JPS62183516A - 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】 ［発明の属する分野］ 本発明は、被露光体に原板上のパターン像、例えば液晶
パターンを位置整合良く焼付ける露光装置に関し、特に
大画面を分割して露光する露光装置に関する。

［従来の技術１ ミラープロジェクション方式の半導体露光装置において
は、マスクと基板（またはウェハ）をキャリフジ上に乗
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、投影光学
系を大きくし、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
。

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。

この方式により露光を行なう上で考慮すべき重要な点は
、マスクの像を１枚の基板上に順次転写した際のマスク
パターンの配置精度である。この配置精度が悪い場合に
は、ショットの境界領域にてパターンの重なりや離れが
生じ、例えば液晶表示板等の製造においては液晶画面の
性能が十分に得られない。このため、マスクの像を配置
精度良く基板上に転写する必要がある。

通常、液晶画面を形成するには４〜５工程の重ね露光を
必要とする。まず、第１工程においては各マスクを所定
の位置へ位置決めし、基板側をレーザ干渉計等の高精度
測長器により計測してステップ移動を行ない、ステップ
毎にマスクの像を転写する。第２工程以降は、この第１
工程により焼付けられたパターンに対し、再び第１工程
と同様に基板をステップ移動して第２工程以降のマスク
の像を転写する。

本発明は、この第１工程により焼付けられたパターンに
対し重ね合せ焼付けを行なう第２工程以降のマスクおよ
び基板のアライメントを好適に行なう露光装置に関する
。

従来、この種のステップアンドリピート方式の装置、す
なわち基板をステップ移動させて順次マスクの像を基板
上の各ショット領域に投影する装置におけるマスクおよ
び基板のアライメント方式としてはダイバイダイ方式が
一般的であった。ダイバイダイ方式とは、所定の位置に
位置決めされたマスクに設けられたアライメントマーク
と前工程で基板に設けられたアライメントマークの両マ
−りをレーザ等の光で照射し、投影光学系および顕微鏡
を通して反射してくる光の光量変化から両マークの位置
を検出し、演算回路にてマスクと基板の位置ずれ量を計
算し、その位置ずれ量に基づいて基板を駆動する位置決
め動作をショット毎に行なうものである。

ダイバイダイ方式では基板の被露光領域をいくつかに分
けてそのショット領域毎にアライメントするため、基板
の温度による伸縮、基板の局所的な変形による位置ずれ
等の基板要因による位置ずれ、および投影光学系倍率に
よる位置ずれが補正でき、アライメント精度は向上する
。しかし、各ショット毎にアライメントを行なうため、
アライメントにかかる所要時間（通常のショットアライ
メントタイム２秒）が加算され、装置のタクトタイムが
長くなり生産性が落ちるという不都合があった。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の従来形の問題点に鑑みステップ
アンドリピート方式による露光装置において、第２ショ
ット以降の露光の際のアライメント時間をなくし、装置
のタクトタイムを短くして生産性を向上させることにあ
る。

［発明の概要］ 上記の目的を達成するため本発明では、マスクは常に所
定の位置に位置決めし、第１ショットに露光する場合マ
スクの位置決めマークと前工程で形成された基板の位置
決めマークとを用いてマスクと基板との位置ずれを計測
し、基板側を駆動することによりマスクと基板の位置合
せをし、露光を行なう。次に、第２ショット以降の露光
を行なう場合には、基板の位置をレーザ干渉計等により
計測しながら所定の位置へステップ移動して、露光を行
なう。この場合、第２ショット以降のアライメントに要
する時間は必要なく、装置のタクトタイムは短くなり、
生産性が向上する。

本発明は、ステップアンドスキャン焼きを行なうミラー
プロジェクション方式の露光装置やレンズ投影系を用い
て露光する方式の露光装置だけでなく、マスクと基板と
をコンタクトして露光する方式や数１０μｍのギャップ
を保ち露光するプロキシミティ露光方式においても適用
可能である。

［実施例の説明］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置の概略構成
を示す。同図の装置は、ミラー投影系を用いて分割走査
により大画面を露光するステップアンドスキャン型の露
光装置である。

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は基板、４は基板３を保持してＸ、Ｙ方向にステップ
移動させるためのＸＹステージである。ＸＹ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（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ＸＹ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ＸＹステージ４上の基板３とを一体的に移送可能と
している。

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。

また、１４はレーザ干渉計、１５はスコヤ、１７は装置
側のマスク基準マーク、１８はマスク基準マーク１７の
取付台である。１９はマスク１の位置決めマークとマス
ク基準マーク１７を計測し、またマスク１と基板３の位
置決めマークを計測するための顕微鏡である。２０は両
マークの像信号を電気信号に変換して両マークの相対変
位量を計測し、マスク１を所定位置に位置決めするため
にマスクステージ２を駆動する信号を発生する電気処理
器である。

なお、レーザ干渉計１４からの光の経路を示すため、Ｌ
ＡＢ７やホルダ９の一部分等は省略している。

同図の装置において、第１ショットの露光を行なう場合
、まず、マスク１を装置側のマスク基準マーク１７に対
し顕微鏡１９を用いて位置決めする。

その後、マスク１の位置決めマークと前工程で形成され
た基板３の位置決めマークとを顕微鏡１９を用いて計測
してマスク１と基板３の位置決めをし、第１ショットの
露光を行なう。

次に、第２ショットの露光を行なう場合は、レ一ザ干渉
計１４とステージ上に設けたスコヤ１５を用いて基板３
の位置を計測しつつ、基板３が所定の位置に設定される
ように正確にステップ移動し、露光を行なう。

第２図は、本発明の他の実施例に係る露光装置の概略構
成を示す。同図の装置は、レンズ投影系を用いて分割露
光により大画面を露光するステップアンドリピート型の
露光装置である。

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は基板、４は基板３を保持してＸ、Ｙ方向にステップ
移動させるためのＸＹステージである。ＸＹステージ４
のステップ移動はレーザ干渉計１４を用いた精密測長シ
ステムによって制御される。３１は複数枚のレンズより
なるレンズ投影系で、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
上へ投影する。

なお、投影倍率は縮小、拡大、等倍のいずれでも差しつ
かえない。３２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１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１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３１の光軸は
照明系３２の光軸と一致させである。１３は投影系３１
、照明系３２および基板ステージ４を一定の関係で取付
けるための基台である。

また、１５はスコヤ、１７は装置側のマスク基準マーク
、１８はマスク基準マーク１７の取付台である。

１９はマスク１の位置決めマークとマスク基準マーク１
７を計測し、またマスク１と基板３の位置決めマークを
計測するための顕微鏡である。２０は両マークの像信号
を電気信号に変換して両マークの相対変位量を計測し、
マスク１を所定位置に位置決めするためにマスクステー
ジ２を駆動する信号を発生する電気処理器である。

同図の装置において、第１ショットの露光を行なう場合
、まず、マスク１を装置側のマスク基準マーク１７に対
し顕微鏡１９を用いて位置決めする。

その後、マスク１の位置決めマークと前工程で形成され
た基板３の位置決めマークとを顕微鏡１９を用いて計測
してマスク１と基板３の位置決めをし、第１ショットの
露光を行なう。

次に、第２ショットの露光を行なう場合は、レーザ干渉
計１４とステージ上に設けたスコヤ１５を用いて基板３
の位置を計測しつつ、基板３が所定の位置に設定される
ように正確にステップ移動し、露光を行なう。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ステップアンドリ
ピート方式による露光装置において、第１ショットの露
光については原板の位置決めマークと被露光体の位置決
めマークとを用いてアライメントし、第２ショット以降
の露光については位置決めマークによるアライメントは
行なわすレーザ干渉計等の別学段によって被露光体が正
確に所定位置にくるようにステップ移動しているので、
第２ショット以降の露光の際のアライメント時間をなく
し、装置のタクトタイムを短くして生産性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置の概略構成
図、 第２図は、本発明の他の実施例に係る露光装置の概略構
成図である。 １：フォトマスク、　　２：マスクステージ、３：基板
、４：ＸＹステージ、５：ミラー投影系、９：ホルダ（
キャリッジ）、　１３：基台、１４：レーザ干渉計、　
　　　　１５：スコヤ、１７：マスク基準マーク、　　
　１９：顕微鏡、２０：電気処理器、　　　３１：レン
ズ投影系、３２：照明系。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステップアンドリピート動作により原板の像を被露
   光体上の各ショット位置に順次投影する露光装置であっ
   て、 上記原板を所定の位置に位置決めする原板位置決め手段
   と、上記原板に付された位置決めマークと予め前工程で
   形成された被露光体上の位置決めマークとを用いて上記
   原板に対し被露光体を位置決めする被露光体位置決め手
   段と、上記被露光体の位置を計測する手段とを有し、原
   板の位置決めの後第１ショットの露光においては上記被
   露光体位置決め手段により被露光体の位置決めを行ない
   、第２ショット以降の露光においては上記計測手段の計
   測結果に基づき被露光体を所定位置にステップ移動させ
   露光を行なうことを特徴とする露光装置。 ２、前記計測手段がレーザ干渉計によるものである特許
   請求の範囲第１項記載の露光装置。 ３、前記露光装置が、前記原板と被露光体とを投影光学
   系に対して一体的に走査することにより原板の像を被露
   光体上に投影するものである特許請求の範囲第１または
   ２項記載の露光装置。 ４、前記露光装置が、レンズにより前記原板の像を被露
   光体上に投影するものである特許請求の範囲第１項記載
   の露光装置。 ５、前記露光装置が、原板と被露光体とを近接もしくは
   密着して露光するものである特許請求の範囲第１項記載
   の露光装置。