JPH08316135A

JPH08316135A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH08316135A
Application number: JP7138372A
Authority: JP
Inventors: Eiji Goto; 英司後藤; Masamitsu Yanagihara; 政光柳原; Satoyuki Watanabe; 智行渡辺
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】感光基板の回転方向の位置ずれの発生をオペ
レータに認識させる。【構成】主制御装置１６では、露光開始前にオフアク
シス方式のアライメント顕微鏡１４Ａ，１４Ｂを用いて
プレート４２のグローバルアライメントを行なった後、
ステップアンドリピート方式によりレチクルＲ上のパタ
ーンをプレート４２上の露光ショットに順次転写し、こ
の露光中にデジ・マイ５０の出力をモニタする。そし
て、このデジ・マイ５０の出力に基づいてプレート４２
のローテーション異常を検知すると、ブザー５６を作動
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投影露光装置に係り、
例えば感光基板を２次元方向にステップ移動させて感光
基板上の露光ショット（露光領域）を順次露光位置へ位
置決めしつつ、マスクに形成されたパターンを投影光学
系を介して感光基板に順次転写する投影露光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置では、露光のため、
感光基板が搭載されるステージ装置の構成は、図６に示
されるように構成されていた。具体的には、ベース６０
上をＹ軸方向に移動するＹステージ６２が設けられ、こ
のＹステージ６２上にＹ軸に直交するＸ軸方向に移動す
るＸステージ６４が設けられている。即ち、Ｘステージ
６４はＸＹ平面（図における紙面直交面）上を２次元移
動可能になっている。このＸステージ６４上に、ＸＹ平
面に直交するＺ軸回りに回転可能なθステージ６６が載
置され、このθステージ６６は真空吸着によりＸステー
ジ６４に固定される。更に、このθステージ６６上に
は、感光基板７０を保持する基板ホルダ６８が真空吸着
等により固定される。

【０００３】Ｘステージ６４上には、当該Ｘステージ６
４の２次元座標位置を検出するための光波干渉計用の図
示しない移動鏡が設けられている。

【０００４】このような構成により、所定の手順に従っ
て干渉計の出力に基づいてＸステージ６４を２次元方向
に移動させて感光基板上の露光ショットを順次露光位置
へ位置決めしつつ、図示しないマスクに形成されたパタ
ーンを図示しない投影光学系を介して感光基板７０に順
次転写するようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置にあっては、感光基板７０の回転方向の位置決
めは、露光前に、オフ・アクシス方式のアライメント光
学系等を用いて行なわれるのみであったことから、露光
ショットの位置決め時にＸステージ６４が急加速、急減
速された場合に、Ｘステージ６４とθステージ６６、あ
るいはθステージ６６と基板ホルダ６８とを固定する真
空吸着力の低下等の異常により、θステージ６６や基板
ホルダ６８の予定外の回転により感光基板７０の回転ず
れ（ローテーション異常）が生じた場合であっても、こ
れを検知することはできないという不都合があった。

【０００６】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、感光基板
の回転方向の位置ずれの発生をオペレータに認識させる
ことができる投影露光装置を提供することにある。

【０００７】本発明の第２の目的は、感光基板の回転方
向の位置ずれに起因する露光不良の発生を未然に防止す
ることができる投影露光装置を提供することにある。

【０００８】本発明の第３の目的は、感光基板の回転方
向の位置ずれに起因する露光不良の発生を未然に防止す
ることができると共に、その位置ずれの発生をオペレー
タに認識させることができる投影露光装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
感光基板を少なくとも１次元方向に移動させて前記感光
基板上の露光領域を順次露光位置へ位置決めしつつ、マ
スクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記感
光基板に順次転写する投影露光装置であって、基準平面
内を少なくとも１次元方向に移動する第１のステージ
と；前記第１のステージ上に載置された基板固定用ホル
ダを兼ねた第２のステージと；前記第２のステージを前
記基準平面に直交する軸回りに回転駆動する回転駆動手
段と；前記第２のステージ上に固定された前記感光基板
上のアライメントマークに照明光を照射し、当該アライ
メントマークからの反射光を光電検出することにより前
記感光基板の位置ずれを検出する検出手段と；露光開始
前に前記検出手段を用いて前記感光基板の位置ずれを検
出し、この検出結果に基づいて前記感光基板の回転方向
の位置ずれが補正されるよう前記回転駆動手段を制御す
る第１の制御手段と；前記第２のステージの回転量を測
定する回転検出手段と；前記転写中に前記回転検出手段
の出力をモニタしつつ前記回転量に異常が生じた場合に
外部に異常発生を通知する第１の通知手段と；を有す
る。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の投
影露光装置において、第１の通知手段に代えて、前記露
光領域のそれぞれを露光位置へ位置決めする度毎に前記
回転検出手段の出力に基づいて前記感光基板の回転量が
補正されるよう前記回転駆動手段を制御する第２の制御
手段が設けられていることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の投
影露光装置において、前記露光領域のそれぞれを露光位
置へ位置決めする度毎に前記回転検出手段の出力に基づ
いて前記感光基板の回転量が補正されるよう前記回転駆
動手段を制御する第２の制御手段を更に有することを特
徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項２又は３記
載の投影露光装置において、前記第２の制御手段は、前
記露光領域のそれぞれを露光位置へ位置決めする度毎に
前記回転検出手段の出力に基づいて前記感光基板の回転
方向の位置ずれを検出し、位置ずれがある場合には前記
検出手段を用いて前記感光基板の位置ずれ検出を再実行
すると共に、この検出結果に基づいて前記感光基板の回
転量が補正されるよう前記回転駆動手段を制御すること
を特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明は、感光基板を少なく
とも１次元方向に移動させて前記感光基板上の露光領域
を順次露光位置へ位置決めしつつ、マスクに形成された
パターンを投影光学系を介して前記感光基板に順次転写
する投影露光装置であって；基準平面内を少なくとも１
次元方向に移動する第１のステージと；前記第１のステ
ージ上に載置された基板固定用ホルダを兼ねた第２のス
テージと；前記第２のステージを前記基準平面に直交す
る軸回りに回転駆動する回転駆動手段と；前記第２のス
テージ上に固定された前記感光基板上のアライメントマ
ークに照明光を照射し、当該アライメントマークからの
反射光を光電検出することにより前記感光基板の位置ず
れを検出する検出手段と；露光開始前に前記検出手段を
用いて前記感光基板の位置ずれを検出し、この検出結果
に基づいて前記感光基板の回転方向の位置ずれが補正さ
れるよう前記回転駆動手段を制御する第１の制御手段
と；露光終了後に、前記検出手段を用いて前記感光基板
の回転方向の位置ずれを検出し、位置ずれがある場合に
外部に異常発生を通知する第２の通知手段とを有する。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明によれば、第１の制御手段
では、露光開始前に検出手段を用いて感光基板の位置ず
れを検出し、この検出結果に基づいて感光基板の回転方
向の位置ずれが補正されるよう回転駆動手段を制御す
る。これにより、回転駆動手段により、第２のステージ
が基準平面に直交する軸周りに駆動されて当該第２のス
テージ上の感光基板の回転方向の位置決めが行なわれ
る。この位置決めがなされた状態で、露光が開始され
る。この露光中、第１の通知手段により回転検出手段の
出力がモニタされ、第２のステージの回転量、即ち感光
基板の回転方向の位置に異常が生じた場合には外部に異
常発生が通知される。

【００１５】請求項２記載の発明によれば、第１の通知
手段に代えて、露光領域のそれぞれを露光位置へ位置決
めする度毎に回転検出手段の出力に基づいて感光基板の
回転量が補正されるよう回転駆動手段を制御する第２の
制御手段が設けられていることから、任意の露光領域の
露光位置への位置決めのための移動の際に何等かの原因
で感光基板に回転方向の位置ずれが生じても、当該露光
領域が露光位置へ位置決めされたとき、その位置ずれが
補正された状態で露光が行なわれる。

【００１６】請求項３記載の発明によれば、第１の通知
手段と共に第２の制御手段を有することから、任意の露
光領域の露光位置への位置決めのための移動の際に何等
かの原因で感光基板に回転方向の位置ずれが生じても、
当該露光領域が露光位置へ位置決めされたとき、その位
置ずれが第２の制御手段によって補正された状態で露光
が行なわれる。この際、発生した位置ずれが異常として
第１の通知手段により外部に通知される。

【００１７】請求項４記載の発明によれば、第２の制御
手段は、露光領域のそれぞれを露光位置へ位置決めする
度毎に回転検出手段の出力に基づいて感光基板の回転方
向の位置ずれを検出し、回転方向の位置ずれがある場合
には検出手段を用いて感光基板の位置ずれ検出を再実行
すると共に、この検出結果に基づいて感光基板の回転量
が補正されるよう回転駆動手段を制御する。これによれ
ば、位置ずれが発生しても、感光基板の回転位置決めが
再実行された後に当該露光領域の露光が行なわれる。

【００１８】請求項５の発明によれば、露光終了後に、
検出手段を用いて感光基板の回転方向の位置ずれを検出
し、位置ずれがある場合に外部に異常発生を通知する第
２の通知手段が設けられていることから、露光中に感光
基板の回転方向の位置ずれが発生した場合、その感光基
板の露光が終了した段階で外部へ異常が通知される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１ないし図２
に基づいて説明する。図１には、第１実施例に係る投影
露光装置１０の構成が概略的に示されている。この投影
露光装置１０は、いわゆるステップアンドリピート方式
による露光を行なう液晶用ステッパーである。

【００２０】この投影露光装置１０は、ＸＹステージ装
置１２と、投影光学系としての投影レンズＰＬと、検出
手段としての一対のいわゆるオフ・アクシス方式のアラ
イメント顕微鏡１４Ａ、１４Ｂと、これらを含む装置全
体を制御する主制御装置１６とを備えている。

【００２１】ＸＹステージ装置１２は、ベース１８上を
図１におけるＹ軸方向に移動可能なＹステージ２４と、
このＹステージ２４上をＸ軸方向に移動可能な第１のス
テージとしてのＸステージ３０とを含んで構成されてい
る。Ｙステージ２４は、ベース１８上に所定間隔を隔て
てＹ軸方向に向けて延設された移動ガイド２０、２２に
沿って往復移動可能となっており、また、Ｘステージ３
０はＹステージ２４上に所定間隔を隔ててＸ軸方向に向
けて延設された移動ガイド２６、２８に沿って往復移動
可能となっている。

【００２２】Ｙステージ２４は、第１の送りねじ機構３
２を介して第１モータ３４によって駆動されるようにな
っている。この第１モータは、ベース１８上に固定され
ている。同様にＸステージ３０は、第２の送りねじ機構
３６を介して第２モータ３８によって駆動されるように
なっており、この第２モータ３８はＹステージ２４上に
固定されている。本実施例では、第１、第２モータ３
４、３８としてはＤＣモータやステッピングモータ（パ
ルスモータ）が使用され、また、これらのモータ３４、
３８は主制御装置１６によって制御されるようになって
いる。

【００２３】ここで、図１では図示を省略しているが、
Ｘステージ３０上には、Ｘ軸用レーザ干渉計の移動鏡が
Ｙ軸方向に沿って延設され、Ｙ軸用レーザ干渉計の移動
鏡がＸ軸方向に沿って延設されている。そして、これら
の移動鏡に対向して図示しないＸ軸用レーザ干渉計、Ｙ
軸用レーザ干渉計が設けられており、これらのレーザ干
渉計によってＸステージ３０の位置が検出され、その位
置情報（ＸＹ座標）が主制御装置１６に送出されるよう
になっている。

【００２４】Ｘステージ３０上には、第２のステージと
してのθステージ４０が載置されている。更に、このθ
ステージ４０上には、感光基板としての液晶プレート
（以下、「プレート」という）４２が真空吸着により保
持されている。即ち、本第１実施例では、θステージ４
０が基板ホルダを兼ねている。以下の説明においては、
このθステージ４０とプレート４２との吸着による固定
は実際上も強固であり、両者間にはずれは生じないもの
とする（第２実施例に以下においても同じ）。

【００２５】θステージ４０は、図１に示される如く、
本実施例では正方形状とされているが、円形状等如何な
る形状であっても構わない。このθステージ４０は、プ
レート４２のローテーション（回転方向の位置ずれ（以
下、適宜「回転位置ずれ」という））の補正のため、そ
の中心（対角線の交点）を通るＸＹ平面に直交するＺ軸
方向の回転軸（図示省略）回りに回転可能に構成されて
いる。このθステージ４０は、Ｘステージ３０に図示し
ない真空吸着手段（例えば、バキューム・チャック）に
より真空吸着されて固定されるようになっている。この
θステージ４０には、ステー４４が外方に向けて突出し
た状態で取り付けられており、このステー４４にほぼ直
交して送りねじ４８が螺合している。更に、この送りね
じ４８は、Ｘステージ３０上に固定された第３モータ４
６によって回転駆動されるようになっている。従って、
モータ４６の回転によって送りねじ４８が回転し、この
送りねじ４８の回転によってステー４４がＹ軸方向に沿
って微動し、これによってθステージ４０が前記回転軸
回りに回転駆動されるようになっている。即ち、本実施
例では、ステー４４、第３モータ４６及び送りねじ４８
によって回転駆動手段が構成されている。ここで、第３
モータ４６としてＤＣモータやステッピングモータ（パ
ルスモータ）が使用されており、また、この第３モータ
４６は主制御装置１６によって制御されるようになって
いる。

【００２６】更に、ステー４４には、ディジタルマイク
ロメータ（以下、「デジ・マイ」という）５０の測定子
の先端が連結されている。θステージ４０が前述した回
転軸回りに回転すると、その回転角度がデジ・マイ５０
によって検出される。ここで、デジ・マイ５０は、実際
には、測定子の微小な変位量、換言すれば前記回転軸回
りのθステージ４０の回転角度に比例する円弧の長さを
検出している。なお、θステージ４０が回転すれば、送
りねじ４８を介して第３モータ４６の回転軸がそれに応
じて回転するので、モータ４６の回転量をデジ・マイ５
０では検出しているとも、表現できる。また、モータ４
６の回転量とθステージ４０の回転角度は比例している
ので、主制御装置１６では、モータ４６の回転を制御す
ることによりθステージ４０の回転位置ずれ（ローテー
ション）を補正することができる。デジ・マイ５０の出
力は、主制御装置１６によってモニタされている。

【００２７】投影レンズＰＬは、その光軸がＺ軸方向と
され、本実施例では両側テレセントリックな投影レンズ
が使用されている。

【００２８】この投影レンズＰＬのＺ軸方向上方には、
投影レンズＰＬに関してプレート４２表面と共役となる
位置に図示しないレチクルステージに保持されたマスク
としてのレチクルＲが配置されている。より正確には、
このレチクルＲのパターン面が投影レンズＰＬに関して
プレート４２表面と共役となっている。従って、レチク
ルＲとプレート４２とがアライメントされた状態では、
照明光学系５２から射出された露光光がミラー５４で反
射されて投影レンズＰＬの光軸ＡＸ方向に折曲げられた
後、この露光光によりレチクルＲが照射されると、レチ
クルＲに形成されたパターンの像が投影レンズＰＬを介
してプレート４２上の露光ショットに正確に転写される
ようになっている。

【００２９】前記アライメント顕微鏡１４Ａ、１４Ｂ
は、投影レンズＰＬの側方に配置され、それぞれ投影レ
ンズＰＬの光軸ＡＸと平行な光軸を有し、Ｘ方向に細長
く伸びた帯状のスポット光θＳＰ、ＹＳＰをプレート４
２上にそれぞれ結像する。これらのスポット光θＳＰ、
ＹＳＰは、プレート４２上の感光剤（フォトレジスト）
を感光させない波長の光であり、本実施例では微小な振
幅でＹ方向に振動している。そして、アライメント顕微
鏡１４Ａ、１４Ｂは、プレート４２上の図示しない位置
合わせ用のマーク（アライメントマーク：説明の便宜上
「Ｍ１，Ｍ２」という）からの散乱光や回折光を受光す
る光電素子と、その光電信号をスポット光の振動周期で
同期整流する回路とを有し、スポット光θＳＰ（ＹＳ
Ｐ）のＹ方向の振動中心に対するマークＭ１（Ｍ２）の
Ｙ方向のずれ量に応じたアライメント信号を出力する。
従って、これらのアライメント顕微鏡１４Ａ、１４Ｂ
は、いわゆるスポット光振動走査型の光電顕微鏡と同等
の構成のものである。

【００３０】なお、２つのスポット光θＳＰとＹＳＰの
振動中心は、投影レンズＰＬの光軸ＡＸを原点とするＸ
軸からＹ方向に所定距離だけ離れたＸ軸と平行な線分上
に一致するように、かつそのＸ方向の間隔（便宜上、
「Ｄ_X」とする）がプレート４２の一辺の長さよりも小
さな値になるように定められている。本装置では、スポ
ット光θＳＰ、ＹＳＰは投影レンズＰＬの光軸ＡＸを原
点とするＹ軸に対して左右対象に配置されており、主制
御装置１６は光軸ＡＸの投影点（原点）に対するスポッ
ト光θＳＰ、ＹＳＰの位置に関する情報を記憶してい
る。

【００３１】なお、プレート４２上には、当該プレート
４２上に２次元方向に配置された露光ショットの配列方
向であるα軸（ここでは、プレート４２の図１における
右斜め下側の端面とほぼ一致した方向をα軸の方向とす
る）と平行な線分上にα方向に細長く伸びた２つのアラ
イメントマークＭ１，Ｍ２（いずれも図示省略）が上記
間隔Ｄ_Xだけ離れて存在するものとする。

【００３２】主制御装置１６は、アライメント顕微鏡１
４Ａ、１４Ｂからのアライメント信号、及び図示しない
レーザ干渉計からの位置情報等を入力して、位置合わせ
のための各種演算処理を行なうと共に第１、第２、第３
モータ３４、３８、４６を駆動するための指令を出力す
る。この主制御装置１６は、ＣＰＵ（中央処理装置）、
ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム
・アクセス・メモリ）、入力インタフェース及び出力イ
ンタフェース等から成るマイクロコンピュータを備えて
おり、そのＲＡＭ内には、プレート４２上に形成された
複数の露光ショットの設計位置情報が記憶されている。

【００３３】更に、本実施例では、主制御装置１６には
警告手段としてのブザー５６が接続されている。このブ
ザー５６は、主制御装置１６によって作動・停止が制御
されるようになっている。

【００３４】次に、主制御装置１６（内ＣＰＵ）の制御
アルゴリズムについて図２のフローチャートに沿って説
明する。この制御アルゴリズムは、ＲＯＭ内に記憶され
ている。この制御アルゴリズムがスタートするのは、図
示しないプリアライメント装置によって前述したα軸方
向がＸ軸方向にほぼ一致した状態にプリアライメントさ
れたプレート４２が、図示しない搬送アームによってθ
ステージ４０上にロードされ、θステージ４０上に保持
されたときである。このとき、ステップアンドリピート
方式による露光の対象となる露光ショットの番号を規定
する図示しないカウンタはリセット（カウント値０→
ｎ）されているものとする。なお、ここでは、既に１度
露光が行なわれ露光ショットが既にα軸方向及びこれに
直交する方向に沿って形成されたプレート４２にレチク
ルＲのパターンを重ね焼き露光する場合について説明す
る（第２実施例以下において同じ）。

【００３５】ステップ１００で、プレート４２の回転位
置決め、即ちいわゆるグローバルアライメントを行な
う。グローバルアライメントは、以下の手順で行なわれ
る。

【００３６】主制御装置１６では、モータ３４、３
８を駆動して、マークＭ１がアライメント顕微鏡１４Ｂ
の検出視野内に位置するように、Ｘステージ３０を位置
決めする。

【００３７】その後、主制御装置１６は、スポット
光ＹＳＰの振動中心がマークＭ１のＹ方向の中心と一致
するように、アライメント顕微鏡１４Ｂからのアライメ
ント信号とレーザ干渉計からの位置情報とに基づいてＸ
ステージ３０をＹ方向に精密に位置決めする。

【００３８】スポット光ＹＳＰの振動中心とマーク
Ｍ１の中心とが一致したら、主制御装置１６は、その状
態が維持されるように、モータ３４をアライメント顕微
鏡１４Ｂからのアライメント信号でサーボ制御したま
ま、マークＭ２がアライメント顕微鏡１４Ａのスポット
光θＳＰによって検出されるように第３モータ４６を駆
動してθステージ４０を回転させる。

【００３９】さらに主制御装置１６は、スポット光
θＳＰの振動中心とマークＭ２のＹ方向の中心が一致す
るように、アライメント顕微鏡１４Ａからのアライメン
ト信号でモータ４６をサーボ制御する。以上の一連の動
作により、スポット光ＹＳＰとマークＭ１が一致し、ス
ポット光θＳＰとマークＭ２が一致し、グローバルアラ
イメントが終了する。

【００４０】次のステップ１０２では、図示しない真空
吸着手段に指令を与えて、Ｘステージ３０上にθステー
ジ４０を真空吸着させる。これにより、Ｘステージ３０
上にθステージ４０が固定される。

【００４１】次のステップ１０４では、その時点のデジ
・マイ５０の出力を取り込んでその値をＲＡＭ内に記憶
する。

【００４２】次のステップ１０６では、前述したカウン
タを１インクリメント（ｎ＋１→ｎ）した後、ステップ
１０８に進んでｎ番目の露光ショットを露光位置（レチ
クルＲの有効パターン領域が投影レンズＰＬを介して投
影される領域）へ位置決めする。この位置決めは、ＲＡ
Ｍ内に記憶されたプレート４２上のｎ番目の露光ショッ
トの設計位置情報に基づいてレーザ干渉計の位置情報を
モニタしつつ、第１モータ３４、第２モータ３８を駆動
して、Ｘステージ３０を２次元方向に移動させて行なわ
れるが、この位置決め方法は、公知のいわゆるステップ
アンドリピート方式の投影露光装置では通常行なわれて
いる方法であるので、詳しい説明は省略する。なお、こ
の位置決めに当たって、公知のレーザステップアライメ
ント（ＬＳＡ）光学系等のアライメント光学系を用いて
もよい。

【００４３】ｎ番目の露光ショットが位置決めされる
と、ステップ１１０に進んでデジ・マイ５０の出力を取
り込んだ後（この値もＲＡＭに一時的に記憶される）、
ステップ１１２に進んで上記ステップ１０４で記憶した
値とステップ１１０で取り込んだ値とが不一致であるか
否かを判断することより、プレート４２の回転位置ずれ
が有るか否かを判断する。そして、この判断が肯定され
た場合には、ステップ１１４に進んでブザー５６を作動
させて異常を外部に通知し、ステップ１２０に進んで図
示しない真空吸着手段を停止してθステージの固定を解
除した後、本ルーチンの一連の処理を終了する。この一
方、ステップ１１２における判断が否定された場合は、
ステップ１１６に進んで当該ショットの露光を行なう。
この露光処理は、図示しない露光コントローラに主制御
装置１６から露光開始の指令を送ることによって、行な
われる。

【００４４】なお、デジ・マイ５０は、精密なもので
は、０．１μｍ程度の測定子の変位であっても検知する
から、何等異常がなくてもステップ１１２における判断
が肯定される可能性もあるので、許容できる程度のθス
テージ４０の回転であれば、ステップ１１２における判
断が否定されるように、デジ・マイ５０の検出精度に応
じてある程度の幅を持たせてもよい。このようにすれ
ば、θステージ４０、即ちプレート４２の回転異常が発
生した場合だけ、異常通知がなされるようになる。

【００４５】次のステップ１１８では、カウンタのカウ
ント値ｎが全露光ショット数Ｎ以上になっているか否か
を判断することにより、全てのショットの露光が終了し
たか否かを判断し、この判断が否定された場合は、ステ
ップ１０６に戻り、上記処理・判断を繰り返す。全ての
ショットの露光が終了し、ステップ１１８の判断が肯定
された場合には、ステップ１２０に進んで図示しない真
空吸着手段を停止してθステージの固定を解除した後、
本ルーチンの一連の処理を終了する。

【００４６】これまでの説明から明らかなように、本第
１実施例では、ブザー５６と主制御装置１６の機能によ
って第１の通知手段が実現され、また、主制御装置１６
の機能によって第１の制御手段が実現されている。

【００４７】以上説明したように、本第１実施例によれ
ば、バキューム力の低下等何等かの原因で、露光中にθ
ステージ４０（ひいてはプレート４２）に回転ずれ（異
常）が発生した場合、ブザー５６が作動する（吹鳴す
る）。従って、このブザーの音を聞いたオペレータ等
は、異常の発生を素早く認識できると共に、装置を停止
させて点検・修理を行なう等の機敏な対応が可能とな
り、それ以後に露光が予定されていた液晶プレートに露
光不良が発生するのを未然に防止することができ、これ
らの液晶プレートを無駄にしなくて済む。

【００４８】《第２実施例》次に、本発明の第２実施例
について説明する。この第２実施例は、主制御装置１６
（内ＣＰＵ）の制御アルゴリズムが第１実施例と相違す
るのみであり、各部の構成等は第１実施例と同一であ
る。従って、ここでは、主制御装置１６（内ＣＰＵ）の
制御アルゴリズムについて図３のフローチャートに沿っ
て説明する。この制御アルゴリズムは、ＲＯＭ内に記憶
されている。この制御アルゴリズムがスタートするの
は、第１実施例と同様に、プレート４２がロードされ、
θステージ４０上に保持されたときである。このとき、
前記カウンタはリセットされているものとする。

【００４９】ステップ２００〜ステップ２１０では、前
述した第１実施例のステップ１００〜ステップ１１０と
同様の処理が行なわれる。

【００５０】次のステップ２１２では、第１実施例にお
けるステップ１１２と同様に、ステップ２０４で記憶し
た値とステップ２１０で取り込んだ値とが不一致である
か否かを判断することより、プレートの回転方向のずれ
が有るか否かを判断する。そして、この判断が肯定され
た場合には、ステップ２１４に進んでステップ２１０で
取り込んだ値とステップ２０４で記憶した値との差を演
算し、この差が零となるように、第３モータ４６を駆動
してθステージ４０の回転ずれを補正する。

【００５１】次のステップ２１６では、ブザー５６を作
動させて異常を外部に通知した後、ステップ２１８に進
んで当該ショットの露光を行なう。この露光処理は、図
示しない露光コントローラに主制御装置１６から露光開
始の指令を送ることによって、行なわれる。

【００５２】この一方、ステップ２１２における判断が
否定された場合には、ステップ２１８に移行して当該シ
ョットの露光を行なう。

【００５３】次のステップ２２０では、カウンタのカウ
ント値ｎが全露光ショット数Ｎ以上になっているか否か
を判断することにより、全てのショットの露光が終了し
たか否かを判断し、この判断が否定された場合は、ステ
ップ２０６に戻り、上記処理・判断を繰り返す。全ての
ショットの露光が終了し、ステップ２２０の判断が肯定
された場合には、ステップ２２２に進んで図示しない真
空吸着手段を停止してθステージ４０の固定を解除した
後、本ルーチンの一連の処理を終了する。

【００５４】これまでの説明から明らかなように、本第
２実施例では、第２の制御手段が主制御装置１６の機能
によって実現されている。

【００５５】以上説明したように、本第２実施例による
と、前述した第１実施例と同様に、バキューム力の低下
等何等かの原因で、露光中にθステージ４０（ひいては
プレート４２）に回転ずれ（異常）が発生した場合、直
ちにブザー５６が吹鳴して外部へ通知される他、回転ず
れを自動的に補正して露光が続行される。従って、第１
実施例と同等の効果が得られる他、自動的に回転ずれが
補正された段階で露光が実行されるので、露光不良が発
生するのを未然に防止することができる。

【００５６】なお、上記第２実施例では、回転ずれが自
動的に補正されるので、必ずしも異常を外部ヘ通知する
必要はないが、通知するようにしたのは、この通知を受
けたオペレータが露光を続行するか、中止するかを判断
する余地を残すためである。これは、回転ずれが生じる
ということは、バキューム力の低下等が原因となってい
ることが多分にあり、またはデジ・マイ５０を含む装置
自体の異常のおそれもあるため、オペレータの判断に委
ねることとしたものである。

【００５７】また、上記第２実施例におけるステップ２
１０〜ステップ２１６の判断・処理をステップ２１８の
後に行なうようにしても良い。このようにした場合に
は、回転位置ずれが発生した露光ショットは既にずれた
まま露光されているが、次の露光ショットからは回転位
置が補正された状態で露光が行なわれる。

【００５８】《第３実施例》次に、本発明の第３実施例
について説明する。この第３実施例は、主制御装置１６
（内ＣＰＵ）の制御アルゴリズムが第１実施例と相違す
るのみであり、各部の構成等は第１実施例と同一であ
る。従って、ここでは、主制御装置１６（内ＣＰＵ）の
制御アルゴリズムについて図４のフローチャートに沿っ
て説明する。この制御アルゴリズムは、ＲＯＭ内に記憶
されている。この制御アルゴリズムがスタートするの
は、第１実施例と同様に、プレート４２がロードされ、
θステージ４０上に保持されたときである。このとき、
前記カウンタはリセットされているものとする。

【００５９】ステップ３００〜ステップ３１０では、前
述した第１実施例のステップ１００〜ステップ１１０と
同様の処理が行なわれる。

【００６０】次のステップ３１２では、第１実施例にお
けるステップ１１２と同様に、ステップ３０４で記憶し
た値とステップ３１０で取り込んだ値とが不一致である
か否かを判断することより、プレート４２の回転位置ず
れが有るか否かを判断する。そして、この判断が肯定さ
れた場合には、ステップ３１４に進んで前述したグロー
バルアライメントを再実行してプレート４２の回転位置
ずれを補正する。この結果、デジ・マイ５０の検出値
（出力）は、ステップ３０４で記憶した値と同一の値に
なる筈である。このステップ３１４におけるグローバル
アライメント終了後、ステップ３０８に戻る。このと
き、カウンタのカウント値ｎは回転位置ずれが生じたシ
ョット番号を示す値のままであるから、再びそのショッ
トの位置決めが行なわれる。

【００６１】この一方、ステップ３１２における判断が
否定された場合は、ステップ３１６に進んで当該ショッ
トの露光を行なう。

【００６２】次のステップ３１８では、カウンタのカウ
ント値ｎが全露光ショット数Ｎ以上になっているか否か
を判断することにより、全てのショットの露光が終了し
たか否かを判断し、この判断が否定された場合は、ステ
ップ３０６に戻り、上記処理・判断を繰り返す。全ての
ショットの露光が終了し、ステップ３１８の判断が肯定
された場合には、ステップ３２０に進んで図示しない真
空吸着手段を停止してθステージ４０の固定を解除した
後、本ルーチンの一連の処理を終了する。

【００６３】以上説明したように、本第３実施例による
と、露光中のＸステージ３０の移動（ステッピング）の
際にθステージ４０に回転位置ずれが生じた場合には、
グローバルアライメントが再実行されるので、プレート
４２の回転位置決めが正確に行なわれ、その回転位置ず
れが生じた露光ショットから露光が再開されるので、一
つのショットも露光不良により無駄になることがなく、
多少のスループットの低下はあるが、前述した第２実施
例の場合に比較してもより正確にプレートの回転位置ず
れが補正される。しかも、この場合は、外部への異常通
知も不要であるから、警告手段は必ずしも設けなくとも
良い。

【００６４】なお、上記第３実施例におけるステップ３
１０〜ステップ３１４の処理・判断をステップ３１６の
露光後に行なうようにしても良い。このようにした場合
には、回転位置ずれが発生した露光ショットは既にずれ
たまま露光されているが、次の露光ショットからは回転
位置が正確に補正された状態で露光が行なわれる。

【００６５】なお、上記第１ないし第３実施例において
は、θステージ４０の回転を検出する回転検出手段とし
て、デジ・マイ５０を使用する場合を例示したが、本発
明はこれに限定されることはなく、例えばデジ・マイ５
０に代えてリニアポテンショメータを使用してもよい。
あるいは、モータ４６の回転軸の回転を検出するロータ
リエンコーダや回転型ポテンショメータを回転検出手段
として使用することも可能である。更には、θステージ
４０上に干渉計用の移動鏡を設置し、この移動鏡の２箇
所に干渉計レーザ光を当ててそれぞれの距離のずれから
回転角度を検出するレーザ干渉計システムによって、回
転検出手段を構成してもよい。

【００６６】《第４実施例》次に、本発明の第４実施例
について説明する。この第４実施例は、主制御装置１６
（内ＣＰＵ）の制御アルゴリズムが第１実施例と相違す
るのみであり、各部の構成等は第１実施例と同一であ
る。従って、ここでは、主制御装置１６（内ＣＰＵ）の
制御アルゴリズムについて図５のフローチャートに沿っ
て説明する。この制御アルゴリズムは、ＲＯＭ内に記憶
されている。この制御アルゴリズムがスタートするの
は、第１実施例と同様に、プレート４２がロードされ、
θステージ４０上に保持されたときである。このとき、
前記カウンタはリセットされているものとする。

【００６７】ステップ４００では、前述したグローバル
アライメントを行なった後、ステップ４０２で図示しな
い真空吸着手段に指令を与えて、Ｘステージ３０上にθ
ステージ４０を真空吸着させ、固定する。

【００６８】次のステップ４０４では、前述したカウン
タを１インクリメントした後、ステップ４０６に進んで
ｎ番目の露光ショットを露光位置へ位置決めする。

【００６９】ｎ番目の露光ショットが位置決めされる
と、ステップ４０８に進んで当該ショットの露光を行な
った後、ステップ４１０に進み、カウンタのカウント値
ｎが全露光ショット数Ｎ以上になっているか否かを判断
することにより、全てのショットの露光が終了したか否
かを判断する。この判断が否定された場合は、ステップ
４０４に戻り、上記処理・判断を繰り返す。このように
して、ステップアンドリピート方式で全ショットの露光
が終了し、ステップ４１０の判断が肯定された場合に
は、ステップ４１２に進んで前述したグローバルアライ
メントを再実行する。このとき、露光中にθステージ４
０の回転位置ずれ、即ちプレート４２の回転位置ずれが
ない場合には、ステップ４００でグローバルアライメン
トが行なわれているで、グローバルアライメントの再実
行の際に、前述のようにしてアライメント顕微鏡１４Ｂ
からのスポット光ＹＳＰの振動中心とマークＭ１の中心
とが一致した時点で、アライメント顕微鏡１４Ａからの
スポット光θＳＰの振動中心とマークＭ２の中心とが一
致する筈である。

【００７０】従って、次のステップ４１４では、上記の
ようにスポット光ＹＳＰの振動中心とマークＭ１の中心
とが一致した時点で、スポット光θＳＰの振動中心とマ
ークＭ２の中心とが一致したか否かを判断することによ
り、回転位置ずれは無いか否かを判断する。そして、こ
の判断が否定された場合には、ステップ４１６に進んで
ブザー５６を作動させて異常を外部に通知し、ステップ
４１８に進んで図示しない真空吸着手段を停止してθス
テージ４０の固定を解除した後、本ルーチンの一連の処
理を終了する。一方、ステップ４１４の判断が肯定され
た場合は、ステップ４１８に進んで図示しない真空吸着
手段を停止してθステージ４０の固定を解除した後、本
ルーチンの一連の処理を終了する。

【００７１】これまでの説明から明らかなように、本第
４実施例では、ブザー５６及び主制御装置１６の機能に
よって、第２の通知手段が実現されている。

【００７２】以上説明したように、本第４実施例によれ
ば、バキューム力の低下等何等かの原因で、露光中にθ
ステージ（ひいてはプレート４２）に回転ずれ（異常）
が発生した場合、当該プレート４２の露光が終了する
と、グローバルアライメントを再実行し、露光前後のア
ライメント結果の比較をすることにより、さらに微小の
ずれを検出することができ、ずれを検出した場合には直
ちに外部へ通知される。従って、ブザー音を聞いたオペ
レータ等は、異常の発生を素早く認識できると共に、装
置を停止させて点検・修理を行なう等の機敏な対応が可
能となり、それ以後に露光が予定されていた液晶プレー
トに露光不良が発生するのを未然に防止することがで
き、これらのプレートを無駄にしなくて済む。

【００７３】なお、本第４実施例の場合は、露光中のθ
ステージ４０の回転位置ずれを検出していないので、デ
ジ・マイ５０等の回転検出手段は必ずしも設ける必要は
ない。

【００７４】また、上記第１、第２、第４実施例では、
警告手段としてブザー５６を使用する場合を例示した
が、これに代えてあるいはこれと共にランプを点燈、又
は点滅させるようにしても良い。この他、ディスプレイ
画面上に「プレート回転位置ずれ発生」等の文字を表示
させるようにしても良い。

【００７５】なお、上記第１ないし第４実施例では、θ
ステージ４０が基板ホルダを兼ねている場合について例
示したが、基板ホルダが分離している場合であっても両
者が完全に固定され一体型とみなせる場合についても、
上記各実施例と同様に、本発明をそのまま適用できる。

【００７６】また、上記第１ないし第４実施例では、本
発明を液晶用ステッパーに適用する場合について例示し
たが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではな
く、半導体用のウエハステッパーその他、基板をステッ
プ移動させつつ露光を行なう方式の露光装置であれば、
適用できるものである。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、露光中、感光基板の回転方向の位置に異常
が生じた場合には外部に異常発生が通知されることか
ら、異常発生の通知を受けたオペレータは、直ちに、感
光基板の回転方向の位置ずれの発生を認識し、装置を停
止させて点検等必要な措置を講じることが可能となり、
それ以後に露光が予定されていた感光基板を無駄にしな
くても済むという従来にない優れた効果がある。

【００７８】請求項５記載の発明によれば、露光中に感
光基板の回転方向の位置ずれが発生した場合、その感光
基板の露光が終了した段階で異常が通知されるので、こ
の通知を受けたオペレータは露光終了時に回転位置ずれ
の発生を認識し、装置を停止して点検等必要な措置を講
じることが可能になる。

【００７９】請求項２記載の発明によれば、感光基板の
回転方向の位置ずれにより、露光不良が発生するのを未
然に回避することができるという効果がある。

【００８０】請求項３記載の発明によれば、感光基板の
回転方向の位置ずれにより、露光不良が発生するのを未
然に回避することができると共に、その異常の発生が通
知されるので、この通知を受けたオペレータは、その位
置ずれが発生した露光ショット以後の露光を続行する
か、あるいは装置を停止して露光を中止するかの選択が
可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る投影露光装置の概略構成を示
す斜視図である。

【図２】第１実施例の主制御装置の主要な制御アルゴリ
ズムを示すフローチャートである。

【図３】第２実施例の主制御装置の主要な制御アルゴリ
ズムを示すフローチャートである。

【図４】第３実施例の主制御装置の主要な制御アルゴリ
ズムを示すフローチャートである。

【図５】第４実施例の主制御装置の主要な制御アルゴリ
ズムを示すフローチャートである。

【図６】従来の投影露光装置における感光基板が載置さ
れるステージ装置の構成を概略的に示す図である。

【符号の説明】

１０投影露光装置１４Ａ、１４Ｂアライメント顕微鏡（検出手段）１６主制御装置（第１の制御手段、第２の制御手段、
第１の通知手段の一部、第２の通知手段の一部）３０Ｘステージ（第１のステージ）４０ θステージ（第２のステージ）４２プレート（感光基板）４４ステー（回転駆動手段の一部）４６第３モータ（回転駆動手段の一部）４８送りねじ（回転駆動手段の一部）５０デジ・マイ（回転検出手段）５６ブザー（第１の通知手段の一部、第２の通知手段
の一部）Ｒレチクル（マスク）ＰＬ投影レンズ（投影光学系）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光基板を少なくとも１次元方向に移動
させて前記感光基板上の露光領域を順次露光位置へ位置
決めしつつ、マスクに形成されたパターンを投影光学系
を介して前記感光基板に順次転写する投影露光装置であ
って、基準平面内を少なくとも１次元方向に移動する第１のス
テージと；前記第１のステージ上に載置された基板固定
用ホルダを兼ねた第２のステージと；前記第２のステー
ジを前記基準平面に直交する軸回りに回転駆動する回転
駆動手段と；前記第２のステージ上に固定された前記感
光基板上のアライメントマークに照明光を照射し、当該
アライメントマークからの反射光を光電検出することに
より前記感光基板の位置ずれを検出する検出手段と；露
光開始前に前記検出手段を用いて前記感光基板の位置ず
れを検出し、この検出結果に基づいて前記感光基板の回
転方向の位置ずれが補正されるよう前記回転駆動手段を
制御する第１の制御手段と；前記第２のステージの回転
量を測定する回転検出手段と；前記転写中に前記回転検
出手段の出力をモニタしつつ前記回転量に異常が生じた
場合に外部に異常発生を通知する第１の通知手段とを有
する投影露光装置。
【請求項２】前記第１の通知手段に代えて、前記露光
領域のそれぞれを露光位置へ位置決めする度毎に前記回
転検出手段の出力に基づいて前記感光基板の回転量が補
正されるよう前記回転駆動手段を制御する第２の制御手
段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の投
影露光装置。
【請求項３】前記露光領域のそれぞれを露光位置へ位
置決めする度毎に前記回転検出手段の出力に基づいて前
記感光基板の回転量が補正されるよう前記回転駆動手段
を制御する第２の制御手段を更に有することを特徴とす
る請求項１記載の投影露光装置。
【請求項４】前記第２の制御手段は、前記露光領域の
それぞれを露光位置へ位置決めする度毎に前記回転検出
手段の出力に基づいて前記感光基板の回転方向の位置ず
れを検出し、位置ずれがある場合には前記検出手段を用
いて前記感光基板の位置ずれ検出を再実行すると共に、
この検出結果に基づいて前記感光基板の回転量が補正さ
れるよう前記回転駆動手段を制御することを特徴とする
請求項２又は３記載の投影露光装置。
【請求項５】感光基板を少なくとも１次元方向に移動
させて前記感光基板上の露光領域を順次露光位置へ位置
決めしつつ、マスクに形成されたパターンを投影光学系
を介して前記感光基板に順次転写する投影露光装置であ
って、基準平面内を少なくとも１次元方向に移動する第１のス
テージと；前記第１のステージ上に載置された基板固定
用ホルダを兼ねた第２のステージと；前記第２のステー
ジを前記基準平面に直交する軸回りに回転駆動する回転
駆動手段と；前記第２のステージ上に固定された前記感
光基板上のアライメントマークに照明光を照射し、当該
アライメントマークからの反射光を光電検出することに
より前記感光基板の位置ずれを検出する検出手段と；露
光開始前に前記検出手段を用いて前記感光基板の位置ず
れを検出し、この検出結果に基づいて前記感光基板の回
転方向の位置ずれが補正されるよう前記回転駆動手段を
制御する第１の制御手段と；露光終了後に、前記検出手
段を用いて前記感光基板の回転方向の位置ずれを検出
し、位置ずれがある場合に外部に異常発生を通知する第
２の通知手段とを有する投影露光装置。