KR20230075409A - 투영 노광 장치 및 투영 노광 방법 - Google Patents

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Abstract

투영 노광 장치 (10) 는, 노광광 또는 노광광과 동일 파장의 제 1 얼라인먼트광 (L1) 을 마스크 마크 (MM) 에 조사 가능한 마스크 마크 조명용 광원 (21), 노광광과 상이한 파장의 제 2 얼라인먼트광 (L2) 을 워크 마크 (WM) 에 조사 가능한 워크 마크 조명용 광원 (31), 촬상 장치 (32), 및 촬상 광학계 (40) 를 구비한다. 촬상 광학계 (40) 는, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 과 워크 마크 (WM) 로부터의 광을 합성하여 촬상 장치 (32) 를 향하여 출사하는 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 과, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 을 분기 또한 합류시키는 광로 길이 변경 광학계 (42) 를 구비하고, 촬상 장치 (32) 에 대한 워크 마크 (WM) 와 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 의 광학적인 위치 관계가 동등하다. 이로써, 소사이즈의 노광 영역이라도 고정밀도의 얼라인먼트가 가능한 투영 노광 장치 및 투영 노광 방법을 제공할 수 있다.

Description

투영 노광 장치 및 투영 노광 방법
본 발명은, 투영 노광 장치 및 투영 노광 방법에 관한 것으로, 특히, 소사이즈의 노광 영역이라도 고정밀도의 얼라인먼트가 가능한 투영 노광 장치 및 투영 노광 방법에 관한 것이다.
포토리소그래피 기술을 사용하여, 반도체 웨이퍼나, 프린트 배선 기판, 액정 기판 등을 제조할 때에, 마스크의 패턴을 투영 렌즈에 의해 기판에 투영하여 그 패턴을 기판에 전사하는 투영 노광 장치가 사용되고 있다.
프린트 배선 기판 등에서는, 전자 기기의 고속화, 다기능화, 소형화에 수반하여, 다층화, 고밀도화, 미세화가 요구되고 있다. 이 때문에, 워크에 마스크의 패턴을 전사하는 경우, 전에 형성한 패턴에 대해 다음의 패턴을 정확하게 얼라인먼트하는 것이 중요하다. 또, 투영 노광 장치에서는, 투영 렌즈는, 노광을 위한 자외선에 대해 수차가 가장 작아지도록 설계되어 있다. 따라서, 얼라인먼트시에, 마스크의 얼라인먼트 마크를 투영 렌즈를 통하여 워크에 형성하는 TTL (Through The Lens) 얼라인먼트 방식에 있어서는, 얼라인먼트광으로서 노광광을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 자외선은, 워크의 레지스트를 감광시켜 버리기 때문에, 투영 렌즈를 통과한 얼라인먼트광을 워크에 조사하지 않고 얼라인먼트하는 것이 검토되고 있다.
특허문헌 1 에 기재된 위치 맞춤 장치에서는, 노광광 조사 장치로부터 노광광을 마스크에 조사하여, 워크 스테이지 상의 워크 고정 영역과 떨어진 위치에 형성된 반사 부재에 마스크의 얼라인먼트 마크를 투영하고, 투영 이미지를 수상하여 그 상대 위치를 기억한다. 이어서, 노광광의 조사를 정지하고, 워크가 재치된 워크 스테이지를, 마스크의 얼라인먼트 마크가 워크 상에 투영되는 위치로 이동시켜, 비노광광을 워크의 얼라인먼트 마크에 조사하고, 워크의 얼라인먼트 마크를 수상하여, 그 상대 위치를 검출한다. 그리고, 양 얼라인먼트 마크의 위치가 겹치도록 워크 및/또는 마스크를 이동시킴으로써, 마스크와 워크를 위치 맞춤하고 있다.
특허문헌 2 에는, 레티클측에 배치되는 레티클 정합 마크에 노광용 조명광을 조사하는 제 1 조명계와, 웨이퍼측에 배치되는 웨이퍼 정합 마크에, 제 1 조명광보다 파장폭이 넓은 제 2 조명광을 조사하는 제 2 조명계를 구비하고, 수광면에 결상시킨 레티클 정합 마크 및 웨이퍼 정합 마크의 이미지를, 수광면과는 반대측에 배치한 검출 장치에 의해 검출하여 레티클 정합 마크와 웨이퍼 정합 마크의 상대 위치 관계에 따른 신호를 출력하도록 한 투영 노광 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 3 에 기재된 노광 장치에서는, 노광광을 사용한 얼라인먼트광을 마스크의 마스크측 얼라인먼트 마크에 조사 가능한 얼라인먼트 조명 유닛과, 얼라인먼트 조명 유닛으로부터 출사되어 마스크 및 투영 렌즈를 거친 얼라인먼트광을 입사시키는 얼라인먼트 카메라 유닛을 구비한다. 얼라인먼트 카메라 유닛은, 입사된 얼라인먼트광에 있어서의 마스크에 대한 광학적인 위치 관계를, 대상 워크와는 상이한 위치에서 대상 워크와 동등하게 하는 더미 워크 영역에 마스크측 얼라인먼트 마크 이미지를 형성하는 결상 광학계와, 촬상 장치에 대한 대상 워크와 더미 워크 영역의 광학적인 위치 관계를 동등하게 하는 촬상 광학계를 가져, 매우 높은 얼라인먼트의 정밀도를 얻는 것이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 평9-82615호 일본 공개특허공보 평11-251233호 일본 공개특허공보 2011-253864호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 위치 맞춤 장치는, 미리 기억시킨 마스크의 얼라인먼트 마크를 사용하여 얼라인먼트가 행해지기 때문에, 양 얼라인먼트 마크를 취득하는 동안에 온도 변화 등의 외란이 생기면, 외란에 의한 오차를 고려할 수 없어, 고정밀도로 얼라인먼트가 행해지지 않을 우려가 있다.
또, 특허문헌 2, 3 에 개시되어 있는 노광 장치에서는, 마스크의 얼라인먼트 마크 이미지가 결상하는 수광면 및 더미 워크 영역이, 검출 장치나 촬상 장치와 반대측에서, 워크의 노광 영역 상에 연장되어 형성되어 있기 때문에, 복수의 워크의 얼라인먼트 마크가 가까워져 있으면, 복수의 수광면 및 더미 워크 영역이 간섭할 가능성이 있다. 특히, 최근, 프린트 배선 기판 등에 있어서는, 추가적인 미세화를 위해, 노광 영역의 분할수를 늘려 고해상도로 노광하는 것이 요구되고 있어, 소사이즈의 노광 영역이라도 얼라인먼트가 가능한 것이 요망되고 있다.
본 발명은, 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 소사이즈의 노광 영역이라도 고정밀도의 얼라인먼트가 가능한 투영 노광 장치 및 투영 노광 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 상기 목적은, 하기의 구성에 의해 달성된다.
(1) 마스크에 노광광을 조사하여, 그 마스크에 형성된 패턴을, 투영 렌즈에 의해 워크에 투영하고, 그 워크에 상기 패턴을 노광하는 투영 노광 장치로서,
상기 노광광 자체, 또는 상기 노광광과 실질적으로 동일 파장의 광인 제 1 얼라인먼트광을 상기 마스크의 얼라인먼트 마크에 조사 가능한 마스크 마크 조명용 광원과,
상기 노광광과 상이한 파장의 제 2 얼라인먼트광을 상기 워크의 얼라인먼트 마크에 조사 가능한 워크 마크 조명용 광원과,
상기 제 1 얼라인먼트광에 의한 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 상기 워크의 얼라인먼트 마크를 취득하는 촬상 장치와, 상기 마스크 마크 조명용 광원으로부터 출사되어 상기 마스크 및 상기 투영 렌즈를 거친 상기 제 1 얼라인먼트광과 상기 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광을 합성한 합성광을 상기 촬상 장치를 향하여 출사하는 합성 광학 소자를 갖고, 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 상기 워크의 얼라인먼트 마크를, 상기 촬상 장치에 화상으로서 취득시키기 위한 촬상 광학계를 갖는 얼라인먼트 유닛을 구비하고,
상기 촬상 광학계는, 상기 합성 광학 소자로부터 상기 촬상 장치까지의 제 1 얼라인먼트광의 광로 길이가 상기 합성 광학 소자로부터 상기 촬상 장치까지의 상기 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광의 광로 길이보다 길어지도록, 상기 합성 광학 소자에 의해 합성된 상기 제 1 얼라인먼트광과 상기 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광으로부터, 상기 제 1 얼라인먼트광을 분기 또한 합류시키는 광로 길이 변경 광학계를 갖고,
상기 촬상 장치에 의해 취득되는 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지는, 상기 광로 길이 변경 광학계의 광로 상에서 결상되고,
상기 촬상 장치에 대한 상기 워크의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지의 광학적인 위치 관계가 동등한, 투영 노광 장치.
(2) (1) 에 기재된 투영 노광 장치를 구비한 투영 노광 방법으로서,
상기 촬상 장치에 의해 취득된 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 상기 워크의 얼라인먼트 마크에 기초하여, 상기 마스크와 상기 워크를 얼라인먼트하는 공정과,
마스크에 노광광을 조사하여, 그 마스크에 형성된 패턴을, 투영 렌즈에 의해 워크에 투영하고, 그 워크에 상기 패턴을 노광하는 공정을 구비하는, 투영 노광 방법.
본 발명의 투영 노광 장치 및 투영 노광 방법에 의하면, 복수의 얼라인먼트 유닛을 사용하여 얼라인먼트를 행할 때에, 소사이즈의 노광 영역이라도, 얼라인먼트 유닛끼리 간섭하지 않고, 고정밀도의 얼라인먼트가 가능해진다.
도 1 은 본 발명에 관련된 투영 노광 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 2 는 노광광을 사용한 TTL 방식으로 얼라인먼트 조정하는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 3(a) 는 제 1 다이크로익 프리즘의 확대도이고, (b) 는 제 2 다이크로익 프리즘의 확대도이다.
도 4(a) 는 마스크 마크 조명용 광원으로부터 출사되어, 투영 렌즈를 통과한 제 1 얼라인먼트광이, 광로 길이 변경 광학계를 포함하는 촬상 광학계를 통하여 촬상 장치에 입사하는 상태를 나타내는 모식도이고, (b) 는 워크 마크 조명용 광원에 의해 조명되는 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광이, 촬상 광학계를 통하여 촬상 장치에 입사하는 상태를 나타내는 모식도이다.
도 5(a) 는 큰 노광 영역의 4 코너에 설정된 4 개의 워크의 얼라인먼트 마크의 배치를 얼라인먼트 유닛과 함께 나타내는 도면이고, (b) 는 (a) 의 노광 영역을 4 분할한 소사이즈의 노광 영역의 4 코너에 설정된 4 개의 워크의 얼라인먼트 마크의 배치를 얼라인먼트 유닛과 함께 나타내는 도면이다.
도 6 은 마스크 마크 조명용 광원으로서 노광광을 사용하는 경우의 변형예를 나타내는 주요부 확대도이다.
도 7(a) 는 마스크 마크 조명용 광원으로서 노광광을 사용하는 경우의 다른 변형예를 나타내는 주요부 확대도이고, (b) 는 복수의 차광판을 나타내는 상면도이다.
이하, 본 발명에 관련된 투영 노광 장치 및 투영 노광 방법의 일 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 투영 노광 장치 (10) 는, 광원부 (11), 밴드 패스 필터 (12), 인터그레이터 렌즈 (13), 콜리메이터 렌즈 (14), 평면거울 (15), 마스크 스테이지 (16), 보정 광학계 (17), 투영 렌즈 (18), 및, 워크 스테이지 (19) 를 구비한다.
광원부 (11) 는, 예를 들어, 복수의 LED 광원을 이차원 어레이상으로 배열하여 구성되고, 노광광인 자외선을 포함하는 광을 발광한다. 밴드 패스 필터 (12) 는, 자외선 (예를 들어, i 선) 이외의 파장 대역의 광을 컷한다. 밴드 패스 필터 (12) 를 투과한 광은, 인터그레이터 렌즈 (13) 에 입사된다. 인터그레이터 렌즈 (13) 는, 입사한 광의 조도 불균일을 없애고, 마스크 (M) 를 균일한 조도 분포로 조명하기 위한 광학계이다. 또한, 인터그레이터 렌즈 (13) 의 사출면에는, 개구 조리개가 배치되어 있다. 콜리메이터 렌즈 (14) 는, 인터그레이터 렌즈 (13) 로부터 입사한 광을 평행광으로서 출사한다. 그리고, 평행광으로 된 노광광은, 평면거울 (15) 로 반사되어, 마스크 스테이지 (16) 에 유지된 마스크 (M) 를 향하여 출사된다. 마스크 (M) 를 통과한 노광광은, 보정 광학계 (17) 에 입사된다.
마스크 스테이지 (16) 는, 패턴이 형성된 마스크 (M) 를, 도시되지 않은 마스크 구동 기구에 의해, 노광광의 광축 (EL) 에 직교하는 방향으로 이동 가능하게 유지한다. 또한, 마스크 (M) 에는, 패턴의 주위에, 후술하는 워크 (W) 의 4 개의 얼라인먼트 마크 (WM) 에 대응하여, 4 개의 얼라인먼트 마크 (MM) 가 형성되어 있다 (도 2 참조).
보정 광학계 (17) 는, 워크 (W) 에 있어서의 변형 등에 따라, 워크 (W) 상에 형성되는 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 변형시키는 것으로, 예를 들어, 광축 방향으로 복수 장의 유리판을 병렬하고, 각 유리판을 적절히 만곡시키거나 회전시키거나 함으로써 보정한다. 또한, 보정 광학계 (17) 는, 마스크 스테이지 (16) 와 투영 렌즈 (18) 의 사이 외에, 투영 렌즈 (18) 에 고정하여 형성되어도 되고, 혹은, 투영 렌즈 (18) 와 워크 스테이지 (19) 의 사이에 배치되어도 된다.
투영 렌즈 (18) 는, 마스크 (M) 에 형성된 패턴의 이미지를 적절히 변배하여 워크 (W) 의 표면에 형성한다. 또, 투영 렌즈 (18) 는, 노광광으로서 자외선 (i 선) 을 사용하므로, 자외선 (i 선) 에 대해 수차가 가장 작아지도록 설계되어 있다. 이와 같이 하여, 마스크 (M) 를 투과한 노광광이 투영 렌즈 (18) 에 입사되고, 마스크 (M) 의 패턴 이미지가 감광 재료가 도포된 워크 (W) 상에 형성된다.
또한, 노광광으로는, i 선 (파장 365 ㎚) 이외에도, h 선 (파장 405 ㎚), g 선 (파장 436 ㎚), 각 선의 조합, 또는 그 사이의 파장도 이용할 수 있다.
워크 (W) 를 유지하는 워크 스테이지 (19) 도, 도시되지 않은 워크 구동 기구에 의해, 노광광의 광축 (EL) 에 직교하는 방향으로 이동 가능하다. 특히, 본 실시형태에서는, 워크 (W) 는 복수의 노광 영역을 구비하고 있고, 노광 영역을 이동시키면서, 복수 회의 노광을 행하는 스텝 노광이 행해진다. 또한, 워크 (W) 로는, 실리콘 웨이퍼나 유리 기판이나 프린트 배선 기판 등을 들 수 있다.
다음으로, 마스크 (M) 의 패턴을 워크 (W) 상에 노광 전사할 때, 노광 전사에 앞서 행해지는 마스크 (M) 와 워크 (W) 의 얼라인먼트에 대해 도 2 를 참조하여 설명한다.
투영 노광 장치 (10) 는, 4 개의 마스크 마크 조명 유닛 (20) 과, 각각의 마스크 마크 조명 유닛 (20) 에 대응하는 4 개의 얼라인먼트 유닛 (30) 을 구비한다. 4 개의 마스크 마크 조명 유닛 (20) 은, 마스크 (M) 에 형성된 4 개의 얼라인먼트 마크 (MM) (이하, 간단히 마스크 마크 (MM) 라고도 한다) 에 개별적으로 대응하여 형성되고, 4 개의 얼라인먼트 유닛 (30) 은, 워크 (W) 에 형성된 4 개의 얼라인먼트 마크 (WM) (이하, 간단히 워크 마크 (WM) 라고도 한다) 에 개별적으로 대응하여 형성되어 있다. 여기서, 각 마스크 마크 조명 유닛 (20) 및 각 얼라인먼트 유닛 (30) 은 동일한 구성을 가지므로, 이하의 설명에서는, 1 개의 마스크 마크 조명 유닛 (20) 및 1 개의 얼라인먼트 유닛 (30) 에 대해, 도 2 를 참조하여 설명한다.
마스크 마크 조명 유닛 (20) 은, 마스크 스테이지 (16) 의 상방에 배치되어 있다. 마스크 마크 조명 유닛 (20) 은, 노광광과 동일 파장의 자외선인 제 1 얼라인먼트광 (i 선) (L1) 을 출사하는 LED 등의 마스크 마크 조명용 광원 (21) 과, 콜리메이터 렌즈 (22) 와, 반사 프리즘 (23) 을 갖는다. 콜리메이터 렌즈 (22) 는, 입사한 광을 평행광으로서 출사하고, 반사 프리즘 (23) 은, 콜리메이터 렌즈 (22) 에 의해 평행광으로 된 자외선의 진행 방향을, 마스크 (M) 에 직교하는 방향으로 변환한다. 또한, 반사 프리즘 (23) 대신에, 반사 미러를 사용할 수도 있다. 또, 반사 프리즘 (23) 이나 반사 미러를 이용하지 않고 마스크 마크 조명 유닛 (20) 을, 그 광축이 마스크 (M) 에 대해 직교하도록 배치해도 된다.
마스크 마크 조명 유닛 (20) 은, 대응하는 마스크 마크 (MM) 에 대해 진퇴 가능하게 형성되어 있고, 워크 (W) 와의 얼라인먼트 조정을 행할 때에는, 대응하는 마스크 마크 (MM) 를 향하여 제 1 얼라인먼트광 (L1) 을 출사한다. 마스크 (M) 를 통과한 제 1 얼라인먼트광 (L1) 은, 보정 광학계 (17) 및 투영 렌즈 (18) 에 입사된다.
투영 렌즈 (18) 와 워크 (W) 의 사이에는, 얼라인먼트 유닛 (30) 이, 투영 렌즈 (18) 로부터 워크 (W) 를 향하는 제 1 얼라인먼트광 (L1) 의 광로에 대해 자유롭게 진퇴할 수 있도록 형성되어 있다. 얼라인먼트 유닛 (30) 은, 촬상 장치 (32) 와, 촬상 광학계 (40) 와, 워크 마크 조명용 광원 (31) 을 구비한다.
촬상 장치 (32) 는, 적어도 제 1 얼라인먼트광 (L1) 인 자외선 (i 선) 의 파장 대역과, 가시광의 파장 대역에 감도를 가지고 있고, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 에 의한 마스크 (M) 의 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 와, 워크 (W) 의 워크 마크 (WM) 를 동시에 취득 가능하다. 촬상 장치 (32) 는, 광학 카메라여도 되지만, CCD 나 CMOS 센서 등의 촬상 소자를 갖고, 이 촬상 소자가 수상한 광을 광전 변환하여 전기 신호로서 출력하는 장치가 바람직하다.
촬상 광학계 (40) 는, 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 와, 워크 마크 (WM) 를, 촬상 장치 (32) 에 화상으로서 취득시키기 위한 것이며, 촬상 장치 (32) 로부터 가까운 순으로, 하프 미러 (34) 와 결상 렌즈 (35) 를 내장하는 결상 렌즈 유닛 (33), 광로 길이 변경 광학계 (42), 및 합성 광학 소자인 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 을 갖는다.
제 1 다이크로익 프리즘 (41) 은, 마스크 마크 조명용 광원 (21) 으로부터 출사되어 마스크 (M) 및 투영 렌즈 (18) 를 거친 제 1 얼라인먼트광 (L1) 과, 워크 (W) 의 워크 마크 (WM) 로부터의 광을 합성한 합성광을 촬상 장치 (32) 를 향하여 출사하기 위한 광학 소자이며, 투영 렌즈 (18) 의 하방에 있어서, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 이 통과하는 위치에 배치된다.
제 1 다이크로익 프리즘 (41) 은, 도 3(a) 도 참조하여, 1 쌍의 프리즘 (43, 44) 이, 투영 렌즈 (18) 로부터 출사되는 제 1 얼라인먼트광 (L1) 의 광축에 대해 45°경사진 접합면 (45) 으로 접합된 구성을 갖는다. 접합면 (45) 은, 소위 하프 미러면을 구성한다. 또, 접합면 (45) 의 하방에 배치된 프리즘 (44) 은, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 의 광축에 직교하는 하면 (46) 이 제 1 얼라인먼트광 (L1) 을 반사하고, 제 2 얼라인먼트광 (L2) 을 투과시키는 다이크로익면을 구성한다. 이 다이크로익면에 의해, 자외선인 제 1 얼라인먼트광 (L1) 을 사용한 얼라인먼트시, 그 자외선이 워크 (W) 에 조사되어 감광 재료가 감광하는 것을 방지할 수 있다.
광로 길이 변경 광학계 (42) 는, 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 에 의해 합성된 제 1 얼라인먼트광 (L1) 과 워크 마크 (WM) 로부터의 광으로부터, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 을 분기 또한 합류시켜 제 1 얼라인먼트광 (L1) 의 광로 길이를 변경하는 광학계이다. 광로 길이 변경 광학계 (42) 는, 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 의 접합면 (45) 으로부터 출사되는 합성광의 광축 (LA) 상에 배치된 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 과, 합성광의 광축 (LA) 을 포함하는 수평면 상에 배치되고, 합성광의 광축 (LA), 즉 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 으로부터 떨어져, 그 광축 (LA) 과 평행하게 나란히 배치된 1 쌍의 반사 광학 소자 (49) 를 구비한다.
제 2 다이크로익 프리즘 (48) 은, 도 3(b) 도 참조하여, 복수 (도면에 나타내는 실시예에서는 3 개) 의 프리즘 (53, 54, 55) 이 접합되어 이루어진다. 각 프리즘 (53, 54, 55) 간에 형성되는 2 개의 직교하는 접합면 (51, 52) 은, 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 의 접합면 (45) 으로부터 출사되는 합성광의 광축 (LA) 에 대해 각각 45°경사져, 다이크로익면을 구성한다. 즉, 이들 접합면 (51, 52) 도, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 을 반사하고, 제 2 얼라인먼트광 (L2) 을 투과시킨다.
1 쌍의 반사 광학 소자 (49) 는, 1 쌍의 프리즘 (58, 59) 으로 구성되고, 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 의 접합면 (51) 과 평행하게 배치된 제 1 반사면 (56) 과 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 의 접합면 (52) 과 평행하게 배치된 제 2 반사면 (57) 을 갖고, 제 1 반사면 (56) 과 제 2 반사면 (57) 이 서로 직교한다. 그리고, 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 의 일방의 접합면 (51) 에서 반사된 제 1 얼라인먼트광 (L1) 이, 제 1 반사면 (56) 및 제 2 반사면 (57) 에서 반사하여 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 의 접합면 (52) 에 입사한다. 이로써, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 의 광로 길이가 변경된다. 또한, 1 쌍의 프리즘 (58, 59) 은, 1 쌍의 미러여도 된다.
워크 마크 조명용 광원 (31) 은, 예를 들어 가시광 등의 노광광과 상이한 파장을 갖는 제 2 얼라인먼트광 (L2) 을, 결상 렌즈 유닛 (33) 내에 도입하고, 제 2 얼라인먼트광 (L2) 의 광축에 대해 45°경사진 하프 미러면 (34) 에서 반사시켜, 합성광의 광축 (LA) 과 동축에 출사하고, 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 및 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 을 통하여 워크 (W) 의 워크 마크 (WM) 에 조사하여 조명한다. 즉, 결상 렌즈 유닛 (33) 으로부터 도입된 제 2 얼라인먼트광 (L2) 은, 합성광의 광축 (LA) 상에 의사적으로 배치되는 동축 낙사 조명을 구성하고 있다.
또한, 워크 마크 (WM) 는, 워크 (W) 에 도포되는 감광 재료의 종류에 따라 보이는 방식이 상이한 경우가 있다. 이 때문에, 감광 재료의 종류에 맞춰, 보다 보기 쉬운 파장의 광으로 전환 가능한 도시되지 않은 광학 필터를 워크 마크 조명용 광원 (31) 에 형성할 수도 있다.
또, 광로의 설명의 형편상, 워크 마크 조명용 광원 (31) 및 반사 광학 소자 (49) 는, 도 2 에 있어서 상방에 돌출한 상태로 그려져 있지만, 실제로는, 도 2 중, 점선 (D) 내에 배치되는, 워크 마크 조명용 광원 (31), 결상 렌즈 유닛 (33), 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 및 반사 광학 소자 (49) 는, 합성광의 광축 (LA) 을 중심으로 하여 90°회전한 상태로 배치되어 있다. 즉, 워크 마크 조명용 광원 (31) 및 반사 광학 소자 (49) 는, 합성광의 광축 (LA) 을 포함하는 수평면 상에 배치되어 있고, 구체적으로, 상방에서 보아, 워크 마크 조명용 광원 (31) 은, 결상 렌즈 유닛 (33) 의 측면에 장착되어 있고, 반사 광학 소자 (49) 는, 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 의 측방에 배치되어 있다. 이로써, 투영 렌즈 (18) 와 워크 (W) 의 사이의 공간 내에서, 얼라인먼트 유닛 (30) 이 투영 렌즈 (18) 나 워크 (W) 와 간섭하지 않고 진퇴 가능해진다.
이와 같은 구성을 갖는 촬상 광학계 (40) 에서는, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 투영 렌즈 (18) 를 투과한 제 1 얼라인먼트광 (L1) 은, 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 의 다이크로익면을 구성하는 하면 (46) 에서 반사한 후, 또한 접합면 (45) 에서 반사하여 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 에 입사한다. 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 에 입사한 제 1 얼라인먼트광 (L1) 은, 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 의 접합면 (51) 에서 반사하고, 또한 반사 광학 소자 (49) 의 제 1 반사면 (56) 및 제 2 반사면 (57) 에서 반사하여 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 의 접합면 (52) 에 입사한다. 접합면 (52) 에서 반사한 제 1 얼라인먼트광 (L1) 은, 결상 렌즈 유닛 (33) 내의 하프 미러 (34) 및 결상 렌즈 (35) 를 통과하여 촬상 장치 (32) 에 이른다.
한편, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 얼라인먼트광 (L2) 으로 조명된 워크 마크 (WM) 로부터의 광은, 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 의 접합면 (45) 에서 반사한 후, 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 의 접합면 (51, 52) 및 결상 렌즈 유닛 (33) 내의 하프 미러 (34) 및 결상 렌즈 (35) 를 통과하여 촬상 장치 (32) 에 이른다. 따라서, 제 2 다이크로익 프리즘 (48) 으로부터 촬상 장치 (32) 까지의 광은, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 과 워크 마크 (WM) 로부터의 광이 합류하여, 다시 합성광이 된다.
이와 같이, 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 과 촬상 장치 (32) 의 사이에, 광로 길이 변경 광학계 (42) (제 2 다이크로익 프리즘 (48) 및 반사 광학 소자 (49)) 를 배치함으로써, 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 으로부터 촬상 장치 (32) 까지의 제 1 얼라인먼트광 (L1) 의 광로 길이를, 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 으로부터 촬상 장치 (32) 까지의 워크 마크 (WM) 로부터의 광의 광로 길이보다 길게 할 수 있다. 그리고, 광로 길이 변경 광학계 (42) 의 광로 상에 있어서, 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 가 형성된다. 이로써, 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 는, 광로 길이 변경 광학계 (42) 의 광로 상의 공중 이미지가 되므로, 이물질 부착 등의 우려가 생기기 어려워, 촬상 장치 (32) 에 의해 양호한 정밀도로 취득된다.
광로 길이 변경 광학계 (42) 는, 도 4(a) 에 나타내는, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 의 광로 상에서 결상하는 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 로부터 촬상 장치 (32) (엄밀하게는, 촬상 장치 (32) 의 수상면) 까지의 광로 길이 (L1L) 와, 도 4(b) 에 나타내는, 워크 마크 (WM) 로부터 촬상 장치 (32) 까지의 광로 길이 (L2L) 가 동일한 길이가 되도록 설정되고, 촬상 장치 (32) 에 대한 워크 마크 (WM) 와 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 의 광학적인 위치 관계가 동등하게 설정됨으로써, 촬상 장치 (32) 에 의해 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 와 워크 (W) 상에 형성된 워크 마크 (WM) 를 동일 시야 내에 포착할 수 있다. 즉, 제 1 얼라인먼트광 (L1) 의 광로에 있어서, 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 와 촬상 장치는, 광학적으로 공액인 위치 관계이며, 제 2 얼라인먼트광 (L2) 의 광로에 있어서, 워크 마크 (WM) 와 촬상 장치 (32) 는, 광학적으로 공액인 위치 관계이다.
그리고, 촬상 장치 (32) 의 시야 내에 있어서의 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 와 워크 마크 (WM) 의 위치 관계에 기초하여, 필요에 따라 마스크 (M) 와 워크 (W) 의 상대 위치를 이동함과 함께, 보정 광학계 (17) 에 의해 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 와 워크 마크 (WM) 가 일치하도록 마스크 마크 (MM) 의 이미지 (MMI) 의 위치 및 형상을 보정하여, 마스크 (M) 와 워크 (W) 를 얼라인먼트한다.
상기한 얼라인먼트 작업은, 1 개의 노광 영역 (EA) 을 노광할 때마다 행해지므로, 얼라인먼트 동작과 노광 동작의 사이의 외란에 의한 영향을 대폭 억제할 수 있어, 마스크 (M) 의 패턴을 고정밀도로 노광 전사할 수 있다.
워크 마크 (WM) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 워크 (W) 에 설정된 노광 영역 (EA) 마다, 노광 영역 (EA) 의 4 코너에 각각 1 개씩, 합계 4 개 형성되어 있다. 4 개의 워크 마크 (WM) 를 촬상 장치 (32) 로 동시에 포착하기 위해서는, 4 대의 얼라인먼트 유닛 (30) 을, 각각 워크 마크 (WM) 상에 위치시킬 필요가 있다.
특히, 도 5(a) 에 나타내는 노광 영역 (EA1) 을 4 분할한, 도 5(b) 에 나타내는 소사이즈의 노광 영역 (EA2) 에서는, 워크 마크 (WM) 끼리의 간격도 좁아진다. 이와 같은 워크 마크 (WM) 가 근접 배치된 노광 영역 (EA2) 에 있어서도, 얼라인먼트 유닛 (30) 은, 제 1 다이크로익 프리즘 (41) 에 대해 촬상 장치 (32) 의 반대측에 광학계를 가지지 않으므로, 복수의 얼라인먼트 유닛 (30) 끼리를 근접시킬 수 있다. 따라서, 소사이즈의 노광 영역 (EA) 에도 용이하게 대응 가능해져, 프린트 배선 기판 등에 있어서의 미세화나 고해상도에 의한 노광에 크게 공헌한다.
이상 서술한 바와 같이, 본 실시형태의 투영 노광 장치 (10) 에서는, 소사이즈의 노광 영역 (EA) 에 대해서도, 노광광과 동일 자외선 (i 선) 이 투영 렌즈 (18) 를 투과하는 TTL 방식의 얼라인먼트에 의해, 매우 고정밀도로 얼라인먼트할 수 있다.
또한, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 적절히 변형, 개량 등이 가능하다.
예를 들어, 상기의 실시형태에서는, 마스크의 얼라인먼트 마크 및 워크의 얼라인먼트 마크가 각각 4 개씩 형성된 예에 대해 설명했지만, 마스크의 얼라인먼트 마크 및 워크의 얼라인먼트 마크를 각각 3 개씩 형성하여, 마스크와 워크의 얼라인먼트를 행하도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 얼라인먼트시에 마스크의 얼라인먼트 마크를 조사하는 마스크 마크 조명용 광원으로서, 광원부 (11) 와 별도로, 노광광과 실질적으로 동일 파장의 광인 제 1 얼라인먼트광 (L1) 을 조사하는 광원을 형성하고 있다. 그러나, 본 발명은, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 광원부 (11) 로부터 조사되는 노광광 자체를 제 1 얼라인먼트광 (L1) 으로 하여, 마스크의 얼라인먼트 마크에 조사해도 된다. 즉, 광원부 (11) 가 마스크 마크 조명용 광원으로서 이용되어도 된다.
노광광을 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (MM) 에 조사하는 경우에는, 도 6 에 나타내는 변형예와 같이, 얼라인먼트를 행할 때에 마스크 (M) 의 상방에 진출 가능한 1 장의 차광판 (60) 이 아울러 사용된다. 예를 들어, 관찰 개소가 4 개소 있다고 하면, 차광판 (60) 에는, 마스크 (M) 의 각 얼라인먼트 마크 (MM) 에 대응하는 위치에 4 개소의 구멍부 (61) 가 형성된다 (도 6 에서는, 2 개소의 구멍부만 나타낸다). 차광판 (60) 은, 얼라인먼트를 행할 때에, 마스크 (M) 의 상방에 진출하여, 노광 영역에 조사되는 노광광을 차광하면서, 4 개소의 구멍부 (61) 를 통하여 각 얼라인먼트 마크 (MM) 를 향하여 노광광을 조사한다. 또, 얼라인먼트 종료 후, 노광을 행할 때에는, 차광판 (60) 은, 마스크 (M) 의 상방으로부터 퇴피한다.
또, 도 7 에 나타내는 다른 변형예와 같이, 관찰 개소가 4 개소 있다고 하면, 마스크 (M) 의 각 얼라인먼트 마크 (MM) 에 대응하는 1 개소의 구멍부 (61) 를 각각 갖고, 마스크 (M) 의 상방에 진출 가능한 4 장의 차광판 (60A ∼ 60D) 이 아울러 사용되어도 된다. 이로써, 마스크 (M) 에 따라 각 얼라인먼트 마크 (MM) 의 위치가 변화하는 경우에도, 각 얼라인먼트 마크 (MM) 의 위치에 맞춰 각 차광판 (60A ∼ 60D) 의 위치를 이동시킴으로써, 차광판 (60A ∼ 60D) 을 바꾸지 않고 대응할 수 있다.
또, 본 발명은, 본 실시형태와 같은 얼라인먼트 유닛의 높이 방향 치수를 억제할 수 있는 워크 마크 조명용 광원을 사용하는 것이 바람직하지만, 높이 방향 치수가 허용되는 경우에는, 링 조명 등 다른 워크 마크 조명용 광원이 사용되어도 된다.
이상과 같이, 본 명세서에는 다음의 사항이 개시되어 있다.
(1) 마스크에 노광광을 조사하여, 그 마스크에 형성된 패턴을, 투영 렌즈에 의해 워크에 투영하고, 그 워크에 상기 패턴을 노광하는 투영 노광 장치로서,
상기 노광광 자체, 또는 상기 노광광과 실질적으로 동일 파장의 광인 제 1 얼라인먼트광을 상기 마스크의 얼라인먼트 마크에 조사 가능한 마스크 마크 조명용 광원과,
상기 노광광과 상이한 파장의 제 2 얼라인먼트광을 상기 워크의 얼라인먼트 마크에 조사 가능한 워크 마크 조명용 광원과,
상기 제 1 얼라인먼트광에 의한 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 상기 워크의 얼라인먼트 마크를 취득하는 촬상 장치와, 상기 마스크 마크 조명용 광원으로부터 출사되어 상기 마스크 및 상기 투영 렌즈를 거친 상기 제 1 얼라인먼트광과 상기 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광을 합성한 합성광을 상기 촬상 장치를 향하여 출사하는 합성 광학 소자를 갖고, 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 상기 워크의 얼라인먼트 마크를, 상기 촬상 장치에 화상으로서 취득시키기 위한 촬상 광학계를 갖는 얼라인먼트 유닛을 구비하고,
상기 촬상 광학계는, 상기 합성 광학 소자로부터 상기 촬상 장치까지의 제 1 얼라인먼트광의 광로 길이가 상기 합성 광학 소자로부터 상기 촬상 장치까지의 상기 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광의 광로 길이보다 길어지도록, 상기 합성 광학 소자에 의해 합성된 상기 제 1 얼라인먼트광과 상기 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광으로부터, 상기 제 1 얼라인먼트광을 분기 또한 합류시키는 광로 길이 변경 광학계를 갖고,
상기 촬상 장치에 의해 취득되는 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지는, 상기 광로 길이 변경 광학계의 광로 상에서 결상되고,
상기 촬상 장치에 대한 상기 워크의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지의 광학적인 위치 관계가 동등한, 투영 노광 장치.
이 구성에 의하면, 복수의 얼라인먼트 유닛을 사용하여 얼라인먼트를 행할 때에, 소사이즈의 노광 영역이라도, 얼라인먼트 유닛끼리 간섭하지 않고, 고정밀도의 얼라인먼트가 가능해진다.
(2) 상기 합성 광학 소자는, 상기 투영 렌즈로부터 출사되는 상기 제 1 얼라인먼트광의 광축에 대해 45°경사진 접합면이 하프 미러면을 구성하는 1 쌍의 프리즘을 갖는 제 1 다이크로익 프리즘이고,
상기 워크와 대향하는 상기 프리즘에 있어서, 상기 제 1 얼라인먼트광의 광축에 직교하는 면은, 상기 제 1 얼라인먼트광을 반사하고, 상기 제 2 얼라인먼트광을 투과시키는 다이크로익면을 구성하는, (1) 에 기재된 투영 노광 장치.
이 구성에 의하면, 노광광과 실질적으로 동일 파장을 갖는 제 1 얼라인먼트광이 워크에 조사되는 것을 방지할 수 있고, 또 제 1 얼라인먼트광과 제 2 얼라인먼트광을 합성하여 합성광으로 할 수 있다.
(3) 상기 광로 길이 변경 광학계는, 상기 합성 광학 소자로부터 출사되는 상기 합성광의 광축에 대해 각각 45°경사지고, 상기 제 1 얼라인먼트광을 반사하고, 상기 제 2 얼라인먼트광을 투과시키는 다이크로익면을 구성하는 2 개의 접합면이 직교하는, 복수의 프리즘으로 이루어지는 제 2 다이크로익 프리즘과,
상기 합성 광학 소자로부터 출사되는 상기 합성광의 광축으로부터 떨어진 위치에 각각 형성되고, 상기 제 2 다이크로익 프리즘의 일방의 상기 접합면에서 반사된 상기 제 1 얼라인먼트광을 상기 제 2 다이크로익 프리즘의 타방의 상기 접합면에 입사시키도록, 서로의 반사면이 직교하는 1 쌍의 반사 광학 소자를 구비하는, (1) 또는 (2) 에 기재된 투영 노광 장치.
이 구성에 의하면, 합성 광학 소자로부터 출사되는 합성광으로부터 제 1 얼라인먼트광을 분리하여, 제 1 얼라인먼트광의 광로 길이를 변경할 수 있다.
(4) 상기 얼라인먼트 유닛은, 상기 투영 렌즈와 상기 워크의 사이에서, 진퇴 가능하도록, 수평으로 자유롭게 이동할 수 있도록 형성되어 있고,
상기 워크 마크 조명용 광원, 및 상기 1 쌍의 반사 광학 소자는, 상기 합성 광학 소자로부터 출사되는 상기 합성광의 광축을 포함하는 수평면 상에 배치되는, (3) 에 기재된 투영 노광 장치.
이 구성에 의하면, 얼라인먼트 유닛의 높이 방향 치수를 억제할 수 있고, 이로써 얼라인먼트 유닛을 투영 렌즈와 워크의 사이의 공간 내에서, 투영 렌즈나 워크와 간섭하지 않고 이동시킬 수 있고, 또 노광 전사시에 얼라인먼트 유닛을 퇴피시킬 수 있다.
(5) (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 투영 노광 장치를 구비한 투영 노광 방법으로서,
상기 촬상 장치에 의해 취득된 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 상기 워크의 얼라인먼트 마크에 기초하여, 상기 마스크와 상기 워크를 얼라인먼트하는 공정과,
마스크에 노광광을 조사하여, 그 마스크에 형성된 패턴을, 투영 렌즈에 의해 워크에 투영하고, 그 워크에 상기 패턴을 노광하는 공정을 구비하는, 투영 노광 방법.
이 구성에 의하면, 복수의 얼라인먼트 유닛을 사용하여 얼라인먼트를 행할 때에, 소사이즈의 노광 영역이라도, 얼라인먼트 유닛끼리 간섭하지 않고, 고정밀도의 얼라인먼트가 가능해져, 노광 영역의 분할수를 늘린 고해상도에 의한 노광이 실현 가능해진다.
또한, 본 출원은, 2020년 9월 14일 출원된 일본 특허출원 (특허출원 2020-153975) 에 기초하는 것으로, 그 내용은 본 출원 중에 참조로서 원용된다.
10 : 투영 노광 장치
18 : 투영 렌즈
21 : 마스크 마크 조명용 광원
30 : 얼라인먼트 유닛
31 : 워크 마크 조명용 광원
32 : 촬상 장치
40 : 촬상 광학계
41 : 제 1 다이크로익 프리즘 (합성 광학 소자)
42 : 광로 길이 변경 광학계
43, 44 : 프리즘
45 : 접합면 (하프 미러면)
46 : 하면 (다이크로익면)
48 : 제 2 다이크로익 프리즘
49 : 반사 광학 소자
51, 52 : 접합면 (다이크로익면)
53, 54, 55 : 프리즘
56 : 제 1 반사면 (반사면)
57 : 제 2 반사면 (반사면)
60, 60A ∼ 60D : 차광판
L1 : 제 1 얼라인먼트광
L2 : 제 2 얼라인먼트광
LA : 합성광의 광축
M : 마스크
MM : 마스크 마크 (마스크의 얼라인먼트 마크)
MMI : 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지
W : 워크
WM : 워크 마크 (워크의 얼라인먼트 마크)

Claims (5)

  1. 마스크에 노광광을 조사하여, 그 마스크에 형성된 패턴을, 투영 렌즈에 의해 워크에 투영하고, 그 워크에 상기 패턴을 노광하는 투영 노광 장치로서,
    상기 노광광 자체, 또는 상기 노광광과 실질적으로 동일 파장의 광인 제 1 얼라인먼트광을 상기 마스크의 얼라인먼트 마크에 조사 가능한 마스크 마크 조명용 광원과,
    상기 노광광과 상이한 파장의 제 2 얼라인먼트광을 상기 워크의 얼라인먼트 마크에 조사 가능한 워크 마크 조명용 광원과,
    상기 제 1 얼라인먼트광에 의한 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 상기 워크의 얼라인먼트 마크를 취득하는 촬상 장치와, 상기 마스크 마크 조명용 광원으로부터 출사되어 상기 마스크 및 상기 투영 렌즈를 거친 상기 제 1 얼라인먼트광과 상기 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광을 합성한 합성광을 상기 촬상 장치를 향하여 출사하는 합성 광학 소자를 갖고, 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 상기 워크의 얼라인먼트 마크를, 상기 촬상 장치에 화상으로서 취득시키기 위한 촬상 광학계를 갖는 얼라인먼트 유닛을 구비하고,
    상기 촬상 광학계는, 상기 합성 광학 소자로부터 상기 촬상 장치까지의 제 1 얼라인먼트광의 광로 길이가 상기 합성 광학 소자로부터 상기 촬상 장치까지의 상기 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광의 광로 길이보다 길어지도록, 상기 합성 광학 소자에 의해 합성된 상기 제 1 얼라인먼트광과 상기 워크의 얼라인먼트 마크로부터의 광으로부터, 상기 제 1 얼라인먼트광을 분기 또한 합류시키는 광로 길이 변경 광학계를 갖고,
    상기 촬상 장치에 의해 취득되는 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지는, 상기 광로 길이 변경 광학계의 광로 상에서 결상되고,
    상기 촬상 장치에 대한 상기 워크의 얼라인먼트 마크와 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지의 광학적인 위치 관계가 동등한, 투영 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성 광학 소자는, 상기 투영 렌즈로부터 출사되는 상기 제 1 얼라인먼트광의 광축에 대해 45°경사진 접합면이 하프 미러면을 구성하는 1 쌍의 프리즘을 갖는 제 1 다이크로익 프리즘이고,
    상기 워크와 대향하는 상기 프리즘에 있어서, 상기 제 1 얼라인먼트광의 광축에 직교하는 면은, 상기 제 1 얼라인먼트광을 반사하고, 상기 제 2 얼라인먼트광을 투과시키는 다이크로익면을 구성하는, 투영 노광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광로 길이 변경 광학계는, 상기 합성 광학 소자로부터 출사되는 상기 합성광의 광축에 대해 각각 45°경사지고, 상기 제 1 얼라인먼트광을 반사하고, 상기 제 2 얼라인먼트광을 투과시키는 다이크로익면을 구성하는 2 개의 접합면이 직교하는, 복수의 프리즘으로 이루어지는 제 2 다이크로익 프리즘과,
    상기 합성 광학 소자로부터 출사되는 상기 합성광의 광축으로부터 떨어진 위치에 각각 형성되고, 상기 제 2 다이크로익 프리즘의 일방의 상기 접합면에서 반사된 상기 제 1 얼라인먼트광을 상기 제 2 다이크로익 프리즘의 타방의 상기 접합면에 입사시키도록, 서로의 반사면이 직교하는 1 쌍의 반사 광학 소자를 구비하는, 투영 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 얼라인먼트 유닛은, 상기 투영 렌즈와 상기 워크의 사이에서, 진퇴 가능하도록, 수평으로 자유롭게 이동할 수 있도록 형성되어 있고,
    상기 워크 마크 조명용 광원, 및 상기 1 쌍의 반사 광학 소자는, 상기 합성 광학 소자로부터 출사되는 상기 합성광의 광축을 포함하는 수평면 상에 배치되는, 투영 노광 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 투영 노광 장치를 구비한 투영 노광 방법으로서,
    상기 촬상 장치에 의해 취득된 상기 마스크의 얼라인먼트 마크의 이미지와, 상기 워크의 얼라인먼트 마크에 기초하여, 상기 마스크와 상기 워크를 얼라인먼트하는 공정과,
    마스크에 노광광을 조사하여, 그 마스크에 형성된 패턴을, 투영 렌즈에 의해 워크에 투영하고, 그 워크에 상기 패턴을 노광하는 공정을 구비하는, 투영 노광 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115302772B (zh) * 2022-09-06 2024-09-03 珠海横琴美瑞科控股企业(有限合伙) 一种3d打印装置及其打印方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0982615A (ja) 1995-09-19 1997-03-28 Ushio Inc マスクとワークの位置合わせ方法および装置
JPH11251233A (ja) 1998-03-04 1999-09-17 Nikon Corp 投影露光装置、アライメント装置およびアライメント方法
JP2011253864A (ja) 2010-06-01 2011-12-15 Topcon Corp 露光装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62262426A (ja) * 1986-05-09 1987-11-14 Canon Inc 露光装置
JPH02288324A (ja) * 1989-04-28 1990-11-28 Toshiba Corp 縮小投影露光装置
JP2000147795A (ja) 1998-11-11 2000-05-26 Ushio Inc アライメント顕微鏡
GB0418540D0 (en) 2004-08-19 2004-09-22 Protexeon Ltd Use
JP2013021164A (ja) * 2011-07-12 2013-01-31 Ushio Inc アライメントマークの検出装置
JP2015135893A (ja) 2014-01-17 2015-07-27 株式会社サーマプレシジョン アライメントユニット

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0982615A (ja) 1995-09-19 1997-03-28 Ushio Inc マスクとワークの位置合わせ方法および装置
JPH11251233A (ja) 1998-03-04 1999-09-17 Nikon Corp 投影露光装置、アライメント装置およびアライメント方法
JP2011253864A (ja) 2010-06-01 2011-12-15 Topcon Corp 露光装置

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