JPH01161243A - 相関関係のあるアライメントをされたデュアル光学システムを用いるフラットパネル形ディスプレイ等の大面積電子デバイスを製造するための装置及び方法 - Google Patents
相関関係のあるアライメントをされたデュアル光学システムを用いるフラットパネル形ディスプレイ等の大面積電子デバイスを製造するための装置及び方法Info
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- JPH01161243A JPH01161243A JP63265944A JP26594488A JPH01161243A JP H01161243 A JPH01161243 A JP H01161243A JP 63265944 A JP63265944 A JP 63265944A JP 26594488 A JP26594488 A JP 26594488A JP H01161243 A JPH01161243 A JP H01161243A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発凱夏分野
本出願は、フラットパネル形ディスプレイ(FPD)、
ファクシミリ装置又は複写器のためのイメージ(画像)
走査アレイ、及び印刷へラドアレイに必要とされるよう
な大面積電子デバイス(LAED)の製造のための装置
及び方法について記載するものである。
ファクシミリ装置又は複写器のためのイメージ(画像)
走査アレイ、及び印刷へラドアレイに必要とされるよう
な大面積電子デバイス(LAED)の製造のための装置
及び方法について記載するものである。
これらの応用の最も商業的に進んだ例であるFPDは現
在4.5 cmX6.Ocmの大きさを有しているが、
まもなく 30cm X 40c+nの大きさとなるで
あろう。
在4.5 cmX6.Ocmの大きさを有しているが、
まもなく 30cm X 40c+nの大きさとなるで
あろう。
これらは一般的に2.5mmの厚さを有している。−般
的に、これらはデバイスは、シリコン(Si)単結晶の
上ではなくガラス基板の上に形成される。各デバイスは
、多くの画素を含んでおり、これらの画素は、しばしば
液晶表示(L CD )材料を用いて製造されている。
的に、これらはデバイスは、シリコン(Si)単結晶の
上ではなくガラス基板の上に形成される。各デバイスは
、多くの画素を含んでおり、これらの画素は、しばしば
液晶表示(L CD )材料を用いて製造されている。
各画素は、デバイスのエツジのデジタルマトリクス回路
によって制御されており、そして各画素においては薄膜
トランジスタ(TPT)が制御されている。TPTは、
水平方向最小のサイズが約5ミクロン(μm)である。
によって制御されており、そして各画素においては薄膜
トランジスタ(TPT)が制御されている。TPTは、
水平方向最小のサイズが約5ミクロン(μm)である。
TPTは、多分にICのような多層構造となっており、
垂直に離隔された層間の横方向の公差は、1ミクロン又
はそれ以内とならなければならない。小さなディスプレ
イ(表示装置)は、一般的に一つの集積回路内に100
、000個の画素(及びTPT)を含んでおり、最大デ
バイスは、4,000,000 ′個のTPTを含むで
あろう。
垂直に離隔された層間の横方向の公差は、1ミクロン又
はそれ以内とならなければならない。小さなディスプレ
イ(表示装置)は、一般的に一つの集積回路内に100
、000個の画素(及びTPT)を含んでおり、最大デ
バイスは、4,000,000 ′個のTPTを含むで
あろう。
斯かるデバイスの大面積は小さな画像表示(イメージン
グ)の必要条件(5ミクロン)及び層間の厳しい公差と
結びついて困難なりソグラフィの問題を生しさせるが、
この問題は「ステップ式露光装置」の技術によって最も
よく解決できるものである。
グ)の必要条件(5ミクロン)及び層間の厳しい公差と
結びついて困難なりソグラフィの問題を生しさせるが、
この問題は「ステップ式露光装置」の技術によって最も
よく解決できるものである。
本発明は、ICの製造に用いられる技術であるウェファ
ステッピングに関する。しかしながら、ウェファステン
パーをスケ−ルア・ンブしても、これらの大面積デバイ
スに必要な速度や公差や低生産コストを与えるものでは
ない。現在実施されている方法の5乃至10倍の性能利
得が必要である。
ステッピングに関する。しかしながら、ウェファステン
パーをスケ−ルア・ンブしても、これらの大面積デバイ
スに必要な速度や公差や低生産コストを与えるものでは
ない。現在実施されている方法の5乃至10倍の性能利
得が必要である。
ここで意図される応用は、以下の点でウェファステッピ
ングの応用とは異なる。即ち、(a)イメージ(画像)
は、しばしば透明ガラスである不安定なアモルファス基
板材料の上に制御された方法で印刷しなげればならない
。(b)イメージ間には「スクライブ・ライン(切断線
)」がない。即ち、アレイ全体のイメージは、接合する
ように配向させられ且つサイズが決められなければなら
ない。その結果、イメージから構成されたアレイは単一
の大面積電子デバイスとして機能する。(C)アレイは
、層当りの多数のイメージパターンから構成されなけれ
ばならない。即ち、9個迄の独立したイメージが一つの
層に必要となる(ICは一般的に層当り一つのパターン
しか用いない)。(d)その結果出来上った製品は、人
によって直接観察される。従って、イメージの質及び接
合は、ICの製造においては適当でない難しい知覚の公
差を満足しなければならない。
ングの応用とは異なる。即ち、(a)イメージ(画像)
は、しばしば透明ガラスである不安定なアモルファス基
板材料の上に制御された方法で印刷しなげればならない
。(b)イメージ間には「スクライブ・ライン(切断線
)」がない。即ち、アレイ全体のイメージは、接合する
ように配向させられ且つサイズが決められなければなら
ない。その結果、イメージから構成されたアレイは単一
の大面積電子デバイスとして機能する。(C)アレイは
、層当りの多数のイメージパターンから構成されなけれ
ばならない。即ち、9個迄の独立したイメージが一つの
層に必要となる(ICは一般的に層当り一つのパターン
しか用いない)。(d)その結果出来上った製品は、人
によって直接観察される。従って、イメージの質及び接
合は、ICの製造においては適当でない難しい知覚の公
差を満足しなければならない。
上記の問題は、機械設計、機械制御、設定方法、及び作
動方法の新しい方法を必要とする。これらは全て本明細
書に開示されている。
動方法の新しい方法を必要とする。これらは全て本明細
書に開示されている。
尤凱皇青景
本発明に係る装置及び方法は、しばしば透明ガラス基板
である非晶質基板の上の大面積の高分解能フォトレジス
トイメージの上に精密に位置合わせされた層を迅速に形
成するように意図されている。速度、コスト、及び位置
合わせ公差の大幅な改善が、LAEDの製造にもたらさ
れる。
である非晶質基板の上の大面積の高分解能フォトレジス
トイメージの上に精密に位置合わせされた層を迅速に形
成するように意図されている。速度、コスト、及び位置
合わせ公差の大幅な改善が、LAEDの製造にもたらさ
れる。
LAEDを製造するのに用いられる基板は(IC製造に
用いられるウェファ基板と比較して)大きいため、二つ
の位置合わせされた光学コラム即ちカメラ及びレンズ系
を用いることができ、これによりパターンを印刷する。
用いられるウェファ基板と比較して)大きいため、二つ
の位置合わせされた光学コラム即ちカメラ及びレンズ系
を用いることができ、これによりパターンを印刷する。
これら二つのコラムは正しく位置合わせされると、それ
ぞれLAEDのおよそ半分を印刷するため、これにより
従来の単一コラムステッパーの実質的に2倍の速度で印
刷する。というのは、同時に作用する二つのレンズは、
−度に2倍の面積を印刷するからである。
ぞれLAEDのおよそ半分を印刷するため、これにより
従来の単一コラムステッパーの実質的に2倍の速度で印
刷する。というのは、同時に作用する二つのレンズは、
−度に2倍の面積を印刷するからである。
ICパターンのアレイを発生ずるのにステップ式露光装
置が用いられると、これらのパターンは、後に個々のチ
ップに切断される。後の切断のためのパターン化の期間
中に生じるスペース、即ち、[スクライブ・ライン」は
しばしば局所的な位置合わせ(local align
ment)に用いられる。米国特許第4,040,73
6号に開示されているステッパーは、斯かる位置合わせ
装置について記載している。この方法は、アレイ内にス
テッピングパターンの連続的な再位置合わせ可能にする
ことにより、ステージのステッピング再現性について掛
りられる性能上の負担を軽減する。
置が用いられると、これらのパターンは、後に個々のチ
ップに切断される。後の切断のためのパターン化の期間
中に生じるスペース、即ち、[スクライブ・ライン」は
しばしば局所的な位置合わせ(local align
ment)に用いられる。米国特許第4,040,73
6号に開示されているステッパーは、斯かる位置合わせ
装置について記載している。この方法は、アレイ内にス
テッピングパターンの連続的な再位置合わせ可能にする
ことにより、ステージのステッピング再現性について掛
りられる性能上の負担を軽減する。
フラットパネル形ディスプレイ等のLAEDの製造は大
いに異なっている。これらの個々のイメージの全ては、
全体的に合成(統合)され、均一であり精密に相互接続
され、且つ相互に関係のある回路パターンを、知覚可能
な接合部無しで形成するために、厳しい水平方向公差で
もって接合されなければならない。イメージ間にスペー
シングが存在しないため、ステージがステップされる毎
にイメージ間のアライメントマークを用いることは通常
できない。むしろ、外側エツジの回りに置かれている、
アレイ全体のための一組のアライメントマークが用いら
れる。その結果、ステージのメトロロジーの大きさをあ
る程度改善するこが垂直アライメント公差を維持するの
に必要となる。
いに異なっている。これらの個々のイメージの全ては、
全体的に合成(統合)され、均一であり精密に相互接続
され、且つ相互に関係のある回路パターンを、知覚可能
な接合部無しで形成するために、厳しい水平方向公差で
もって接合されなければならない。イメージ間にスペー
シングが存在しないため、ステージがステップされる毎
にイメージ間のアライメントマークを用いることは通常
できない。むしろ、外側エツジの回りに置かれている、
アレイ全体のための一組のアライメントマークが用いら
れる。その結果、ステージのメトロロジーの大きさをあ
る程度改善するこが垂直アライメント公差を維持するの
に必要となる。
本発明に係る装置は、この改良を達成するために、特殊
なセンザーサブシステム、適当なシステム制御ソフトウ
ェア、及び機械設定方法を含む。
なセンザーサブシステム、適当なシステム制御ソフトウ
ェア、及び機械設定方法を含む。
不安定なアモルファス基板の挙動もまた、LAEDパタ
ーンの後のレヘルを印刷する時に光学コラム(カメラ)
の適当な協調作用を達成するために、この装置において
修正されなければならない。
ーンの後のレヘルを印刷する時に光学コラム(カメラ)
の適当な協調作用を達成するために、この装置において
修正されなければならない。
一つのレヘルのパターン化の後、(基板上の)部分的に
完成された回路が通常は重要な温度ザイクルを伴う薄膜
工程を循環される。斯かる工程の後、基板及び回路パタ
ーンは全体の大きさが変化することがある。この「スケ
ール」の変化は、本装置に配設されている補正機構を用
いて、測定され且つシステム制御ソフトウェアにおいて
補償される。
完成された回路が通常は重要な温度ザイクルを伴う薄膜
工程を循環される。斯かる工程の後、基板及び回路パタ
ーンは全体の大きさが変化することがある。この「スケ
ール」の変化は、本装置に配設されている補正機構を用
いて、測定され且つシステム制御ソフトウェアにおいて
補償される。
歴史的に見ると、集積回路マスク製造工業界においては
、マルチバレルされたりピーク(repeater)
、即ち、6個又は9個のレンズの列を有する装置を用い
たことがかつてあった。例えば、米国特許第3,563
,648号は、イメージを9個の別のマスクに向ける9
個の並列光学コラムの使用を開示している。マルチバレ
ル化されたりピークの使用はしかしながら不首尾に終り
、この方法の実施は1974年頃に停止された。問題は
、ステージの移動が一箇所において測定され、レンズバ
レルが別の場所で測定されるため、不正確さが生じたこ
とである。これは、ミスアライメントを生じるステージ
の運動(片遥れヨー)の半径方向の成分が存在するため
である。このヨーは、ステージの運動が正確な直線にお
いて起らず、しかも2秒程の角度の短い距離にわたって
それるためで生ずる。これにより、1.6 ミクロン程
度の投影されたイメージの誤差が生じる。フラットパネ
ル形ディスプレイを製造する上で、0.2ミクロン程度
の低い誤差因子を取り扱うため、この1.6 ミクロン
程度の誤差因子は許容できない。
、マルチバレルされたりピーク(repeater)
、即ち、6個又は9個のレンズの列を有する装置を用い
たことがかつてあった。例えば、米国特許第3,563
,648号は、イメージを9個の別のマスクに向ける9
個の並列光学コラムの使用を開示している。マルチバレ
ル化されたりピークの使用はしかしながら不首尾に終り
、この方法の実施は1974年頃に停止された。問題は
、ステージの移動が一箇所において測定され、レンズバ
レルが別の場所で測定されるため、不正確さが生じたこ
とである。これは、ミスアライメントを生じるステージ
の運動(片遥れヨー)の半径方向の成分が存在するため
である。このヨーは、ステージの運動が正確な直線にお
いて起らず、しかも2秒程の角度の短い距離にわたって
それるためで生ずる。これにより、1.6 ミクロン程
度の投影されたイメージの誤差が生じる。フラットパネ
ル形ディスプレイを製造する上で、0.2ミクロン程度
の低い誤差因子を取り扱うため、この1.6 ミクロン
程度の誤差因子は許容できない。
バラガレ−(Baggaley)等によって製造された
ような初期のステッパもまた固定焦点カメラであった。
ような初期のステッパもまた固定焦点カメラであった。
これらのツールにおいて用いられるレンズは非テレセン
トリックであった。投影されたイメージの倍率は、固定
された焦点コラムの下でのステージ及びプレートの上下
運動により、3.0 ミクロン程度迄変化した。本発明
に係る装置においては、非対称テレセントリックなレン
ズが用いられ、各光学コラムに対して個別焦点制御及び
運動が与えられて、これらの問題を解決する。
トリックであった。投影されたイメージの倍率は、固定
された焦点コラムの下でのステージ及びプレートの上下
運動により、3.0 ミクロン程度迄変化した。本発明
に係る装置においては、非対称テレセントリックなレン
ズが用いられ、各光学コラムに対して個別焦点制御及び
運動が与えられて、これらの問題を解決する。
最終的に、パンカレー等によって構成されたステッパは
、各コラムに対して別々のプレートに描画した。コラム
間(カメラ間)の相関関係は、従って、重要ではなく、
幾つかのコラムからのイメージは、1枚のプレートの上
に1つの連続したイメージとして合成されることがなか
った。本発明に係る装置は、集積化された大面積電子デ
バイスが精密に結合されたイメージから形成されるよう
にするために、1枚のプレートの上にイメージを正確な
スペーシング、形状、寸法、及び配向でもって首尾良く
投影しなければならない。絶対的コラム倍率及びスペー
シングを精密に設定し且つ維持するための方法が与えら
れなげればならない。
、各コラムに対して別々のプレートに描画した。コラム
間(カメラ間)の相関関係は、従って、重要ではなく、
幾つかのコラムからのイメージは、1枚のプレートの上
に1つの連続したイメージとして合成されることがなか
った。本発明に係る装置は、集積化された大面積電子デ
バイスが精密に結合されたイメージから形成されるよう
にするために、1枚のプレートの上にイメージを正確な
スペーシング、形状、寸法、及び配向でもって首尾良く
投影しなければならない。絶対的コラム倍率及びスペー
シングを精密に設定し且つ維持するための方法が与えら
れなげればならない。
ここでまた銘記すべきように、バラガレ−は、基板を再
び位置決めする方法をもたず且つ光学コラムを互いに相
対的に調節する方法を持っていなかった。
び位置決めする方法をもたず且つ光学コラムを互いに相
対的に調節する方法を持っていなかった。
マルチ光学コラムの別の例は、米国特許第3.722,
996号に見られ、この特許にはデュアル光学コラムの
使用が開示されている。しかしながら、これは、共に用
いられなかった。その代わり、−方はパターン発生モー
ドに且つ他方はフォトリピータモードに対して用いられ
た。実際は、これは経済性のために結合された二つの別
々の機械というだけであり、これら二つの装置は並行に
用いられることがなかった。
996号に見られ、この特許にはデュアル光学コラムの
使用が開示されている。しかしながら、これは、共に用
いられなかった。その代わり、−方はパターン発生モー
ドに且つ他方はフォトリピータモードに対して用いられ
た。実際は、これは経済性のために結合された二つの別
々の機械というだけであり、これら二つの装置は並行に
用いられることがなかった。
ステージの位置決めを制御するための干渉計システムが
パンカレーの米国特許第3,563,648号及びフォ
ックス(Fax)の米国特許第3,772,996号に
記載されている。これらの特許において、一つの機械に
対して二つの干渉計を用いる方法、即ち、各軸に対して
一つの干渉計を用いる方法が記載されている。
パンカレーの米国特許第3,563,648号及びフォ
ックス(Fax)の米国特許第3,772,996号に
記載されている。これらの特許において、一つの機械に
対して二つの干渉計を用いる方法、即ち、各軸に対して
一つの干渉計を用いる方法が記載されている。
一つのウェファに対してマルチアライメントマーク(基
準マーク)を用いる方法、即ちエツチングされている各
チップに対して少なくとも一つのマークを用いる方法が
、ファンペスキ(Van Pe5ki)等の米国特許第
4.52L114号、メツシュマン(Meshman)
の米国特許第4,550.374号、スズキ(Suzu
ki)等の米国特許第4,620,785号、フィリッ
プス(Phi114ps)の米国特許第4,585,3
37号、及びタニモト(Tanimoto)の米国特許
第4,629,313号に見られる。
準マーク)を用いる方法、即ちエツチングされている各
チップに対して少なくとも一つのマークを用いる方法が
、ファンペスキ(Van Pe5ki)等の米国特許第
4.52L114号、メツシュマン(Meshman)
の米国特許第4,550.374号、スズキ(Suzu
ki)等の米国特許第4,620,785号、フィリッ
プス(Phi114ps)の米国特許第4,585,3
37号、及びタニモト(Tanimoto)の米国特許
第4,629,313号に見られる。
発皿辺珊洋互要竹
本発明者らは、一対の並列な近接光学コラム(カメラシ
ステム)を用いて、単一ガラス基板上に二つのイメージ
を同時に投影する。物理的制限に因ってこれら二つのコ
ラムからのイメージは任意の投影において接合しないが
、任意の光学コラムからのイメージはステージがステッ
プされる時に接合し、幾つかのステッピングの後、これ
ら二つのコラムからのイメージの組は接合してこれによ
りX方向及びX方向の両方にイメージの連続体を形成す
る。イメージのこの精密な接合は、通常のウェファステ
ッパにおいて見られない種類のアライメント制御を必要
とする。これら二つのカメラからのイメージは正しく位
置決めされなければならないばかりか、同一の寸法、形
状、及び配向を有していなければならず、これにより、
正しく接合して、大きくて均一な合成イメージ(画像)
を形成できるようにしなければならない。概念において
は単純であるが、マルチ光学コラムの使用は実際は複雑
である。ステージの機構に通常課せられている多くの機
能、例えば、焦点移動は、個別コラムに課せられなけれ
ばならない。各カメラは、特殊な非対称レンズを用いな
ければならない。
ステム)を用いて、単一ガラス基板上に二つのイメージ
を同時に投影する。物理的制限に因ってこれら二つのコ
ラムからのイメージは任意の投影において接合しないが
、任意の光学コラムからのイメージはステージがステッ
プされる時に接合し、幾つかのステッピングの後、これ
ら二つのコラムからのイメージの組は接合してこれによ
りX方向及びX方向の両方にイメージの連続体を形成す
る。イメージのこの精密な接合は、通常のウェファステ
ッパにおいて見られない種類のアライメント制御を必要
とする。これら二つのカメラからのイメージは正しく位
置決めされなければならないばかりか、同一の寸法、形
状、及び配向を有していなければならず、これにより、
正しく接合して、大きくて均一な合成イメージ(画像)
を形成できるようにしなければならない。概念において
は単純であるが、マルチ光学コラムの使用は実際は複雑
である。ステージの機構に通常課せられている多くの機
能、例えば、焦点移動は、個別コラムに課せられなけれ
ばならない。各カメラは、特殊な非対称レンズを用いな
ければならない。
このレンズによって、(基板の凹凸によって)僅かに焦
点がずれた時にレンズの基板(イメージ)側における倍
率変化が阻止されるが、レンズの反対(対称物)側にお
ける倍率調節が可能になる。
点がずれた時にレンズの基板(イメージ)側における倍
率変化が阻止されるが、レンズの反対(対称物)側にお
ける倍率調節が可能になる。
特殊な6自由度チャックによってレチクル(マスタ一対
象物)が保持される。このチャックの運動によって、投
影されたイメージの倍率、台形誤差、X、Y位置及び回
転の調節が行なわれる。このX位置の調節によってまた
、二つのカメラのイメージ間の距離の精密な設定が行な
われる。
象物)が保持される。このチャックの運動によって、投
影されたイメージの倍率、台形誤差、X、Y位置及び回
転の調節が行なわれる。このX位置の調節によってまた
、二つのカメラのイメージ間の距離の精密な設定が行な
われる。
χ及びYステージのレーザ干渉計測定が用いられ且つ両
コラムの光軸が基準とされる。これにより、各光軸の下
のステージの適当な配置が可能になる。ステージのヨー
誤差が別のレーザ干渉計によって測定され、Yステージ
及び適当な制御ソフトウェアに組み入れられた特殊なヨ
ー運動を利用してステージヨーが補正される。このよう
にして、基板が同時に、第2カメラの下の適当な位置に
配置される。ステージ機構におけるステージヨーを補正
することにより、将来別のコラムを追加する可能性が簡
単にされる。
コラムの光軸が基準とされる。これにより、各光軸の下
のステージの適当な配置が可能になる。ステージのヨー
誤差が別のレーザ干渉計によって測定され、Yステージ
及び適当な制御ソフトウェアに組み入れられた特殊なヨ
ー運動を利用してステージヨーが補正される。このよう
にして、基板が同時に、第2カメラの下の適当な位置に
配置される。ステージ機構におけるステージヨーを補正
することにより、将来別のコラムを追加する可能性が簡
単にされる。
各カメラの投影されたイメージとX、Y運動との適当な
相関関係を確立し且つ維持するためにイ(伸斜ト ンステージキャリブレーションサブシステムが用いられ
る。システム制御ソフトウェア及びセットアツプの方法
によってシステムオペレーションの適当な制御が行なわ
れる。
相関関係を確立し且つ維持するためにイ(伸斜ト ンステージキャリブレーションサブシステムが用いられ
る。システム制御ソフトウェア及びセットアツプの方法
によってシステムオペレーションの適当な制御が行なわ
れる。
ステージがステップされると、二つのレンズ系の各々か
らのイメージのアレイが互いに精密に接合される。所定
数のステップの後、これら二つのレンズ系からのイメー
ジも接合し、あるいは殆んど接合し、これによりフルサ
イズの精密なフランドパネル形ディスプレイの第1層を
形成する。このディスプレイアレイの大きさがレンズを
介して適合する最大のイメージの大きさの正確な倍数で
ない場合、残りの距離に等しい個別のより小さな回路パ
ターンを用いて中間のスペースを充填することができる
。通常の方法では、イメージの大きさを僅かにより小さ
くし、即ちアレイの大きさの次に大きな整数の約数に等
しくし、同一サイズのイメージの別の列をステップする
ことがしばしばより簡単である。この方法を用いて、コ
ラムスペーシングが固定され、精密に調節され、しかも
パネルの寸法の正確な約数に等しくな(、更に大幅なス
ループットの改善を行うことができる。
らのイメージのアレイが互いに精密に接合される。所定
数のステップの後、これら二つのレンズ系からのイメー
ジも接合し、あるいは殆んど接合し、これによりフルサ
イズの精密なフランドパネル形ディスプレイの第1層を
形成する。このディスプレイアレイの大きさがレンズを
介して適合する最大のイメージの大きさの正確な倍数で
ない場合、残りの距離に等しい個別のより小さな回路パ
ターンを用いて中間のスペースを充填することができる
。通常の方法では、イメージの大きさを僅かにより小さ
くし、即ちアレイの大きさの次に大きな整数の約数に等
しくし、同一サイズのイメージの別の列をステップする
ことがしばしばより簡単である。この方法を用いて、コ
ラムスペーシングが固定され、精密に調節され、しかも
パネルの寸法の正確な約数に等しくな(、更に大幅なス
ループットの改善を行うことができる。
各カメラはまた、マルチパターンをスループットの最小
損失でもって一つの基板の上に印刷できるようにするた
めに、高速ホイール状レチクル変更機能を有している。
損失でもって一つの基板の上に印刷できるようにするた
めに、高速ホイール状レチクル変更機能を有している。
LAEDパターンのエツジにおいて印刷されるより小さ
なパターンに対しては、可変矩形フィールド停止アセン
ブリ(マスキングシステム)が与えられている。このシ
ステムによって、ユーザは、一つのレチクルの上に多数
のパターンを配置することができるが、−度に一つのパ
ターンしか印刷できない。光軸からの各斯かるパターン
のオフセットが、ユーザから与えられ、制御ソフトウェ
アにおいて補償される。円形のホイール杖チェンジャ機
構は四つのレチクルを保持しており、自動的にレチクル
を変化せしめる。
なパターンに対しては、可変矩形フィールド停止アセン
ブリ(マスキングシステム)が与えられている。このシ
ステムによって、ユーザは、一つのレチクルの上に多数
のパターンを配置することができるが、−度に一つのパ
ターンしか印刷できない。光軸からの各斯かるパターン
のオフセットが、ユーザから与えられ、制御ソフトウェ
アにおいて補償される。円形のホイール杖チェンジャ機
構は四つのレチクルを保持しており、自動的にレチクル
を変化せしめる。
インコラムアライメントシステムは、各レチクルをそれ
が交換された後迅速に位置決めする。大電力水銀アーク
灯照明が露光エネルギを供給する。
が交換された後迅速に位置決めする。大電力水銀アーク
灯照明が露光エネルギを供給する。
各照明装置への露光は、各ランプにおける強度センサか
らのフィードバックによって制御される。
らのフィードバックによって制御される。
このようにして、各カメラの露光エネルギを一致せしめ
ることができ、更に、各カメラの光学的効率が異なる場
合でも適切な露光量を供給することができる。最後に、
各カメラは、固定されたZ軸上を上下移動することがで
き、X、Y平面に対してに直交運動するということがで
きる。この運動によって、基板がプレートの凹凸又はス
テージの頂部のランアウトに因り各カメラの下で高さが
僅かに異なる場合でも、各カメラの焦点を精密に調節で
きる。
ることができ、更に、各カメラの光学的効率が異なる場
合でも適切な露光量を供給することができる。最後に、
各カメラは、固定されたZ軸上を上下移動することがで
き、X、Y平面に対してに直交運動するということがで
きる。この運動によって、基板がプレートの凹凸又はス
テージの頂部のランアウトに因り各カメラの下で高さが
僅かに異なる場合でも、各カメラの焦点を精密に調節で
きる。
X及びYレーザ干渉計が、右手レンズコラム(右手カメ
ラの下部)をステージに対して参照する。これら二つの
干渉計は、位置決めデータを供給し、この位置決めデー
タは、システム制御コンピュータ及びソフトウェアによ
って用いられステージを右手カメラの下に正確に位置付
けせしめる。
ラの下部)をステージに対して参照する。これら二つの
干渉計は、位置決めデータを供給し、この位置決めデー
タは、システム制御コンピュータ及びソフトウェアによ
って用いられステージを右手カメラの下に正確に位置付
けせしめる。
ステージヨーによって生じる水平変換誤差を測定するた
めに第2Y軸干渉計が配設されている。ヨー制御を維持
するために第3Y軸干渉計が配設されており、この干渉
計によって、幾つかのオペレーションのモートの期間中
、かなり短いステージミラーの使用が可能になる。
めに第2Y軸干渉計が配設されている。ヨー制御を維持
するために第3Y軸干渉計が配設されており、この干渉
計によって、幾つかのオペレーションのモートの期間中
、かなり短いステージミラーの使用が可能になる。
このシステムには二つの種類のアライメントシステムが
配設されている。多くの提案されたLAED基板の透明
性の利点を利用するため、透過アライメントシステムは
、基板の下のX、Yステージに設けられる。不透明基板
又は薄膜に対しては、反射アライメントシステムが基板
上の右手レンズコラムの上に取り付けられる。
配設されている。多くの提案されたLAED基板の透明
性の利点を利用するため、透過アライメントシステムは
、基板の下のX、Yステージに設けられる。不透明基板
又は薄膜に対しては、反射アライメントシステムが基板
上の右手レンズコラムの上に取り付けられる。
集められたキャリブレーションデータは、第1レベル露
光に対する第1伝達(移動)関数を定義する。基板がシ
ステムに再び載せられると、アライメン)・システム、
即ち透過アライメントシステムあるいは反射アライメン
トシステムのどちらかがX、Yステージに載せられた時
の基板のX、Yロケーションを決定する。基板の回転、
そのX。
光に対する第1伝達(移動)関数を定義する。基板がシ
ステムに再び載せられると、アライメン)・システム、
即ち透過アライメントシステムあるいは反射アライメン
トシステムのどちらかがX、Yステージに載せられた時
の基板のX、Yロケーションを決定する。基板の回転、
そのX。
Xスケールもまた、求められる。そして、X、Y軸間の
直交性が測定される。この新しいデータを用いて、機械
のキャリブレーションデータヘースが修正され、これに
より第二層のための第2伝達関数が形成され、以下同じ
ようにして行なわれる。
直交性が測定される。この新しいデータを用いて、機械
のキャリブレーションデータヘースが修正され、これに
より第二層のための第2伝達関数が形成され、以下同じ
ようにして行なわれる。
このようにして、本装置は、これがステージの上に正し
く置かれていなくても、あるいはそのアモルファス的性
質によって、X又はY方向、又は両方向へのスケール変
化が生した時でも、基板パターンと再びアライメントさ
れる。
く置かれていなくても、あるいはそのアモルファス的性
質によって、X又はY方向、又は両方向へのスケール変
化が生した時でも、基板パターンと再びアライメントさ
れる。
同様にして、二つの機械が関連する場合、即ち一方が第
一層をパターン化し、第二の機械が第二層をパターン化
するのに用いられる場合、機械間の小さな差は、この6
自由度アライメント方法を用いて自動的に補正される。
一層をパターン化し、第二の機械が第二層をパターン化
するのに用いられる場合、機械間の小さな差は、この6
自由度アライメント方法を用いて自動的に補正される。
(アライメントの6つの自由度はX、Y、プレート回転
、Xスケール、Xスケール、及びX及びY軸の直交性で
ある)。
、Xスケール、Xスケール、及びX及びY軸の直交性で
ある)。
本件は、二つの光学カメラの使用を開示しているが、本
発明に係る装置は、付加的なカメラを用いてより大きな
基板の上により高いスループットを供給することができ
る。本発明に係るシステムはまた、アライメントが設定
される限り単一基板上に多数の独立した回路を形成する
のに用いることができる。
発明に係る装置は、付加的なカメラを用いてより大きな
基板の上により高いスループットを供給することができ
る。本発明に係るシステムはまた、アライメントが設定
される限り単一基板上に多数の独立した回路を形成する
のに用いることができる。
フラットパネル形ディスプレイ2(rFPDJ)の製造
は、マイクロリソグラフィーにおける新しい次元を含ん
でいる。完成された製品は、イメージをレチクルの上に
繰り返し印刷して作成されたマスクではない。というの
は、マスクは多層構造になっていないからである。これ
は単に、単一ウェファ上に作成されたシリースの一つで
ある多層チップではない。というのは、一つのチップの
寸法の倍数、例えば−辺25cmであるからである。こ
れは、構成要素を組み込まなければならない一つの大規
模集積回路として考えられ、この集積回路の中で、構成
要素は、同じ基板上で同時に少なくとも二つの場所にお
いて形成され、そして全体のイメージの中で正確に接合
するために正しく配向をされ且つサイズ決めされなけれ
ばならない。スループット時間を高めるために同時イメ
ージングが必要となる。
は、マイクロリソグラフィーにおける新しい次元を含ん
でいる。完成された製品は、イメージをレチクルの上に
繰り返し印刷して作成されたマスクではない。というの
は、マスクは多層構造になっていないからである。これ
は単に、単一ウェファ上に作成されたシリースの一つで
ある多層チップではない。というのは、一つのチップの
寸法の倍数、例えば−辺25cmであるからである。こ
れは、構成要素を組み込まなければならない一つの大規
模集積回路として考えられ、この集積回路の中で、構成
要素は、同じ基板上で同時に少なくとも二つの場所にお
いて形成され、そして全体のイメージの中で正確に接合
するために正しく配向をされ且つサイズ決めされなけれ
ばならない。スループット時間を高めるために同時イメ
ージングが必要となる。
第1図は、フラットパネル形ディスプレイ(rFPDJ
)の一部分の分解図である。この例において、このフラ
ットパネル形ディスプレイは、液晶ディスプレイ(rL
cDJ)である。このディスプレイは、5個の機能層を
含んでいる。第1の層は、白色光源22である。次の層
は、第1偏光フイルタ23Aであり、これは通常、次の
構成要素、即ち回路板19の上に直接薄膜として取り付
けられている。この回路板は、表示の領域にわたる、画
素10(第2A図及び第2B図参照)と呼ばれる多くの
小領域に電子的制御を行う。次のエレメントは、カラー
フィルタ板20であり、これは、3原色を有し、これも
画素10Cを構成する。カラーフィルタ板20の背面に
は、酸化インジウム錫(rlTO」)が塗布されており
、これにより接地板として作用する。カラーフィルタ板
上の各画素10Cに対して、対応の画素10が回路板1
9の上に存在している。この構成により、回路板上の各
画素は、カラーフィルタ板上の一つの画素を制御する。
)の一部分の分解図である。この例において、このフラ
ットパネル形ディスプレイは、液晶ディスプレイ(rL
cDJ)である。このディスプレイは、5個の機能層を
含んでいる。第1の層は、白色光源22である。次の層
は、第1偏光フイルタ23Aであり、これは通常、次の
構成要素、即ち回路板19の上に直接薄膜として取り付
けられている。この回路板は、表示の領域にわたる、画
素10(第2A図及び第2B図参照)と呼ばれる多くの
小領域に電子的制御を行う。次のエレメントは、カラー
フィルタ板20であり、これは、3原色を有し、これも
画素10Cを構成する。カラーフィルタ板20の背面に
は、酸化インジウム錫(rlTO」)が塗布されており
、これにより接地板として作用する。カラーフィルタ板
上の各画素10Cに対して、対応の画素10が回路板1
9の上に存在している。この構成により、回路板上の各
画素は、カラーフィルタ板上の一つの画素を制御する。
最後のコンポーネントは、第−変更フィルタ23八に対
して90″回転している別の変更フィルタ23Bである
。
して90″回転している別の変更フィルタ23Bである
。
上記の諸コンポーネントのサンドウィッチによってディ
スプレイを介して行なわれる光の透過が以下のように制
御される。即ち、板19及び20の間の容積は、液晶材
料21によって充填されている。
スプレイを介して行なわれる光の透過が以下のように制
御される。即ち、板19及び20の間の容積は、液晶材
料21によって充填されている。
この材料は、電界が画素10と接地板との間のこの材料
に適用されると光の偏光を回転するという特別な特性を
有している。画素10が電気的に付勢されないと、この
二つの偏光フィルタによって、ディスプレイのこの部分
を通して入ってくる光が阻止される。画素が付勢される
と、この画素部分における液晶材料21は、偏光が第2
の偏光フィルタを通して通過するようにこの偏光を回転
せしめる。
に適用されると光の偏光を回転するという特別な特性を
有している。画素10が電気的に付勢されないと、この
二つの偏光フィルタによって、ディスプレイのこの部分
を通して入ってくる光が阻止される。画素が付勢される
と、この画素部分における液晶材料21は、偏光が第2
の偏光フィルタを通して通過するようにこの偏光を回転
せしめる。
このようにして、表示装置の個々の画素がオンになる。
画素の色は、カラーフィルタ板上のその対応する画素の
色に依存する。3原色以外の色は、これらの3原色の部
分を「配合」することにより達成される。この色の配合
には、各原色の種々のパーセンテージが選択され得るよ
うに、各画素の制御が、ただオンオフだけでなく、比例
的になるようにしなげればならない。この特性は、「ダ
レイスケール」と呼ばれる。
色に依存する。3原色以外の色は、これらの3原色の部
分を「配合」することにより達成される。この色の配合
には、各原色の種々のパーセンテージが選択され得るよ
うに、各画素の制御が、ただオンオフだけでなく、比例
的になるようにしなげればならない。この特性は、「ダ
レイスケール」と呼ばれる。
高分解能カラーピクチャを達成するためには、各画素1
0が小さくなければならない。このようにして、大面積
表示を行うために多くの画素が用いられる。例えば、一
つの現存するLCDディスプレイは、約5.4 cmX
4.6’ cmの大きさを有しており、総面積が約24
.8cm2である。このディスプレイは、90、000
個の画素を用いており、即ち1cm”当り約3630個
の画素を用いている。
0が小さくなければならない。このようにして、大面積
表示を行うために多くの画素が用いられる。例えば、一
つの現存するLCDディスプレイは、約5.4 cmX
4.6’ cmの大きさを有しており、総面積が約24
.8cm2である。このディスプレイは、90、000
個の画素を用いており、即ち1cm”当り約3630個
の画素を用いている。
最高のLCDディスプレイは、回路板上に各画素10に
おいて制御エレメントを有している。各画素の隅にはト
ラ、ンジスタが配置されている。第2A図及び第2B図
は、回路板19上の一つの画素の拡大図を示している。
おいて制御エレメントを有している。各画素の隅にはト
ラ、ンジスタが配置されている。第2A図及び第2B図
は、回路板19上の一つの画素の拡大図を示している。
水平ゲートライン8が(通常は20ボルトに)付勢され
ると、この列における全てのトランジスタ6のゲートは
いつでも導電できる状態になる。垂直データライン9の
いくつかは(通常は10ボルトに)付勢され、いくつか
のデータラインは付勢されないままである。この付勢さ
れたデータラインによって、データラインとゲートライ
ンの交差部分におけるトランジスタ6は、この画素に電
子を通じ、これによりこの画素をオンにする。通常は、
ディスプレイの別の列が周期的に書き込まれる。
ると、この列における全てのトランジスタ6のゲートは
いつでも導電できる状態になる。垂直データライン9の
いくつかは(通常は10ボルトに)付勢され、いくつか
のデータラインは付勢されないままである。この付勢さ
れたデータラインによって、データラインとゲートライ
ンの交差部分におけるトランジスタ6は、この画素に電
子を通じ、これによりこの画素をオンにする。通常は、
ディスプレイの別の列が周期的に書き込まれる。
ディスプレイの他方の列に、書き込みがされている間、
イナクティブ(不活性)な列のトランジスクロは、この
画素への又はこの画素からの電子の流れを阻止する。こ
れにより、情報パターンが次の走査に再び書込みされる
まで各列にこの情報パターンが保持される。この 「オ
ン」画素に電荷が一定に近い状態で存在することにより
、これらの点における液晶が良好に制御され、これによ
り良好な視覚及びコントラストが得られる。各画素にお
けるトランジスタは、表示装置の質を高める役目をする
。
イナクティブ(不活性)な列のトランジスクロは、この
画素への又はこの画素からの電子の流れを阻止する。こ
れにより、情報パターンが次の走査に再び書込みされる
まで各列にこの情報パターンが保持される。この 「オ
ン」画素に電荷が一定に近い状態で存在することにより
、これらの点における液晶が良好に制御され、これによ
り良好な視覚及びコントラストが得られる。各画素にお
けるトランジスタは、表示装置の質を高める役目をする
。
画素10は人間の目に見えないようにしなければならな
いため、それらの隅におけるトランジスタは更に小さく
なければならない。電気的特性の点からも、トランジス
タは小さなサイズが要求される。
いため、それらの隅におけるトランジスタは更に小さく
なければならない。電気的特性の点からも、トランジス
タは小さなサイズが要求される。
これらのトランジスタは一般的に、第3図に示すように
、ガラス上のアモルファスシリコンの薄膜からできてい
る。斯かる「低級」半導体材料から許容できるスイッチ
ング速度を得るために、通常約 5.0 ミクロンとい
う短いゲート長さを用いなければならない。垂直に離隔
されたイメージ層間の横方向の相関関係は、回路公差に
とって重要であり、通常少なくとも1.0 ミクロンの
横方向のアライメン1−が達成されなければならない。
、ガラス上のアモルファスシリコンの薄膜からできてい
る。斯かる「低級」半導体材料から許容できるスイッチ
ング速度を得るために、通常約 5.0 ミクロンとい
う短いゲート長さを用いなければならない。垂直に離隔
されたイメージ層間の横方向の相関関係は、回路公差に
とって重要であり、通常少なくとも1.0 ミクロンの
横方向のアライメン1−が達成されなければならない。
即ち、アクティブ(活性)なマトリクスディスプレイの
ためのトランジスタを構成するには、製造業者は、全体
の層の領域及び眉間にわたって集積回路の公差を達成し
なければならない。
ためのトランジスタを構成するには、製造業者は、全体
の層の領域及び眉間にわたって集積回路の公差を達成し
なければならない。
接触印刷等の古い技術では、これらの大領域にわたって
所望の公差を達成することができない。
所望の公差を達成することができない。
そこで投影技術が必要となる。投影露光装置によると所
望の効率及びパターン化を得ることができるが、現存の
投影システムの中で大表示装置の領域を処理できるもの
は存在せず、−回の露光によって高々10乃至15CT
?lの面積が印刷できるだけである。ここで判るように
、FPDの製造には、これまで得られたよりも高い程度
の誤差制御が必要となる。この誤差制御によって、誤差
をより小さな寸法の製品に許容される誤差のかなり下ま
で下げなければならない。これは、パターンを繰り返す
ことにより誤差の源が増加するからであり、隣接するイ
メージフィールドを接合する必要があるからである。
望の効率及びパターン化を得ることができるが、現存の
投影システムの中で大表示装置の領域を処理できるもの
は存在せず、−回の露光によって高々10乃至15CT
?lの面積が印刷できるだけである。ここで判るように
、FPDの製造には、これまで得られたよりも高い程度
の誤差制御が必要となる。この誤差制御によって、誤差
をより小さな寸法の製品に許容される誤差のかなり下ま
で下げなければならない。これは、パターンを繰り返す
ことにより誤差の源が増加するからであり、隣接するイ
メージフィールドを接合する必要があるからである。
2、二つのカメ−を いるイメージアレイの、イ第6図
は、活性マトリクス液晶ディスプレイ(AM/LCD)
の回路板19に用いられているように、基板1に一つの
合成されたイメージを発生するために、二つのレンズ系
13及び15の使用を略示している。ここで、投影レン
ズ設計の限度により、すぐそばに隣接するイメージを生
成することができる程十分に近く二つのカメラを離隔せ
しめることができないことが銘記される。その代わり、
各カメラからのイメージは、同一のカメラによって生成
される別のイメージに先ず接合する。(例えば、この段
階の幾つかのステップの後に、第ルンズシステム13に
よって生成されるアレイR1゜R2,R3,R4が、第
2カメラによって生成されるイメージLl、L2.L3
.及びL4のアレイに接合するまで、R1はR2に接合
する。ここで、「R」及びrLJは、それぞれ右及び左
カメラのイメージを表している。)大ざっばに言うと、
次に各カメラは回路板のパターンの半分を生成し、第4
図に示すように、カメラ間の接合はR4とLlの間で生
じる。
は、活性マトリクス液晶ディスプレイ(AM/LCD)
の回路板19に用いられているように、基板1に一つの
合成されたイメージを発生するために、二つのレンズ系
13及び15の使用を略示している。ここで、投影レン
ズ設計の限度により、すぐそばに隣接するイメージを生
成することができる程十分に近く二つのカメラを離隔せ
しめることができないことが銘記される。その代わり、
各カメラからのイメージは、同一のカメラによって生成
される別のイメージに先ず接合する。(例えば、この段
階の幾つかのステップの後に、第ルンズシステム13に
よって生成されるアレイR1゜R2,R3,R4が、第
2カメラによって生成されるイメージLl、L2.L3
.及びL4のアレイに接合するまで、R1はR2に接合
する。ここで、「R」及びrLJは、それぞれ右及び左
カメラのイメージを表している。)大ざっばに言うと、
次に各カメラは回路板のパターンの半分を生成し、第4
図に示すように、カメラ間の接合はR4とLlの間で生
じる。
先ス、どのパターンの大きさについても各カメラについ
て作られたアレイが所望の大きさの表示を行うために中
心においても結合するようにするためにカメラ間スペー
シングが調節されなければならないように見える。これ
は、各カメラが大きく重いため、そして表示すイズが変
る毎にあまりにも多くの精密な調整がなされなければな
らないため実際的でない。
て作られたアレイが所望の大きさの表示を行うために中
心においても結合するようにするためにカメラ間スペー
シングが調節されなければならないように見える。これ
は、各カメラが大きく重いため、そして表示すイズが変
る毎にあまりにも多くの精密な調整がなされなければな
らないため実際的でない。
代替方法は、一つのカメラを用いて特別のレチクルイメ
ージを残りのスペース7即ち「残りのイメージ」にステ
ップさせることである(第4図参照)。この残りイメー
ジは、スペース7を一度に一列ずつ正確に充填するため
にユーザによって設計されあるいはパターンの反復的特
性を利用して各カメラからの既に投影されたアレイに重
なることができる。しかしながら、スループットのより
高い方法は、各カメラのレンズ視野によって許容される
最大のレチクルのレイアウトよりも小さいがカメラ間ス
ペーシングの整数の細分(約数)であるレチクルのアー
トワークを各カメラのアレイに生成することである。例
えば、第4図において、光学コラムが、165mmの最
小スペーシング3(化6図)を有し且つ画素イメージ5
(右手コラムに対してはR1,R2,R3,及びR4で
あり且つ左手コラムに対してはLL、L2 L3.及び
L4である)がステッピング方向において35mm長で
あると仮定すると、このステージがX方向にステップさ
れる時にスペースを充填するのに各コラムから四つのイ
メージ5が必要となり、25mm (165mm −(
4X35mm) =25mm)の残りスペース7が存在
する。
ージを残りのスペース7即ち「残りのイメージ」にステ
ップさせることである(第4図参照)。この残りイメー
ジは、スペース7を一度に一列ずつ正確に充填するため
にユーザによって設計されあるいはパターンの反復的特
性を利用して各カメラからの既に投影されたアレイに重
なることができる。しかしながら、スループットのより
高い方法は、各カメラのレンズ視野によって許容される
最大のレチクルのレイアウトよりも小さいがカメラ間ス
ペーシングの整数の細分(約数)であるレチクルのアー
トワークを各カメラのアレイに生成することである。例
えば、第4図において、光学コラムが、165mmの最
小スペーシング3(化6図)を有し且つ画素イメージ5
(右手コラムに対してはR1,R2,R3,及びR4で
あり且つ左手コラムに対してはLL、L2 L3.及び
L4である)がステッピング方向において35mm長で
あると仮定すると、このステージがX方向にステップさ
れる時にスペースを充填するのに各コラムから四つのイ
メージ5が必要となり、25mm (165mm −(
4X35mm) =25mm)の残りスペース7が存在
する。
この残りのスペース7には、別の25mmイメージが充
填され、ここでは各水平列に対して第5のステージステ
ップが充填される。しかしながら、これは、約10秒か
かるレチクル117の取換えを必要とする。各レチクル
イメージをX方向に33mmにすることにより、X方向
に正確に5個のステップが更にステージステップを加え
ることなしにアレイと全体のパターンの両方を完成し、
レチクルの取換えを避ける。どちらかの方法を用いるこ
とにより、無限に調整可能なコラム間スペーシングの見
かげ上の必要性が、スループットを減することなく避け
ることができ、しかもこれにより機械設計、構成及び作
動を大きく簡略化することができる。
填され、ここでは各水平列に対して第5のステージステ
ップが充填される。しかしながら、これは、約10秒か
かるレチクル117の取換えを必要とする。各レチクル
イメージをX方向に33mmにすることにより、X方向
に正確に5個のステップが更にステージステップを加え
ることなしにアレイと全体のパターンの両方を完成し、
レチクルの取換えを避ける。どちらかの方法を用いるこ
とにより、無限に調整可能なコラム間スペーシングの見
かげ上の必要性が、スループットを減することなく避け
ることができ、しかもこれにより機械設計、構成及び作
動を大きく簡略化することができる。
第一の水平方向のロウ(列)がイメージ化された後、ス
テージは、イメージ5のX方向の大きさに正確に一致す
る量だけX方向にステップし、Xイメージの新しい列が
、前と同じように、しかし反対のX方向にステップする
ように投影され、これにより行程の反対端部に戻るに必
要な時間が避けられる。ここで判るように、投影された
イメージ5の寸法、形状、位置、及び回転に相関関係を
もたせることは重要である。右手レンズ13からのイメ
ージ、即ちR1,R2,R3等が互いに(そして左イメ
ージに対しても同し)正しく結合するだけでなく、最遠
右レンズイメージR4からのイメージも最近左レンズか
らのイメージLLと正しく結合しなければならない。こ
れは、非常に正確な構成及び幾つかの座標系の間の長さ
関係の維持を必要とする。
テージは、イメージ5のX方向の大きさに正確に一致す
る量だけX方向にステップし、Xイメージの新しい列が
、前と同じように、しかし反対のX方向にステップする
ように投影され、これにより行程の反対端部に戻るに必
要な時間が避けられる。ここで判るように、投影された
イメージ5の寸法、形状、位置、及び回転に相関関係を
もたせることは重要である。右手レンズ13からのイメ
ージ、即ちR1,R2,R3等が互いに(そして左イメ
ージに対しても同し)正しく結合するだけでなく、最遠
右レンズイメージR4からのイメージも最近左レンズか
らのイメージLLと正しく結合しなければならない。こ
れは、非常に正確な構成及び幾つかの座標系の間の長さ
関係の維持を必要とする。
また、各単一X方向ステップの後には、次のX方向のス
テップがその後に続くY方向への全てのイメージの投影
を行うことができる。
テップがその後に続くY方向への全てのイメージの投影
を行うことができる。
3、システムの 云゛
第7図乃至第10図及び第17図は、本発明に係るイメ
ージング(画像処理)システムのステージ及びデュアル
光学システムを示している。露光のための光は、照明装
置90によって与えられる。この光は、フィールド停止
アセンブ1月21を通過し、レチクル117を通過し、
折たたみ式ミラー99によって反射し、主投影レンズ1
3または15を通過して基板1に至る。主投影レンズ1
3(又は15)は、レチクル117上のパターンを基板
1の上にイメージ化(描画)する。照明システムにおけ
る折たたみ式ミラー99を使用することにより、これら
のミラーが無い場合よりもこれら二つのレンズを近くに
互いに配置せしめることができる。これば、集光レンズ
95の直径が、レンズ13及び15の直径よりも大きい
からである。
ージング(画像処理)システムのステージ及びデュアル
光学システムを示している。露光のための光は、照明装
置90によって与えられる。この光は、フィールド停止
アセンブ1月21を通過し、レチクル117を通過し、
折たたみ式ミラー99によって反射し、主投影レンズ1
3または15を通過して基板1に至る。主投影レンズ1
3(又は15)は、レチクル117上のパターンを基板
1の上にイメージ化(描画)する。照明システムにおけ
る折たたみ式ミラー99を使用することにより、これら
のミラーが無い場合よりもこれら二つのレンズを近くに
互いに配置せしめることができる。これば、集光レンズ
95の直径が、レンズ13及び15の直径よりも大きい
からである。
主投影レンズ13(又は15)、自動焦点センサ213
(第17図)、及びZ軸駆動装置105の非対称テレセ
ントリック設計によって、基板の表面が材料の公差又は
ステージの移動により僅かに上下しても、投影されたイ
メージの焦点の正確な制御を維持することができる。光
学系29は、脚部77の上に取り付けられ−でいる大き
な(1000kg)みかげ石のブリッジ構造体75の上
に載置されており、この脚部77は、大きな(3000
kg)みかげ石のベース51の上に取り付けられている
。この構造体によって、斯かる大きな且つ精密なステッ
ピングおよびイメージングシステムに必要な硬質の安定
なプラット(6Q) フオームが与えられる。ベース51は、市販の防振マウ
ント53の上に載置されている。
(第17図)、及びZ軸駆動装置105の非対称テレセ
ントリック設計によって、基板の表面が材料の公差又は
ステージの移動により僅かに上下しても、投影されたイ
メージの焦点の正確な制御を維持することができる。光
学系29は、脚部77の上に取り付けられ−でいる大き
な(1000kg)みかげ石のブリッジ構造体75の上
に載置されており、この脚部77は、大きな(3000
kg)みかげ石のベース51の上に取り付けられている
。この構造体によって、斯かる大きな且つ精密なステッ
ピングおよびイメージングシステムに必要な硬質の安定
なプラット(6Q) フオームが与えられる。ベース51は、市販の防振マウ
ント53の上に載置されている。
レチクル117は、6自由度レチクルチャックアライメ
ントチャック130の上に保持されている。
ントチャック130の上に保持されている。
(「6自由度」は、X、y、z方向の運動及び0X、0
.、及び02軸の回転を意味する)。このチャックの運
動により、倍率、台形誤差、X、Y、回転、及びイメー
ジ間スペーシングを補正するのに必要なレチクルの制御
されたプログラマブルな移動が行なわれる。主投影レン
ズ13及び15は非対称であるため、倍率並びに台形誤
差の調節は、アクチュエータ84を用いてレンズからレ
チクルへの距離を変化せしめることによって行うことが
でき、焦点の調節は、レンズから基板への距離を変化せ
しめることによって行うことができる。チャック130
を調ff+>すると、イメージスペーシング七回転を相
関付けることができる。例えば、回転を用いてイメージ
をアライメントすることにより、基板の回転を補償する
ことができる。
.、及び02軸の回転を意味する)。このチャックの運
動により、倍率、台形誤差、X、Y、回転、及びイメー
ジ間スペーシングを補正するのに必要なレチクルの制御
されたプログラマブルな移動が行なわれる。主投影レン
ズ13及び15は非対称であるため、倍率並びに台形誤
差の調節は、アクチュエータ84を用いてレンズからレ
チクルへの距離を変化せしめることによって行うことが
でき、焦点の調節は、レンズから基板への距離を変化せ
しめることによって行うことができる。チャック130
を調ff+>すると、イメージスペーシング七回転を相
関付けることができる。例えば、回転を用いてイメージ
をアライメントすることにより、基板の回転を補償する
ことができる。
市販の自動基板処理システム(図示せず)によって基板
がステージIIYの上に置かれる。第7図、第9図、第
11図、第12図、及び第17図に示されるように、ス
テージ11YはXステージIIXの上に部分的に取り付
けられており、部分的にベース51の主表面を基準とす
る。この構成により、通常の設計よりもよりコンパクト
な機械設計が与えられ、且つより簡単な保全が可能とな
る。というのは、Yステージは簡単に後部に移動させる
ことができるからである。Xステージは、Y軸ガイド1
65を与え、この二つのステージをX方向に駆動する。
がステージIIYの上に置かれる。第7図、第9図、第
11図、第12図、及び第17図に示されるように、ス
テージ11YはXステージIIXの上に部分的に取り付
けられており、部分的にベース51の主表面を基準とす
る。この構成により、通常の設計よりもよりコンパクト
な機械設計が与えられ、且つより簡単な保全が可能とな
る。というのは、Yステージは簡単に後部に移動させる
ことができるからである。Xステージは、Y軸ガイド1
65を与え、この二つのステージをX方向に駆動する。
これらのステージは両方とも、市販の無摩擦リニアモー
タ159及び169を用いてこれらのステージを所望の
距離にわたってステップする。
タ159及び169を用いてこれらのステージを所望の
距離にわたってステップする。
第11図に平面図で示されているYステージは、基′F
i1をバンキングピン187に対して引くためのバンキ
ングチャシフ189及び真空ライン190を含んでいる
。このようにして、基板はこれらのステージの上でプリ
アライメントされる。300 mm程小さく且つ450
mm程おおきな正方形又は矩形の基板が作成可能であ
る。
i1をバンキングピン187に対して引くためのバンキ
ングチャシフ189及び真空ライン190を含んでいる
。このようにして、基板はこれらのステージの上でプリ
アライメントされる。300 mm程小さく且つ450
mm程おおきな正方形又は矩形の基板が作成可能であ
る。
インステージキャリブレーションユニット227ば、第
11図に示すように、Yステージの下に置かれている。
11図に示すように、Yステージの下に置かれている。
このユニットは通常、ステージIIYの基板チャツキン
グ面のすく下に保持され、投影されたイメージのキャリ
ブレーションのために用いられる時は、イメージ平面3
0に上昇される。
グ面のすく下に保持され、投影されたイメージのキャリ
ブレーションのために用いられる時は、イメージ平面3
0に上昇される。
ヨー調節機構200がステージIIYに取り付けられて
いる。ベアリング57によって、ステージIIYの上昇
支持が行なわれ、Yガイドヘアリング203及びYガイ
ド面204によってステージ11Yのガイド制御が行な
われる。以下に説明される透過アライメントシステムユ
ニ・シへ225八、 B、 C,D及び1Eは、基板1
のエツジのステージに置かれ、ここで、これらのユニッ
トは、部分的に処理される時に基板1を直接基準とする
透明基板のレチクル117L及び117Rに対する透過
アライメントのために用いることができる。
いる。ベアリング57によって、ステージIIYの上昇
支持が行なわれ、Yガイドヘアリング203及びYガイ
ド面204によってステージ11Yのガイド制御が行な
われる。以下に説明される透過アライメントシステムユ
ニ・シへ225八、 B、 C,D及び1Eは、基板1
のエツジのステージに置かれ、ここで、これらのユニッ
トは、部分的に処理される時に基板1を直接基準とする
透明基板のレチクル117L及び117Rに対する透過
アライメントのために用いることができる。
ステージ位置決めは、レーザ干渉計17八〜170(第
6図乃至第10図)によって制御される。本発明に係る
システムは、ステージ制御のための四つの干渉計を、即
ちX位置に対しては一つの干渉計17Dを、そしてY位
置には三つの干渉計を用いているが、これは典型的では
ない。干渉計17Bは、右手レンズ13に取り付けられ
ているレフレクタ14と、及びステージミラー12Yに
対する台のX方向の位置を制御する。干渉計17Cは、
ステージヨーによって生じる左手レンズ15の下での(
レフレクタ16に対する)Y変換誤差を測定し、ヨー補
正機構200と共に、ステージヨー誤差を制御する。干
渉計17Aは、ステージが干渉計17への代わりにその
右位置いっばいに移動した時に用いられ、これによりス
テージのミラー12Yは、短くなり、更に、X方向のい
っばいの移動にアクティブ(活性)なヨー制御を与える
。ステージミラー12XはX位置基準化を行い、干渉計
170及びレンズ13上のレフレクタ18と共に作用す
る。ステージミラーは両方共、ステージIIYO上に取
り付けられており、ステッピングの間に基板1に固く接
続され、これにより基板1の位置の最高に可能な測定を
行う。(通常、基板をミラーに対して位置合わせしめる
ための回転機槽は、ステージIIYの頂部に含まれてい
る。
6図乃至第10図)によって制御される。本発明に係る
システムは、ステージ制御のための四つの干渉計を、即
ちX位置に対しては一つの干渉計17Dを、そしてY位
置には三つの干渉計を用いているが、これは典型的では
ない。干渉計17Bは、右手レンズ13に取り付けられ
ているレフレクタ14と、及びステージミラー12Yに
対する台のX方向の位置を制御する。干渉計17Cは、
ステージヨーによって生じる左手レンズ15の下での(
レフレクタ16に対する)Y変換誤差を測定し、ヨー補
正機構200と共に、ステージヨー誤差を制御する。干
渉計17Aは、ステージが干渉計17への代わりにその
右位置いっばいに移動した時に用いられ、これによりス
テージのミラー12Yは、短くなり、更に、X方向のい
っばいの移動にアクティブ(活性)なヨー制御を与える
。ステージミラー12XはX位置基準化を行い、干渉計
170及びレンズ13上のレフレクタ18と共に作用す
る。ステージミラーは両方共、ステージIIYO上に取
り付けられており、ステッピングの間に基板1に固く接
続され、これにより基板1の位置の最高に可能な測定を
行う。(通常、基板をミラーに対して位置合わせしめる
ための回転機槽は、ステージIIYの頂部に含まれてい
る。
しかしながら、斯かる回転機構は、測定誤差に大きくに
寄与し、ステッピング速度を減するため、避けるべきで
ある。このシステムの新規なヨー制御200を、チャッ
ク130と共に用いることによりこの問題を防ぐことが
できる。)。
寄与し、ステッピング速度を減するため、避けるべきで
ある。このシステムの新規なヨー制御200を、チャッ
ク130と共に用いることによりこの問題を防ぐことが
できる。)。
必要な長期安定性を与えるために、システム全体は、温
度及びパーティクルの制御されたエンバイロンメンタル
エンクロージャ(図示せず)の中に置かれる。コンピュ
ータ及び関連の電子部品によってこのシステムが制御さ
れ、このコンピュータ及び関連の電子部品は、このエン
バイロンメンタルエンクロージャの外の別の電子ラック
(図示せず)の中に収納される。
度及びパーティクルの制御されたエンバイロンメンタル
エンクロージャ(図示せず)の中に置かれる。コンピュ
ータ及び関連の電子部品によってこのシステムが制御さ
れ、このコンピュータ及び関連の電子部品は、このエン
バイロンメンタルエンクロージャの外の別の電子ラック
(図示せず)の中に収納される。
−1−5)二乙ル洸1盪乙入虚」ヨ
第7図に示されるように、デュアル光学システム29が
みかげ石のブリッヂ75の上に取り付けられており、機
械の運動する位置上方に置かれている。
みかげ石のブリッヂ75の上に取り付けられており、機
械の運動する位置上方に置かれている。
一方の光学システムは、右手カメラ即ち、レンズ13の
上にのみ取りイ」けられているミラー18及び反射アラ
イメントシステム241を除いて他方の光学システムと
ほぼ同様である。従って、一方のカメラのみに詳細な説
明を行うが、両方のカメラに適応されるものと理解すべ
きである。サブアセンブリは、基板1からの外観、手順
の順序に従ってとられる。
上にのみ取りイ」けられているミラー18及び反射アラ
イメントシステム241を除いて他方の光学システムと
ほぼ同様である。従って、一方のカメラのみに詳細な説
明を行うが、両方のカメラに適応されるものと理解すべ
きである。サブアセンブリは、基板1からの外観、手順
の順序に従ってとられる。
各カメラ、は主投影レンズ13又は15(第6図、第7
図、第10図、第17図、及び第20図)を含んでいる
。このレンズは、イメージ(基板)側においては1″内
でテレセントリックであり且つ物体(レチクル)側にお
いては10°だけ非テレセントリックであるように非対
称的となっている。これらの値は、イメージ及び対象物
のエツジにおける光線の近似角度を表わしており、ここ
においてO。
図、第10図、第17図、及び第20図)を含んでいる
。このレンズは、イメージ(基板)側においては1″内
でテレセントリックであり且つ物体(レチクル)側にお
いては10°だけ非テレセントリックであるように非対
称的となっている。これらの値は、イメージ及び対象物
のエツジにおける光線の近似角度を表わしており、ここ
においてO。
はイメージ又は対象物平面に対して正確に垂直な光線を
表わしている。これらの角度の正接は光軸に沿った運動
によるイメージサイズ変化を正しく予想する。(1°の
正接は0.017である)。僅かな焦点ずれ(通常は、
調節誤差、プレートの非平坦性、又はステージの頂部の
ランアウトによる10ミクロンの焦点ずれ)が生じると
、イメージはそれらの所望の寸法を許容限度内に保持す
る。このようにして、倍率の安定性が、安価な製造の基
板上においても達成される。対称物側において、10゜
の非テレセントリック性は、レンズ13に対するX方向
へのレチクル117の各5.7 ミクロンの運動に対し
てイメージフィールド直径にわたる1ミクロンの倍率変
化と等しい。対物側における非テレセントリック性によ
って、倍率の制御が行なわれる。
表わしている。これらの角度の正接は光軸に沿った運動
によるイメージサイズ変化を正しく予想する。(1°の
正接は0.017である)。僅かな焦点ずれ(通常は、
調節誤差、プレートの非平坦性、又はステージの頂部の
ランアウトによる10ミクロンの焦点ずれ)が生じると
、イメージはそれらの所望の寸法を許容限度内に保持す
る。このようにして、倍率の安定性が、安価な製造の基
板上においても達成される。対称物側において、10゜
の非テレセントリック性は、レンズ13に対するX方向
へのレチクル117の各5.7 ミクロンの運動に対し
てイメージフィールド直径にわたる1ミクロンの倍率変
化と等しい。対物側における非テレセントリック性によ
って、倍率の制御が行なわれる。
このような設計によって、6自由度チャック130の使
用が可能になり、これにより同等の焦点距離(必要な公
差内で達成することは困難)のレンズを有することにた
よるのではなく、各カメラの倍率を独立的に且つ精密に
調節することができる。折りたたみ式ミラー99は、レ
ンズ13及び15が、レチクルキャリヤ115、チャッ
ク130及び集光レンズ95が互いに干渉せずに互いに
より近く配置できるように光路を折りたたみ、より近い
レンズの配置によってイメージの精密度が高められる。
用が可能になり、これにより同等の焦点距離(必要な公
差内で達成することは困難)のレンズを有することにた
よるのではなく、各カメラの倍率を独立的に且つ精密に
調節することができる。折りたたみ式ミラー99は、レ
ンズ13及び15が、レチクルキャリヤ115、チャッ
ク130及び集光レンズ95が互いに干渉せずに互いに
より近く配置できるように光路を折りたたみ、より近い
レンズの配置によってイメージの精密度が高められる。
第23図は、6自由度レチクルチャック130の細部を
示している。このアセンブリの全体は、レンズ支持体2
6の直く上の主投影レンズ13の上の支持体湾曲部の上
に取り付けられている。三つの圧電ドライバ84によっ
て、レンズとレチクルとの距離が制御される。これらの
ドライバは、光軸に平行な短い距離を移動せしめて倍率
誤差を補正する。
示している。このアセンブリの全体は、レンズ支持体2
6の直く上の主投影レンズ13の上の支持体湾曲部の上
に取り付けられている。三つの圧電ドライバ84によっ
て、レンズとレチクルとの距離が制御される。これらの
ドライバは、光軸に平行な短い距離を移動せしめて倍率
誤差を補正する。
任意の二つのドライバ84が第3のドライバに対して相
対的に駆動される場合、レチクルチャック125のティ
ップ(tip)及びティルト(tilt) (OX及び
Oy)が調節される。これにより、イメージングシステ
ムにおける台形誤差がなくなる。圧電ドライバ84は、
中間フレーム140を位置決めし、中間フレーム140
は、音声コイルドライバ129゜131、及び133、
湾曲アセンブリ120及びレチクルチャック125を支
持している。(これらのコイルドライバは、ホーナー(
Bornet)の米国特許節3.569,718号に開
示のタイプのものでよい)。ボイスコイル129及び1
31は、共に移動して、これによりX方向のレチクル1
17のアライメントを調節する。これらが異なった量を
移動する場合、これらはまた、0方向(光軸を中心とす
る回転)のアライメントを調節する役目を果たず。コイ
ル133は、Y方向調節に用い られる。各圧電アクチ
ュエータ及びボイスコイルは、局部位置トランスジユー
ザを含んでおり、このトランスジューサによって制御コ
ンピュータは、パワーアップ又は再キャリブレーション
の後(キャリブレーションデータベース330Hに記憶
されている)補正アライメント位置に駆動の再位置決め
をすることができる。
対的に駆動される場合、レチクルチャック125のティ
ップ(tip)及びティルト(tilt) (OX及び
Oy)が調節される。これにより、イメージングシステ
ムにおける台形誤差がなくなる。圧電ドライバ84は、
中間フレーム140を位置決めし、中間フレーム140
は、音声コイルドライバ129゜131、及び133、
湾曲アセンブリ120及びレチクルチャック125を支
持している。(これらのコイルドライバは、ホーナー(
Bornet)の米国特許節3.569,718号に開
示のタイプのものでよい)。ボイスコイル129及び1
31は、共に移動して、これによりX方向のレチクル1
17のアライメントを調節する。これらが異なった量を
移動する場合、これらはまた、0方向(光軸を中心とす
る回転)のアライメントを調節する役目を果たず。コイ
ル133は、Y方向調節に用い られる。各圧電アクチ
ュエータ及びボイスコイルは、局部位置トランスジユー
ザを含んでおり、このトランスジューサによって制御コ
ンピュータは、パワーアップ又は再キャリブレーション
の後(キャリブレーションデータベース330Hに記憶
されている)補正アライメント位置に駆動の再位置決め
をすることができる。
第7図乃至第10図、第20図乃至第22図、及び第2
7図に示されているレチクルキャリヤ115は、四つの
レチクル117を開口部116に保持している。
7図に示されているレチクルキャリヤ115は、四つの
レチクル117を開口部116に保持している。
新しいレチクルが必要な時、キャリヤ115はエアシリ
ンダ128によってレチクルの方向に(第21図におい
て左方向に)駆動され、スライド122の上を移動する
。空圧制御によってレチクルキャリヤ115を真空にし
、レチクルチャック125における真空を開放する。こ
のようにして、レチクル117はキャリヤ115に送ら
れる。エアシリンダ128は次に、スライド122及び
キャリヤ115をレチクルチエンジング位置(右方向)
に戻す。
ンダ128によってレチクルの方向に(第21図におい
て左方向に)駆動され、スライド122の上を移動する
。空圧制御によってレチクルキャリヤ115を真空にし
、レチクルチャック125における真空を開放する。こ
のようにして、レチクル117はキャリヤ115に送ら
れる。エアシリンダ128は次に、スライド122及び
キャリヤ115をレチクルチエンジング位置(右方向)
に戻す。
レチクルキャリヤ駆動アセンブリ124は、レチクルキ
ャリヤ115を含んでおり、レチクルキャリヤ115は
、モータ123によって駆動されて回転し、これにより
新しいレチクルをチャック125の反対の位置に置く。
ャリヤ115を含んでおり、レチクルキャリヤ115は
、モータ123によって駆動されて回転し、これにより
新しいレチクルをチャック125の反対の位置に置く。
キャリヤ115は、再び、左の方に移動しロケーティン
グピン126に移動する。レチクルは次に、上記の手順
を逆にすることによりレチクルチャック125の方に押
しのけられる。第27図に示されているインコラムアラ
イメント基準マーク134が次に用いられて、レチクル
を光学コラム26の頂部に精密に位置合わせしめる。以
下に説明されるインステージキャリブレーションユニッ
ト227を用いるレチクルアライメントの後続の検査に
よって、コラム内マーク134へのレチクルアライメン
トが正しくないことが示された場合、システムキャリプ
レーションデータヘース330Bの中にプログラマブル
オフセットが入力され、インコラムシステムのアライメ
ントを正しい量だけ相殺し、これによりその適切なキャ
リブレーション及びアライメントを再確認するのに用い
られる。
グピン126に移動する。レチクルは次に、上記の手順
を逆にすることによりレチクルチャック125の方に押
しのけられる。第27図に示されているインコラムアラ
イメント基準マーク134が次に用いられて、レチクル
を光学コラム26の頂部に精密に位置合わせしめる。以
下に説明されるインステージキャリブレーションユニッ
ト227を用いるレチクルアライメントの後続の検査に
よって、コラム内マーク134へのレチクルアライメン
トが正しくないことが示された場合、システムキャリプ
レーションデータヘース330Bの中にプログラマブル
オフセットが入力され、インコラムシステムのアライメ
ントを正しい量だけ相殺し、これによりその適切なキャ
リブレーション及びアライメントを再確認するのに用い
られる。
上記サブシステム、レンズ13、ミラー99.6自由度
ステージ130及びレチクルキャリヤ115は全て、レ
ンズ支持体26の上に取り付けられており、レンズ支持
体26は、Z軸空気ヘアリング106(第23図及び第
24図)によってカメラ支持体83に連結されている。
ステージ130及びレチクルキャリヤ115は全て、レ
ンズ支持体26の上に取り付けられており、レンズ支持
体26は、Z軸空気ヘアリング106(第23図及び第
24図)によってカメラ支持体83に連結されている。
Z軸駆動装置105(第27図)は、アセンブリ全体を
支持しており、Z軸運動を行う。
支持しており、Z軸運動を行う。
エアシリンダ109を用いることにより、アセンブリ全
体を50mm近く上昇せしめ、レンズの下の基板の交換
を簡単に行うことができる。焦点の自動補正のためのZ
の微駆動は、ピボット湾曲部111に取り付けられてい
る枢軸支持アーム110を駆動するボイスコイル112
によって行なわれる。アーム110を移動することによ
り、レンズ支持体26が湾曲リンケージ107及び10
8を通して駆動される。
体を50mm近く上昇せしめ、レンズの下の基板の交換
を簡単に行うことができる。焦点の自動補正のためのZ
の微駆動は、ピボット湾曲部111に取り付けられてい
る枢軸支持アーム110を駆動するボイスコイル112
によって行なわれる。アーム110を移動することによ
り、レンズ支持体26が湾曲リンケージ107及び10
8を通して駆動される。
自動焦点は、レンズ13及び15の底部の近くに取り付
りられている自動焦点センサ213によって行なわれる
。この自動焦点センサ213は、レンズの底部と基板の
頂部との距離を監視する。このセンすによって生じる誤
差信号は、Z軸駆動装置105を駆動するのに用いられ
る。この自動焦点センサは、光源215からの可視光又
は不可視光(基板上の感光塗膜に影響しない周波数の光
)を、基板1上であってその光軸のレンズ13のすぐ下
の点に投影する。この光は、ミラー218によって受け
られ反射され、基板に送られて次のコレクタに送られる
。このビームは次に、(タイグレート(Tigreat
)の米国特許筒4,447,185号に開示されている
ような)ウェファステッパに共通して用いられるような
方法でもってセンサによって収集される。スリット、レ
ンズ及び検出器を適当に構成することにより、レンズか
ら基板のスペーシングにおける小□さな変化が監視され
補正される。
りられている自動焦点センサ213によって行なわれる
。この自動焦点センサ213は、レンズの底部と基板の
頂部との距離を監視する。このセンすによって生じる誤
差信号は、Z軸駆動装置105を駆動するのに用いられ
る。この自動焦点センサは、光源215からの可視光又
は不可視光(基板上の感光塗膜に影響しない周波数の光
)を、基板1上であってその光軸のレンズ13のすぐ下
の点に投影する。この光は、ミラー218によって受け
られ反射され、基板に送られて次のコレクタに送られる
。このビームは次に、(タイグレート(Tigreat
)の米国特許筒4,447,185号に開示されている
ような)ウェファステッパに共通して用いられるような
方法でもってセンサによって収集される。スリット、レ
ンズ及び検出器を適当に構成することにより、レンズか
ら基板のスペーシングにおける小□さな変化が監視され
補正される。
各レンズに取り付けられている個別焦点センサによって
、各カメラの個別焦点が可能になり、これによりカメラ
間で生じる基板及びステージの高さの変動が補正される
。一定のシャープな焦点を与えることにより、残ってい
る微妙な差が人間の目に見えない程近くにたがいに合致
している精密に制御されたイメージピースによってパネ
ルイメージの全体を構成することができる。
、各カメラの個別焦点が可能になり、これによりカメラ
間で生じる基板及びステージの高さの変動が補正される
。一定のシャープな焦点を与えることにより、残ってい
る微妙な差が人間の目に見えない程近くにたがいに合致
している精密に制御されたイメージピースによってパネ
ルイメージの全体を構成することができる。
二つのカメラ間のスペーシングは、コラムスペーシング
3(第4図及び第6図)゛の標準値(本発明の165.
000 mmスペーシング等)が全ての機械に与えるこ
とができるように調節可能となっている。
3(第4図及び第6図)゛の標準値(本発明の165.
000 mmスペーシング等)が全ての機械に与えるこ
とができるように調節可能となっている。
右手カメラの前部には差動ネジ駆動装置が固定されてお
りこれによりカメラをX方向に移動せしめる。また左手
カメラは固定されていると考える。
りこれによりカメラをX方向に移動せしめる。また左手
カメラは固定されていると考える。
ブリッジ支持体79は、この運動のための案内(ガイド
)面として作用する。これら二つのカメラは、近位の位
置のブリッジ上に置かれており、テストレチクルは各カ
メラに位置合わせされ、そしてインステージキャリブレ
ーションユニット227は、コラムスペーシング3にお
ける残りの誤差を測定するのに用いられる。差動ネジ駆
動装置は次に所望の量だけ移動し、これにより残りの誤
差の殆んどを除去せしめる。
)面として作用する。これら二つのカメラは、近位の位
置のブリッジ上に置かれており、テストレチクルは各カ
メラに位置合わせされ、そしてインステージキャリブレ
ーションユニット227は、コラムスペーシング3にお
ける残りの誤差を測定するのに用いられる。差動ネジ駆
動装置は次に所望の量だけ移動し、これにより残りの誤
差の殆んどを除去せしめる。
上記のχ紬調節の後、Y軸とY軸の両方においである程
度の小さな(約2.0 ミクロン)の誤差が残ることが
システム設計において仮定されている。
度の小さな(約2.0 ミクロン)の誤差が残ることが
システム設計において仮定されている。
レチクルアライメントチャック125の運動は、残りの
調節を許容するためにX及びX方向における十分な移動
を含んでいる。上記の物理的調節の後、ポツプアップキ
ャリブレーションユニット227及びX、Yレーザ計量
ステージが用いられて、以下に説明するように各コラム
に対して投影されたレチクルイメージ5を位置付けする
。正確なコラムスペーシングにおける任意の誤差は、測
定データから計算することができ、この誤差を用いて、
コラムスペーシングを正確な調節にもっていくのに必要
な方向及び量におけるレチクルアライメント原点(キャ
リブレーションデータベース330Bに記憶さている)
を相殺する。このようにして、コラムスペーシングが、
正確な値に設定され且つ維持される。
調節を許容するためにX及びX方向における十分な移動
を含んでいる。上記の物理的調節の後、ポツプアップキ
ャリブレーションユニット227及びX、Yレーザ計量
ステージが用いられて、以下に説明するように各コラム
に対して投影されたレチクルイメージ5を位置付けする
。正確なコラムスペーシングにおける任意の誤差は、測
定データから計算することができ、この誤差を用いて、
コラムスペーシングを正確な調節にもっていくのに必要
な方向及び量におけるレチクルアライメント原点(キャ
リブレーションデータベース330Bに記憶さている)
を相殺する。このようにして、コラムスペーシングが、
正確な値に設定され且つ維持される。
各レチクルは、一つのみが任意の時間において用いられ
る場合でも、二つ以上のイメージパターンを含むことが
できる。フィールド停止アセンブ1月21(第7図、第
8図、第21図及び第22図)は、レチクルキャリヤ1
15とコンデンサ95との間の光路に置かれている。こ
のフィールド停止アセンブリは、用いられる特定のレチ
クルの部分を描写する役目を果たす。アセンブリ121
は、ボールスライド146、ヘルド139及びガイドス
ロット 148によって案内されるモータ149によっ
て駆動される一対の水平ブレード137を含んでおり、
また、ポールスライド145、ベルト143及び垂直ガ
イドスロット147によって案内されるモータ150に
よって駆動される一対の垂直ブレード141を含んでい
る。これらのブレードは、任意の形状を矩形に形成する
ことができ、レチクルの任意の部分に対してフィールド
停止を行うことができる。アセンブリ121は、レンズ
13または15の焦点の平面にはなく且つある必要もな
い。これは、レチクル上のパターンが、離隔されており
、従ってフィールド停止アセンブリによって正確に描写
される必要がないからである。(一つの形のアセンブリ
が、ヒル(Hill)の米国特許箱3,980,407
号に開示されている。しかしこの特許に開示されている
構造体は、本発明とは異なり、対称的にのみ移動する)
。
る場合でも、二つ以上のイメージパターンを含むことが
できる。フィールド停止アセンブ1月21(第7図、第
8図、第21図及び第22図)は、レチクルキャリヤ1
15とコンデンサ95との間の光路に置かれている。こ
のフィールド停止アセンブリは、用いられる特定のレチ
クルの部分を描写する役目を果たす。アセンブリ121
は、ボールスライド146、ヘルド139及びガイドス
ロット 148によって案内されるモータ149によっ
て駆動される一対の水平ブレード137を含んでおり、
また、ポールスライド145、ベルト143及び垂直ガ
イドスロット147によって案内されるモータ150に
よって駆動される一対の垂直ブレード141を含んでい
る。これらのブレードは、任意の形状を矩形に形成する
ことができ、レチクルの任意の部分に対してフィールド
停止を行うことができる。アセンブリ121は、レンズ
13または15の焦点の平面にはなく且つある必要もな
い。これは、レチクル上のパターンが、離隔されており
、従ってフィールド停止アセンブリによって正確に描写
される必要がないからである。(一つの形のアセンブリ
が、ヒル(Hill)の米国特許箱3,980,407
号に開示されている。しかしこの特許に開示されている
構造体は、本発明とは異なり、対称的にのみ移動する)
。
最後に、各光学システム29は、水銀灯91、光を方向
付けるミラー93、並びに露光制御シャ・ツタ97を含
んでいる照明装置ハウジング90、及び光をフィールド
停止アセンブ1月21を通してレチクル117及びミラ
ー99から、レンズ13又は15を通して基板1に方向
付ける集光レンズ95を含んでいる。
付けるミラー93、並びに露光制御シャ・ツタ97を含
んでいる照明装置ハウジング90、及び光をフィールド
停止アセンブ1月21を通してレチクル117及びミラ
ー99から、レンズ13又は15を通して基板1に方向
付ける集光レンズ95を含んでいる。
各照明装置内には露光量を監視するためにセンサが含ま
れており、これにより、水銀灯の出力と二つのカメラの
光学効率が異なる時でも各システムに対する露光エネル
ギが同じとなる。
れており、これにより、水銀灯の出力と二つのカメラの
光学効率が異なる時でも各システムに対する露光エネル
ギが同じとなる。
5 スーージの び ←本
450平方mmの面積をパターン化するには、大きな、
従って重いステージを必要とする。100kg近くの重
量を有するアルミステージが用いられる。
従って重いステージを必要とする。100kg近くの重
量を有するアルミステージが用いられる。
二つのカメラを同時に用いることにより1軸×2Xに必
要な移動を減することができるが、初期のキャリブレー
ションは、XとYの両方の450 mmの移動を用いる
ことにより一番よく達成される。従って、迅速なステッ
ピング及び安定な光学システムを提供するには、どっし
りとした頑丈な構造体が必要となる。これを達成するた
めに、5.000kg近くの重量を有する構造体が用い
られる(第7図乃至第10図、第20図及び第27図)
。3.000kgの重量を有するみかげ石のベース51
が、建物の振動の伝達を減する市販の防振装置53の上
に置かれている。ふし状脚部77(メハナイト(Meh
anite) )がブリッジ75を支持している。みか
げ石ブリッジ75は、1 、000kg近くの重量を有
しており、両方の光学システム29を支持している。光
源を含む各光学システムは、約250kg重量を有する
。脚部77が、高サーボ駆動帯域を維持するのに十分硬
質である。
要な移動を減することができるが、初期のキャリブレー
ションは、XとYの両方の450 mmの移動を用いる
ことにより一番よく達成される。従って、迅速なステッ
ピング及び安定な光学システムを提供するには、どっし
りとした頑丈な構造体が必要となる。これを達成するた
めに、5.000kg近くの重量を有する構造体が用い
られる(第7図乃至第10図、第20図及び第27図)
。3.000kgの重量を有するみかげ石のベース51
が、建物の振動の伝達を減する市販の防振装置53の上
に置かれている。ふし状脚部77(メハナイト(Meh
anite) )がブリッジ75を支持している。みか
げ石ブリッジ75は、1 、000kg近くの重量を有
しており、両方の光学システム29を支持している。光
源を含む各光学システムは、約250kg重量を有する
。脚部77が、高サーボ駆動帯域を維持するのに十分硬
質である。
レンズ支持キャスチング26に取り付けられているおよ
そ75kgのアセンブリは、Z軸駆動装置105によっ
て支持されている。この構造アセンブリの全体によって
、大きなステージを迅速に進め、高分解能パターンをイ
メージ化し、システムキャリブレーションを維持するの
に必要な安定性及び硬質性が与えられる。
そ75kgのアセンブリは、Z軸駆動装置105によっ
て支持されている。この構造アセンブリの全体によって
、大きなステージを迅速に進め、高分解能パターンをイ
メージ化し、システムキャリブレーションを維持するの
に必要な安定性及び硬質性が与えられる。
X方向移動ステージ11xは、無摩擦エアーベアリング
55の上に支持され且つエアーベアリング158に案内
されるベース51の頂部に沿って移動し、これらのエア
ーベアリング158は、第7図及び第11図に示される
ようにベース51のスロットの中に取り付けられている
X軸ガイドキーに沿って移動する。このガイドベアリン
グによって、X軸移動ステージIIXの戻り剛性が与え
られる。10.000kg/mmの合成は、合成された
X及びY軸の高利得サーブ制御を行うためにこれらのベ
アリングに必要である。
55の上に支持され且つエアーベアリング158に案内
されるベース51の頂部に沿って移動し、これらのエア
ーベアリング158は、第7図及び第11図に示される
ようにベース51のスロットの中に取り付けられている
X軸ガイドキーに沿って移動する。このガイドベアリン
グによって、X軸移動ステージIIXの戻り剛性が与え
られる。10.000kg/mmの合成は、合成された
X及びY軸の高利得サーブ制御を行うためにこれらのベ
アリングに必要である。
X方向移動ステージIIXは、市販のリニヤモータ15
9(第9図)によって駆動される。モータ159の固定
子160は、ベース51に取り付けられている2列の永
久磁石から成っている。電機子161は、これらの2列
の磁石の間の中心に置かれるようにステージから取り付
けられている1組の可動銅コイルからなっている。これ
らのコイルに電流が流れると、ステージを動かす推力を
与える。デジタルサーボループ、精密デジタルアナログ
コンバータ(DAC) 、及びリニヤパワー増幅器によ
って行なわれる電流の精密な制御によって、移動摩擦部
分が摩耗したり精密なステージ位置決めを阻止すること
なく高速で粗い位置決め及び0.10ミクロンまでの低
い速度の微妙な位置決めが行なわれる。停止によって端
部におけるステージの移動が限定される。この設計によ
って、大容積製造の応用において期待される年間20.
000.000ステップ以上にわたって、粒子を汚染す
ることなく重いステージを精密に動かすのに必要な能力
が与えられる。
9(第9図)によって駆動される。モータ159の固定
子160は、ベース51に取り付けられている2列の永
久磁石から成っている。電機子161は、これらの2列
の磁石の間の中心に置かれるようにステージから取り付
けられている1組の可動銅コイルからなっている。これ
らのコイルに電流が流れると、ステージを動かす推力を
与える。デジタルサーボループ、精密デジタルアナログ
コンバータ(DAC) 、及びリニヤパワー増幅器によ
って行なわれる電流の精密な制御によって、移動摩擦部
分が摩耗したり精密なステージ位置決めを阻止すること
なく高速で粗い位置決め及び0.10ミクロンまでの低
い速度の微妙な位置決めが行なわれる。停止によって端
部におけるステージの移動が限定される。この設計によ
って、大容積製造の応用において期待される年間20.
000.000ステップ以上にわたって、粒子を汚染す
ることなく重いステージを精密に動かすのに必要な能力
が与えられる。
Yガイドキー165は、Xステージミラーの一体部分で
あり、このキーにより、Xステージ11Yのための直交
方向への移動案内が行なわれる。Xステージは、三つの
リフトヘアリング59の上に支持されている。これらの
リフトヘアリング59の内二つは第10図を見るとよく
判るように、ミラー12Yの下のステージの後部におい
てベース51の上に直接乗っている。第三のYリフトヘ
アリング59は、Xステージの頂部に乗っている。この
設計によって、Xステージの寸法及び重量の25%の減
少が可能になり、そして後部からの簡単なアクセスが可
能になる。Yガイドキー165内に取り付けられている
リニヤモータ169は、ステージIIYをY方向に動か
す駆動力を与える。固定子171はステージ11Xに取
り付けられており、電機子170は、ステージ11Yの
下に取り付けられている。モータ169の制御は、X軸
すニヤモータ159の所で上記に述べたのと同しである
。
あり、このキーにより、Xステージ11Yのための直交
方向への移動案内が行なわれる。Xステージは、三つの
リフトヘアリング59の上に支持されている。これらの
リフトヘアリング59の内二つは第10図を見るとよく
判るように、ミラー12Yの下のステージの後部におい
てベース51の上に直接乗っている。第三のYリフトヘ
アリング59は、Xステージの頂部に乗っている。この
設計によって、Xステージの寸法及び重量の25%の減
少が可能になり、そして後部からの簡単なアクセスが可
能になる。Yガイドキー165内に取り付けられている
リニヤモータ169は、ステージIIYをY方向に動か
す駆動力を与える。固定子171はステージ11Xに取
り付けられており、電機子170は、ステージ11Yの
下に取り付けられている。モータ169の制御は、X軸
すニヤモータ159の所で上記に述べたのと同しである
。
第6図乃至第10図から判るように、レーザ24を用い
ているレーザ干渉計17は、ステージミラー12を基準
にして、ステージ位置を決定する。(干渉計は、ツマ−
ジエン(Sommangen)の米国特許第4.688
,940号及び同4,693,605号に開示されてい
る型式のものである)。干渉計17Dは、レンズ13に
取り付けられているステージミラー12X及びミラー1
8Yと共に作動し、X位置を監視する。干渉計17Bは
、レンズ13の後部に取り付けられているステージミラ
ー12Y及びミラー14と共に作動し、右手レンズに対
して相対的なステージの位置を監視する。干渉計17C
は、レンズ15の後部に取り付けられているステージミ
ラー12Y及びミラー16と共に作動し、左手レンズの
下のステージのY位置を監視する。
ているレーザ干渉計17は、ステージミラー12を基準
にして、ステージ位置を決定する。(干渉計は、ツマ−
ジエン(Sommangen)の米国特許第4.688
,940号及び同4,693,605号に開示されてい
る型式のものである)。干渉計17Dは、レンズ13に
取り付けられているステージミラー12X及びミラー1
8Yと共に作動し、X位置を監視する。干渉計17Bは
、レンズ13の後部に取り付けられているステージミラ
ー12Y及びミラー14と共に作動し、右手レンズに対
して相対的なステージの位置を監視する。干渉計17C
は、レンズ15の後部に取り付けられているステージミ
ラー12Y及びミラー16と共に作動し、左手レンズの
下のステージのY位置を監視する。
X及びY方向の移動装置の特性により、上記のように構
成されたステージに小さなヨーの回転が生しる。斯くし
て、干渉計17B及び17Cによって決定されるY位置
は僅かに異なる。これらのシステム制御装置は、真の位
置を干渉計17Bによって測定された位置であると考慮
する。これら二つの干渉計の間の距離測定値の差は、ス
テージヨーによるレンズ15の下のYの誤差を表わして
いる。補正されないままでいると、この誤差は、1.6
ミクロンを超すことがあり、これは過大な値である。
成されたステージに小さなヨーの回転が生しる。斯くし
て、干渉計17B及び17Cによって決定されるY位置
は僅かに異なる。これらのシステム制御装置は、真の位
置を干渉計17Bによって測定された位置であると考慮
する。これら二つの干渉計の間の距離測定値の差は、ス
テージヨーによるレンズ15の下のYの誤差を表わして
いる。補正されないままでいると、この誤差は、1.6
ミクロンを超すことがあり、これは過大な値である。
所望の公差を達成するために、このヨー誤差は測定され
るだけでなく補正されなければならない。
るだけでなく補正されなければならない。
第18図は、Xステージの切欠図であり、Y補正ガイド
機構200を示している。前の二つのガイドベアリング
203が固定されているのに対して後の二つのベアリン
グはレバーアーム199に取り付けられている。これら
のレバーは、ピボット201によってXステージに取り
付けられている。これらは、図示のように、ボイスコイ
ル197によって駆動される。これらのコイルにサーボ
電流が適用されると1.Xステージは、レンズ15にお
けるヨー誤差が取り除かれるまで僅かに回転する。
機構200を示している。前の二つのガイドベアリング
203が固定されているのに対して後の二つのベアリン
グはレバーアーム199に取り付けられている。これら
のレバーは、ピボット201によってXステージに取り
付けられている。これらは、図示のように、ボイスコイ
ル197によって駆動される。これらのコイルにサーボ
電流が適用されると1.Xステージは、レンズ15にお
けるヨー誤差が取り除かれるまで僅かに回転する。
ステージIIYがX方向に右端まで移動すると、(第1
0図参照)干渉計17Cからのレーザビームはミラー1
2Yの左端から逸れる。通常の二つのカメラ作動の期間
中、斯かる移動は必要でなく、ミラー12Yは、これ以
上長くする必要はない。しかしながら、初期のシステム
キャリブレーションの間、全体移動が利用される。この
場合、ミラー12Yは短かすぎて、従って活性なヨー補
正が失われる。
0図参照)干渉計17Cからのレーザビームはミラー1
2Yの左端から逸れる。通常の二つのカメラ作動の期間
中、斯かる移動は必要でなく、ミラー12Yは、これ以
上長くする必要はない。しかしながら、初期のシステム
キャリブレーションの間、全体移動が利用される。この
場合、ミラー12Yは短かすぎて、従って活性なヨー補
正が失われる。
ミラー12Yをこれ以上長くするのではなく、ステージ
IIYをより大きく且つより遅くし、且つ機械全体もよ
り大きくすることにより、第3の干渉計174が17B
の右に与えられる。第6図に示されているように、17
Aからのビームは、ビーム17Cがミラー12Yの他端
を逸れて通過する前にミラー12Yにあたる。三つのビ
ーム全てがミラー12Y上にある時、ステージのヨーの
位置の制御は、干渉計17Cから17Aにシステム制御
装置によって送られる。このようにして、アクティブな
ヨー制御が維持される。干渉計17Aは、如何なる光学
コラムも参照しないが、これは必要ではない。何となれ
ば、この範囲の移動において、レンズ13のみが、基板
1にイメージングする位置にあり、レンズ15の光軸は
、干渉計17Cからのビームがミラー12Yを逸れて通
過するのと殆んど同時に基板の左エツジを逸れて通過す
るからである。
IIYをより大きく且つより遅くし、且つ機械全体もよ
り大きくすることにより、第3の干渉計174が17B
の右に与えられる。第6図に示されているように、17
Aからのビームは、ビーム17Cがミラー12Yの他端
を逸れて通過する前にミラー12Yにあたる。三つのビ
ーム全てがミラー12Y上にある時、ステージのヨーの
位置の制御は、干渉計17Cから17Aにシステム制御
装置によって送られる。このようにして、アクティブな
ヨー制御が維持される。干渉計17Aは、如何なる光学
コラムも参照しないが、これは必要ではない。何となれ
ば、この範囲の移動において、レンズ13のみが、基板
1にイメージングする位置にあり、レンズ15の光軸は
、干渉計17Cからのビームがミラー12Yを逸れて通
過するのと殆んど同時に基板の左エツジを逸れて通過す
るからである。
Yステージは、幾つかのサブアセンブリを支持している
(第11図及び第18図)。リフトピン188は、空圧
的に駆動され、基板1が自動的素材ハンドラーによって
ステージから除去できるように基板1を上昇せしめる。
(第11図及び第18図)。リフトピン188は、空圧
的に駆動され、基板1が自動的素材ハンドラーによって
ステージから除去できるように基板1を上昇せしめる。
基板がステージに載せられる時は、リフトピン18Bの
頂部に置かれる。これらのピンは次に、この基板をステ
ージ表面にまで降下せしめる。バンキングチャック18
9における真空ライン190がオンになり、ステージの
下にある、バンキングチャックに取り付けられている機
構が次に、基板1を、この基板の前及び左エツジを基準
としているバンキングピン187に対して緩やかに押し
、これにより基板1をステージIIYの頂部のプリアラ
イメントをされた位置とほぼ同じ位置に位置付ける。第
11図に図示するように、三つ又は五つの透過アライメ
ントシステムユニット225A乃至225Eが基板のエ
ツジの下のステージに取り付けられている。インステー
ジキャリブレーションユニット227の位置もまた示さ
れている。
頂部に置かれる。これらのピンは次に、この基板をステ
ージ表面にまで降下せしめる。バンキングチャック18
9における真空ライン190がオンになり、ステージの
下にある、バンキングチャックに取り付けられている機
構が次に、基板1を、この基板の前及び左エツジを基準
としているバンキングピン187に対して緩やかに押し
、これにより基板1をステージIIYの頂部のプリアラ
イメントをされた位置とほぼ同じ位置に位置付ける。第
11図に図示するように、三つ又は五つの透過アライメ
ントシステムユニット225A乃至225Eが基板のエ
ツジの下のステージに取り付けられている。インステー
ジキャリブレーションユニット227の位置もまた示さ
れている。
ステージ11は、ステージミラーに対して基板1を回転
する別の機構を提供しない。斯かる機構は、ウェファス
テッパについてと普通であるが、ステッピング及び位置
決めの能力を減じてしまう。シリコンウェファと比較し
て大きな寸法のり、 A E D基板、及びそれ、らの
エツジが平坦であり名目上は直角であるという事実によ
って、今述べたプレートの載置及びプリアライメントで
は、LAED基板を適切に位置決めすることができ、こ
れにより微小な補正のみしか必要とされない。この装置
の場合、この微小な補正は、今述べたようなX、 Y及
びヨー機構又は6自由度チャック130を用いることに
より行うことができる。
する別の機構を提供しない。斯かる機構は、ウェファス
テッパについてと普通であるが、ステッピング及び位置
決めの能力を減じてしまう。シリコンウェファと比較し
て大きな寸法のり、 A E D基板、及びそれ、らの
エツジが平坦であり名目上は直角であるという事実によ
って、今述べたプレートの載置及びプリアライメントで
は、LAED基板を適切に位置決めすることができ、こ
れにより微小な補正のみしか必要とされない。この装置
の場合、この微小な補正は、今述べたようなX、 Y及
びヨー機構又は6自由度チャック130を用いることに
より行うことができる。
五−順次びじtl註と友九人
本発明の装置に構成されるシステムによって、基板のア
ライメント及びシステムの構成及びキャリブレーション
が行なわれる。これらのセンサ及び参照システムを用い
る方法は、次のセクションに述べられる。各センサ及び
参照の構造はここで述べられる。
ライメント及びシステムの構成及びキャリブレーション
が行なわれる。これらのセンサ及び参照システムを用い
る方法は、次のセクションに述べられる。各センサ及び
参照の構造はここで述べられる。
ステージIIYは、第11図に示されるように、五つの
透過アライメントシステムセンサを含んでいる。−船釣
に、その隅に取り付けられているセンサ225八及びセ
ンサ225B及び225Cは、より小さな基板について
用いられ、これに対して、センサ225A。
透過アライメントシステムセンサを含んでいる。−船釣
に、その隅に取り付けられているセンサ225八及びセ
ンサ225B及び225Cは、より小さな基板について
用いられ、これに対して、センサ225A。
225D及び225Eは、より大きな基板について用い
られるが、これら五つの全てのセンサは、大きな基板に
ついて用いることもできる。全ての五つのセンサは、同
じであり、その内の一つのセンサの断面図が第19図に
示されている。
られるが、これら五つの全てのセンサは、大きな基板に
ついて用いることもできる。全ての五つのセンサは、同
じであり、その内の一つのセンサの断面図が第19図に
示されている。
レチクル117ば、第19A図に示されるように、透過
アライメントシステムスリット226を含んでいる。そ
の周囲領域は不透明である。即ち、スリット226はク
リヤであり、シャッタ97が開いた時に光の小さなスリ
ットを形成する。フィールド停止アセンブリ121を用
いることにより、レチクルの透過アライメントシステム
スリットを除く全てがマスクされ、これにより、主パタ
ーンの望ましくない露光が、透過アライメントシステム
の使用中におこらないようにしている。
アライメントシステムスリット226を含んでいる。そ
の周囲領域は不透明である。即ち、スリット226はク
リヤであり、シャッタ97が開いた時に光の小さなスリ
ットを形成する。フィールド停止アセンブリ121を用
いることにより、レチクルの透過アライメントシステム
スリットを除く全てがマスクされ、これにより、主パタ
ーンの望ましくない露光が、透過アライメントシステム
の使用中におこらないようにしている。
スリット226からの光は、レンズ13又は15によっ
て基板1の上にイメージ化され、ここで、第19B図に
示されるように、対応の組の四つのスリット222がレ
チクルからの光を部分的に阻止する。
て基板1の上にイメージ化され、ここで、第19B図に
示されるように、対応の組の四つのスリット222がレ
チクルからの光を部分的に阻止する。
基板スリット222の回りを通過する光は、図示のよう
に、レンズ223によって集められ且つ四分セル検出器
224の上に集束される。
に、レンズ223によって集められ且つ四分セル検出器
224の上に集束される。
検出器224のこれら四つの検出セルの構成が第19C
図に示されている。ここで判るように、各レチクルスリ
ット226からのエネルギは、四重セル検出器のそのそ
れぞれの部分に別々にあたる。基板かステージに載せら
れる時、バンキングチャック189は、基板のプリアラ
イメントをし、これによりスリット222は、全ての位
置において透過アライメントシステムユニント225の
上に大ざっばにかぶさるようにしている。四重セル検出
器224は、十分に大きく、これにより、基板1の検出
器224に対する精密なプリアライメントを必要としな
いようにしている。ステージは次に、透過アライメント
システムユニット225八が、左カメラにいち合わせさ
れたレチクルからレンズ15によって投影されたレチク
ルスリット226のイメージの下に置かれるまでX及び
Y方向に移動する。手順のこの時点になると、幾つかの
アライメントミスが存在する。例えば、スリンl−22
6Y1は、四重セル224Y1の上に全体的にかぶさる
のに対して、スリット226Y2は、基板1の不透明領
域に全体的にがふさる。224Y1及び 224Y2か
らの信号を比較することにより、この不均衡を検出する
ことができる。
図に示されている。ここで判るように、各レチクルスリ
ット226からのエネルギは、四重セル検出器のそのそ
れぞれの部分に別々にあたる。基板かステージに載せら
れる時、バンキングチャック189は、基板のプリアラ
イメントをし、これによりスリット222は、全ての位
置において透過アライメントシステムユニント225の
上に大ざっばにかぶさるようにしている。四重セル検出
器224は、十分に大きく、これにより、基板1の検出
器224に対する精密なプリアライメントを必要としな
いようにしている。ステージは次に、透過アライメント
システムユニット225八が、左カメラにいち合わせさ
れたレチクルからレンズ15によって投影されたレチク
ルスリット226のイメージの下に置かれるまでX及び
Y方向に移動する。手順のこの時点になると、幾つかの
アライメントミスが存在する。例えば、スリンl−22
6Y1は、四重セル224Y1の上に全体的にかぶさる
のに対して、スリット226Y2は、基板1の不透明領
域に全体的にがふさる。224Y1及び 224Y2か
らの信号を比較することにより、この不均衡を検出する
ことができる。
どの方向のアライメントミスが存在しているかも決定す
ることができる。この例においては、ステ−ジIIYを
後部の方向に動かすことにより、スリット222Y1及
び222Y2を、それらがスリット226Y1及び22
6Y2のすく下にセンタリングされるまで動かすことが
できる。この均衡が達成されるY位置は、位置225A
におけるアライメントのための所望のY位置として、シ
ステムデータベース320Bに記録される。
ることができる。この例においては、ステ−ジIIYを
後部の方向に動かすことにより、スリット222Y1及
び222Y2を、それらがスリット226Y1及び22
6Y2のすく下にセンタリングされるまで動かすことが
できる。この均衡が達成されるY位置は、位置225A
におけるアライメントのための所望のY位置として、シ
ステムデータベース320Bに記録される。
同じプロセスが、位置225AにおけるX方向に対して
反復される。このプロセスは次に、レンズ(13又は1
5)のどちらか及び適当なレチクルを用いて、他方の透
過アライメントシステム位置において実施される。ここ
で銘記すべきことは、実際において、任意の一つの透過
アライメントシステム位置におけるX及びY方向のアラ
イメントの幾回かの反復が、両方の軸の精密なアライメ
ントが達成される前に必要とされる。また、スリット2
22の回りの領域は、不透明である必要がない。即ち、
この領域は単に、スリット226からの光エネルギのい
くらかを阻止するだけでよく、アライメントミスされた
イメージにおいて測定可能な非対称性を形成するのに十
分である。
反復される。このプロセスは次に、レンズ(13又は1
5)のどちらか及び適当なレチクルを用いて、他方の透
過アライメントシステム位置において実施される。ここ
で銘記すべきことは、実際において、任意の一つの透過
アライメントシステム位置におけるX及びY方向のアラ
イメントの幾回かの反復が、両方の軸の精密なアライメ
ントが達成される前に必要とされる。また、スリット2
22の回りの領域は、不透明である必要がない。即ち、
この領域は単に、スリット226からの光エネルギのい
くらかを阻止するだけでよく、アライメントミスされた
イメージにおいて測定可能な非対称性を形成するのに十
分である。
この透過アライメントシステムは、露光波長において投
影されたイメージを直接参照する。これは、最も直接的
なアライメント方法であり、従って、好ましい方法であ
る。透過アライメントシステムセンサを小さくすること
により、多重センサをステージ領域に簡単に含めること
ができ、これにより、大抵の透過視覚システムでは普通
であるように、大きな穴及びステージアセンブリを邪魔
するような視覚顕微鏡の必要性を避けることができる。
影されたイメージを直接参照する。これは、最も直接的
なアライメント方法であり、従って、好ましい方法であ
る。透過アライメントシステムセンサを小さくすること
により、多重センサをステージ領域に簡単に含めること
ができ、これにより、大抵の透過視覚システムでは普通
であるように、大きな穴及びステージアセンブリを邪魔
するような視覚顕微鏡の必要性を避けることができる。
斯くして、透過アライメントシステムユニットのコンパ
クト性は、アライメントのための透過光の実際の利用の
重要な部分である。ここで銘記すべきように、今述べた
ような透過アライメントシステムアライメントプロセス
の終りの部分において、X、Y及び回転における基板の
ロケーション(位置)は、行なわれた三つの位置測定か
ら知られる。X長、Y長、及びXとYとの角度も決定す
ることができる。このようにして、基板の6自由度のア
ライメントを達成することができる。
クト性は、アライメントのための透過光の実際の利用の
重要な部分である。ここで銘記すべきように、今述べた
ような透過アライメントシステムアライメントプロセス
の終りの部分において、X、Y及び回転における基板の
ロケーション(位置)は、行なわれた三つの位置測定か
ら知られる。X長、Y長、及びXとYとの角度も決定す
ることができる。このようにして、基板の6自由度のア
ライメントを達成することができる。
現存する層の上に正しく次のイメージの層を置くために
このデータを用いることは後に述べられる。
このデータを用いることは後に述べられる。
基板の中には不透明のものもあるため、従って上から見
なければならない。斯かる基板のために反射アライメン
トシステム241が与えられている。
なければならない。斯かる基板のために反射アライメン
トシステム241が与えられている。
このシステムは、第17図に示されるように、右レンズ
13の低部の近くに取り付けられている。このユニット
は、ダークフィールドとブライトフィールド顕微鏡の合
成されものからなっている。この反射アライメントシス
テムにおける小さな残余の非テレセントリックな効果を
消すために内蔵焦点センサが配設されている。基板から
の反射アライメントシステムマーク228のイメージは
、この顕微鏡によって電荷結合デバイス(CCD)アレ
イの上に拡大され、このCCDアレイは、システム制御
装置における市販のイメージプロセッサに接続されてい
る。このプロセッサは、マーク228の拡大されたイメ
ージを解析し、X方向及びY方向におけるそのロケーシ
ョンを決定し、この解析値から、アライメント補正を上
記のように決定することができる。再び、三つの別々の
基板マークのX及びYロケーションを測定することによ
り、X。
13の低部の近くに取り付けられている。このユニット
は、ダークフィールドとブライトフィールド顕微鏡の合
成されものからなっている。この反射アライメントシス
テムにおける小さな残余の非テレセントリックな効果を
消すために内蔵焦点センサが配設されている。基板から
の反射アライメントシステムマーク228のイメージは
、この顕微鏡によって電荷結合デバイス(CCD)アレ
イの上に拡大され、このCCDアレイは、システム制御
装置における市販のイメージプロセッサに接続されてい
る。このプロセッサは、マーク228の拡大されたイメ
ージを解析し、X方向及びY方向におけるそのロケーシ
ョンを決定し、この解析値から、アライメント補正を上
記のように決定することができる。再び、三つの別々の
基板マークのX及びYロケーションを測定することによ
り、X。
Y、φ、スケールX及びスケールYアライメントを、反
射アライメントシステムユニットを用いて達成すること
ができる。
射アライメントシステムユニットを用いて達成すること
ができる。
ここで銘記すべきように、反射アライメントシステムユ
ニット241は、レチクル117におけるマークを直接
参照せず、その代わり、CCDアレイは、TVカメラと
して用いられ、中間位置基準を提供する。その結果、反
射アライメントシステムユニット241 と投影された
レチクルイメージとの相関関係は、システム補正の期間
生別々に確立さ−れなければならず、その後、パワーダ
ウン及び再スタートの期間中においても維持されなけれ
ばならない。インステージキャリブレーションユニット
227は、この目的のためにステージIIYに配設され
ている。
ニット241は、レチクル117におけるマークを直接
参照せず、その代わり、CCDアレイは、TVカメラと
して用いられ、中間位置基準を提供する。その結果、反
射アライメントシステムユニット241 と投影された
レチクルイメージとの相関関係は、システム補正の期間
生別々に確立さ−れなければならず、その後、パワーダ
ウン及び再スタートの期間中においても維持されなけれ
ばならない。インステージキャリブレーションユニット
227は、この目的のためにステージIIYに配設され
ている。
ステージIIYの上に基板が何も存在していない時は、
インステージキャリブレーションユニット227(rポ
ツプアップ」ユニット)は、エアシリンダ231によっ
て上昇し、これによりその頂面、即ちガラスディスク2
290頂面をイメージ平面30に置く。ウェファステッ
パの場合は、より単純なユニットが、ステージ移動の直
交範囲内であって、しかもパターン化されるべき円形領
域の外側であるイメージ面に固定されていた(ヨハンス
マイヤ(Johansmier)の米国特許第4,41
4,749及び同第4.629,313号参照)。LA
EDの場合、この未使用領域はしばしば存在しない。即
ち、直交基板は、ステージ領域を完全に充填する。斯か
るセンサユニットが基板の下に取り付けられた場合、好
ましくないアツベオフセットが生じる。従って、第15
図に示すように、センサパッケージ227をイメージ面
まで上昇することが望ましい。
インステージキャリブレーションユニット227(rポ
ツプアップ」ユニット)は、エアシリンダ231によっ
て上昇し、これによりその頂面、即ちガラスディスク2
290頂面をイメージ平面30に置く。ウェファステッ
パの場合は、より単純なユニットが、ステージ移動の直
交範囲内であって、しかもパターン化されるべき円形領
域の外側であるイメージ面に固定されていた(ヨハンス
マイヤ(Johansmier)の米国特許第4,41
4,749及び同第4.629,313号参照)。LA
EDの場合、この未使用領域はしばしば存在しない。即
ち、直交基板は、ステージ領域を完全に充填する。斯か
るセンサユニットが基板の下に取り付けられた場合、好
ましくないアツベオフセットが生じる。従って、第15
図に示すように、センサパッケージ227をイメージ面
まで上昇することが望ましい。
ポツプアップ、ユニット227は、三つの検出器サブシ
ステムを含んでいる。小さな光メータである検出器23
5は、レンズ13又は15を通して入ってくる露光のイ
メージフィールドの小部分における強度を測定するのに
用いられる。X及びYステージを例えばレンズ13のイ
メージフィールドの回りに移動せしめることにより、レ
ンズ13についての照明の強度の均一性が決定される。
ステムを含んでいる。小さな光メータである検出器23
5は、レンズ13又は15を通して入ってくる露光のイ
メージフィールドの小部分における強度を測定するのに
用いられる。X及びYステージを例えばレンズ13のイ
メージフィールドの回りに移動せしめることにより、レ
ンズ13についての照明の強度の均一性が決定される。
シャッタ力学及び露光量制御挙動も測定することができ
る。
る。
これもまたポツプアップユニットの中に含まれている検
出器237は、それぞれの軸に位置合わせされている二
つの狭いスリット、一つはY軸に対して且つもう一つは
X軸についてのスリットヲ有している。このスリットの
下にろ波及び検出が行なわれる。同様のテストスリット
のアレイを含んでいるテストレチクルは、検出器237
と共に用いられる。これらのスリットのイメージは、X
及びYステージによって走査され、走査スリット237
Yによって走査され、次にスリット237にによってテ
ストスリットのイメージを横切るように走査される。こ
れらの走査の期間中、強度対位置データが収集され、次
に解析されて、レンズの分解能が決定される。このレン
ズをその光軸に沿って進めることによりレンズの性能が
解析される場合、最高の焦点の位置を決定することがで
きる。
出器237は、それぞれの軸に位置合わせされている二
つの狭いスリット、一つはY軸に対して且つもう一つは
X軸についてのスリットヲ有している。このスリットの
下にろ波及び検出が行なわれる。同様のテストスリット
のアレイを含んでいるテストレチクルは、検出器237
と共に用いられる。これらのスリットのイメージは、X
及びYステージによって走査され、走査スリット237
Yによって走査され、次にスリット237にによってテ
ストスリットのイメージを横切るように走査される。こ
れらの走査の期間中、強度対位置データが収集され、次
に解析されて、レンズの分解能が決定される。このレン
ズをその光軸に沿って進めることによりレンズの性能が
解析される場合、最高の焦点の位置を決定することがで
きる。
テストスリットのアレイをテストレチクル上の幾つかの
ロケーションに置くことにより、どちらかのレンズのフ
ィールドにわたる分解能及び焦点を決定することができ
、このようにして、各レンズに対する最上の焦点を決定
することができる。
ロケーションに置くことにより、どちらかのレンズのフ
ィールドにわたる分解能及び焦点を決定することができ
、このようにして、各レンズに対する最上の焦点を決定
することができる。
−旦決定されると、所望のレンズ−基板の高さが、シス
テムキャリブレーションデータペース330Bの中に記
憶され、次に各レンズの底部に取り付けられている自動
焦点システム213によって維持される。
テムキャリブレーションデータペース330Bの中に記
憶され、次に各レンズの底部に取り付けられている自動
焦点システム213によって維持される。
ポツプアップユニット227はまた、上記のセンサ22
5と類似の透過アライメントシステムセンサ230を含
んでいる。この時点においてのみ、ガラスディスク22
9は、基板lによって通常与えられる透過アライメント
システムスリット222を支持している。このテストレ
チクルは、対象物フィールドの回りに置かれた多くの透
過アラシメン1−システムスリット226のアレイを含
んでいる。X。
5と類似の透過アライメントシステムセンサ230を含
んでいる。この時点においてのみ、ガラスディスク22
9は、基板lによって通常与えられる透過アライメント
システムスリット222を支持している。このテストレ
チクルは、対象物フィールドの回りに置かれた多くの透
過アラシメン1−システムスリット226のアレイを含
んでいる。X。
Yステージを投影されたイメージにおけるこれらのスリ
ット226のノミナルロケーションに移動することによ
り、そして次に各場所において透過アライメントシステ
ムのアライメントを行うことにより、透過アライメント
システムについて上記で述べられたように、投影された
イメージの正確なロケーションを決定することができる
。このようにして、投影されたイメージ誤差のマツプを
作成することができる。システムソフトウェアは、この
マツプを、公知の技術を用いて解析し、これによりX、
y、 4倍率、及び台形誤差を分離し、残余ひずみ
誤差の均衡をとる。デビットs、ホルブルック(Dav
id S、l1olbrook)著の[マイクロリソグ
ラフィツクイメージングのための投影レンズ/コラム測
定:使用者指向の方法(Projection Len
s/Column Evaluation For M
icrolithographicImaging、
A User−Oriented Approach)
J 、コダックマイクロエレクトロニクスセミナ(K
odakMicroelectronics Sem1
nar) 、 1983+ コダックパブリケーショ
ン(Kodak Pablication)、第G−1
51(1984年)を参照するとよい。これらの誤差量
の各々が次にシステムソフトウェアによって用いられ、
レンズ13及び15の上に取り付けられている6自由度
レチクルアライメントチャック130に対するオフセッ
トを決定する。これらのオフセットにより、イメージの
誤差が補正される。投影されたイメージ配置誤差を測定
し且つ補正するためのポツプアップユニット227にお
ける透過アライメントシステム型検出器230を用いる
この手順は、これ以上改良がなされなくなるまで反復さ
れる。このようにして、各カメラがシステム制御装置に
よって自動的に構成され、これにより基板への実際の露
光を用いる高価な速度の遅い試験方法の必要がなく最小
誤差を有することができる。
ット226のノミナルロケーションに移動することによ
り、そして次に各場所において透過アライメントシステ
ムのアライメントを行うことにより、透過アライメント
システムについて上記で述べられたように、投影された
イメージの正確なロケーションを決定することができる
。このようにして、投影されたイメージ誤差のマツプを
作成することができる。システムソフトウェアは、この
マツプを、公知の技術を用いて解析し、これによりX、
y、 4倍率、及び台形誤差を分離し、残余ひずみ
誤差の均衡をとる。デビットs、ホルブルック(Dav
id S、l1olbrook)著の[マイクロリソグ
ラフィツクイメージングのための投影レンズ/コラム測
定:使用者指向の方法(Projection Len
s/Column Evaluation For M
icrolithographicImaging、
A User−Oriented Approach)
J 、コダックマイクロエレクトロニクスセミナ(K
odakMicroelectronics Sem1
nar) 、 1983+ コダックパブリケーショ
ン(Kodak Pablication)、第G−1
51(1984年)を参照するとよい。これらの誤差量
の各々が次にシステムソフトウェアによって用いられ、
レンズ13及び15の上に取り付けられている6自由度
レチクルアライメントチャック130に対するオフセッ
トを決定する。これらのオフセットにより、イメージの
誤差が補正される。投影されたイメージ配置誤差を測定
し且つ補正するためのポツプアップユニット227にお
ける透過アライメントシステム型検出器230を用いる
この手順は、これ以上改良がなされなくなるまで反復さ
れる。このようにして、各カメラがシステム制御装置に
よって自動的に構成され、これにより基板への実際の露
光を用いる高価な速度の遅い試験方法の必要がなく最小
誤差を有することができる。
ユニット227は、レンズ13及び15の両方のイメー
ジフィールド全体にわたって両方のカメラの下で走査さ
れるように、十分なX、Yステージ移動が行なわれる。
ジフィールド全体にわたって両方のカメラの下で走査さ
れるように、十分なX、Yステージ移動が行なわれる。
このようにして、両方のカメラからのイメージのロケー
ションが、キャリブレーション(校正)手順の期間中に
判り、カメラ間のスペーシング3も判る。カメラスペー
シング3における測定されたXとYの誤差は次にシステ
ムキャリプレーションデータヘース33DBに記憶され
、このエラーは、右手カメラの6自由度レチクルアライ
メントチャック130をこれら二つのカメラをY方向に
精密にアライメントせしめ且つこれらのカメラを本発明
の好ましい165.000 +nmのX方向に離隔せし
めるのに必要な量だけ相殺するのに用いられる。
ションが、キャリブレーション(校正)手順の期間中に
判り、カメラ間のスペーシング3も判る。カメラスペー
シング3における測定されたXとYの誤差は次にシステ
ムキャリプレーションデータヘース33DBに記憶され
、このエラーは、右手カメラの6自由度レチクルアライ
メントチャック130をこれら二つのカメラをY方向に
精密にアライメントせしめ且つこれらのカメラを本発明
の好ましい165.000 +nmのX方向に離隔せし
めるのに必要な量だけ相殺するのに用いられる。
最後に、ポツプアップユニットに用いられているガラス
ディスク229は、反射アライメントシステムアライメ
ントマーク228を含んでいる(第14図)。X、Yス
テージは、ポツプアップユニット227を反射アライメ
ントシステム241のための所望のロケーションに置く
とき、アライメント測定は、この反射アライメントシス
テムユニットについて行なわれる。このアライメントに
おける如何なる誤差も、この反射アライメントシステム
ユニットのロケーションにおける誤差と考慮される。
ディスク229は、反射アライメントシステムアライメ
ントマーク228を含んでいる(第14図)。X、Yス
テージは、ポツプアップユニット227を反射アライメ
ントシステム241のための所望のロケーションに置く
とき、アライメント測定は、この反射アライメントシス
テムユニットについて行なわれる。このアライメントに
おける如何なる誤差も、この反射アライメントシステム
ユニットのロケーションにおける誤差と考慮される。
再び、オフセットが、システムキャリプレーションデー
タヘース320Bに記憶され、このオフセットは、後の
アライメントを補正するのに用いられる。
タヘース320Bに記憶され、このオフセットは、後の
アライメントを補正するのに用いられる。
ここで銘記すべきように、インステージキャリブレーシ
ョンユニット227を用いて、レンズ13及びレンズ1
5の光軸の位置を定め、反射アライメントシステムユニ
ットを位置を定めることにより、これらの三つの光軸は
、互いに相対的に精密に位置決めされ得る。数マイクロ
メータ台の小さな誤差のみが予想されるため、各軸をそ
の正確な所望の位置にもって行くために、全ての補正は
、システムソフトウェアにおいて行うことができる。こ
のヨウニL、て、反射アライメントシステム241にお
ける間接的参照問題が補正され、各コラムからの投影さ
れたイメージが補正を受け、カメラスペーシング3は測
定され且つ補正される。
ョンユニット227を用いて、レンズ13及びレンズ1
5の光軸の位置を定め、反射アライメントシステムユニ
ットを位置を定めることにより、これらの三つの光軸は
、互いに相対的に精密に位置決めされ得る。数マイクロ
メータ台の小さな誤差のみが予想されるため、各軸をそ
の正確な所望の位置にもって行くために、全ての補正は
、システムソフトウェアにおいて行うことができる。こ
のヨウニL、て、反射アライメントシステム241にお
ける間接的参照問題が補正され、各コラムからの投影さ
れたイメージが補正を受け、カメラスペーシング3は測
定され且つ補正される。
光(VOL)補正のために用いられるスケール205が
第17図にステージミラー12Xに固定的に取り付けら
れた状態で示されている。空気の屈折率を測定するため
の従来の手段は、少なくとも1.5ppmの残余誤差を
有している。450 mmの移動にわたって、過大な約
0.68ミクロンの誤差が生じ得る。
第17図にステージミラー12Xに固定的に取り付けら
れた状態で示されている。空気の屈折率を測定するため
の従来の手段は、少なくとも1.5ppmの残余誤差を
有している。450 mmの移動にわたって、過大な約
0.68ミクロンの誤差が生じ得る。
VOLを測定するためのより良い手段が必要である。先
行技術の参照システムは、電力が消えない限りにおいて
のみ作動し、パワーアップの際、これらのシステムは絶
対的な基準を与えない。(例えば、ヒューレットパッカ
ードテクニカルデータブレチンIIP 10717A波
長トラツカ(leHIettPackard Tech
nical Data Bulletin on II
P10717AWavelength Tracker
)参照)。
行技術の参照システムは、電力が消えない限りにおいて
のみ作動し、パワーアップの際、これらのシステムは絶
対的な基準を与えない。(例えば、ヒューレットパッカ
ードテクニカルデータブレチンIIP 10717A波
長トラツカ(leHIettPackard Tech
nical Data Bulletin on II
P10717AWavelength Tracker
)参照)。
本発明に係る装置は、より良いVOL参照を与えるため
に、ゼロ膨張物質(Zerodur等)からなるスケー
ル205を含んでいる。この反射アライメントシステム
ユニッl−241は、このスケールの背部及び前部にお
ける反射アライメントシステムマーク228B及び22
8Fのロケーションをそれぞれ測定するのに用いられる
。公知である元の長さがシステムキャリブレーションデ
ータベース320Bに記憶される。後続のパワーアップ
の際、あるいは必要な時にこのスケールは、X、Yステ
ージ11及び反射アライメントシステムユニット241
を用いて再測定される。測定された長さにおける如何な
る変化も、任意の原因からのVOLにおける変化を表わ
している。このデータは、システムソフトウニ曹熱 アによって用いられ、レーザ干渉測定においては普通で
あるように、フリンジの総数をミリメートルの移動に変
換するのに用いられる因子を補正する。
に、ゼロ膨張物質(Zerodur等)からなるスケー
ル205を含んでいる。この反射アライメントシステム
ユニッl−241は、このスケールの背部及び前部にお
ける反射アライメントシステムマーク228B及び22
8Fのロケーションをそれぞれ測定するのに用いられる
。公知である元の長さがシステムキャリブレーションデ
ータベース320Bに記憶される。後続のパワーアップ
の際、あるいは必要な時にこのスケールは、X、Yステ
ージ11及び反射アライメントシステムユニット241
を用いて再測定される。測定された長さにおける如何な
る変化も、任意の原因からのVOLにおける変化を表わ
している。このデータは、システムソフトウニ曹熱 アによって用いられ、レーザ干渉測定においては普通で
あるように、フリンジの総数をミリメートルの移動に変
換するのに用いられる因子を補正する。
空気の屈折率における変化によって生じるレンズ13及
び15の焦点又は倍率における変化は、インステージキ
ャリブレーションユニット227による直接測定によっ
て、又は元のレンズ設計モデリングから引き出されたレ
ンズ挙動に対するモデルを用いて、ソフトウェアにおけ
る推論によって補償することができる。推論的補正は、
−船釣に速いため、好ましい。ここで銘記すべきように
、ソフトウェアシステムには適用できる挙動が含まれ得
るため、これにより、この推論的モデルを用いて予期さ
れた変化を予想でき、この変化をユニット227を用い
て検査できる。検出された残余誤差を用いて、これらの
モデルと実際のシステム性能との間の良好な一致が達成
されるまでこの推論的モデルを修正することができる。
び15の焦点又は倍率における変化は、インステージキ
ャリブレーションユニット227による直接測定によっ
て、又は元のレンズ設計モデリングから引き出されたレ
ンズ挙動に対するモデルを用いて、ソフトウェアにおけ
る推論によって補償することができる。推論的補正は、
−船釣に速いため、好ましい。ここで銘記すべきように
、ソフトウェアシステムには適用できる挙動が含まれ得
るため、これにより、この推論的モデルを用いて予期さ
れた変化を予想でき、この変化をユニット227を用い
て検査できる。検出された残余誤差を用いて、これらの
モデルと実際のシステム性能との間の良好な一致が達成
されるまでこの推論的モデルを修正することができる。
ヨー調節機構200及び干渉計17は、パワーアノ(1
0(jj、、、 プの際、X、Y又はφに対して正確な原点を与えない。
0(jj、、、 プの際、X、Y又はφに対して正確な原点を与えない。
スケール205は、X及びYの源として機能する。反射
アライメントシステムユニット227は、スケール20
5におけるマーク228BのX及びYロケーションを測
定するのに用いられる。このシステムソフトウェアは、
このロケーションを、X及びY移動の原点として取り扱
う。このφ原点の再確立は、次のセクションで述べられ
る。
アライメントシステムユニット227は、スケール20
5におけるマーク228BのX及びYロケーションを測
定するのに用いられる。このシステムソフトウェアは、
このロケーションを、X及びY移動の原点として取り扱
う。このφ原点の再確立は、次のセクションで述べられ
る。
12員゛のキャリブレーション −ぴ補正その構成部品
から一旦組み立てられると、本発明の装置は、所望の精
度の故に、所望の公差まで作動しない。これらの構成部
品が公差に沿ってきちんと組み立てられた場合でも、こ
のことは真である。
から一旦組み立てられると、本発明の装置は、所望の精
度の故に、所望の公差まで作動しない。これらの構成部
品が公差に沿ってきちんと組み立てられた場合でも、こ
のことは真である。
通常の単一コラムの設計において見い出されない調節が
、このシステム設計及びシステム統合プランにおいて予
想され且つ計画されなければならない。次に、所望レベ
ルの集積されたシステム性能が達成されるまで、キャリ
ブレーション及び調節を、連続的に反復して、組み立て
られた機械に対して実施しなければならない。次に、こ
のレベルの性能は、機械の製造寿命にわたって自動的に
維持されなければならない。これは、上記で述べたセン
サ及び参照システム、システムソフトウェア、並びに透
過機能を用いて行なわれる。これは以下に述べられる。
、このシステム設計及びシステム統合プランにおいて予
想され且つ計画されなければならない。次に、所望レベ
ルの集積されたシステム性能が達成されるまで、キャリ
ブレーション及び調節を、連続的に反復して、組み立て
られた機械に対して実施しなければならない。次に、こ
のレベルの性能は、機械の製造寿命にわたって自動的に
維持されなければならない。これは、上記で述べたセン
サ及び参照システム、システムソフトウェア、並びに透
過機能を用いて行なわれる。これは以下に述べられる。
第4図に示されるように、サブフィールドイメージ5か
ら一つの回路パターンをいわば「写植」するために、こ
れらのイメージは、正確に形成されなければならず、イ
メージ中心間の距離は、正しくステップされなければな
らない。上記の多くの調節によって、正しいキャリブレ
ーション及び補正の手段が与えられるが、その方法は与
えられない。多くの方法が有用であるが、ここに提示さ
れる方法は、最も効率がよいと考えられ、従って好まし
い方法である。
ら一つの回路パターンをいわば「写植」するために、こ
れらのイメージは、正確に形成されなければならず、イ
メージ中心間の距離は、正しくステップされなければな
らない。上記の多くの調節によって、正しいキャリブレ
ーション及び補正の手段が与えられるが、その方法は与
えられない。多くの方法が有用であるが、ここに提示さ
れる方法は、最も効率がよいと考えられ、従って好まし
い方法である。
本発明の装置のキャリブレーションは、有用な三つの層
に分割される。即ち、(1)初期システム補正、(2)
パワーアップ補正、及び(3)ルーチン作動補正である
。初期システム補正は、X、Yステージ11から始まる
が、これは他の全ての測定がこれらのステージに対して
参照されるからである。
に分割される。即ち、(1)初期システム補正、(2)
パワーアップ補正、及び(3)ルーチン作動補正である
。初期システム補正は、X、Yステージ11から始まる
が、これは他の全ての測定がこれらのステージに対して
参照されるからである。
システムが一旦作動されると、初期システムキャリブレ
ーションが要求される。「完璧な」グリッドプレー1・
(互いにX及びY方向に公知の距離だけ配置されている
反射アライメントシステムマーク228のアレイを有す
る)がステージIIYに載せられる。これら全てのマー
クのロケーションは、反射アライメントシステム241
によって測定される。測定された差は、X、Yステッピ
ングマトリクス、あるいは試験中の機械の「グリッド」
における誤差であると仮定される。例えば、ステージミ
ラー11Y及びIIXの角度が2.0秒だけ正しくない
場合、4.5 ミクロンの誤差が450 mmの移動に
わたって見つげられよう。グリッドが完璧なグリッドプ
レートに一致するまでこのグリッドをシフトするのに必
要な補正の量はシステムの構成データヘース32DBに
記憶され、この量は、正確な一致がこのグリットプル−
トになされるまで後続のステッピングパターンを補正す
るのに用いられる。このようにして、精密に一致された
ステッピングブリットが全てのツールについて達成され
、これにより、所望ならば、異なったツールに連続的層
のイメージングを行うことができる。
ーションが要求される。「完璧な」グリッドプレー1・
(互いにX及びY方向に公知の距離だけ配置されている
反射アライメントシステムマーク228のアレイを有す
る)がステージIIYに載せられる。これら全てのマー
クのロケーションは、反射アライメントシステム241
によって測定される。測定された差は、X、Yステッピ
ングマトリクス、あるいは試験中の機械の「グリッド」
における誤差であると仮定される。例えば、ステージミ
ラー11Y及びIIXの角度が2.0秒だけ正しくない
場合、4.5 ミクロンの誤差が450 mmの移動に
わたって見つげられよう。グリッドが完璧なグリッドプ
レートに一致するまでこのグリッドをシフトするのに必
要な補正の量はシステムの構成データヘース32DBに
記憶され、この量は、正確な一致がこのグリットプル−
トになされるまで後続のステッピングパターンを補正す
るのに用いられる。このようにして、精密に一致された
ステッピングブリットが全てのツールについて達成され
、これにより、所望ならば、異なったツールに連続的層
のイメージングを行うことができる。
第一の機械に対するプリン1−キャリブレー95フ手順
は、これに続く機械に対する手順よりも複雑である。そ
の問題は、本発明に係る装置によってイメージ化された
サイズ領域(450mm平方)に対してグリッドの標準
が何も存在しないということである。従って、第一のツ
ールに対するグリッドの標準を、反復的方法を用いて作
成しなければならない。
は、これに続く機械に対する手順よりも複雑である。そ
の問題は、本発明に係る装置によってイメージ化された
サイズ領域(450mm平方)に対してグリッドの標準
が何も存在しないということである。従って、第一のツ
ールに対するグリッドの標準を、反復的方法を用いて作
成しなければならない。
公知の方法による大ざっばなキャリブレーションの後、
キャリブレーションマークのX、Yアレイが基板の上に
露光される。(X、Yステージ11X及びIIY並びに
反射アライメントシステム241を用いて、)連続的ス
テップの測定をすることによって、主要グリッド誤差を
発見することができる。(例えば、門、R,マーク(R
augh)著「電子ビームリソグラフィーのための施す
2次元サブミクロンメトロロジー(Absolute
Two−DimensionalSub−Micron
Metrology For Electron B
eamLithography ) 」、 5PIF
プロシーディング(Proceedings) 、第
480巻、 1984年5月3日−4日、J、フライヤ
(Freyer)他著、 rMEBES I[lで強
調された図形寸法精度(EnhancedPatter
n AccuracyWith MEBES III)
J 5PIE、第 471巻、 1984年参照)。
キャリブレーションマークのX、Yアレイが基板の上に
露光される。(X、Yステージ11X及びIIY並びに
反射アライメントシステム241を用いて、)連続的ス
テップの測定をすることによって、主要グリッド誤差を
発見することができる。(例えば、門、R,マーク(R
augh)著「電子ビームリソグラフィーのための施す
2次元サブミクロンメトロロジー(Absolute
Two−DimensionalSub−Micron
Metrology For Electron B
eamLithography ) 」、 5PIF
プロシーディング(Proceedings) 、第
480巻、 1984年5月3日−4日、J、フライヤ
(Freyer)他著、 rMEBES I[lで強
調された図形寸法精度(EnhancedPatter
n AccuracyWith MEBES III)
J 5PIE、第 471巻、 1984年参照)。
このようにして発見された誤差のマトリクスは、機械の
X、Yステージ補正データベース320B (第5図)
にステージ伝達(転送)関数として入力され、この後、
命令されたX、Yステージ位置をオフセットし、これに
より補正されたステージ配置を全てのX、Yロケーショ
ンに供給するのに用いられる。このようにして、X、Y
ステージステッピング距離に対する改善された公差を達
成することができる。このようにキャリブレーションさ
れた機械は次に、X、Yグリッドパターンを450 m
m平方のZerodur、 (温度的に安定)プレート
の上にステップするのに用いられる。このグリッドプレ
ートは、第一の機械の補正されたX及びYグリッドを記
録し、上記で用いられた「完璧な」グリッドプレートに
なる。
X、Yステージ補正データベース320B (第5図)
にステージ伝達(転送)関数として入力され、この後、
命令されたX、Yステージ位置をオフセットし、これに
より補正されたステージ配置を全てのX、Yロケーショ
ンに供給するのに用いられる。このようにして、X、Y
ステージステッピング距離に対する改善された公差を達
成することができる。このようにキャリブレーションさ
れた機械は次に、X、Yグリッドパターンを450 m
m平方のZerodur、 (温度的に安定)プレート
の上にステップするのに用いられる。このグリッドプレ
ートは、第一の機械の補正されたX及びYグリッドを記
録し、上記で用いられた「完璧な」グリッドプレートに
なる。
一旦このステッピングブリットは補正されると、光学カ
メラ29はそれぞれ補正され得る。インステージキャリ
ブレーションユニット227(第13図、15図、16
図、及び18図)及びこの時点で補正されたステージ1
1によってこの測定手段が与えられる。
メラ29はそれぞれ補正され得る。インステージキャリ
ブレーションユニット227(第13図、15図、16
図、及び18図)及びこの時点で補正されたステージ1
1によってこの測定手段が与えられる。
(市販のICマスク作作成ビームツールを用いて)0.
1 ミクロンの公差でもって石英基板の上にパターン化
されたテストレチクルが、レチクル平面において位置決
めの基準として用いられる。これらのテストレチクルは
、160 mm円形フィールドの回りに分布されて、1
0.0000 mm中心における透過アライメントシス
テムスリット226(第14図及び第19図)を含んで
いる。斯かるテストレチクルは、各レチクルチャック1
25の上に置かれ、各カメラの頂部においてコラム内ア
ライメント基準134に位置合わせされる。フィールド
停止アセンブリ!21は完全に開かれる。シャッタ97
はレチクルを照明するために開かれる。インステージキ
ャリプレージョンユニット227は次に、イメージ面3
0内の各透過アライメントシステムスリット226の各
投影イメージのノミナルポジション(10minslp
osition)に移動する。真の位置からの偏差が測
定され、この装置のキヤリプレーションデータヘース3
3DBに記録される。後続の解析(上記のホルブルック
の文献参照)により、各カメラの投影イメージに見られ
るX、y、 φ倍率及び台形誤差の量が決定される。
1 ミクロンの公差でもって石英基板の上にパターン化
されたテストレチクルが、レチクル平面において位置決
めの基準として用いられる。これらのテストレチクルは
、160 mm円形フィールドの回りに分布されて、1
0.0000 mm中心における透過アライメントシス
テムスリット226(第14図及び第19図)を含んで
いる。斯かるテストレチクルは、各レチクルチャック1
25の上に置かれ、各カメラの頂部においてコラム内ア
ライメント基準134に位置合わせされる。フィールド
停止アセンブリ!21は完全に開かれる。シャッタ97
はレチクルを照明するために開かれる。インステージキ
ャリプレージョンユニット227は次に、イメージ面3
0内の各透過アライメントシステムスリット226の各
投影イメージのノミナルポジション(10minslp
osition)に移動する。真の位置からの偏差が測
定され、この装置のキヤリプレーションデータヘース3
3DBに記録される。後続の解析(上記のホルブルック
の文献参照)により、各カメラの投影イメージに見られ
るX、y、 φ倍率及び台形誤差の量が決定される。
サブシステムの挙動及び変換方法を説明するシステムソ
フトウェアに組み込まれた推論的モデルを用いて、6自
由度アライメントチャック130のための正しい調節が
計算される(一つの例として上記のレンズの説明参照)
。このように計算された調節は、各6自由度調節アクチ
ュエータ(上記)にフィードバックされ、これにより、
所望の補正がなされるようになっている。これは再び、
残余ノイズレベルの誤差が達成されるまで、ステージ1
1及びインステージキャリブレーションユニット227
を用いて連続測定によって検査される。
フトウェアに組み込まれた推論的モデルを用いて、6自
由度アライメントチャック130のための正しい調節が
計算される(一つの例として上記のレンズの説明参照)
。このように計算された調節は、各6自由度調節アクチ
ュエータ(上記)にフィードバックされ、これにより、
所望の補正がなされるようになっている。これは再び、
残余ノイズレベルの誤差が達成されるまで、ステージ1
1及びインステージキャリブレーションユニット227
を用いて連続測定によって検査される。
ここで銘記すべきように、各イメージに対するサイズ、
配置及びスケール誤差が各カメラに対するこの手順によ
って検出され且つ補正されるだけでなく、各カメラの光
軸位置もこのデータから決定することができ、このデー
タから、これら二つのカメラのX及びYの距離3を求め
ることができる。絶対的距離は必要でなく、X及びYス
テージステッピング距離に比較した相対的な距離のみが
必要である。上記の方法によって、一つのステージ内検
出器227のみを用いて、これをステージ11のこの一
つのステッピングブリットと共に両方のレンズのイメー
ジフィールドの回りにステップすることによりこの所望
の相関関係を求める。カメラ分離距離3において必要な
補正は、右手カメラの6自由度ステーション130のX
原点をオフセットするのに用いられる。この方法を用い
て、両方の投影されたイメージが、これらのステージの
グリッドに精密に合致され、それらの距離は、ステージ
IIX移動のX軸の所望の165.000 mm距離に
合致するように精密に設定される。これにより、このツ
ールは正しく補正され且っLAEDを作成する準備がで
きた。
配置及びスケール誤差が各カメラに対するこの手順によ
って検出され且つ補正されるだけでなく、各カメラの光
軸位置もこのデータから決定することができ、このデー
タから、これら二つのカメラのX及びYの距離3を求め
ることができる。絶対的距離は必要でなく、X及びYス
テージステッピング距離に比較した相対的な距離のみが
必要である。上記の方法によって、一つのステージ内検
出器227のみを用いて、これをステージ11のこの一
つのステッピングブリットと共に両方のレンズのイメー
ジフィールドの回りにステップすることによりこの所望
の相関関係を求める。カメラ分離距離3において必要な
補正は、右手カメラの6自由度ステーション130のX
原点をオフセットするのに用いられる。この方法を用い
て、両方の投影されたイメージが、これらのステージの
グリッドに精密に合致され、それらの距離は、ステージ
IIX移動のX軸の所望の165.000 mm距離に
合致するように精密に設定される。これにより、このツ
ールは正しく補正され且っLAEDを作成する準備がで
きた。
キャリブレーションの第2段階はパワーアップにおいて
生じる。本装置がパワーアップされる毎に、補正を行な
わなければならない。これは、正確な機械の状態につい
ての幾つかの情報がパワーダウンの期間中に変化したこ
とによる。既に論じられたように、光速(VOL)の補
正は、斯かる状況において検査されなければならない。
生じる。本装置がパワーアップされる毎に、補正を行な
わなければならない。これは、正確な機械の状態につい
ての幾つかの情報がパワーダウンの期間中に変化したこ
とによる。既に論じられたように、光速(VOL)の補
正は、斯かる状況において検査されなければならない。
このシステムにおけるアクチュエータの各々は、約1.
0ミクロンの再位置決め能力を有する小さな内蔵原点セ
ンサを含んでいる。これらのセンサは、機械の相関関係
を所望の補正されたセツティングの近くに再び確立する
役目を果たしている。更に、機械データヘース320B
及び33DBに記憶されている全てのオフセットは、ハ
ードディスクに記憶され、従ってパワーアップの際に使
用可能である。これらは、最後に測定された値によって
全てのアクチュエータをオフセットするのに用いられる
。斯くして、グリッドプレート及びインステージキャリ
ブレーションユニット227を用いる試験の一回の反復
のみが、全ての補正を回復するのにパワーアップの際に
必要となる。このようにして、この機械は迅速に且つ簡
単にその補正された性能に回復する。
0ミクロンの再位置決め能力を有する小さな内蔵原点セ
ンサを含んでいる。これらのセンサは、機械の相関関係
を所望の補正されたセツティングの近くに再び確立する
役目を果たしている。更に、機械データヘース320B
及び33DBに記憶されている全てのオフセットは、ハ
ードディスクに記憶され、従ってパワーアップの際に使
用可能である。これらは、最後に測定された値によって
全てのアクチュエータをオフセットするのに用いられる
。斯くして、グリッドプレート及びインステージキャリ
ブレーションユニット227を用いる試験の一回の反復
のみが、全ての補正を回復するのにパワーアップの際に
必要となる。このようにして、この機械は迅速に且つ簡
単にその補正された性能に回復する。
キャリブレーションの第3段階は、追加された補正が必
要になる時に、ルーチンオペレーションの期間中に生じ
る。特に、パネルスケーリング機能が必要となる。上記
のキャリブレーションによって、二つの投影されたイメ
ージの座標系及びX。
要になる時に、ルーチンオペレーションの期間中に生じ
る。特に、パネルスケーリング機能が必要となる。上記
のキャリブレーションによって、二つの投影されたイメ
ージの座標系及びX。
Yステージ座標系が、十分な精度でもって位置合わせさ
れ、これによりこれらのイメージのFPD等のパネル回
路パターンへの実際の集積が可能になる。しかしながら
、後続のパネルプロセスの段階で、このパネルのX、Y
スケールが変化することがある。例えば、アルミの付加
された層によって、基板に応力が働き、これにより基板
が収縮したり膨張したりする。またガラスはアモルファ
ス材料であり、パネル層の析出及びエツチングの通常の
工程における温度サイクリングを受けると寸法を有意に
変化せしめる。
れ、これによりこれらのイメージのFPD等のパネル回
路パターンへの実際の集積が可能になる。しかしながら
、後続のパネルプロセスの段階で、このパネルのX、Y
スケールが変化することがある。例えば、アルミの付加
された層によって、基板に応力が働き、これにより基板
が収縮したり膨張したりする。またガラスはアモルファ
ス材料であり、パネル層の析出及びエツチングの通常の
工程における温度サイクリングを受けると寸法を有意に
変化せしめる。
従って、後続のパネル層に対しては、各パネル基板のX
、 Yスケールを測定し、今度は各パネルのスケールま
でこのシステムを再び調節することが望ましい。透過ア
ライメントシステム及び反射アライメントシステムを用
いると、上記のようにパネルスケール測定を行うことが
できる。このデータは次に、システムコンピュータに用
いうして、最終的な補正をX、Yステージデータベース
に追加し、デークヘース 330Hにおけるコラム倍率
及びコラムスペーシングの最終的トリム調節を行い、こ
れにより新しい層のスケールを個別パネル基板のX、Y
スケールに合致せしめるようにしている。
、 Yスケールを測定し、今度は各パネルのスケールま
でこのシステムを再び調節することが望ましい。透過ア
ライメントシステム及び反射アライメントシステムを用
いると、上記のようにパネルスケール測定を行うことが
できる。このデータは次に、システムコンピュータに用
いうして、最終的な補正をX、Yステージデータベース
に追加し、デークヘース 330Hにおけるコラム倍率
及びコラムスペーシングの最終的トリム調節を行い、こ
れにより新しい層のスケールを個別パネル基板のX、Y
スケールに合致せしめるようにしている。
このようにして、新しい層に対するイメージが最も正確
に前の層に配置される(第5図)、各パネル基板に対す
るパネルスケール調節を測定し且つ行うための機能は既
にこのシステムに存在している。というのは、上記のキ
ャリブレーションは、好結果の二つのコラムオペレーシ
ョンに対して必ず行なわなければならないからである。
に前の層に配置される(第5図)、各パネル基板に対す
るパネルスケール調節を測定し且つ行うための機能は既
にこのシステムに存在している。というのは、上記のキ
ャリブレーションは、好結果の二つのコラムオペレーシ
ョンに対して必ず行なわなければならないからである。
ここで、このキャリブレーションは、別の目的のために
、即ち特徴的なパネルスケールを提供することにより、
実際の製造におけるツールの性能を改良するのに用いら
れる。
、即ち特徴的なパネルスケールを提供することにより、
実際の製造におけるツールの性能を改良するのに用いら
れる。
最後に、印刷されたイメージの上層の前の層に対するア
ライメントが必要となる。基板がX、Yステージに載せ
られると、それらの配向は正確でなくなる。透過アライ
メントシステムあるいは反射アライメントシステムのど
ちらかを用いて、この配向ミスを測定することができる
。X、Y位置誤差を用いることにより、ステッピングブ
リットを正しい量だけオフセットし、これによりイメー
ジの新しい層が前の層の上になるようにしている。
ライメントが必要となる。基板がX、Yステージに載せ
られると、それらの配向は正確でなくなる。透過アライ
メントシステムあるいは反射アライメントシステムのど
ちらかを用いて、この配向ミスを測定することができる
。X、Y位置誤差を用いることにより、ステッピングブ
リットを正しい量だけオフセットし、これによりイメー
ジの新しい層が前の層の上になるようにしている。
しかしながら、通常、このパネル基板はまた、φ方向に
(回転)ミスアライメントされる。
(回転)ミスアライメントされる。
過去において、ウェファの露光装置は、アライメント合
の後、基板の最終回転調節のためにだけのφステージを
配設していた。大抵のステップ式露光装置について、こ
の移動は、X、Yステージメトロロジーと基板との間に
置かれる。この余分な機械的リンケージによって、メト
ロロジーの確度及び精度が 失われ、スループットが減
少する。
の後、基板の最終回転調節のためにだけのφステージを
配設していた。大抵のステップ式露光装置について、こ
の移動は、X、Yステージメトロロジーと基板との間に
置かれる。この余分な機械的リンケージによって、メト
ロロジーの確度及び精度が 失われ、スループットが減
少する。
というのは、これは通常、フレキシブルで、従って振動
し勝ちなサブシステムであるためである。
し勝ちなサブシステムであるためである。
これにより、LAEDに必要な精度が実質的に減少する
。本発明に係る装置は、独立したφステージをなくして
おり、その代わり必要なφ補正のためにステージ全体を
回転するためにY軸ステージ案内に組み入れられたφ補
正を用いている。それが載せられた時のように各プレー
トのプリアライメントをするのに用いられる機械的バン
キングによってプレートが5.0 t、m以内に位置合
わせされる。
。本発明に係る装置は、独立したφステージをなくして
おり、その代わり必要なφ補正のためにステージ全体を
回転するためにY軸ステージ案内に組み入れられたφ補
正を用いている。それが載せられた時のように各プレー
トのプリアライメントをするのに用いられる機械的バン
キングによってプレートが5.0 t、m以内に位置合
わせされる。
従って、小さなφ補正のみが必要となる。この精度のプ
リアライメントは、パネル基板について達成可能である
。というのは、これらのパネル基板は平方又は矩形であ
りウェファのように丸くないためであり、且つこれらは
大きく、従ってプリアライメントに用いられる基準点の
間に30cn+以上存在するからである。
リアライメントは、パネル基板について達成可能である
。というのは、これらのパネル基板は平方又は矩形であ
りウェファのように丸くないためであり、且つこれらは
大きく、従ってプリアライメントに用いられる基準点の
間に30cn+以上存在するからである。
プレート回転誤差を補正するためにステージヨー補正を
ヨーアライメントから故意に外して回転せしめることは
、パネル基板のφアライメントを行うねせしめる時の一
つの方法である。その結果化じたχ、Y位置決め誤差は
、公知のヨー回転命令から計算することができ、これら
の誤差は、X。
ヨーアライメントから故意に外して回転せしめることは
、パネル基板のφアライメントを行うねせしめる時の一
つの方法である。その結果化じたχ、Y位置決め誤差は
、公知のヨー回転命令から計算することができ、これら
の誤差は、X。
Yステージキャリブレーションデータベースに付加され
たX、 Yオフセットとして入力する。このようにして
、アライメント能力を減することなく、更に精密でより
スループットが高くコストの低いシステム設計を達成す
ることができる。
たX、 Yオフセットとして入力する。このようにして
、アライメント能力を減することなく、更に精密でより
スループットが高くコストの低いシステム設計を達成す
ることができる。
基板1のX及びY軸へのミスアライメントを補正するた
めの別の方法は、各カメラの6自由度アライメントチャ
ック130を測定されたアライメント誤差角度φだけ回
転せしめて、これにより各イメージを基板上のイメージ
の方向に位置合わせすることである。各カメラのX及び
Y原点はまた、チャック130を動かすことによりX及
びY方向に調節する必要があり、これにより二つのカメ
ラの光軸を接続するラインがφアライメントをも行うよ
うにしている。最終的に、このプレートは、機械のX及
びY軸に対してミス配向されているため、「階段ステッ
プ」ステ・ンピングパターンを実施する必要があり、こ
れにより、ステージ11の実際のステッピングパターン
を基板上のイメージの配向に平行に行うようにしている
。
めの別の方法は、各カメラの6自由度アライメントチャ
ック130を測定されたアライメント誤差角度φだけ回
転せしめて、これにより各イメージを基板上のイメージ
の方向に位置合わせすることである。各カメラのX及び
Y原点はまた、チャック130を動かすことによりX及
びY方向に調節する必要があり、これにより二つのカメ
ラの光軸を接続するラインがφアライメントをも行うよ
うにしている。最終的に、このプレートは、機械のX及
びY軸に対してミス配向されているため、「階段ステッ
プ」ステ・ンピングパターンを実施する必要があり、こ
れにより、ステージ11の実際のステッピングパターン
を基板上のイメージの配向に平行に行うようにしている
。
唯一つのパターン化された層が基板上に形成されると、
基板を位置合わせするのに用いられる手順は上記で述べ
た通りである。このアライメントプロセスの期間中に獲
得されたデータは、システム制御篩コンピュータによっ
て用いられ、ステッピングパターンを修正し、これによ
り印刷されている新しい層が現存の層の頂部にできるだ
け正確に置かれるようにしている。前の層の上に重ねる
(オーバレイにする)ためにX、Yステ・ンピングアレ
イをX、Y方向にシフトすることはよく知られた方法で
ある。しかしながら、φ、パネルスケール、及び直交性
誤差を補正するためにここで用いられる方法は新規であ
る。
基板を位置合わせするのに用いられる手順は上記で述べ
た通りである。このアライメントプロセスの期間中に獲
得されたデータは、システム制御篩コンピュータによっ
て用いられ、ステッピングパターンを修正し、これによ
り印刷されている新しい層が現存の層の頂部にできるだ
け正確に置かれるようにしている。前の層の上に重ねる
(オーバレイにする)ためにX、Yステ・ンピングアレ
イをX、Y方向にシフトすることはよく知られた方法で
ある。しかしながら、φ、パネルスケール、及び直交性
誤差を補正するためにここで用いられる方法は新規であ
る。
これらの方法において、後続の層がパネルスケール□し
において歪められ且つステージIIYO上に正しく置か
れなくても、アライメントは、フィールド内及びフィー
ルド間関係に対しても達成される。
において歪められ且つステージIIYO上に正しく置か
れなくても、アライメントは、フィールド内及びフィー
ルド間関係に対しても達成される。
B、キャリブレーション 夏■正■負動化上記の装置及
び方法は、システムコンピュータによって制御される。
び方法は、システムコンピュータによって制御される。
全てのデータ収集方法及び精密な調節はソフトウェアに
含まれ、従って自動的である。これにより、ユーザは、
高度な熟練を必要とせず、この複雑な計算手順を迅速に
且つ精密に繰り返すことができる。また、ユーザは、生
産的なアップタイム(動作可能時間)を最大にすること
ができる。というのは、複雑なキャリブレーションシー
ケンスをコンピュータによって自動的に取り扱うことが
できるからである。 第5図のフローチャートは、パワ
ーアップ43、ステージ補正32、カメラ−補正33、
第ルベルパターン化41、及び上レベルパターン化42
等の通常のオペレーションの期間中のこれらの手順の使
用を示している。
含まれ、従って自動的である。これにより、ユーザは、
高度な熟練を必要とせず、この複雑な計算手順を迅速に
且つ精密に繰り返すことができる。また、ユーザは、生
産的なアップタイム(動作可能時間)を最大にすること
ができる。というのは、複雑なキャリブレーションシー
ケンスをコンピュータによって自動的に取り扱うことが
できるからである。 第5図のフローチャートは、パワ
ーアップ43、ステージ補正32、カメラ−補正33、
第ルベルパターン化41、及び上レベルパターン化42
等の通常のオペレーションの期間中のこれらの手順の使
用を示している。
X、Y方向の移動及びカメラに対する補正データはそれ
ぞれデータベース32DB及び33DBに記憶される。
ぞれデータベース32DB及び33DBに記憶される。
これらのデータは、座標オフセット及びスケーリング係
数からなっており、これらは、各サブシステムを補正す
るのに用いられ、これによりそのオペレーションが所望
の公差に入るようになっている。更に一般的には、これ
らのデータは、数学的配列(行列)からなっている。
数からなっており、これらは、各サブシステムを補正す
るのに用いられ、これによりそのオペレーションが所望
の公差に入るようになっている。更に一般的には、これ
らのデータは、数学的配列(行列)からなっている。
サブシステムの挙動のモデルはまた、これらのデータベ
ースに保持される。例えば、各レンズ13又は15の非
テレセンリシティーを説明する関数は、データベース3
3DBに記憶され、所望の倍率変化(%で表現される)
を駆動装置84に対する移動の増進命令(ミクロンで表
現される)に変換するのに用いられる。駆動装置84は
、電圧駆動デバイスであるため、移動増進命令(ミクロ
ンで表わされる)を駆動装置84に対するボルトに正確
番÷変換する関数は、データベース330Bのデータに
含まれる。
ースに保持される。例えば、各レンズ13又は15の非
テレセンリシティーを説明する関数は、データベース3
3DBに記憶され、所望の倍率変化(%で表現される)
を駆動装置84に対する移動の増進命令(ミクロンで表
現される)に変換するのに用いられる。駆動装置84は
、電圧駆動デバイスであるため、移動増進命令(ミクロ
ンで表わされる)を駆動装置84に対するボルトに正確
番÷変換する関数は、データベース330Bのデータに
含まれる。
更に一般的には、これらの関数は、伝達関数として知ら
れている。というのは、これらは、ある組の命令をこの
プロセスにおいて達成されつつあるオフセント、スケー
ル、及び測定単位変換を有する別の組に伝達するからで
ある。入力データはしばしば数の行列であるため、これ
らの伝達関数はまた、数学的配列(行列)で一般的に表
現される。
れている。というのは、これらは、ある組の命令をこの
プロセスにおいて達成されつつあるオフセント、スケー
ル、及び測定単位変換を有する別の組に伝達するからで
ある。入力データはしばしば数の行列であるため、これ
らの伝達関数はまた、数学的配列(行列)で一般的に表
現される。
データベース32DBは、X及びYステージに対する補
正データ及び伝達関数を含んでいる。このデータベース
のための主要な入力は、ステージ補正手順32から来る
。このデータベースを修正する情報は、VOL及びステ
ージのφ原点測定3B、パネルアライメント及びスケー
ル測定48、並びに実時間ステージのφ制御34から来
る。
正データ及び伝達関数を含んでいる。このデータベース
のための主要な入力は、ステージ補正手順32から来る
。このデータベースを修正する情報は、VOL及びステ
ージのφ原点測定3B、パネルアライメント及びスケー
ル測定48、並びに実時間ステージのφ制御34から来
る。
データベース330Bは、補正データ及び各カメラに対
する伝達関数を含んでいる。このデータベースに対する
主要な入力は、カメラ補正手順33からくる。更新は、
レチクル選択45、VOL測定38、及び自動焦点35
からくる。
する伝達関数を含んでいる。このデータベースに対する
主要な入力は、カメラ補正手順33からくる。更新は、
レチクル選択45、VOL測定38、及び自動焦点35
からくる。
本装置の全ての制御は、ジョブ命令の形のユーザインタ
ーフェース39を介して達成され、これらのジョブ命令
は次に、ジョブ命令ファイル40に記憶される。命令は
、コンピュータキーボードを介してタイプされるかある
いはプログラマブルタッチパネルを介して入力される。
ーフェース39を介して達成され、これらのジョブ命令
は次に、ジョブ命令ファイル40に記憶される。命令は
、コンピュータキーボードを介してタイプされるかある
いはプログラマブルタッチパネルを介して入力される。
一般的に、複雑なエンジニアリンク制御はこのコンピュ
ータキーホードを通して行なわれるに対して、「開始」
等のルーチンオペレーティング命令は、プログラマブル
タンチパネル上の表示された図形にされることによりエ
ンタされる。例外は、パワーアンプル−チンである。パ
ワーアップの際、本装置は通常のコンピュータ診断検査
、安全性及びユティリティ検査を含む一組の始動命令を
自動的に実行し、本装置における各サブシステムの初期
化で終了する。
ータキーホードを通して行なわれるに対して、「開始」
等のルーチンオペレーティング命令は、プログラマブル
タンチパネル上の表示された図形にされることによりエ
ンタされる。例外は、パワーアンプル−チンである。パ
ワーアップの際、本装置は通常のコンピュータ診断検査
、安全性及びユティリティ検査を含む一組の始動命令を
自動的に実行し、本装置における各サブシステムの初期
化で終了する。
次の手順38、即ちV OLの測定及びステージのφ原
点のアライメントが行なわれて、これによりこれらの重
要なトリム調整が行なわれるようにしている。空気の現
在の屈折率を測定するために(VOL補正)、スケール
2o5上(’) ? −/ 228Bが反射アライメン
トシステムユニット241の下装置かれ、そのY軸のロ
ケーションが測定される。ステージ11は次に既知距離
だけマーク228Fの方向に移動する。この距離はデー
タベース32DBにおけるデータ及び関数、即ち、スケ
ール205の既知の長さ、及び干渉計フリンジのカウン
トをミリメータの運動に変換するのに用いられる前の伝
達関数から計算される。このプロセスを用いて、マーク
228Fが反射アライメントシステムユニット241ノ
下に置かれ、マーク228FのY軸ロケーションも決定
される。前のキャリブレーションから、マーク228B
と228F間の所望の長さが求められ、データベース3
2DBに記憶される。スケール205は、経時的にもあ
るいは空圧に対してもその大きさを変えないZerod
ur等の材質からできているため、如何なる測定長さの
差も、圧力変化に因る空気の屈折率の変化(又は温度、
湿度等の他の屈折率変化変数による)ものと仮定される
。スケール205の長さの測定された誤差は従って、ス
テージ伝達関数におけるVOLスケーリング因子を変え
るのに用いられ、これにより、計算されたノミナル距離
及びマーク228Bからマーク228Fへの実際の測定
された距離が同じになるようにしている。
点のアライメントが行なわれて、これによりこれらの重
要なトリム調整が行なわれるようにしている。空気の現
在の屈折率を測定するために(VOL補正)、スケール
2o5上(’) ? −/ 228Bが反射アライメン
トシステムユニット241の下装置かれ、そのY軸のロ
ケーションが測定される。ステージ11は次に既知距離
だけマーク228Fの方向に移動する。この距離はデー
タベース32DBにおけるデータ及び関数、即ち、スケ
ール205の既知の長さ、及び干渉計フリンジのカウン
トをミリメータの運動に変換するのに用いられる前の伝
達関数から計算される。このプロセスを用いて、マーク
228Fが反射アライメントシステムユニット241ノ
下に置かれ、マーク228FのY軸ロケーションも決定
される。前のキャリブレーションから、マーク228B
と228F間の所望の長さが求められ、データベース3
2DBに記憶される。スケール205は、経時的にもあ
るいは空圧に対してもその大きさを変えないZerod
ur等の材質からできているため、如何なる測定長さの
差も、圧力変化に因る空気の屈折率の変化(又は温度、
湿度等の他の屈折率変化変数による)ものと仮定される
。スケール205の長さの測定された誤差は従って、ス
テージ伝達関数におけるVOLスケーリング因子を変え
るのに用いられ、これにより、計算されたノミナル距離
及びマーク228Bからマーク228Fへの実際の測定
された距離が同じになるようにしている。
パワーアップの際、プロセスステップ38により、ヨー
駆動装置200は、これらのステージφのためのノミナ
ル原点(Zを中心とする回転)に設定する。レンズ13
及び15の光軸を接続するラインと比較すると、これら
のステージは、本装置が始動する毎に僅かに異なったφ
の配向に置かれる。この残余誤差はしかしながら、ステ
ップ33によって除去され、ここで、カメラは、これら
のステージの新しいφ配向に合致するように再びキャリ
ブレーションされる。
駆動装置200は、これらのステージφのためのノミナ
ル原点(Zを中心とする回転)に設定する。レンズ13
及び15の光軸を接続するラインと比較すると、これら
のステージは、本装置が始動する毎に僅かに異なったφ
の配向に置かれる。この残余誤差はしかしながら、ステ
ップ33によって除去され、ここで、カメラは、これら
のステージの新しいφ配向に合致するように再びキャリ
ブレーションされる。
この時点になると、ステージ補正手順32が実行される
。しかしながら−船釣に、■OL補正は、これらのステ
ージが一度補正されたものと仮定すると幾つかの前の日
付において十分となっている。
。しかしながら−船釣に、■OL補正は、これらのステ
ージが一度補正されたものと仮定すると幾つかの前の日
付において十分となっている。
しかしながら、ステージ補正手順が再び行なわれる場合
、グリッドキャリブレーションプレートをステージII
Yに載せ手順32を開始する。各グリッドプレートは、
Zerodur等の安定的基板の上に反則アライメント
システムマーク228のアレイを含んでいる。グリソト
プレ−1・上の各マークの補正されたロケーションが、
前のキャリブレーションから求められ、既にデータベー
ス 320Bに記憶されている。X及びYステージは、
データベース32DBに含まれている正確な距離だけス
テップすることによりマークからマークに移動する。反
射アライメントシステムユニット241は次に、各マー
クのロケーションにおける任意の残余誤差を測定する。
、グリッドキャリブレーションプレートをステージII
Yに載せ手順32を開始する。各グリッドプレートは、
Zerodur等の安定的基板の上に反則アライメント
システムマーク228のアレイを含んでいる。グリソト
プレ−1・上の各マークの補正されたロケーションが、
前のキャリブレーションから求められ、既にデータベー
ス 320Bに記憶されている。X及びYステージは、
データベース32DBに含まれている正確な距離だけス
テップすることによりマークからマークに移動する。反
射アライメントシステムユニット241は次に、各マー
クのロケーションにおける任意の残余誤差を測定する。
測定された偏差は、現在のX、Yステッピング距離にお
ける誤差であると仮定される。これらの誤差は補正値の
配列として記憶され、伝達関数となり、この伝達関数は
、後に命令されるステッピング距離を修正し、これによ
り正確な距離がステップされるようにしている。
ける誤差であると仮定される。これらの誤差は補正値の
配列として記憶され、伝達関数となり、この伝達関数は
、後に命令されるステッピング距離を修正し、これによ
り正確な距離がステップされるようにしている。
手順33は、即ちカメラ補正手順は、X、 Y方向移動
装置を局部的測定機械として用いる。最高の性能は、今
述べたように、ステージ補正手順32が先ず行なわれた
時に達成される。透過アライメントシステムスリット2
26のアレイをそれらの上に含んでいるテストレチクル
117は、各カメラ上のチャック125に載せられ、イ
ンカラムアライメント基準134に位置合わせされる。
装置を局部的測定機械として用いる。最高の性能は、今
述べたように、ステージ補正手順32が先ず行なわれた
時に達成される。透過アライメントシステムスリット2
26のアレイをそれらの上に含んでいるテストレチクル
117は、各カメラ上のチャック125に載せられ、イ
ンカラムアライメント基準134に位置合わせされる。
シャッタ97が開かれ、インステージキャリブレーショ
ンユニット227が、イメージ平面30に上昇する。セ
ンサ230は、各スリット226のイメージのロケーシ
ョンが測定されるまで各投影イメージの回りを移動する
。
ンユニット227が、イメージ平面30に上昇する。セ
ンサ230は、各スリット226のイメージのロケーシ
ョンが測定されるまで各投影イメージの回りを移動する
。
各投影イメージのオフセット及びスケールがこのプロセ
スから求めることができる。各カメラ間の距離も求めら
れる。このようにして、各カメラの投影イメージがX、
Yステッピング距離及び角度に合致する。
スから求めることができる。各カメラ間の距離も求めら
れる。このようにして、各カメラの投影イメージがX、
Yステッピング距離及び角度に合致する。
この時点になると、本装置は十分調節され、基板をパタ
ーン化できる状態になる。第一レベルパターンは、第一
レベルパターンが基板上にまだパターンを有していない
という点において上位レベルパターンと異なる。従って
、基板に対するどのアライメントも可能ではない。基板
1が載せられ、これをバンキングチャック189を用い
てピン187に対してパンクした後、X、Y台は、デー
タベース32DBからの伝達関数を用いて(ステップ4
6参照)前のVOL更新(38)及びキャリブレーショ
ン補正(32)によって要求されるように命令されたス
テッピング距離を修正することにより、各々の所望の露
光ロケーションに直接ステップされる。このようにして
、各露光は、その所望の正確なロケーションに置かれる
。
ーン化できる状態になる。第一レベルパターンは、第一
レベルパターンが基板上にまだパターンを有していない
という点において上位レベルパターンと異なる。従って
、基板に対するどのアライメントも可能ではない。基板
1が載せられ、これをバンキングチャック189を用い
てピン187に対してパンクした後、X、Y台は、デー
タベース32DBからの伝達関数を用いて(ステップ4
6参照)前のVOL更新(38)及びキャリブレーショ
ン補正(32)によって要求されるように命令されたス
テッピング距離を修正することにより、各々の所望の露
光ロケーションに直接ステップされる。このようにして
、各露光は、その所望の正確なロケーションに置かれる
。
上位レベルパターンは、新しいパターンがパターン化の
前の層の上に精密に且つ正確に置かれることを必要とす
る。これは、前の層が先に定位されなければならないこ
とを意味する。前に述べたように、オフセット及びスケ
ール誤差は予想され、補正される。透過アライメントシ
ステム225あるいは反射アライメントシステム241
のどちかを用いることにより、前のレベルパターンは、
既に述べたように、ステージ11の座標系において位置
付けされる。アライメントプロセスの期間中集められた
データを用いることにより、両方のデータベースにおけ
る伝達関数を修正する(ステップ49)。
前の層の上に精密に且つ正確に置かれることを必要とす
る。これは、前の層が先に定位されなければならないこ
とを意味する。前に述べたように、オフセット及びスケ
ール誤差は予想され、補正される。透過アライメントシ
ステム225あるいは反射アライメントシステム241
のどちかを用いることにより、前のレベルパターンは、
既に述べたように、ステージ11の座標系において位置
付けされる。アライメントプロセスの期間中集められた
データを用いることにより、両方のデータベースにおけ
る伝達関数を修正する(ステップ49)。
例えば、200 mmにわりる+2.0マイクロのパネ
ルスケール変化がアライメントステップ48の期間中に
測定された時に生じた場合、X及びYステッピング距離
伝達関数は、そのスケーリング関数をこれに従って変化
せしめるように修正される。ここで、ジョブ命令40が
、200 mmの測定された距離にわたって五つのステ
ップを要求するものと仮定する。この場合、各ステップ
は、+0.4 ミクロンだけ増加し、これによりこの距
離全体にわたって+2.0 ミクロンの補正が与えられ
、新しいステッピングパターンがその下の拡大さたパタ
ーンに正確に合致する。ここで銘記すべきことは、上記
の例において、光学的イメージ間のスペーシングもまた
チャック130を用いて8周節しなければならないこと
である。この光学的イメージスペーシングは一般的に1
65 mmであるために、これは、+1.65ミクロン
だけ増加しなければならず、これは、オフセットをデー
タベース33DBに加えることにより達成され、これに
より、6自由度レチクルアライメントシステム130の
原点がオフセットされ、従ってこれにより適切なスペー
シング3が与えられて、基板の新しいスケールに正確に
合致するようにしている。同様にして、倍率 は+0.
001%に調節しなければならず、これによりステップ
されている40mmイメージが40.004mmに増加
して、新しいステッピング距離に合致するようにしてい
る。
ルスケール変化がアライメントステップ48の期間中に
測定された時に生じた場合、X及びYステッピング距離
伝達関数は、そのスケーリング関数をこれに従って変化
せしめるように修正される。ここで、ジョブ命令40が
、200 mmの測定された距離にわたって五つのステ
ップを要求するものと仮定する。この場合、各ステップ
は、+0.4 ミクロンだけ増加し、これによりこの距
離全体にわたって+2.0 ミクロンの補正が与えられ
、新しいステッピングパターンがその下の拡大さたパタ
ーンに正確に合致する。ここで銘記すべきことは、上記
の例において、光学的イメージ間のスペーシングもまた
チャック130を用いて8周節しなければならないこと
である。この光学的イメージスペーシングは一般的に1
65 mmであるために、これは、+1.65ミクロン
だけ増加しなければならず、これは、オフセットをデー
タベース33DBに加えることにより達成され、これに
より、6自由度レチクルアライメントシステム130の
原点がオフセットされ、従ってこれにより適切なスペー
シング3が与えられて、基板の新しいスケールに正確に
合致するようにしている。同様にして、倍率 は+0.
001%に調節しなければならず、これによりステップ
されている40mmイメージが40.004mmに増加
して、新しいステッピング距離に合致するようにしてい
る。
これらの修正(ステップ49参照)がデータベースにお
いてなされると、修正さたデータベースを用いることに
より、このジョブが実行される時に、ジョブ命令を修正
(本実施例においては、40.000mmステッピング
距離を40.004mmに変えること)し、これにより
再び、その下に存在する層に精密に且つ正確に合致され
る新しいパターンレベルを形成する。このようにして、
本明細書に述べられている装置は、キャリブレーション
が維持され、これを用いることにより、アモルファス基
板の上に(薄膜トランジスタ等の)電子デバイスの大規
模アレイを生成するのに要する度合の制御でもってイメ
ージアレイをステップする。
いてなされると、修正さたデータベースを用いることに
より、このジョブが実行される時に、ジョブ命令を修正
(本実施例においては、40.000mmステッピング
距離を40.004mmに変えること)し、これにより
再び、その下に存在する層に精密に且つ正確に合致され
る新しいパターンレベルを形成する。このようにして、
本明細書に述べられている装置は、キャリブレーション
が維持され、これを用いることにより、アモルファス基
板の上に(薄膜トランジスタ等の)電子デバイスの大規
模アレイを生成するのに要する度合の制御でもってイメ
ージアレイをステップする。
第1図は、フラットパネル形ディスプレイの一部の分解
図。第2A図は、第1図のディスプレイの一部分の拡大
平面図。第2B図は、第2A図の一部分の拡大図。第3
図は、第2B図の線3−3についてとられた薄膜トラン
ジスタの断面図。第4図は、デュアル光学コラムを用い
た基板の上に隣接イメージを投影するのに要するイメー
ジレイアウトの(第6図における装置の背面から見た)
平面図。第5図は、基板を露光するための且つ誤差のキ
ャリブレーションを処理するための方法を説明するフロ
ーチャート。第6図は、第4図に示されているようなイ
メージパターンを生成するための基板に対して二つの光
学コラムを位置合わせするのに用いられる光学制御装置
を示す背面斜視略図。第7図畝ステージ及びデュアル光
学コラムを示す本発明に係るイメージングシステムの正
面図。第8図は、イメージングシステムの平面図。 第9図は、イメージングシステムの右側面図。第10図
は、光学コラム及び測定並びにキャリブレーションのた
めのレーザ干渉計システムを示す背面図。第11図は、
基板を支持するためのステージ及びステージをX及びY
方向に移動せしめるための手段を示す平面図。第12図
は、ステージ移動手段の細部を示す第11図の線12−
12についてとられた垂直断面図。第13図は、インス
テージキャリブレーションユニットの部分平面図。第1
4図は、インステージキャリブレーションユニットのア
ライメントマーキング及び検出器の幾何的構成を示す平
面図。第15図は、インステージキャリブレーションシ
ステムの一部を示す第13図の線15−15についてと
られた垂直断面図。第16図は、インステージキャリブ
レーションシステムにおけるセンサのうち二つのセンサ
を示す第14図の線16−16についてとられた垂直断
面図。第17図は、基板に対して相対的なデュアルレン
ズの配置を示す第8図の線17−17についてとられた
垂直断面図。第18図は、基板をレチクルにアライメン
トせしめるのに用いられる透過アライメントシステム及
びφ−駆動装置を示すステージの平面図。第19A図は
、アライメントスリットを示すレチクルの一部分の平面
図。 第19B図は、第19A図のスリットのステージにおけ
るレンズ及び透過アライメントセンサに対する相関関係
を示す例示垂直断面図。第19C図は、ステージにおけ
る四重セル検出器内の四つのセンサの平面図であって、
この四つのセンサの第14図のインステージキャリブレ
ーションユニットにおけるスリットに対する相関関係を
示す平面図。天子郁 9づ20図は、左手カメラのための光学コラム及びレチ
クルマウントを示す第8図の線20−20についてとら
れた垂直断面図(ユニットが中心において分割され、垂
直立面図で示されているかのように見える)。第21図
は、右手レチクルチェンジャ及びフィールド停止アセン
ブリの第8図及び第22図の線21−21についてとら
れた一部切欠垂直断面図。 第22図は、レチクルキャリヤ及びフィールド停止アセ
ンブリの倒立面図。第23図は、カメラの部分平面図。 第24図は、左手カメラの背面図。第25図は、レチク
ルアライメントチャックを示すカメラの倒立面図。第2
6図は、チャック上のレチクルを示す第25図の線26
−26についてとられた断面図。 第27図は、右光学コラムのための支持システムを示す
第7図の線27−27についてとられた一部切欠垂直断
面図。 2−フラットパネル形ディスプレイ、 10一画素、 19−回路板、20− カラー
フィルタープレート、22−光源、23A、23B 、
−m−偏光フィルタ、13.15−・レンズシステム、
117− レクチル、99−−−一部たたみ式ミラー、
90−照明装置、213− 自動焦点センサ、 130−6自由度レクチルチャック、 189− バンキングチャック、190− 真空ライン
、227− インステージキャリブレーション、200
− ヨーキャリブレーション機構、29−デュアル光学
システム、 241−反射アライメントシステム、 129、131.133−ボイスコイル駆動装置、11
5− キャリヤ、 159− リニヤモータ、17−
干渉計、 224−四重セル検出器、226−
レクチルスリット、 320B−システムキャリプレーシコンデータベース。 (外4名)
図。第2A図は、第1図のディスプレイの一部分の拡大
平面図。第2B図は、第2A図の一部分の拡大図。第3
図は、第2B図の線3−3についてとられた薄膜トラン
ジスタの断面図。第4図は、デュアル光学コラムを用い
た基板の上に隣接イメージを投影するのに要するイメー
ジレイアウトの(第6図における装置の背面から見た)
平面図。第5図は、基板を露光するための且つ誤差のキ
ャリブレーションを処理するための方法を説明するフロ
ーチャート。第6図は、第4図に示されているようなイ
メージパターンを生成するための基板に対して二つの光
学コラムを位置合わせするのに用いられる光学制御装置
を示す背面斜視略図。第7図畝ステージ及びデュアル光
学コラムを示す本発明に係るイメージングシステムの正
面図。第8図は、イメージングシステムの平面図。 第9図は、イメージングシステムの右側面図。第10図
は、光学コラム及び測定並びにキャリブレーションのた
めのレーザ干渉計システムを示す背面図。第11図は、
基板を支持するためのステージ及びステージをX及びY
方向に移動せしめるための手段を示す平面図。第12図
は、ステージ移動手段の細部を示す第11図の線12−
12についてとられた垂直断面図。第13図は、インス
テージキャリブレーションユニットの部分平面図。第1
4図は、インステージキャリブレーションユニットのア
ライメントマーキング及び検出器の幾何的構成を示す平
面図。第15図は、インステージキャリブレーションシ
ステムの一部を示す第13図の線15−15についてと
られた垂直断面図。第16図は、インステージキャリブ
レーションシステムにおけるセンサのうち二つのセンサ
を示す第14図の線16−16についてとられた垂直断
面図。第17図は、基板に対して相対的なデュアルレン
ズの配置を示す第8図の線17−17についてとられた
垂直断面図。第18図は、基板をレチクルにアライメン
トせしめるのに用いられる透過アライメントシステム及
びφ−駆動装置を示すステージの平面図。第19A図は
、アライメントスリットを示すレチクルの一部分の平面
図。 第19B図は、第19A図のスリットのステージにおけ
るレンズ及び透過アライメントセンサに対する相関関係
を示す例示垂直断面図。第19C図は、ステージにおけ
る四重セル検出器内の四つのセンサの平面図であって、
この四つのセンサの第14図のインステージキャリブレ
ーションユニットにおけるスリットに対する相関関係を
示す平面図。天子郁 9づ20図は、左手カメラのための光学コラム及びレチ
クルマウントを示す第8図の線20−20についてとら
れた垂直断面図(ユニットが中心において分割され、垂
直立面図で示されているかのように見える)。第21図
は、右手レチクルチェンジャ及びフィールド停止アセン
ブリの第8図及び第22図の線21−21についてとら
れた一部切欠垂直断面図。 第22図は、レチクルキャリヤ及びフィールド停止アセ
ンブリの倒立面図。第23図は、カメラの部分平面図。 第24図は、左手カメラの背面図。第25図は、レチク
ルアライメントチャックを示すカメラの倒立面図。第2
6図は、チャック上のレチクルを示す第25図の線26
−26についてとられた断面図。 第27図は、右光学コラムのための支持システムを示す
第7図の線27−27についてとられた一部切欠垂直断
面図。 2−フラットパネル形ディスプレイ、 10一画素、 19−回路板、20− カラー
フィルタープレート、22−光源、23A、23B 、
−m−偏光フィルタ、13.15−・レンズシステム、
117− レクチル、99−−−一部たたみ式ミラー、
90−照明装置、213− 自動焦点センサ、 130−6自由度レクチルチャック、 189− バンキングチャック、190− 真空ライン
、227− インステージキャリブレーション、200
− ヨーキャリブレーション機構、29−デュアル光学
システム、 241−反射アライメントシステム、 129、131.133−ボイスコイル駆動装置、11
5− キャリヤ、 159− リニヤモータ、17−
干渉計、 224−四重セル検出器、226−
レクチルスリット、 320B−システムキャリプレーシコンデータベース。 (外4名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、レチクルからのイメージを唯一つの共通基板の感光
表面に投影し、これにより上記基板の上に大規模な合成
イメージを生成するための装置であって、 上記基板と、上記ステージをX及びY方向にステップす
るための手段と、異なったステップ位置における上記ス
テージの位置を校正するための且つ上記校正データを含
むステージ伝達関数を求めるためのステージ校正手段と
、を保持するための可動ステージと、 デュアルイメージを上記基板上に同時に投影するための
一対の並列光学システムであり、Z方向の光軸を有し、
各々が、投影イメージングシステム、照明システム、上
記レチクルを支持するためのレチクルキャリヤ、及び上
記レチクルキャリヤから一度に一つずつ上記レチクルを
受けるように且つ上記レチクルによって指示されるイメ
ージの投影の期間中上記照明システム内に各上記レチク
ルを保持するように位置決めされているレチクルチャッ
クを含み、各上記レチクルチャックが、少なくともX、
Y、Z及びφ方向に個別的に調節運動ができるようにな
っている上記一対の並列光学システムと、 上記ステージに対する相対的な上記チャックにおける上
記レチクルの位置を校正するための且つ上記校正データ
を含むレチクル伝達関数を求めるための各上記レチクル
チャックに関連する校正手段と、 上記ステッピング手段及び上記光学システムを制御する
ための上記ステッピング手段及び光学システムに関連す
るコンピュータであって、上記ステージ伝達関数及び上
記レチクル伝達関数を記憶し且つこれらの関数を用いて
、上記ステッピング手段及び上記レチクルチャックを各
上記イメージ投影の前に調節する上記コンピュータとを
含み、これにより、上記投影イメージが、互いに相対的
に正しく位置合わせされ、これにより上記感光表面に単
一の合成イメージを生成することを特徴とする上記装置
。 2、上記ステージ伝達関数は、上記ステージの理論的に
真の位置からの運動の変化を含むアルゴリズムであるこ
とを特徴とする請求項1に記載のレチクルからのイメー
ジを投影するための装置。 3、上記レチクル伝達関数は、上記投影イメージが倍率
、回転、サイズ及び位置において正しくなるように上記
レチクルチャックの位置において要求される調節を含む
アルゴリズムであることを特徴とする請求項1に記載の
レチクルからのイメージを投影するための装置。 4、上記レチクルチャックは、6自由度にわたる調節が
可能であることを特徴とする請求項1に記載のレチクル
からのイメージを投影するための装置。 5、上記装置が、各上記光学システムにおいて非対称的
レンズを含み、各上記投影イメージングシステムは、そ
のレチクル側に倍率調節機能及びその基板側にテレセン
トリックな焦点調節機能を有し、且つ各上記光学システ
ムは、上記レンズと上記基板とのスペーシングを調節す
るための手段を含んでおり、これにより、上記スペーシ
ングの調節により上記レンズの焦点決めをし且つ上記レ
チクルチャックの上記レンズに対する相対的なZ調節に
より上記倍率が調節され、各投影イメージが、サイズ、
形状、角度方向、及び位置に対して調節され得ることを
特徴とする請求項4に記載のレチクルからのイメージを
投影するための装置。 6、各上記照明システムは、それが各上記レンズに入る
前に光の方向を変化せしめるための折りたたみ式ミラー
を含んでおり、これにより、上記投影イメージングシス
テムが、互いに近くに位置決めされ得ることを特徴とす
る請求項1に記載のレチクルからのイメージを投影する
ための装置。 7、各上記投影イメージングシステムと上記基板の表面
との距離を測定するための且つ各イメージの投影の前に
上記距離を変化せしめるための手段を含み、これにより
上記スペーシングが、調節されて、上記表面の凹凸に関
係なく上記イメージの焦点を維持できることを特徴とす
る請求項1に記載のレチクルからのイメージを投影する
ための装置。 8、上記ステージステッピング手段が、一対のリニヤモ
ータであって、その後一方が上記ステージを一方向に移
動せしめるように位置決めされており且つ他方が上記ス
テージを直交方向に移動せしめるように位置決めされて
いる一対のリニヤモータを含むことを特徴とする請求項
1に記載のレチクルからのイメージを投影するための装
置。 9、上記ステージが、バンキングピン及び上記基板を受
け且つ位置決めするための真空チャックを含み、上記真
空チャックが、上記基板を上記バンキングピンの方向に
押すように偏倚されており、これにより、上記基板が、
上記ステージの中に初期的に位置決めされ得ることを特
徴とする請求項1に記載のレチクルからのイメージを投
影するための装置。 10、上記二つの光軸間のスペーシングを変化せしめる
ための手段を含むことを特徴とする請求項1に記載のレ
チクルからのイメージを投影するための装置。 11、各上記レチクルから投影された上記イメージの強
度を測定するための且つ各上記レチクルから上記感光表
面に等しい露光量を供給するために上記露光を変化せし
めるための手段を含むことを特徴とする請求項1に記載
のレチクルからのイメージを投影するための装置。 12、レチクルからのイメージを唯一つの共通基板の感
光表面に投影し、これにより上記基板上に大規模合成イ
メージを生成するための装置であって、 上記基板を保持するための可動ステージであり、上記基
板及び上記ステージを上記基板の平面上の直交方向にス
テップするための手段を保持するための上記可動ステー
ジと、 上記基板の近くに取り付けられており、且つ上記ガラス
基板上にデュアルイメージを同時に投影する一対の並列
光学システムであり、上記基板に対して垂直な光軸を有
し、その各々が、上記レチクルを支持するためのレチク
ルキャリヤ及び上記レチクルを上記レチクルキャリヤか
ら一度に一つずつ受け且つ各上記レチクルを上記レチク
ルによって支持されるイメージの投影の期間中に保持す
るように位置決めされているレチクルチャックを含み、
各上記レチクルチャックが、6自由度の個別調節運動が
可能である上記一対の並列光学システムと、 上記ステッピング手段及び上記光学システムを制御する
ための上記ステッピング手段及び上記光学システムに関
連するコンピュータであって、上記ステージ及び各上記
レチクルの相対的位置に属するデータを記憶し且つこの
データを用いて、各上記イメージ投影の前に上記ステッ
ピング手段及び上記レチクルチャックを調節するコンピ
ュータと、を含み、 これにより、上記投影イメージが、互いに相対的に正し
く位置合わせされ、これにより上記感光表面上に単一の
合成イメージを生成することを特徴とする装置。 13、各上記光学システムは、光路を変化せしめるため
のミラー手段を含み、これにより投影レンズが、互いに
より近似に位置決めされ得ることを特徴とする請求項1
2に記載のレチクルからのイメージを投影するための装
置。 14、上記レチクル上のアライメントマーク及び上記ア
ライメントマークが上記レチクルから投影される時に上
記アライメントマークを検知するための上記ステージに
おける検知手段を含むことを特徴とする請求項12に記
載のレチクルからのイメージを投影するための装置。 15、上記検知手段が、基板の上面のレベルに相当する
位置と上記基板の下面の下のレベルとの間で移動するよ
うに校正されているポップアップセンサであることを特
徴とする請求項14に記載のレチクルからのイメージを
投影するための装置。 16、上記光学コラムの少なくとも一つに関連する反射
アライメント顕微鏡を含み、これにより上記基板が、そ
の上にイメージの第2層を投影するのに先立ち位置合わ
せされ得ることを特徴とする請求項12の記載にレチク
ルからのイメージを投影するための装置。 17、光の速度に影響する周囲の空気の屈折率の変化に
よって生じた倍率及び/又は焦点の変化を補償するため
に上記レチクルの位置を調節するための手段を含むこと
を特徴とする請求項12に記載のレチクルからのイメー
ジを投影するための装置。 18、基板の感光表面の上に大規模合成イメージを生成
するための装置において、 可動ステージと、上記可動ステージをX及びY方向にス
テップするための手段と、 Z方向に軸を有し且つ上記ステージの上に位置決めされ
ている一対の並列及び近接光学システムであって、その
上にイメージを投影するための一対の並列近接光学シス
テムであって、各上記光学システムに作動的に関連する
レチクルチャックを含み、上記ステージの上に投影され
るレチクルべアリングアライメントマークを支持するた
めの上記一対の並列近接光学システムと、 上記ステージがその光学システムの下のその運動範囲に
わたってステップされる時に上記ステージ上に上記投影
アライメントマークの位置を比較するための且つ上記範
囲にわたってその理論的に真のX、Y及びφ位置からの
上記ステージの変化の度合を決定し且つ記録するための
検知手段と、及び 上記範囲内の上記ステージの各位置における上記変化を
補償するために理論的ステッピング距離からの上記ステ
ージのステッピングを変化せしめるための手段と、を含
み、 これにより、上記感光表面に形成されたイメージが、互
いに正確に接合することを特徴とする上記装置。 19、上記検知手段が、上記ステージに取り付けられて
いる複数のセンサを含むことを特徴とする請求項18に
記載の大規模合成イメージを生成するための装置。 20、上記検知手段の少なくとも一つが、上記基板の上
面に対応する位置と後退した位置との間に移動するよう
に構成されていることを特徴とする請求項19に記載の
大規模合成イメージを生成するための装置。 21、上記レチクルチャックの各々のための制御手段で
あって、上記ステージの上記位置における上記変化を補
償するために上記イメージの位置を調節するべく上記チ
ャックの位置を変化せしめるように構成されている制御
手段を含むことを特徴とする請求項18に記載の大規模
合成イメージを生成するための装置。 22、上記レチクルチャックが、移動の6自由度を有す
ることを特徴とする請求項18に記載の大規模合成イメ
ージを生成するための装置。 23、各上記光学システムのためのセンサであって、上
記システムにおけるレンズの上記感光面からの距離を検
出するためのセンサ及び上記レンズを上記表面から一定
の距離に維持するための手段を含み、これにより、上記
光学システムにおける上記レンズが、上記表面の高さの
変化に関係なく、上記ステージが移動する時に焦点が維
持されることを特徴とする請求項18に記載の大規模合
成イメージを生成するための装置。 24、二つの光学システムからのイメージの水平方向ア
ライメントを用いて大面積電子ディスプレイを製造する
ための装置であって、 X及びY方向の移動用に適合して構成されている可動ス
テージと、 Z方向の軸を有し且つレチクルをそれらの対物面に受け
且つ上記レチクルからのイメージを上記ステージの上に
投影するように位置決めされている一対の並列近接光学
システムと、 各上記光学システムに関連するレチクルキャリヤ及び各
上記レチクルキャリヤに関連し且つそのそれぞれの上記
キャリヤからレチクルを受け且つ上記レチクルをそのそ
れぞれの上記光学システムの対物面に保持するように構
成されてレチクルアライメントチャックと、及び 上記光学システムに関連しているアライメント手段であ
り、 (i)各上記レチクルチャックに位置合わせする制御手
段であって、各上記レチクルチャックを6つの自由度の
うちの任意の自由度に調節するための制御手段と、 (ii)上記光軸間の距離を変化せしめるための手段と
、 (iii)上記光学システムの倍率を変化せしめるため
の手段と、 を含む上記アライメント手段と、 を備え、 これにより、各上記光学システムによって投影されたイ
メージが互いに接合し且つ上記システムの他方からのイ
メージに接合し、これにより上記ディスプレイに好まし
い大規模イメージを生成することを特徴とする上記装置
。 25、各上記光学システムは、非対称的テレセントリッ
クなレンズを含むことを特徴とする請求項24に記載の
大面積電子ディスプレイを製造するための装置。 26、上記レチクルキャリヤが、複数の上記レチクルと
及び上記レチクルを個別的に上記チャックにおいて交換
するための手段を支持するように構成されていることを
特徴とする請求項24に記載の大面積電子ディスプレイ
を製造するための装置。 27、上記ステージを上記投影イメージの一つの次元に
等しい距離だけ移動せしめるためのステップ・アンド・
リピート手段、及び直前に投影された上記イメージが各
上記新しい位置において投影されたイメージと接合する
ように各上記ステップの期間中上記レチクルアライメン
トチャックを位置合わせするための手段を含むことを特
徴とする請求項24に記載の大面積電子ディスプレイを
製造するための装置。 28、基板の感光表面に接合されたイメージを形成する
ための装置であって、上記イメージが表示を形成するよ
うに機能する装置にであって、上記基板を保持し、且つ
上記基板のためのプリアライメント手段を含む可動ステ
ージ、 上記基板上の投影のためのレチクルを受け且つ保持する
ように構成されている一対のレチクルチャック、光源及
び各上記チャックに関連している光学システムであって
、上記チャックによって保持されている上記レチクルの
各々からのイメージを上記基板の異なった部分に同時に
投影するように位置決めされている光学システムであっ
て、並列な光軸を有する上記光学システムと、及び上記
イメージの多数が上記基板上で接合し且つ位置合わせさ
れるように上記チャック及び上記光学システムの相対的
位置を調節するための手段と、を含み、 これにより、上記イメージが、上記基板上で互いに連続
体を形成することと、を特徴とする上記装置。 29、上記連続体が、上記基板上の単一合成イメージで
あることを特徴とする請求項28に記載のアライメント
イメージ形成装置。 30、上記ステージに関連するステッパであって、上記
ステージを上記イメージサイズと釣り合った距離だけ上
記光軸を接続するラインと平行な方向に移動せしめるよ
うに構成されているステッパを含み、これにより、上記
イメージが、上記第一イメージと連続した上記感光表面
の部分において反復され得ることを特徴とする請求項2
8に記載の接合イメージ形成装置。 31、上記光軸間のラインが、X方向にあり、上記ステ
ッパが、X方向とY方向の両方に作動することを特徴と
する請求項30に記載の接合イメージ形成装置。 32、上記キャリヤと上記ステージの相対的位置を調節
するための上記手段が、上記ステージを上記投影イメー
ジの一つの次元と実質的に等しい距離だけ移動せしめる
ためのステップ・アンド・リピート手段を含むことを特
徴とする請求項28に記載の接合イメージ形成装置。 33、上記光学システムのイメージ間のスペーシングが
、残余スペースを残すことを特徴とし且つ上記スペース
を充填し且つ接合するためのレチクルイメージを含むこ
とを特徴とする請求項28に記載の接合イメージ形成装
置。 34、複数のレチクルを支持するためのレチクルキャリ
ヤ及び上記キャリヤと上記チャックとの間で上記レチク
ルを移動させるための手段を含むことを特徴とする請求
項28に記載の接合イメージ形成装置。 35、上記光学システムに関連する手段であって、上記
基板からのそれぞれの上記光学システムの距離を調節し
て、上記基板の表面からの一定距離を維持するための手
段を含むことを特徴とする請求項28に記載の接合イメ
ージ形成装置。 36、上記光学システム間の軸方向スペーシングを決定
するためのレーザ干渉計手段を含むことを特徴とする請
求項28に記載の接合イメージ形成装置。 37、大面積電子デバイスを製造するための装置であっ
て迅速なスループットを有する装置において、 フレーム、 上記フレームに支持されるステージであって、X及びY
方向の運動のためのステージであって、基板を保持する
ように構成されている上記ステージと、 その軸がZ方向にあるレンズを有し且つ上記ステージに
よって保持されている上記基板上にイメージを投影する
ように位置決めされている一対の並列近接光学システム
と、 上記ステージに関連しているセンサであって、上記光学
システムに対する相対的な上記ステージのX、Y及びφ
位置を決定するための上記センサと、 上記フレームに取り付けられている一対のレチクルアラ
イメントチャックであって、それぞれが、上記光学シス
テムの一つに作動的に関連しており、6自由度の調節が
可能である上記一対のレチクルアライメントチャックと
、 各上記レチクルチャックに対して相対的な上記ステージ
の運動の座標を与えるステージアライメント関数と、 上記ステージのためのステッピング手段と、及び 上記ステージアライメント関数に従って上記レチクルチ
ャックの位置を調節するための制御手段と、 を有し、 これにより、多数のアライメントイメージが上記光学シ
ステムを通して投影され、これにより上記基板の上に単
一の合成イメージを形成することができることを特徴と
する上記装置。 38、上記レンズの相対的軸方向の位置を決定するため
のセンサを含み、これにより、上記制御手段が、上記相
対的位置に従って上記レチクルチャックの位置を調節す
ることができることを特徴とする請求項37に記載の大
面積電子デバイス製造装置。 39、上記レンズ位置検出器が、レーザ干渉計であるこ
とを特徴とする請求項38に記載の大面積電子デバイス
製造装置。 40、一対の並列光学コラムによって支持されたレチク
ルから同時イメージを共通基板上に投影し、単一合成イ
メージを生成するように構成された装置であり、上記コ
ラムが基板を支持しているステージに垂直な軸と共に取
り付けられており、上記ステージが、上記コラムの軸に
直交するX及びY方向にステッピング運動をするように
構成さている装置であって、上記イメージを投影するた
めの各上記光学コラムにおける非対称投影レンズであっ
て、各々が、そのレチクル側に倍率調節機能を有し且つ
その基板側に焦点調節機能を有する非対称投影レンズと
、及び上記レンズと上記基板との軸方向スペーシングを
調節するための各上記レンズのための別の手段と、並び
に上記レンズと上記レチクルとのスペーシングを調節す
るための各上記レンズのための別の手段と、を含み、 これにより、各上記レンズの焦点及び倍率が、上記投影
イメージのより良いアライメントのために独立的に調節
できることを特徴とする上記装置。 41、光の速度を固定するための手段及び上記光の速度
における変化に基づく焦点変化を調節するための上記基
板からの上記レンズのスペーシングを調節するための別
の手段を更に含むことを特徴とする請求項40に記載の
同時イメージ投影装置。 42、焦点変化を調節するための上記手段が、上記レチ
クルを支持するように構成されているアライメントチャ
ックであって、移動の6自由度を有する上記アライメン
トチャックであることを特徴とする請求項41に記載の
同時イメージ投影装置。 43、上記光学コラム内に折りたたみ式ミラーを含み、
これにより、その中の光が再び方向付けされ、これによ
り上記軸が互いに近接して位置決めされることを特徴と
する請求項40に記載の装置。 44、その中に照明手段及びレンズを有する一対の光学
コラムによって支持されるレチクルから同時イメージを
共通基板の上に投影し、これにより合成されたイメージ
を生成するように構成されている装置であり、上記レン
ズが、上記基板を支持しているステージに平行に且つ垂
直な軸と共に取り付けられており、上記ステージが、上
記レンズの軸に直交している上記装置であって、上記照
明手段からの光を上記レンズに再び方向付けするために
上記レンズと上記コンデンサとの間の上記光学コラム内
に折りたたみ式ミラーを含み、これにより、上記レンズ
が互いに近接して位置決めされ得ることを特徴とする上
記装置。 45、一対の並列光学コラムによって支持されているレ
チクルから同時イメージを共通基板の上に投影し、これ
により単一合成イメージを生成するように構成されてい
る装置であり、上記コラムが、基板を支持するステージ
に垂直な軸と共に取り付けられており、上記ステージが
、上記コラムの軸に垂直な直交方向にステッピング運動
をするように構成されている上記装置であって、 上記イメージを投影するための各上記光学コラムにおけ
る非対称投影レンズであって、それぞれが、そのレチク
ル側に倍率調節機能を有し且つその基板側に焦点調節機
能を有する非対称投影レンズと、 上記イメージの投影の期間中レチクルを保持するように
位置決めされている各上記光学コラム内のレチクルチャ
ックであって、それぞれが、倍率、回転、サイズ及び形
状の制御のために上記レチクルの位置決めを可能にすべ
く6自由度に独立的に調節可能であるレチクルチャック
と、及び 各上記レチクルの調節を制御するための制御手段と を含み、 これにより、各上記光学コラムからのイメージが、独立
的に調節でき、これにより、上記二つのコロムから投影
された多数の同時イメージから形成された上記基板上の
単一合成イメージの形成のための正しいアライメントを
可能にすることを特徴とする装置。 46、上記レチクルチャックが、各露光に先立ち調節さ
れることを特徴とする請求項45に記載の装置。 47、上記レチクルチャックがパワーアップの際調節さ
れることを特徴とする請求項45に記載の装置。 48、上記制御手段が、各上記同時投影と上記ステージ
の各ステッピングとの間の期間中に上記レチクルを調節
することを特徴とする請求項45に記載の同時イメージ
投影装置。 49、可動ステージによって支持される感光材塗布基板
の上に且つ上記ステージに垂直な軸を有する一対の並列
光学コラムを用いて表示を行う方法であって、 上記ステージの上に上記基板を配置する段階と、各々の
一つが上記光学システムからの一対の位置合わせされた
イメージを上記ステージの上に同時に投影する段階と、 上記ステージを任意の方向に所定の距離だけステッピン
グし、その後再び上記イメージを上記基板上に投影する
段階であって、上記新しいイメージの各々が、上記前に
投影されたイメージの一つと接合及び位置合わせされた
関係にある段階と、及び 上記基板が、複数の上記接合イメージから形成される集
積イメージ層を支持するまで上記ステッピング及び投影
段階を反復する段階とを含み、これにより、合成された
表示の一層が、上記感光基板の上に投影されることを特
徴とする方法。 50、上記ステージを上記任意の方向に直交する方向に
移動せしめる段階を含むことを特徴とする請求項49に
記載の表示方法。 51、上記二つの光学システムによって投影されたイメ
ージの全体の間に残余スペースが残らないように、上記
位置合わせされたイメージのサイズを調節する段階を含
むことを特徴とする請求項49に記載の表示方法。 52、残余イメージを投影する段階を含むことを特徴と
する請求項49に記載の表示方法。 53、上記二つのイメージの露光を調節してそれらが等
しくなるようにする段階を含むことを特徴とする請求項
49に記載の表示方法。 54、上記フォトレジストをエッチングし且つそれに再
塗布し、上記基板を上記ステージの上に位置決めし、第
二イメージを受けるためにそれを位置合わせし、この後
、上記第二イメージを上記基板上に同時に投影し、前と
同じようにそれをステップし且つリピートし、これによ
り第二の集積イメージ層を上記基板上に形成する段階を
含むことを特徴とする請求項49に記載の表示方法。 55、パネルをスケーリングし、第二イメージを受ける
ためにこれを位置合わせし、この後、上記第二イメージ
を上記基板上に同時に投影し、これを前と同じようにス
テップし且つ、リピートし、これにより上記基板上に第
二の集積イメージ層を形成する段階を含むことを特徴と
する請求項49に記載の表示方法。 56、表示を行うための装置において用いられる可動ス
テージの並進運動における変化を補正する方法であって
、上記装置が、上記ステージによって支持される基板上
にイメージを投影するために一対の並列近接光学コラム
を含む方法であって、上記ステージがその運動の範囲に
わたって移動する時に上記ステージの実際の位置を決定
する段階と、 上記光学コラムからのイメージを上記ステージ上のセン
サに投影することにより決定される上記ステージの見か
け位置を決定する段階と、 上記実際の位置及び見かけの位置の差を比較し、これら
を伝達関数として記録する段階と、及び上記伝達関数に
従って上記光学コラムに対して相対的な上記ステージの
位置を変化せしめる段階と、 を含み、 これにより、上記光学コラムによって上記基板上に投影
されたイメージが正確に接合することを特徴とする方法
。 57、一対の並列近接光学システムを用いてレチクルか
ら投影されている多重イメージを感光材塗布基板に位置
合わせせしめる方法であって、上記光学システムは、X
、Y及びφ方向への制御された運動を受ける可動ステー
ジにZ方向に投影するように配置されている方法であっ
て、 上記レチクルから投影されたイメージに対する上記ステ
ージの相対的な運動の座標を決定する段階と、 上記ステージにおける既知のロケーションに配置されて
いるセンサの上にイメージを投影することにより各上記
レチクルのレチクル座標を決定する段階と、 上記ステージの上記の決定された座標及び上記の決定さ
れたレチクル座標を用いて、上記ステージの位置に対す
る相対的な上記システムに対する第一の伝達関数を決定
する段階と、 上記基板を上記ステージに配置し且つ上記第一の伝達関
数を適用して、正確なイメージ投影のための上記レチク
ル及び上記基板の相対的位置を調節し、この後、イメー
ジを上記基板上に投影する段階と、 上記ステージを接合イメージの投影を可能にする位置に
ステップし、再び、上記第一の伝達関数を適用して、正
確なイメージ投影のための上記レチクル及び上記基板の
相対的位置を調節し、この後、イメージを上記基板上に
投影する段階と、及び 上記ステージをステップする段階を反復し、上記第一の
伝達関数を適用し、十分なイメージが上記基板上に投影
されるまで上記イメージを投影し、これにより合成され
たレベルの表示を作る段階を含むことを特徴とする方法
。 58、各上記光学システムのための第二レチクルの第二
レチクル座標を決定する段階と、 フォトレジストの上記第一層を展開し、上記基板を再塗
布する段階と、 上記の再塗布された基板を上記ステージに配置し、上記
基板の初期アライメントに対する相対的な上記ステージ
における上記基板のアライメントの差を決定して、アラ
イメント伝達関数を提供する段階と、 上記決定されたステージ座標、上記決定された第二レチ
クル座標、及び上記アライメント伝達関数を用いて、上
記ステージの位置に対する相対的な上記システムの第二
伝達関数を形成する段階と、上記第二伝達関数を適用し
て、正確なイメージ投影のための上記第二レチクル及び
上記基板の相対的位置を調節し、この後、イメージを上
記基板上に投影する段階と、 上記ステージを上記基板上の接合イメージの投影を可能
にする位置にステップし、再び、上記第二伝達関数を適
用して、正確なイメージ投影のための上記レチクル及び
上記基板の相対的位置を調節し、この後イメージを上記
基板上に投影する段階と、及び 上記ステージをステップする段階を反復し、上記第二伝
達関数を適用し、十分なイメージが上記基板上に投影さ
れる迄上記イメージを投影し、これにより表示の第二レ
ベルを作る段階 を含むことを特徴とする請求項57に記載の多重イメー
ジアライメント方法。 59、多重の反復的ステッチされたイメージ及び複数の
層を含むフラットパネル形ディスプレイであって、 基板と、 上記基板上にフォトレジスト材料を用いて形成された複
数のアライメントエッチ層であり、各々が、少なくとも
一対の光学コラムの各々において支持されているレチク
ルから上記フォトレジスト材料の上にイメージを同時に
投影することにより形成されており、上記イメージが各
々、上記基板の小部分を覆っておりしかも、上記基板の
上において各上記光学コラムから反復的にステップされ
且つ再び投影されており、これにより相互に適合するイ
メージの連続体を形成し、従ってこれにより上記層の上
記フォトレジスト上に全体の単一イメージを形成する上
記複数のアライメントエッチ層と、 を含み、 上記光学コラムの各々からの上記イメージが、各ステッ
ピング及び投影の前に別々に調節され、これによりサイ
ズ、形状、回転、及び倍率に関して互いに合致し且つ位
置合わせされ、 これにより、複数の単一集積層の回路からなるようにし
ている上記フラットパネル形ディスプレイ。 60、上記第一層の後に上記フォトレジスタの層に投影
された上記イメージのサイズが、調節され、これにより
上記先行層におけるサイズの変化を補償することを特徴
とする請求項59に記載のフラットパネル形ディスプレ
イ。
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