JPH11160887A - Aligner - Google Patents

Aligner

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JPH11160887A
JPH11160887A JP9337943A JP33794397A JPH11160887A JP H11160887 A JPH11160887 A JP H11160887A JP 9337943 A JP9337943 A JP 9337943A JP 33794397 A JP33794397 A JP 33794397A JP H11160887 A JPH11160887 A JP H11160887A
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JP
Japan
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light
exposure apparatus
illumination light
light intensity
projection
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Withdrawn
Application number
JP9337943A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Mori
晋 森
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP9337943A priority Critical patent/JPH11160887A/en
Publication of JPH11160887A publication Critical patent/JPH11160887A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning type aligner where the intensity of illuminating light by plural projection optical systems is uniformized on a substrate in the case of the scanning type one suitable for exposing the large-sized substrate of a liquid crystal display device or the like. SOLUTION: The pattern 10a of a mask 10 is illuminated with the illuminating light having plural kinds of wavelength λ1 and λ2, so that the image of the pattern 10a is exposed on a plate 14 by plural projection optical systems 12a to 12e. In such a case, the light intensity on plural kinds of wavelength λ1 and λ2 of the illuminating light on projection areas 13a to 13e is measured by illuminance sensors 19a to 19e and 20a to 20e. Based on the measured result, the intensity of the illuminating light on the projection areas 13a to 13e is controlled to be uniformized by using a density wedge filter 21.

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、液晶表示装置、半
導体装置、あるいは薄膜磁気ヘッド等を製造する際のフ
ォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関し、特
に、液晶表示装置等の大型基板の露光に適した走査型露
光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used in a photolithography process for manufacturing a liquid crystal display device, a semiconductor device, a thin film magnetic head, and the like. The present invention relates to a suitable scanning exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶ディスプレイパネルは、その表示品
質が近年著しく向上し、しかも薄型軽量である利点から
CRTに代わり広く普及してきている。特にアクティブ
マトリクス方式の直視型液晶パネルでは大画面化が進
み、その製造に用いられるガラス基板も大型化してい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display panels have been widely used in place of CRTs because of their remarkable improvement in display quality and thinness and light weight. In particular, the size of the screen of an active matrix type direct-view type liquid crystal panel is increasing, and the size of a glass substrate used for manufacturing the liquid crystal panel is also increasing.

【0003】このような大型のガラス基板を露光するた
めの露光装置としては、マスクと基板とを近接させて一
括露光するいわゆるプロキシミティ方式、投影光学系と
して転写面積の大きな等倍、ないし拡大の屈折光学系を
用いたステップ・アンド・リピート方式、および投影光
学系を等倍の反射光学系とし、円弧状の照明光でマスク
を照明してこのマスクの像を円弧状に基板上に形成する
と共に、マスクと基板とを投影光学系に対して走査する
ミラープロジェクション方式がある。
An exposure apparatus for exposing such a large-sized glass substrate is a so-called proximity type in which a mask and a substrate are brought close to each other and is collectively exposed. A step-and-repeat system using a refraction optical system, and a projection optical system as an equal-magnification reflection optical system, illuminating a mask with arc-shaped illumination light and forming an image of the mask on the substrate in an arc shape In addition, there is a mirror projection system for scanning a mask and a substrate with respect to a projection optical system.

【0004】また、等倍で正立実結像する小型の投影光
学系を所定の方向に複数配列し、その配列方向とほぼ直
交する方向にマスクと基板とを同期して走査させてパタ
ーンの像を転写する走査型露光装置も提案されている。
Further, a plurality of small projection optical systems for realizing an erect real image at the same magnification are arranged in a predetermined direction, and a mask and a substrate are synchronously scanned in a direction substantially orthogonal to the arrangement direction to scan a pattern. A scanning exposure apparatus for transferring an image has also been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述の露光装置のう
ち、近年では、小型の投影光学系を複数配列して等倍正
立像を投影する走査型露光装置が、露光精度やスループ
ットの面で優れていることから大型ガラス基板の露光に
広く用いられるようになってきている。この走査型露光
装置のスループットをさらに向上させるため、走査露光
時に基板に投影される像の光強度を高くしてマスクと基
板の走査速度を速くすることにより、転写に要する時間
を短縮させることが行われる。
In recent years, among the above-mentioned exposure apparatuses, a scanning type exposure apparatus that arranges a plurality of small projection optical systems and projects an equal-size erect image is excellent in terms of exposure accuracy and throughput. Therefore, it has been widely used for exposure of large glass substrates. In order to further improve the throughput of this scanning type exposure apparatus, the time required for transfer can be reduced by increasing the light intensity of the image projected on the substrate during scanning exposure and increasing the scanning speed of the mask and the substrate. Done.

【0006】投影像の光強度を高くするには、走査型露
光装置の光源として用いられる超高圧水銀ランプを高出
力のものに替えたり、あるいは光源はそのままである程
度広い波長帯域で照明光を射出させたりすることが行わ
れる。この場合、複数の波長域の光で照明する方法は高
出力の水銀ランプを用いなくても済むのでコスト的に利
点が大きく、要求されるパターン線幅がそれほど厳しく
ない場合には、通常この複数の波長域の光で照明する方
法が用いられている。
In order to increase the light intensity of a projected image, an ultra-high pressure mercury lamp used as a light source for a scanning type exposure apparatus is replaced with a high-power mercury lamp, or illumination light is emitted in a wide wavelength band to some extent while the light source remains unchanged. Is performed. In this case, the method of illuminating with light of a plurality of wavelength ranges does not require the use of a high-output mercury lamp, and thus has a great advantage in terms of cost. A method of illuminating with light in the above wavelength range is used.

【0007】ところが、複数の投影光学系を備えた走査
型露光装置において、複数の投影光学系に対応する照明
光学系毎に光源が設けられていたり、また個々の投影光
学系や照明光学系の特性が、照明光の波長帯域で経時的
に変化したりする場合には、基板に投影されるパターン
像の光強度がそれぞれの投影光学系によって異なってし
まうという問題が生じる。このため、各投影光学系で基
板上に転写されるパターン像の露光量が、基板の走査方
向に帯状に異なってしまうことになる。この状態で例え
ば、基板上に多数のスイッチング素子(例えば、TF
T)がマトリクス状に形成されるアクティブマトリクス
方式の液晶表示装置を製造しようとすると、形成された
表示パネル上のスイッチング素子の素子特性が帯状に異
なってしまうという不都合を生じてしまう。
However, in a scanning exposure apparatus having a plurality of projection optical systems, a light source is provided for each illumination optical system corresponding to the plurality of projection optical systems, or each projection optical system and illumination If the characteristics change over time in the wavelength band of the illumination light, there arises a problem that the light intensity of the pattern image projected on the substrate differs depending on each projection optical system. For this reason, the exposure amount of the pattern image transferred onto the substrate by each projection optical system is different in a strip shape in the scanning direction of the substrate. In this state, for example, a large number of switching elements (for example, TF
When an active matrix type liquid crystal display device in which T) is formed in a matrix shape is to be manufactured, there is a disadvantage that the device characteristics of the switching elements on the formed display panel differ in a strip shape.

【0008】本発明の目的は、照明光の強度が基板上で
均一化された露光装置を提供することにある。さらに本
発明の目的は、複数の投影光学系を用いた走査型露光装
置において、それぞれの投影光学系による照明光の強度
が基板上で均一化された走査型露光装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide an exposure apparatus in which the intensity of illumination light is made uniform on a substrate. Still another object of the present invention is to provide a scanning exposure apparatus using a plurality of projection optical systems, in which the intensity of illumination light from each projection optical system is made uniform on a substrate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の実施形態を表す
図1乃至図7に対応付けて説明すると上記目的は、複数
の波長(λ1、λ2)を有する照明光でパターン(10
a)を有したマスク(10)を照明し、パターン(10
a)の像を基板(14)に露光する露光装置において、
照明光の複数の波長(λ1、λ2)毎の光強度を計測す
る光強度計測手段(19、20、22、23、24)
と、光強度計測手段(19、20、22、23、24)
の計測結果に基づいて、照明光を制御する制御手段(2
1、100)とを備えたことを特徴とする露光装置によ
って達成される。
The object of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7 showing an embodiment of the present invention. The above-mentioned object is achieved by illuminating light having a plurality of wavelengths (λ1, λ2) with a pattern (10).
a) illuminating the mask (10) with the pattern (10);
a) an exposure apparatus for exposing the image of (a) onto the substrate (14);
Light intensity measuring means (19, 20, 22, 23, 24) for measuring the light intensity of each of a plurality of wavelengths (λ1, λ2) of the illumination light
And light intensity measuring means (19, 20, 22, 23, 24)
Control means (2) for controlling the illumination light based on the measurement result of
1, 100).

【0010】このように本発明では、複数の波長(λ
1、λ2)を有する照明光の光強度を複数の波長(λ
1、λ2)毎に計測して照明光の制御を行うようにして
いるので、照明光の波長(λ1、λ2)毎の強度特性が
異なっていたり、経時的に強度特性が変化した場合で
も、基板(14)上に転写される転写像の強度を露光領
域全体に渡って一定に保つことができるようになる。制
御手段(21、100)では、複数の波長(λ1、λ
2)毎に計測した照明光の光強度の計測結果と基板(1
4)上に塗布された感光剤(レジスト)の感度特性とに
基づいて照明光の光強度を制御する。
As described above, according to the present invention, a plurality of wavelengths (λ
1, λ2), the light intensity of the illumination light having a plurality of wavelengths (λ
1, and λ2), the illumination light is controlled. Therefore, even if the intensity characteristics for each wavelength (λ1, λ2) of the illumination light are different or the intensity characteristics change over time, The intensity of the transferred image transferred onto the substrate (14) can be kept constant over the entire exposure area. In the control means (21, 100), a plurality of wavelengths (λ1, λ
2) The measurement result of the light intensity of the illumination light measured for each
4) The light intensity of the illumination light is controlled based on the sensitivity characteristics of the photosensitive agent (resist) applied thereon.

【0011】上記露光装置は、マスク(10)と基板
(14)との間に配設された複数の投影光学系(12a
〜12e)を備えていてもよい。つまり、等倍で正立実
結像する小型の投影光学系(12a〜12e)を所定の
方向に複数配列し、その配列方向とほぼ直交する方向に
マスク(10)と基板(14)とを同期して走査させて
パターン(10a)の像を転写する走査型露光装置に本
発明を適用することができる。
The above-described exposure apparatus includes a plurality of projection optical systems (12a) disposed between a mask (10) and a substrate (14).
To 12e). That is, a plurality of small projection optical systems (12a to 12e) that form an erect real image at the same magnification are arranged in a predetermined direction, and the mask (10) and the substrate (14) are arranged in a direction substantially orthogonal to the arrangement direction. The present invention can be applied to a scanning exposure apparatus that transfers an image of the pattern (10a) by scanning in synchronization.

【0012】また、光強度計測手段(19、20、2
2、23、24)は受光部(19、20)を備えてお
り、当該受光部(19、20)は、マスク(10)と基
板(14)との間に配設された投影光学系(12a〜1
2e)の結像位置に配設されていることを特徴とする。
Also, the light intensity measuring means (19, 20, 2)
2, 23, 24) have light receiving portions (19, 20), and the light receiving portions (19, 20) are provided with a projection optical system (19, 20) disposed between the mask (10) and the substrate (14). 12a-1
2e) is provided at the image forming position.

【0013】また、光強度計測手段(19、20、2
2、23、24)は、照明光の複数の波長(λ1、λ
2)のそれぞれに対応する複数の波長選択素子(22、
23)を有し、受光部(24)は、複数の波長選択素子
(22、23)を順次介して照明光を受光することを特
徴とする。こうすることにより、複数の波長選択素子
(22、23)によって各波長帯毎に分離された光を1
つの受光部(24)で受光でき、受光部(24)の数を
少なくして各波長帯毎の光強度をそれぞれ計測すること
ができるようになる。
Further, the light intensity measuring means (19, 20, 2)
2, 23, and 24) have a plurality of wavelengths (λ1, λ) of the illumination light.
2) a plurality of wavelength selection elements (22,
23), and the light receiving section (24) receives the illumination light sequentially via the plurality of wavelength selection elements (22, 23). By doing so, the light separated for each wavelength band by the plurality of wavelength selection elements (22, 23) is reduced by one.
The light can be received by the two light receiving sections (24), and the number of light receiving sections (24) can be reduced to measure the light intensity for each wavelength band.

【0014】あるいは、光強度計測手段(19、20、
22、23、24)として、照明光の複数の波長(λ
1、λ2)のそれぞれに対応する複数の波長選択素子
(22、23)と、複数の波長選択素子(22、23)
のそれぞれを介して照明光を受光する複数の受光部(1
9、20)とを有するように構成してもよい。また、照
明光を入射して複数光路に分割する光路分割手段(2
5)を設け、複数の波長選択素子(22、23)が、分
割された複数光路上にそれぞれ設けられているようにし
てもよい。このようにしても、複数の波長選択素子(2
2、23)によって各波長帯毎に分離された光を各受光
部(24a1、24a2)で受光することができるの
で、照明光の各波長帯毎の光強度を計測することができ
るようになる。
Alternatively, light intensity measuring means (19, 20,
22, 23, 24) as a plurality of wavelengths (λ
1, λ2) and a plurality of wavelength selection elements (22, 23) corresponding to the respective wavelength selection elements.
A plurality of light receiving units (1) that receive the illumination light through each of
9, 20). Further, an optical path splitting means (2) for inputting the illumination light and splitting it into a plurality of optical paths.
5) may be provided, and the plurality of wavelength selection elements (22, 23) may be respectively provided on the divided plurality of optical paths. Even in this case, a plurality of wavelength selection elements (2
2, 23), the light separated for each wavelength band can be received by each light receiving section (24a1, 24a2), so that the light intensity of the illumination light for each wavelength band can be measured. .

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による露光
装置を図1乃至図7を用いて説明する。本実施の形態に
よる露光装置は、等倍で正立実結像する小型の投影光学
系を所定の方向に複数配列し、その配列方向とほぼ直交
する方向にマスクと基板とを同期して走査させてパター
ンの像を転写する走査型露光装置である。まず、本実施
の形態による露光装置の概略の構成を図1に示す斜視図
を用いて説明する。図1では、マスクと基板とが同期し
て走査する方向をX軸、それと直交する方向をY軸と
し、X−Y軸で構成される平面に垂直方向にZ軸を取る
ものとする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An exposure apparatus according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The exposure apparatus according to the present embodiment arranges a plurality of small projection optical systems that form an erect real image at the same magnification in a predetermined direction, and synchronously scans the mask and the substrate in a direction substantially orthogonal to the arrangement direction. This is a scanning exposure apparatus that transfers a pattern image. First, a schematic configuration of an exposure apparatus according to the present embodiment will be described with reference to a perspective view shown in FIG. In FIG. 1, it is assumed that the direction in which the mask and the substrate are scanned synchronously is the X-axis, the direction orthogonal thereto is the Y-axis, and the Z-axis is perpendicular to the plane formed by the XY axes.

【0016】図1において、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で反射された後に光軸
AX1に沿ってダイクロイックミラー3に入射する。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
反射させ、それ以外の波長の光束を透過させる。ダイク
ロイックミラー3での反射光の光路上には、光路上の光
を通過させ、あるいは遮光するように進退可能に配置さ
れたシャッター4が設けられている。このシャッター4
を開閉させることにより、ダイクロイックミラー3で反
射した照明光束を、投影光学系12a側へ射出させたり
遮光したりすることができる。シャッター4が開放され
ることによって、照明光束は波長選択フィルター5を透
過して、投影光学系12aによる投影露光に適した所定
の複数の波長の照明光束となる。本実施の形態において
は、超高圧水銀ランプのh線とi線とからなる照明光束
が波長選択フィルター5から射出するものとする。
In FIG. 1, a light beam emitted from a light source 1 such as an ultra-high pressure mercury lamp is reflected by an elliptical mirror 2 and then enters a dichroic mirror 3 along an optical axis AX1. The dichroic mirror 3 reflects a light beam having a wavelength necessary for exposure and transmits a light beam having other wavelengths. A shutter 4 is provided on the optical path of the light reflected by the dichroic mirror 3 so as to be able to advance or retreat so as to pass or block light on the optical path. This shutter 4
By opening and closing, the illumination light beam reflected by the dichroic mirror 3 can be emitted to the projection optical system 12a side or shielded. When the shutter 4 is opened, the illuminating light beam passes through the wavelength selection filter 5 and becomes an illuminating light beam having a plurality of predetermined wavelengths suitable for projection exposure by the projection optical system 12a. In the present embodiment, it is assumed that the illumination light flux composed of the h-line and the i-line of the ultra-high pressure mercury lamp is emitted from the wavelength selection filter 5.

【0017】波長選択フィルター5を透過した照明光
は、その光強度を調整するための濃度ウェッジフィルタ
ー21を透過する。濃度ウェッジフィルター21は、透
過光の透過率を連続的に変化させることができるように
なっている。なお、濃度ウェッジフィルター21の代わ
りに偏光素子などを用いることもできる。
The illumination light transmitted through the wavelength selection filter 5 is transmitted through a density wedge filter 21 for adjusting the light intensity. The density wedge filter 21 can continuously change the transmittance of transmitted light. Note that a polarizing element or the like can be used instead of the density wedge filter 21.

【0018】また、一般にこの照明光束の光強度分布
は、光軸近傍が最も高く周辺領域で徐々に低下するガウ
ス分布状となっているため、少なくとも投影光学系12
aの投影領域13a内では光強度分布が均一になってい
る必要がある。このため、フライアイレンズ6とコンデ
ンサーレンズ8とが設けられ、これらの光学系を透過さ
せることによって照明光束の光強度分布の均一化が行わ
れる。コンデンサーレンズ8を透過した照明光はミラー
7によりほぼ直角に折り曲げられる。
In general, the light intensity distribution of the illumination light flux has a Gaussian distribution shape that is highest near the optical axis and gradually decreases in the peripheral region.
The light intensity distribution needs to be uniform in the projection area 13a of a. For this reason, the fly-eye lens 6 and the condenser lens 8 are provided, and the light intensity distribution of the illumination light beam is made uniform by transmitting these optical systems. The illumination light transmitted through the condenser lens 8 is bent by the mirror 7 at a substantially right angle.

【0019】ミラー7で反射した照明光束は、視野絞り
9aを介してマスク10のパターン形成面10a上に照
射される。なお、本実施の形態では、マスク10のパタ
ーンとして液晶表示素子用のパターンが形成されてい
る。この視野絞り9aは感光基板(レジストが塗布され
た約500mm×600mmの角形のガラス・プレート
であり、以下、プレートという)14上の投影領域13
aを規定する開口を有している。なお、視野絞り9aと
マスク10との間にレンズ系を設けて視野絞り9aとマ
スク10のパターン形成面10aとプレート14の投影
面とが互いに共役になるようにしてもよい。
The illumination light beam reflected by the mirror 7 is irradiated onto a pattern forming surface 10a of a mask 10 via a field stop 9a. In the present embodiment, a pattern for a liquid crystal display element is formed as a pattern of the mask 10. This field stop 9a is a projection area 13 on a photosensitive substrate (a rectangular glass plate of about 500 mm × 600 mm coated with a resist, hereinafter referred to as a plate).
has an opening defining a. A lens system may be provided between the field stop 9a and the mask 10 so that the field stop 9a, the pattern forming surface 10a of the mask 10, and the projection surface of the plate 14 are conjugate to each other.

【0020】以上は、本走査型露光装置の複数の投影光
学系12a〜12eのうち、投影光学系12aおよびそ
れに関する照明系および投影領域13aの説明である
が、他の投影光学系12b〜12eおよびそれに関する
照明系および投影領域13b〜13eも同様の構成であ
る。従って、それらの説明は省略するものとし、また、
光源1から視野絞り9aまでの構成を投影光学系12a
に対する照明光学系L1とし、同様に光源から視野絞り
9b〜9eまでの構成を、投影光学系12b〜12eに
対する照明光学系L2〜L5として詳細な図示は省略す
るものとする。
The above is a description of the projection optical system 12a and its associated illumination system and projection area 13a among the plurality of projection optical systems 12a to 12e of the present scanning type exposure apparatus, but other projection optical systems 12b to 12e. The illumination system and the projection areas 13b to 13e relating thereto have the same configuration. Therefore, their description is omitted, and
The configuration from the light source 1 to the field stop 9a is represented by a projection optical system 12a.
The illumination optical system L1 for the projection optical systems L2 to L5 for the projection optical systems 12b to 12e will not be described in detail.

【0021】複数の照明光学系L1〜L5のそれぞれか
ら射出された照明光束はマスク10上の異なる小領域
(照明領域)11a〜11eをそれぞれ照明する。マス
ク10を透過した複数の照明光束は、それぞれ異なる投
影光学系12a〜12eに入射してマスク10の照明領
域11a〜11eのパターン像を投影領域13a〜13
eに結像する。これら投影光学系12a〜12eはいず
れも正立等倍実結像系である。
The illumination light beams emitted from each of the plurality of illumination optical systems L1 to L5 illuminate different small areas (illumination areas) 11a to 11e on the mask 10. The plurality of illumination light beams transmitted through the mask 10 are respectively incident on different projection optical systems 12a to 12e, and form pattern images of the illumination regions 11a to 11e of the mask 10 into the projection regions 13a to 13e.
e. Each of these projection optical systems 12a to 12e is an erect real-size real imaging system.

【0022】プレート14はプレートステージ15に載
置されている。プレートステージ15は1次元の走査露
光を行うべく走査方向(X方向)に長いストロークを有
する駆動装置16を備えている。さらに、走査方向につ
いて高分解能および高精度の、例えばレーザ干渉計から
構成される位置測定装置17が設けられている。なお、
マスク10は不図示のマスクステージにより支持され、
このマスクステージも図示は省略しているがプレートス
テージ15と同様に、駆動装置とステージの走査方向の
位置を検出する位置測定装置とを有している。
The plate 14 is mounted on a plate stage 15. The plate stage 15 includes a driving device 16 having a long stroke in the scanning direction (X direction) to perform one-dimensional scanning exposure. Further, a position measuring device 17 having a high resolution and a high accuracy in the scanning direction, for example, a laser interferometer is provided. In addition,
The mask 10 is supported by a mask stage (not shown),
Although not shown, the mask stage also has a driving device and a position measuring device for detecting the position of the stage in the scanning direction, like the plate stage 15.

【0023】ここで、図2を用いてプレートステージ1
5に載置されたプレート14上の投影領域13a〜13
eについて説明する。図2は、Z軸方向からプレート1
4をみた平面図である。プレート14上の投影領域13
a〜13eは、Y方向に沿って、隣合う投影領域同士、
例えば、投影領域13a、13b、あるいは投影領域1
3b、13cが、X方向に所定量ずれて位置し、且つ当
該隣合う投影領域のY方向端部同士がY方向に所定量重
複するように配置されている。従って、複数の投影光学
系12a〜12eも各投影領域13a〜13eの配置に
応じて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。また、複数の照明光学系L1〜L5
の配置は、マスク10上の照明領域が投影領域13a〜
13eと同様の配置となるように配置されている。従っ
て、マスク10とプレート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り、
マスク10上のパターン領域10aの全面をプレート1
4上の露光領域14aに転写することができるようにな
っている。
Here, the plate stage 1 will be described with reference to FIG.
5. Projection areas 13a to 13 on plate 14 mounted on
e will be described. FIG. 2 shows the plate 1 from the Z-axis direction.
FIG. 4 is a plan view of FIG. Projection area 13 on plate 14
a to 13e are adjacent projection areas along the Y direction;
For example, the projection areas 13a and 13b or the projection area 1
3b and 13c are arranged so as to be shifted by a predetermined amount in the X direction, and the ends of the adjacent projection areas in the Y direction overlap by a predetermined amount in the Y direction. Accordingly, the plurality of projection optical systems 12a to 12e are also displaced by a predetermined amount in the X direction according to the arrangement of the projection areas 13a to 13e and are arranged so as to overlap in the Y direction. Further, a plurality of illumination optical systems L1 to L5
Is arranged such that the illumination area on the mask 10 is the projection area 13a to
13e. Accordingly, by scanning the mask 10 and the plate 14 in the X direction with respect to the projection optical systems 12a to 12e in synchronization with each other,
The entire surface of the pattern region 10a on the mask 10 is
4 can be transferred to the exposure area 14a.

【0024】また、図1および図2に示すように、プレ
ートステージ15上にはプレート14の投影面とほぼ同
一面内に受光面を有し、Y方向の位置がそれぞれ投影領
域13a〜13e内のほぼ中央領域と一致するようにY
方向に1列に配置された照度センサ19a〜19eが設
けられており、これら照度センサ19a〜19eからX
方向に所定量ずれて配置され、同様に投影面とほぼ同一
面内に受光面を有する照度センサ20a〜20eが設け
られている。プレートステージ15をX方向に移動させ
ることにより、これら照度センサ19a〜19e、照度
センサ20a〜20eをそれぞれ投影光学系12a〜1
2eの投影領域13a〜13e内に位置させることによ
り、対応する照明光学系L1〜L5および投影光学系1
2a〜12eを介してプレート14上に照射される照明
光束の光強度を検出できるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the plate stage 15 has a light receiving surface substantially in the same plane as the projection surface of the plate 14, and the positions in the Y direction are within the projection regions 13a to 13e, respectively. So that it substantially coincides with the central area of
Illuminance sensors 19a to 19e arranged in one row in the direction are provided.
Illuminance sensors 20a to 20e, which are arranged to be shifted by a predetermined amount in the direction and have a light receiving surface substantially in the same plane as the projection surface, are also provided. By moving the plate stage 15 in the X direction, the illuminance sensors 19a to 19e and the illuminance sensors 20a to 20e are respectively connected to the projection optical systems 12a to 12e.
By positioning them in the projection areas 13a to 13e of 2e, the corresponding illumination optical systems L1 to L5 and projection optical system 1
The light intensity of the illumination light beam irradiated on the plate 14 via 2a to 12e can be detected.

【0025】また、照度センサ19a〜19eと、照度
センサ20a〜20eとは、異なる波長感度に設定され
ており、本実施の形態では、照度センサ19a〜19e
はh線の光強度を、照度センサ20a〜20eはi線の
光強度を検出できるように調整されている。そのため、
図示は省略したが、照度センサ19a〜19eの各受光
面には、入射する照明光のうち、h線の光を通過させる
波長選択フィルタが設けられ、照度センサ20a〜20
eの各受光面には、入射する照明光のうち、i線の光を
通過させる波長選択フィルタが設けられている。
The illuminance sensors 19a to 19e and the illuminance sensors 20a to 20e are set to have different wavelength sensitivities. In the present embodiment, the illuminance sensors 19a to 19e are used.
Are adjusted so that the light intensity of the h-line can be detected, and the illuminance sensors 20a to 20e can detect the light intensity of the i-line. for that reason,
Although not shown, a wavelength selection filter that passes h-line light out of the incident illumination light is provided on each light receiving surface of the illuminance sensors 19a to 19e.
Each light receiving surface of e is provided with a wavelength selection filter that allows passage of i-line light among the incident illumination light.

【0026】本実施の形態による露光装置では、マスク
ステージ(図示せず)およびプレートステージ15の走
査方向(X方向)に対して直交する方向(Y方向)に沿
って複数の投影光学系12a〜12eを配置する構成で
あるため、投影光学系12a〜12eそれぞれの投影像
は正立像である必要がある。また、マスク10とプレー
ト14との移動精度を高くしたり、移動方向が異なるこ
とによる装置の大型化を防止させる等の目的で、マスク
10とプレート14とを一体的に移動させるようにして
いる。従って本走査型露光装置では、マスク10とプレ
ート14とを投影光学系12a〜12eに対して同方向
に同一量、相対的に走査させるように投影光学系12a
〜12eは正立等倍実結像系になっている。制御装置1
00は、露光装置全体を制御するものであり、特に本実
施の形態においては照度センサ19a〜19e、20a
〜20eからの出力を受けて濃度ウェッジフィルター2
1を制御して、投影光学系12a〜12eで投影される
照明光の光強度を調節している。
In the exposure apparatus according to the present embodiment, a plurality of projection optical systems 12a to 12a are arranged along a direction (Y direction) orthogonal to the scanning direction (X direction) of the mask stage (not shown) and plate stage 15. Since the configuration is such that the projection optical system 12e is arranged, the projection images of the projection optical systems 12a to 12e need to be erect images. In addition, the mask 10 and the plate 14 are integrally moved for the purpose of increasing the movement accuracy of the mask 10 and the plate 14 and preventing the apparatus from being enlarged due to different movement directions. . Therefore, in the present scanning type exposure apparatus, the projection optical system 12a is moved so that the mask 10 and the plate 14 are relatively scanned in the same direction by the same amount with respect to the projection optical systems 12a to 12e.
Reference numerals 12e to 12e denote erect real-size real imaging systems. Control device 1
00 controls the entire exposure apparatus, and in this embodiment, in particular, the illuminance sensors 19a to 19e and 20a
Density wedge filter 2 receiving the output from
1 is adjusted to adjust the light intensity of the illumination light projected by the projection optical systems 12a to 12e.

【0027】次に本実施の形態による露光装置の制御装
置100による露光動作の概要について説明する。アク
ティブマトリクス方式の液晶パネルのパネル表面に配置
される多数のスイッチング素子は、複数の回路パターン
層を積層して形成されるので、各層のパターンを正確に
位置合わせして重ね合わせ露光する必要がある。このた
め、不図示のアライメント光学系を用いて、既にプレー
ト14上に形成された回路パターン層と、マスクステー
ジ上のマスク10のパターンとの位置合わせが行われ
る。この位置合わせが行われた後、マスク10とプレー
ト14とを同期して同速度で投影光学系12a〜12e
に対してX方向に走査することにより露光が行われる。
このとき、図2に示す距離Lx、Lyで示す露光領域1
4a内で同一の露光条件(均一な露光量)を得るため
に、X方向の走査範囲のうち、Lx間は等速度で走査さ
れるようにマスクステージおよびプレートステージ15
の駆動が制御される。この露光中の走査速度をv(cm
/s)、各投影領域13a〜13eを照明する各照明光
の光強度をPa〜Pe(W/cm2)、各投影領域13
a〜13eのX方向の幅をw(cm)とすると、各投影
領域13a〜13eで得られる露光量Da〜De(J/
cm2)は、
Next, an outline of an exposure operation by the control device 100 of the exposure apparatus according to the present embodiment will be described. Since a large number of switching elements arranged on the panel surface of an active matrix type liquid crystal panel are formed by laminating a plurality of circuit pattern layers, it is necessary to precisely align the patterns of the respective layers and to perform overlapping exposure. . Therefore, the alignment of the circuit pattern layer already formed on the plate 14 and the pattern of the mask 10 on the mask stage is performed using an alignment optical system (not shown). After this alignment is performed, the projection optical systems 12a to 12e are synchronized with the mask 10 and the plate 14 at the same speed.
Is exposed in the X direction.
At this time, the exposure area 1 indicated by the distances Lx and Ly shown in FIG.
In order to obtain the same exposure condition (uniform exposure amount) within 4a, the mask stage and the plate stage 15 are scanned so as to be scanned at a constant speed between Lx in the scanning range in the X direction.
Is controlled. The scanning speed during this exposure is v (cm
/ S), the light intensity of each illumination light for illuminating each of the projection areas 13a to 13e is Pa to Pe (W / cm 2 ),
Assuming that the width in the X direction of a to 13e is w (cm), the exposure amounts Da to De (J /
cm 2 )

【0028】 Dα=Pαw/v ・・・(1) (但し、αはa〜eのいずれかである。)Dα = Pαw / v (1) (where α is any of a to e)

【0029】で与えられる。この式(1)に、プレート
14に塗布された感光剤の照射光に対する感度特性に基
づいて必要露光量Drを代入することにより、制御装置
100は、照明光の光強度および露光中の走査速度を決
定する。
Is given by By substituting the required exposure Dr based on the sensitivity characteristic of the photosensitive agent applied to the plate 14 to the irradiation light into the equation (1), the control device 100 can control the light intensity of the illumination light and the scanning speed during the exposure. To determine.

【0030】ところが、図1の走査型露光装置では複数
の照明光学系L1〜L5および投影光学系12a〜12
eを用いており、例えば光源の輝度のばらつきや、照明
光学系L1〜L5および投影光学系12a〜12eで用
いられている複数の光学素子の透過率の相違等により、
これらの光学系を介してプレート14上の各投影領域1
3a〜13eに照射される各照明光の光強度Pa〜Pe
が均一にならない可能性がある。
In the scanning exposure apparatus of FIG. 1, however, a plurality of illumination optical systems L1 to L5 and projection optical systems 12a to 12
e, for example, due to variations in the brightness of the light source, differences in the transmittance of the plurality of optical elements used in the illumination optical systems L1 to L5 and the projection optical systems 12a to 12e, and the like.
Through these optical systems, each projection area 1 on the plate 14
Light intensity Pa to Pe of each illumination light irradiated to 3a to 13e
May not be uniform.

【0031】ここで、各投影領域13a〜13eに照射
される各照明光の光強度Pa〜Peが均一にならない場
合の例を図3を用いて説明する。図3は、異なる2つの
超高圧水銀ランプA、Bから射出された照明光に含まれ
る複数のスペクトルの相対強度の比較を示しており、横
軸に光の波長λをとり、縦軸に相対光強度Iをとったも
のである。例えば図3における波長λ1がi線、波長λ
2がh線であるとした場合、図3は、実線で示す超高圧
水銀ランプAからの照明光が有するi線、h線の波長の
光強度特性に対して、破線で示す超高圧水銀ランプBか
らの照明光が有するi線、h線の波長の光強度特性が異
なっていることを示している。この図3に示すように一
般的に超高圧水銀ランプ毎にその照明光はそれぞれ波長
毎に異なる光強度特性を有している。また、この照明光
の光強度特性は、1台の超高圧水銀ランプを一定期間使
用する際の経時的変化として現れてくることもある。
Here, an example in which the light intensities Pa to Pe of the illumination light applied to the projection regions 13a to 13e are not uniform will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a comparison of the relative intensities of a plurality of spectra included in the illumination light emitted from two different ultra-high pressure mercury lamps A and B, in which the horizontal axis represents the light wavelength λ and the vertical axis represents the relative wavelength. The light intensity I is taken. For example, the wavelength λ1 in FIG.
FIG. 3 shows the light intensity characteristics of the i-line and h-line wavelengths of the illumination light from the extra-high pressure mercury lamp A shown by the solid line, and This shows that the light intensity characteristics of the wavelengths of the i-line and the h-line included in the illumination light from B are different. As shown in FIG. 3, the illumination light of each ultra-high pressure mercury lamp generally has different light intensity characteristics for each wavelength. In addition, the light intensity characteristics of the illumination light may appear as a change over time when one ultra-high pressure mercury lamp is used for a certain period.

【0032】ところで、照明光として複数の波長域の光
を用いる場合には、プレート14上に塗布された感光材
料の照射光の波長に対する感度特性にも留意する必要が
ある。ここで図4を用いてプレート14上に塗布された
感光材料の照射光に対する感度特性について説明する。
図4は、横軸に感光材料に照射される光の波長λをと
り、縦軸に相対感度Rをとったものである。図4に示す
ようにプレート14上に塗布される感光材料は、一般的
に照射される光の波長に依存した感度特性を有してお
り、例えば図4に示す感度特性の感光材料のように、i
線とh線とが同一の光強度で照射されてもそれらに対す
る感光の感度は異なっている。
When light in a plurality of wavelength ranges is used as the illumination light, it is necessary to pay attention to the sensitivity characteristics of the photosensitive material applied on the plate 14 to the wavelength of the irradiation light. Here, the sensitivity characteristic of the photosensitive material applied on the plate 14 to the irradiation light will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, the horizontal axis represents the wavelength λ of the light applied to the photosensitive material, and the vertical axis represents the relative sensitivity R. As shown in FIG. 4, the photosensitive material applied on the plate 14 generally has a sensitivity characteristic depending on the wavelength of the irradiated light. For example, like the photosensitive material having the sensitivity characteristic shown in FIG. , I
Even if the line and the h-line are irradiated with the same light intensity, the sensitivity of exposure to them is different.

【0033】従って、プレート14の投影領域13a〜
13eの感光剤を均一に感光させるのに最適な露光量D
a〜Deは、上述から明らかなように照明光の波長毎の
光強度と、当該波長毎の感光剤の感度特性とを考慮しな
ければ求めることができない。例えば、プレートステー
ジ15上の照度センサ19a〜19eの受光面に設けら
れたh線の光を透過させる波長選択フィルタを取り外し
て、h線とi線とを共に含む光強度Pa〜Peの照明光
を単に照度センサ19a〜19eで受光させて各光強度
Pa〜Peを計測したとしても、各光強度Pa〜Peに
含まれる各波長毎の光強度を求めることはできないの
で、プレート14の投影領域13a〜13eの感光剤を
均一に感光させるのに最適な露光量Da〜Deは求める
ことができない。このように、プレート14上に転写さ
れるパターン像の均一性を保つためには、これらの露光
量Da〜Deを同一にする必要があるが、従来では、投
影領域13a〜13eのそれぞれで波長特性が固定され
た一つの照度センサだけで照明光の全光強度Pa〜Pe
を受光してしまうので、投影領域13a〜13eでの露
光量Da〜Deを正確に測定することはできなかった。
Therefore, the projection areas 13a-
Exposure amount D optimal for uniformly exposing photosensitive agent 13e
As is clear from the above, a to De cannot be determined unless the light intensity of the illumination light for each wavelength and the sensitivity characteristics of the photosensitive agent for each wavelength are considered. For example, by removing a wavelength selection filter provided on the light receiving surfaces of the illuminance sensors 19a to 19e on the plate stage 15 and transmitting h-line light, the illumination light having light intensities Pa to Pe including both the h-line and the i-line. Is simply received by the illuminance sensors 19a to 19e and the light intensities Pa to Pe are measured, the light intensities for each wavelength included in the light intensities Pa to Pe cannot be obtained. Exposure amounts Da to De that are optimal for uniformly exposing the photosensitive agents 13a to 13e cannot be determined. As described above, in order to maintain the uniformity of the pattern image transferred onto the plate 14, it is necessary to make these exposure amounts Da to De the same, but conventionally, the wavelengths of the projection regions 13a to 13e are respectively different. Total light intensity Pa to Pe of illumination light with only one illuminance sensor with fixed characteristics
Therefore, the exposure amounts Da to De in the projection regions 13a to 13e cannot be accurately measured.

【0034】そこで、本実施の形態による露光装置の制
御装置100では、照度センサ19a〜19e、20a
〜20eの出力に基づいて、図3で示した上述の超高圧
水銀ランプからの照明光の波長毎の光強度特性を考慮し
て、照明光学系L1〜L5から投影光学系12a〜12
eを介して投影領域13a〜13eに投影される照明光
の各光強度Pαを、i線の光強度I(λ1α)とh線の
光強度I(λ2α)とに分けて計測するようにしてい
る。
Therefore, in the control device 100 of the exposure apparatus according to the present embodiment, the illuminance sensors 19a to 19e and 20a
20e to the projection optical systems 12a to 12e in consideration of the light intensity characteristics of the illumination light from the ultrahigh pressure mercury lamp shown in FIG.
The respective light intensities Pα of the illumination light projected onto the projection regions 13a to 13e via the e are measured separately from the light intensity I (λ1α) of the i-line and the light intensity I (λ2α) of the h-line. I have.

【0035】また、プレート14上に塗布された感光材
料の照射光の波長に対する感度特性は同一プレート上で
はその位置に係わらず一定と考えられるので、定数と見
なすことができる。また、図4に示したような感光材料
の波長に対する感度特性Rは、予め測定により、または
感光材料の仕様書等から得ることができるので、当該感
光材料のi線の光に対する感度をS(λ1)、h線の光
に対する感度をS(λ2)として予め求めておくものと
する。以上から、プレート14上の投影領域13a〜1
3eを照明する照明光により与えられる露光量Da〜D
eは、
Further, the sensitivity characteristic of the photosensitive material applied on the plate 14 to the wavelength of the irradiation light is considered to be constant regardless of its position on the same plate, and can be regarded as a constant. Further, since the sensitivity characteristic R with respect to the wavelength of the photosensitive material as shown in FIG. 4 can be obtained in advance by measurement or from the specifications of the photosensitive material, the sensitivity of the photosensitive material to i-line light is represented by S ( λ1), the sensitivity to light of the h-line is determined in advance as S (λ2). From the above, the projection areas 13a to 13a on the plate 14
Exposures Da to D given by illumination light for illuminating 3e
e is

【0036】 Dα=[I(λ1α)×S(λ1)+I(λ2α)×S(λ2)]×w/v ・・・(3)Dα = [I (λ1α) × S (λ1) + I (λ2α) × S (λ2)] × w / v (3)

【0037】と表現される。この式(3)は、式(2)
における照明光の光強度Pαを、投影領域13a〜13
eを照明する照明光の波長毎の光強度特性とプレート1
4上の感光材料の照射光の波長毎の感度特性とを考慮し
てより厳密に表したものである。
Is expressed as follows. This equation (3) is obtained by the equation (2)
The light intensity Pα of the illumination light at
Light intensity characteristics for each wavelength of illumination light for illuminating e and plate 1
4 is more strictly expressed in consideration of the sensitivity characteristics of the photosensitive material on each wavelength of the irradiation light.

【0038】なお図5に示すように、投影領域13a〜
13eの照明光の光強度を測定する照度センサ19a〜
19eと照度センサ19a〜19e20a〜20eと
は、波長帯域によらずほぼ同一の感度特性を有するよう
に調整されている。この図5に示すような狭帯域での感
度特性は、照度センサ19a〜19e、20a〜20e
の受光面に設けられた波長選択フィルタで実現すること
ができる。
Note that, as shown in FIG.
Illuminance sensors 19a to 19e for measuring the light intensity of the illumination light of 13e
19e and the illuminance sensors 19a to 19e 20a to 20e are adjusted to have substantially the same sensitivity characteristics regardless of the wavelength band. The sensitivity characteristics in a narrow band as shown in FIG. 5 are based on the illuminance sensors 19a to 19e and 20a to 20e.
Can be realized by a wavelength selection filter provided on the light receiving surface of the above.

【0039】さて、以上のように構成された照度センサ
19a〜19e、20a〜20eにより投影領域13a
〜13eに投影された照明光の光強度を測定する。測定
に際しては、照度センサ19a〜19eと照度センサ2
0a〜20eが、なるべく投影領域13a〜13e内の
同一領域の光強度を測定できることが好ましい。そこ
で、投影領域13a〜13e内の所定位置で例えば照度
センサ19a〜19eの測定が終了したら、照度センサ
20a〜20eが照度センサ19a〜19eと同一の測
定領域に位置するようにプレートステージ15をX方向
に所定量移動させる。このようにして、光強度I(λ1
a)〜I(λ1e)、および光強度I(λ2a)〜I
(λ2e)の測定が行われる。以上により制御装置10
0は、光強度Pa〜Peに対応する、[I(λ1a)×
S(λ1)+I(λ2a)×S(λ2)]〜[I(λ1
e)×S(λ1)+I(λ2e)×S(λ2)]を求め
ることができる。
Now, the illuminance sensors 19a to 19e and 20a to 20e configured as described above are used to project the projection area 13a.
13e is measured. At the time of measurement, the illuminance sensors 19a to 19e and the illuminance sensor 2
Preferably, 0a to 20e can measure the light intensity of the same region in the projection regions 13a to 13e as much as possible. Therefore, when the measurement of, for example, the illuminance sensors 19a to 19e is completed at predetermined positions in the projection areas 13a to 13e, the plate stage 15 is moved so that the illuminance sensors 20a to 20e are located in the same measurement area as the illuminance sensors 19a to 19e. In the direction by a predetermined amount. Thus, the light intensity I (λ1
a) to I (λ1e) and light intensity I (λ2a) to I
(Λ2e) is measured. As described above, the control device 10
0 corresponds to the light intensity Pa to Pe, [I (λ1a) ×
S (λ1) + I (λ2a) × S (λ2)] to [I (λ1
e) × S (λ1) + I (λ2e) × S (λ2)].

【0040】ここで、露光量Da〜Deを一定にするに
は光強度Pa〜Peを一定にすればよく、図1を用いて
説明した濃度ウェッジフィルター21により透過光の光
強度を調整して光強度Pa〜Peを一定にすることがで
きる。各照明光学系L1〜L5の濃度ウェッジフィルタ
ー21の透過率をTa〜Teとすると、例えば、光強度
Paは、
Here, in order to make the exposure amounts Da to De constant, the light intensities Pa to Pe may be made constant, and the light intensity of the transmitted light is adjusted by the density wedge filter 21 described with reference to FIG. The light intensity Pa to Pe can be made constant. Assuming that the transmittance of the density wedge filter 21 of each of the illumination optical systems L1 to L5 is Ta to Te, for example, the light intensity Pa is

【0041】Pa=[I(λ1a)×S(λ1)+I
(λ2a)×S(λ2)]×Ta
Pa = [I (λ1a) × S (λ1) + I
(Λ2a) × S (λ2)] × Ta

【0042】と表される。各濃度ウェッジフィルター2
1の透過率Ta〜Teを制御することにより、例えば光
強度Paを基準とし、Pa=Pb=Pc=Pd=Peと
なるように透過率Tb〜Teを制御することにより、各
露光量Da〜Deを、Da=Db=Dc=Dd=Deと
することができるようになり、プレート14全面に渡り
均一な転写像を得ることができるようになる。
## EQU4 ## Each density wedge filter 2
1 by controlling the transmittances Ta to Te, for example, by controlling the transmittances Tb to Te so that Pa = Pb = Pc = Pd = Pe with reference to the light intensity Pa, for example. De can be set to Da = Db = Dc = Dd = De, and a uniform transfer image can be obtained over the entire surface of the plate 14.

【0043】このように、本実施の形態によれば、それ
ぞれの投影光学系12a〜12eによって投影される照
明光の光強度を、単一の固定された感度を有する照度セ
ンサで計測するのではなく、それぞれ異なった波長帯域
に対して感度を有する複数の照度センサで計測すること
により、各投影光学系12a〜12eに入射する照明光
の波長帯域毎の光強度特性が異なっていたり、経時的に
変化したりした場合でも、プレート14上に塗布された
レジスト等の感光材料の感度を勘案し、投影光学系12
a〜12eで投影される照明光の光強度を濃度ウェッジ
フィルター21を用いて制御することができるので、プ
レート14上に転写される転写像の光強度をプレート1
4全面に渡り一定に保つことができるようになる。な
お、光源1が複数の照明光学系L1〜L5に対応して複
数設けられている場合には、濃度ウェッジフィルター2
1に代えてそれぞれの光源1の出力を制御してもよい。
また、本実施の形態では、制御装置100を用いて照明
光の光強度を制御したが、例えば、調整段階などではマ
ニュアルにより照明光の光強度を制御できることはいう
までもない。
As described above, according to the present embodiment, the light intensity of the illumination light projected by each of the projection optical systems 12a to 12e is measured by an illuminance sensor having a single fixed sensitivity. However, by measuring with a plurality of illuminance sensors each having sensitivity to a different wavelength band, the light intensity characteristics of the illumination light incident on each of the projection optical systems 12a to 12e for each wavelength band may be different or may vary over time. Even when the projection optical system 12 is changed, the sensitivity of the photosensitive material such as a resist applied on the plate 14 is taken into consideration.
Since the light intensity of the illuminating light projected in the areas a to e can be controlled by using the density wedge filter 21, the light intensity of the transfer image transferred onto the plate
4 can be kept constant over the entire surface. When a plurality of light sources 1 are provided corresponding to the plurality of illumination optical systems L1 to L5, the density wedge filter 2
Alternatively, the output of each light source 1 may be controlled.
Further, in the present embodiment, the light intensity of the illumination light is controlled using the control device 100. However, it is needless to say that the light intensity of the illumination light can be manually controlled in an adjustment stage or the like.

【0044】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施の形態において
は、投影領域13a〜13eの照明光の光強度を計測す
るために照度センサ19a〜19eと照度センサ20a
〜20eを所定の位置に配置して、それぞれのセンサの
受光面に所定の波長選択フィルタ(図示せず)を設ける
ようにしているが、本発明はこれに限らず、例えば、図
6に示すような構成をとることもできる。図6は、上記
実施の形態の変形例としての投影領域13a〜13eの
照明光の光強度の計測系を示しており、プレートステー
ジ15をX−Z面で切った部分断面図を示している。な
お、図6では投影領域13aに対応する測定系のみを示
し、他の測定系はY方向に所定間隔で配列されて同様の
構成および機構を有するので、投影領域13aに対応す
る測定系のみ説明し、他の投影領域に対応する測定系の
説明は省略するものとする。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, in the above embodiment, the illuminance sensors 19a to 19e and the illuminance sensors 20a are used to measure the light intensity of the illumination light in the projection regions 13a to 13e.
20e are arranged at predetermined positions, and a predetermined wavelength selection filter (not shown) is provided on the light receiving surface of each sensor. However, the present invention is not limited to this. For example, FIG. Such a configuration can be adopted. FIG. 6 shows a measurement system of the light intensity of the illumination light in the projection regions 13a to 13e as a modification of the above embodiment, and shows a partial cross-sectional view of the plate stage 15 cut along the XZ plane. . FIG. 6 shows only the measurement system corresponding to the projection area 13a, and the other measurement systems are arranged at predetermined intervals in the Y direction and have the same configuration and mechanism. Therefore, only the measurement system corresponding to the projection area 13a will be described. However, the description of the measurement system corresponding to the other projection regions will be omitted.

【0045】図6において、照明光のうち波長λ1の光
を透過する波長選択フィルタ22aと、波長λ2の光を
透過する波長選択フィルタ23aが、例えばX方向に交
互にスライド可能に設けられている。まず、照明光が入
射する開口部に例えば波長選択フィルタ22aが配置さ
れ、その下方に照度センサ24aが位置しており、波長
選択フィルタ23aは待避しているものとする。照明光
の光強度を計測する際には、プレートステージ15を移
動させて、波長選択フィルタ22aおよびその下方の照
度センサ24aを投影領域13a内の所定位置まで移動
させる。波長選択フィルタ22aを通過した照明光の光
強度を照度センサ24aで計測したら、波長選択フィル
タ22aを待避させ、代わりに波長選択フィルタ23a
をスライドさせて開口部に配置する。次に波長選択フィ
ルタ23aを通過した照明光の光強度を照度センサ24
aで計測する。
In FIG. 6, a wavelength selection filter 22a transmitting the light of wavelength λ1 of the illumination light and a wavelength selection filter 23a transmitting the light of wavelength λ2 are provided, for example, alternately slidable in the X direction. . First, it is assumed that, for example, a wavelength selection filter 22a is disposed in an opening where illumination light is incident, an illuminance sensor 24a is located below the filter, and the wavelength selection filter 23a is retracted. When measuring the light intensity of the illumination light, the plate stage 15 is moved to move the wavelength selection filter 22a and the illuminance sensor 24a therebelow to a predetermined position in the projection area 13a. After the light intensity of the illumination light passing through the wavelength selection filter 22a is measured by the illuminance sensor 24a, the wavelength selection filter 22a is retracted, and the wavelength selection filter 23a is used instead.
Slide to place in the opening. Next, the light intensity of the illumination light passing through the wavelength selection filter 23a is measured by the illuminance sensor 24.
Measure with a.

【0046】このように、1つの照度センサ24aで2
つの波長選択フィルタ22a、23aを順次切り替えて
照明光を受光することができるので、全体として照度セ
ンサの数を減らすことができるようになる。特に、多数
の波長選択フィルタを用いるような場合には、各波長帯
毎に分離された光を1つの照度センサで受光できるの
で、照度センサの数を少なくできるコスト的な効果が大
きい。また、上記実施の形態では、照明光を受光する際
に照度センサ19a、20aそれぞれに対応させてプレ
ートステージ15を走査させる必要があったが、本変形
例では波長選択フィルタ22a、23aを切り替えるだ
けで済むので、計測中にプレートステージ15を移動さ
せずに固定しておくことができ、より計測が容易になる
という利点も有している。
As described above, two illuminance sensors 24a
Since the illumination light can be received by sequentially switching the two wavelength selection filters 22a and 23a, the number of illuminance sensors can be reduced as a whole. In particular, when a large number of wavelength selection filters are used, light separated for each wavelength band can be received by one illuminance sensor, so that the cost effect of reducing the number of illuminance sensors is great. Further, in the above-described embodiment, when receiving the illumination light, it is necessary to scan the plate stage 15 in correspondence with each of the illuminance sensors 19a and 20a. However, in this modification, only the wavelength selection filters 22a and 23a are switched. Therefore, the plate stage 15 can be fixed without moving during the measurement, which has an advantage that the measurement becomes easier.

【0047】また投影領域13a〜13eの照明光の光
強度の計測するための別の変形例として、図7に示すよ
うな測定系を用いることもできる。図7もプレートステ
ージ15をX−Z面で切った部分断面図を示している。
図7では投影領域13aに対応する測定系のみを示して
いる。他の測定系はY方向に所定間隔で配列されて同様
の構成および機構を有するので、投影領域13aに対応
する測定系のみ説明し、他の投影領域に対応する測定系
の説明は省略する。
As another modification for measuring the light intensity of the illumination light in the projection areas 13a to 13e, a measurement system as shown in FIG. 7 can be used. FIG. 7 also shows a partial cross-sectional view of the plate stage 15 cut along the XZ plane.
FIG. 7 shows only the measurement system corresponding to the projection area 13a. Since the other measurement systems are arranged at predetermined intervals in the Y direction and have the same configuration and mechanism, only the measurement system corresponding to the projection area 13a will be described, and the description of the measurement system corresponding to the other projection area will be omitted.

【0048】図7において、入射した照明光を複数光路
(この例では2つ)に分割する光ファイバ25aの複数
の出射端部に、照明光のうち波長λ1の光を透過する波
長選択フィルタ22aと、波長λ2の光を透過する波長
選択フィルタ23aがそれぞれ配置されている。光ファ
イバ25aの照明光の入射端部はプレートステージ15
面の開口部に固定されている。波長選択フィルタ22a
を透過した光は照度センサ24a1で受光され、波長選
択フィルタ23aを透過した光は照度センサ24a2で
受光されるようになっている。
In FIG. 7, a wavelength selection filter 22a for transmitting the light of wavelength λ1 of the illumination light is provided at a plurality of output ends of an optical fiber 25a for dividing the incident illumination light into a plurality of optical paths (two in this example). And a wavelength selection filter 23a that transmits light of the wavelength λ2. The incident end of the illumination light of the optical fiber 25a is
It is fixed to the opening of the surface. Wavelength selection filter 22a
Is transmitted through the illuminance sensor 24a1, and the light transmitted through the wavelength selection filter 23a is received by the illuminance sensor 24a2.

【0049】照明光の光強度を計測する際には、プレー
トステージ15を移動させて、光ファイバ25aの入射
端部を投影領域13aの所定位置まで移動させる。光フ
ァイバ25aの入射端部から入射した照明光は、光ファ
イバ25a内で2つに分岐されて、一方の照明光は波長
選択フィルタ22aを通過して照度センサ24a1で受
光され、他方の照明光は波長選択フィルタ23aを通過
して照度センサ24a2で受光される。このように、1
つの入射端部から入射した照明光を光ファイバ25aで
2つに分岐させて同時に波長λ1、λ2の光の光強度を
計測できるので、照明光を受光する際にプレートステー
ジ15を走査させる必要がないという利点を有してい
る。
When measuring the light intensity of the illumination light, the plate stage 15 is moved to move the incident end of the optical fiber 25a to a predetermined position in the projection area 13a. Illumination light incident from the incident end of the optical fiber 25a is split into two in the optical fiber 25a, and one illumination light passes through the wavelength selection filter 22a and is received by the illuminance sensor 24a1, while the other illumination light Are received by the illuminance sensor 24a2 after passing through the wavelength selection filter 23a. Thus, 1
It is necessary to scan the plate stage 15 when receiving the illumination light because the illumination light incident from the two incident ends can be split into two by the optical fiber 25a and the light intensities of the wavelengths λ1 and λ2 can be measured simultaneously. There is no advantage.

【0050】また、上記実施の形態では、プレートステ
ージ15に投影領域13a〜13eの照明光の光強度の
計測系を構成したが、例えば、照明光学系L1〜L5の
途中で光強度を測定するようにしてもよい。例えば、照
明光を折り曲げるためのミラー7をハーフミラーにし、
ハーフミラーを透過した光をプレート14上と共役な面
に設けた計測系で計測するようにしてもよい。この場合
の計測系は、図6および図7で示した変形例の構成と同
様の構成を用いることができるのはもちろんである。
In the above-described embodiment, the light intensity measuring system of the illumination light of the projection areas 13a to 13e is configured on the plate stage 15. For example, the light intensity is measured in the middle of the illumination optical systems L1 to L5. You may do so. For example, the mirror 7 for bending the illumination light is a half mirror,
The light transmitted through the half mirror may be measured by a measurement system provided on a plane conjugate with the plate 14. As a matter of course, the measurement system in this case can use the same configuration as the configuration of the modification shown in FIGS. 6 and 7.

【0051】また例えば、上記実施の形態においては、
走査型露光装置に本発明を適用したが、本発明はこれに
限られず、レチクルの回路パターン全体を一度に投影し
得るイメージフィールドを持つ投影光学系を介してウェ
ハをステップ・アンド・リピート方式で露光する投影露
光装置や、レチクルを1次元に走査しつつ、ウェハをそ
れと同期した速度で1次元に走査させる、いわゆるステ
ップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置にも本発明
を適用することができる。さらに、露光波長は、複数の
波長を用いるものであればどのような波長にも適用する
ことができる。
For example, in the above embodiment,
The present invention is applied to a scanning type exposure apparatus, but the present invention is not limited to this, and the wafer is step-and-repeat through a projection optical system having an image field capable of projecting the entire reticle circuit pattern at once. The present invention can also be applied to a projection exposure apparatus that performs exposure, or a projection exposure apparatus that uses a so-called step-and-scan method in which a reticle is one-dimensionally scanned while a wafer is one-dimensionally scanned at a speed synchronized with the reticle. . Further, the exposure wavelength can be applied to any wavelength as long as a plurality of wavelengths are used.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、照明光の
光強度を基板上で均一化させた露光装置を実現でき、特
に、複数の投影光学系を用いた走査型露光装置におい
て、それぞれの投影光学系による照明光の光強度を基板
上で均一化させることができるようになる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an exposure apparatus in which the light intensity of illumination light is made uniform on a substrate. In particular, in a scanning exposure apparatus using a plurality of projection optical systems, The light intensity of the illumination light from each projection optical system can be made uniform on the substrate.

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

【図1】本発明の一実施の形態による露光装置の概略の
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態による露光装置のプレー
ト上での投影領域の概略の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a projection area on a plate of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】光源のスペクトル分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a spectrum distribution of a light source.

【図4】感光材料のスペクトル分布を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a spectral distribution of a photosensitive material.

【図5】本発明の一実施の形態で用いる照度センサの感
度分布を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a sensitivity distribution of the illuminance sensor used in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施の形態による露光装置における
投影領域13a〜13eの照明光の光強度の計測系の変
形例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the measurement system of the light intensity of the illumination light of the projection areas 13a to 13e in the exposure apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施の形態による露光装置における
投影領域13a〜13eの照明光の光強度の計測系の他
の変形例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another modified example of the measurement system of the light intensity of the illumination light of the projection areas 13a to 13e in the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

L1〜L5 照明光学系 9 視野絞り 10 マスク 11a〜11e 照明領域 12a〜12e 投影光学系 13a〜13e 投影領域 14 プレート 15 プレートステージ 16 駆動装置 17 位置計測装置 19、20 照度センサ 21 濃度ウェッジフィルタ 22a〜22e、23a〜23e 照度センサ 25a〜25e 光ファイバ 100 制御装置 L1 to L5 Illumination optical system 9 Field stop 10 Mask 11a to 11e Illumination area 12a to 12e Projection optical system 13a to 13e Projection area 14 Plate 15 Plate stage 16 Driving device 17 Position measuring device 19, 20 Illuminance sensor 21 Density wedge filter 22a to 22e, 23a to 23e Illuminance sensor 25a to 25e Optical fiber 100 Control device

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の波長を有する照明光でパターンを有
したマスクを照明し、前記パターンの像を基板に露光す
る露光装置において、 前記照明光の前記複数の波長毎の光強度を計測する光強
度計測手段と、 前記光強度計測手段の計測結果に基づいて、前記照明光
を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする露光装
置。
An exposure apparatus that illuminates a mask having a pattern with illumination light having a plurality of wavelengths and exposes an image of the pattern onto a substrate, wherein a light intensity of the illumination light is measured for each of the plurality of wavelengths. An exposure apparatus comprising: light intensity measuring means; and control means for controlling the illumination light based on a measurement result of the light intensity measuring means.
【請求項2】請求項1記載の露光装置において、 前記マスクと前記基板との間に配設された複数の投影光
学系を備えたことを特徴とする露光装置。
2. An exposure apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of projection optical systems disposed between said mask and said substrate.
【請求項3】請求項1記載の露光装置において、 前記光強度計測手段は、受光部を備えていることを特徴
とする露光装置。
3. An exposure apparatus according to claim 1, wherein said light intensity measuring means includes a light receiving section.
【請求項4】請求項3記載の露光装置において、 前記マスクと前記基板との間に配設された投影光学系を
備え、 前記受光部は前記投影光学系の結像位置に配設されてい
ることを特徴とする露光装置。
4. An exposure apparatus according to claim 3, further comprising a projection optical system disposed between said mask and said substrate, wherein said light receiving section is disposed at an image forming position of said projection optical system. An exposure apparatus.
【請求項5】請求項3または4に記載の露光装置におい
て、 前記光強度計測手段は、前記照明光の前記複数の波長の
それぞれに対応する複数の波長選択素子を有し、 前記受光部は、前記複数の波長選択素子を順次介して前
記照明光を受光することを特徴とする露光装置。
5. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the light intensity measuring unit has a plurality of wavelength selection elements corresponding to each of the plurality of wavelengths of the illumination light. An exposure apparatus for sequentially receiving the illumination light via the plurality of wavelength selection elements.
【請求項6】請求項3または4に記載の露光装置におい
て、 前記光強度計測手段は、前記照明光の前記複数の波長の
それぞれに対応する複数の波長選択素子と、 前記複数の波長選択素子のそれぞれを介して前記照明光
を受光する複数の前記受光部とを有していることを特徴
とする露光装置。
6. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the light intensity measuring means includes a plurality of wavelength selection elements respectively corresponding to the plurality of wavelengths of the illumination light, and the plurality of wavelength selection elements. An exposure apparatus comprising: a plurality of the light receiving units that receive the illumination light via each of the light receiving units.
【請求項7】請求項6記載の露光装置において、 前記光強度計測手段は、前記照明光を入射して複数光路
に分割する光路分割手段を有し、 前記複数の波長選択素子は、分割された前記複数光路上
にそれぞれ設けられていることを特徴とする露光装置。
7. The exposure apparatus according to claim 6, wherein said light intensity measuring means has an optical path dividing means for dividing said incident light into a plurality of optical paths by inputting said illumination light, and said plurality of wavelength selecting elements are divided. And an exposure apparatus provided on each of the plurality of optical paths.
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