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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発凱夏分野 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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）。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。）。

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。

−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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

−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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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。

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。

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
。

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。

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
。

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）。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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）

Claims (1)

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。