークとの両方を
備えた感光基板の場合、アライメント光学系2〜4及び
19のうち、アライメントマークに最も近い2つ以上の
任意のアライメント光学系で、アライメントマーク7A
及び25B、6B及び7B、6A及び26B、25A及
び26Aをそれぞれ測定しても良い。さらに、4つのア
ライメント光学系全てで同時に4つのアライメントマー
クを検出するようにしても良い。この場合、XYステー
ジの位置を変更することなく、4つのアライメントマー
クの位置が計測でき、現出精度が向上する。
【0030】以上の構成によれば、アライメント光学系
2〜4及び19を投影光学系1の周囲に配し、かつこの
アライメント光学系2〜4及び19の光軸をX方向と平
行な2つの辺と、Y方向と平行な2つの辺とでなる矩形
の4つの頂点の位置にそれぞれ配したことにより、感光
基板5上のアライメントマークの配置の自由度を大きく
できる。
【0031】また感光基板5上のアライメントマーク6
A、6B、7A、7B、25A、25B、26A及び2
6Bを検出するとき、XYステージの移動距離が小さく
て済み、構成が全体として小さくできる。
【0032】なお上述の実施例においては、露光装置8
で液晶表示装置を製造するための感光基板5に露光する
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば
プラズマデイスプレイを製造するための感光基板や半導
体基板に露光する露光装置等、任意の露光対象に露光す
る露光装置に広く適用できる。この場合にも上述と同様
の効果を得ることができる。
【0033】また上述の実施例においては、アライメン
ト光学系2〜4及び19の光軸を投影光学系1の光軸か
ら等距離に配する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、アライメント光学系の光軸を投影光学系の光
軸から不等な距離に配し、かつこのアライメント光学系
の光軸をX方向と平行な2つの辺と、Y方向と平行な2
つの辺とでなる矩形の4つの頂点の位置にそれぞれ配す
る場合にも適用できる。
【0034】
【発明の効果】上述のように、請求項1に記載の露光装
置では、4つのアライメント光学系を投影光学系の周囲
に配し、かつこのアライメント光学系の光軸を第1の方
向Xと平行な2つの辺と、第2の方向Yと平行な2つの
辺とでなる矩形の4つの頂点の位置にそれぞれ配したこ
とにより、感光基板上のアライメントマークの配置の自
由度を大きくし得る露光装置を実現できる。
【0035】請求項2に記載の露光装置では、自由に配
置されたアライメントマークを検出する際、再も近い少
なくとも2つのアライメント光学系を用いることによつ
て、感光基板を第1及び第2の方向に移動させるステー
ジの移動ストロークを一段と短くし得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による露光装置の一実施例による投影露
光装置の全体構成を示す略線図である。
【図2】その投影露光装置の投影光学系の周囲に配され
た4つのアライメント光学系の配置を示す配置図であ
る。
【図3】感光基板上のアライメントマークの配置を示す
配置図である。
【図4】従来の投影露光装置の投影光学系の周囲に配さ
れた3つのアライメント光学系の配置を示す配置図であ
る。
【図5】感光基板上のアライメントマークの配置を示す
配置図である。
【図6】アライメントマーク配置の他の例を示す配置図
である。
【符号の説明】
1……投影光学系、2〜4、19……アライメント光学
系、5……感光基板、6、7、25、26……辺、6
A、6B、7A、7B、25A、25B、26A、26
B……アライメントマーク、8……投影露光装置、9…
…光源、10……楕円鏡、11……コンデンサレンズ
系、13……Zステージ、14……XYステージ、15
……基準マーク集合体、16……移動鏡、17……レー
ザ干渉計、18……駆動装置、20……対物レンズ、2
1……ミラー、22……リレーレンズ、23……CCD
カメラ、24……パターンマツチング装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源からの光束を露光パターンが形成され
    たレチクル上に導く照明光学系と、前記レチクルを通過
    した光束を感光基板に投影する投影光学系とを有し、該
    感光基板を前記投影光学系の光軸の方向と直交する第1
    の方向と、該投影光学系の光軸の方向及び前記第1の方
    向と直交する第2の方向と、前記投影光学系の光軸の方
    向の回りとに移動してアライメントし、前記露光パター
    ンを前記感光基板上に形成する露光装置において、 前記投影光学系の周囲に、前記感光基板上に設けたアラ
    イメントマークを検出する4つのアライメント光学系を
    具え、前記4つのアライメント光学系の光軸が、前記第
    1の方向と平行な2つの辺と、前記第2の方向と平行な
    2つの辺とでなる矩形の4つの頂点の位置にそれぞれ配
    されていることを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】前記アライメント光学系は、4つの該アラ
    イメント光学系のうち、前記アライメントマークの検出
    の際、前記アライメントマークに最も近い少なくとも2
    つのアライメント光学系を用いることを特徴とする請求
    項1に記載の露光装置。
JP6174773A 1994-07-04 1994-07-04 露光装置 Pending JPH0817725A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100502802B1 (ko) * 1996-07-31 2005-10-12 삼성전자주식회사 액정표시장치
WO2018061811A1 (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 株式会社ニコン 決定方法及び装置、プログラム、情報記録媒体、露光装置、レイアウト情報提供方法、レイアウト方法、マーク検出方法、露光方法、並びにデバイス製造方法

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