JPH08264431A - Scanning projection aligner - Google Patents

Scanning projection aligner

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JPH08264431A
JPH08264431A JP7093193A JP9319395A JPH08264431A JP H08264431 A JPH08264431 A JP H08264431A JP 7093193 A JP7093193 A JP 7093193A JP 9319395 A JP9319395 A JP 9319395A JP H08264431 A JPH08264431 A JP H08264431A
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JP
Japan
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scanning
plate
plane
magnification
optical system
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JP7093193A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Koda
徹 香田
Shinji Tsutsui
慎二 筒井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH08264431A publication Critical patent/JPH08264431A/en
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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)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE: To correct the nonlinear image deformation perpendicularly to the lengthwise direction of a slitted exposing light by correcting the magnification in such a manner that the displacement of formation position is corrected perpendicularly to or at a specified angle to the lengthwise direction of a nonlinear slitted exposing light. CONSTITUTION: A pattern on a mask 11 is irradiated with a slitted exposing light emitted from a lighting optical system, and the picture passes through a projection optical system 13 and parallel plane plate 14, then it is formed on a photosensitive substrate 10 at a magnification set in the system 13. While being synchronized with scanning of the mask 11 at a constant speed V in a direction of an arrow mark 15, the substrate 10 is scanned at a constant speed V/β (β: reducing magnification of the system 13) in a direction indicated by arrow 16. In addition, the plate 14 is bent in such a manner that the tilt of the plate 14 is proportional to its Y coordinate, so that the error of nonlinear element in a Y direction on the slit can be thoroughly corrected, and the tilt amount of the plate 14 is increased by increasing the driving quantity of pulse motors 19a and 19b.

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、半導体集積回路または
液晶表示素子等を、フォトリソグラフィ工程で製造する
際に利用される走査投影露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning projection exposure apparatus used when manufacturing a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal display element or the like in a photolithography process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体素子および液晶表示素子等
をフォトリソグラフィ技術を用いて製造する際には、フ
ォトマスクまたはレチクルなどの原版(以下、マスクと
いう)のパターンを、投影光学系を介して、フォトレジ
スト等の感光性物質が塗布されたウエハまたは光透過性
プレートに露光転写する投影露光装置が使用されている
が、近年、素子1ケのパターンサイズが大型化する傾向
にある。したがって、投影露光装置に対しては、マスク
上のより大きな面積のパターンを感光基板上に転写露光
する技術が求められている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a semiconductor element, a liquid crystal display element, or the like is manufactured by using a photolithography technique, a pattern of an original plate (hereinafter referred to as a mask) such as a photomask or a reticle is passed through a projection optical system. Although a projection exposure apparatus for exposing and transferring to a wafer or a light-transmitting plate coated with a photosensitive material such as photoresist is used, the pattern size of one element tends to increase in recent years. Therefore, a technique for transferring and exposing a pattern of a larger area on a mask onto a photosensitive substrate is required for the projection exposure apparatus.

【0003】このような大面積化の要求に応えるため、
矩形あるいは一定の幅を有する円弧形状の照明領域(以
下、スリット状露光領域という)に対してマスクおよび
感光基板を投影系倍率に比例する速度で相対的に同期し
て走査すること(以下、同期走査という)により、スリ
ット状露光領域より広い面積のマスクパターンを感光基
板上に露光する、いわゆる、走査露光方式の露光装置の
開発が行われている。この走査露光方式の露光装置にお
いても従来の露光装置に要求されていた高いレベルの重
ね合せ精度が同様に要求されることは言うまでもない。
一般に、半導体素子および液晶表示素子の回路構造は単
層ではなく、初回のリソグラフィ工程で形成されるパタ
ーンを基準として各層毎に異なるマスクを用いて高い寸
法精度で重ね焼きしていく必要がある。このため、最低
2点の位置合せマークを感光基板上に形成し、装置毎に
設けられた基準点からのずれ量を計測することにより、
感光基板を位置合せし、露光を行っている。
In order to meet the demand for such a large area,
The mask and the photosensitive substrate are relatively synchronously scanned at a speed proportional to the projection system magnification with respect to a rectangular or arcuate illumination area having a constant width (hereinafter referred to as slit exposure area). The so-called scanning exposure type exposure apparatus has been developed in which a mask pattern having a larger area than the slit-shaped exposure area is exposed on the photosensitive substrate by scanning). It goes without saying that this scanning exposure type exposure apparatus also requires the high level of overlay accuracy required for the conventional exposure apparatus.
In general, the circuit structure of the semiconductor element and the liquid crystal display element is not a single layer, and it is necessary to perform overprinting with high dimensional accuracy using different masks for each layer based on the pattern formed in the first lithography process. Therefore, by forming at least two alignment marks on the photosensitive substrate and measuring the amount of deviation from the reference point provided for each device,
The photosensitive substrate is aligned and exposed.

【0004】しかしながら、マスク上のより大きな面積
のパターンを感光基板上に露光する技術が求められる現
在では、結像位置の微妙なずれや感光基板の熱膨張、熱
収縮等により、2点で位置合せを行っても、その他の点
でずれが発生してしまう。この現象が起こることを、デ
ィストーションが発生している、と表現する。
However, at present, there is a demand for a technique for exposing a pattern having a larger area on a mask onto a photosensitive substrate. Due to a slight shift in image forming position, thermal expansion and thermal contraction of the photosensitive substrate, etc. Even if the matching is performed, a deviation occurs at other points. The occurrence of this phenomenon is referred to as the occurrence of distortion.

【0005】このディストーションのモードとしては、
図8のように感光基板10上に設けられたX−Y座標の
1次関数として表現される単純倍率誤差や、非線形成分
誤差と称されるX−Y座標値の2次以上の成分で表され
る誤差がある。従来の走査露光装置では倍率誤差につい
て、一様な倍率のディストーションは勿論、X方向、Y
方向に関して各々異なる倍率をもつ、いわゆる、偏倍率
誤差に関しても、様々な補正方法が発明され、開示され
ている。
The distortion mode is as follows.
As shown in FIG. 8, a simple magnification error expressed as a linear function of XY coordinates provided on the photosensitive substrate 10 or a component of second or higher order of XY coordinate values called a non-linear component error. There is an error. Regarding the magnification error in the conventional scanning exposure apparatus, not only the distortion of uniform magnification but also the X direction and the Y
Various correction methods have been invented and disclosed for so-called bias magnification errors, which have different magnifications in each direction.

【0006】前記走査露光装置において、非線形成分誤
差としては、マスクおよび感光基板を投影光学系倍率に
比例する速度差で同期走査する(以下単に、同期走査す
る、という)方向の位置の関数で表現されるものがあ
る。この非線形成分誤差に関しては、マスクと感光基板
を同期走査する際にマスク若しくは感光基板をX,Y,
θ方向に非線形成分に応じた微小量だけ同期位置に対し
て相対的に駆動することにより倍率誤差は勿論、非線形
成分も補正可能である。
In the scanning exposure apparatus, the non-linear component error is expressed as a function of the position in the direction in which the mask and the photosensitive substrate are synchronously scanned at a speed difference proportional to the magnification of the projection optical system (hereinafter simply referred to as synchronous scanning). There is something to be done. Regarding this non-linear component error, when the mask and the photosensitive substrate are synchronously scanned, the mask or the photosensitive substrate is subjected to X, Y,
By driving a small amount corresponding to the non-linear component in the θ direction relative to the synchronous position, not only the magnification error but also the non-linear component can be corrected.

【0007】図2に示すように、スリット状露光領域1
2の幅方向の中心線をW座標軸、同期走査の方向をY座
標軸、感光基板上でY座標軸に直交する座標軸をX座標
軸として感光基板上に座標軸を設定すると、上記補正可
能な結像位置ずれ成分ΔX,ΔY,Δθは、感光基板上
全面について数1式の通り表される。但し、Y座標値は
W軸からY座標軸に平行な方向の距離を絶対値としたも
のとする。
As shown in FIG. 2, the slit-shaped exposure area 1
When the center line in the width direction of 2 is the W coordinate axis, the direction of the synchronous scanning is the Y coordinate axis, and the coordinate axis orthogonal to the Y coordinate axis on the photosensitive substrate is the X coordinate axis, and the coordinate axis is set on the photosensitive substrate, the above-mentioned correctable image position shift The components ΔX, ΔY, and Δθ are expressed by the equation 1 on the entire surface of the photosensitive substrate. However, the Y coordinate value is assumed to be the absolute value of the distance from the W axis in the direction parallel to the Y coordinate axis.

【0008】[0008]

【数1】 [Equation 1]

【0009】[0009]

【発明が解決しようとしている課題】しかし、投影光学
系およびスリット状露光光により同時に露光照射される
方向、すなわちW座標軸に沿った位置の関数で表される
成分の非線形成分については投影光学系のディストーシ
ョン特性を非線形に変更可能としない限り補正が不能で
ある。このため、非線形成分を振り分けて位置ずれ最大
値を小さくするために、計測によりその都度オフセット
を求めたり、予めオフセットを装置定数として登録した
りして結像位置ずれを振り分けた状態で重ね焼きを行っ
ている。
However, the non-linear component of the projection optical system and the component expressed as a function of the position along the W coordinate axis, that is, the direction in which the exposure light is simultaneously exposed by the projection optical system and the slit-shaped exposure light, is the same as that of the projection optical system. Correction is impossible unless the distortion characteristics can be changed nonlinearly. Therefore, in order to reduce the maximum value of the positional deviation by distributing the non-linear component, the offset is obtained each time by measurement, or the offset is registered as a device constant in advance, and the overprinting is performed while the imaging position deviation is distributed. Is going.

【0010】図2のW方向に沿った位置の関数で表され
る成分について具体的に説明するため、この成分を数2
式で表す。但し、W座標値はX座標値と等しい値である
とする。
In order to specifically explain the component represented by the function of the position along the W direction in FIG.
Expressed as a formula. However, the W coordinate value is assumed to be equal to the X coordinate value.

【0011】[0011]

【数2】 上式において、D0 ,E0 の項は単なる位置ずれであ
り、露光前にマスクあるいは感光基板を相対的に移動す
れば補正可能である。またD1 ・W+D2 ・W2+・・
・・+Dn ・Wn の項は広義の横倍率として考えること
ができるものであり、これについては、様々な補正方法
が知られている。
[Equation 2] In the above equation, the terms D 0 and E 0 are mere positional deviations and can be corrected by relatively moving the mask or the photosensitive substrate before exposure. Also D 1 · W + D 2 · W 2 + · ·
.. + term D n · W n are those which can be thought of as broad lateral magnification, for this, there are known various correcting method.

【0012】また、E1 ・Wの項はθ成分を表すもので
あり、これについては、θ成分を補正した後、回転中心
と焼付位置の距離をLとすれば、数2式で表される補正
量だけ走査露光中にX位置を補正することにより、単純
なθ回転により補正可能である。
Further, the term of E 1 · W represents the θ component, which can be expressed by the equation 2 if the distance between the rotation center and the printing position is L after the θ component is corrected. By correcting the X position during the scanning exposure by the correction amount, it is possible to correct by a simple θ rotation.

【0013】[0013]

【数3】 また、干渉計等によりX位置をクロ−ズドル−プサ−ボ
コントロ−ルしている時は、θ回転によりX方向距離測
定用ミラーが回転するようにして、スリット状露光領域
の延長線上にレーザ光軸を置けば上記X方向の補正も不
要である。すなわち、従来、補正不能である成分は、数
2式のうちの数4式で表される成分である。
(Equation 3) Further, when the X position is closed by the interferometer or the like, the X-direction distance measuring mirror is rotated by θ rotation so that the laser beam is extended on the extension line of the slit-shaped exposure area. If the optical axis is placed, the correction in the X direction is not necessary. That is, conventionally, the component that cannot be corrected is the component represented by the equation 4 of the equation 2.

【0014】[0014]

【数4】 本発明の目的は、この成分のうち、偶関数成分を補正す
る手段を有する走査露光装置を提供することにである。
[Equation 4] It is an object of the present invention to provide a scanning exposure apparatus having means for correcting an even function component of this component.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明では、横断面が直線形状ではないスリット形
状の露光光により、転写用パタ−ンが形成された原版を
照明する照明光学系と、これによって照明される前記転
写用パターンの像を感光基板上に所定の倍率で投影する
投影光学系と、前記露光光による照明領域の長手方向に
対して直角あるいは一定角度をなす走査方向に、前記原
版および感光基板を前記投影倍率に応じた速度比でもっ
て同期させて移動する移動手段とを備えた走査投影露光
装置において、前記投影光学系の倍率を少なくとも走査
方向について補正する倍率補正手段を備え、これによ
り、感光基板上に露光転写された像に対して重ねて露光
転写する場合の前記走査方向の結像位置ずれのうち、前
記原版および感光基板間の相対位置の補正では補正が不
能な成分を補正することを特徴とする。
To achieve this object, in the present invention, an illumination optical system for illuminating an original plate on which a transfer pattern is formed by exposure light having a slit shape whose cross section is not linear. And a projection optical system for projecting the image of the transfer pattern illuminated thereby on the photosensitive substrate at a predetermined magnification, and in the scanning direction forming a right angle or a constant angle with respect to the longitudinal direction of the illumination area by the exposure light. A scanning projection exposure apparatus including a moving unit that synchronously moves the original plate and the photosensitive substrate at a speed ratio according to the projection magnification, and a magnification correction unit that corrects the magnification of the projection optical system at least in the scanning direction. Of the image forming position shift in the scanning direction when the image is transferred by being superposed on the image transferred and transferred onto the photosensitive substrate. In the correction of the relative position and corrects an inability correction component.

【0016】[0016]

【作用】まず、投影光学系の光路中に結像位置のずれ以
外の結像性能に対して実質的に影響を与えない程度の光
学的厚さの平行平面板を入れて広義の横倍率を補正する
走査露光装置において、結像位置のずれを補正する方法
を説明する。
First, a parallel plane plate having an optical thickness that does not substantially affect the image forming performance other than the deviation of the image forming position is inserted in the optical path of the projection optical system to set the lateral magnification in a broad sense. A method of correcting the deviation of the image forming position in the correcting scanning exposure apparatus will be described.

【0017】図3において、挿入した光学的な平行平面
板14の厚みをd、屈折率をn’とし、感光基板10上
で結像位置を横ずれさせたい方向をX軸にとり、これと
垂直な主光線の方向をZ軸とすると、挿入した平行平面
板14のZ方向への湾曲量はXの関数として表される。
このとき得られるX方向での焼付像の横ずれ量ΔXは数
5式で表される。
In FIG. 3, the thickness of the inserted optical plane-parallel plate 14 is d, the refractive index is n ', and the X-axis is the direction in which the image formation position on the photosensitive substrate 10 is to be laterally displaced, and is perpendicular to this. When the direction of the chief ray is the Z axis, the amount of bending of the inserted plane-parallel plate 14 in the Z direction is expressed as a function of X.
The lateral shift amount ΔX of the print image in the X direction obtained at this time is expressed by the equation (5).

【0018】[0018]

【数5】 すなわち、結像位置のずれ量は、平行平面板14各部の
傾きに比例する。よって、一般的な横倍率が発生してい
る場合には、平行平面板14の傾きがX座標に比例する
ように曲げることにより補正されることになり、換言す
れば、平行平面板14の撓み量がXの2乗に比例するよ
う撓ませれば良い。
(Equation 5) That is, the shift amount of the image forming position is proportional to the inclination of each part of the plane parallel plate 14. Therefore, when a general lateral magnification is generated, the inclination of the plane-parallel plate 14 is corrected by bending the plane-parallel plate 14 in proportion to the X coordinate. In other words, the deflection of the plane-parallel plate 14 is corrected. The amount may be bent so that it is proportional to the square of X.

【0019】広義の横倍率として結像位置がXのn乗に
比例してずれている場合は平行平面板14がXの(n+
1)乗に比例するような撓みをもつように、平行平面板
14の形状もしくは平行平面板14のホルダ形状につい
て材料力学上の工夫をすれば良い。
When the image forming position is displaced in proportion to the nth power of X as a lateral magnification in a broad sense, the plane parallel plate 14 is (n +) of X.
1) The shape of the plane-parallel plate 14 or the holder shape of the plane-parallel plate 14 may be devised in terms of material mechanics so as to have a bending proportional to the power.

【0020】走査露光方式の露光装置において、図4の
ようにマスクおよび感光基板の矢印36で示される同期
走査方向の軸回りに平行平面板14を曲げて結像位置を
補正することは、これまで述べてきた通り、数2式で
表されるような像歪みを補正する手段として有効であ
り、この事実は周知である。しかし図5のようにX座標
軸回りに平行平面板14を曲げることは、像歪みの補正
に対して何ら効果が無いとして顧みられることがなかっ
た。
In the scanning exposure type exposure apparatus, it is necessary to bend the plane-parallel plate 14 around the axis of the mask and the photosensitive substrate in the synchronous scanning direction indicated by the arrow 36 as shown in FIG. As described above, it is effective as a means for correcting the image distortion represented by the equation (2), and this fact is well known. However, bending the plane-parallel plate 14 around the X coordinate axis as shown in FIG. 5 has no effect on the correction of the image distortion and is not considered.

【0021】本発明の走査投影露光装置においては、投
影光学系およびスリット状露光光により同時に露光照射
される方向(X方向)の位置の関数で表現されるY方向
ずれについて、スリット状露光光の形状を、Y=F
(X)でかつF(X)が偶関数であるような式で代表さ
れる形状に変更することにより、X軸回りに光学的平行
平面板14を曲げて偶関数成分が補正される。
In the scanning projection exposure apparatus of the present invention, with respect to the Y-direction shift represented by the function of the position in the direction (X direction) in which the projection optical system and the slit-shaped exposure light are simultaneously exposed and irradiated, the slit-shaped exposure light The shape is Y = F
By changing to a shape represented by an expression in which (X) and F (X) is an even function, the even function component is corrected by bending the optical parallel plane plate 14 around the X axis.

【0022】スリット状露光光の形状を、数6式で表さ
れる形状とし、計算上、スリット形状をY=F(X)で
代表する。
The shape of the slit-shaped exposure light is represented by the equation (6), and the slit shape is represented by Y = F (X) in calculation.

【0023】[0023]

【数6】 ここで、スリット状露光光に対する投影系のY方向像歪
みが絶対基準格子に対して、ΔY=G(X)だけあると
仮定する。即ちY=F(X)で代表されるスリット上の
点は、露光基板上に結像する時、ΔY=G(X)分だけ
正規の結像位置に対してずれた状態で結像する。
(Equation 6) Here, it is assumed that the Y-direction image distortion of the projection system with respect to the slit-shaped exposure light is ΔY = G (X) with respect to the absolute reference grating. That is, a point on the slit represented by Y = F (X) is imaged on the exposure substrate in a state shifted by ΔY = G (X) from the regular image formation position.

【0024】走査露光方式の露光装置においてはスリッ
ト状露光光に対応する投影光学系に起因する像歪みのう
ち、数4式で表されるような非線形成分は、感光基板お
よびマスクの不均一変形や装置構造の走査に伴う変形等
が無視できる場合、マスクおよび感光基板の同期走査方
向の位置の関数にはならず一定となり、図6で代表され
るようなディストーションとなる。
In the scanning exposure type exposure apparatus, among the image distortions caused by the projection optical system corresponding to the slit-shaped exposure light, the non-linear component represented by the equation 4 is a non-uniform deformation of the photosensitive substrate and the mask. When the deformation of the device structure due to scanning is negligible, the distortion does not become a function of the position of the mask and the photosensitive substrate in the synchronous scanning direction, but becomes constant, and the distortion is represented by FIG.

【0025】実工程上で図6のようなディストーション
が発生した場合、感光基板の前回のフォトリソグラフィ
工程で設けられたアライメントターゲット位置を多点計
測してずれの振分けが通常行われ、図7の通りのディス
トーションとなるが、ばらつき自体は小さくならず、こ
のばらつきを補正することが必要である。
When the distortion as shown in FIG. 6 occurs in the actual process, the alignment target positions provided in the previous photolithography process of the photosensitive substrate are measured at multiple points, and the deviations are normally distributed. Although the distortion will be as usual, the variation itself does not become small, and it is necessary to correct this variation.

【0026】数4式で表現されるY方向非線形成分のう
ち奇関数成分は、θ成分で近似できるため、θ補正によ
りその誤差成分を近似補正することが可能である。しか
し偶関数成分についてはθ補正によってはばらつきをま
ったく補正することができない。
Since the odd function component of the Y direction non-linear component expressed by the equation (4) can be approximated by the θ component, the error component can be approximately corrected by the θ correction. However, the variation of the even function component cannot be corrected by θ correction.

【0027】次に、数4式の偶関数成分を補正するため
の光学的平行平面板の曲げ形状を決定する方法を述べ
る。光学的平行平面板の曲げ形状を決定するためには、
Y方向非線形成分を近似する関数を先に決定しなければ
ならない。今、スリット上のY方向非線形変位が、
Next, a method of determining the bending shape of the optical plane-parallel plate for correcting the even function component of the equation (4) will be described. To determine the bending shape of an optically parallel plane plate,
A function approximating the Y direction non-linear component must be determined first. Now, the Y direction nonlinear displacement on the slit is

【0028】[0028]

【数7】 で近似されるとする。このとき、スリット形状が(Equation 7) Is approximated by. At this time, the slit shape

【0029】[0029]

【数8】 で代表される形状とする。そして、(Equation 8) The shape represented by And

【0030】[0030]

【数9】 を満足するようF(X)あるいはG(X)を決める。す
なわち、数8式を数9式に代入し、その式をさらに数7
式に代入して数10式を得る。
[Equation 9] F (X) or G (X) is determined so that That is, by substituting the equation 8 into the equation 9 and further substituting the equation 7
Substituting into the formula, the formula 10 is obtained.

【0031】[0031]

【数10】 数10式は結像位置をそのスリット上のY座標値に比例
してY方向にずらすことにより補正が実現することを示
す。よってスリット状の露光光が数9式のような形状を
している場合、Y座標に比例して平行平面板14を傾け
ることにより補正が実現する。よって数5式のΔXに数
10式のΔYを代入し、dZ/dXをdZ/dYに書き
換えて、数11式を得る。
[Equation 10] Equation 10 shows that the correction is realized by shifting the image forming position in the Y direction in proportion to the Y coordinate value on the slit. Therefore, when the slit-shaped exposure light has a shape as in Expression 9, correction is realized by inclining the plane-parallel plate 14 in proportion to the Y coordinate. Therefore, by substituting the ΔY of the expression 10 into the ΔX of the expression 5 and rewriting dZ / dX into dZ / dY, the expression 11 is obtained.

【0032】[0032]

【数11】 数11式の形状で平行平面板14を曲げてやれば良い。
この曲げを実現するためには、平行平面板14もしくは
その保持部材を平行平面板14の剛性よりも十分に大き
くしたうえで、平行平面板14の形状を材料力学上でい
う片持ちの等応力ばりにし、自由端に集中荷重あるいは
強制変位を与えるか、あるいは両端支持の等応力ばりに
して、はり中央荷重あるいは強制変位を与えてやれば良
い。但し、補正誤差が実用上問題にならない場合には、
単純な片持ちばり、あるいは両端支持ばりとしても構わ
ない。
[Equation 11] It suffices to bend the plane-parallel plate 14 in the shape of the formula (11).
In order to realize this bending, the plane-parallel plate 14 or its holding member is made sufficiently larger than the rigidity of the plane-parallel plate 14, and the shape of the plane-parallel plate 14 is a cantilevered equal stress in terms of material mechanics. The beam may be applied with a concentrated load or forced displacement at the free end, or an equal stress beam with both ends supported and a beam center load or forced displacement may be applied. However, if the correction error is not a practical problem,
It may be a simple cantilever beam or a beam supporting both ends.

【0033】また、このように、平行平面板14で結像
ずれを発生させて補正を行う代わりに、少なくとも1方
向の倍率を投影光学系内部で変更可能であれば、直線状
でないスリット状露光光と組み合わせることにより同様
の補正が可能である。
Further, as described above, if the magnification in at least one direction can be changed in the projection optical system instead of performing the correction by causing the image shift in the plane-parallel plate 14, the slit-like exposure which is not linear is possible. Similar correction is possible by combining with light.

【0034】[0034]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明の一実施例に係る走査投影露光装置
を示す斜視図である。図1において、10は感光基板、
11はマスク、12a〜12dはスリット状露光光、1
3は投影光学系、そして14は光学的平行平面板であ
る。不図示の照明光学系からのスリット状露光光により
マスク11上のパターンが照射され、その像が投影光学
系13および平行平面板14を通過し、感光基板10上
に投影光学系13の倍率に応じた大きさの像を結ぶよう
になっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a scanning projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 10 is a photosensitive substrate,
11 is a mask, 12a to 12d are slit exposure light, 1
3 is a projection optical system, and 14 is an optical plane-parallel plate. A pattern on the mask 11 is illuminated by slit-shaped exposure light from an illumination optical system (not shown), and its image passes through the projection optical system 13 and the plane-parallel plate 14, and is projected on the photosensitive substrate 10 at a magnification of the projection optical system 13. It is designed to form an image of a size that suits you.

【0035】そして、マスク11を矢印15方向に一定
速度Vで走査するのに同期して、感光基板10を矢印1
6方向に一定速度V/β(βは投影光学系13の縮小倍
率)で走査する。マスク11および感光基板10はそれ
ぞれ不図示のマスクステージおよび感光基板ステージで
保持されており、両ステージのX、Y、θ位置は、不図
示のレーザ干渉計でモニタされており、この位置情報に
基づく、クローズドループフィードバックサーボにより
その位置座標は管理されている。
Then, in synchronization with the scanning of the mask 11 in the direction of arrow 15 at a constant speed V, the photosensitive substrate 10 is moved in the direction of arrow 1.
Scanning is performed in six directions at a constant speed V / β (β is a reduction magnification of the projection optical system 13). The mask 11 and the photosensitive substrate 10 are respectively held by a mask stage and a photosensitive substrate stage (not shown), and the X, Y, θ positions of both stages are monitored by a laser interferometer (not shown). Based on the closed loop feedback servo, the position coordinates are managed.

【0036】なお、クローズドループフィードバックサ
ーボを行うのを感光基板ステージのみにして、マスクス
テージの位置情報に基づいて感光基板ステージのサーボ
位置に補正を加えてもよい。図9はマスク11上に配置
された、感光基板10との位置合せ基準マーク(以下、
マスク側AAマークという)25a〜33aの配置を示
す。感光基板10側にも投影光学系13を介した共軛位
置にマスク側AAマークに対応する位置合せターゲット
マーク(以下、プレート側AAマークという)25b〜
33bが前回のフォトリソグラフィ工程で設けられてい
る。これらのマークは、通常の場合、マスクに設けられ
た素子パターン34の内側に配置することを許されない
ため、素子パターン34の周囲を囲むように配置され
る。
The closed loop feedback servo may be performed only on the photosensitive substrate stage, and the servo position of the photosensitive substrate stage may be corrected based on the position information of the mask stage. FIG. 9 shows a reference mark for alignment with the photosensitive substrate 10 (hereinafter, referred to as a reference mark) arranged on the mask 11.
An arrangement of mask side AA marks) 25a to 33a is shown. On the photosensitive substrate 10 side as well, the alignment target mark (hereinafter referred to as the plate side AA mark) 25b corresponding to the mask side AA mark is provided at the common position via the projection optical system 13.
33b is provided in the previous photolithography process. Normally, these marks are not allowed to be arranged inside the element pattern 34 provided on the mask, so that they are arranged so as to surround the periphery of the element pattern 34.

【0037】図1の24aおよび24bはスリット状露
光光12aにより照射される領域に沿ってその観察位置
のスパンが変更可能な顕微鏡であり、その観察像は内蔵
カメラにより画像処理装置へ送れるようになっている。
画像処理装置は、重なって取り込まれるマスク側AAマ
ーク像とプレート側AAマーク像のずれ量を算出するも
のである。
Reference numerals 24a and 24b in FIG. 1 are microscopes in which the span of the observation position can be changed along the area irradiated by the slit exposure light 12a, and the observation image can be sent to the image processing apparatus by the built-in camera. Has become.
The image processing apparatus calculates a shift amount between the mask-side AA mark image and the plate-side AA mark image which are captured in an overlapping manner.

【0038】走査露光に際しては、マスク11をマスク
ステージ上に設けられた不図示のマスク位置基準マーク
に対して位置決めした後、2つのマスク側AAマーク2
5aがスリット状露光光12aの略直下に同時に位置す
るよう移動する。
In scanning exposure, after the mask 11 is positioned with respect to a mask position reference mark (not shown) provided on the mask stage, two mask side AA marks 2 are provided.
5a moves so as to be positioned substantially directly under the slit-shaped exposure light 12a at the same time.

【0039】次に、プレート側AAマークが形成済の感
光基板10をプレート側AAマーク25bの投影光学系
13によるマスク11上への投影像がマスク側AAマー
ク25aに重なるように相互の位置関係を調整し、顕微
鏡24a,24bにおいて重なった像をカメラ上へ結像
させ、画像処理装置により自動位置合せを実行する。こ
の位置合せ完了後のマスクステージ、感光基板ステージ
各々の位置をイニシャル位置として、投影光学系倍率に
比例した同期走査を行うものとする。
Next, the photosensitive substrate 10 on which the plate-side AA mark is formed is positioned so that the projected image of the plate-side AA mark 25b onto the mask 11 by the projection optical system 13 overlaps the mask-side AA mark 25a. Is adjusted to form an overlapping image on the microscopes 24a and 24b on the camera, and automatic alignment is executed by the image processing device. Synchronous scanning in proportion to the magnification of the projection optical system is performed with the positions of the mask stage and the photosensitive substrate stage after completion of the alignment as initial positions.

【0040】マスク側および感光基板側AAマーク26
a〜29a,26b〜29bについても順次アライメン
トを行い、その時のステージのイニシャル位置からのオ
フセット量をメモリに記憶させた後、スリット状露光領
域に沿って顕微鏡24a,24b間のスパンVSを縮め
る。この場合、図2に示すように、顕微鏡の視野位置3
5aおよび35bをVYだけ走査方向に移動させる必要
があるため、マスク11および感光基板10をVYに対
応する量だけ移動する。移動量VYは、スリットの形状
を表す式Y=F(X)により与えられ、AAマーク25
a〜29a,25b〜29bまでの位置合せ実行時のス
パンVSをVS0とすれば、数12式となる。
AA mark 26 on the mask side and the photosensitive substrate side
A-29a and 26b-29b are also sequentially aligned, the offset amount from the initial position of the stage at that time is stored in the memory, and then the span VS between the microscopes 24a and 24b is reduced along the slit-shaped exposure region. In this case, as shown in FIG.
Since it is necessary to move 5a and 35b in the scanning direction by VY, the mask 11 and the photosensitive substrate 10 are moved by an amount corresponding to VY. The movement amount VY is given by the equation Y = F (X) representing the shape of the slit, and the AA mark 25
If the span VS at the time of executing the alignment of a to 29a and 25b to 29b is VS0, the formula 12 is obtained.

【0041】[0041]

【数12】 感光基板10は投影光学系13の縮小倍率βを考慮し、
マスク11の移動量VYに対し、VY’=VY/βだけ
同期させて動かす。
(Equation 12) In consideration of the reduction ratio β of the projection optical system 13, the photosensitive substrate 10
The movement amount VY of the mask 11 is moved in synchronization with VY ′ = VY / β.

【0042】このようにして、スパンVSをVS0から
VS1,VS2に縮め、AAマーク30a〜33a,3
0b〜33bの位置合せマークに対して、今度は位置合
せを実行せず、そのずれ量のみ読み取り、そのY方向ず
れ量を各々30aY〜32aYとする。次にこのずれ量
の補正について説明する。
In this way, the span VS is reduced from VS0 to VS1 and VS2, and the AA marks 30a to 33a and 3 are generated.
The alignment marks 0b to 33b are not aligned this time, only the displacement amount is read, and the displacement amounts in the Y direction are set to 30aY to 32aY, respectively. Next, the correction of this shift amount will be described.

【0043】数11式は、平行平面板14の傾きが、
そのY座標に比例するよう曲げることにより、スリット
上のY方向非線形成分誤差を全面で補正可能であること
を示している。そこで、図11に示すようにスリットに
固定されたX、Y座標系を考える。顕微鏡24a、24
bの初期スパンをVS0とし、このときのY座標を0と
する。補正量を増やすのは数11式におけるk1 の値
を大きくすることに他ならない。これは平行平面板14
の傾き量を増加させることであり、図1においては後述
するように、パルスモータ19a,19bの駆動量を増
加させることと等価である。平行平面板14を全体に湾
曲させた場合、X=VS0/2の位置の像も、ずれを発
生させられてしまうため、数11式を書き換えて数1
3式とする。
Equation 11 shows that the inclination of the plane parallel plate 14 is
By bending so as to be proportional to the Y coordinate, it is possible to correct the Y direction nonlinear component error on the slit over the entire surface. Therefore, consider an X and Y coordinate system fixed to the slit as shown in FIG. Microscopes 24a, 24
The initial span of b is VS0, and the Y coordinate at this time is 0. Increasing the correction amount is nothing but increasing the value of k 1 in the equation (11). This is a plane parallel plate 14
1 is to increase the amount of inclination of the pulse motors, which is equivalent to increasing the driving amounts of the pulse motors 19a and 19b as described later in FIG. When the plane-parallel plate 14 is curved as a whole, the image at the position of X = VS0 / 2 may also be displaced. Therefore, the equation 11 is rewritten to obtain the equation 1
Type 3

【0044】[0044]

【数13】 但し、k1 ,k2 は新たに定めた比例定数、Pはパルス
モータ19a,19bの駆動パルス数である。そこで、
観察顕微鏡のスパンおよびパルスモータ19a,19b
のパルス数を振って、その駆動パルスが0のときに対し
て像のずれがどれだけ発生するかを調べる。これにより
nヶのデ−タを得たとする。このときのY方向ずれ量を
ΔYiとすれば、数14式を最小にするk1 ,k2 を求
めることにより、図1の後述する補正機構の特性が求ま
る。
(Equation 13) However, k 1 and k 2 are newly determined proportional constants, and P is the number of drive pulses of the pulse motors 19a and 19b. Therefore,
Observation microscope span and pulse motors 19a, 19b
By waving the number of pulses of (1) to examine how much the image shift occurs compared to when the drive pulse is zero. It is assumed that n pieces of data are obtained as a result. If the amount of deviation in the Y direction at this time is ΔY i , the characteristics of the correction mechanism described later in FIG. 1 can be obtained by obtaining k 1 and k 2 that minimize the equation (14).

【0045】[0045]

【数14】 具体的にはFをk1 で偏微分した式および、Fをk2
偏微分した式が0となる条件においてFを最小とするk
1 およびk2 を求めることが可能である。
[Equation 14] Specifically, k that minimizes F under the condition that the expression obtained by partially differentiating F with k 1 and the expression obtained by partially differentiating F with k 2 are 0
It is possible to determine 1 and k 2 .

【0046】実際の露光前のずれ量計測時には、At the time of actually measuring the deviation amount before exposure,

【0047】[0047]

【数15】 と置き、ずれ量30aY〜33aYを数15式に代入
してGを最小にするPを同様に求め、パルスモータ19
a,19bの駆動パルス数を求める。これにより平行平
面板14の曲げ補正量が求まったことになる。
(Equation 15) Then, the shift amounts 30aY to 33aY are substituted into the equation 15 to similarly obtain P which minimizes G, and the pulse motor 19
The drive pulse numbers of a and 19b are obtained. As a result, the bending correction amount of the plane parallel plate 14 is obtained.

【0048】最後に、平行平面板14を湾曲させること
による、観察顕微鏡のスパンがVS0であるときの結像
位置のずれ量を数13式により求め、露光時にはマスク
ステージもしくは感光基板ステージをVS0時の像のず
れ分だけY方向に補正して走査露光する。
Finally, the deviation amount of the image forming position when the span of the observing microscope is VS0 is obtained by bending the parallel plane plate 14 by the equation (13), and the mask stage or the photosensitive substrate stage is exposed at VS0 during exposure. Scanning exposure is performed by correcting in the Y direction by the amount of the image shift.

【0049】なお、ここでは、1回の露光走査における
平行平面板14の湾曲は一定としたが、数15式か
ら、パルスモータ19a,19bの駆動パルス数Pを求
める際、図9のAAパターン29a〜31aを用いて求
めた値と、AAパターン27a,32a,33aを用い
て求めた値を使用して、露光中、リニアにパルス数を変
えて露光を行うことも可能である。この場合、観察顕微
鏡のスパンがVS0の場合に相当する位置の補正量もパ
ルス数に応じてリニアに変更することが必要である。
Although the curvature of the plane-parallel plate 14 in one exposure scan is constant here, when the driving pulse number P of the pulse motors 19a and 19b is obtained from the equation (15), the AA pattern of FIG. 9 is used. It is also possible to perform the exposure by linearly changing the pulse number during the exposure by using the values obtained by using 29a to 31a and the values obtained by using the AA patterns 27a, 32a, 33a. In this case, it is also necessary to linearly change the correction amount of the position corresponding to the case where the span of the observation microscope is VS0 according to the number of pulses.

【0050】次に、平行平面板14を湾曲させる部分の
構造と動作について図1を用いて詳細に説明する。装置
電源の投入により、または電源入力後のオペレータの走
査により、静電センサ20a,20bの測定値が予め設
定された値となるようにパルスモータ19a,19bを
駆動する。これにより、平行平面板14の初期状態が平
面となるよう直ちにイニシャライズされ、その精度もフ
ォトセンサ等の精度と比べ十分であると共に、駆動精度
の補正も可能である。
Next, the structure and operation of the portion that bends the plane-parallel plate 14 will be described in detail with reference to FIG. The pulse motors 19a and 19b are driven so that the measurement values of the electrostatic sensors 20a and 20b become preset values by turning on the power source of the apparatus or by scanning by the operator after the power source is input. As a result, the parallel flat plate 14 is immediately initialized so that the initial state becomes a flat surface, the accuracy thereof is sufficient as compared with the accuracy of the photo sensor and the like, and the driving accuracy can be corrected.

【0051】パルスモーター19a,19bの軸が回転
すると、送りネジ18a,18bが回転し、連結棒21
が上下に移動する。連結棒21と送りネジ18a,18
bのナットは、図示しないボーズピンで連結され、互い
にこじり等は発生しない。連結棒21が上下することに
より、平行平面板14を保持する等応力はり17aおよ
び17bが、Y座標に比例してその傾きが変化するよう
湾曲する。17aおよび17bは、平行平面板14に比
べて、大きい剛性を有し、かつ平行平面板14は部材2
2a,22bによりはり17a,17bに固定されてい
るため、平行平面板14は等応力はり17a,17bに
ならって湾曲する。また、平行平面板14はその中央部
も部材22cおよび22dにより保持されているため、
全体的に等応力はり17a,17bの湾曲と同様に一様
に湾曲する。
When the shafts of the pulse motors 19a and 19b rotate, the feed screws 18a and 18b rotate and the connecting rod 21
Moves up and down. Connecting rod 21 and feed screws 18a, 18
The nuts of b are connected by a not-shown bose pin so that they do not twist or the like. As the connecting rod 21 moves up and down, the equal stress beams 17a and 17b holding the plane-parallel plate 14 bend so that their inclinations change in proportion to the Y coordinate. 17a and 17b have a greater rigidity than the plane-parallel plate 14, and the plane-parallel plate 14 is a member 2
Since it is fixed to the beams 17a and 17b by 2a and 22b, the plane-parallel plate 14 is curved following the equal stress beams 17a and 17b. Further, since the plane parallel plate 14 is also held by the members 22c and 22d at the center thereof,
As a whole, the equal stress beams 17a and 17b are uniformly curved.

【0052】なお、部材22a,22bの代わりに真空
吸着を用いて平行平面板14を等応力はり17a,17
bに固定するようにしてもよい。また、パルスモータ1
9a,19bの代わりにダイヤフラムとサーボバルブに
よる圧力によって平行平面板14を湾曲させることも可
能であり、また、サーボモータやピエゾスタックで行う
ことも可能である。
In addition, instead of the members 22a and 22b, vacuum suction is used to move the plane-parallel plate 14 to the equal stress beams 17a and 17b.
It may be fixed to b. Also, the pulse motor 1
Instead of 9a and 19b, it is possible to bend the plane-parallel plate 14 by the pressure of the diaphragm and the servo valve, and it is also possible to use a servo motor or a piezo stack.

【0053】また、本実施例では、投影光学系13の下
部に平行平面板14を配置しているが、投影光学系13
とマスクの間に平行平面板14を配置することも可能で
ある。但しこの場合は、投影光学系13の下に平行平面
板14を配置した場合とは、補正のための駆動方向が異
なる。すなわち、図1のように感光基板側に平行平面板
を凸状になるように曲げた場合と、マスク側に平行平面
板14を挿入してマスク側に凸状になるように曲げた場
合とでは、結像位置のずれ方向は逆となる。
Further, in this embodiment, the plane-parallel plate 14 is arranged below the projection optical system 13, but the projection optical system 13
It is also possible to dispose the plane-parallel plate 14 between the mask and the mask. However, in this case, the driving direction for correction is different from the case where the plane parallel plate 14 is arranged below the projection optical system 13. That is, as shown in FIG. 1, a case where the plane-parallel plate is bent toward the photosensitive substrate side so as to be convex, and a case where the plane-parallel plate 14 is inserted at the mask side and bent so as to be convex toward the mask side are shown. Then, the shift direction of the image forming position is opposite.

【0054】さらに、投影光学系13中の光屈折手段を
平行移動することにより結像位置ずれを偏倍補正的ある
いは一様倍率補正的に発生させるような光学系として、
前者の場合は上述の実施例とまったく同様に、後者の場
合は横倍率補正手段と組み合わせて、走査露光方向の非
線形成分補正を行うときに同時に発生する、走査露光に
直交する成分の補正を行うことにより、同様な補正を実
現可能である。
Further, as an optical system for causing the image refraction means to be displaced in the correction of the magnification or the correction of the uniform magnification by moving the light refracting means in the projection optical system 13 in parallel,
In the former case, in the same manner as the above-described embodiment, in the latter case, the component orthogonal to the scanning exposure, which is generated at the same time as the nonlinear component correction in the scanning exposure direction, is performed in combination with the lateral magnification correcting means. Therefore, the same correction can be realized.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
線形状ではないスリット状の露光光の長手方向に対し、
直交あるいは一定の角度をなす方向の結像位置ずれを補
正するように倍率補正手段を駆動させることにより、従
来の走査投影露光装置では不可能とされていたスリット
状露光光の長手方向に直交する方向の非線形像歪を投影
光学系に複雑な調整および変更を加えることなく補正可
能である。
As described above, according to the present invention, in the longitudinal direction of the exposure light having a slit shape which is not a straight line shape,
By driving the magnification correction means so as to correct the image forming position deviation in the direction orthogonal or forming a constant angle, the slit exposure light is orthogonal to the longitudinal direction, which is impossible in the conventional scanning projection exposure apparatus. Non-linear image distortion in the direction can be corrected without making complicated adjustments and changes to the projection optical system.

【0056】また、スリット状露光領域が円弧を表す方
程式もしくはスリットの長手方向を示す直線上の点に対
して偶関数で示すことのできる形状にすることにより、
Y方向非線形成分のうち、θ回転で補正可能な成分を除
く非線形成分のみを補正することが可能である。
Further, the slit-shaped exposure area is formed into a shape that can be expressed by an equation representing an arc or an even function with respect to a point on a straight line showing the longitudinal direction of the slit.
It is possible to correct only the non-linear component of the Y-direction non-linear component excluding the component that can be corrected by θ rotation.

【0057】また、倍率補正手段を光学的な平行平面板
とすることにより、複雑な計算を要する偏倍ズーム光学
系を設計する必要なく、倍率補正手段を構成することが
できる。
Further, by using an optical plane parallel plate as the magnification correction means, the magnification correction means can be constructed without designing a demagnification zoom optical system which requires complicated calculation.

【0058】更に、平行平面板を支持して撓ませるホル
ダあるいは平行平面板自体が前記スリット状露光領域形
状を代表する方程式と補正すべき結像位置ずれを表す方
程式により決定される撓み方程式を満足するような形状
となっていることにより、Y方向非線形成分の誤差を補
正するときの平行平面板の曲げ駆動量を数学的に一意に
精度良く算出可能であると共に、平行平面板の一端もし
くは両端面を駆動するのみで所望の平行平面板の曲げ形
状が実現可能である。
Further, the holder that supports and bends the plane-parallel plate or the plane-parallel plate itself satisfies the deflection equation determined by the equation representing the slit-like exposure area shape and the equation representing the image-forming position deviation to be corrected. With such a shape, it is possible to mathematically uniquely and accurately calculate the bending drive amount of the plane-parallel plate when correcting the error in the Y-direction non-linear component, and also at one or both ends of the plane-parallel plate. A desired bent shape of the plane-parallel plate can be realized only by driving the surface.

【0059】また、平行平面板を撓ませる手段として電
気的アクチュエータを備え、光学的平行平面板あるいは
そのホルダの撓み量を検知することが可能なセンサを有
することにより、自動でY方向非線形誤差成分を補正す
ることが可能である。
Further, an electric actuator is provided as a means for bending the plane-parallel plate, and a sensor capable of detecting the amount of bending of the plane-parallel plate or its holder is provided, whereby the Y-direction nonlinear error component is automatically obtained. Can be corrected.

【0060】露光に先立ち結像位置のずれ量を計測し、
このずれ量から平行平面板を撓ませる量を計算し、これ
に基づいて、露光走査前あるい露光走査中に平行平面板
を撓ませる量を変更することにより、投影光学系のドリ
フトや、感光基板個々の熱膨張、熱収縮に伴う像のずれ
も精度良く補正することが可能である。
Before the exposure, the amount of deviation of the image forming position is measured,
The amount by which the plane-parallel plate is deflected is calculated from this shift amount, and based on this, the amount by which the plane-parallel plate is deflected before exposure scanning or during exposure scanning is changed, thereby causing drift in the projection optical system and exposure to light. It is also possible to accurately correct an image shift due to thermal expansion and thermal contraction of each substrate.

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

【図1】 本発明の一実施例に係る走査投影露光装置を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a scanning projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の装置において、直線状ではない露光光
に沿って観察顕微鏡の視野が移動したときにY方向に視
野が移動することを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing that the field of view moves in the Y direction when the field of view of an observation microscope moves along exposure light that is not linear in the apparatus of FIG.

【図3】 図1の装置において、光学的平行平面板を湾
曲させたときの像ずれを示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an image shift when an optical plane parallel plate is curved in the apparatus of FIG.

【図4】 広義の横倍率補正を行うときの光学的平行平
面板の曲げ方向を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a bending direction of an optically parallel plane plate when performing lateral magnification correction in a broad sense.

【図5】 従来例でのスリット形状ではY方向非線形誤
差成分の補正が不能であることを直感的に説明する図で
ある。
FIG. 5 is a diagram for intuitively explaining that the Y-direction nonlinear error component cannot be corrected with the slit shape in the conventional example.

【図6】 Y方向非線形誤差成分が発生したときの像ず
れ状態を示すベクトル図である。
FIG. 6 is a vector diagram showing an image shift state when a Y-direction nonlinear error component occurs.

【図7】 図6の像ずれ時、振分けによりずれの最大値
を少なくした時のずれ状態図である。
FIG. 7 is a shift state diagram when the maximum shift value is reduced by distribution when the image shift in FIG. 6 is performed.

【図8】 感光基板が一様に熱膨張した時の像ずれ図で
ある。
FIG. 8 is an image shift diagram when the photosensitive substrate is uniformly thermally expanded.

【図9】 図1の走査露光装置を使用した時のマスクパ
ターン上AAパターンの配置例を示す図である。
9 is a diagram showing an arrangement example of AA patterns on a mask pattern when the scanning exposure apparatus of FIG. 1 is used.

【図10】 図1の走査露光装置を使用した時の感光基
板上AAパターンの配置例を示す図である。
10 is a diagram showing an arrangement example of AA patterns on a photosensitive substrate when the scanning exposure apparatus of FIG. 1 is used.

【図11】 図1の装置において、直線状ではないスリ
ット状露光光上に固定した座標系を示す図である。
11 is a view showing a coordinate system fixed on slit-shaped exposure light which is not linear in the apparatus of FIG.

【図面の主要な部分を表す符号の説明】[Explanation of symbols showing main parts of the drawing]

10:感光基板、11:マスク或いはレチクル、12
a,12b,12c,12d:スリット状露光光、1
3:投影光学系、14:光学的平行平面板、15:マス
クの走査方向を示す矢印、16:感光基板の走査方向を
示す矢印、17a,17b:光学的平行平面板を保持す
る梁、18a,18b:送りネジ、19a,19b:パ
ルスモーター、20a,20b:静電センサ、21:連
結棒、22a,22b,22c,22d:光学的平行平
面板抑え金具、23a,23b:折り曲げミラー、24
a,24b:観察顕微鏡、25a〜33a,25b〜3
3b:位置合わせマーク、34:実素子パターン、35
a,35b:観察顕微鏡の視野位置、36:光学的平行
平面板の走査露光方向を示す矢印、37:変位量、3
8:基準格子。
10: Photosensitive substrate, 11: Mask or reticle, 12
a, 12b, 12c, 12d: slit-shaped exposure light, 1
3: Projection optical system, 14: Optically parallel plane plate, 15: Arrow showing scanning direction of mask, 16: Arrow showing scanning direction of photosensitive substrate, 17a, 17b: Beam holding optical plane parallel plate, 18a , 18b: feed screw, 19a, 19b: pulse motor, 20a, 20b: electrostatic sensor, 21: connecting rod, 22a, 22b, 22c, 22d: optical parallel flat plate holding metal fittings, 23a, 23b: folding mirror, 24
a, 24b: observation microscope, 25a to 33a, 25b to 3
3b: alignment mark, 34: actual element pattern, 35
a, 35b: visual field position of observation microscope, 36: arrow indicating scanning exposure direction of optically parallel plane plate, 37: displacement amount, 3
8: Reference grid.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 横断面が直線形状ではないスリット形状
の露光光により、転写用パタ−ンが形成された原版を照
明する照明光学系と、これによって照明される前記転写
用パターンの像を感光基板上に所定の倍率で投影する投
影光学系と、前記露光光による照明領域の長手方向に対
して直角あるいは一定角度をなす走査方向に、前記原版
および感光基板を前記投影倍率に応じた速度比でもって
同期させて移動する移動手段とを備えた走査投影露光装
置において、前記投影光学系の倍率を少なくとも走査方
向について補正する倍率補正手段を備え、これにより、
感光基板上に露光転写された像に対して重ねて露光転写
する場合の前記走査方向の結像位置ずれのうち、前記原
版および感光基板間の相対位置の補正では補正が不能な
成分を補正することを特徴とする走査投影露光装置。
1. An illumination optical system for illuminating an original plate on which a transfer pattern is formed by exposure light having a slit shape whose cross section is not linear, and an image of the transfer pattern illuminated by the illumination optical system. A projection optical system for projecting onto the substrate at a predetermined magnification, and a speed ratio corresponding to the projection magnification of the original plate and the photosensitive substrate in a scanning direction that is at a right angle or at a constant angle with respect to the longitudinal direction of the illumination area by the exposure light. In the scanning projection exposure apparatus provided with the moving unit that moves in synchronization with each other, a magnification correcting unit that corrects the magnification of the projection optical system at least in the scanning direction is provided, and
Among the image-forming position shifts in the scanning direction in the case where the image is exposed and transferred onto the photosensitive substrate in an overlapping manner, a component that cannot be corrected by the correction of the relative position between the original plate and the photosensitive substrate is corrected. A scanning projection exposure apparatus characterized by the above.
【請求項2】 前記スリット形状は円弧を表す方程式も
しくは偶関数で示すことができることを特徴とする請求
項1記載の走査投影露光装置。
2. The scanning projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the slit shape can be expressed by an equation representing an arc or an even function.
【請求項3】 前記倍率補正手段は、前記原版と感光基
板との間に配置した平行平面板、およびこれを湾曲させ
る湾曲手段を備えることを特徴とする請求項1記載の走
査投影露光装置。
3. The scanning projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the magnification correction means includes a plane parallel plate arranged between the original plate and the photosensitive substrate, and a bending means for bending the parallel plane plate.
【請求項4】 前記湾曲手段は、前記スリット形状を示
す方程式と前記結像位置ずれを表す方程式により決定さ
れる撓みを示す方程式を満足するような形状となるよう
に前記平行平面板を湾曲させるものであることを特徴と
する請求項3記載の走査投影露光装置。
4. The bending means bends the plane-parallel plate so as to have a shape that satisfies the equation showing the slit shape and the equation showing the deflection determined by the equation showing the image forming position shift. 4. The scanning projection exposure apparatus according to claim 3, wherein the scanning projection exposure apparatus is one.
【請求項5】 前記湾曲手段は、前記平行平面板を湾曲
させるための力を付与するアクチュエータ、および、光
学的平行平面板あるいはそのホルダの撓み量を検知する
センサを有することを特徴とする請求項3記載の走査投
影露光装置。
5. The bending means includes an actuator that applies a force for bending the parallel plane plate, and a sensor that detects a bending amount of the optical plane plate or its holder. Item 3. The scanning projection exposure apparatus according to Item 3.
【請求項6】 露光に先立ち前記結像位置のずれ量を検
知する手段、およびこのずれ量から前記平行平面板を湾
曲させる量を計算する手段を有し、前記湾曲手段はこの
結果に基づき、露光走査前あるいは露光走査中に湾曲量
を変更するものであることを特徴とする請求項3〜5記
載の走査投影露光装置。
6. A means for detecting a shift amount of the image forming position prior to the exposure, and a means for calculating a bending amount of the parallel flat plate from the shift amount, wherein the bending means is based on the result. 6. The scanning projection exposure apparatus according to claim 3, wherein the curvature amount is changed before or during the exposure scanning.
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