JPH1063011A - Scanning type exposure device and method therefor - Google Patents

Scanning type exposure device and method therefor

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JPH1063011A
JPH1063011A JP8214504A JP21450496A JPH1063011A JP H1063011 A JPH1063011 A JP H1063011A JP 8214504 A JP8214504 A JP 8214504A JP 21450496 A JP21450496 A JP 21450496A JP H1063011 A JPH1063011 A JP H1063011A
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mask
scanning
substrate
alignment
photosensitive substrate
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JP8214504A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsutsugu Hanazaki
Kei Nara
圭 奈良
哲嗣 花崎
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Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the throughput of a scanning type exposure device by enabling the scanning of a scanning stage from a detecting position for the final alignment mark. SOLUTION: An off-axis alignment system is installed together with a through-the-mask(TTM) alignment system and the position for the final alignment executed by the off-axis alignment systems is aligned with a scanning start position. After a mask 10 and a photosensitive substrate 14 are loaded in the scanning type exposure device (b), mask marks 23a-23d and substrate marks 24a-24d are detected by using the TTM alignment systems 27a and 27b, during the first half scanning (c and d). Then, the final substrate marks 23e and 24f are detected by the off-axis alignment systems 31a and 31b (e). The second half scanning is immediately started from the final alignment position, to execute scanning exposure.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスや液晶表示デバイス製造用の走査型露光装置及び走査露光方法に関するものである。 The present invention relates to relates to a scanning type exposure apparatus and scan exposure method of a semiconductor device and liquid crystal display devices for the production.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来より、半導体デバイスや液晶表示デバイスをリソグラフィ技術を用いて製造する際に、フォトマスク又はレチクル(以下、マスクという)のパターン像を投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された半導体ウエハやガラスプレート等の感光基板上に投影露光する露光装置が用いられている。 Conventionally, when manufacturing using a semiconductor device and a lithographic technique a liquid crystal display device, a photomask or reticle (hereinafter, referred to as mask) photosensitive such as a photoresist through the pattern image projection optical system agent exposure apparatus is used for projection exposure onto a photosensitive substrate such as the coated semiconductor wafer or a glass plate. 最近では、半導体デバイスや液晶表示デバイスの大面積化が進んでおり、それに伴って露光装置においても大面積のパターンを感光基板上に投影露光することが望まれている。 Recently, a large area of ​​semiconductor devices and liquid crystal display devices is proceeding, it has been desired to projection exposure of a pattern having a large area on the photosensitive substrate even in the exposure device accordingly.

【0003】そこで、マスクと感光基板を投影光学系に対して同期して走査することにより、投影光学系の有効露光フィールドより広い範囲のショット領域への露光が可能な走査型露光装置が開発されている。 [0003] Thus, by synchronizing to scanning the mask and the photosensitive substrate relative to the projection optical system, the projection optical system scanning type exposure apparatus capable of exposure to a wider range of the shot area effective exposure field has been developed ing. 走査型露光装置としては、1枚のマスクのパターンの全体を等倍で1 The scanning exposure apparatus, 1 at the same magnification the entire pattern of one mask
枚の感光基板の全面に逐次投影露光するアライナーと、 And aligner sequentially projection exposure on the entire surface of the sheets of the photosensitive substrate,
感光基板上の各ショット領域への露光を縮小投影でかつ走査露光方式で行い、各ショット間の移動をステッピング方式で行うステップ・アンド・スキャン方式のものが知られている。 And an exposure of each shot area on the photosensitive substrate by the projection a and the scanning exposure method, there has been known a step-and-scan system for performing movement between each shot a stepping manner.

【0004】図10は、従来の走査型露光装置の一例の概略図である。 [0004] Figure 10 is a schematic diagram of an example of a conventional scanning exposure apparatus. マスクMK及び感光基板PTはコの字型の走査ステージSS上に一体的に固定されており、走査ステージSSはモータ等の駆動手段DRによってベースBS上を、照明光学系IL及び投影光学系PLに対して一定の方向に同期走査される。 Mask MK and the photosensitive substrate PT are integrally fixed on a U-shaped scanning stage SS, scanning stage SS is on the base BS by a drive means DR such as a motor, the illumination optical system IL and the projection optical system PL It is scanned synchronously in a predetermined direction relative to. 図10においては、走査ステージSSの走査方向をX方向、投影光学系PLの光軸に平行な方向をZ方向とし、X方向とZ方向に平行な方向をY方向とした。 In Figure 10, the scanning direction in the X direction scanning stage SS, or a direction parallel to the optical axis of the projection optical system PL is a Z direction, a direction parallel to the X direction and the Z direction is the Y direction. 照明光学系ILから射出された露光光はスリット状の照明領域IAによってマスクMK上のパターンを照明し、その照明領域IAは投影光学系P Exposure light emitted from the illumination optical system IL illuminates the pattern on the mask MK by a slit-shaped illumination area IA, the illumination area IA is the projection optical system P
Lによって感光基板PT上に等倍の正立像として投影される。 L by being projected as an erect image of magnification on the photosensitive substrate PT. また、マスクMKの上方位置にはマスクMKに形成されたマスクアライメントマーク(以下、マスクマークという)MMと感光基板PTに形成された基板アライメントマーク(以下、基板マークという)PMを検出するアライメント系ALが設けられている。 The mask alignment mark formed on the mask MK in the upper position of the mask MK (hereinafter, the mask that mark) substrate alignment mark formed on the MM and the photosensitive substrate PT (hereinafter, referred to as substrate mark) alignment system for detecting the PM AL is provided.

【0005】走査型露光装置では、走査露光に先立ってマスクMKと感光基板PTが露光開始位置に搬送される際に、マスクMKに形成されたマスクマークMMと感光基板PTに形成された基板マークPMをアライメント系ALによって検出して、マスクMKと感光基板PTの相対的な位置関係を検出する。 [0005] In the scanning type exposure apparatus, substrate mark mask MK and the photosensitive substrate PT is the time to be transported to the exposure start position, which is formed on the mask mark MM and the photosensitive substrate PT formed on the mask MK prior to scanning exposure by detecting the PM by the alignment system AL, it detects the relative positional relationship between the mask MK and the photosensitive substrate PT. そして、その情報に基づいてマスクMKと感光基板PTの位置合わせ(アライメント)を行った後、走査露光を実行する。 Then, after positioning of the mask MK and the photosensitive substrate PT (the alignment) based on the information, to execute the scanning exposure. 図11により、 With reference to FIG. 11,
従来の走査型露光装置による走査露光の一連の動作について説明する。 The series of operations of the scanning exposure by a conventional scanning exposure apparatus will be described.

【0006】走査型露光装置の走査ステージSSは初期設定時、図11(a)に略示するように、投影光学系P [0006] During scanning stage SS of the scanning exposure apparatus initialization, as schematically shown in FIG. 11 (a), the projection optical system P
Lから外れた位置に停止されている。 It is stopped at a position deviated from L. この位置に停止されている走査ステージSSに対して搬送系よりマスクM Mask M from the transfer system to the scanning stage SS being stopped at this position
K及び感光基板PTを載置して固定し、図11(b), And fixed by placing the K and the photosensitive substrate PT, FIG. 11 (b), the
(c)に矢印で示すように−X方向に向けて、露光のための走査開始位置への搬送を開始する。 Towards the -X direction as indicated by the arrow (c), the starts conveying in the scan start position for exposure. この走査ステージSSの移動によってマスクMK及び感光基板PTは同期走査(往路走査)され、各アライメントマークの位置において走査ステージSSを一旦停止させ、アライメント系ALを用いてマスクマークMK及び基板マークPM Mask MK and the photosensitive substrate PT by the movement of the scanning stage SS is synchronized scanning (forward scan), temporarily stops the scanning stage SS at the location of each alignment mark, the mask mark using an alignment system AL MK and the substrate mark PM
を検出してマスクMKと感光基板PTの相対的な位置ずれを計測する。 Detect and measure the relative positional deviation of the mask MK and the photosensitive substrate PT.

【0007】アライメントマーク位置の計測が終了すると、+X方向への走査(復路走査)によってマスクパターンを感光基板4に露光するために、図11(d)に示すように、マスク3及び感光基板4が投影光学系2に対して完全に離れた走査開始位置まで走査ステージSSを移動して停止させる。 [0007] When the measurement of the alignment mark position is completed, in order to expose a mask pattern onto a photosensitive substrate 4 by scanning (backward scan) in the + X direction, as shown in FIG. 11 (d), the mask 3 and the photosensitive substrate 4 There is stopped by moving the scanning stage SS to the scan start position fully away with respect to the projection optical system 2. その後、復路方向すなわち+X方向への走査ステージSSの走査を開始し、マスクMK上に形成されたパターンの像を感光基板PTへ逐次投影露光する。 Then, to start the scanning of the scanning stage SS in the backward direction, that is the + X direction, sequentially projection exposure an image of a pattern formed on a mask MK to the photosensitive substrate PT.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】アライメント系によりマスクマークと基板マークの位置ずれを測定し、そののち走査露光を行う従来の走査型露光装置は、図11 The positional deviation of the mask mark and the substrate mark is measured by the alignment system [0006], conventional scanning exposure apparatus for performing Thereafter scanning exposure, FIG. 11
(c)の位置において最後のアライメントマークを検出した後に、走査ステージSSを図11(d)に示される走査開始位置まで移動させる動作が必要であった。 After detecting the end of the alignment mark at the position of (c), it was required operation of moving the scanning stage SS to the scan start position shown in FIG. 11 (d). これは、感光基板の場所的な露光むらを無くするために走査露光は走査ステージSSの走査速度が一定の状態で開始しなければなさず、走査ステージSSの走査開始からマスクMKのパターン領域の先端部が照明領域IAに入る露光開始までの間に走査ステージSSの助走が必要とされるからである。 This is the scanning exposure in order to eliminate locational exposure unevenness of a photosensitive substrate not made to be started scanning speed of the scanning stage SS is in a constant state, the start of scanning of the scanning stage SS of the pattern region of the mask MK tip because the required run-up of the scanning stage SS until exposure start entering the illumination area IA.

【0009】本発明はこのような従来技術に鑑みてなされたもので、最後のアライメントマークの検出位置から走査ステージの走査を可能とすることで、走査型露光装置のスループットの向上を図ることを目的とする。 [0009] The present invention has been made in view of the prior art, by enabling the scanning of the scanning stage from the detection position of the last alignment mark, is to improve the throughput of the scanning exposure apparatus for the purpose.

【0010】 [0010]

【課題を解決するための手段】本発明においては、走査開始位置で最終アライメントを行うことができるように、マスク及び投影光学系を介して基板アライメントマークを検出することのできるスルー・ザ・マスク(TT In the present invention SUMMARY OF THE INVENTION As can be performed final alignment with the scanning start position, through-the-mask capable of detecting the substrate alignment marks through the mask and the projection optical system (TT
M)アライメント系とともに、オフアクシスアライメント系を設置することによって前記目的を達成する。 With M) alignment system, to achieve the object by placing the off-axis alignment system.

【0011】TTMアライメント系に加えてオフアクシスアライメント系を備えることで、オフアクシスアライメント系を用いて行われる最終アライメント位置をマスク及び感光基板の走査開始位置と一致させることが可能となる。 [0011] By addition to the TTM alignment system comprising an off-axis alignment system, it is possible to match the scanning start position of the mask and the photosensitive substrate a final alignment position is performed using an off-axis alignment system. オフアクシスアライメント系による最終アライメント位置と走査開始位置とを一致させた場合には、走査型露光装置にマスクと感光基板をロードした後、往路走査の途中でTTMアライメント系を用いたマスクアライメントマーク(マスクマーク)と基板アライメントマーク(基板マーク)の検出を行い、少なくとも最後の基板マークの検出をオフアクシスアライメント系を用いて行うことで、その最終アライメント位置から直ちに復路走査を開始して走査露光を行うことができる。 Off when the final alignment position and the scan start position are matched by the axis alignment system, after loading the mask and the photosensitive substrate in a scanning exposure apparatus, the mask alignment marks in the middle of the forward scan using TTM alignment system ( mask mark) and performs detection of a substrate alignment mark (substrate marks), at least the last detection of the substrate mark can be performed with the off-axis alignment system, the scanning exposure starts immediately backward scan from the final alignment position It can be carried out.

【0012】すなわち、本発明による走査型露光装置は、マスク(10)上のパターンを所定形状の照明領域で照明する照明光学系(L1〜L5)と、マスク(1 Namely, a scanning exposure apparatus according to the present invention, an illumination optical system for illuminating the pattern on the mask (10) in the illumination region of a predetermined shape and (L1 to L5), the mask (1
0)上のパターンを透過した光束を感光基板(14)上に投影する投影光学系(12)と、照明領域に対してマスク(10)及び感光基板(14)を同期して走査する走査手段(16,40)と、マスク(10)及び投影光学系(12)を介して感光基板(14)に形成された基板アライメントマーク(24a〜24f)を検出することのできる第1のアライメント系(20a,20b) 0) on the light beam transmitted through the pattern photosensitive substrate (14) is projected on the projection optical system (12), scanning means for synchronously scanning the mask (10) and the photosensitive substrate (14) with respect to illumination area and (16, 40), mask (10) and the projection optical system (12) a first alignment system capable of detecting the substrate alignment mark (24a through 24f) formed on the photosensitive substrate (14) via the ( 20a, 20b)
と、投影光学系(12)の軸外から基板アライメントマーク(24a〜24f)を検出することのできる第2のアライメント系(30a,30b)とを備え、第2のアライメント系(30a,30b)は、走査手段(16, If a second alignment system (30a, 30b) which can be from off-axis of the projection optical system (12) of detecting the substrate alignment mark (24a through 24f) and a second alignment system (30a, 30b) the scanning means (16,
40)による露光走査開始位置で基板アライメントマーク(24a〜24f)を検出することを特徴とする。 And detecting the substrate alignment mark (24a through 24f) at an exposure scanning start position by 40).

【0013】一例として、投影光学系(12)はマスク(10)上のパターンを実質的に等倍かつ正立正像で感光基板上に投影する光学系とすることができ、マスク(10)と感光基板(14)とは走査ステージ(40) [0013] As an example, the projection optical system (12) can be an optical system for projecting a pattern on the mask (10) to substantially equal magnification and the photosensitive substrate with an erect image, and mask (10) photosensitive substrate (14) and the scanning stage (40)
上に一体的に保持することができる。 It can be held integrally with the top.

【0014】また、本発明は、マスク(10)と感光基板(14)とをアライメントした後、マスク(10)と感光基板(14)とを投影光学系(12)に対して第1 Further, the present invention, after alignment of the mask (10) and the photosensitive substrate (14), first with respect to the mask (10) and the photosensitive substrate (14) and a projection optical system (12)
の方向に同期して走査することにより、マスク(10) By scanning in synchronization with the direction, the mask (10)
のパターンを感光基板(14)上に投影露光する走査露光方法において、マスク(10)と感光基板(14)を第1の方向と逆方向である第2の方向に同期して移動させながら、マスク(10)に形成されたマスクアライメントマーク(23a〜23f)と感光基板(14)に形成された基板アライメントマーク(24a〜24f)を第1のアライメント系(20a,20b)で同時に検出する第1のステップ(S7,S8)と、投影光学系(1 In the scanning exposure method of the pattern to the projection exposure onto a photosensitive substrate (14), while moving the mask (10) and the photosensitive substrate (14) in synchronization with the second direction is a first direction and reverse direction, the detected simultaneously with a mask formed in (10) the mask alignment marks (23 a to 23 f) and the substrate alignment mark formed on the photosensitive substrate (14) and (24a through 24f) a first alignment system (20a, 20b) 1 step (S7, S8) and the projection optical system (1
2)の視野から離れた位置に観察視野を有する第2のアライメント系(30a,30b)の視野内に基板アライメントマーク(24a〜24f)が位置する状態でマスク(10)及び感光基板(14)を静止させ、第2のアライメント系(30a,30b)で基板アライメントマーク(24a〜24f)を検出する第2のステップ(S The second alignment system having an observation field of view at a position away from the visual field of 2) (30a, mask (10 in a state where the substrate alignment mark (24a through 24f) are located within the field of view of 30b)) and the photosensitive substrate (14) was stationary, a second step of detecting a substrate alignment mark (24a through 24f) in a second alignment system (30a, 30b) (S
12)と、第1のステップ及び第2のステップで得られたマスク(10)及び感光基板(14)の位置データに基づいてマスク(10)と感光基板(14)とをアライメントする第3のステップ(S12)と、第2のステップにおける静止位置から、第1の方向にマスク(10) 12), third to align the mask (10) and the photosensitive substrate (14) on the basis of the position data of the first step and a second mask obtained in step (10) and the photosensitive substrate (14) a step (S12), from a rest position in the second step, the mask in a first direction (10)
及び感光基板(14)を同期して走査することによってマスク(10)のパターンを感光基板(14)上に投影露光する第4のステップ(S13)とを含むことを特徴とする。 And characterized in that it comprises a fourth step of projecting the mask pattern is exposed (10) on a photosensitive substrate (14) (S13) by synchronously scanning the photosensitive substrate (14).

【0015】本発明によると、最終アライメント位置が走査開始位置であるため、従来必要であった最終アライメント位置からさらに走査開始位置までマスク及び感光基板を移動させる動作を省略することができ、走査露光のスループットを向上させることができる。 [0015] According to the present invention, since the final alignment position is the scanning start position, it is possible to omit the operation for further moving the mask and the photosensitive substrate to a scan start position from the final alignment position has been conventionally required, scanning exposure thereby improving the throughput.

【0016】 [0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the drawings. 図1は、本発明による走査型露光装置の一例を示す略図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example of a scanning exposure apparatus according to the present invention. ここでは、投影光学系としてマスク上のパターンを実質的に等倍かつ正立正像で感光基板上に投影する光学系を採用し、コの字型の走査ステージ上にマスクと感光基板を一体的に保持して同期走査する走査型露光装置を例にとって説明するが、本発明はこれ以外にも例えばマスクのパターンを倒立の縮小像として感光基板上に投影し、マスクと感光基板を投影光学系に対して逆方向に走査するタイプの走査型露光装置に対しても適用可能である。 Here, substantially equal magnification and employing an optical system for projecting the photosensitive substrate in an erect image, integral mask and the photosensitive substrate on a shaped scanning stage co the pattern on the mask as the projection optical system held in synchronously scanning is described a scanning exposure apparatus as an example, the present invention in addition to this example the pattern of the mask is projected onto the photosensitive substrate as an inverted reduced image, mask and a photosensitive substrate projection optical system it is also applicable to the type of scanning exposure device for scanning in the opposite direction to.

【0017】マスク10はマスクホルダー41に保持され、感光基板14は基板ホルダー15に保持されている。 The mask 10 is held in a mask holder 41, the photosensitive substrate 14 is held by the substrate holder 15. マスクホルダー41と基板ホルダー15は走査ステージ40に固定されており、走査ステージ40はX方向に長いストロークを持った駆動装置16によってベース42上を一定の方向または逆方向に移動可能となっている。 Mask holder 41 and the substrate holder 15 is fixed to the scanning stage 40, the scanning stage 40 is movable on the base 42 in a predetermined direction or a reverse direction by a drive unit 16 having a long stroke in the X direction . また、走査ステージ40のX方向の位置を計測するためのレーザ干渉計17が設けられている。 A laser interferometer 17 for measuring the X position of the scanning stage 40 is provided. なお、図1 It should be noted that, as shown in FIG. 1
において、投影光学系12の光軸方向をZ方向、Z方向に垂直な方向でマスク10及び感光基板14を載置した走査ステージ40の移動方向をX方向、Z方向及びX方向に垂直な方向をY方向とした。 In the optical axis Z direction of the projection optical system 12, a direction perpendicular to the moving direction X direction, the Z direction and the X direction of the scanning stage 40 mounted with the mask 10 and the photosensitive substrate 14 in a direction perpendicular to the Z-direction It was used as a Y direction. マスクホルダー41 Mask holder 41
は、マスクホルダー駆動装置45a,45b,45cの駆動によってX方向、Y方向及び回転方向(θ方向)に調整可能になっている。 A mask holder drive unit 45a, 45b, X-direction by the drive of the 45 c, which is adjustable in the Y direction and the rotation direction (theta direction). 図1では図示しない照明光学系からの露光光で照明されたマスク10のパターン像は、 Pattern image of the illuminated mask 10 in the exposure light from the illumination optical system not shown in Figure 1,
投影光学系12によって感光基板14上に等倍の正立像として投影される。 By the projection optical system 12 is projected as an erect image of magnification onto the photosensitive substrate 14.

【0018】アライメント系としては、マスク10の上方位置に設けられ、マスク10及び投影光学系12を介して感光基板14に形成された基板マークを検出することのできるTTM(スルー・ザ・マスク)アライメント系20a,20bと、投影光学系12の軸外から基板マークを検出することのできオフアクシスアライメント系30a,30bとが備えられている。 [0018] As the alignment system is provided above the position of the mask 10, TTM capable of detecting substrate mark formed on the photosensitive substrate 14 through the mask 10 and the projection optical system 12 (through the mask) and alignment systems 20a, 20b, can off-axis alignment system 30a of detecting the substrate mark from axis of the projection optical system 12, and a 30b are provided. 図1では不図示の照明光学系、投影光学系12、TTMアライメント系2 In Figure 1 (not shown) of the illumination optical system, projection optical system 12, TTM alignment system 2
0a,20b、及びオフアクシスアライメント系30 0a, 20b, and off-axis alignment system 30
a,30bは、不図示の露光装置本体部に固定されている。 a, 30b is fixed to the exposure apparatus main body (not shown).

【0019】露光装置は制御系50を有し、制御系50 The exposure apparatus has a control system 50, control system 50
には固定ディスク等の記憶装置51が接続されている。 Storage device 51 such as a fixed disk is connected to.
レーザ干渉計17、TTMアライメント系20a,20 The laser interferometer 17, TTM alignment system 20a, 20
b、及びオフアクシスアライメント系30a,30bからの検出信号は制御系50に供給され、検出データは記憶装置51に記憶される。 b, and off-axis alignment system 30a, the detection signal from 30b is supplied to the control system 50, the detection data is stored in the storage device 51. また、制御系50は、記憶装置51に記憶されたアライメント用のデータに基づいてマスクホルダー駆動装置45a,45b,45cを駆動することにより、マスク10と感光基板14とのアライメントを行い、さらに駆動装置16を制御して走査ステージ40を一定速度で駆動制御する。 Further, the control system 50, a mask holder drive unit 45a on the basis of the data for the stored alignment in the storage device 51, 45b, by driving the 45 c, alignment is performed between the mask 10 and the photosensitive substrate 14, further drive the device 16 controls to drive control of the scanning stage 40 at a constant speed.

【0020】図2は、図1に略示した走査型露光装置の照明光学系、マスク、投影光学系及び感光基板の関係を示す概略図である。 [0020] FIG. 2 is a schematic diagram showing an illumination optical system of the scanning type exposure apparatus shown schematically in FIG. 1, a mask, a relationship of the projection optical system and the photosensitive substrate. 超高圧水銀ランプ等の光源1から射出した光束は、楕円鏡2で反射された後にダイクロイックミラー3に入射する。 The light beam emitted from the light source 1 such as a ultra-high pressure mercury lamp is incident on the dichroic mirror 3 after being reflected by the elliptical mirror 2. このダイクロイックミラー3は露光に必要な波長の光束を反射し、その他の波長の光束を透過する。 The dichroic mirror 3 reflects the light beam having the wavelength necessary for the exposure and transmits light beams having other wavelengths. ダイクロイックミラー3で反射された光束は、光軸AX1に対して進退可能に配置されたシャッター4によって投影光学系側への入射を許容もしくは阻止される。 Dichroic luminous flux reflected by the dichroic mirror 3 is allowed or prevented from entering the projection optical system side by a shutter 4 that is movable forward and backward with respect to the optical axis AX1. シャッター4を開放することによって、光源1 By opening the shutter 4, the light source 1
からの光束は波長選択フィルター5に入射し、投影光学系12aが転写を行うのに適した波長(通常は、g, Light beam from the incident on the wavelength selection filter 5, the wavelength (usually suitable for the projection optical system 12a to carry out the transfer, g,
h,i線のうち少なくとも1つの帯域)の光束となる。 h, the light flux of at least one band) of the i-line.

【0021】また、この光束の強度は光軸近傍が最も強く、周辺に近づくに従って強度が低下するガウス分布をなすため、フライアイインテグレータ6とコンデンサーレンズ8によって光束の強度分布を均一化する。 Further, the intensity of the light beam is strongest near the optical axis, for making a Gaussian intensity decreases toward the periphery, to equalize the intensity distribution of the light flux by the fly-eye integrator 6 and the condenser lens 8. ミラー7は光学系をコンパクトにするための折り曲げミラーである。 Mirror 7 is a deflecting mirror for the compact optical system. 均一な強度分布とされた光束は、ミラー7で反射された後、視野絞り9を介してマスク10のパターン面上に照射される。 The light beam with uniform intensity distribution is reflected by the mirror 7, and is irradiated on the pattern surface of the mask 10 through the field stop 9. 視野絞り9はレジストを塗布したガラスプレート等の感光基板14上の投影領域13aを制限する開口を有する。 Field stop 9 has an opening to limit the projection area 13a on the photosensitive substrate 14 of glass plate coated with resist.

【0022】光源1から視野絞り9までの構成を投影光学系12aに対する照明光学系L1とし、この例では照明光学系L1と同様の構成を有する照明光学系L2〜L [0022] The configuration of the light source 1 to the field stop 9 and the illumination optical system L1 for the projection optical system 12a, the illumination optical system in this example has the same configuration as the illumination optical system L1 L2~L
5を設けて、各照明光学系からの光束を投影光学系12 5 is provided, the light beam projection optical system from the illumination optical system 12
b〜12eのそれぞれに供給する。 Supplied to each of b~12e. 複数の照明光学系L A plurality of illumination optical system L
1〜L5のそれぞれから射出された光束は、マスク10 Light beam emitted from each 1~L5, the mask 10
上の異なる部分領域(照明領域)11a〜11eをそれぞれ照明する。 Illuminating the different partial areas (illumination area) 11 a to 11 e on the respectively. マスク10を透過した複数の光束は、各照明光学系L1〜L5に対応する投影光学系12a〜1 A plurality of light beam transmitted through the mask 10, the projection optical system corresponding to respective illumination optical systems L1 to L5 12A~1
2eを介して感光基板14上の異なる投影領域13a〜 Through 2e different on the photosensitive substrate 14 projected area 13a~
13eにマスク10の照明領域11a〜11eのパターン像を結像する。 13e to image the pattern image of the illuminated region 11a~11e of the mask 10. 投影光学系12a〜12eはいずれも正立等倍実結像(正立正像)光学系である。 The projection optical system 12a~12e are both erect real image (erecting) optical system.

【0023】図3は、基板ホルダー15上に保持された感光基板14の上面図である。 [0023] FIG. 3 is a top view of the photosensitive substrate 14 held on the substrate holder 15. 感光基板14上の投影領域13a〜13eは、図3に示すように、Y方向に隣り合う領域どうし(例えば、13aと13b、13bと1 Projection area 13a~13e on the photosensitive substrate 14, as shown in FIG. 3, each other adjacent regions in the Y direction (e.g., 13a and 13b, 13b and 1
3c)がX方向に所定量変位するように、且つ隣り合う領域の端部どうしが破線で示すようにY方向に重複するように配置される。 3c) is such that a predetermined amount displaced in the X-direction, the ends each other of and adjacent regions are arranged to overlap in the Y direction as shown by the broken line. よって、複数の投影光学系12a〜 Thus, a plurality of projection optical system 12a~
12eも、各投影領域13a〜13eの配置に対応してX方向に所定量変位するとともにY方向に重複して配置されている。 12e are also arranged to overlap in the Y direction together with a predetermined amount displaced in the X direction corresponding to the arrangement of the projection regions 13 a to 13 e. また、複数の照明光学系L1〜L5は、マスク10上の照明領域11a〜11eが上記投影領域1 Further, a plurality of illumination optical systems L1~L5 the illumination region 11a~11e on the mask 10 is the projection area 1
3a〜13eと同様の配置となるように配置されている。 Are arranged such that the same arrangement as 3A~13e.

【0024】したがって、マスク10と感光基板14とを同期して投影光学系12a〜12eに対してX方向に走査することによって、マスク上のパターン領域10a [0024] Thus, by scanning in the X direction with respect to the projection optical system 12a~12e in synchronization with the mask 10 and the photosensitive substrate 14, on the mask pattern region 10a
の全面を感光基板14上の露光領域14aに転写することができる。 It can be transferred to the entire surface of the exposure area 14a on the photosensitive substrate 14. 感光基板14上には露光領域14aの外側にアライメントマーク(基板マーク)24a〜24fが設けられている。 On the photosensitive substrate 14 alignment marks outside the exposure area 14a (substrate mark) 24a through 24f are provided. また、基板ホルダー15上の感光基板14を載置する範囲の外側の所定位置には、感光基板1 Further, a predetermined position outside the range for placing the photosensitive substrate 14 on the substrate holder 15, a photosensitive substrate 1
4の表面とほぼ同一の平面内に、基準マーク22a〜2 Substantially the same plane as the fourth surface, the reference mark 22a~2
2dが配置されている。 2d is located.

【0025】図4はマスク10の上面図であり、マスク10のうち感光基板14に転写される範囲(照明領域であり、パターンが描画されている領域)は10aによって示される。 FIG. 4 is a top view of the mask 10, (a illumination area, the area where the pattern is drawn) range to be transferred to the photosensitive substrate 14 of the mask 10 is indicated by 10a. マスク10には、上記転写範囲10aの外側に基板ホルダー15上の基準マーク22a〜22dに対応したアライメントマーク21a〜21d、及び感光基板14の基板マークに対応したアライメントマーク(マスクマーク)23a〜23fが設けられている。 The mask 10, the transfer range 10a of the alignment marks 21a~21d corresponding to the reference mark 22a~22d on the substrate holder 15 to the outside, and an alignment mark corresponding to a substrate mark on the photosensitive substrate 14 (mask mark) 23 a to 23 f It is provided.

【0026】マスク10の上方には、図1に示すように、TTMアライメント系20a,20bが配置され、 [0026] Above the mask 10, as shown in FIG. 1, TTM alignment systems 20a, 20b are arranged,
このTTMアライメント系20a,20bによってマスク10上のアライメントマーク21a〜21d及びマスクマーク23a〜23fを検出するとともに、投影光学系12a,12eを介して基板ホルダー15上に設けられた基準マーク22a〜22d及び感光基板14上に形成された基板マーク24a〜24fを検出する。 The TTM alignment system 20a, and detects the alignment mark 21a~21d and mask marks 23a~23f on the mask 10 by 20b, a projection optical system 12a, the reference mark 22a~22d provided on the substrate holder 15 via 12e and detecting the substrate mark 24a~24f formed on the photosensitive substrate 14. 即ち、 In other words,
TTMアライメント系20a,20bから射出された照明光を反射鏡25a,25bを介してマスク10上に照射するとともに、複数配列した投影光学系のうちの両端部の光学系12a,12eを介して感光基板14上に照射する。 TTM alignment systems 20a, a reflecting mirror 25a of the illumination light emitted from 20b, and irradiates on the mask 10 via 25b, photosensitive through the optical system 12a, 12e of the ends of a plurality sequences to projection optical system irradiated onto the substrate 14.

【0027】感光基板14上に形成された基板マーク2 The substrate is formed on the photosensitive substrate 14 mark 2
4a〜24fからの反射光は投影光学系12a,12e The reflected light from 4a~24f projection optical system 12a, 12e
及び反射鏡25a,25bを介して、またマスク10上に形成されたマスクマーク23a〜23fからの反射光は反射鏡25a,25bを介して、それぞれアライメント系20a,20bに入射する。 And a reflecting mirror 25a, via 25b, also the reflected light from the mask mark 23a~23f formed on the mask 10 via the reflecting mirror 25a, 25b, and enters the alignment system 20a, and 20b, respectively. TTMアライメント系20a,20bは、マスク10及び感光基板14からの反射光に基づいて各アライメントマークの位置を検出する。 TTM alignment systems 20a, 20b detects the position of the alignment marks based on the reflected light from the mask 10 and the photosensitive substrate 14.

【0028】図5は、TTMアライメント系20a,2 [0028] FIG. 5, TTM alignment system 20a, 2
0bが検出器としてCCDカメラを備え、画像処理によってマークの位置を求めるタイプのものであるとき、アライメントマーク21又は23を撮像した画像を示す説明図である。 0b comprises a CCD camera as a detector, when it is of a type for determining the position of the mark by the image processing is an explanatory diagram showing an image captured of the alignment mark 21 or 23. 27はアライメント系の観察視野を、28 27 is the observation field of the alignment system, 28
はTTMアライメント系20a,20b内に設けられた指標マークを表し、指標マーク28に対するアライメントマーク21又は23の位置を求めることにより、マスク10の位置を検出し、制御する。 Represents an index mark provided TTM alignment system 20a, in 20b, by determining the position of the alignment mark 21 or 23 relative to the index mark 28 to detect the position of the mask 10, to control. また、TTMアライメント系20a,20bの安定性を確保するため、及びオフアクシスアライメント系30a,30bとのキャリブレーションのため、基板ホルダー15上の基準マーク22を検出する。 Moreover, to ensure TTM alignment system 20a, stability 20b, and the off-axis alignment system 30a, for calibration of 30b, for detecting the reference mark 22 on the substrate holder 15.

【0029】図6は、基準マーク22又は基板マーク2 [0029] Figure 6, the reference mark 22 or the substrate marks 2
4をTTMアライメント系20a,20bによって撮像した画像を示す図である。 4 TTM alignment systems 20a, a diagram illustrating an image captured by 20b. 基準マーク22に対して指標マーク28の位置を管理することによって、TTMアライメント系20a,20bを基板ホルダー15の位置基準に対してキャリブレーションすることが可能になる。 By managing the position of the index mark 28 relative to the reference mark 22, it is possible to calibrate TTM alignment systems 20a, 20b, with respect to the position reference of the substrate holder 15.
同様に、オフアクシスアライメント系30a,30bで基準マーク22を検出することによって、オフアクシスアライメント系30a,30bをキャリブレーションすることができる。 Similarly, off-axis alignment system 30a, by detecting the reference mark 22 in 30b, it is possible to calibrate an off-axis alignment systems 30a, a 30b. さらに、基板ホルダー15上の基準マーク22とマスク10上のアライメントマーク21又は23をTTMアライメント系20a,20bによって同時に検出することにより、基板ホルダー15の位置座標とマスクホルダー41の位置座標とを明確に対応づけることが可能となる。 Further, the alignment mark 21 or 23 of the TTM alignment system 20a on the reference mark 22 and the mask 10 on the substrate holder 15, by detecting simultaneously by 20b, clarify the position coordinates of the position coordinates and the mask holder 41 of the substrate holder 15 it is possible to associate to.

【0030】次に、図7、図8、図9を用いて、マスクマーク23a〜23fと基板マーク24a〜24fの検出データからマスク10と感光基板14とをアライメントして走査露光する方法について説明する。 Next, FIGS. 7, 8, with reference to FIG. 9, a method of scanning exposure from the detection data of the mask mark 23a~23f and the substrate mark 24a~24f to align the mask 10 and the photosensitive substrate 14 for a description to. ここでは説明を簡単にするために、図3に示した6個の基板マーク24a〜24fと図4に示した6個のマスクマーク23 Here, to simplify the description, six mask mark 23 shown in six substrate mark 24a~24f and 4 shown in FIG. 3
a〜23fを用いてマスク10と感光基板14のアライメントを行う例について説明する。 For example for aligning the mask 10 and the photosensitive substrate 14 will be described with reference to A~23f. 図7は、マスク10 Figure 7, the mask 10
をローディングして最初に行われる走査露光の際の走査ステージ40の往路走査の説明図であり、図8は2回目以降の走査露光の際の走査ステージ40の往路走査の説明図である。 The is an explanatory view of the forward scan of the scanning stage 40 during the first scanning exposure is performed with loading, FIG. 8 is an explanatory view of a forward scan of the scanning stage 40 during scanning exposure for the second time or later. また、図9は制御系50による走査ステージ40の往路走査における処理シーケンスを説明するフローチャートである。 Further, FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing sequence in the forward scanning of the scanning stage 40 by the control system 50.

【0031】最初に、図7と図9とにより、マスク10 [0031] First, by FIGS. 7 and 9, mask 10
のローディング工程を含む走査ステージ40の往路走査について説明する。 The forward scan of the scanning stage 40 is described which includes a loading process. 図7には、マスク10、照明光学系L1〜L5による照明領域11a〜11e、TTMアライメント系20a,20bの観察視野27a,27b、 7, the mask 10, the illumination region 11a~11e by the illumination optical system L1 to L5, TTM alignment systems 20a, 20b of the observation field 27a, 27b,
及びオフアクシスアライメント系30a,30bの観察視野31a,31bの相対位置関係が示されている。 And off-axis alignment system 30a, 30b of the observation field 31a, the relative positional relationship of 31b is shown.

【0032】図7(a)は、走査ステージ40が初期位置(走査終了位置)にある状態を示し、この状態では走査ステージ40上のマスク10は照明光学系L1〜L5 [0032] FIG. 7 (a), scanning stage 40 shows a state in an initial position (scanning end position), the mask 10 on the scanning stage 40 in this state, the illumination optical system L1~L5
の照明領域11a〜11eから完全に外れており、感光基板14は投影光学系12の投影領域13a〜13eから完全に外れている。 And completely off the illumination area 11a~11e the photosensitive substrate 14 is completely out projection area 13a~13e of the projection optical system 12. なお、仮想線10'で示されているのは走査開始位置にあるマスクである。 Incidentally, what is indicated in phantom 10 'is a mask in the scanning start position. したがって、 Therefore,
走査露光時にマスク10(及び感光基板14)は、仮想線10'で示される走査開始位置から実線で示されている走査終了位置までX方向に走査(復路走査)される。 Mask 10 during scanning exposure (and a photosensitive substrate 14) is scanned in the X direction from the scan start position to the scanning end position shown by solid lines shown in phantom 10 '(backward scan).

【0033】始めに図9のステップ1において、走査ステージ40を図7(b)に示すローディング位置に移動し、ステップ2からステップ3に進んで、図示しないマスクローダによりマスクホルダー41上にマスク10をローディングする。 [0033] In Step 1 of Figure 9 at the beginning, the scanning stage 40 moves to the loading position shown in FIG. 7 (b), the process proceeds from step 2 to step 3, the mask 10 on the mask holder 41 by the mask loader not shown the loading. そして、TTMアライメント系20 Then, TTM alignment system 20
a,20bの観察視野27a,27b内にマスク10のマスクマーク23a,23bが位置するようにマスクホルダー駆動装置45a,45b,45cを駆動し、TT a, 20b of the observation field 27a, the mask mark 23a of the mask 10 in 27b, a mask holder drive unit 45a so as 23b are located, 45b, drives 45 c, TT
Mアライメント系20a,20bで検出されたマスクマーク23a,23bの位置を記憶装置51に記憶する。 M alignment system 20a, and stores the mask mark 23a is detected by 20b, and the position of 23b in the storage device 51.

【0034】次に、ステップ4に進み、感光基板14のローディングに備えて、図7(c)に示すようにマスクホルダー駆動装置45a,45b,45cを用いてマスク10の位置をマスクマーク23a,23bがTTMアライメント系20a,20bの観察視野27a,27b Next, the process proceeds to Step 4, in preparation for loading of the photosensitive substrate 14, a mask holder drive unit 45a as shown in FIG. 7 (c), 45b, the position of the mask mark 23a of the mask 10 by using a 45 c, 23b is TTM alignment system 20a, 20b of the observation field 27a, 27b
の外に出るようにずらす。 Shifting of so go outside. そして、ステップ5で、図示しない感光基板ローダによって感光基板14を走査ステージ40の基板ホルダー15にローディングし、TTM Then, in Step 5, loading the photosensitive substrate 14 in the substrate holder 15 of the scanning stage 40 by the photosensitive substrate loader not shown, TTM
アライメント系20a,20bに対する基板マーク24 Substrate mark alignment system 20a, for 20b 24
a,24bのずれ量を計測する。 a, to measure the amount of deviation of 24b.

【0035】次に、ステップ6に進み、図7(d)に示すように、マスクホルダー41を図7(c)で移動させた方向と逆方向に同じ量だけ駆動させて、マスク10を図7(b)の状態に戻す。 [0035] Then, the program proceeds to a step 6, as shown in FIG. 7 (d), with same amount by driving the mask holder 41 to move the allowed direction opposite to the direction in FIG. 7 (c), the figure mask 10 Restoring the 7 (b). この状態で、ステップ7に進み、TTMアライメント系20a,20bを用いてマスクマーク23aとそれに対応する基板マーク24aのマーク間距離、及びマスクマーク23bとそれに対応する基板マーク24bのマーク間距離をそれぞれ計測する。 In this state, the process proceeds to step 7, TTM alignment systems 20a, distance between marks of the mask mark 23a and the substrate mark 24a corresponding thereto with 20b, and the mask marks 23b and it marks the distance between the corresponding substrate mark 24b, respectively measure.
計測結果は、記憶装置51に記憶される。 The measurement result is stored in the storage device 51.

【0036】ステップ8では、図7(e)に示すように、走査ステージ40をX方向のマーク間距離分だけ− [0036] In step 8, as shown in FIG. 7 (e), the scanning stage 40 inter-mark distance component in the X direction only -
X方向に移動したのち停止させ、ステップ7と同様にT It was stopped after moving in the X direction, as in step 7 T
TMアライメント系20a,20bを用いて、マスクマーク23cとそれに対応する基板マーク24cのマーク間距離、及びマスクマーク23dとそれに対応する基板マーク24dのマーク間距離をそれぞれ計測する。 TM alignment systems 20a, with 20b, measures distance between marks of the mask mark 23c and the substrate mark 24c corresponding thereto, and the mask mark 23d and it marks the distance between the corresponding substrate mark 24d, respectively. 走査ステージ40の駆動及びアライメントマーク位置での停止は、記憶装置51に予め記憶されているアライメントマーク位置のデータに基づいて、制御系50から駆動装置16に指令を出すことにより行われる。 Stopping the drive and the alignment mark position of the scanning stage 40, on the basis of the data of the alignment mark position that is previously stored in the storage device 51 is performed by issuing a command to the drive device 16 from the control system 50. 計測結果は、 Measurement results,
同様に記憶装置51に記憶される。 It is stored likewise in the storage device 51.

【0037】その後、ステップ9からステップ10に進み、図7(f)に示すように、走査ステージ40を再びX方向のマーク間距離の分だけ−X方向に移動し、TT [0037] Thereafter, the flow advances from step 9 to step 10, as shown in FIG. 7 (f), the scanning stage 40 again moves to the amount corresponding to the -X direction of the distance between marks in the X direction, TT
Mアライメント系20a,20bを用いて、マスクマーク23eとそれに対応する基板マーク24eのマーク間距離、及びマスクマーク23fとそれに対応する基板マーク24fのマーク間距離をそれぞれ計測する。 M alignment systems 20a, with 20b, measures distance between marks of the mask mark 23e and the substrate mark 24e corresponding thereto, and the mask marks 23f and the inter-mark distance between the substrate marks 24f corresponding thereto, respectively. 計測結果は、記憶装置51に記憶される。 The measurement result is stored in the storage device 51.

【0038】こうして記憶装置51には、マスク10に形成されたマスクマーク23a〜23fの座標位置、及びそのマスクマーク23a〜23fと感光基板14に形成された基板マーク24a〜24fのずれ量が記憶される。 [0038] Thus in the storage device 51, the coordinate position of the mask mark 23a~23f formed on the mask 10, and the mask mark 23a~23f the shift amount of the substrate mark 24a~24f formed on the photosensitive substrate 14 is stored It is.

【0039】次いで、ステップ11に進み、走査ステージ40を図7(g)に示す走査開始位置まで移動する。 [0039] Then, the process proceeds to a step 11, to move the scanning stage 40 to a scanning start position shown in FIG. 7 (g).
走査開始位置では、マスク10は照明光学系による照明領域11a〜11eから完全に離れ、感光基板14は投影光学系12による投影領域13a〜13eから完全に離れている。 The scanning start position, the mask 10 is completely separated from the illumination area 11a~11e by the illumination optical system, a photosensitive substrate 14 is completely separated from the projection area 13a~13e by the projection optical system 12. この走査開始位置への移動の間に、制御系50は、記憶装置51に記憶されている各マスクマークと基板マークの位置ずれ量及びその座標データから、最小自乗法を用いた演算等によりマスク10と感光基板1 Mask during movement to the scanning start position, the control system 50, the position shift amount of each mask mark and the substrate mark stored in the storage device 51 and from the coordinate data, by calculation or the like using the method of least squares 10 and the photosensitive substrate 1
4とを最良の状態でアライメントさせるために必要なマスク10の移動量及び回転量を求め、マスクホルダー駆動装置45a,45b,45cを制御してマスクホルダー41を駆動することで、マスク10と感光基板14のアライメント補正を行う。 And 4 obtains the moving amount and the rotation amount of the mask 10 necessary for alignment in the best condition, the mask holder drive unit 45a, 45b, by controlling the 45c by driving the mask holder 41, a mask 10 photosensitive the alignment correction of the substrate 14.

【0040】アライメント補正が終了すると、ステップ13に進み、制御系50は駆動装置16を制御して走査ステージ40を一定速度でX方向に駆動し、マスク10 [0040] When the alignment correction is completed, the flow proceeds to step 13, the control system 50 is driven in the X direction scanning stage 40 at a constant speed by controlling the driving unit 16, the mask 10
上に形成されたパターンの像を感光基板14に逐次投影露光する走査露光を行う。 It performs scanning exposure to sequentially projection exposure an image of a pattern formed on a photosensitive substrate 14. 一定速度での走査ステージ4 Scanning stage at a constant rate of 4
0の駆動は、レーザ干渉計17から供給される走査ステージ40のX座標データの微分値をサンプリングし、この微分値が設定速度に対応する一定値になるように制御系50で駆動装置16を制御することにより行われる。 0 of drive samples the differential value of X-coordinate data of the scanning stage 40 supplied from the laser interferometer 17, the driving device 16 in the control system 50 so that this differential value becomes a constant value corresponding to the set speed It is performed by controlling.
次いで、制御系50は、図7(a)に示された走査終了位置で走査ステージ40を停止させることで1回の走査露光が終了する。 Then, the control system 50, one scanning exposure ends by stopping the scanning stage 40 at the scanning end position shown in Figure 7 (a).

【0041】続いて、図8及び図9を参照して、2回目以降の走査露光の際の往路走査について説明する。 [0041] Next, with reference to FIGS. 8 and 9, the forward scan at the time of second and subsequent scanning exposure will be described. 図8 Figure 8
(a)は、前記ステップ13の走査露光が完了して走査ステージ40が走査終了位置にある状態を示す。 (A), the scanning stage 40 scanning exposure is completed in the step 13 indicates a state in which the scanning end position. 次に、 next,
図9のステップ1により走査ステージ40を図8(b) Figure 8 scanning stage 40 in step 1 shown in FIG. 9 (b)
に示すローディング位置に移動する。 It moves to the loading position shown in. 今回はマスク交換を行わないのでステップ2からステップ4に進み、続く感光基板14のローディングに備えてマスク10の位置をずらす。 This time not perform mask exchange proceeds from step 2 to step 4, shifting the position of the mask 10 provided with the loading of the subsequent photosensitive substrate 14. そして、ステップ5で、図示しない感光基板ローダによって感光基板14を走査ステージ40の基板ホルダー15にローディングし、TTMアライメント系20a,20bに対する基板マーク24a,24bのずれ量を計測する。 Then, in step 5, then loading a photosensitive substrate 14 by the photosensitive substrate loader not shown in the substrate holder 15 of the scanning stage 40, is measured TTM alignment system 20a, the substrate mark 24a with respect to 20b, and the amount of deviation of 24b.

【0042】次に、ステップ6に進み、図8(c)に示すようにマスク10の位置を元に戻し、ステップ7でT Next, the process proceeds to step 6, returning to the original position of the mask 10 as shown in FIG. 8 (c), T in Step 7
TMアライメント系20a,20bを用いてマスクマーク23aとそれに対応する基板マーク24aのマーク間距離、及びマスクマーク23bとそれに対応する基板マーク24bのマーク間距離をそれぞれ計測する。 Measuring distance between marks of the mask mark 23a and the substrate mark 24a corresponding thereto, and the mask marks 23b and it marks the distance between the corresponding substrate marks 24b respectively using TM alignment system 20a, a 20b. 計測結果は、記憶装置51に記憶される。 The measurement result is stored in the storage device 51.

【0043】ステップ8では、図8(d)に示すように、走査ステージ40をX方向のマーク間距離分だけ− [0043] In step 8, as shown in FIG. 8 (d), the scanning stage 40 X direction distance between marks amount corresponding -
X方向に移動したのち停止させ、ステップ7と同様にT It was stopped after moving in the X direction, as in step 7 T
TMアライメント系20a,20bを用いて、マスクマーク23cとそれに対応する基板マーク24cのマーク間距離、及びマスクマーク23dとそれに対応する基板マーク24dのマーク間距離をそれぞれ計測する。 TM alignment systems 20a, with 20b, measures distance between marks of the mask mark 23c and the substrate mark 24c corresponding thereto, and the mask mark 23d and it marks the distance between the corresponding substrate mark 24d, respectively. 計測結果は、同様に記憶装置51に記憶される。 Measurement result is stored similarly in the storage device 51.

【0044】その後、ステップ9からステップ12に進み、図8(e)に示すように、基板マーク24e,24 [0044] Thereafter, the flow advances from step 9 to step 12, as shown in FIG. 8 (e), the substrate marks 24e, 24
fがオフアクシスアライメント系30a,30bの観察視野31a,31b内に入るように走査ステージ40を−X方向に移動し、オフアクシスアライメント系30 f is moved off-axis alignment system 30a, 30b of the observation field 31a, a scanning stage 40 to fall within 31b in the -X direction, the off-axis alignment system 30
a,30bを用いて基板マーク24e,24fの位置を計測する。 Measuring substrate mark 24e, the position of 24f with a, the 30b. 走査ステージ40の駆動及び基板マーク位置での停止は、記憶装置51に予め記憶されている基板マーク位置のデータに基づいて制御系50により行われる。 Driving and stopping of the substrate mark the position of the scanning stage 40 is performed by the control system 50 based on data of the board mark position which is previously stored in the storage device 51. 図8(e)から明らかなように、ステップ12における走査ステージ40の停止位置は、走査露光のための走査開始位置でもある。 As apparent from FIG. 8 (e), the stop position of the scanning stage 40 in step 12, is also the scan start position for the scanning exposure. 計測結果は、記憶装置51に記憶される。 The measurement result is stored in the storage device 51.

【0045】こうして記憶装置51には、往路走査で計測されたマスクマークと基板マークの対(23a,24 [0045] The storage device 51 Thus, a pair of the mask mark and the substrate mark measured in the forward scan (23a, 24
a),(23b,24b),(23c,24c),(2 a), (23b, 24b), (23c, 24c), (2
3d,24d)のずれ量、及び基板マーク24e,24 3d, the deviation amount of 24d), and the substrate mark 24e, 24
fの計測値が記憶されている。 Measured value of f is stored. 今回の往路走査ではマスクマーク23e,23fの位置データは取得しなかった。 Mask mark 23e is in this forward scan, the position data of the 23f did not get. しかし、マスク10はマスクホルダー41に真空吸着保持されていてその移動量は極めて小さいため、マスクマーク23e,23fの座標値としては、TTMアライメント系20a,20bによって前回計測した座標値、又は今回計測したマスクマーク23a〜23dの計測値から求められるマスクの変形もしくは位置変動データに基づいて計算される座標値を使用する。 However, since the mask 10 is the amount of movement is vacuum suction held by the mask holder 41 is extremely small, the coordinate values ​​of the mask marks 23e, 23f, TTM alignment system 20a, the coordinate value measured last time by 20b, or last measurement using the coordinate values ​​calculated on the basis of the deformed or position variation data of a mask obtained from the measured value of the mask mark 23a~23d was.

【0046】制御系50は、記憶装置51に記憶されている計測された又は計算された各マスクマークと基板マークの位置ずれ量及びその座標データから、最小自乗法を用いた演算等により、マスク10と感光基板14とを最良の状態でアライメントさせるために必要なマスク1 The control system 50, the position displacement amount and the coordinate data of the measured or calculated each mask mark and the substrate mark is stored in the storage device 51, by calculation or the like using the method of least squares, the mask 10 and masks required a photosensitive substrate 14 in order to be aligned in the best condition 1
0の移動量及び回転量を求める。 Calculating the moving amount and the rotation amount of 0. そして、マスクホルダー駆動装置45a,45b,45cを制御してマスクステージ41を駆動することで、マスク10と感光基板1 Then, by driving the mask stage 41 and control mask holder drive unit 45a, 45b, the 45 c, the mask 10 and the photosensitive substrate 1
4のアライメント補正を行う。 Performing four of alignment correction.

【0047】アライメント補正が終了すると、ステップ13に進み、制御系50は駆動装置16を制御して走査ステージ40を一定速度でX方向に駆動し、マスク10 [0047] When the alignment correction is completed, the flow proceeds to step 13, the control system 50 is driven in the X direction scanning stage 40 controls the drive unit 16 at a constant speed, the mask 10
上に形成されたパターンの像を感光基板14に逐次投影露光する走査露光を行い、図8(a)に示された走査終了位置で走査ステージ40を停止させることで2回の走査露光が終了する。 It performs scanning exposure to sequentially projection exposure an image of a pattern formed on a photosensitive substrate 14, two scanning exposure by stopping the scanning stage 40 at the indicated scanning end position in FIG. 8 (a) End to. 3回目以降の走査露光は、2回目の走査露光と全く同様に行われる。 Scanning exposure of third and subsequent is carried out in exactly the same manner as the second scanning exposure.

【0048】図9のフローチャートのステップ10及びステップ11とステップ12との比較から明らかなように、また図8(d)と図8(e)の間に図7(f)に相当する工程が無いことから明らかなように、本発明によると、2回目以降の走査露光のとき、複数組あるアライメントマークのうち、従来最後に計測していたアライメントマークを計測せずに走査開始位置に走査ステージ4 [0048] As is apparent from a comparison between steps 10 and step 11 and step 12 in the flowchart of FIG. 9, also the step corresponding to FIG. 7 (f) between shown in FIG. 8 (d) and FIG. 8 (e) is as it is evident from the absence, according to the present invention, when the second and subsequent scanning exposure of the alignment marks in a plurality of sets, scanning stage to a scanning start position without measuring an alignment mark which has been conventionally finally measured 4
0を移動させ、そこで基板マークを計測することができる。 0 is moved, where it can measure the substrate mark. これにより感光基板14のプロセスによる非線形変形の検出能力を損なうことなく走査ステージ40の加減速一回分のスループット向上を図ることができる。 Thus it is possible to process detection capability throughput improvement of acceleration and deceleration dose of the scanning stage 40 without damaging the nonlinear deformation by the photosensitive substrate 14.

【0049】以上では説明の便宜上、マスクマーク23 [0049] or more for the convenience of explanation, the mask mark 23
a〜23fの数を6個、基板マーク24a〜24fの数を6個とした。 Six the number of a~23f, the number of board marks 24a~24f was six. しかし、本発明の適用に当たってアライメントマークの数に特に制限があるわけではなく、本発明がここで説明した例に限定されるものではないのは勿論である。 However, not particularly limited in the number of the alignment marks when the application of the present invention, the present invention is not limited to the examples described herein as a matter of course. また、オフアクシスアライメント系30a, In addition, off-axis alignment system 30a,
30bで基板マーク24a〜24fを計測するのは走査ステージ40が走査開始位置にある時だけに限られるわけではなく、走査ステージ40が走査開始位置に到る前の段階でのアライメント計測にオフアクシスアライメント系30a,30bを使用することもできる。 Does not mean to measure the substrate mark 24a~24f is limited only when the scanning stage 40 is at the scanning start position 30b, off-axis alignment measurement at a stage before the scanning stage 40 reaches the scan start position it is also possible to use the alignment system 30a, the 30b.

【0050】また、ここではTTMアライメント系20 [0050] In addition, here in the TTM alignment system 20
a,20bとして、CCDカメラ等の撮像手段で撮像したアライメントマークの画像を処理する方式の例を説明したが、TTMアライメント系はレーザビームをアライメントマークに照射し、アライメントマークから得られる反射光(回折光)を光電検出することによりアライメントマークの位置を検出する方式のものであってもよい。 a, as 20b, an example has been described in method of processing an image of the alignment mark imaged by the imaging means such as a CCD camera, TTM alignment system is a laser beam is irradiated on the alignment mark, resulting from the alignment mark reflected light ( the diffracted light) may be of a type that detects the position of the alignment mark by detecting photoelectric.

【0051】なお、TTMアライメント系20a,20 [0051] In addition, TTM alignment system 20a, 20
bは、投影光学系12を介して基板マーク24a〜24 b is the substrate mark via the projection optical system 12 24A~24
fを検出するものであるため、投影光学系12による色収差を避けるために照明光として露光光と同じ波長の単一波長光を用いる必要がある。 Because detects the f, it is necessary to use a single wavelength beam having the same wavelength as the exposure light as illumination light in order to avoid chromatic aberration of the projection optical system 12. このように単一波長光をアライメント光として用いると、干渉の影響でアライメント信号が得られない場合がある。 With such use of the single wavelength light as alignment light may not alignment signal is obtained under the influence of interference. 一方、オフアクシスアライメント系30a,30bは、投影光学系12を介すことなく基板マーク24a〜24fを検出するため、 On the other hand, off-axis alignment system 30a, 30b, in order to detect the substrate mark 24a~24f not through the projection optical system 12,
アライメント光の波長に対する制限が無い。 Restrictions on the wavelength of the alignment light is not. したがって、オフアクシスアライメント系30a,30bの照明光源として波長帯域の広いハロゲンランプ等を用いると、干渉による影響を受けることなく安定してアライメントマークを検出できるという効果もある。 Accordingly, off-axis alignment system 30a, the use of broad wavelength bands halogen lamp or the like as 30b illumination light source, there is also an effect that can detect alignment marks stably without being influenced by interference.

【0052】 [0052]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、走査開始位置においてアライメントマークの計測を行うため、従来の方式に比較して往路走査時にマスク及び感光基板を停止させる回数を減らすことができ、走査型露光装置のスループットを向上させることができる。 According to the present invention as described above, according to the present invention, for performing measurement of alignment marks in the scan start position, can be compared to the conventional method reduces the number of times to stop the mask and the photosensitive substrate during forward scan , it is possible to improve the throughput of the scanning exposure apparatus.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明による走査型露光装置の一例を示す略図。 Figure 1 is a schematic representation showing an example of a scanning exposure apparatus according to the present invention.

【図2】図1に略示した走査型露光装置の照明光学系、 [2] The illumination optical system of the scanning type exposure apparatus shown schematically in FIG. 1,
マスク、投影光学系及び感光基板の関係を示す概略図。 Mask, schematic diagram showing the relationship between the projection optical system and the photosensitive substrate.

【図3】基板ホルダー上に保持された感光基板の上面図。 Figure 3 is a top view of the holding photosensitive substrate on a substrate holder.

【図4】マスクの上面図。 FIG. 4 is a top view of the mask.

【図5】画像処理型のTTMアライメント系によって撮像されたマスク上のアライメントマークの説明図。 [5] The image processing type illustration of the alignment marks on the mask that are captured by the TTM alignment system.

【図6】画像処理型のTTMアライメント系によって撮像された感光基板上のアライメントマークの説明図。 [6] The image processing type illustration of an alignment mark on the photosensitive substrate that has been captured by the TTM alignment system.

【図7】マスクをローディングして最初に行われる走査露光の際の往路走査の説明図。 Figure 7 is an explanatory diagram of a forward scan at the time of the first scanning exposure is performed by loading the mask.

【図8】2回目以降の走査露光の際の往路走査の説明図。 FIG. 8 is an explanatory diagram of a forward scan at the time of the second and subsequent scanning exposure.

【図9】往路走査における制御系50の処理シーケンスを説明するフローチャート。 Figure 9 is a flowchart for explaining the processing sequence of the control system 50 in the forward scan.

【図10】従来の走査型露光装置の一例の概略図。 [Figure 10] schematic diagram of an example of a conventional scanning exposure apparatus.

【図11】従来の走査型露光装置による走査露光の動作を説明する図であり、(a)は初期位置、(b), [Figure 11] is a view for explaining the operation of the scanning exposure by a conventional scanning exposure apparatus, (a) shows the initial position, (b),
(c)は往路走査中、(d)は走査開始位置にある走査ステージを示す図。 (C) During the forward scan, (d) is a diagram showing a scanning stage in a scan starting position.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…光源、2…楕円鏡、3…ダイクロイックミラー、4 1 ... light source, 2 ... elliptical mirror, 3 ... dichroic mirror 4
…シャッター、5…波長選択フィルター、6…フライアイインテグレータ、7…ミラー、9…視野絞り、10… ... shutter, 5 ... wavelength selective filter, 6 ... fly-eye integrator, 7 ... mirror, 9 ... field stop, 10 ...
マスク、11a〜11e…照明領域、12,12a〜1 Mask, 11a~11e ... the illumination area, 12,12a~1
2e…投影光学系、13a〜13e…投影領域、14… 2e ... projection optical system, 13a~13e ... projection area, 14 ...
感光基板、15…基板ホルダー、16…駆動装置、17 Photosensitive substrate, 15 ... substrate holder, 16 ... drive unit, 17
…レーザ干渉計、20a,20b…TTMアライメント系、22a〜22d…基準マーク、23a〜23f…マスクマーク、24a〜24f…基板マーク、27a,2 ... laser interferometer, 20a, 20b ... TTM alignment system, 22a~22d ... reference mark, 23a~23f ... mask mark, 24a~24f ... substrate mark, 27a, 2
7b…TTMアライメント系の観察視野、28…指標マーク、30a,30b…オフアクシスアライメント系、 7b ... TTM alignment system of the observation field of view, 28 ... index marks, 30a, 30b ... off-axis alignment system,
31a,31b…オフアクシスアライメント系の観察視野、40…走査ステージ、41…マスクホルダー、42 31a, 31b ... off-axis alignment system of the observation field of view, 40 ... scanning stage, 41 ... mask holder 42
…ベース、45a,45b,45c…マスクホルダー駆動装置、50…制御系、51…記憶装置、AL…アライメント系、DR…駆動手段、IA…照明領域、L1〜L ... base, 45a, 45b, 45 c ... mask holder drive unit, 50 ... control system, 51 ... storage device, AL ... alignment system, DR ... driving means, IA ... illumination region, L1~L
5…照明光学系、MK…マスク、MM…マスクマーク、 5 ... the illumination optical system, MK ... mask, MM ... mask mark,
PL…投影光学系、PM…基板マーク、PT…感光基板、SS…走査ステージ PL ... projection optical system, PM ... substrate mark, PT ... photosensitive substrate, SS ... scanning stage

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 マスク上のパターンを所定形状の照明領域で照明する照明光学系と、 前記マスク上のパターンを透過した光束を感光基板上に投影する投影光学系と、 前記照明領域に対して前記マスク及び前記感光基板を同期して走査する走査手段と、 前記マスク及び前記投影光学系を介して前記感光基板に形成された基板アライメントマークを検出することのできる第1のアライメント系と、 前記投影光学系の軸外から前記基板アライメントマークを検出することのできる第2のアライメント系とを備え、 前記第2のアライメント系は、前記走査手段による露光走査開始位置で前記基板アライメントマークを検出することを特徴とする走査型露光装置。 And 1. A illumination optical system for illuminating the pattern on the mask in an illumination area of ​​a predetermined shape, and a projection optical system for projecting a light beam onto a photosensitive substrate having passed through the pattern on the mask, relative to the illumination area a first alignment system capable of detecting a scanning means for scanning in synchronization with the mask and the photosensitive substrate, a substrate alignment mark formed on the photosensitive substrate through the mask and the projection optical system, wherein and a second alignment system which can be from off-axis projection optical system of detecting the substrate alignment mark, the second alignment system detects said substrate alignment mark in an exposure scanning start position by said scanning means scanning exposure apparatus characterized by.
  2. 【請求項2】 請求項1記載の走査型露光装置において、 前記投影光学系は前記マスク上のパターンを実質的に等倍かつ正立正像で前記感光基板上に投影し、 前記マスクと前記感光基板とは一体的に保持されていることを特徴とする走査型露光装置。 2. A scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein said projection optical system is projected to substantially equal magnification and the photosensitive substrate by erecting a pattern on the mask, the photosensitive and the mask scanning exposure apparatus and the substrate, characterized in that it is integrally held.
  3. 【請求項3】 マスクと感光基板とをアライメントした後、前記マスクと前記感光基板とを投影光学系に対して第1の方向に同期して走査することにより、前記マスクのパターンを前記感光基板上に投影露光する走査露光方法において、 前記マスクと前記感光基板を前記第1の方向と逆方向である第2の方向に同期して移動させながら、前記マスクに形成されたマスクアライメントマークと前記感光基板に形成された基板アライメントマークを第1のアライメント系で同時に検出する第1のステップと、 前記投影光学系の視野から離れた位置に観察視野を有する第2のアライメント系の視野内に基板アライメントマークが位置する状態で前記マスク及び感光基板を静止させ、前記第2のアライメント系で前記基板アライメントマークを検出す 3. After aligning the mask and the photosensitive substrate, by synchronously scanning said photosensitive substrate and the mask in a first direction relative to the projection optical system, the photosensitive substrate a pattern of the mask in the scanning exposure method for projection exposure above while moving in synchronization with the photosensitive substrate and the mask in a second direction which is the first direction and the opposite direction, a mask alignment mark formed on the mask the the first step and the substrate in the field of view of the second alignment system having an observation field of view at a position away from the visual field of the projection optical system to simultaneously detect substrate alignment mark formed on the photosensitive substrate in the first alignment system It is still the mask and the photosensitive substrate in a state where the alignment mark is located, to detect the substrate alignment mark in the second alignment system 第2のステップと、 前記第1のステップ及び第2のステップで得られた前記マスク及び前記感光基板の位置データに基づいて前記マスクと感光基板をアライメントする第3のステップと、 前記第2のステップにおける静止位置から、前記第1の方向に前記マスク及び前記感光基板を同期して走査することによって前記マスクのパターンを前記感光基板上に投影露光する第4のステップとを含むことを特徴とする走査露光方法。 A second step, a third step of aligning the mask and the photosensitive substrate on the basis of the position data of the first step and the mask and the photosensitive substrate obtained in the second step, the second from a rest position in steps, and characterized in that it comprises a fourth step of projecting and exposing a pattern of the mask on the photosensitive substrate by scanning in synchronization with the mask and the photosensitive substrate in the first direction scanning exposure method for.
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