WO2018105658A1 - 近接露光装置及び近接露光方法 - Google Patents

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洋徳 川島
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株式会社ブイ・テクノロジー
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Definitions

  • the present invention relates to a proximity exposure apparatus and a proximity exposure method.
  • Patent Document 1 has a plurality of reflecting mirrors each provided with a mirror bending mechanism capable of correcting the curvature of the reflecting mirror, and one of the reflecting mirrors on the mask side has a mirror bending mechanism according to the strain amount of the workpiece. Drive to correct the distortion of the workpiece, while the other reflecting mirror corrects the curvature of one reflecting mirror, the mirror bending mechanism is driven to correct the curvature of the reflecting mirror and improve the illuminance distribution of exposure light An exposure apparatus is disclosed.
  • the alignment mark on the workpiece side which is used for alignment when exposing the second and subsequent layers, may be transferred by being displaced due to distortion inherent to the workpiece.
  • the curvature of the reflecting mirror is corrected according to the distortion of the workpiece, but the alignment mark is displaced by the amount of change in the declination angle during the exposure of the first layer. Is not considered.
  • the distortion inherent to the workpiece cannot be determined only by the misalignment of the alignment mark.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a first object of the present invention is to accurately expose a mask pattern by correcting an alignment error caused by the principal ray angle of exposure light accompanying mirror bending.
  • An object of the present invention is to provide a proximity exposure apparatus and a proximity exposure method capable of transfer.
  • a second object of the present invention is to provide a proximity exposure apparatus and a proximity exposure method capable of correcting and transferring a shift amount caused by distortion inherent to a workpiece and accurately exposing and transferring a mask pattern.
  • a work support part for supporting the work A mask support for supporting the mask;
  • An illumination optical system having a light source, an integrator, and a plurality of reflecting mirrors that reflect exposure light from the light source;
  • a proximity exposure apparatus that irradiates the work with exposure light from the light source through the mask and transfers the pattern of the mask to the work,
  • At least one of the plurality of reflecting mirrors has a mirror bending mechanism capable of correcting the curvature of the reflecting mirror;
  • An alignment camera capable of imaging the mask side alignment mark and the workpiece side alignment mark; The alignment mark on the workpiece side calculated from the angle of the principal ray of the exposure light irradiated to the workpiece when exposing the mask pattern of the first layer and the gap between the mask and the workpiece.
  • a storage unit for storing an initial deviation component;
  • the workpiece-side corrected alignment mark obtained by offsetting the initial deviation component with respect to the workpiece-side alignment mark observed by the alignment camera;
  • a control device for alignment adjustment with the alignment mark on the mask side;
  • a proximity exposure apparatus comprising: (2) When exposing the pattern of the mask after the second layer, the mirror bending mechanism is driven based on the amount of deviation at each position of the mask side alignment mark and the workpiece side correction alignment mark.
  • the proximity exposure apparatus according to (1), wherein a curvature of the reflecting mirror is corrected.
  • the proximity exposure apparatus characterized in that: (4) When the storage unit exposes the mask pattern in a predetermined layer after the second layer, the position of the mask-side alignment mark at the time of exposure with respect to the workpiece-side correction alignment mark The deviation component is averaged when a predetermined number of workpieces are exposed and recorded as a distortion-induced deviation component, The proximity exposure apparatus according to (1), wherein the control device corrects the curvature of the reflecting mirror by the mirror bending mechanism based on the distortion-induced deviation component.
  • a work support part for supporting the work;
  • a mask support for supporting the mask;
  • An illumination optical system having a light source, an integrator, and a plurality of reflecting mirrors that reflect exposure light from the light source;
  • a proximity exposure apparatus that irradiates the work with exposure light from the light source through the mask and transfers the pattern of the mask to the work,
  • At least one of the plurality of reflecting mirrors has a mirror bending mechanism capable of correcting the curvature of the reflecting mirror; It has an alignment camera that can image the mask side alignment mark and the workpiece side alignment mark, When exposing the pattern of the mask in a predetermined layer after the second layer, a positional deviation component of the alignment mark on the workpiece side with respect to the alignment mark on the mask side at the time of exposure is determined with a predetermined number of workpieces.
  • a storage unit that averages and records as a strain-induced deviation component when exposed, Based on the strain-induced deviation component, a control unit that corrects the curvature of the reflecting mirror by the mirror bending mechanism;
  • a proximity exposure apparatus comprising: (6) a work support part for supporting the work; A mask support for supporting the mask; An illumination optical system having a light source, an integrator, and a plurality of reflecting mirrors that reflect exposure light from the light source; At least one of the plurality of reflecting mirrors has a mirror bending mechanism capable of correcting the curvature of the reflecting mirror; An alignment camera capable of imaging the mask side alignment mark and the workpiece side alignment mark;
  • a proximity exposure method comprising: irradiating the work with exposure light from the light source through the mask using a proximity exposure apparatus comprising: The initial alignment mark on the workpiece side calculated from the angle of the principal ray of the exposure light applied to the workpiece when exposing the pattern of the first layer mask and the gap between the mask and the workpiece Storing a deviation component; When exposing the
  • the proximity exposure method wherein the curvature of the reflecting mirror is corrected.
  • the proximity exposure apparatus further includes a mirror moving mechanism capable of moving the reflecting mirror including the mirror bending mechanism in a direction perpendicular to the reflecting mirror, When exposing the mask pattern of the second and subsequent layers, an average shift amount is calculated based on the shift amount at each position of the mask side alignment mark and the workpiece side correction alignment mark, and the average The tilt of the reflecting mirror is changed by the mirror moving mechanism based on the shift amount, and the curvature of the reflecting mirror is corrected by the mirror bending mechanism based on the difference between the shift amount at each position and the average shift amount.
  • the proximity exposure method according to (6).
  • a positional deviation component between the correction mark on the workpiece side and the alignment mark on the mask side at the time of exposure is set to a predetermined value.
  • a proximity exposure method comprising: irradiating the work with exposure light from the light source through the mask using a proximity exposure apparatus comprising: When exposing the pattern of the mask in a predetermined layer after the second layer, a positional deviation component of the alignment mark on the workpiece side with respect to the alignment mark on the mask side at the time of exposure is determined with a predetermined number of workpieces. A process of averaging and recording as a strain-induced deviation component when exposed; Correcting the curvature of the reflecting mirror by the mirror bending mechanism based on the strain-induced deviation component; A proximity exposure method comprising:
  • the proximity exposure apparatus and the proximity exposure method of the present invention calculation is performed from the angle of the principal ray of the exposure light applied to the workpiece and the gap between the mask and the workpiece when the first mask pattern is exposed.
  • the initial deviation component of the workpiece side alignment mark is stored, and when the mask pattern of the second and subsequent layers is exposed, the initial deviation component is offset with respect to the workpiece side alignment mark observed by the alignment camera.
  • Alignment adjustment is performed using the obtained workpiece-side corrected alignment mark and the mask-side alignment mark. Thereby, the mask pattern can be accurately exposed and transferred by correcting the alignment error caused by the principal ray angle of the exposure light accompanying the mirror bending.
  • the alignment on the mask side during exposure is performed with respect to the alignment mark on the workpiece side.
  • the positional deviation component with respect to the mark is averaged when a predetermined number of workpieces are exposed and recorded as a distortion-induced deviation component, and the curvature of the reflecting mirror is corrected by a mirror bending mechanism based on the distortion-induced deviation component.
  • the mask pattern can be accurately exposed and transferred by correcting the shift amount caused by the distortion inherent to the workpiece.
  • FIG. 1 is a front view of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the illumination optical system shown in FIG. (A) is a plan view showing a mirror deformation unit of the illumination optical system, (b) is a cross-sectional view taken along line AA in (a), and (c) is a cross-sectional view along B--B in (a). It is sectional drawing along a B line. It is a figure which shows the state which act
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the state which the alignment mark of a mask shifts
  • (A) is a schematic diagram showing a positional relationship between a mask-side alignment mark and a workpiece-side alignment mark observed by an alignment camera before alignment adjustment, and (b) is a mask-side alignment mark after alignment adjustment.
  • FIG. 10 It is a schematic diagram which shows the positional relationship with the alignment mark by the side of a workpiece
  • (A) is an example of the operation state of the mirror movement mechanism of FIG. 10, and
  • (b) is another example of the operation state of the mirror movement mechanism of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a positional relationship between a mask side alignment mark and a work side alignment mark when a fourth work is exposed by averaging shift components of the first to third alignment marks.
  • the proximity exposure apparatus PE uses a mask M smaller than the workpiece W as a material to be exposed, holds the mask M on a mask stage (mask support portion) 1, and holds the workpiece W on the workpiece stage (workpiece (workpiece)).
  • the patterning light is irradiated from the illumination optical system 3 toward the mask M.
  • the pattern of the mask M is exposed and transferred onto the workpiece W.
  • the work stage 2 is moved stepwise with respect to the mask M in the two axial directions of the X axis direction and the Y axis direction, and exposure transfer is performed for each step.
  • an X-axis stage feed mechanism 5 for moving the X-axis feed base 5a stepwise in the X-axis direction is installed on the apparatus base 4.
  • a Y-axis stage feed mechanism 6 for step-moving the Y-axis feed base 6a in the Y-axis direction is installed in order to move the work stage 2 stepwise in the Y-axis direction.
  • the work stage 2 is installed on the Y-axis feed base 6 a of the Y-axis stage feed mechanism 6.
  • the work W On the upper surface of the work stage 2, the work W is held in a state of being sucked by a work chuck or the like. Further, a substrate side displacement sensor 15 for measuring the lower surface height of the mask M is disposed on the side portion of the work stage 2. Therefore, the substrate side displacement sensor 15 can move in the X and Y axis directions together with the work stage 2.
  • a plurality of (four in the embodiment shown in the figure) X-axis linear guide rails 51 are arranged in the X-axis direction, and each guide rail 51 has a lower surface of the X-axis feed base 5 a.
  • a slider 52 fixed to the bridge is straddled.
  • the X-axis feed base 5 a is driven by the first linear motor 20 of the X-axis stage feed mechanism 5 and can reciprocate along the guide rail 51 in the X-axis direction.
  • a plurality of guide rails 53 for Y-axis linear guides are arranged on the X-axis feed base 5a in the Y-axis direction.
  • Each guide rail 53 has a slider 54 fixed to the lower surface of the Y-axis feed base 6a. Is straddled. Accordingly, the Y-axis feed base 6 a is driven by the second linear motor 21 of the Y-axis stage feed mechanism 6 and can reciprocate in the Y-axis direction along the guide rail 53.
  • the vertical coarse motion device 7 having a relatively coarse positioning resolution but a large moving stroke and moving speed, and the vertical coarse motion Positioning with high resolution is possible compared with the apparatus 7, and a vertical fine movement apparatus 8 is provided for finely adjusting the gap between the opposing surfaces of the mask M and the work W to a predetermined amount by finely moving the work stage 2 up and down. .
  • the vertical coarse movement device 7 moves the work stage 2 up and down with respect to the fine movement stage 6b by an appropriate drive mechanism provided on the fine movement stage 6b described later.
  • the stage coarse movement shafts 14 fixed at four positions on the bottom surface of the work stage 2 are engaged with linear motion bearings 14a fixed to the fine movement stage 6b, and are guided in the vertical direction with respect to the fine movement stage 6b.
  • it is desirable that the vertical coarse motion device 7 has high repeated positioning accuracy even if the resolution is low.
  • the vertical fine movement device 8 includes a fixed base 9 fixed to the Y-axis feed base 6a, and a linear guide guide rail 10 attached to the fixed base 9 with its inner end inclined obliquely downward.
  • a ball screw nut (not shown) is coupled to a slide body 12 that reciprocates along the guide rail 10 via a slider 11 straddling the guide rail 10, and an upper end surface of the slide body 12. Is in contact with the flange 12a fixed to the fine movement stage 6b so as to be slidable in the horizontal direction.
  • the vertical fine movement device 8 may drive the slide body 12 by a linear motor instead of driving the slide body 12 by the motor 17 and the ball screw.
  • the vertical fine movement device 8 is installed on one end side (left end side in FIG. 1) in the Y-axis direction of the Z-axis feed base 6a and two on the other end side, for a total of three units, and each is independently driven and controlled. It has become so. Accordingly, the vertical fine movement device 8 independently finely adjusts the heights of the three flanges 12 a based on the measurement results of the gap amounts between the mask M and the workpiece W at a plurality of locations by the gap sensor 27, and the workpiece stage 2. Fine-tune the height and inclination of In addition, when the height of the work stage 2 can be sufficiently adjusted by the vertical fine movement device 8, the vertical coarse movement device 7 may be omitted.
  • a bar mirror (both not shown) facing the interferometer is installed.
  • the bar mirror 19 facing the Y-axis laser interferometer 18 is arranged along the X-axis direction on one side of the Y-axis feed base 6a, and the bar mirror facing the X-axis laser interferometer is located on the Y-axis feed base 6a. It is arranged along the Y-axis direction on one end side.
  • the Y-axis laser interferometer 18 and the X-axis laser interferometer are each arranged so as to always face the corresponding bar mirror and supported by the apparatus base 4.
  • Two Y-axis laser interferometers 18 are installed apart from each other in the X-axis direction.
  • the two Y-axis laser interferometers 18 detect the position of the Y-axis feed base 6a and consequently the work stage 2 in the Y-axis direction and the yawing error via the bar mirror 19.
  • the X-axis laser interferometer detects the position of the X-axis feed base 5a and eventually the work stage 2 in the X-axis direction via the opposing bar mirror.
  • the mask stage 1 is inserted in a X, Y, ⁇ direction (in the X, Y plane) by inserting a mask base frame 24 composed of a substantially rectangular frame body and a gap into a central opening of the mask base frame 24.
  • the mask base frame 24 is held at a fixed position above the work stage 2 by a support column 4a protruding from the apparatus base 4.
  • a frame-shaped mask holder 26 is provided on the lower surface of the central opening of the mask frame 25. That is, a plurality of mask holder suction grooves connected to a vacuum suction device (not shown) are provided on the lower surface of the mask frame 25, and the mask holder 26 is sucked to the mask frame 25 through the plurality of mask holder suction grooves. Retained.
  • a plurality of mask suction grooves are provided on the lower surface of the mask holder 26 for sucking the peripheral portion of the mask M on which the mask pattern is not drawn.
  • the mask M passes through the mask suction grooves. Then, it is detachably held on the lower surface of the mask holder 26 by a vacuum suction device (not shown).
  • the mask frame 25 is equipped with a CCD camera 30 for alignment adjustment that images the alignment mark Ma of the mask M and the alignment mark Wa of the workpiece W.
  • the proximity exposure apparatus PE includes a control device 90 that adjusts the alignment between the mask M and the workpiece W based on the distance between the alignment mark Ma of the mask M and the alignment mark Wa of the workpiece W taken by the CCD camera 30.
  • the control device 90 includes a storage unit 91 that stores an initial deviation component of an alignment mark Wa of the workpiece W, which will be described later, and a distortion-induced deviation component caused by workpiece-specific distortion.
  • the work stage 2 is provided with a plurality of illuminance sensors 95 as illuminance measuring means for measuring the illuminance of the exposure light irradiated on the work stage 2.
  • the illumination optical system 3 of the exposure apparatus PE of the present embodiment includes a high-pressure mercury lamp 61 that is a light source for ultraviolet irradiation, and a reflector 62 that collects light emitted from the high-pressure mercury lamp 61.
  • a multi-lamp unit 60 provided with a flat mirror 63 for changing the direction of the optical path EL, an exposure control shutter unit 64 for controlling the opening and closing of the irradiation optical path,
  • An optical integrator 65 that emits light collected by the reflector 62 so as to have as uniform illumination distribution as possible in the irradiation region, a plane mirror 66 for changing the direction of the optical path EL emitted from the optical integrator 65, and a high pressure
  • a collimation mirror 67 for irradiating light from the mercury lamp 61 as parallel light;
  • a DUV cut filter, a polarization filter, and a band pass filter may be disposed between the optical integrator 65 and the exposure surface.
  • the light source may be a single lamp as a high-pressure mercury lamp, or may be constituted by an LED.
  • the exposure control shutter unit 64 When the exposure control shutter unit 64 is controlled to open during exposure, the light emitted from the multi-lamp unit 60 passes through the plane mirror 63, the optical integrator 65, the plane mirror 66, the collimation mirror 67, and the plane mirror 68. Then, the mask M held by the mask holder 26 and, consequently, the surface of the work W are irradiated as light for pattern exposure, and the exposure pattern of the mask M is exposed and transferred onto the work W.
  • the plane mirrors 66 and 68 are made of a glass material formed in a rectangular shape in front view.
  • the mask-side flat mirror 68 is supported on the mirror deformation unit holding frame 71 by a plurality of mirror deformation units 70 which are mirror bending mechanisms provided on the back surface side of the flat mirror 68.
  • the mirror deformation unit 70 includes a plurality of pads 72, a plurality of holding members 73, and a plurality of motors 74 that are drive devices.
  • the mirror deformation units 70 are provided at three locations near the center of the back surface of the flat mirror 68 and 16 peripheral portions.
  • the pad 72 is fixed to the back surface of the flat mirror 68 with an adhesive.
  • the pad 72 is fixed to the support portion 75 provided so as to sandwich the front and back surfaces of the flat mirror 68 with an adhesive.
  • Each holding member 73 one end of which is fixed to the pad 72, is provided with a ball joint 76 as a bending mechanism that allows bending of ⁇ 0 ⁇ 5 deg or more at a position near the pad 72.
  • a motor 74 is attached to the other end opposite to the holding frame 71.
  • the holding member 73 at the center of the flat mirror 68 may be fixed to the mirror deformation unit holding frame 71.
  • guide members 77 and 78 are attached to the rectangular mirror deformation unit holding frame 71 at positions on two sides orthogonal to each other, and on the side surface of the support portion 75 facing these guide members 77 and 78, A rolling member 79 is attached.
  • a low friction mechanism 80 such as Teflon (registered trademark) is applied to the guide surfaces 77 a and 78 a of the guide members 77 and 78 that guide the rolling member 79.
  • a plurality of contact sensors 81 are attached to the back surface of each position of the flat mirror 68 that reflects exposure light at the position of an alignment mark (not shown) on the mask side.
  • the plane mirror 68 drives the motor 74 of each mirror deformation unit 70 while sensing the amount of displacement of the plane mirror 68 by the contact sensor 81, so that each mirror deformation unit 70 changes its length.
  • the support part 75 is moved linearly. Due to the difference in length of each mirror deformation unit 70, the plane mirror 68 is guided by the two guide members 77 and 78 via the rolling member 79 provided on the support 75, and the curvature thereof is locally determined. It can be corrected.
  • each motor 74 of the mirror deformation unit 70 of the plane mirror 68 is connected to a control unit 94 that sends a control signal to each motor 74 based on a command from the control device 90.
  • the control unit 94 corrects the curvature of the flat mirror 68 to correct distortion of the workpiece W, which will be described later, and controls the motor 74 so that variation in the illuminance of the exposure light measured by the illuminance sensor 95 is suppressed. Give a signal.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of the mirror deformation unit 70.
  • the pattern of the mask M is exposed on the workpiece W (step S1), and the exposure transfer pattern Wp is measured (step S2). Then, the length measurement result is compared with the design value (step S3), the correction amount is determined from the difference (step S4), the shape of the plane mirror 68 is determined (step S5), and each motor of the mirror deformation unit 70 is determined.
  • the drive amount 74 is determined (step S6).
  • each mirror deformation unit 70 is provided with a ball joint 76, so that the support side portion can be rotated three-dimensionally, and each pad 72 can be It can be inclined along the surface of the plane mirror 68. For this reason, the adhesive peeling between each pad 72 and the plane mirror 68 is prevented, and the stress of the plane mirror 68 between the pads 72 having different movement amounts is suppressed, and the average fracture stress value is made of a small glass material. Even when the curvature of the plane mirror 68 is locally corrected, the plane mirror 68 can be bent on the order of 10 mm without damaging the plane mirror 68, and the curvature can be greatly changed.
  • the exposure position of the first layer without the base mark is determined by the mechanical accuracy of the proximity exposure apparatus PE.
  • the alignment mark Wa of the workpiece W used in the exposure of each layer after the second layer is exposed.
  • the exposure of the first layer for example, exposure to a rectangle may be slightly distorted due to the gap distribution of the exposure apparatus, the distribution of the declination angle of the illumination apparatus, the temperature distortion of the workpiece, and the like.
  • the pattern of the exposure result of the first layer is measured, the deviation amount between the design coordinates and the measurement coordinates is obtained, and the mirror bending amount is determined based on the deviation amount. That is, the measurement result is brought close to the design coordinate value so that the deviation amount becomes zero.
  • the angle (declination angle) of the principal ray EL is tilted with respect to the direction perpendicular to the workpiece W as shown in FIG.
  • the mask M is formed at a position shifted from a position directly below the alignment mark Ma.
  • the amount of deviation (initial deviation component) between the alignment mark Ma of the mask M and the alignment mark Wa of the workpiece W in the exposure of the first layer of workpiece W is obtained by the flowchart shown in FIG. That is, a declination angle (step S11) determined corresponding to the position of each alignment mark Ma is first obtained from the shape of the plane mirror 68 and the pattern of the mask M. Based on each declination angle and the exposure gap between the mask M and the workpiece W (step S12), an initial deviation component is calculated (step S13). This initial deviation component is stored in the storage unit 91.
  • the alignment mark Ma of the mask M and the alignment mark Wa of the work W are simultaneously observed by the CCD camera 30 (step S21).
  • a workpiece-side corrected alignment mark obtained by offsetting the initial deviation component (step S22) stored in the storage unit 91 with respect to the workpiece-side alignment mark Wa observed by the CCD camera 30 is used.
  • the alignment correction amount is determined between the mask M and the alignment mark Ma (step S23).
  • the mask M held on the mask stage (mask support) 1 is moved by a mask driving unit (not shown) to adjust the alignment (step S24).
  • the alignment adjustment can be performed so that the alignment mark Ma of the mask M and the alignment mark Wa of the workpiece W are matched.
  • the error due to the mirror deformation unit the error due to the alignment operation, the elongation due to the temperature change of the workpiece when the workpiece W is subjected to the exposure process, the change in the suction state, the characteristics of the workpiece, etc. Further distortion is included. For this reason, the position of each mark observed in actual exposure does not match all the alignment marks on the mask side and the correction alignment mark on the workpiece side even if the alignment adjustment is performed by offsetting the initial deviation component. Alignment adjustment is performed so that the total amount of deviation between the mask side alignment mark and the workpiece side alignment mark is minimized.
  • each mirror deformation unit 70 by driving the motor of each mirror deformation unit 70 for each workpiece W based on the shift amount at each position of the mask side alignment mark and the workpiece side correction alignment mark, The plane mirror 68 is further corrected for mirror bending. Accordingly, it is possible to remove the shift amount due to the distortion inherent to the workpiece W and to expose the workpiece W in the second and subsequent layers.
  • the initial deviation component of the alignment mark Wa on the workpiece W side calculated from the gap between the mask M and the workpiece W is stored, and is observed by the CCD camera 30 when exposing the pattern of the mask M on the second and subsequent layers.
  • Alignment adjustment is performed using the workpiece W-side corrected alignment mark obtained by offsetting the initial deviation component with respect to the workpiece W-side alignment mark Wa and the mask M-side alignment mark Ma.
  • the pattern of the mask M can be accurately exposed and transferred by correcting the alignment error caused by the angle of the principal ray EL of the exposure light accompanying the mirror bending.
  • the mirror deformation unit 70 when exposing the pattern of the mask M of the second and subsequent layers, is based on the shift amount at each position between the mask side alignment mark Ma and the workpiece side correction alignment mark. Since the curvature of the plane mirror 68 is corrected by driving, the amount of deviation due to the distortion inherent to the workpiece W can be removed, and the exposure accuracy of the workpiece W in the second and subsequent layers can be further improved.
  • the plane mirror 68 including the mirror deformation unit 70 further includes a plurality (four in this embodiment) of mirror movement mechanisms 80 that can move in the vertical direction with respect to the plane mirror 68. .
  • the plurality of mirror moving units 80 are respectively attached to the four corners of the mirror deformation unit holding frame 71.
  • the plurality of mirror moving units 80 for example, tilt the entire plane mirror 68 with respect to the X direction, the Y direction, or both the X and Y directions to change the angle of the principal ray from the light source. To be driven.
  • the average deviation amount G of the deviation amounts at each position is expressed by the following equation.
  • the mirror moving mechanism 80 is driven based on the x component and the y component of the average deviation amount G, and the inclination of the plane mirror 68 is changed.
  • the correction angle ⁇ is expressed by the following equation when the exposure gap is gap ( ⁇ m).
  • only one mirror moving mechanism 80 in the x direction may be moved as shown in FIG. 11A, or as shown in FIG.
  • the mirror moving mechanisms 80 on both sides in the x direction may be moved A / 2 equally in the opposite direction.
  • the difference Ai Pi ⁇ G between the shift amount Pi and the average shift amount G at each position is calculated, and the curvature of the plane mirror 68 is corrected by the mirror deformation unit 70 based on this difference.
  • the average deviation amount is based on the deviation amount Pi at each position between the mask side alignment mark Ma and the workpiece side correction alignment mark.
  • G is calculated, the inclination of the plane mirror 68 is changed by the mirror moving mechanism 80 based on the average deviation amount G, and the mirror deformation unit is based on the difference Ai between the deviation amount Pi and the average deviation amount G at each position.
  • the curvature of the plane mirror 68 is corrected by 70. Accordingly, the deviation amount due to the distortion inherent to the workpiece W can be removed, and the exposure accuracy of the workpiece W in the second and subsequent layers can be further improved, and the stroke of the mirror deformation unit 70 can be set to be small. 68 bending can be suppressed.
  • Other configurations and operations are the same as or equivalent to those of the first embodiment.
  • the alignment mark Wa on the workpiece side also includes a shift component due to distortion inherent to the workpiece W, in this embodiment as well, this shift component is used for exposure of the second and subsequent workpieces W. The amount of deviation due to is corrected.
  • the observed alignment mark Wa on the workpiece side includes a deviation component B due to distortion inherent to the workpiece W in addition to the initial deviation component A due to the mirror bending correction described above.
  • the observed workpiece-side alignment mark Wa is offset by offsetting the initial deviation component A due to mirror bending correction.
  • a correction alignment mark Wa ′ on the side is provided, and a deviation component B due to distortion inherent in the workpiece W is included therein.
  • the positions of the workpiece-side corrected alignment marks Wa ′ (Wa1 ′, Wa2 ′, Wa3 ′) including the deviation component B are different for each workpiece W as shown in FIGS.
  • this workpiece-side corrected alignment mark Wa ′ is exposed to a predetermined number of workpieces (three workpieces in FIG. 14) with respect to a positional deviation component from the mask-side alignment mark Ma at the time of exposure. Are averaged and recorded as a distortion-induced deviation component C (see FIG. 14D). Based on the distortion-induced deviation component C, the curvature of the plane mirror 68 is corrected by the mirror deformation unit 70.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a procedure for correcting the initial deviation component of the alignment mark and further correcting the deviation component due to the distortion inherent to the workpiece to expose the second and subsequent workpieces.
  • the CCD camera 30 simultaneously observes the alignment mark Ma of the mask M and the alignment mark Wa of the workpiece W (step S31), and stores them in the storage unit 91 for the alignment mark Ma of the mask M.
  • the auxiliary alignment mark Wa ′ is obtained by offsetting the initial deviation component (step S32).
  • step S33 alignment adjustment is performed using the workpiece-side corrected alignment mark Wa ′ and the alignment mark Ma of the mask M (step S33).
  • the mask stage (mask support part) 1 is moved (step S34), and the process returns to step S31.
  • step S35 the average value of the deviation components B due to distortion inherent to each workpiece W (three workpieces W in FIG. 14) (distortion-induced deviation components). C) is calculated (step S36), and this is corrected as the alignment mark reference position (step S37).
  • step S38 the correction conversion coefficient of the pattern correction position is calculated from the position of the alignment mark Wa (step S38), the exposure pattern correction amount is calculated (step S39), and the shape of the plane mirror 68 is determined (step S40).
  • step S41 it is determined whether or not the operating range of the motor 74 for achieving the shape of the obtained flat mirror 68 exceeds the limit (step S41).
  • step S41 it is difficult to correct the shape of the plane mirror 68 beyond this, so exposure transfer is performed in step S45.
  • step S42 a further movement amount (difference) of the motor 74 is calculated (step S42), and the motor 74 is operated by the difference (step S43) to obtain a plane mirror.
  • the shape of 68 is deformed (step S44), and the pattern of the mask M is exposed and transferred onto the workpiece W (step S45).
  • step S46 the work stage (work support unit) 2 is moved to the next exposure position (step S47), the motor 74 is moved to the set position (step S48), and the process proceeds to step S31. Return and repeat the same operation.
  • the proximity exposure apparatus PE and the proximity exposure method of the present embodiment when the pattern of the mask M in the second and subsequent layers is exposed, the workpiece side correction alignment mark Wa ′ is applied. Then, the positional deviation component with respect to the alignment mark Ma on the mask side at the time of exposure is averaged when a predetermined number of workpieces W are exposed and recorded as a distortion-induced deviation component C. Based on the distortion-induced deviation component C, The curvature of the plane mirror 68 is corrected by the mirror deformation unit 70. As a result, the shift component B caused by the distortion inherent in the workpiece W can be corrected and the pattern of the mask M can be accurately exposed and transferred.
  • the corrected alignment mark Wa ′ on the workpiece side is offset and given in addition to the initial distortion components. Can do.
  • the correction of the shift amount due to the distortion inherent to the workpiece may be performed independently of the correction of the alignment error due to the angle of the principal ray of the exposure light accompanying the mirror bending. That is, in the proximity exposure apparatus and the proximity exposure method of the present invention, when exposing the mask pattern in the second and subsequent predetermined layers, the alignment mark on the mask side during exposure is different from the alignment mark on the workpiece side. These positional deviation components are averaged when a predetermined number of workpieces are exposed and recorded as distortion-induced deviation components, and the curvature of the reflecting mirror is corrected by a mirror bending mechanism based on the distortion-induced deviation components. As a result, the mask pattern can be accurately exposed and transferred by correcting the shift amount due to the distortion inherent to the workpiece.
  • Mask stage (mask support part) 2 Work stage (work support part) 3 Illumination optical system 30 CCD camera (alignment camera) 60 Multi lamp unit (light source) 65 Optical Integrator 68 Plane Mirror (Reflector) 70 Mirror deformation unit (mirror bending mechanism) 90 Control Device 91 Storage Unit EL Main Ray M Mask Ma Mask Side Alignment Mark PE Proximity Exposure Device W Work Wa, Wa1, Wa2, Wa3 Work Side Alignment Mark Wa ′, Wa1 ′, Wa2 ′, Wa3 ′ Work Side Assist Alignment mark

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Abstract

曲率を補正可能なミラー変形ユニット(70)を有する平面ミラー(68)と、マスクM側のアライメントマーク(Ma)とワーク(W)側のアライメントマーク(Wa)とを撮像可能なCCDカメラ(30)と、1層目のマスク(M)のパターンを露光する際におけるワーク(W)に照射される主光線(EL)の角度とマスク(M)及びワーク(W)間のギャップとから計算されるアライメントマーク(Wa)の初期ずれ成分を記憶する記憶部(91)と、2層目以降のマスク(M)のパターンを露光する際、CCDカメラ(30)により観測されるワーク(W)側のアライメントマーク(Wa)に対して初期ずれ成分をオフセットして得られたワーク(W)側の補正アライメントマーク(Wa´)と、マスクM側のアライメントマーク(Ma)とでアライメント調整する制御装置(90)と、を備える。

Description

近接露光装置及び近接露光方法
 本発明は、近接露光装置及び近接露光方法に関する。
 従来、特許文献1には、反射鏡の曲率を補正可能なミラー曲げ機構をそれぞれ備える複数の反射鏡を有し、マスク側の一方の反射鏡は、ワークのひずみ量に応じてミラー曲げ機構を駆動させてワークの歪を補正し、他方の反射鏡は、一方の反射鏡の曲率を補正した状態で、ミラー曲げ機構を駆動させて反射鏡の曲率を補正して露光光の照度分布を向上させる露光装置が開示されている。
日本国特開2015-146417号公報
 ところで、特許文献1に記載のように、ミラー曲げを行うと、ワークに照射される露光光の主光線の角度がワークに対して垂直ではなくなり、転写パターンがその分だけずれて転写されることになる。このため、2層目を露光する際のアライメントに使用される、1層目を露光した際に転写されたワーク側のアライメントマークは、位置ずれして転写されている場合がある。このワーク側のアライメントマークを用いてアライメント調整し、2層目以降の露光を行うと、上記主光線の角度のずれ分だけずれて露光転写されるため、露光精度が低下する。
 また、ワークは露光した際に、ワークの温度変化による伸長、吸着状態の変化、ワークの特性等により、ワークごとに固有の歪が生じる。このため、2層目以降を露光する際のアライメントに使用される、ワーク側のアライメントマークには、上記ワークに固有の歪によっても位置ずれして転写されている場合がある。
 特許文献1に記載の露光装置では、ワークの歪に応じて反射鏡の曲率を補正しているが、1層目の露光時のデクリネーション角の変化分だけ、アライメントマークが位置ずれする点を考慮していない。また、アライメントマークの位置ずれだけでは、ワーク固有のひずみを判断することができない。
 本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、ミラー曲げに伴う露光光の主光線の角度に起因するアラメント誤差を補正してマスクのパターンを精度よく露光転写可能な近接露光装置及び近接露光方法を提供することにある。また、第2の目的は、ワーク固有の歪に起因するずれ量を補正してマスクのパターンを精度よく露光転写可能な近接露光装置及び近接露光方法を提供することにある。
 本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) ワークを支持するワーク支持部と、
 マスクを支持するマスク支持部と、
 光源、インテグレータ、及び光源からの露光光を反射する複数の反射鏡を有する照明光学系と、
を備え、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクのパターンを前記ワークに転写する近接露光装置であって、
 前記複数の反射鏡の内の少なくとも1つの前記反射鏡は、前記反射鏡の曲率を補正可能なミラー曲げ機構を有し、
 マスク側のアライメントマークと、ワーク側のアライメントマークとを撮像可能なアライメントカメラと、
 1層目の前記マスクのパターンを露光する際における前記ワークに照射される前記露光光の主光線の角度と、前記マスク及び前記ワーク間のギャップとから計算される、前記ワーク側のアライメントマークの初期ずれ成分を記憶する記憶部と、
 2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記アライメントカメラにより観測される前記ワーク側のアライメントマークに対して前記初期ずれ成分をオフセットして得られたワーク側の補正アライメントマークと、前記マスク側のアライメントマークとでアライメント調整する制御装置と、
を備えることを特徴とする近接露光装置。
(2) 前記2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記マスク側のアライメントマークと前記ワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、前記ミラー曲げ機構を駆動して前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする(1)に記載の近接露光装置。
(3) 前記ミラー曲げ機構を備えた前記反射鏡を、該反射鏡に対して垂直方向にそれぞれ移動可能なミラー移動機構をさらに備え、
 前記2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記マスク側のアライメントマークと前記ワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、平均ずれ量を算出し、該平均ずれ量に基づいて前記ミラー移動機構によって前記反射鏡の傾きを変更すると共に、前記各位置でのずれ量と前記平均ずれ量との差分に基づいて前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする(1)に記載の近接露光装置。
(4) 前記記憶部は、2層目以降の所定の層における前記マスクのパターンを露光する際、前記ワーク側の補正アライメントマークに対して、露光する際の前記マスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録し、
 前記制御装置は、前記ひずみ起因ずれ成分に基づいて、前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする(1)に記載の近接露光装置。
(5) ワークを支持するワーク支持部と、
 マスクを支持するマスク支持部と、
 光源、インテグレータ、及び光源からの露光光を反射する複数の反射鏡を有する照明光学系と、
を備え、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクのパターンを前記ワークに転写する近接露光装置であって、
 前記複数の反射鏡の内の少なくとも1つの前記反射鏡は、前記反射鏡の曲率を補正可能なミラー曲げ機構を有し、
 マスク側のアライメントマークと、ワーク側のアライメントマークとを撮像可能なアライメントカメラを備え、
 2層目以降の所定の層における前記マスクのパターンを露光する際、前記ワーク側のアライメントマークに対して、露光する際の前記マスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録する記憶部と、
 前記ひずみ起因ずれ成分に基づいて、前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正する制御部と、
を備えることを特徴とする近接露光装置。
(6) ワークを支持するワーク支持部と、
 マスクを支持するマスク支持部と、
 光源、インテグレータ、及び光源からの露光光を反射する複数の反射鏡を有する照明光学系と、
 前記複数の反射鏡の内の少なくとも1つの前記反射鏡は、前記反射鏡の曲率を補正可能なミラー曲げ機構を有し、
 マスク側のアライメントマークと、ワーク側のアライメントマークとを撮像可能なアライメントカメラと、
を備える近接露光装置を用いて、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクのパターンを前記ワークに転写する近接露光方法であって、
 1層目のマスクのパターンを露光する際における前記ワークに照射される前記露光光の主光線の角度と、前記マスク及び前記ワーク間のギャップとから計算される、前記ワーク側のアライメントマークの初期ずれ成分を記憶する工程と、
 2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記アライメントカメラにより観測される前記ワーク側のアライメントマークに対して前記初期ずれ成分をオフセットして得られたワーク側の補正アライメントマークと、前記マスク側のアライメントマークとでアライメント調整する工程と、
を備えることを特徴とする近接露光方法。
(7) 前記2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記マスク側のアライメントマークと前記ワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、前記ミラー曲げ機構を駆動して前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする(6)に記載の近接露光方法。
(8) 前記近接露光装置は、前記ミラー曲げ機構を備えた前記反射鏡を、該反射鏡に対して垂直方向にそれぞれ移動可能なミラー移動機構をさらに備え、
 前記2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記マスク側のアライメントマークと前記ワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、平均ずれ量を算出し、該平均ずれ量に基づいて前記ミラー移動機構によって前記反射鏡の傾きを変更すると共に、前記各位置でのずれ量と前記平均ずれ量との差分に基づいて前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする(6)に記載の近接露光方法。
(9) 2層目以降の所定の層における前記マスクのパターンを露光する際、前記ワーク側の補正アライメントマークに対して、露光する際の前記マスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録する工程と、
 前記ひずみ起因ずれ成分に基づいて、前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正する工程と、
を備えることを特徴とする(6)に記載の近接露光方法。
(10) ワークを支持するワーク支持部と、
 マスクを支持するマスク支持部と、
 光源、インテグレータ、及び光源からの露光光を反射する複数の反射鏡を有する照明光学系と、
 前記複数の反射鏡の内の少なくとも1つの前記反射鏡は、前記反射鏡の曲率を補正可能なミラー曲げ機構を有し、
 マスク側のアライメントマークと、ワーク側のアライメントマークとを撮像可能なアライメントカメラと、
を備える近接露光装置を用いて、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクのパターンを前記ワークに転写する近接露光方法であって、
 2層目以降の所定の層における前記マスクのパターンを露光する際、前記ワーク側のアライメントマークに対して、露光する際の前記マスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録する工程と、
 前記ひずみ起因ずれ成分に基づいて、前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正する工程と、
を備えることを特徴とする近接露光方法。
 本発明の近接露光装置及び近接露光方法によれば、1層目のマスクのパターンを露光する際におけるワークに照射される前記露光光の主光線の角度と、マスク及びワーク間のギャップとから計算される、ワーク側のアライメントマークの初期ずれ成分を記憶し、2層目以降のマスクのパターンを露光する際、アライメントカメラにより観測されるワーク側のアライメントマークに対して初期ずれ成分をオフセットして得られたワーク側の補正アライメントマークと、マスク側のアライメントマークとでアライメント調整する。これにより、ミラー曲げに伴う露光光の主光線の角度に起因するアラメント誤差を補正してマスクのパターンを精度よく露光転写することができる。
 また、本発明の近接露光装置及び近接露光方法によれば、2層目以降の所定の層におけるマスクのパターンを露光する際、ワーク側のアライメントマークに対して、露光する際のマスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録し、ひずみ起因ずれ成分に基づいて、ミラー曲げ機構によって反射鏡の曲率を補正する。これにより、ワーク固有の歪に起因するずれ量を補正してマスクのパターンを精度よく露光転写することができる。
本発明の第1実施形態に係る露光装置の正面図である。 図1に示す照明光学系を示す図である。 (a)は、照明光学系のミラー変形ユニットを示す平面図であり、(b)は(a)のA-A線に沿った断面図であり、(c)は、(a)のB-B線に沿った断面図である。 図3のミラー変形ユニットの支持機構を作動した状態を示す図である。 ミラー変形ユニットの作動手順を示すフローチャートである。 デクリネーション角によりマスクのアライメントマークがずれてワークに転写される状態を示す模式図である。 本発明の第1実施形態に係る、デクリネーション角と露光ギャップとからアライメントマークの初期ずれ成分を算出する手順を示すフローチャートである。 本発明の第1実施形態に係る、アライメントマークの初期ずれ成分を補正してアライメント調整する手順を示すフローチャートである。 (a)は、アライメント調整前にアライメントカメラで観測されるマスク側のアライメントマークとワーク側のアライメントマークとの位置関係を示す模式図、(b)は、アライメント調整後のマスク側のアライメントマークとワーク側のアライメントマークとの位置関係を示す模式図である。 本発明の第2実施形態に係る、ミラー移動機構を備えた平面ミラーの概略斜視図である。 (a)は、図10のミラー移動機構の動作状態の一例であり、(b)は、図10のミラー移動機構の動作状態の他の例である。 本発明の第3実施形態に係る、アライメントマークの初期ずれ成分を補正し、さらにワーク固有の歪によるずれ成分を補正して2層目以降のワークを露光する手順を示すフローチャートである。 初期ずれ成分をオフセットしたマーク間距離の平均値に基づいて、2層目以降の所定の層のマスクのパターンを露光する状態を示す模式図である。 (a)は1枚目のワーク露光時のマスク側のアライメントマークとワーク側のアライメントマークとの位置関係を示す模式図、(b)は2枚目のワーク露光時のマスク側のアライメントマークとワーク側のアライメントマークとの位置関係を示す模式図、(c)は3枚目のワーク露光時のマスク側のアライメントマークとワーク側のアライメントマークとの位置関係を示す模式図、(d)は4枚目のワークを、1~3枚目のアライメントマークのずれ成分の平均化して露光する時のマスク側のアライメントマークとワーク側のアライメントマークとの位置関係を示す模式図である。
(第1実施形態)
 以下、本発明に係る露光装置の第1実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1に示すように、近接露光装置PEは、被露光材としてのワークWより小さいマスクMを用い、マスクMをマスクステージ(マスク支持部)1で保持すると共に、ワークWをワークステージ(ワーク支持部)2で保持し、マスクMとワークWとを近接させて所定の露光ギャップで対向配置した状態で、照明光学系3からパターン露光用の光をマスクMに向けて照射することにより、マスクMのパターンをワークW上に露光転写する。また、ワークステージ2をマスクMに対してX軸方向とY軸方向の二軸方向にステップ移動させて、ステップ毎に露光転写が行われる。
 ワークステージ2をX軸方向にステップ移動させるため、装置ベース4上には、X軸送り台5aをX軸方向にステップ移動させるX軸ステージ送り機構5が設置されている。X軸ステージ送り機構5のX軸送り台5a上には、ワークステージ2をY軸方向にステップ移動させるため、Y軸送り台6aをY軸方向にステップ移動させるY軸ステージ送り機構6が設置されている。Y軸ステージ送り機構6のY軸送り台6a上には、ワークステージ2が設置されている。ワークステージ2の上面には、ワークWがワークチャック等で真空吸引された状態で保持される。また、ワークステージ2の側部には、マスクMの下面高さを測定するための基板側変位センサ15が配設されている。従って、基板側変位センサ15は、ワークステージ2と共にX、Y軸方向に移動可能である。
 装置ベース4上には、複数(図に示す実施形態では4本)のX軸リニアガイドのガイドレール51がX軸方向に配置され、それぞれのガイドレール51には、X軸送り台5aの下面に固定されたスライダ52が跨架されている。これにより、X軸送り台5aは、X軸ステージ送り機構5の第1リニアモータ20で駆動され、ガイドレール51に沿ってX軸方向に往復移動可能である。また、X軸送り台5a上には、複数のY軸リニアガイドのガイドレール53がY軸方向に配置され、それぞれのガイドレール53には、Y軸送り台6aの下面に固定されたスライダ54が跨架されている。これにより、Y軸送り台6aは、Y軸ステージ送り機構6の第2リニアモータ21で駆動され、ガイドレール53に沿ってY軸方向に往復移動可能である。
 Y軸ステージ送り機構6とワークステージ2の間には、ワークステージ2を上下方向に移動させるため、比較的位置決め分解能は粗いが移動ストローク及び移動速度が大きな上下粗動装置7と、上下粗動装置7と比べて高分解能での位置決めが可能でワークステージ2を上下に微動させてマスクMとワークWとの対向面間のギャップを所定量に微調整する上下微動装置8が設置されている。
 上下粗動装置7は後述の微動ステージ6bに設けられた適宜の駆動機構によりワークステージ2を微動ステージ6bに対して上下動させる。ワークステージ2の底面の4箇所に固定されたステージ粗動軸14は、微動ステージ6bに固定された直動ベアリング14aに係合し、微動ステージ6bに対し上下方向に案内される。なお、上下粗動装置7は、分解能が低くても、繰り返し位置決め精度が高いことが望ましい。
 上下微動装置8は、Y軸送り台6aに固定された固定台9と、固定台9にその内端側を斜め下方に傾斜させた状態で取り付けられたリニアガイドの案内レール10とを備えており、該案内レール10に跨架されたスライダ11を介して案内レール10に沿って往復移動するスライド体12にボールねじのナット(図示せず)が連結されると共に、スライド体12の上端面は微動ステージ6bに固定されたフランジ12aに対して水平方向に摺動自在に接している。
 そして、固定台9に取り付けられたモータ17によってボールねじのねじ軸を回転駆動させると、ナット、スライダ11及びスライド体12が一体となって案内レール10に沿って斜め方向に移動し、これにより、フランジ12aが上下微動する。
 なお、上下微動装置8は、モータ17とボールねじによってスライド体12を駆動する代わりに、リニアモータによってスライド体12を駆動するようにしてもよい。
 この上下微動装置8は、Z軸送り台6aのY軸方向の一端側(図1の左端側)に1台、他端側に2台、合計3台設置されてそれぞれが独立に駆動制御されるようになっている。これにより、上下微動装置8は、ギャップセンサ27による複数箇所でのマスクMとワークWとのギャップ量の計測結果に基づき、3箇所のフランジ12aの高さを独立に微調整してワークステージ2の高さ及び傾きを微調整する。
 なお、上下微動装置8によってワークステージ2の高さを十分に調整できる場合には、上下粗動装置7を省略してもよい。
 また、Y軸送り台6a上には、ワークステージ2のY方向の位置を検出するY軸レーザ干渉計18に対向するバーミラー19と、ワークステージ2のX軸方向の位置を検出するX軸レーザ干渉計に対向するバーミラー(共に図示せず)とが設置されている。Y軸レーザ干渉計18に対向するバーミラー19は、Y軸送り台6aの一側でX軸方向に沿って配置されており、X軸レーザ干渉計に対向するバーミラーは、Y軸送り台6aの一端側でY軸方向に沿って配置されている。
 Y軸レーザ干渉計18及びX軸レーザ干渉計は、それぞれ常に対応するバーミラーに対向するように配置されて装置ベース4に支持されている。なお、Y軸レーザ干渉計18は、X軸方向に離間して2台設置されている。2台のY軸レーザ干渉計18により、バーミラー19を介してY軸送り台6a、ひいてはワークステージ2のY軸方向の位置及びヨーイング誤差を検出する。また、X軸レーザ干渉計により、対向するバーミラーを介してX軸送り台5a、ひいてはワークステージ2のX軸方向の位置を検出する。
 マスクステージ1は、略長方形状の枠体からなるマスク基枠24と、該マスク基枠24の中央部開口にギャップを介して挿入されてX,Y,θ方向(X,Y平面内)に移動可能に支持されたマスクフレーム25とを備えており、マスク基枠24は装置ベース4から突設された支柱4aによってワークステージ2の上方の定位置に保持されている。
 マスクフレーム25の中央部開口の下面には、枠状のマスクホルダ26が設けられている。即ち、マスクフレーム25の下面には、図示しない真空式吸着装置に接続される複数のマスクホルダ吸着溝が設けられており、マスクホルダ26が複数のマスクホルダ吸着溝を介してマスクフレーム25に吸着保持される。
 マスクホルダ26の下面には、マスクMのマスクパターンが描かれていない周縁部を吸着するための複数のマスク吸着溝(図示せず)が開設されており、マスクMは、マスク吸着溝を介して図示しない真空式吸着装置によりマスクホルダ26の下面に着脱自在に保持される。
 また、マスクフレーム25には、マスクMのアライメントマークMaと、ワークWのアライメントマークWaとを撮像するアライメント調整用のCCDカメラ30が搭載されている。近接露光装置PEは、CCDカメラ30により撮像されたマスクMのアライメントマークMaとワークWのアライメントマークWaとのマーク間距離に基づいてマスクMとワークWとのアライメント調整する制御装置90を備える。制御装置90は、後述するワークWのアライメントマークWaの初期ずれ成分や、ワーク固有の歪に起因するひずみ起因ずれ成分を記憶する記憶部91を含んで構成されている。さらに、ワークステージ2には、ワークステージ2に照射される露光光の照度を測定する照度測定手段としての複数の照度センサ95が設けられている。
 図2に示すように、本実施形態の露光装置PEの照明光学系3は、紫外線照射用の光源である高圧水銀ランプ61、及びこの高圧水銀ランプ61から照射された光を集光するリフレクタ62をそれぞれ備えたマルチランプユニット60と、光路ELの向きを変えるための平面ミラー63と、照射光路を開閉制御する露光制御用シャッターユニット64と、露光制御用シャッターユニット64の下流側に配置され、リフレクタ62で集光された光を照射領域においてできるだけ均一な照度分布となるようにして出射するオプティカルインテグレータ65と、オプティカルインテグレータ65から出射された光路ELの向きを変えるための平面ミラー66と、高圧水銀ランプ61からの光を平行光として照射するコリメーションミラー67と、該平行光をマスクMに向けて照射する平面ミラー68と、を備える。なお、オプティカルインテグレータ65と露光面との間には、DUVカットフィルタ、偏光フィルタ、バンドパスフィルタが配置されてもよい。また、光源は、高圧水銀ランプは、単一のランプであってもよく、或いは、LEDによって構成されてもよい。
 そして、露光時にその露光制御用シャッターユニット64が開制御されると、マルチランプユニット60から照射された光が、平面ミラー63、オプティカルインテグレータ65、平面ミラー66、コリメーションミラー67、平面ミラー68を介して、マスクホルダ26に保持されるマスクM、ひいてはワークWの表面にパターン露光用の光として照射され、マスクMの露光パターンがワークW上に露光転写される。
 ここで、図3に示すように、平面ミラー66,68は、正面視矩形状に形成されたガラス素材からなる。マスク側の平面ミラー68は、平面ミラー68の裏面側に設けられたミラー曲げ機構である複数のミラー変形ユニット70によりミラー変形ユニット保持枠71に支持されている。ミラー変形ユニット70は、複数のパッド72と、複数の保持部材73と、駆動装置である複数のモータ74と、を備える。ミラー変形ユニット70は、平面ミラー68の裏面の中央付近3箇所、及び周縁部16箇所に設けられている。
 中央付近に設けられたミラー変形ユニット70では、パッド72が平面ミラー68の裏面に接着剤で固定されている。周縁部に設けられたミラー変形ユニット70では、平面ミラー68の表裏面を挟むように設けられた支持部75にパッド72が接着剤で固定されている。また、一端がパッド72に固定された各保持部材73には、パッド72寄りの位置に、±0・5deg以上の屈曲を許容する屈曲機構としてのボールジョイント76が設けられており、ミラー変形ユニット保持枠71に対して反対側となる他端には、モータ74が取り付けられている。なお、平面ミラー68の中央の保持部材73は、ミラー変形ユニット保持枠71に固定される構造であってもよい。
 また、矩形状のミラー変形ユニット保持枠71には、互いに直交する2辺の位置に案内部材77,78が取り付けられており、これら案内部材77,78に対向する支持部75の側面には、転動部材79が取り付けられている。また、転動部材79を案内する案内部材77,78の案内面77a,78aには、テフロン(登録商標)等の低摩擦機構80が塗布されている。
 さらに、マスク側のアライメントマーク(図示せず)の位置に露光光を反射する平面ミラー68の各位置の裏面には、複数の接触式センサ81が取り付けられている。
 これにより、平面ミラー68は、接触式センサ81によって平面ミラー68の変位量をセンシングしながら、各ミラー変形ユニット70のモータ74を駆動することにより、各ミラー変形ユニット70がその長さを変えて支持部75を直線的に移動させる。そして、各ミラー変形ユニット70の長さの違いによって、平面ミラー68は支持部75に設けられた転動部材79を介して2つの案内部材77,78によって案内されながら、その曲率を局部的に補正することができる。
 なお、図2に示すように、平面ミラー68のミラー変形ユニット70の各モータ74には、制御装置90からの指令に基づいて各モータ74に制御信号を送出する制御部94が接続されている。制御部94は、平面ミラー68の曲率を補正して、後述するワークWの歪を補正するとともに、照度センサ95で測定された露光光の照度のばらつきが抑制されるように、モータ74に制御信号を与える。
 図5は、ミラー変形ユニット70の作動手順を示すフローチャートであり、マスクMのパターンをワークWに露光し(ステップS1)、この露光転写パターンWpを測長する(ステップS2)。そして、測長結果と設計値とを比較し(ステップS3)、その差から補正量を決定し(ステップS4)、平面ミラー68の形状を決めて(ステップS5)、ミラー変形ユニット70の各モータ74の駆動量を決定する(ステップS6)。
 また、図4に示すように、各ミラー変形ユニット70には、ボールジョイント76が設けられているので、支持部側の部分を三次元的に回動可能とすることができ、各パッド72を平面ミラー68の表面に沿って傾斜させることができる。このため、各パッド72と平面ミラー68との接着剥がれを防止するすると共に、移動量の異なる各パッド72間における平面ミラー68の応力が抑制され、平均破壊応力値が小さいガラス素材からなる場合であっても、平面ミラー68の曲率を局部的に補正する際、平面ミラー68を破損することなく、10mmオーダーで平面ミラー68を曲げることができ、曲率を大きく変更することができる。
 ここで、下地マークがない1層目の露光は、近接露光装置PEの機械精度によって露光位置が決定される。また、1層目の露光では、2層目以降の各層の露光で使用されるワークWのアライメントマークWaが露光される。
 この1層目の露光時には、露光装置のギャップ分布や、照明装置のデクリネーション角の分布、ワークの温度ひずみ等により、例えば、長方形に露光しようとしても、僅かに歪む場合がある。この場合、1層目の露光結果のパターンを測長し、設計座標と測定座標のずれ量を求め、このずれ量を元に、ミラー曲げ量を決定する。即ち、ずれ量が0となるように、測定結果を設計座標値に近づける。平面ミラー68がミラー曲げ補正されていると、図6に示すように、主光線ELの角度(デクリネーション角)がワークWに垂直な方向に対して傾くので、ワークWのアライメントマークWaは、マスクMのアライメントマークMaの真下の位置からずれた位置に形成される。
 1層目のワークWの露光におけるマスクMのアライメントマークMaとワークWのアライメントマークWaとのずれ量(初期ずれ成分)は、図7に示すフローチャートによって求められる。即ち、平面ミラー68の形状とマスクMのパターンとから、各アライメントマークMaの位置に対応して決まるデクリネーション角(ステップS11)をまず求める。そして、各デクリネーション角と、マスクMとワークWの露光ギャップ(ステップS12)とに基づいて、初期ずれ成分が算出される(ステップS13)。この初期ずれ成分は、記憶部91に記憶される。
 そして、2層目以降のワークWの露光においては、図8に示すように、CCDカメラ30によりマスクMのアライメントマークMaとワークWのアライメントマークWaとを、同時に観測する(ステップS21)。その際、CCDカメラ30により観測されるワーク側のアライメントマークWaに対して、記憶部91に記憶されている初期ずれ成分(ステップS22)をオフセットして得られるワーク側の補正アライメントマークを使用し、マスクMのアライメントマークMaとの間でアライメント補正量を決定する(ステップS23)。その後、不図示のマスク駆動部によりマスクステージ(マスク支持部)1に保持されているマスクMを移動してアライメント調整する(ステップS24)。
 これにより、図9(a)に示すように、初期ずれ成分だけずれて観測されるワークWのアライメントマークWaに対して、初期ずれ成分をオフセットしてアライメント調整することにより、制御装置90内では、図9(b)に示すように、マスクMのアライメントマークMaとワークWのアライメントマークWaとが一致した状態となるようにアライメント調整を行うことができる。
 なお、実際には、ミラー変形ユニットに起因する誤差、アライメント動作による誤差や、ワークWを露光処理する際の、ワークの温度変化による伸長、吸着状態の変化、ワークの特性等によりワークW固有の歪がさらに含まれている。このため、実際の露光において観測される各マークの位置は、初期ずれ成分をオフセットしてアライメント調整しても全てのマスク側のアライメントマークとワーク側の補正アライメントマークとが一致することはなく、マスク側のアライメントマークとワーク側のアライメントマークのずれ量の合計が最小となるようにアライメント調整が行われる。
 このため、第1実施形態では、マスク側のアライメントマークとワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、ワークWごとに各ミラー変形ユニット70のモータを駆動することで、平面ミラー68をさらにミラー曲げ補正する。これによって、ワークW固有の歪によるずれ量も取り除いて、2層目以降のワークWの露光を行うことができる。
 以上説明したように、本実施形態の近接露光装置PE及び近接露光方法によれば、1層目のマスクMのパターンを露光する際におけるワークWに照射される露光光の主光線ELの角度と、マスクM及びワークW間のギャップとから計算される、ワークW側のアライメントマークWaの初期ずれ成分を記憶し、2層目以降のマスクMのパターンを露光する際、CCDカメラ30により観測されるワークW側のアライメントマークWaに対して初期ずれ成分をオフセットして得られたワークW側の補正アライメントマークと、マスクM側のアライメントマークMaとでアライメント調整する。これにより、ミラー曲げに伴う露光光の主光線ELの角度に起因するアラメント誤差を補正してマスクMのパターンを精度よく露光転写することができる。
 また、本実施形態では、2層目以降のマスクMのパターンを露光する際、マスク側のアライメントマークMaとワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、ミラー変形ユニット70を駆動して平面ミラー68の曲率を補正するので、ワークW固有の歪によるずれ量も取り除いて、2層目以降のワークWの露光精度をさらに向上することができる。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態に係る近接露光装置及び近接露光方法について、図10及び図11を参照して説明する。なお、本実施形態は、平面ミラー68がミラー移動機構をさらに備える点において、及び、ミラーの制御方法において、第1実施形態のものと異なる。
 第2実施形態では、ミラー変形ユニット70を備えた平面ミラー68は、該平面ミラー68に対して垂直方向にそれぞれ移動可能な複数(本実施形態では、4つ)のミラー移動機構80をさらに備える。図10に示すように、複数のミラー移動ユニット80は、ミラー変形ユニット保持枠71の4箇所の隅部にそれぞれ取り付けられる。複数のミラー移動ユニット80は、例えば、平面ミラー68の全体をX方向に対して、又はY方向に対して、或いはX,Y両方向に対して傾けて、光源からの主光線の角度を変えるようにして駆動される。
 ここで、第1実施形態と同様にして、2層目以降のマスクのパターンを露光する際、マスク側のアライメントマークMaとワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量を、Pi=(Δxi,Δyi)とする。ただし、i=1,2,・・・,N
 ここで、各位置でのずれ量の平均ずれ量Gは、次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 したがって、本実施形態では、まず、平均ずれ量Gのx成分、y成分に基づいてそれぞれミラー移動機構80を駆動して、平面ミラー68の傾きを変更する。例えば、平均ずれ量Gがx方向にδ(μm)ずれていたとすると、露光ギャップをgap(μm)とすれば、補正角θは、以下の式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 一方、回転させるミラーのx方向に対応する辺の長さがL(mm)とすると、平均ずれ量Gだけ主光線を傾けるには、A=Ltan(θ/2)となり、このA(mm)だけ、平面ミラー68の辺を動かせばよい。例えば、gap=200μm、δ=1μm、L=2000mmの時、A=5mmとなる。
 なお、平面ミラー68をAだけ傾ける際には、図11(a)に示すように、x方向の一方のミラー移動機構80のみを動かしてもよいし、図11(b)に示すように、x方向の両側のミラー移動機構80を逆方向に均等にA/2ずつ動かしてもよい。
 さらに、各位置でのずれ量Piと平均ずれ量Gとの差分Ai=Pi-Gを算出して、この差分に基づいてミラー変形ユニット70によって平面ミラー68の曲率を補正する。
 したがって、本実施形態では、2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、マスク側のアライメントマークMaとワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量Piに基づいて、平均ずれ量Gを算出し、該平均ずれ量Gに基づいてミラー移動機構80によって平面ミラー68の傾きを変更すると共に、各位置でのずれ量Piと平均ずれ量Gとの差分Aiに基づいてミラー変形ユニット70によって平面ミラー68の曲率を補正する。これにより、ワークW固有の歪によるずれ量も取り除いて、2層目以降のワークWの露光精度をさらに向上することができると共に、ミラー変形ユニット70のストロークを小さく設定することができ、平面ミラー68の曲げを抑えることができる。
 その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同一又は同等である。
(第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態に係る近接露光装置及び近接露光方法について、図12~図14を参照して説明する。なお、本実施形態では、ミラーの制御手法において、第1及び第2実施形態のものと異なる。
 上述したように、ワーク側のアライメントマークWaには、ワークW固有の歪によるずれ成分も含まれてしまうため、本実施形態においても、2層目以降のワークWの露光に当たっては、このずれ成分によるずれ量を補正する。
 2層目以降のワークWの露光に当たっては、観測されるワーク側のアライメントマークWaには、上述したミラー曲げ補正による初期ずれ成分Aの他、ワークW固有の歪によるずれ成分Bが含まれている。例えば、1箇所のマーク観測位置に着目すると、図14(a)~(c)に示すように、観測されるワーク側のアライメントマークWaは、ミラー曲げ補正による初期ずれ成分Aをオフセットすると、ワーク側の補正アライメントマークWa´が与えられ、この中に、ワークW固有の歪によるずれ成分Bが含まれている。そしてずれ成分Bを含むワーク側の補正アライメントマークWa´(Wa1´,Wa2´,Wa3´)の位置は、図14(a)~(c)に示すように、ワークWごとに異なる。
 本実施形態では、このワーク側の補正アライメントマークWa´に対して、露光する際のマスク側のアライメントマークMaとの位置ずれ成分を、所定数のワーク(図14では、3つのワーク)を露光した際に平均化して、ひずみ起因ずれ成分Cとして記録する(図14(d)参照)。そして、ひずみ起因ずれ成分Cに基づいて、ミラー変形ユニット70によって平面ミラー68の曲率を補正する。
 図12は、アライメントマークの初期ずれ成分を補正し、さらにワーク固有の歪によるずれ成分を補正して2層目以降のワークを露光する手順を示すフローチャートである。図12に示すように、CCDカメラ30によりマスクMのアライメントマークMaとワークWのアライメントマークWaとを、同時に観測し(ステップS31)、マスクMのアライメントマークMaに対して、記憶部91に記憶されている初期ずれ成分をオフセットして補助アライメントマークWa´を求める(ステップS32)。
 次いで、ワーク側の補正アライメントマークWa´と、マスクMのアライメントマークMaとを使用してアライメント調整する(ステップS33)。このとき、アライメント調整量が許容範囲より大きい場合は、マスクステージ(マスク支持部)1を移動(ステップS34)してステップS31に戻る。アライメント調整量が許容範囲より小さい場合は、観測されるアライメントマークWaに対して初期ずれ成分をオフセットしてワークW固有の歪によるずれ成分Bを算出する(ステップS35)。複数枚のワークWを露光した場合には、図14(d)に示すように、各ワークW(図14では3枚のワークW)固有の歪によるずれ成分Bの平均値(ひずみ起因ずれ成分C)を算出し(ステップS36)、これをアライメントマーク基準位置として補正する(ステップS37)。
 そして、アライメントマークWaの位置からパターン補正位置の補正変換係数を算出し(ステップS38)、露光パターン補正量を算出して(ステップS39)、平面ミラー68の形状を決定する(ステップS40)。次いで、得られた平面ミラー68の形状を達成するためのモータ74の作動範囲が、リミットを超えているか否かを判別する(ステップS41)。そして、モータ74の作動範囲がリミットを超えている場合には、これ以上の平面ミラー68の形状修正は困難であるので、ステップS45で露光転写する。
 一方、モータ74の作動範囲がリミットを超えていない場合には、モータ74のさらなる移動分(差分)を算出して(ステップS42)、その差分だけモータ74を作動(ステップS43)させて平面ミラー68の形状を変形(ステップS44)して、マスクMのパターンをワークWに露光転写する(ステップS45)。そして、露光が終了した後(ステップS46)、ワークステージ(ワーク支持部)2を次の露光位置に移動し(ステップS47)、モータ74を設定ポジションに移動して(ステップS48)、ステップS31に戻り、同様の動作を繰り返し行う。
 以上説明したように、本実施形態の近接露光装置PE及び近接露光方法によれば、2層目以降の所定の層におけるマスクMのパターンを露光する際、ワーク側の補正アライメントマークWa´に対して、露光する際のマスク側のアライメントマークMaとの位置ずれ成分を、所定数のワークWを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分Cとして記録し、ひずみ起因ずれ成分Cに基づいて、ミラー変形ユニット70によって平面ミラー68の曲率を補正する。これにより、ワークW固有の歪に起因するずれ成分Bを補正してマスクMのパターンを精度よく露光転写することができる。
 なお、ミラー変形ユニットに起因する誤差、アライメント動作による誤差を特定することができる場合には、ワーク側の補正アライメントマークWa´は、初期ひずみ成分に加え、これらの誤差成分もオフセットして与えることができる。
 尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
 例えば、上記実施形態では、ワーク固有の歪に起因するずれ量の補正は、ミラー曲げに伴う露光光の主光線の角度に起因するアラメント誤差の補正と独立して行われてもよい。即ち、本発明の近接露光装置及び近接露光方法は、2層目以降の所定の層におけるマスクのパターンを露光する際、ワーク側のアライメントマークに対して、露光する際のマスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録し、ひずみ起因ずれ成分に基づいて、ミラー曲げ機構によって反射鏡の曲率を補正する。これにより、ワーク固有の歪に起因するずれ量を補正してマスクのパターンを精度よく露光転写することができる 。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2016年12月8日出願の日本特許出願2016-238738に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
1     マスクステージ(マスク支持部)
2     ワークステージ(ワーク支持部)
3     照明光学系
30   CCDカメラ(アライメントカメラ)
60   マルチランプユニット(光源)
65   オプティカルインテグレータ
68   平面ミラー(反射鏡)
70   ミラー変形ユニット(ミラー曲げ機構)
90   制御装置
91   記憶部
EL   主光線
M     マスク
Ma   マスク側のアライメントマーク
PE   近接露光装置
W     ワーク
Wa  ,Wa1,Wa2,Wa3 ワーク側のアライメントマーク
Wa´,Wa1´,Wa2´,Wa3´  ワーク側の補助アライメントマーク

Claims (10)

  1.  ワークを支持するワーク支持部と、
     マスクを支持するマスク支持部と、
     光源、インテグレータ、及び光源からの露光光を反射する複数の反射鏡を有する照明光学系と、
    を備え、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクのパターンを前記ワークに転写する近接露光装置であって、
     前記複数の反射鏡の内の少なくとも1つの前記反射鏡は、前記反射鏡の曲率を補正可能なミラー曲げ機構を有し、
     マスク側のアライメントマークと、ワーク側のアライメントマークとを撮像可能なアライメントカメラと、
     1層目の前記マスクのパターンを露光する際における前記ワークに照射される前記露光光の主光線の角度と、前記マスク及び前記ワーク間のギャップとから計算される、前記ワーク側のアライメントマークの初期ずれ成分を記憶する記憶部と、
     2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記アライメントカメラにより観測される前記ワーク側のアライメントマークに対して前記初期ずれ成分をオフセットして得られたワーク側の補正アライメントマークと、前記マスク側のアライメントマークとでアライメント調整する制御装置と、
    を備えることを特徴とする近接露光装置。
  2.  前記2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記マスク側のアライメントマークと前記ワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、前記ミラー曲げ機構を駆動して前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする請求項1に記載の近接露光装置。
  3.  前記ミラー曲げ機構を備えた前記反射鏡を、該反射鏡に対して垂直方向にそれぞれ移動可能なミラー移動機構をさらに備え、
     前記2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記マスク側のアライメントマークと前記ワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、平均ずれ量を算出し、該平均ずれ量に基づいて前記ミラー移動機構によって前記反射鏡の傾きを変更すると共に、前記各位置でのずれ量と前記平均ずれ量との差分に基づいて前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする請求項1に記載の近接露光装置。
  4.  前記記憶部は、2層目以降の所定の層における前記マスクのパターンを露光する際、前記ワーク側の補正アライメントマークに対して、露光する際の前記マスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録し、
     前記制御装置は、前記ひずみ起因ずれ成分に基づいて、前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする請求項1に記載の近接露光装置。
  5.  ワークを支持するワーク支持部と、
     マスクを支持するマスク支持部と、
     光源、インテグレータ、及び光源からの露光光を反射する複数の反射鏡を有する照明光学系と、
    を備え、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクのパターンを前記ワークに転写する近接露光装置であって、
     前記複数の反射鏡の内の少なくとも1つの前記反射鏡は、前記反射鏡の曲率を補正可能なミラー曲げ機構を有し、
     マスク側のアライメントマークと、ワーク側のアライメントマークとを撮像可能なアライメントカメラを備え、
     2層目以降の所定の層における前記マスクのパターンを露光する際、前記ワーク側のアライメントマークに対して、露光する際の前記マスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録する記憶部と、
     前記ひずみ起因ずれ成分に基づいて、前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正する制御部と、
    を備えることを特徴とする近接露光装置。
  6.  ワークを支持するワーク支持部と、
     マスクを支持するマスク支持部と、
     光源、インテグレータ、及び光源からの露光光を反射する複数の反射鏡を有する照明光学系と、
     前記複数の反射鏡の内の少なくとも1つの前記反射鏡は、前記反射鏡の曲率を補正可能なミラー曲げ機構を有し、
     マスク側のアライメントマークと、ワーク側のアライメントマークとを撮像可能なアライメントカメラと、
    を備える近接露光装置を用いて、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクのパターンを前記ワークに転写する近接露光方法であって、
     1層目のマスクのパターンを露光する際における前記ワークに照射される前記露光光の主光線の角度と、前記マスク及び前記ワーク間のギャップとから計算される、前記ワーク側のアライメントマークの初期ずれ成分を記憶する工程と、
     2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記アライメントカメラにより観測される前記ワーク側のアライメントマークに対して前記初期ずれ成分をオフセットして得られたワーク側の補正アライメントマークと、前記マスク側のアライメントマークとでアライメント調整する工程と、
    を備えることを特徴とする近接露光方法。
  7.  前記2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記マスク側のアライメントマークと前記ワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、前記ミラー曲げ機構を駆動して前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする請求項6に記載の近接露光方法。
  8.  前記近接露光装置は、前記ミラー曲げ機構を備えた前記反射鏡を、該反射鏡に対して垂直方向にそれぞれ移動可能なミラー移動機構をさらに備え、
     前記2層目以降の前記マスクのパターンを露光する際、前記マスク側のアライメントマークと前記ワーク側の補正アライメントマークとの各位置でのずれ量に基づいて、平均ずれ量を算出し、該平均ずれ量に基づいて前記ミラー移動機構によって前記反射鏡の傾きを変更すると共に、前記各位置でのずれ量と前記平均ずれ量との差分に基づいて前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正することを特徴とする請求項6に記載の近接露光方法。
  9.  2層目以降の所定の層における前記マスクのパターンを露光する際、前記ワーク側の補正アライメントマークに対して、露光する際の前記マスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録する工程と、
     前記ひずみ起因ずれ成分に基づいて、前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正する工程と、
    を備えることを特徴とする請求項6に記載の近接露光方法。
  10.  ワークを支持するワーク支持部と、
     マスクを支持するマスク支持部と、
     光源、インテグレータ、及び光源からの露光光を反射する複数の反射鏡を有する照明光学系と、
     前記複数の反射鏡の内の少なくとも1つの前記反射鏡は、前記反射鏡の曲率を補正可能なミラー曲げ機構を有し、
     マスク側のアライメントマークと、ワーク側のアライメントマークとを撮像可能なアライメントカメラと、
    を備える近接露光装置を用いて、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクのパターンを前記ワークに転写する近接露光方法であって、
     2層目以降の所定の層における前記マスクのパターンを露光する際、前記ワーク側のアライメントマークに対して、露光する際の前記マスク側のアライメントマークとの位置ずれ成分を、所定数のワークを露光した際に平均化してひずみ起因ずれ成分として記録する工程と、
     前記ひずみ起因ずれ成分に基づいて、前記ミラー曲げ機構によって前記反射鏡の曲率を補正する工程と、
    を備えることを特徴とする近接露光方法。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106230A (ja) * 1993-10-07 1995-04-21 Nikon Corp プロキシミティ露光装置
JP2000081708A (ja) * 1998-09-03 2000-03-21 Toray Ind Inc 露光装置およびそれを用いたプラズマディスプレイの製造方法
JP2003224058A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Nsk Ltd 露光装置及び露光方法
JP2006293197A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Sanee Giken Kk 半導体レーザを用いた露光用光源
WO2007145038A1 (ja) * 2006-06-14 2007-12-21 Nsk Ltd. 近接露光装置及び近接露光方法
JP2011028122A (ja) * 2009-07-28 2011-02-10 Nsk Ltd 露光装置及び露光方法
JP2012155086A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Nsk Technology Co Ltd 露光装置及び露光方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006128346A (ja) 2004-10-28 2006-05-18 Tokyo Seimitsu Co Ltd 露光装置、異物検出方法、異物位置特定方法及び露光方法
KR100919173B1 (ko) * 2005-07-26 2009-09-28 후지쯔 마이크로일렉트로닉스 가부시키가이샤 위치 맞춤 방법
JP5166916B2 (ja) * 2008-03-04 2013-03-21 キヤノン株式会社 パターンの重ね合わせを行う装置およびデバイス製造方法
US20110027542A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Nsk Ltd. Exposure apparatus and exposure method
JP5597031B2 (ja) * 2010-05-31 2014-10-01 キヤノン株式会社 リソグラフィ装置及び物品の製造方法
JP2015026644A (ja) * 2013-07-24 2015-02-05 Nskテクノロジー株式会社 近接露光装置及び近接露光方法
JP6574087B2 (ja) 2013-12-09 2019-09-11 株式会社ブイ・テクノロジー 露光装置、露光方法及びミラー曲げ機構付き反射鏡

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106230A (ja) * 1993-10-07 1995-04-21 Nikon Corp プロキシミティ露光装置
JP2000081708A (ja) * 1998-09-03 2000-03-21 Toray Ind Inc 露光装置およびそれを用いたプラズマディスプレイの製造方法
JP2003224058A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Nsk Ltd 露光装置及び露光方法
JP2006293197A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Sanee Giken Kk 半導体レーザを用いた露光用光源
WO2007145038A1 (ja) * 2006-06-14 2007-12-21 Nsk Ltd. 近接露光装置及び近接露光方法
JP2011028122A (ja) * 2009-07-28 2011-02-10 Nsk Ltd 露光装置及び露光方法
JP2012155086A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Nsk Technology Co Ltd 露光装置及び露光方法

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