JPS61251026A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、被露光体に原板上のパターン像、例えば半導
体回路を焼付ける露光装置に関し、特に大画面を分割焼
きする分割露光形として好適な露光装置に関する。

［従来の技術の説明］ ミラープロジェクション方式の半導体焼付装置において
は、マスクと基板（またはウェハ）をキャリッジ上に乗
せこれを露光面上にスキャン移動させることにより画面
全体を露光している。

しかし、最近の傾向として、チップコストの低減を目的
としたウェハの大口径化や液晶ＴＶ用等の大型の液晶表
示板の製造のため、画面が大型化してくると、露光範囲
を大きくし、かつスキャン長を伸ばさなければならない
ことにより装置が大型化してくるという問題があった鬼 この対策として、画面を分割してスキャン焼きを複数回
に分けて行なうステップアンドスキャン焼方式が考えら
れている。

第３図は、このようなステップアンドスキャン形の露光
装置として本発明者等が先に提案したものの構成を示す
。同図において、１は焼付パターンが形成されているフ
ォトマスク、２はマスク１を搭載してＸ、Ｙ、θ方向に
移動可能なマスクステージである。３は液晶表示板を製
造するためにその表面に多数の画素とこれらの画素のオ
ン・オフを制御するためのスイッチングトランジスタが
通常のフォトリソグラフィの手順で形成されるガラス基
板で、対角線の長さが１４インチ程度の方形である。４
は基板３を保持してｘ、ｙ、θ方向に移動可能な基板ス
テージである。基板ステージ４のステップ移動は不図示
のレーザ干渉計を用いた精密測長システムによって制御
される。５は凹面鏡と凸面鏡の組み合せからなる周知の
ミラー投影系で、マスクステージ２によって所定位置に
アライメントされたマスク１のパターン像を基板３上へ
等倍投影する。６は不図示の光源からの特定の波長の光
で露光位置にあるマスク１を照明する照明光学系で、マ
スク上のパターンを介して基板３上の感光層を露光する
ことにより、マスク上のパターンを基板３に転写可能と
するためのものである。なお、投影系５の光軸は照明系
６の光軸と一致させである。

７はＹ方向く紙面に垂直な方向）に設けられた２つのガ
イドレール８に沿って移動可能なＬＡＢ（リニアエアベ
アリング）で、一方はＸ方向（紙面の左右方向）、Ｚ方
向（紙面の上下方向）拘束タイプ、他方はＺ方向拘束タ
イプである。９はマスクステージ２と基板ステージ４を
一定の関係で保持するホルダ（キャリッジ）で、ＬＡＢ
７に支持されることによりマスクステージ２上のマスク
１と基板ステージ４上の基板３とを一体的に移送るため
のマスク搬送装置、１２は投影系５のピント面と基板３
の表面との間隔を検出するためのギャップセンサで、例
えばエアマイクロセンサや、基板３からの反射光で間隔
を検出する光電タイプのセンサである。１３は投影系５
、照明系６およびガイドレール８を一定の関係で取付け
るための基台である。

同図の装置においては、基板３表面を例えば４つの被露
光領域に分割し、これらの被露光領域を基板ステージ４
のステップ移動によりマスク１および投影光学系５下の
露光領域に順番に送り込んで４回のマスクパターンの露
光を行ない、基板３の全面に液晶表示板のルイヤ分のパ
ターンを焼付ける。そして、このステップアンドスキャ
ン焼きをより高速かつ高精度に行なう目的で、キャリッ
ジ９に基板ステージ４・を搭載している。

ところで、この基板ステージ４は例えば４０Ｋｇ程度と
比較的重く、一方、キャリッジ９はマスク１と基板３を
スキャンさせる際、走行させる必要から軽量化が要求さ
れ柔構造となり勝ちであり、かつＬＡＢ７により浮上さ
れている。また、基板ステージ４自体もキャリッジ９に
搭載するために軽量化されており、剛性が小さい。従っ
て、この装置において、基板３をステップ送りするため
に基板３を搭載した基板ステージ４を移動させると、キ
ャリッジ９の変形、ＬＡＢ７への負荷の不均一によるキ
ャリッジ９の姿勢変動、または基板ステージ４の構造材
の変形等により、基板ステージ４がヨーイングしてマス
ク１と基板３との間にθ誤差が発生し、特に、ファース
トマスクにおいては、分割焼きした各パターン同士で段
差や重なりや逆に隙間が生じるという不都合があった。

また、第２マスク以降であってもマスク１と基板３との
位置合せ時、θ誤差を補正するためθステージ駆動の時
間を要し、スルーブツト低下の原因とな′る。

なお、従来、このような移動ステージの位置を計測する
ための精密副長系は、縮小投影光学系を用いたステッパ
と呼ばれる露光装置に見られるが、このステッパにおい
ては、レーザ光線反射用のスコヤはＸＹステージに取り
付けられていた。これは、ステップ送りによる被露光体
のヨーイングは、ステージのガイド等の機械精度により
定まるものであり、ガイド等の剛性や工作精度を上げる
ことにより防止すべきものと考えられていたためである
。

［発明の目的］ 本発明は、前述の問題点に鑑み、露光装置において、原
板または被露光体等の物体を搭載したステージを移動す
る際の該ステージのヨーイングを検知して自動的に補正
することにより、このヨーイングに基因する焼付はパタ
ーンのずれを防止することを目的とする。

［実施例の説明１ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

なお、従来例と共通または対応する部分については同一
の符号で表わす。

第１図は、本発明の一実施例に係るミラープロ９エクシ
ョン形露光装置の基板ステージ４部分をＹ方向へ見た概
略断面図、第２図はこの基板ステージ４のヨーイングを
補正するための電気的接続図である。図において、４１
は基板３を基板ステージ４上に保持するためのチャック
、４２は基板３をＸＹ平面内でチャック４１ごと回動さ
せるθテーブル、４３はスコヤ（Ｌ形ミラー）である。

４４はＸＹテーブルで、θテーブル４２はこのＸＹテー
ブル４５に対しボールベアリングを介して回動自在に取
り付けられている。４５は基板３を７方向に移動してフ
ォーカス調整やチルト調整を行なうためのアクチュエー
タで、圧電素子等からなる。４６はＹスライダで、図示
しないモータで駆動されるボールネジ４７の回転に応じ
てＸスライダ４８上に形成されたＹガイド４９に沿って
Ｙ方向に移動する。ＸＹテーブル４４は、アクチュエー
タ４５を介してこのＹスライダ４６に固定されている。

５０はＹスライダ４６をＹガイド４９に沿わせるための
摺動駒である。また、Ｘスライダ４８は、キャリッジ９
のベース部９１上面にＸ方向に形成されているＸガイド
５１に沿って、図示しないモータで駆動されるボールネ
ジ５２の回転に°応じてＸ方向に移動する。なお、第１
図ではＸスライダ４８の下半分からキャリッジベース９
１へかけての部分は一部Ｘ方向から見た断面を現わしで
ある。

第２図において、６１．６２はそれぞれ基板ステージ４
のＸ座標読取り用のレーザ干渉計、６３は基板ステージ
４のＹ座りａ読取り用のレーザ干渉計、６４はヨーイン
グ検出回路、６５はθテーブル駆動回路である。

上記構成において、ヨーイング検出回路６１４は、レー
ザ干渉計６１．６２の測長データ、すなわちスコヤ４３
上の各測定点４３ａ　、　４３ｂの基準位置からのＸ方
向移動ｆｆ１Ｘ１　、Ｘ２に基づいて基板ステージ４（
スコヤ４３）のヨーイング角 θ＝ｊａｎ　−’　　（Ｘｌ　−Ｘ２　）／Ｌ（但し、
しはレーザ干渉計６１と６２の間の距離）に対応する出
力を発生する。この出力はθテーブル駆動回路６５に供
給され一１回路６５では、この出力に応じて上記ヨーイ
ング角θがＯとなる方向にθテーブル４２を駆動する。

従って、基板ステージ４がステップ移動によりヨーイン
グしたときは、ヨーイング検知回路６４によって上記ス
テップ移動中または後にこのヨーイングによる基板ステ
ージ４の傾きが検知され、θテーブル駆動回路６５によ
ってθテーブル４２が回動されてヨーイングによる基板
ステージ４の傾きが自動補正される。ざらに、この日−
イング分の補正により他成分すなわちＸ。

Ｙ、Ｚ方向のずれが生じたときは図示しないＸＹテーブ
ル駆動回路およびチルト制御回路によってＸＹテーブル
４４およびアクチュエータ４５を駆動し、基板ステージ
４を移動してＸＹＺ方向の位置を補正する。これにより
、基板ステージ４を高精度にステップ送りすることがで
きる。

なおレーザ測長用のスコヤ４３をθテーブルに載置した
場合、ヨーイングが大きく例えば０．１５　＠を超える
とスコヤで反射されたレーザ光線が干渉計に戻ってこな
いレーザエラーが発生するが、このレーザエラーは、θ
テーブル４２の振れ角が上記ヨーインクの自動補正によ
り例えば１０“程度に制限されるため自動的に防止され
る。但し、θテーブル４２の振れ角を機械的に制限する
ことも、ヨーイング補正のためのサーボが外れた場合の
レーザエラー防止策として効果的である。

［発明の適用例］ なお、上述においては、本発明をミラーブロジエクショ
゛ン方式の露光装置に適用した例について説明したが、
本発明は一括または分割露光方式の他の装置例えばプロ
キシミティもしくはコンタクト方式の露光装置または前
述のステッパに適用することも可能である。例えば本発
明をステッパに適用した場合、ファーストマスク焼付け
や第２マスク以降であっても特にレーザ干渉計の読みを
頼りにステップ送りを行なういわゆるグローパルアライ
メントやゾーンアライメント時のステップ送り精度の向
上を図ることができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によると、被露光体例えば基板の
回転方向の誤差を補正するためのθテーブルにレーザ測
長用のスコヤを載置し、このスコヤを用いての副長結果
を基に該被露光体およびθテーブルを搭載した基板ステ
ージが移動する際のヨーイングを検出し補正するように
しているため、被露光体をステップ送りする際の基板ス
テージのヨーイングによる被露光体のθずれが減少し、
基板のステップ送りをより高精度化することができる。

また、ステップ送り後の被露光体のθずれが少ないため
、露光前の原板との位胃合せ時間が短縮され、スルーブ
ツトの向上にも貢献する。さらに、本発明をマスク等の
原板を搭載するステージに適用すれば、原板を保管場所
から露光位置に搬送する際のヨーイングを検出し補正す
ることが可能であり、マスクの交換や露光位置への設定
をより高速かつ高精度に行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る半導体焼付装置の基板
ステージ部分の概略構成図、 第２図は第１図の装置におけるθテーブル補正のための
電気的接続図、 第３図は本発明者等の先願に係る半導体焼付装置の概略
構成図である。 １：フォトマスク、２：マスクステージ、３：基板、４
：基板ステージ、 ５：ミラー投影系、９：ホルダ（キャリッジ）、１３：
基台、４２：θテーブル、４３：スコヤ、４４：ＸＹテ
ーブル、６１．６２．６３：　Ｌ／−ザ干渉謀１．６４
：ヨーイング検出回路、 ６５：θテーブル駆動回路。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、露光前、原板または被露光体を露光位置へ移動させ
   るとともに該露光位置で原板と被露光体を位置的に整合
   させるため、原板または被露光体を搭載して所定の平面
   内で回転可能なθステージと、該θステージを搭載して
   上記所定平面と平行に移動可能なＸＹステージと、該Ｘ
   Ｙステージの移動による上記原板または被露光体の移動
   距離を測長するレーザ干渉計とを具備する露光装置にお
   いて、上記レーザ干渉計による測長用のスコヤを上記θ
   ステージ上に載置するとともに、該レーザ干渉計による
   測長データに基づいて上記ＸＹステージを移動する際の
   上記原板または被露光体のヨーイングを検知する手段と
   、該検知結果に基づいて上記θステージを駆動し上記ヨ
   ーイングを補正する手段とを設けたことを特徴とする露
   光装置。 ２、前記被露光体表面を複数の被露光領域に分割し、各
   被露光領域を順番に前記原板の像の投影面領域に位置さ
   せて露光することによりパターン焼付けを行なう特許請
   求の範囲第１項記載の露光装置。 ３、等倍投影光学系を有し、前記原板と被露光体とを位
   置的に整合した後、これらの原板と被露光体とを上記投
   影系に対して一体的に走査し露光する特許請求の範囲第
   １または２項記載の露光装置。 ４、前記被露光体を所定の間隔でステップ送りしながら
   該被露光体上に縮小投影光学系を介して前記原版の像を
   投影し露光することにより上記被露光体上に上記原板の
   像複数個を転写する特許請求の範囲第１または２項記載
   の露光装置。 ５、前記原板と被露光体とを位置的に整合した状態で近
   接もしくは密着して露光する特許請求の範囲第１または
   ２項記載の露光装置。