JP3500618B2 - 走査型露光装置 - Google Patents
走査型露光装置Info
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- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶パネル等を
フォトリソグラフィ工程で製造する場合のように、大面
積のパターンを感光基板上に露光する際に使用して好適
な走査型露光装置に関し、特に焦点合わせ機構（オート
フォーカス機構）を備えた走査型露光装置に関する。
フォトリソグラフィ工程で製造する場合のように、大面
積のパターンを感光基板上に露光する際に使用して好適
な走査型露光装置に関し、特に焦点合わせ機構（オート
フォーカス機構）を備えた走査型露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば大型の液晶パネル（液晶表示素
子）又は大面積の半導体素子等を高いスループットで製
造するために、マスク（フォトマスク又はレチクル等）
上のスリット状（長方形状、円弧状等）の照明領域を照
明し、その照明領域に対して短辺方向にマスクを走査
し、その照明領域と共役な露光領域に対してフォトレジ
ストが塗布されたプレート（ガラスプレート又は半導体
ウエハ等）を同期して走査することにより、マスク上の
パターンを逐次プレート上に露光する走査型露光装置が
注目されている。
子）又は大面積の半導体素子等を高いスループットで製
造するために、マスク（フォトマスク又はレチクル等）
上のスリット状（長方形状、円弧状等）の照明領域を照
明し、その照明領域に対して短辺方向にマスクを走査
し、その照明領域と共役な露光領域に対してフォトレジ
ストが塗布されたプレート（ガラスプレート又は半導体
ウエハ等）を同期して走査することにより、マスク上の
パターンを逐次プレート上に露光する走査型露光装置が
注目されている。
【０００３】斯かる走査型露光装置においても、ステッ
パーのようにプレート上の各ショット領域に対してそれ
ぞれ静止状態で露光を行う露光装置と同様に、マスク上
のパターンを高い解像度でプレート上に露光するため、
そのプレートの露光面を正確に投影光学系の結像面（ベ
ストフォーカス面）に設定するためのオートフォーカ
ス、及びオートレベリングの機構が必要である。特に、
走査露光型の場合には、露光中にマスク４及びプレート
８が走査されているため、静止した状態で露光を行う場
合と比べてオートフォーカス、及びオートレベリングの
機構が複雑になる傾向がある。
パーのようにプレート上の各ショット領域に対してそれ
ぞれ静止状態で露光を行う露光装置と同様に、マスク上
のパターンを高い解像度でプレート上に露光するため、
そのプレートの露光面を正確に投影光学系の結像面（ベ
ストフォーカス面）に設定するためのオートフォーカ
ス、及びオートレベリングの機構が必要である。特に、
走査露光型の場合には、露光中にマスク４及びプレート
８が走査されているため、静止した状態で露光を行う場
合と比べてオートフォーカス、及びオートレベリングの
機構が複雑になる傾向がある。
【０００４】図６は、従来の走査型露光装置の要部を示
し、この図６において、水銀ランプ等の光源１からの露
光光が、楕円鏡２で集光されて照明光学系３に入射し、
照明光学系３から射出された露光光ＩＬが、マスク４の
パターン形成面のスリット状の照明領域５を均一な照度
分布で照明している。マスク４は、走査ステージ６の上
部ステージ６ａ上に保持され、下部ステージ６ｂ上にＺ
レベリングステージ７を介してプレート８が保持されて
いる。走査ステージ６はベース１１上で±Ｘ方向に駆動
され、走査ステージ６内に等倍で且つ正立正像を投影す
る投影光学系９がベース１１に対して固定的に配置さ
れ、照明領域５内のパターンの像がプレート８上のスリ
ット状の露光領域１０に投影されている。
し、この図６において、水銀ランプ等の光源１からの露
光光が、楕円鏡２で集光されて照明光学系３に入射し、
照明光学系３から射出された露光光ＩＬが、マスク４の
パターン形成面のスリット状の照明領域５を均一な照度
分布で照明している。マスク４は、走査ステージ６の上
部ステージ６ａ上に保持され、下部ステージ６ｂ上にＺ
レベリングステージ７を介してプレート８が保持されて
いる。走査ステージ６はベース１１上で±Ｘ方向に駆動
され、走査ステージ６内に等倍で且つ正立正像を投影す
る投影光学系９がベース１１に対して固定的に配置さ
れ、照明領域５内のパターンの像がプレート８上のスリ
ット状の露光領域１０に投影されている。
【０００５】この場合、露光領域１０内の像は等倍の正
立正像であるため、走査ステージ６をＸ方向に駆動し
て、マスク４及びプレート８を一体的にＸ方向に走査す
ることにより、マスク４上のパターンがプレート８上に
逐次転写露光される。また、投影光学系９の光軸に平行
にＺ軸を取ると、露光領域１０内のプレート８の露光面
のＺ方向の位置（焦点位置）を検出するための、投射光
学系１２ａ及び受光光学系１２ｂよりなる斜入射方式の
焦点位置検出系が設けられている。この焦点位置検出系
において、投射光学系１２ａから露光領域１０の中央部
のプレート８上に例えばスリットパターン像が斜めに投
影され、そのプレート８からの反射光が受光光学系１２
ｂに入射し、受光光学系１２ｂ内でのそのスリットパタ
ーン像が再結像される。プレート８がＺ方向に変位する
と、その再結像されたスリットパターン像が横ずれす
る。
立正像であるため、走査ステージ６をＸ方向に駆動し
て、マスク４及びプレート８を一体的にＸ方向に走査す
ることにより、マスク４上のパターンがプレート８上に
逐次転写露光される。また、投影光学系９の光軸に平行
にＺ軸を取ると、露光領域１０内のプレート８の露光面
のＺ方向の位置（焦点位置）を検出するための、投射光
学系１２ａ及び受光光学系１２ｂよりなる斜入射方式の
焦点位置検出系が設けられている。この焦点位置検出系
において、投射光学系１２ａから露光領域１０の中央部
のプレート８上に例えばスリットパターン像が斜めに投
影され、そのプレート８からの反射光が受光光学系１２
ｂに入射し、受光光学系１２ｂ内でのそのスリットパタ
ーン像が再結像される。プレート８がＺ方向に変位する
と、その再結像されたスリットパターン像が横ずれす
る。
【０００６】そこで、予めプレート８の露光面が投影光
学系９の結像面に合致しているときのその再結像される
像の位置を基準位置として記憶され、その再結像される
像のその基準位置からのずれ量に対応するフォーカス信
号が受光光学系１２ｂで生成される。そのフォーカス信
号より、そのスリットパターン像の投影点（計測点）の
結像面に対するＺ方向へのずれ量が検出される。マスク
４及びプレート８が走査される際に、そのＺ方向へのず
れ量を打ち消すように、Ｚレベリングステージ７を駆動
して連続的にプレート８のＺ方向の位置を調整すること
により、オートフォーカスで走査露光が行われていた。
学系９の結像面に合致しているときのその再結像される
像の位置を基準位置として記憶され、その再結像される
像のその基準位置からのずれ量に対応するフォーカス信
号が受光光学系１２ｂで生成される。そのフォーカス信
号より、そのスリットパターン像の投影点（計測点）の
結像面に対するＺ方向へのずれ量が検出される。マスク
４及びプレート８が走査される際に、そのＺ方向へのず
れ量を打ち消すように、Ｚレベリングステージ７を駆動
して連続的にプレート８のＺ方向の位置を調整すること
により、オートフォーカスで走査露光が行われていた。
【０００７】更に、図６の紙面に垂直な方向で、プレー
ト８上に２つの計測点が設けられている場合もあった。
このように計測点が２つある場合には、投射光学系１２
ａ及び受光光学系１２ｂよりなる焦点位置検出系と同じ
構成の焦点位置検出系が、図６の紙面に垂直な方向に更
に１個設けられ、２つの計測点でのＺ方向への位置ずれ
量が検出されていた。このときには、２つの計測点での
位置ずれ量の差分が、プレート８の露光面の走査方向に
垂直な面内での傾斜となるため、Ｚレベリングステージ
７を駆動してオートレベリング方式でその傾斜の補正が
行われていた。
ト８上に２つの計測点が設けられている場合もあった。
このように計測点が２つある場合には、投射光学系１２
ａ及び受光光学系１２ｂよりなる焦点位置検出系と同じ
構成の焦点位置検出系が、図６の紙面に垂直な方向に更
に１個設けられ、２つの計測点でのＺ方向への位置ずれ
量が検出されていた。このときには、２つの計測点での
位置ずれ量の差分が、プレート８の露光面の走査方向に
垂直な面内での傾斜となるため、Ｚレベリングステージ
７を駆動してオートレベリング方式でその傾斜の補正が
行われていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
走査型露光装置においては、投影光学系９の露光領域１
０の中央部で、且つ走査方向に対して垂直な方向の１点
又は２点でプレート８のＺ方向への位置ずれ量が検出さ
れ、この位置ずれ量に基づいてフォーカシング又はレベ
リングが行われていた。
走査型露光装置においては、投影光学系９の露光領域１
０の中央部で、且つ走査方向に対して垂直な方向の１点
又は２点でプレート８のＺ方向への位置ずれ量が検出さ
れ、この位置ずれ量に基づいてフォーカシング又はレベ
リングが行われていた。
【０００９】しかしながら、従来技術において、マスク
４の平面度が悪い場合、あるいは走査ステージ６の走り
の精度によりマスク４の位置がＺ方向に変動する場合に
は、投影光学系９による結像面の位置が変化してしまう
ため、プレート８の位置を矯正するだけではその結像面
にプレート８の露光面を合わせ込むことができないとい
う不都合があった。
４の平面度が悪い場合、あるいは走査ステージ６の走り
の精度によりマスク４の位置がＺ方向に変動する場合に
は、投影光学系９による結像面の位置が変化してしまう
ため、プレート８の位置を矯正するだけではその結像面
にプレート８の露光面を合わせ込むことができないとい
う不都合があった。
【００１０】また、仮にマスク４の平面度が良好で、且
つ走査ステージ６の走り精度が良好であっても、プレー
ト８の露光面が曲面になっている場合、走査方向に垂直
な方向の２点以下の計測点でＺ方向への位置ずれ量を検
出したのでは、その露光面の形状を正確に求めることが
できず、結果として露光領域１０内のプレート８の露光
面の平均的な面を結像面に合わせ込むことができないと
いう不都合があった。
つ走査ステージ６の走り精度が良好であっても、プレー
ト８の露光面が曲面になっている場合、走査方向に垂直
な方向の２点以下の計測点でＺ方向への位置ずれ量を検
出したのでは、その露光面の形状を正確に求めることが
できず、結果として露光領域１０内のプレート８の露光
面の平均的な面を結像面に合わせ込むことができないと
いう不都合があった。
【００１１】本発明は斯かる点に鑑み、プレートのみな
らずマスクの平面度等が悪い場合、又はマスクの送り精
度が悪い場合でも、プレートの露光面を投影光学系によ
る結像面に合わせ込んだ状態で露光を行うことができる
走査型露光装置を提供することを目的とする。更に、本
発明は、プレートの露光面、又はマスクのパターン形成
面が曲面状に歪んでいる場合でも、プレートの露光面を
投影光学系による結像面に合わせ込んだ状態で露光を行
うことができる走査型露光装置を提供することをも目的
とする。
らずマスクの平面度等が悪い場合、又はマスクの送り精
度が悪い場合でも、プレートの露光面を投影光学系によ
る結像面に合わせ込んだ状態で露光を行うことができる
走査型露光装置を提供することを目的とする。更に、本
発明は、プレートの露光面、又はマスクのパターン形成
面が曲面状に歪んでいる場合でも、プレートの露光面を
投影光学系による結像面に合わせ込んだ状態で露光を行
うことができる走査型露光装置を提供することをも目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の走査
型露光装置は、例えば図１〜図３に示すように、マスク
（４）上の所定形状の照明領域内のパターンを実質的に
等倍の投影光学系（２３Ａ）を介して感光基板（８）上
に投影し、その照明領域に対してマスク（４）を走査す
るのと同期してその照明領域と共役な露光領域に対して
感光基板（８）を走査することにより、マスク（４）上
のパターンを逐次感光基板（８）上に露光する走査型露
光装置において、マスク（４）上でこのマスクの走査方
向（Ｘ方向）に交差する方向に配列された複数の計測点
（２５Ａ〜２５Ｄ）と、これら複数の計測点と投影光学
系（２３Ｂ）に関して共役な感光基板（８）上の複数の
計測点（２７Ａ〜２７Ｄ）との間隔（基準間隔からのず
れ量等でもよい）を検出する間隔検出手段（２６Ａ，２
８Ａ〜２６Ｄ〜２８Ｄ）を有する。
型露光装置は、例えば図１〜図３に示すように、マスク
（４）上の所定形状の照明領域内のパターンを実質的に
等倍の投影光学系（２３Ａ）を介して感光基板（８）上
に投影し、その照明領域に対してマスク（４）を走査す
るのと同期してその照明領域と共役な露光領域に対して
感光基板（８）を走査することにより、マスク（４）上
のパターンを逐次感光基板（８）上に露光する走査型露
光装置において、マスク（４）上でこのマスクの走査方
向（Ｘ方向）に交差する方向に配列された複数の計測点
（２５Ａ〜２５Ｄ）と、これら複数の計測点と投影光学
系（２３Ｂ）に関して共役な感光基板（８）上の複数の
計測点（２７Ａ〜２７Ｄ）との間隔（基準間隔からのず
れ量等でもよい）を検出する間隔検出手段（２６Ａ，２
８Ａ〜２６Ｄ〜２８Ｄ）を有する。
【００１３】更に本発明は、それらマスク及び感光基板
の走査中にそれらマスク及び感光基板の内の少なくとも
一方の投影光学系（２３Ａ）の光軸方向の位置及び傾斜
角を調整する調整手段（７，３６Ａ〜３６Ｃ）と、その
間隔検出手段により検出された複数の間隔に基づいて、
それらマスク及び感光基板の走査中に調整手段（７，３
６Ａ〜３６Ｃ）を介して、その照明領域と共役な露光領
域内の感光基板（８）の露光面の平均的な面を投影光学
系（２３Ａ）の結像面に合わせ込む制御手段（３３，３
４）と、を有するものである。
の走査中にそれらマスク及び感光基板の内の少なくとも
一方の投影光学系（２３Ａ）の光軸方向の位置及び傾斜
角を調整する調整手段（７，３６Ａ〜３６Ｃ）と、その
間隔検出手段により検出された複数の間隔に基づいて、
それらマスク及び感光基板の走査中に調整手段（７，３
６Ａ〜３６Ｃ）を介して、その照明領域と共役な露光領
域内の感光基板（８）の露光面の平均的な面を投影光学
系（２３Ａ）の結像面に合わせ込む制御手段（３３，３
４）と、を有するものである。
【００１４】この場合、その間隔検出手段の一例は、マ
スク（４）上の複数の計測点及び感光基板（８）上の複
数の計測点に対応してそれぞれ投影光学系（２３Ａ）の
光軸方向（Ｚ方向）に所定間隔をもって配設された複数
対の距離検出手段（２６Ａ，２８Ａ〜２６Ｄ〜２８Ｄ）
である。この場合、それら複数対の距離検出手段のそれ
ぞれの一方の距離検出手段（２６Ａ〜２６Ｄ）がマスク
（４）上の対応する計測点までのその光軸方向の距離を
検出し、他方の距離検出手段（２８Ａ〜２８Ｄ）が感光
基板（８）上の対応する計測点までのその光軸方向の距
離を検出し、このように検出された２つの距離よりマス
ク（４）上の対応する計測点と感光基板（８）上の対応
する計測点との間隔を求めるようにしてもよい。
スク（４）上の複数の計測点及び感光基板（８）上の複
数の計測点に対応してそれぞれ投影光学系（２３Ａ）の
光軸方向（Ｚ方向）に所定間隔をもって配設された複数
対の距離検出手段（２６Ａ，２８Ａ〜２６Ｄ〜２８Ｄ）
である。この場合、それら複数対の距離検出手段のそれ
ぞれの一方の距離検出手段（２６Ａ〜２６Ｄ）がマスク
（４）上の対応する計測点までのその光軸方向の距離を
検出し、他方の距離検出手段（２８Ａ〜２８Ｄ）が感光
基板（８）上の対応する計測点までのその光軸方向の距
離を検出し、このように検出された２つの距離よりマス
ク（４）上の対応する計測点と感光基板（８）上の対応
する計測点との間隔を求めるようにしてもよい。
【００１５】また、それら複数対の距離検出手段は、そ
の走査方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に所定
間隔で３対以上で、例えば４対配設されていることが望
ましい。更に、例えば図３の露光領域で示すように、そ
の投影光学系を、それぞれ走査方向（Ｘ方向）に交差す
る方向（Ｙ方向）に沿ってその走査方向に所定間隔Ｌで
配列された複数列の直線上に複数個配設し、その間隔検
出手段が、これら複数個の投影光学系に対してその走査
方向にその所定間隔Ｌの整数倍の間隔Ｌ0 だけ離れた位
置でのマスク（４）と感光基板（８）との間隔を検出す
るようにしてもよい。また、投影光学系（２３Ａ）の露
光領域（２９Ａ）は、一例として斜辺部を有するもので
ある。また、マスク（４）を保持する上部ステージ（６
ａ）と、感光基板（８）を保持する下部ステージ（６
ｂ）とを備えるようにしてもよい。
の走査方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に所定
間隔で３対以上で、例えば４対配設されていることが望
ましい。更に、例えば図３の露光領域で示すように、そ
の投影光学系を、それぞれ走査方向（Ｘ方向）に交差す
る方向（Ｙ方向）に沿ってその走査方向に所定間隔Ｌで
配列された複数列の直線上に複数個配設し、その間隔検
出手段が、これら複数個の投影光学系に対してその走査
方向にその所定間隔Ｌの整数倍の間隔Ｌ0 だけ離れた位
置でのマスク（４）と感光基板（８）との間隔を検出す
るようにしてもよい。また、投影光学系（２３Ａ）の露
光領域（２９Ａ）は、一例として斜辺部を有するもので
ある。また、マスク（４）を保持する上部ステージ（６
ａ）と、感光基板（８）を保持する下部ステージ（６
ｂ）とを備えるようにしてもよい。
【００１６】また、本発明による第２の走査型露光装置
は、例えば図１〜図３に示すように、マスク（４）上の
所定形状の照明領域内のパターンを実質的に等倍の投影
光学系（２３Ａ）を介して感光基板（８）上に投影し、
その照明領域に対してマスク（４）を走査方向に走査す
るのと同期してその照明領域と共役な露光領域に対して
感光基板（８）をその走査方向に走査することにより、
マスク（４）上のパターンを逐次感光基板（８）上に露
光する走査型露光装置において、その走査時の照明領域
に対して手前側に設けられマスク（４）の投影光学系
（２３Ａ）の光軸方向の位置を検出するマスク側の位置
検出器（２６Ａ）と、このマスク側の位置検出器による
検出位置と投影光学系（２３Ａ）に関して共役な感光基
板（８）上の検出位置のその光軸方向の位置を検出する
基板側の位置検出器（２８Ａ）と、からなる一対の位置
検出器をその走査方向と直交する方向に複数設け、この
複数の一対の位置検出器の検出結果に基づいて、マスク
（４）及び感光基板（８）の内の少なくとも一方の投影
光学系（２３Ａ）の光軸方向の位置を調整する調整手段
（７，３６Ａ〜３６Ｃ）と、を有するものである。この
場合、投影光学系（２３Ａ）の露光領域（２９Ａ）は、
一例として斜辺部を有するものである。更に、投影光学
系（２３Ａ）を複数個設け、これら複数の投影光学系
（２３Ａ〜２３Ｅ）の対応する露光領域（２９Ａ〜２９
Ｅ）の斜辺部が走査方向に重複するように配置してもよ
い。また、マスク（４）を保持する上部ステージ（６
ａ）と、感光基板（８）を保持する下部ステージ（６
ｂ）とを備えるようにしてもよい。
は、例えば図１〜図３に示すように、マスク（４）上の
所定形状の照明領域内のパターンを実質的に等倍の投影
光学系（２３Ａ）を介して感光基板（８）上に投影し、
その照明領域に対してマスク（４）を走査方向に走査す
るのと同期してその照明領域と共役な露光領域に対して
感光基板（８）をその走査方向に走査することにより、
マスク（４）上のパターンを逐次感光基板（８）上に露
光する走査型露光装置において、その走査時の照明領域
に対して手前側に設けられマスク（４）の投影光学系
（２３Ａ）の光軸方向の位置を検出するマスク側の位置
検出器（２６Ａ）と、このマスク側の位置検出器による
検出位置と投影光学系（２３Ａ）に関して共役な感光基
板（８）上の検出位置のその光軸方向の位置を検出する
基板側の位置検出器（２８Ａ）と、からなる一対の位置
検出器をその走査方向と直交する方向に複数設け、この
複数の一対の位置検出器の検出結果に基づいて、マスク
（４）及び感光基板（８）の内の少なくとも一方の投影
光学系（２３Ａ）の光軸方向の位置を調整する調整手段
（７，３６Ａ〜３６Ｃ）と、を有するものである。この
場合、投影光学系（２３Ａ）の露光領域（２９Ａ）は、
一例として斜辺部を有するものである。更に、投影光学
系（２３Ａ）を複数個設け、これら複数の投影光学系
（２３Ａ〜２３Ｅ）の対応する露光領域（２９Ａ〜２９
Ｅ）の斜辺部が走査方向に重複するように配置してもよ
い。また、マスク（４）を保持する上部ステージ（６
ａ）と、感光基板（８）を保持する下部ステージ（６
ｂ）とを備えるようにしてもよい。
【００１７】
【作用】斯かる本発明によれば、投影光学系として略々
等倍の投影光学系（２３Ａ）が使用されている。略々等
倍の投影光学系（２３Ａ）を使用すると、縦倍率も略々
１倍であるため、図４に示すように、マスク（４）と感
光基板（８）とが共役な状態から、例えばマスク（４）
が投影光学系（２３Ａ）の光軸方向（Ｚ方向）にΔＺだ
け上方にシフトしたときには、感光基板（８）もＺ方向
にΔＺだけ上方にシフトさせれば、マスク（４）と感光
基板（８）との共役関係は維持される。即ち、マスク
（４）と感光基板（８）とが共役であるときの両者の間
隔をＨ0 とすると、マスク（４）がＺ方向に変位したよ
うな場合には、例えば感光基板（８）をＺ方向に変位さ
せて、両者の間隔をＨ0 に戻すようにする。これによ
り、マスク（４）と感光基板（８）とが共役になり、感
光基板（８）の露光面は投影光学系（２３Ａ）の結像面
と合致して、合焦状態で露光が行われる。これが本発明
の基本原理である。
等倍の投影光学系（２３Ａ）が使用されている。略々等
倍の投影光学系（２３Ａ）を使用すると、縦倍率も略々
１倍であるため、図４に示すように、マスク（４）と感
光基板（８）とが共役な状態から、例えばマスク（４）
が投影光学系（２３Ａ）の光軸方向（Ｚ方向）にΔＺだ
け上方にシフトしたときには、感光基板（８）もＺ方向
にΔＺだけ上方にシフトさせれば、マスク（４）と感光
基板（８）との共役関係は維持される。即ち、マスク
（４）と感光基板（８）とが共役であるときの両者の間
隔をＨ0 とすると、マスク（４）がＺ方向に変位したよ
うな場合には、例えば感光基板（８）をＺ方向に変位さ
せて、両者の間隔をＨ0 に戻すようにする。これによ
り、マスク（４）と感光基板（８）とが共役になり、感
光基板（８）の露光面は投影光学系（２３Ａ）の結像面
と合致して、合焦状態で露光が行われる。これが本発明
の基本原理である。
【００１８】具体的に、本発明の第１の走査型露光装置
では、間隔検出手段により、走査露光中にマスク（４）
上の複数の計測点（２５Ａ〜２５Ｄ）と、これらと共役
な感光基板（８）上の複数の計測点（２７Ａ〜２７Ｄ）
との間隔、即ち投影光学系（２３Ａ）の光軸方向の間隔
を検出する。間隔を検出するとは、直接その間隔を検出
する場合の他に、その間隔と共役状態での間隔Ｈ0 との
差分を検出する場合も含まれる。
では、間隔検出手段により、走査露光中にマスク（４）
上の複数の計測点（２５Ａ〜２５Ｄ）と、これらと共役
な感光基板（８）上の複数の計測点（２７Ａ〜２７Ｄ）
との間隔、即ち投影光学系（２３Ａ）の光軸方向の間隔
を検出する。間隔を検出するとは、直接その間隔を検出
する場合の他に、その間隔と共役状態での間隔Ｈ0 との
差分を検出する場合も含まれる。
【００１９】また、感光基板（８）上の複数の計測点
（２７Ａ〜２７Ｄ）は、図３に示すように、一例として
露光領域（２９Ａ）に対して走査方向の手前側に設定さ
れ、マスク（４）と感光基板（８）との間隔が先読み方
式で検出される。そこで、先読みされた間隔を順次記憶
しておき、先読みされた領域が順次露光領域（２９Ａ）
に達したときに、それぞれ調整手段（７，３６Ａ〜３６
Ｃ）を介してマスク（４）と感光基板（８）との間隔を
ほぼＨ0 にする。これにより、マスク（４）の平面度が
悪い場合、又はマスク（４）が傾斜した状態で走査され
る場合（走りの精度が悪い場合）等でも、オートフォー
カス及びオートレベリングが正確に作動する状態で露光
が行われる。
（２７Ａ〜２７Ｄ）は、図３に示すように、一例として
露光領域（２９Ａ）に対して走査方向の手前側に設定さ
れ、マスク（４）と感光基板（８）との間隔が先読み方
式で検出される。そこで、先読みされた間隔を順次記憶
しておき、先読みされた領域が順次露光領域（２９Ａ）
に達したときに、それぞれ調整手段（７，３６Ａ〜３６
Ｃ）を介してマスク（４）と感光基板（８）との間隔を
ほぼＨ0 にする。これにより、マスク（４）の平面度が
悪い場合、又はマスク（４）が傾斜した状態で走査され
る場合（走りの精度が悪い場合）等でも、オートフォー
カス及びオートレベリングが正確に作動する状態で露光
が行われる。
【００２０】更に、その間隔検出手段が、複数対の距離
検出手段（２６Ａ，２８Ａ〜２６Ｄ〜２８Ｄ）である場
合、一方の距離検出手段（２６Ａ〜２６Ｄ）がマスク
（４）上の対応する計測点までの距離を検出し、他方の
距離検出手段（２８Ａ〜２８Ｄ）が感光基板（８）上の
対応する計測点までの距離を検出し、このように検出さ
れた２つの距離の和を、マスク（４）と感光基板（８）
とが共役である場合の和と比較することにより、マスク
（４）と感光基板（８）との間隔と基準の間隔Ｈ 0 との
差分が求められる。
検出手段（２６Ａ，２８Ａ〜２６Ｄ〜２８Ｄ）である場
合、一方の距離検出手段（２６Ａ〜２６Ｄ）がマスク
（４）上の対応する計測点までの距離を検出し、他方の
距離検出手段（２８Ａ〜２８Ｄ）が感光基板（８）上の
対応する計測点までの距離を検出し、このように検出さ
れた２つの距離の和を、マスク（４）と感光基板（８）
とが共役である場合の和と比較することにより、マスク
（４）と感光基板（８）との間隔と基準の間隔Ｈ 0 との
差分が求められる。
【００２１】また、それら複数対の距離検出手段が、そ
の走査方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に所定
間隔でｎ対（ｎは３以上の整数）配設されている場合に
は、マスク（４）又は感光基板（８）がＹ方向に（ｎ−
１）次関数で表される曲線を逐次Ｘ方向に連ねた形の曲
面であっても、Ｙ方向のｎ点の間隔データより、その曲
面の形を正確に検出できる。特に、液晶パネルを製造す
る場合には、プレート（８）としてガラスプレートが使
用されるが、ガラスプレートのうねりは位置の３次関数
で表される場合が多い。そこで、このような場合には、
それら複数対の距離検出手段をＹ方向に４対設けること
により、その曲面形状を正確に検出できる。
の走査方向（Ｘ方向）に交差する方向（Ｙ方向）に所定
間隔でｎ対（ｎは３以上の整数）配設されている場合に
は、マスク（４）又は感光基板（８）がＹ方向に（ｎ−
１）次関数で表される曲線を逐次Ｘ方向に連ねた形の曲
面であっても、Ｙ方向のｎ点の間隔データより、その曲
面の形を正確に検出できる。特に、液晶パネルを製造す
る場合には、プレート（８）としてガラスプレートが使
用されるが、ガラスプレートのうねりは位置の３次関数
で表される場合が多い。そこで、このような場合には、
それら複数対の距離検出手段をＹ方向に４対設けること
により、その曲面形状を正確に検出できる。
【００２２】更に、例えば図３に示すように、その投影
光学系を、それぞれその走査方向に交差する方向（Ｙ方
向）に沿ってその走査方向に所定間隔Ｌで配列された複
数列の直線上に複数個配設した場合には、感光基板上で
各投影光学系による露光領域（２９Ａ，２９Ｂ、２９Ｃ
〜２９Ｅ）が走査方向に完全には重ならないように設定
される。この際に、それら露光領域（２９Ａ，２９Ｂ、
２９Ｃ〜２９Ｅ）とＹ方向の幅が同じ１つの露光領域に
１つの投影光学系で露光を行うには、かなり大型で高価
な投影光学系が必要となり、実用的ではないのに対し
て、小型の投影光学系を束ねて使用することにより、廉
価で実用的な露光装置が構成できる。
光学系を、それぞれその走査方向に交差する方向（Ｙ方
向）に沿ってその走査方向に所定間隔Ｌで配列された複
数列の直線上に複数個配設した場合には、感光基板上で
各投影光学系による露光領域（２９Ａ，２９Ｂ、２９Ｃ
〜２９Ｅ）が走査方向に完全には重ならないように設定
される。この際に、それら露光領域（２９Ａ，２９Ｂ、
２９Ｃ〜２９Ｅ）とＹ方向の幅が同じ１つの露光領域に
１つの投影光学系で露光を行うには、かなり大型で高価
な投影光学系が必要となり、実用的ではないのに対し
て、小型の投影光学系を束ねて使用することにより、廉
価で実用的な露光装置が構成できる。
【００２３】このとき、図３に示すように、間隔検出手
段による感光基板（８）上の計測点（２７Ａ〜２７Ｄ）
を、それら露光領域に対して走査方向に対して手前側に
間隔Ｌ0(＝Ｎ・Ｌ、Ｎは１以上の整数）だけ離して設置
した場合には、間隔検出手段による間隔のサンプリング
を例えば感光基板（８）が走査方向にＬ移動する毎に行
うようにする。これにより、間隔のサンプリングを行う
タイミングでそれら露光領域（２９Ａ〜２９Ｅ）の中に
間隔計測が行われた露光面が入ると共に、間隔Ｌの複数
列の露光領域（２９Ａ〜２９Ｅ）の全てに間隔計測が行
われた露光面が入るため、実際の計測データを用いてそ
れら露光領域（２９Ａ〜２９Ｅ）の全面の平均的な面を
正確に結像面に合わせ込むことができる。
段による感光基板（８）上の計測点（２７Ａ〜２７Ｄ）
を、それら露光領域に対して走査方向に対して手前側に
間隔Ｌ0(＝Ｎ・Ｌ、Ｎは１以上の整数）だけ離して設置
した場合には、間隔検出手段による間隔のサンプリング
を例えば感光基板（８）が走査方向にＬ移動する毎に行
うようにする。これにより、間隔のサンプリングを行う
タイミングでそれら露光領域（２９Ａ〜２９Ｅ）の中に
間隔計測が行われた露光面が入ると共に、間隔Ｌの複数
列の露光領域（２９Ａ〜２９Ｅ）の全てに間隔計測が行
われた露光面が入るため、実際の計測データを用いてそ
れら露光領域（２９Ａ〜２９Ｅ）の全面の平均的な面を
正確に結像面に合わせ込むことができる。
【００２４】この場合、マスク上及び感光基板上のピッ
チＬのサンプル点の間の点の間隔データは、前後のサン
プル点での計測データを補間したものを使用すればよ
い。但し、計測時間を短縮して、間隔データのサンプリ
ングのピッチをその間隔Ｌより細かくしてもよい。次
に、本発明の第２の走査型露光装置は、マスク（４）の
走査方向に交差する方向では例えばマスク（４）上の１
つの計測点、及び感光基板（８）上の１つの計測点での
投影光学系（２３Ａ）の光軸方向の位置を検出する。こ
の場合、マスク（４）及び感光基板（８）が共役である
ときの両者の位置を基準位置として記憶しておき、マス
ク（４）の位置ずれ量と感光基板（８）の位置ずれ量と
が等しくなるように、調整手段を介してその光軸方向の
位置を調整する。これにより、オートフォーカス方式
で、マスク（４）と感光基板（８）との共役関係が維持
された状態で露光が行われる。
チＬのサンプル点の間の点の間隔データは、前後のサン
プル点での計測データを補間したものを使用すればよ
い。但し、計測時間を短縮して、間隔データのサンプリ
ングのピッチをその間隔Ｌより細かくしてもよい。次
に、本発明の第２の走査型露光装置は、マスク（４）の
走査方向に交差する方向では例えばマスク（４）上の１
つの計測点、及び感光基板（８）上の１つの計測点での
投影光学系（２３Ａ）の光軸方向の位置を検出する。こ
の場合、マスク（４）及び感光基板（８）が共役である
ときの両者の位置を基準位置として記憶しておき、マス
ク（４）の位置ずれ量と感光基板（８）の位置ずれ量と
が等しくなるように、調整手段を介してその光軸方向の
位置を調整する。これにより、オートフォーカス方式
で、マスク（４）と感光基板（８）との共役関係が維持
された状態で露光が行われる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明による走査型露光装置の一実施
例につき図面を参照して説明する。本実施例は、それぞ
れ等倍で正立正像を投影する複数の投影光学系を有する
走査型露光装置に本発明を適用したものである。図１は
本実施例の走査型露光装置の露光部の構成図であり、こ
の図１において、マスク４が断面コの字型の走査ステー
ジ６の上部ステージ６ａ上に保持され、マスク４のパタ
ーン形成面（実際には下面）上の５個の台形状の照明領
域２２Ａ〜２２Ｅがそれぞれ対応する照明光学系３Ａ〜
３Ｅからの露光光により照明されている。照明領域２２
Ａ〜２２Ｅは、走査方向であるＸ方向に所定間隔で設定
された２列に分かれ、１列目に２個の照明領域２２Ａ及
び２２Ｂが配列され、２列目に３個の照明領域２２Ｃ〜
２２Ｅが配列され、且つ走査方向に台形状の照明領域２
２Ａ〜２２Ｅの斜辺部が重なるように配列されている。
例につき図面を参照して説明する。本実施例は、それぞ
れ等倍で正立正像を投影する複数の投影光学系を有する
走査型露光装置に本発明を適用したものである。図１は
本実施例の走査型露光装置の露光部の構成図であり、こ
の図１において、マスク４が断面コの字型の走査ステー
ジ６の上部ステージ６ａ上に保持され、マスク４のパタ
ーン形成面（実際には下面）上の５個の台形状の照明領
域２２Ａ〜２２Ｅがそれぞれ対応する照明光学系３Ａ〜
３Ｅからの露光光により照明されている。照明領域２２
Ａ〜２２Ｅは、走査方向であるＸ方向に所定間隔で設定
された２列に分かれ、１列目に２個の照明領域２２Ａ及
び２２Ｂが配列され、２列目に３個の照明領域２２Ｃ〜
２２Ｅが配列され、且つ走査方向に台形状の照明領域２
２Ａ〜２２Ｅの斜辺部が重なるように配列されている。
【００２６】走査ステージ６の下部ステージ６ｂ上に、
Ｚレベリングステージ７を介して被露光基板としてのフ
ォトレジストが塗布されたプレート８が保持され、マス
ク４とプレート８との間に、等倍で正立正像を投影する
５個の投影光学系２３Ａ〜２３Ｅが、照明領域２２Ａ〜
２２Ｅと同じ配列で固定されている。投影光学系２３Ａ
〜２３Ｅの光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な面内
でＸ軸（走査方向）に垂直な方向にＹ軸を取る。
Ｚレベリングステージ７を介して被露光基板としてのフ
ォトレジストが塗布されたプレート８が保持され、マス
ク４とプレート８との間に、等倍で正立正像を投影する
５個の投影光学系２３Ａ〜２３Ｅが、照明領域２２Ａ〜
２２Ｅと同じ配列で固定されている。投影光学系２３Ａ
〜２３Ｅの光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な面内
でＸ軸（走査方向）に垂直な方向にＹ軸を取る。
【００２７】投影光学系２３Ａ〜２３Ｅを介して照明領
域２５Ａ〜２５Ｅのパターンがそれぞれ、プレート８上
の台形状の露光フィールド２９Ａ〜２９Ｅ（図３参照）
上に等倍の正立正像で露光される。図３に示すように、
プレート８上で１列目の露光フィールド２９Ａ，２９Ｂ
と２列目の露光フィールド２９Ｃ〜２９Ｅとは、台形の
斜辺部が走査方向（Ｘ方向）に重なるように配置されて
いる。従って、例えば領域３８Ａは前後の露光フィール
ド２９Ａ及び２９Ｃの斜辺部で重複して走査され、領域
３８Ｂは前後の露光フィールド２９Ａ及び２９Ｄの斜辺
部で重複して走査される。これにより、プレート８上の
全面で露光エネルギーが均一化される。
域２５Ａ〜２５Ｅのパターンがそれぞれ、プレート８上
の台形状の露光フィールド２９Ａ〜２９Ｅ（図３参照）
上に等倍の正立正像で露光される。図３に示すように、
プレート８上で１列目の露光フィールド２９Ａ，２９Ｂ
と２列目の露光フィールド２９Ｃ〜２９Ｅとは、台形の
斜辺部が走査方向（Ｘ方向）に重なるように配置されて
いる。従って、例えば領域３８Ａは前後の露光フィール
ド２９Ａ及び２９Ｃの斜辺部で重複して走査され、領域
３８Ｂは前後の露光フィールド２９Ａ及び２９Ｄの斜辺
部で重複して走査される。これにより、プレート８上の
全面で露光エネルギーが均一化される。
【００２８】図１に戻り、投影光学系２３Ａ〜２３Ｅと
しては、例えば凹面鏡及び凸面鏡等を組み合わせたミラ
ープロジェクション方式の投影光学系が使用できる。走
査ステージ６を駆動してマスク４及びプレート８を一体
的にＹ方向に走査することにより、マスク４上のパター
ン領域２１内のパターンが、プレート８上のショット領
域２４上に逐次露光される。
しては、例えば凹面鏡及び凸面鏡等を組み合わせたミラ
ープロジェクション方式の投影光学系が使用できる。走
査ステージ６を駆動してマスク４及びプレート８を一体
的にＹ方向に走査することにより、マスク４上のパター
ン領域２１内のパターンが、プレート８上のショット領
域２４上に逐次露光される。
【００２９】図２は、本実施例の光学系及びステージ系
の構成を示し、この図２において、水銀ランプ１からの
露光光が楕円鏡２により集光されて光ガイド３０の入射
端に導かれ、光ガイド３０の５個の射出端から射出され
た露光光が、５個の照明光学系３Ａ〜３Ｅ（図２では２
個の照明光学系３Ｂ，３Ｅのみが図示）を介してマスク
４上を照明している。また、走査ステージ６はベース３
０上に駆動モータ３５を介してＸ方向に駆動できるよう
に載置され、走査ステージ６のＸ方向の端部に移動鏡３
１が固定され、移動鏡３１及びベース３０上に固定され
たレーザ干渉計３２により走査ステージ６のＸ方向の位
置が常時計測され、計測された位置が主制御系３３に供
給されている。主制御系３３は、走査露光時には、ステ
ージ駆動系３４を介して駆動モータ３５の動作を制御し
て、走査ステージ６をＸ方向に所定速度で駆動する。
の構成を示し、この図２において、水銀ランプ１からの
露光光が楕円鏡２により集光されて光ガイド３０の入射
端に導かれ、光ガイド３０の５個の射出端から射出され
た露光光が、５個の照明光学系３Ａ〜３Ｅ（図２では２
個の照明光学系３Ｂ，３Ｅのみが図示）を介してマスク
４上を照明している。また、走査ステージ６はベース３
０上に駆動モータ３５を介してＸ方向に駆動できるよう
に載置され、走査ステージ６のＸ方向の端部に移動鏡３
１が固定され、移動鏡３１及びベース３０上に固定され
たレーザ干渉計３２により走査ステージ６のＸ方向の位
置が常時計測され、計測された位置が主制御系３３に供
給されている。主制御系３３は、走査露光時には、ステ
ージ駆動系３４を介して駆動モータ３５の動作を制御し
て、走査ステージ６をＸ方向に所定速度で駆動する。
【００３０】また、走査ステージ６の下部ステージ６ｂ
上のＺレベリングステージ７は、固定ステージ７ｂ上に
３個の伸縮自在な支点３６Ａ〜３６Ｃを介して可動ステ
ージ７ａを載置して構成され、３個の支点３６Ａ〜３６
Ｃの伸縮量を調整することにより可動ステージ７ａのＸ
Ｚ平面内での傾斜角、及びＺＹ平面（図２の紙面に垂直
な平面）内での傾斜角を調整できる。更に、３個の支点
３６Ａ〜３６Ｃを同時にＺ方向に同じ量だけ伸縮させる
ことにより、可動ステージ７ａをＺ方向に変位させるこ
とができる。支点３６Ａ〜３６Ｃとしては、駆動モータ
とカムとを組み合わせた機構、ねじで押し出す方式、又
はピエゾ素子等の圧電素子等が使用できる。主制御系３
３が、ステージ駆動系３４を介して支点３６Ａ〜３６Ｃ
の伸縮量を設定する。
上のＺレベリングステージ７は、固定ステージ７ｂ上に
３個の伸縮自在な支点３６Ａ〜３６Ｃを介して可動ステ
ージ７ａを載置して構成され、３個の支点３６Ａ〜３６
Ｃの伸縮量を調整することにより可動ステージ７ａのＸ
Ｚ平面内での傾斜角、及びＺＹ平面（図２の紙面に垂直
な平面）内での傾斜角を調整できる。更に、３個の支点
３６Ａ〜３６Ｃを同時にＺ方向に同じ量だけ伸縮させる
ことにより、可動ステージ７ａをＺ方向に変位させるこ
とができる。支点３６Ａ〜３６Ｃとしては、駆動モータ
とカムとを組み合わせた機構、ねじで押し出す方式、又
はピエゾ素子等の圧電素子等が使用できる。主制御系３
３が、ステージ駆動系３４を介して支点３６Ａ〜３６Ｃ
の伸縮量を設定する。
【００３１】図１に戻り、本実施例ではマスク４上で照
明領域２２Ａ〜２２Ｅに対して走査方向（＋Ｘ方向）に
手前側のＹ方向に平行な直線上に、Ｙ方向に等間隔で４
個の計測点２５Ａ〜２５Ｄが設定されている。また、計
測点２５Ａ〜２５Ｄと、投影光学系２３Ａ〜２３Ｅに関
して共役なプレート８上の位置に４個の計測点２７Ａ〜
２７Ｄが設定され、走査露光時に先読み方式でプレート
８上の計測点２７Ａ〜２７Ｄと対応するマスク４上の計
測点２５Ａ〜２５ＤとのＺ方向の間隔を検出するための
位置検出系が設けられている。
明領域２２Ａ〜２２Ｅに対して走査方向（＋Ｘ方向）に
手前側のＹ方向に平行な直線上に、Ｙ方向に等間隔で４
個の計測点２５Ａ〜２５Ｄが設定されている。また、計
測点２５Ａ〜２５Ｄと、投影光学系２３Ａ〜２３Ｅに関
して共役なプレート８上の位置に４個の計測点２７Ａ〜
２７Ｄが設定され、走査露光時に先読み方式でプレート
８上の計測点２７Ａ〜２７Ｄと対応するマスク４上の計
測点２５Ａ〜２５ＤとのＺ方向の間隔を検出するための
位置検出系が設けられている。
【００３２】即ち、上部ステージ６Ａの下方に計測点２
５Ａ〜２５ＤのＺ方向の位置を検出するための斜入射方
式の焦点位置検出系２６Ａ〜２６Ｄが配置され、プレー
ト８の上方に計測点２７Ａ〜２７ＤのＺ方向の位置を検
出するための斜入射方式の焦点位置検出系２８Ａ〜２８
Ｄが配置されている。焦点位置検出系２６Ａ〜２６Ｄ及
び２８Ａ〜２８Ｄは同一構成である。例えば焦点位置検
出系２８Ｄは、図６の従来例で使用されている投射光学
系１２ａ及び受光光学系１２ｂより構成され、焦点位置
検出系２８Ｄ内の投射光学系から計測点２７Ｄに対し
て、検出光ＡＬによるスリットパターン像がＺ軸に斜め
に投影され、焦点位置検出系２８Ｄ内の受光光学系によ
りそのスリットパターン像が再結像され、この再結像さ
れた像の基準位置からの横ずれに応じたフォーカス信号
が出力される。そのフォーカス信号はプレート８上の計
測点２７ＤでのＺ方向の位置に対応する信号である。
５Ａ〜２５ＤのＺ方向の位置を検出するための斜入射方
式の焦点位置検出系２６Ａ〜２６Ｄが配置され、プレー
ト８の上方に計測点２７Ａ〜２７ＤのＺ方向の位置を検
出するための斜入射方式の焦点位置検出系２８Ａ〜２８
Ｄが配置されている。焦点位置検出系２６Ａ〜２６Ｄ及
び２８Ａ〜２８Ｄは同一構成である。例えば焦点位置検
出系２８Ｄは、図６の従来例で使用されている投射光学
系１２ａ及び受光光学系１２ｂより構成され、焦点位置
検出系２８Ｄ内の投射光学系から計測点２７Ｄに対し
て、検出光ＡＬによるスリットパターン像がＺ軸に斜め
に投影され、焦点位置検出系２８Ｄ内の受光光学系によ
りそのスリットパターン像が再結像され、この再結像さ
れた像の基準位置からの横ずれに応じたフォーカス信号
が出力される。そのフォーカス信号はプレート８上の計
測点２７ＤでのＺ方向の位置に対応する信号である。
【００３３】同様に、他の焦点位置検出系２８Ａ〜２８
Ｃからは、プレート８上の計測点２７Ａ〜２７ＣのＺ方
向の位置に対応するフォーカス信号が出力され、マスク
４側の４個の焦点位置検出系２６Ａ〜２６Ｄからは、マ
スク４上の計測点２５Ａ〜２５ＤのＺ方向の位置に対応
するフォーカス信号が出力される。この場合、図２に示
すように、焦点位置検出系２６Ｄのフォーカス信号が加
算器３７Ｄの一方の入力部に供給され、焦点位置検出系
２８Ｄのフォーカス信号が加算器３７Ｄの他方の入力部
に供給され、２つのフォーカス信号を加算して得られた
和信号ＳＤが主制御系３３に供給されている。
Ｃからは、プレート８上の計測点２７Ａ〜２７ＣのＺ方
向の位置に対応するフォーカス信号が出力され、マスク
４側の４個の焦点位置検出系２６Ａ〜２６Ｄからは、マ
スク４上の計測点２５Ａ〜２５ＤのＺ方向の位置に対応
するフォーカス信号が出力される。この場合、図２に示
すように、焦点位置検出系２６Ｄのフォーカス信号が加
算器３７Ｄの一方の入力部に供給され、焦点位置検出系
２８Ｄのフォーカス信号が加算器３７Ｄの他方の入力部
に供給され、２つのフォーカス信号を加算して得られた
和信号ＳＤが主制御系３３に供給されている。
【００３４】一方の焦点位置検出系２６Ｄから出力され
るフォーカス信号は、計測点２５Ｄの設計上の基準位置
から＋Ｚ方向への変位に対応した信号であり、他方の焦
点位置検出系２８Ｄから出力されるフォーカス信号は、
計測点２７Ｄの設計上の基準位置から−Ｚ方向への変位
に対応した信号（−Ｚ方向への変位が生じたときに正の
値を取る信号）であり、和信号ＳＤは、計測点２５Ｄと
計測点２７ＤとのＺ方向の間隔Ｈと、基準の間隔Ｈ0 と
の差分に対応する信号である。その基準の間隔Ｈ0 は、
マスク４とプレート８とが投影光学系２３Ａ〜２３Ｅに
関して共役であるときのマスク４のパターン形成面とプ
レート８の露光面とのＺ方向の間隔である。
るフォーカス信号は、計測点２５Ｄの設計上の基準位置
から＋Ｚ方向への変位に対応した信号であり、他方の焦
点位置検出系２８Ｄから出力されるフォーカス信号は、
計測点２７Ｄの設計上の基準位置から−Ｚ方向への変位
に対応した信号（−Ｚ方向への変位が生じたときに正の
値を取る信号）であり、和信号ＳＤは、計測点２５Ｄと
計測点２７ＤとのＺ方向の間隔Ｈと、基準の間隔Ｈ0 と
の差分に対応する信号である。その基準の間隔Ｈ0 は、
マスク４とプレート８とが投影光学系２３Ａ〜２３Ｅに
関して共役であるときのマスク４のパターン形成面とプ
レート８の露光面とのＺ方向の間隔である。
【００３５】本実施例の投影光学系２３Ａ〜２３Ｅは等
倍であるため、縦倍率も１倍である。従って、図４に示
すように、間隔Ｈ0 のマスク４とプレート８とが投影光
学系２３Ａ〜２３Ｅ（マスク４では２３Ａのみを図示）
に関して共役であるときに、マスク４が＋Ｚ方向にΔＺ
だけ変位して位置４Ａに達したときには、プレート８を
＋Ｚ方向にΔＺだけ変位させて位置８Ａに設定すること
により、マスク４とプレート８との共役関係は維持され
る。そこで、本実施例では、露光時にマスク４の平均的
な面とプレート８の平均的な面とを互いに平行とし、且
つその間隔をＨ 0 に設定して、合焦状態を得るようにす
る。
倍であるため、縦倍率も１倍である。従って、図４に示
すように、間隔Ｈ0 のマスク４とプレート８とが投影光
学系２３Ａ〜２３Ｅ（マスク４では２３Ａのみを図示）
に関して共役であるときに、マスク４が＋Ｚ方向にΔＺ
だけ変位して位置４Ａに達したときには、プレート８を
＋Ｚ方向にΔＺだけ変位させて位置８Ａに設定すること
により、マスク４とプレート８との共役関係は維持され
る。そこで、本実施例では、露光時にマスク４の平均的
な面とプレート８の平均的な面とを互いに平行とし、且
つその間隔をＨ 0 に設定して、合焦状態を得るようにす
る。
【００３６】図２に戻り、和信号ＳＤは、２つの計測点
２５Ｄ及び２７Ｄ間の先読みされた間隔Ｈの本来の間隔
Ｈ0 からのずれ量を表している。同様に、図１におい
て、不図示であるが、焦点位置検出系２６Ａ〜２６Ｃの
フォーカス信号と対応する焦点位置検出系２８Ａ〜２８
Ｃのフォーカス信号との和信号ＳＡ〜ＳＣが求められ
て、図２の主制御系３３に供給される。それら和信号Ｓ
Ａ〜ＳＣは、それぞれ計測点２５Ａ〜２５Ｃと対応する
計測点２７Ａ〜２７Ｃとの間の先読みされた間隔Ｈの本
来の間隔Ｈ0 からのずれ量を表している。そして、主制
御系３３では供給された４つの和信号ＳＡ〜ＳＤをアナ
ログ／デジタル変換した後、対応する間隔のＺ方向への
ずれ量を求め、このずれ量のデータを内部のメモリに逐
次格納する。
２５Ｄ及び２７Ｄ間の先読みされた間隔Ｈの本来の間隔
Ｈ0 からのずれ量を表している。同様に、図１におい
て、不図示であるが、焦点位置検出系２６Ａ〜２６Ｃの
フォーカス信号と対応する焦点位置検出系２８Ａ〜２８
Ｃのフォーカス信号との和信号ＳＡ〜ＳＣが求められ
て、図２の主制御系３３に供給される。それら和信号Ｓ
Ａ〜ＳＣは、それぞれ計測点２５Ａ〜２５Ｃと対応する
計測点２７Ａ〜２７Ｃとの間の先読みされた間隔Ｈの本
来の間隔Ｈ0 からのずれ量を表している。そして、主制
御系３３では供給された４つの和信号ＳＡ〜ＳＤをアナ
ログ／デジタル変換した後、対応する間隔のＺ方向への
ずれ量を求め、このずれ量のデータを内部のメモリに逐
次格納する。
【００３７】この場合、図３はプレート８上のショット
領域２４を示し、この図３に示すように、１列目の露光
フィールド２９Ａ，２９Ｂと２列目の露光フィールド２
９Ｃ〜２９ＣのＸ方向の間隔をＬとして、１列目の露光
フィールド２９Ａ，２９Ｂの中心を通る直線から計測点
２７Ａ〜２７Ｄを通る直線までのＸ方向の間隔をＬ0と
する。本実施例では、一例としてマスク及びプレートが
Ｘ方向にＬ移動する毎に、マスク４とプレート８との間
隔のサンプリングを行う。更に、計測点２７Ａ〜２７Ｄ
までの間隔Ｌ0 を、２列の露光フィールド２９Ａ〜２９
Ｅの間隔Ｌの整数倍に設定する。即ち、１以上の整数Ｎ
を用いて次式が成立する。
領域２４を示し、この図３に示すように、１列目の露光
フィールド２９Ａ，２９Ｂと２列目の露光フィールド２
９Ｃ〜２９ＣのＸ方向の間隔をＬとして、１列目の露光
フィールド２９Ａ，２９Ｂの中心を通る直線から計測点
２７Ａ〜２７Ｄを通る直線までのＸ方向の間隔をＬ0と
する。本実施例では、一例としてマスク及びプレートが
Ｘ方向にＬ移動する毎に、マスク４とプレート８との間
隔のサンプリングを行う。更に、計測点２７Ａ〜２７Ｄ
までの間隔Ｌ0 を、２列の露光フィールド２９Ａ〜２９
Ｅの間隔Ｌの整数倍に設定する。即ち、１以上の整数Ｎ
を用いて次式が成立する。
【００３８】Ｌ0 ＝Ｎ・Ｌ （１）
これにより、マスク４とプレート８との間隔の計測のタ
イミングと、Ｚレベリングステージ７によるプレート８
の姿勢の調整のタイミングとを合わせることができ、制
御が容易になる。しかしながら、（１）式が満たされな
い場合には、Ｚレベリングステージ７による調整のタイ
ミングを変えればよいだけであるため、（１）式は必ず
しも必要ではない。
イミングと、Ｚレベリングステージ７によるプレート８
の姿勢の調整のタイミングとを合わせることができ、制
御が容易になる。しかしながら、（１）式が満たされな
い場合には、Ｚレベリングステージ７による調整のタイ
ミングを変えればよいだけであるため、（１）式は必ず
しも必要ではない。
【００３９】本実施例で走査露光時にショット領域２４
が＋Ｘ方向に走査される際に、主制御系３３内のメモリ
には、図２の走査ステージ６の間隔Ｌ毎のＸ座標Ｘi(ｉ
＝１，２，…）に対応させて４つの和信号ＳＡ〜ＳＤが
示すずれ量を格納させると共に、そのＸ座標Ｘi のアド
レスにそのＸ座標Ｘi からＬだけ−Ｘ方向に離れた位置
でサンプリングされた４つのずれ量も格納しておく。そ
の後、Ｘ座標Ｘi のアドレスに格納されたデータに対応
する領域が露光フィールド２９Ｃ〜２９Ｅに達したとき
には、Ｘ座標Ｘi 、及びこの位置から−Ｘ方向にＬだけ
離れた位置での８個のデータをメモリから読み出す。
が＋Ｘ方向に走査される際に、主制御系３３内のメモリ
には、図２の走査ステージ６の間隔Ｌ毎のＸ座標Ｘi(ｉ
＝１，２，…）に対応させて４つの和信号ＳＡ〜ＳＤが
示すずれ量を格納させると共に、そのＸ座標Ｘi のアド
レスにそのＸ座標Ｘi からＬだけ−Ｘ方向に離れた位置
でサンプリングされた４つのずれ量も格納しておく。そ
の後、Ｘ座標Ｘi のアドレスに格納されたデータに対応
する領域が露光フィールド２９Ｃ〜２９Ｅに達したとき
には、Ｘ座標Ｘi 、及びこの位置から−Ｘ方向にＬだけ
離れた位置での８個のデータをメモリから読み出す。
【００４０】これら８個のデータはプレート８上の８個
の点と対応するマスク４上の８個の点との間隔の基準の
間隔Ｈ0 からのずれ量を表す。そのため、それら８個の
間隔が平均的にＨ0 となるように、Ｚレベリングステー
ジ７を介してプレート８の露光面のＺ方向の位置、及び
傾斜角を調整する。この際に、プレート８上のサンプル
点の間の点が露光フィールド２９Ａ〜２９Ｅに入った場
合には、その点の前後のサンプル点での計測データを補
間して得られたデータに基づいてＺレベリングステージ
７の制御を行えばよい。また、特に焦点位置検出系２６
Ａ〜２６Ｄ，２８Ａ〜２８Ｄでの計測を高速に行い、プ
レート８上でＸ方向に間隔Ｌより短いピッチで位置ずれ
量の計測を行うようにしてもよい。
の点と対応するマスク４上の８個の点との間隔の基準の
間隔Ｈ0 からのずれ量を表す。そのため、それら８個の
間隔が平均的にＨ0 となるように、Ｚレベリングステー
ジ７を介してプレート８の露光面のＺ方向の位置、及び
傾斜角を調整する。この際に、プレート８上のサンプル
点の間の点が露光フィールド２９Ａ〜２９Ｅに入った場
合には、その点の前後のサンプル点での計測データを補
間して得られたデータに基づいてＺレベリングステージ
７の制御を行えばよい。また、特に焦点位置検出系２６
Ａ〜２６Ｄ，２８Ａ〜２８Ｄでの計測を高速に行い、プ
レート８上でＸ方向に間隔Ｌより短いピッチで位置ずれ
量の計測を行うようにしてもよい。
【００４１】次に、本実施例で走査露光方式で露光を行
う場合の動作につき説明する。図２において、マスク４
及びプレート８は走査ステージ６を介して一体的にＸ方
向に走査される。プレート８上の各点は、露光フィール
ド２９Ｂ及び２９Ｅに達する前に、焦点位置検出系２６
Ｄ及び２８Ｄにより対応するマスク４上の点との間隔の
基準の間隔Ｈ0 からのずれ量を示す和信号ＳＤが出力さ
れる。また、初期状態では、Ｚレベリングステージ７の
可動ステージ７ａの表面は走査ステージ６の走り方向に
平行である（これを「基準状態」と呼ぶ）とする。同様
に他の和信号ＳＡ〜ＳＣも出力され、和信号ＳＡ〜ＳＤ
に対応する位置ずれ量は、Ｘ方向に所定ピッチでサンプ
リングされて順次主制御系３３内のメモリに格納され
る。
う場合の動作につき説明する。図２において、マスク４
及びプレート８は走査ステージ６を介して一体的にＸ方
向に走査される。プレート８上の各点は、露光フィール
ド２９Ｂ及び２９Ｅに達する前に、焦点位置検出系２６
Ｄ及び２８Ｄにより対応するマスク４上の点との間隔の
基準の間隔Ｈ0 からのずれ量を示す和信号ＳＤが出力さ
れる。また、初期状態では、Ｚレベリングステージ７の
可動ステージ７ａの表面は走査ステージ６の走り方向に
平行である（これを「基準状態」と呼ぶ）とする。同様
に他の和信号ＳＡ〜ＳＣも出力され、和信号ＳＡ〜ＳＤ
に対応する位置ずれ量は、Ｘ方向に所定ピッチでサンプ
リングされて順次主制御系３３内のメモリに格納され
る。
【００４２】そして、プレート８のショット領域の先端
部が露光フィールド２９Ｅに達すると、前述のように記
憶されている位置ずれ量のデータに基づき、Ｚレベリン
グステージ７のＺ方向の傾斜角の制御（レベリング）、
及び位置の制御（フォーカシング）が開始される。具体
的に、図３において５個の露光フィールド２９Ａ〜２９
Ｅを含むプレート８の露光面の平均的な面が、対応する
マスク４上の平均的な面と平行で、且つ間隔がＨ0 とな
るようにＺレベリングステージ７の動作が制御される。
その後、プレート８上のショット領域上の後続の領域が
露光フィールド２９Ｅに逐次達するのに対応して、Ｚレ
ベリングステージ７の姿勢が連続的に制御される。これ
により、オートレベリング及びオートフォーカス動作が
実行されるため、図２に示すように、マスク４が例えば
中央部で下方に撓んでいても、露光時にはマスク４とプ
レート８との間隔がＨ0 に設定され、常に合焦状態で露
光を行うことができる。
部が露光フィールド２９Ｅに達すると、前述のように記
憶されている位置ずれ量のデータに基づき、Ｚレベリン
グステージ７のＺ方向の傾斜角の制御（レベリング）、
及び位置の制御（フォーカシング）が開始される。具体
的に、図３において５個の露光フィールド２９Ａ〜２９
Ｅを含むプレート８の露光面の平均的な面が、対応する
マスク４上の平均的な面と平行で、且つ間隔がＨ0 とな
るようにＺレベリングステージ７の動作が制御される。
その後、プレート８上のショット領域上の後続の領域が
露光フィールド２９Ｅに逐次達するのに対応して、Ｚレ
ベリングステージ７の姿勢が連続的に制御される。これ
により、オートレベリング及びオートフォーカス動作が
実行されるため、図２に示すように、マスク４が例えば
中央部で下方に撓んでいても、露光時にはマスク４とプ
レート８との間隔がＨ0 に設定され、常に合焦状態で露
光を行うことができる。
【００４３】但し、露光中にＺレベリングステージ７の
表面が走査ステージ６の走り方向に平行でなくなると、
焦点位置検出系２８Ａ〜２８Ｄの計測結果がそのＺレベ
リングステージ７の傾斜角の影響を受けるため、次のよ
うに計測された間隔の差を補正する必要がある。分かり
易くするため、マスク４は完全な平面で且つＺ方向の位
置が変化しないものとして、図５に示すように、ＸＺ平
面内でのＺレベリングステージ７の傾斜角の影響につき
考える。
表面が走査ステージ６の走り方向に平行でなくなると、
焦点位置検出系２８Ａ〜２８Ｄの計測結果がそのＺレベ
リングステージ７の傾斜角の影響を受けるため、次のよ
うに計測された間隔の差を補正する必要がある。分かり
易くするため、マスク４は完全な平面で且つＺ方向の位
置が変化しないものとして、図５に示すように、ＸＺ平
面内でのＺレベリングステージ７の傾斜角の影響につき
考える。
【００４４】図５において、（１）式が満たされている
とすると、Ｚレベリングステージ７のＺ方向の位置及び
傾斜角の制御は、（Ｎ＋１）回前、及びＮ回前にサンプ
リングされたデータに基いて行われている。また、面３
９をＺレベリングステージ７の可動ステージ７ａの基準
状態（初期状態）での表面であるとすると、その基準状
態の表面３９はプレート８の走り方向（Ｘ方向）に平行
である。その表面３９に対して、現在の可動ステージ７
ａの表面は角度θで交差していると共に、投影光学系２
３Ｂの光軸上で基準状態の面３９に対して実際の可動ス
テージ７ａの表面がｚだけ−Ｚ方向にずれている。これ
により、投影光学系２３Ｂ及び２３Ｅの結像面４０に対
して、プレート８上の露光フィールド２９Ｂ及び２９Ｅ
を含む領域の平均的な面が合わせ込まれている。
とすると、Ｚレベリングステージ７のＺ方向の位置及び
傾斜角の制御は、（Ｎ＋１）回前、及びＮ回前にサンプ
リングされたデータに基いて行われている。また、面３
９をＺレベリングステージ７の可動ステージ７ａの基準
状態（初期状態）での表面であるとすると、その基準状
態の表面３９はプレート８の走り方向（Ｘ方向）に平行
である。その表面３９に対して、現在の可動ステージ７
ａの表面は角度θで交差していると共に、投影光学系２
３Ｂの光軸上で基準状態の面３９に対して実際の可動ス
テージ７ａの表面がｚだけ−Ｚ方向にずれている。これ
により、投影光学系２３Ｂ及び２３Ｅの結像面４０に対
して、プレート８上の露光フィールド２９Ｂ及び２９Ｅ
を含む領域の平均的な面が合わせ込まれている。
【００４５】この状態で、焦点位置検出系２８Ｄによ
り、プレート８上の計測点２７Ｄの結像面４０からの−
Ｚ方向へのずれ量δi が検出され、マスク４とプレート
８との間隔の計測結果は（Ｈ0 ＋δi ）となる。しかし
ながら、仮に可動ステージ７ａの表面が基準状態の表面
３９に合致しているときの、その計測点２７Ｄの結像面
４０からの−Ｚ方向へのずれ量をΔi とすると、ずれ量
Δi は次のように表すことができる。
り、プレート８上の計測点２７Ｄの結像面４０からの−
Ｚ方向へのずれ量δi が検出され、マスク４とプレート
８との間隔の計測結果は（Ｈ0 ＋δi ）となる。しかし
ながら、仮に可動ステージ７ａの表面が基準状態の表面
３９に合致しているときの、その計測点２７Ｄの結像面
４０からの−Ｚ方向へのずれ量をΔi とすると、ずれ量
Δi は次のように表すことができる。
【００４６】Δi ＝δi −ｚ＋Ｌ0・θ （２）
図２の主制御系３３内のメモリには（２）式により補正
された後のずれ量Δiを格納する。即ち、常にＺレベリ
ングステージ７の表面が基準状態にある場合の計測値を
格納するようにする。なお、図５ではＸＺ平面内での傾
斜のみを考慮しているが、同様にＺＹ平面内での傾斜を
も考慮して、各計測点２７Ａ〜２７Ｄでの計測データを
常にＺレベリングステージ７の表面が基準状態にある場
合に換算して記憶させることができる。これによりＺレ
ベリングステージ７のＺ方向の位置及び傾斜角の補正
は、そのメモリ内のデータに基づいて直接行うことがで
きる。
された後のずれ量Δiを格納する。即ち、常にＺレベリ
ングステージ７の表面が基準状態にある場合の計測値を
格納するようにする。なお、図５ではＸＺ平面内での傾
斜のみを考慮しているが、同様にＺＹ平面内での傾斜を
も考慮して、各計測点２７Ａ〜２７Ｄでの計測データを
常にＺレベリングステージ７の表面が基準状態にある場
合に換算して記憶させることができる。これによりＺレ
ベリングステージ７のＺ方向の位置及び傾斜角の補正
は、そのメモリ内のデータに基づいて直接行うことがで
きる。
【００４７】また、プレート８上の露光位置が間隔計測
のサンプル点の中間にあるときは、例えばその前後のサ
ンプル点でのデータを補間してその露光位置でのデータ
を求める。この補間されたデータを用いてＺレベリング
ステージ７の姿勢を制御して露光を行うことにより、プ
レート８の全面に良好な状態で露光を行うことができ
る。
のサンプル点の中間にあるときは、例えばその前後のサ
ンプル点でのデータを補間してその露光位置でのデータ
を求める。この補間されたデータを用いてＺレベリング
ステージ７の姿勢を制御して露光を行うことにより、プ
レート８の全面に良好な状態で露光を行うことができ
る。
【００４８】更に、図３に示すように、本実施例ではプ
レート８上で走査方向に垂直なＹ方向に４個の計測点２
７Ａ〜２７Ｄが設定され、マスク４上にもＹ方向に４個
の計測点が設定されている。これに関して、プレート８
が液晶パネル製造用のガラスプレートである場合、その
プレート８の表面のＹ方向への曲がりは、経験的にほぼ
位置の３次関数で表される。そして、Ｙ方向の４点でそ
の表面の位置を計測することにより、その３次関数の４
個の係数を決定できるため、本実施例の４個の計測点で
の計測データを用いることにより、プレート８の曲がり
を正確に計測できる。その計測点の個数を増やすことに
より、より複雑な曲がりをも正確に計測できるが、計測
点を４点とすることにより、比較的低コストで、液晶パ
ネル用のプレートの曲がりをほぼ正確に計測でき、結果
としてプレート上の曲がりを考慮した平均的な面を合焦
させることができる。
レート８上で走査方向に垂直なＹ方向に４個の計測点２
７Ａ〜２７Ｄが設定され、マスク４上にもＹ方向に４個
の計測点が設定されている。これに関して、プレート８
が液晶パネル製造用のガラスプレートである場合、その
プレート８の表面のＹ方向への曲がりは、経験的にほぼ
位置の３次関数で表される。そして、Ｙ方向の４点でそ
の表面の位置を計測することにより、その３次関数の４
個の係数を決定できるため、本実施例の４個の計測点で
の計測データを用いることにより、プレート８の曲がり
を正確に計測できる。その計測点の個数を増やすことに
より、より複雑な曲がりをも正確に計測できるが、計測
点を４点とすることにより、比較的低コストで、液晶パ
ネル用のプレートの曲がりをほぼ正確に計測でき、結果
としてプレート上の曲がりを考慮した平均的な面を合焦
させることができる。
【００４９】なお、上述実施例では、Ｚレベリングステ
ージ７がプレート８側に設けられているが、マスク４側
にＺ方向の位置及び傾斜角を補正するためのステージを
設け、マスク４側で補正を行うようにしてもよい。更
に、マスク４とプレート８との両方で補正を行うように
してもよい。また、例えば図３に示すように、上述実施
例ではマスク４とプレート８との間隔の計測を先読み方
式で行っているため、プレート８の走査方向は計測点２
７Ａ〜２７Ｄから露光フィールド２９Ａ〜２９Ｅに向か
う方向、即ち＋Ｘ方向となる。これに対して、走査方向
を＋Ｘ方向又は−Ｘ方向の何れでもよくするために、露
光フィールド２９Ａ〜２９Ｅに対して＋Ｘ方向側に計測
点４１を設定し、マスク４側にも対応して計測点を設定
し、これらの計測点の間隔を計測するための計測手段を
設けるようにしてもよい。これにより、プレート８を例
えば−Ｘ方向に走査する場合には、計測点４１で計測さ
れたデータを用いて補正を行うことができる。
ージ７がプレート８側に設けられているが、マスク４側
にＺ方向の位置及び傾斜角を補正するためのステージを
設け、マスク４側で補正を行うようにしてもよい。更
に、マスク４とプレート８との両方で補正を行うように
してもよい。また、例えば図３に示すように、上述実施
例ではマスク４とプレート８との間隔の計測を先読み方
式で行っているため、プレート８の走査方向は計測点２
７Ａ〜２７Ｄから露光フィールド２９Ａ〜２９Ｅに向か
う方向、即ち＋Ｘ方向となる。これに対して、走査方向
を＋Ｘ方向又は−Ｘ方向の何れでもよくするために、露
光フィールド２９Ａ〜２９Ｅに対して＋Ｘ方向側に計測
点４１を設定し、マスク４側にも対応して計測点を設定
し、これらの計測点の間隔を計測するための計測手段を
設けるようにしてもよい。これにより、プレート８を例
えば−Ｘ方向に走査する場合には、計測点４１で計測さ
れたデータを用いて補正を行うことができる。
【００５０】更に、上述実施例では、等倍で正立正像を
投影する投影光学系２３Ａ〜２３Ｅが使用されている
が、等倍で倒立像を投影する投影光学系を使用する場合
にも本発明は適用できる。但し、このように倒立像を投
影する場合には、マスクとプレートとの走査方向が逆に
なるため、マスク用のステージとプレート用のステージ
とを個別に備える必要がある。また、走査方向が逆であ
るため、間隔の情報を先読みするためには、マスク側の
焦点位置検出系と、プレート側の焦点位置検出系とを投
影光学系を挟んで逆方向に設ける必要がある。更に、投
影光学系は１個でもよい。
投影する投影光学系２３Ａ〜２３Ｅが使用されている
が、等倍で倒立像を投影する投影光学系を使用する場合
にも本発明は適用できる。但し、このように倒立像を投
影する場合には、マスクとプレートとの走査方向が逆に
なるため、マスク用のステージとプレート用のステージ
とを個別に備える必要がある。また、走査方向が逆であ
るため、間隔の情報を先読みするためには、マスク側の
焦点位置検出系と、プレート側の焦点位置検出系とを投
影光学系を挟んで逆方向に設ける必要がある。更に、投
影光学系は１個でもよい。
【００５１】このように本発明は上述実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
【００５２】
【発明の効果】本発明の第１の走査型露光装置によれ
ば、ほぼ等倍の投影光学系の縦倍率がほぼ１倍であるこ
とを利用して、間隔検出手段により検出されたマスクと
感光基板との間隔（又はこの間隔の基準の間隔からのず
れ量）に基づいて、調整手段を介して露光時に両者の相
対的な位置及び傾きを調整している。従って、プレート
のみならずマスクの平面度が悪い場合、又はマスクの送
り精度が悪い場合でも、オートフォーカス及びオートレ
ベリング方式で、プレートの露光面を投影光学系による
結像面に合わせ込んだ状態（合焦状態）で露光を行うこ
とができる利点がある。
ば、ほぼ等倍の投影光学系の縦倍率がほぼ１倍であるこ
とを利用して、間隔検出手段により検出されたマスクと
感光基板との間隔（又はこの間隔の基準の間隔からのず
れ量）に基づいて、調整手段を介して露光時に両者の相
対的な位置及び傾きを調整している。従って、プレート
のみならずマスクの平面度が悪い場合、又はマスクの送
り精度が悪い場合でも、オートフォーカス及びオートレ
ベリング方式で、プレートの露光面を投影光学系による
結像面に合わせ込んだ状態（合焦状態）で露光を行うこ
とができる利点がある。
【００５３】更に、プレートの露光面、又はマスクのパ
ターン形成面が曲面状に歪んでいる場合でも、複数の計
測点により近似的にその曲面状の形状を計測できるた
め、この計測結果を用いて、合焦を行うことができる。
また、間隔検出手段が、マスク上の複数の計測点及び感
光基板上の複数の計測点に対応してそれぞれ投影光学系
の光軸方向に所定間隔をもって配設された複数対の距離
検出手段よりなる場合には、個々の距離検出手段はマス
ク又は感光基板までの距離（所定の基準面からの変位も
含む）を検出するだけでよいため、間隔検出手段が全体
として容易に且つ小型に構成できる。
ターン形成面が曲面状に歪んでいる場合でも、複数の計
測点により近似的にその曲面状の形状を計測できるた
め、この計測結果を用いて、合焦を行うことができる。
また、間隔検出手段が、マスク上の複数の計測点及び感
光基板上の複数の計測点に対応してそれぞれ投影光学系
の光軸方向に所定間隔をもって配設された複数対の距離
検出手段よりなる場合には、個々の距離検出手段はマス
ク又は感光基板までの距離（所定の基準面からの変位も
含む）を検出するだけでよいため、間隔検出手段が全体
として容易に且つ小型に構成できる。
【００５４】特に、それら複数対の距離検出手段が、走
査方向に交差する方向に所定間隔で４対配設されている
場合には、液晶パネルを製造する場合に見られるよう
に、マスク又は感光基板が位置の３次関数で表される曲
がりを有しても、その曲がりの形状を正確に計測し、結
果として正確に合焦を行うことができる。
査方向に交差する方向に所定間隔で４対配設されている
場合には、液晶パネルを製造する場合に見られるよう
に、マスク又は感光基板が位置の３次関数で表される曲
がりを有しても、その曲がりの形状を正確に計測し、結
果として正確に合焦を行うことができる。
【００５５】更に、投影光学系が、それぞれ走査方向に
交差する方向に沿ってその走査方向に所定間隔で配列さ
れた複数列の直線上に複数個配設されている場合には、
全体として広い露光領域を有する投影光学系を容易且つ
廉価に構成できる。この場合、間隔検出手段がそれら複
数個の投影光学系に対して走査方向にその所定間隔の整
数倍だけ離れた位置でのマスクと感光基板との間隔を検
出すると、調整手段の制御が容易であると共に、合焦精
度を高めることができる。
交差する方向に沿ってその走査方向に所定間隔で配列さ
れた複数列の直線上に複数個配設されている場合には、
全体として広い露光領域を有する投影光学系を容易且つ
廉価に構成できる。この場合、間隔検出手段がそれら複
数個の投影光学系に対して走査方向にその所定間隔の整
数倍だけ離れた位置でのマスクと感光基板との間隔を検
出すると、調整手段の制御が容易であると共に、合焦精
度を高めることができる。
【００５６】次に、本発明の第２の走査型露光装置によ
れば、先読み方式の一対の位置検出器を用いてマスク及
び感光基板の位置を検出しているため、例えば検出され
た一対の位置の間隔を一定に保つように調整手段を動作
させることにより、マスクの平面度が悪い場合、又はマ
スクの送り精度が悪い場合でも、オートフォーカス方式
で、合焦を行うことができる。
れば、先読み方式の一対の位置検出器を用いてマスク及
び感光基板の位置を検出しているため、例えば検出され
た一対の位置の間隔を一定に保つように調整手段を動作
させることにより、マスクの平面度が悪い場合、又はマ
スクの送り精度が悪い場合でも、オートフォーカス方式
で、合焦を行うことができる。
【図１】本発明による走査型露光装置の一実施例の露光
部を示す斜視図である。
部を示す斜視図である。
【図２】その実施例の光学系及びステージ系の構成を示
す一部を切り欠いた側面図である。
す一部を切り欠いた側面図である。
【図３】図１のプレート８上での露光フィールド２９Ａ
〜２９Ｅと計測点２７Ａ〜２７Ｄとの関係を示す平面図
である。
〜２９Ｅと計測点２７Ａ〜２７Ｄとの関係を示す平面図
である。
【図４】等倍の投影光学系の結像特性の説明図である。
【図５】Ｚレベリングステージ７が傾斜している場合
に、焦点位置検出系２８Ｄ等で計測された位置ずれ量を
補正する方法の説明に供する図である。
に、焦点位置検出系２８Ｄ等で計測された位置ずれ量を
補正する方法の説明に供する図である。
【図６】従来の走査型露光装置を示す一部を切り欠いた
側面図である。
側面図である。
３Ａ〜３Ｅ 照明光学系
４ マスク
６ 走査ステージ
７ Ｚレベリングステージ
８ プレート
２２Ａ〜２２Ｅ 照明領域
２３Ａ〜２３Ｅ 投影光学系
２５Ａ〜２５Ｄ，２７Ａ〜２７Ｄ 計測点
２６Ａ〜２６Ｄ マスク側の焦点位置検出系
２８Ａ〜２８Ｄ プレート側の焦点位置検出系
３２ レーザ干渉計
３３ 主制御系
３６Ａ〜３６Ｃ 支点
３７Ｄ 加算器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 森 晋
東京都千代田区丸の内３丁目２番３号
株式会社ニコン内
(56)参考文献 特開 昭61−251029（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−215417（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−163833（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−231206（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−88317（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−279629（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−250710（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/20 521
G03F 7/207
Claims (10)
- 【請求項１】 マスク上の所定形状の照明領域内のパタ
ーンを実質的に等倍の投影光学系を介して感光基板上に
投影し、前記照明領域に対して前記マスクを走査するの
と同期して前記照明領域と共役な露光領域に対して前記
感光基板を走査することにより、前記マスク上のパター
ンを逐次前記感光基板上に露光する走査型露光装置にお
いて、 前記マスク上で該マスクの走査方向に交差する方向に配
列された複数の計測点と、該複数の計測点と前記投影光
学系に関して共役な前記感光基板上の複数の計測点との
間隔を検出する間隔検出手段と、 前記マスク及び前記感光基板の走査中に前記マスク及び
前記感光基板の内の少なくとも一方の前記投影光学系の
光軸方向の位置及び傾斜角を調整する調整手段と、 前記間隔検出手段により検出された複数の間隔に基づい
て、前記マスク及び前記感光基板の走査中に前記調整手
段を介して、前記照明領域と共役な露光領域内の前記感
光基板の露光面の平均的な面を前記投影光学系の結像面
に合わせ込む制御手段と、を有することを特徴とする走
査型露光装置。 - 【請求項２】 前記間隔検出手段は、前記マスク上の複
数の計測点及び前記感光基板上の複数の計測点に対応し
てそれぞれ前記投影光学系の光軸方向に所定間隔をもっ
て配設された複数対の距離検出手段よりなり、 該複数対の距離検出手段のそれぞれの一方の距離検出手
段が前記マスク上の対応する計測点までの前記光軸方向
の距離を検出し、他方の距離検出手段が前記感光基板上
の対応する計測点までの前記光軸方向の距離を検出し、
該検出された２つの距離より前記マスク上の対応する計
測点と前記感光基板上の対応する計測点との間隔を求め
ることを特徴とする請求項１に記載の走査型露光装置。 - 【請求項３】 前記複数対の距離検出手段は、前記走査
方向に交差する方向に所定間隔で４対配設されているこ
とを特徴とする請求項２に記載の走査型露光装置。 - 【請求項４】 前記投影光学系は、それぞれ前記走査方
向に交差する方向に沿って前記走査方向に所定間隔で配
列された複数列の直線上に複数個配設されており、 前記間隔検出手段は、該複数個の投影光学系に対して前
記走査方向に前記所定間隔の整数倍だけ離れた位置での
前記マスクと前記感光基板との間隔を検出することを特
徴とする請求項１に記載の走査型露光装置。 - 【請求項５】 前記投影光学系の露光領域は斜辺部を有
していることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に
記載の走査型露光装置。 - 【請求項６】 前記マスクを保持する上部ステージと、
前記感光基板を保持する下部ステージとを備えることを
特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の走査型露
光装置。 - 【請求項７】 マスク上の所定形状の照明領域内のパタ
ーンを実質的に等倍の投影光学系を介して感光基板上に
投影し、前記照明領域に対して前記マスクを走査方向に
走査するのと同期して前記照明領域と共役な露光領域に
対して前記感光基板を前記走査方向に走査することによ
り、前記マスク上のパターンを逐次前記感光基板上に露
光する走査型露光装置において、前記走査時の照明領域に対して手前側に設けられ 前記マ
スクの前記投影光学系の光軸方向の位置を検出するマス
ク側の位置検出器と、該マスク側の位置検出器による検
出位置と前記投影光学系に関して共役な前記感光基板上
の検出位置の前記光軸方向の位置を検出する基板側の位
置検出器と、からなる一対の位置検出器を前記走査方向
と直交する方向に複数設け、 該複数の一対の位置検出器の検出結果に基づいて、前記
マスク及び前記感光基板の内の少なくとも一方の前記投
影光学系の光軸方向の位置を調整する調整手段と、を有
することを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項８】 前記投影光学系の露光領域は斜辺部を有
していることを特徴とする請求項７に記載の走査型露光
装置。 - 【請求項９】 前記投影光学系が複数個備えられ、該複
数の投影光学系は対応する露光領域の前記斜辺部が走査
方向に重複するように配置されていることを特徴とする
請求項８に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１０】 前記マスクを保持する上部ステージ
と、前記感光基板を保持する下部ステージとを備えるこ
とを特徴とする請求項７、８、又は９に記載の走査型露
光装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05708894A JP3500618B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 走査型露光装置 |
| US08/408,714 US5657130A (en) | 1994-03-28 | 1995-03-22 | Exposure apparatus and method |
| KR1019950006639A KR950034473A (ko) | 1994-03-28 | 1995-03-28 | 노광장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05708894A JP3500618B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 走査型露光装置 |
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|---|---|
| JPH07273000A JPH07273000A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3500618B2 true JP3500618B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=13045750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05708894A Expired - Lifetime JP3500618B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 走査型露光装置 |
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| Country | Link |
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| US (1) | US5657130A (ja) |
| JP (1) | JP3500618B2 (ja) |
| KR (1) | KR950034473A (ja) |
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- 1994-03-28 JP JP05708894A patent/JP3500618B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-22 US US08/408,714 patent/US5657130A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-28 KR KR1019950006639A patent/KR950034473A/ko active Search and Examination
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| JPH07273000A (ja) | 1995-10-20 |
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