JPH03235319A - Exposure method and its device - Google Patents
Exposure method and its deviceInfo
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- JPH03235319A JPH03235319A JP2029578A JP2957890A JPH03235319A JP H03235319 A JPH03235319 A JP H03235319A JP 2029578 A JP2029578 A JP 2029578A JP 2957890 A JP2957890 A JP 2957890A JP H03235319 A JPH03235319 A JP H03235319A
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- G—PHYSICS
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70791—Large workpieces, e.g. glass substrates for flat panel displays or solar panels
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体、液晶素子等の電子デバイスの製造工
程において、大面露光に適した露光方法及びその装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an exposure method and apparatus suitable for large-area exposure in the manufacturing process of electronic devices such as semiconductors and liquid crystal elements.
液晶表示素子はその形状から、電子管（ＣＲＴ）に比べ
ると薄型かつ小型であり、将来有望なデイスプレィであ
る。液晶表示素子の内でも、画質の良さからアクティブ
マトリックス方式で薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）を用い
たものが主流を占めつつある。Due to its shape, liquid crystal display elements are thinner and smaller than electron tubes (CRTs), and are promising displays for the future. Among liquid crystal display elements, active matrix type thin film transistors (TPT) are becoming mainstream because of their good image quality.
ＴＰＴを形成するためには、半導体装置並みの性能を持
つ露光装置が必要であり、１：１のミラーあるいはレン
ズを用いたプロジェクション方式、またはプロキシミテ
ィ方式の装置が用いられている。In order to form a TPT, an exposure device with performance comparable to that of a semiconductor device is required, and a projection system using a 1:1 mirror or lens or a proximity system is used.
一方、デイスプレィのサイズとしては、ＣＲＴと同程度
の大画面のものも出現する見通しであり、その場合前記
した現状の露光装置においては種々の問題を生じる。On the other hand, it is expected that displays as large as CRTs will appear, and in this case various problems will arise in the current exposure apparatuses described above.
プロジェクション方式は、−回で露光できる範囲が狭い
ため画面内に必ず継ぎ合せ部を生じ、継ぎ合せ部におい
て精度及び電気特性的に満足な値を得られるか、また分
割露光となるためスループットが低く、かつその形式か
ら装置を低コストにすることが難しいという問題がある
。With the projection method, the range that can be exposed in one cycle is narrow, so there is always a seam in the screen, and it is difficult to obtain satisfactory values in terms of accuracy and electrical characteristics at the seam, and the throughput is low because it requires split exposure. , and because of its format, it is difficult to reduce the cost of the device.
一方、プロキシミティ方式における大面積露光の課題と
しては、大面積高精度マスクの製作、マスクと基板間の
高精度ギャップ出し、及びピンチ誤差の低減等がある。On the other hand, issues with large-area exposure using the proximity method include manufacturing a large-area high-precision mask, creating a high-precision gap between the mask and the substrate, and reducing pinch errors.
上記した現状の露光方式の問題点を解決する一方式とし
て、電子ビーム描画装置で描画したマクスを投影光学系
で拡大して大面積を露光する方式が考えられる。この拡
大投影露光方式の例としては、特開昭６２−１２２１２
６号がある。本例は、マスクのパターンを投影光学系に
より拡大して基板上に転写するものであり、投影光学系
は基板側において平行光としている。One possible solution to the problems of the current exposure methods described above is a method in which a mask drawn by an electron beam drawing device is enlarged by a projection optical system to expose a large area. An example of this enlarged projection exposure method is JP-A No. 62-12212.
There is No. 6. In this example, a pattern on a mask is enlarged by a projection optical system and transferred onto a substrate, and the projection optical system emits parallel light on the substrate side.
前記した拡大投影露光方式における光学系は、基板側に
おいて平行光としてパターンを投影する構成としている
。通常の半導体用縮小投影露光装置も被投影側のウェハ
側において平行光としており、本方法は焦点方向のズレ
に対して形状誤差が起こりにくい。The optical system in the enlarged projection exposure method described above is configured to project a pattern as parallel light on the substrate side. A normal reduction projection exposure apparatus for semiconductors also uses parallel light on the wafer side to be projected, and this method is less likely to cause shape errors due to deviations in the focal direction.
しかしながら、投影光学系に用いるレンズは高精度に製
作しても理想値に対して必ず誤差を生じる。誤差として
は、像歪、倍率誤差、波面収差等を生じ、拡大投影とし
た場合には、その誤差の絶対値も大きくなる。However, even if the lenses used in the projection optical system are manufactured with high precision, errors will always occur with respect to the ideal value. Errors include image distortion, magnification error, wavefront aberration, etc., and when enlarged projection is used, the absolute value of the error also increases.
例えば、像歪０．０１％のレンズを製作したとしても５
００ｍｃａＯの画面においては、周辺部において５０μ
ｍの歪となり、パターンを形成する各層間の合せ精度と
しては前記値よりも１桁以下の値が必要である。またレ
ンズの特性は各々異なっており、しかも同一のものはで
きないため、複数台の装置でパターンを重ね合せること
は不可能である。For example, even if a lens with an image distortion of 0.01% is manufactured, the
00mcaO screen, 50μ at the periphery
m, and the alignment accuracy between each layer forming the pattern needs to be one order of magnitude or less higher than the above value. Furthermore, since each lens has different characteristics and cannot be made identical, it is impossible to superimpose patterns using multiple devices.
ただし、像歪、倍率誤差が各レンズ固有であっても、変
動がないかあるいは極微小な場合には、同一装置で全工
程のパターンを形成することが考えられるが、装置と製
品の関係が限定されるため、量産性が低下するという課
題がある。また、さらに大きな面積を継ぎ合せで露光す
る場合は、歪により継ぎ合せ部が重ならないという課題
を生じるまた、被投影側のウェハ側において平行光とな
るようなレンズでは、例えば、５００１ｍ０の画面を一
回で投影する場合はレンズ口径がφ７００ｍｍ以上とな
り、大口径の高精度なレンズの開発が必要となる。However, even if image distortion and magnification errors are unique to each lens, if there are no or very small variations, it may be possible to form patterns for all processes using the same device, but the relationship between the device and the product may be Since it is limited, there is a problem that mass productivity is reduced. In addition, when exposing an even larger area by splicing, there is a problem that the spliced parts do not overlap due to distortion.Furthermore, with a lens that produces parallel light on the wafer side that is the projection side, for example, a screen of 5001 m0 When projecting at one time, the lens aperture is φ700 mm or more, and it is necessary to develop a large-diameter, high-precision lens.
一方、投影する範囲をそのレンズの解像力で割った値を
情報伝達量と定義すると、半導体用縮小投影露光装置の
レンズではφ２０＋＋ｍ１０．８μｍ＝２５０００、上
記拡大投影レンズの場合はφ７００ｍ＋１５μｍ＝１４
００００となり、拡大投影レンズの方が現状レンズで最
高水準を行く縮小投影露光装置のレンズよりもさらに高
い性能が要求される。On the other hand, if we define the amount of information transmitted as the value obtained by dividing the projection range by the resolving power of the lens, then for the lens of a reduction projection exposure system for semiconductors, φ20++ m10.8μm = 25000, and for the above enlargement projection lens, φ700m + 15μm = 14
0000, and the magnification projection lens is required to have higher performance than the lens of the reduction projection exposure apparatus, which currently has the highest standard of lenses.
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、大きな視野を
有する投影光学系を用いてマスク原版に形成された回路
パターンを正確に且つ高解像度で大面積の基板に転写露
光できるようにした露光方法及びその装置を提供するこ
とにある。In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an exposure method that uses a projection optical system having a large field of view to accurately transfer and expose a circuit pattern formed on a mask original onto a large-area substrate with high resolution. An object of the present invention is to provide a method and a device thereof.
本発明は、上記目的を達成するために、マスク位置決め
手段によって位置決めされ、且つホログラム回路パター
ンが記録されたマスクに対して照明光学系により照明し
、投影光学系により上記ホログラム回路パターンを、基
板位置決め手段により位置決めされた基板上に投影露光
することを特徴とする露光方法及びその装置である。In order to achieve the above object, the present invention illuminates a mask, which is positioned by a mask positioning means and has a hologram circuit pattern recorded thereon, by an illumination optical system, and positions the hologram circuit pattern by a projection optical system. An exposure method and an apparatus thereof, characterized in that projection exposure is carried out on a substrate positioned by a means.
また本発明は、基板位置決め手段にマスク原版を位置決
めして載置し、該マスク原版に形成された回路パターン
を照明して投影光学系を通して物体光として、マスク位
置決め手段によって位置決めされ、且つ記録すべきマス
クに照射すると共に参照光を上記マスクに照明してホロ
グラム回路パターン像を形成し、この形成されたマスク
を現像して該マスクにホログラム回路パターンを記録す
るホログラムマスク作成工程と、該ホログラムマスク作
成工程によってホログラム回路パターンを記録したマス
クをマスク位置決め手段によって位置決めし、この位置
決めされたマスクに対して照明光学系により照明し、投
影光学系により上記ホログラム回路パターンを、基板位
置決め手段により位置決めされた基板上に投影露光する
露光工程とを有することを特徴とする露光方法及びその
装置である。Further, the present invention positions and places a mask original on a substrate positioning means, illuminates a circuit pattern formed on the mask original, passes through a projection optical system as object light, and positions the mask original by the mask positioning means and records the image. a hologram mask creating step of irradiating a target mask and illuminating a reference light onto the mask to form a hologram circuit pattern image, and developing the formed mask to record a hologram circuit pattern on the mask; A mask on which a hologram circuit pattern is recorded in the creation process is positioned by a mask positioning means, the positioned mask is illuminated by an illumination optical system, and the hologram circuit pattern is positioned by a projection optical system by a substrate positioning means. The present invention provides an exposure method and apparatus thereof, characterized by comprising an exposure step of projecting exposure onto a substrate.
また本発明は、上記露光方法及びその装置において、マ
スク原版に形成された回路パターンを投影光学系によっ
てマスク上にホログラム回路パターンを形成するホログ
ラムマスク作成工程のときと、マスクに記録されたホロ
グラム回路パターンを投影光学系によって基板上に投影
露光する露光工程のときとで、投影光学系の収差を相殺
することを特徴とする露光方法及びその装置である。In addition, the present invention provides the above exposure method and apparatus for a hologram mask creation process in which a circuit pattern formed on a mask original is formed on a mask by a projection optical system, and a hologram circuit recorded on the mask. The present invention provides an exposure method and an apparatus thereof, characterized in that aberrations of the projection optical system are canceled out during an exposure step of projecting and exposing a pattern onto a substrate using a projection optical system.
また本発明は、上記露光方法及びその装置において、ホ
ログラムマスク作成工程及び露光工程において用いる投
影光学系を投影レンズによって形成したことを特徴とす
る露光方法及びその装置である。Further, the present invention provides the above exposure method and apparatus, characterized in that the projection optical system used in the hologram mask creation step and the exposure step is formed by a projection lens.
また本発明は、上記露光方法及びその装置において上記
投影レンズをマスクに記録されたホログラム回路パター
ンを拡大して基板上に投影するように形成したことを特
徴とする露光方法及びその装置である。即ち投影レンズ
はマスクのホログラム回路パターンを等倍以上に拡大し
て基板上に投影露光し、またホログラム回路パターンを
平行光としてではなく（非テレセントリック光学系）、
基板上に投影露光することにある。また基板上に投影さ
れた回路パターンと既に基板上に形成された回路パター
ンのピンチ誤差に応じて基板を投影レンズの光軸方向に
移動させてマスクのホログラム回路パターンを基板上に
転写露光するようにしたことにある。The present invention also provides the above exposure method and apparatus, characterized in that the projection lens is formed to enlarge a hologram circuit pattern recorded on a mask and project it onto a substrate. In other words, the projection lens magnifies the hologram circuit pattern on the mask to more than its original size and projects and exposes it onto the substrate, and the hologram circuit pattern is not projected as parallel light (non-telecentric optical system).
The purpose is to perform projection exposure onto the substrate. In addition, the hologram circuit pattern of the mask is transferred and exposed onto the substrate by moving the substrate in the optical axis direction of the projection lens according to the pinch error between the circuit pattern projected on the substrate and the circuit pattern already formed on the substrate. It's because I did it.
本発明はマスク原版からのホログラム回路パターンのマ
スクへの記録（作成）と、該マスクに記録されたホログ
ラム回路パターンを基板上に転写露光する露光とを同し
波面収差を有する投影光学系（投影レンズ他）を用いて
いるが、大面積の基板への回路パターンの露光を、像歪
みなく、所望の寸法で正確に、且つ波面収差がなく高解
像度で露光することができるようにしたものである。The present invention uses a projection optical system (projection optical system) that simultaneously records (creates) a hologram circuit pattern on a mask from a mask original and performs exposure for transferring the hologram circuit pattern recorded on the mask onto a substrate. It is possible to expose a circuit pattern on a large-area substrate without image distortion, accurately in the desired dimensions, and with high resolution without wavefront aberration. be.
また投影レンズを拡大光学系とすることにより、小さな
口径のレンズで大面積を投影露光でき、更に投影レンズ
を非テレセンドリンク系の拡大光学系にして基板を投影
レンズの焦点深度範囲内において投影レンズの光軸方向
に移動させることによって拡大率（回路パターンのピッ
チ誤差）を補正して転写露光することができる。In addition, by using the projection lens as a magnifying optical system, a large area can be projected and exposed using a small diameter lens.Furthermore, by using the projection lens as a non-telecenter link type magnifying optical system, the substrate can be placed within the focal depth range of the projection lens. By moving it in the optical axis direction, it is possible to correct the magnification ratio (pitch error of the circuit pattern) and perform transfer exposure.
従来からの投影露光方式は、第１１図に示すように、マ
スク１０１の回路パターンを投影レンズ１０３を通して
基板１０４上に転写するものであり、転写された回路パ
ターンは投影レンズ３の精度により、必ずしも正規の形
状及び倍率とはならない。The conventional projection exposure method, as shown in FIG. The shape and magnification are not regular.
第１０図は投影レンズの代表的な誤差である糸巻き状の
歪の例を示す。これは４隅が拡大して各辺の中央部が縮
小されて結像されるものである。FIG. 10 shows an example of pincushion distortion, which is a typical error of a projection lens. This image is formed by enlarging the four corners and reducing the central part of each side.
例えば、マスク１０１の格子状パターンが投影レンズ１
０３で基板１０４上に投影されると、本来投影レンズ１
０３に誤差がない場合は破線で示した様に所定の倍率で
歪がない形状で投影される。For example, if the lattice pattern of the mask 101 is
03 onto the substrate 104, originally the projection lens 1
If there is no error in 03, the image is projected at a predetermined magnification with no distortion, as shown by the broken line.
しかし実際には実線で示した様な糸巻き状の誤差として
全体の大きさが異なる倍率誤差と像形状が変わる像歪を
生じる。However, in reality, pincushion-like errors as shown by the solid line occur, such as magnification errors with different overall sizes and image distortions with different image shapes.
ここで、現在の投影レンズの最高水準にある縮小投影露
光装置における像歪は０．００１％であり、また投影フ
ィールドが２０ｎｕとすると歪の大きさが０．２μｍと
なる。この値は１μｍ幅程度のパターンにおける眉間合
せでは問題にはならない。しかし、対象製品を液晶表示
素子の様に大面積を一度に露光できるような、例えばφ
７００Ｉ［Ｉｌｌの投影フィールドで同じ割合の像歪と
するとその値は７μｍとなり、液晶表示素子のような比
較的パターン幅の広い製品であっても眉間合せにおいて
合せ精度の許容値以上になり製品の特性ができないこと
になる。それでは大口径のレンズにするに従って像歪の
割合を小さくすれば良いが実際には逆にその割合は大き
くなり、大面積を投影方式で一度に露光するには精度の
高い投影レンズを実現することが最も大きな課題となる
。Here, the image distortion in a reduction projection exposure apparatus, which is the highest standard of current projection lenses, is 0.001%, and if the projection field is 20 nu, the magnitude of the distortion is 0.2 μm. This value does not pose a problem when aligning the eyebrows in a pattern with a width of about 1 μm. However, if the target product is a liquid crystal display device that can expose a large area at once, for example,
Assuming the same ratio of image distortion in the projection field of 700I [Ill], the value is 7 μm, and even for products with relatively wide pattern widths such as liquid crystal display devices, the alignment accuracy is higher than the allowable value for the eyebrow alignment, and the product's This means that the characteristics will not be possible. Then, the ratio of image distortion should be reduced as the lens has a larger aperture, but in reality, the ratio increases, and in order to expose a large area at once using a projection method, it is necessary to realize a projection lens with high precision. is the biggest challenge.
本発明は大面積を一度で投影露光する方法で最大の課題
である投影レンズの性能を高精度のものとせずに、比較
的低精度のもので実現できるようにしたものである。The present invention enables the performance of a projection lens, which is the biggest problem in a method for projecting and exposing a large area at one time, to be achieved with a relatively low precision instead of a high precision one.
即ち、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。第
１図は本発明に係るホログラムを利用したレンズ投影方
式の露光装置の一実施例の全体構成を示した図である。That is, the present invention will be explained based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an embodiment of a lens projection type exposure apparatus using a hologram according to the present invention.
第２図は第１図に示す装置において露光光学系を示した
図、第３図は第１図及び第２図に示す露光光学系におい
てマクス原版からホログラムマクスを形成するための主
に照明系を示した図、第４図は第１図及び第２図に示す
露光光学系においてホログラムマスクに形成された回路
パターンを基板上に投影露光するための主に照明系を示
した図である。Fig. 2 shows the exposure optical system in the apparatus shown in Fig. 1, and Fig. 3 shows the illumination system mainly for forming a hologram mask from the mask original in the exposure optical system shown in Figs. 1 and 2. FIG. 4 is a diagram mainly showing an illumination system for projecting and exposing a circuit pattern formed on a hologram mask onto a substrate in the exposure optical system shown in FIGS. 1 and 2.
まず、ホログラムマスク１の作成方法について説明する
。即ち、ホログラムマスク１に転写する回路パターンを
記録するために、第１図、第２図及び第３図に示すよう
に記録用の照明系（■）８とマスク原版１１を用いる。First, a method for creating the hologram mask 1 will be explained. That is, in order to record a circuit pattern to be transferred to the hologram mask 1, a recording illumination system (■) 8 and a mask original plate 11 are used as shown in FIGS. 1, 2, and 3.
マスクホルダ２は、ホログラムマスク１を位置決めして
保持するものである。チャック５は回路パターンが露光
転写される基板４を位置決めして載置すると共にマスク
原版１１を位置決めして載置するものである。投影レン
ズ３は、ホログラムマスク１に記録された電子回路等の
回路パターンを投影すると共に上記マスク原版１１に形
成された回路パターンを逆投影するものである。照明系
（■）８は、例えばＨｅ −Ｃｄレーザ（４４１ｎｍ）
、ＸｅＦレーザ（３５１ｎｍ）等のレーザ光（ビーム）
を出力するレーザ光源７と、該レーザ光源７からのレー
ザビームを分岐するハーフミラ−等の分岐光学要素３１
と、該分岐光学要素３１によって分岐されたレーザビー
ムを平行光に拡大すべくレンズ３２及び円状（回転対称
）の放物面鏡３３からなる拡大光学系３４を備え、チャ
ック５に位置決めされて載置されたマスク原版１１を照
明して物体光とする光路（ｉ）９と、上記分岐光学要素
３１によって分岐されたレーザビームを平行光に拡大す
べくレンズ３５及びレンズ３６からなる拡大光学系３７
を備え、更にミラー３８を備えて感光材料で形成された
ホログラムマスク１に対して斜め下方より照明して参照
光とする光路（ｉｉ）１０とによって構成する。なお、
光路（ｉｉ）１０の光軸は、照明系（■）６のホログラ
ムマスク１を照明する最終光路（ミラー３９で反射され
る光束）の光軸と一致させ、ホログラムマスク１の記録
された干渉縞像からの回折光が投影レンズ３の光軸に対
して同一角度に進むようにする。ここで、まずマスク原
版１１をチャック５上の基板表面位置と同等の高さに設
定する。即ち、マスク原版１１の表面の高さを検出する
高さ検出手段（具体的にはエアマイクロや光学的検出手
段等で形成する。）４３でマスク原版１１の表面の高さ
を検出してその信号をインターフェイス１７を介してコ
ンピュータ１８を入力し、コンピュータ１８は、この高
さが基準の高さとなるように駆動系１９を能動してチャ
ック５をＺ方向に移動させ、マスク原版１１の表面を基
準の高さに位置決めする。更にマスク原版１１について
傾きを調整する必要がある場合には、上記駆動系１９に
よってマスク原版１１の表面を投影レンズ３に対して傾
きのないように制御する。更にホログラムマスク１上に
形成された位置合せパターン（図示せず。）を顕微鏡４
４によりその像をＷ１察して得られる信号をインターフ
ェイス１７を介してコンピュータ１８を入力し、コンピ
ュータ１８は上記信号に基づいて顕微鏡４４の基準位置
に上記位置合せパターンが位置するように駆動系４５に
よりマスクホルダ２をＸ−Ｙ方向に微移動させて基準位
置にホログラムマスク１を位置させる。この状態におい
て光路（ｉ）９によりレーザ光束をマスク原版１１に対
して下方より照明して、投影レンズ３を介して結像関係
にある感光材料で形成されたホログラムマウス１にマス
ク原版１１に形成された回路パターンの像を物体光とし
て投影する。これと同時に光路（ｉｉ）１０によりホロ
グラムマスク１の斜め下方よりレーザ光束を参照光とし
て照射して感光材料で形成されたホログラムマスク１上
に干渉縞像を形成する。その後、干渉縞像が形成された
ホログラムマスク１をマスクホルダ２から取外し、現像
してホログラムマスク１にマスク原版１１に形成された
回路パターン通りの干渉縞像を記録する。この記録され
た干渉縞像は、上記投影レンズ３の波面収差（非点、収
差、コマ収差２球面収差等）を含んだものとなる。なお
電場・加熱等によって干渉縞像を現像できる場合には、
必ずしもホログラムマスク１を外す必要はない。The mask holder 2 positions and holds the hologram mask 1. The chuck 5 is used to position and place the substrate 4 on which the circuit pattern is exposed and transferred, and also to position and place the mask original 11 thereon. The projection lens 3 projects a circuit pattern such as an electronic circuit recorded on the hologram mask 1 and back-projects the circuit pattern formed on the mask original 11. The illumination system (■) 8 is, for example, a He-Cd laser (441 nm).
, laser light (beam) such as XeF laser (351 nm)
A laser light source 7 that outputs a laser beam, and a branching optical element 31 such as a half mirror that branches a laser beam from the laser light source 7.
and a magnifying optical system 34 consisting of a lens 32 and a circular (rotationally symmetrical) parabolic mirror 33 to magnify the laser beam branched by the branching optical element 31 into parallel light, which is positioned on the chuck 5. an optical path (i) 9 for illuminating the placed mask original 11 to produce object light; and an enlarging optical system consisting of a lens 35 and a lens 36 for enlarging the laser beam branched by the branching optical element 31 into parallel light. 37
and an optical path (ii) 10 which is further provided with a mirror 38 and illuminates the hologram mask 1 made of a photosensitive material from obliquely downward to serve as a reference light. In addition,
The optical axis of the optical path (ii) 10 is made to coincide with the optical axis of the final optical path (luminous flux reflected by the mirror 39) that illuminates the hologram mask 1 of the illumination system (■) 6, and the recorded interference fringes of the hologram mask 1 are aligned. The diffracted light from the image is made to travel at the same angle with respect to the optical axis of the projection lens 3. Here, first, the mask original 11 is set at a height equivalent to the substrate surface position on the chuck 5. That is, the height of the surface of the mask original 11 is detected by a height detection means (specifically formed by an air micro or optical detection means, etc.) 43 that detects the height of the surface of the mask original 11, and the height of the surface of the mask original 11 is detected. The signal is input to the computer 18 via the interface 17, and the computer 18 activates the drive system 19 to move the chuck 5 in the Z direction so that this height becomes the reference height, and the surface of the mask original 11 is moved. Position at the standard height. Furthermore, if it is necessary to adjust the inclination of the mask original 11, the drive system 19 controls the surface of the mask original 11 so that it is not inclined with respect to the projection lens 3. Furthermore, the alignment pattern (not shown) formed on the hologram mask 1 is examined using a microscope 4.
A signal obtained by observing the image W1 by 4 is input to the computer 18 via the interface 17, and the computer 18 uses the drive system 45 to position the alignment pattern at the reference position of the microscope 44 based on the signal. The mask holder 2 is moved slightly in the X-Y direction to position the hologram mask 1 at the reference position. In this state, a laser beam is illuminated onto the mask original 11 from below through the optical path (i) 9, and a hologram mouse 1 made of a photosensitive material in an image forming relationship is formed on the mask original 11 through the projection lens 3. The image of the circuit pattern thus created is projected as object light. At the same time, a laser beam is irradiated as a reference beam from diagonally below the hologram mask 1 through the optical path (ii) 10 to form an interference fringe image on the hologram mask 1 formed of a photosensitive material. Thereafter, the hologram mask 1 on which the interference fringe image has been formed is removed from the mask holder 2, and developed to record an interference fringe image in accordance with the circuit pattern formed on the mask original 11 on the hologram mask 1. This recorded interference fringe image includes wavefront aberrations (astigmatism, aberration, coma, two spherical aberrations, etc.) of the projection lens 3. In addition, if the interference fringe image can be developed by electric field, heating, etc.
It is not necessarily necessary to remove the hologram mask 1.
次に、マスク原版１１をチャック５から取外す。Next, the mask original 11 is removed from the chuck 5.
そして回路パターンの干渉縞像が記録されたホログラム
マスク１を上記マスクホルダ２上に載置する。そしてホ
ログラムマスク１上に形成された位置合せパターンを顕
微鏡４４によりその像をＩ！察して得られる信号をイン
ターフェイス１７を介してコンピュータ１８を入力し、
コンピュータ１８は上記信号に基いて顕微鏡４４の基準
位置に上記位置合せパターンが位置するように駆動系４
５によりマスクホルダ２をＸ−Ｙ方向に微移動させて基
準位置にホログラムマスク１を位置させる。これにより
、ホログラムマスク１は、回路パターンの干渉縞像を記
録するのと同じ位置に位置決めして載置されることにな
る。その後露光すべきレジストを塗布した基板４をチャ
ック５上に位置決めして載置する。更に基板４の表面の
高さを検出する高さ検出手段４３で基板４の表面の高さ
を検出してその信号をインターフェイス１７を介してコ
ンピュータ１８を入力し、コンピュータ１８は、この高
さが基準の高さとなるように駆動系１９を駆動してチャ
ック５をＺ方向に移動させ、基板４の表面を基準の高さ
に位置決めすると共に上記駆動系１９によって基板４の
表面を投影レンズ３に対して傾きのないように制御する
。Then, the hologram mask 1 on which the interference fringe image of the circuit pattern is recorded is placed on the mask holder 2. Then, the image of the alignment pattern formed on the hologram mask 1 is captured using a microscope 44. input the obtained signal to the computer 18 via the interface 17,
Based on the signal, the computer 18 controls the drive system 4 so that the alignment pattern is positioned at the reference position of the microscope 44.
5, the mask holder 2 is slightly moved in the X-Y direction to position the hologram mask 1 at the reference position. Thereby, the hologram mask 1 is positioned and placed at the same position where the interference fringe image of the circuit pattern is recorded. Thereafter, the substrate 4 coated with the resist to be exposed is positioned and placed on the chuck 5. Further, the height detection means 43 detects the height of the surface of the substrate 4, and inputs the signal to the computer 18 via the interface 17, and the computer 18 detects the height of the surface of the substrate 4. The drive system 19 is driven to move the chuck 5 in the Z direction so as to reach the reference height, and the surface of the substrate 4 is positioned at the reference height, and the drive system 19 moves the surface of the substrate 4 to the projection lens 3. control so that there is no inclination.
次に第１図、第２図及び第４図に示すように、干渉縞像
で回路パターンを記録したホログラムマスク１に対して
照明系（Ｉ）６により斜め上方からレーザビームを照射
して投影レンズ３を介して基板４上に露光する。これら
の構成について次に説明する。即ち、照明系（Ｉ）６は
、上記レーザ光源７から出射され、上記分岐光学要素３
１によって分岐され、上記拡大光学系３４によって拡大
されたレーザ光束を更に分岐するハーフミラ−等の分岐
光学要素４０と、該分岐光学要素４０で分岐されたレー
ザ光束を反射するミラー４１．４２と、該ミラー４２で
反射されたレーザ光束を上記位置決めされたホログラム
マスク１に対して斜め上方より上記光路（ｉ）１０（参
照光）の光軸と同じ光軸でもってホログラムマスク１に
照明すべく反射するミラー３９とで構成される。この照
明系（Ｉ）６には、ホログラムマスク１の回路パターン
部へのレーザ光束を透過、遮蔽を自在とすべく、例えば
回転式のアクチュエータ２１に接続されたシャッタ２０
を設けている。更に、基板上に既に形成された回路パタ
ーンと位置合わせして基板上に新たな回路パターンを露
光する必要があるため、検出光学系１５νこよってチャ
ック５に載置された基板４とホログラムマスク１との相
対的位置合わせをする必要がある。この検出光学系１５
による位置合わせについては後で詳細に説明する。Next, as shown in FIGS. 1, 2, and 4, a laser beam is irradiated obliquely from above by the illumination system (I) 6 onto the hologram mask 1 on which the circuit pattern is recorded as an interference fringe image, and the image is projected. The substrate 4 is exposed through the lens 3. These configurations will be explained next. That is, the illumination system (I) 6 is emitted from the laser light source 7 and is connected to the branching optical element 3.
A branching optical element 40 such as a half mirror that further branches the laser beam branched by 1 and expanded by the expansion optical system 34, and mirrors 41 and 42 that reflect the laser beam branched by the branching optical element 40. The laser beam reflected by the mirror 42 is reflected from diagonally above the positioned hologram mask 1 so as to illuminate the hologram mask 1 with the same optical axis as the optical axis of the optical path (i) 10 (reference light). It is composed of a mirror 39. The illumination system (I) 6 includes a shutter 20 connected to a rotary actuator 21, for example, in order to freely transmit and block the laser beam to the circuit pattern portion of the hologram mask 1.
has been established. Furthermore, since it is necessary to expose a new circuit pattern on the substrate in alignment with the circuit pattern already formed on the substrate, the detection optical system 15ν allows the substrate 4 placed on the chuck 5 and the hologram mask 1 to be exposed. It is necessary to perform relative positioning. This detection optical system 15
The alignment will be explained in detail later.
なお、ホログラムマスク１とチャック５に載置された基
板４とは、投影レンズ３を介して結像関係にある。Note that the hologram mask 1 and the substrate 4 placed on the chuck 5 are in an imaging relationship via the projection lens 3.
従って、マスクホルダ２に位置決めされて載置されたホ
ログラムマスク１に記録された回路パターンの干渉縞像
を上記照明系（Ｉ）６で照明すると、回路パターンが投
影レンズ３により基板４上に露光転写される。即ち、照
明系（Ｉ）６からレーザ光束をホログラムマスク１に斜
め上方より照射すると、ホログラムマスク１に記録され
た回路パターンの干渉縞像からの回折光が投影レンズ３
を介してレジストが塗布された基板４上に投影結像する
が、投影レンズ３を通過するときに波面収差が補正゛さ
れて基板４上にマスク原版１１と全く同じ形状の回路パ
ターンの光像が形成される。照明光源であるレーザ光源
７としては、基板上に塗布されたレジストが感光する波
長の光を射出するものを用いれば、マスク原版１１に形
成された回路パターンと同じ形状の回路パターンを基板
上に焼き付けることができる。レジストに反応するレー
ザ光としては、例えばＨｅ−Ｃｄレーザ光（４４１ｎｍ
） 、ＸｅＦレーザ光（３５１ｎｍ）等が考えられる。Therefore, when the interference fringe image of the circuit pattern recorded on the hologram mask 1 positioned and mounted on the mask holder 2 is illuminated by the illumination system (I) 6, the circuit pattern is exposed onto the substrate 4 by the projection lens 3. transcribed. That is, when a laser beam is irradiated from the illumination system (I) 6 onto the hologram mask 1 from diagonally above, diffracted light from the interference fringe image of the circuit pattern recorded on the hologram mask 1 is transmitted to the projection lens 3.
The image is projected and formed onto the substrate 4 coated with resist through the projection lens 3, but when it passes through the projection lens 3, the wavefront aberration is corrected and an optical image of a circuit pattern having the exact same shape as the mask original 11 is formed on the substrate 4. is formed. If the laser light source 7, which is the illumination light source, is one that emits light with a wavelength to which the resist coated on the substrate is sensitive, it is possible to form a circuit pattern on the substrate with the same shape as the circuit pattern formed on the mask original 11. Can be baked. As the laser light that reacts with the resist, for example, He-Cd laser light (441 nm
), XeF laser light (351 nm), etc. can be considered.
このように、ホログラムを利用した露光装置を実現する
には、第３図に示すホログラムマスク１の作成機能と、
第４図に示すホログラムマスク１の再生機能とが必要で
あるので、第１図及び第２図に示すように構成する必要
がある。ここで、照明系（Ｉ）６と照明系（■）８とは
、必ずしも同一レーザ光源７からのレーザビームを用い
る必要はない。しかし、照明系（Ｉ）６と照明系（■）
８とを同一のレーザ光源７から光路を分岐して用いるこ
とにより、互いの照明光を干渉させて干渉縞像を形成で
きると共に照明系の構成の簡素化を図ることができる。In this way, in order to realize an exposure apparatus using holograms, it is necessary to have a function for creating the hologram mask 1 shown in FIG.
Since the reproducing function of the hologram mask 1 shown in FIG. 4 is required, it is necessary to configure it as shown in FIGS. 1 and 2. Here, the illumination system (I) 6 and the illumination system (■) 8 do not necessarily need to use laser beams from the same laser light source 7. However, lighting system (I) 6 and lighting system (■)
By using the same laser light source 7 with a branched optical path, the illumination lights can interfere with each other to form an interference fringe image, and the configuration of the illumination system can be simplified.
またチャック５は光路（ｉ）９によりマスク原版１１を
下方より照明するため回路パターン部は開口させておく
。Further, since the chuck 5 illuminates the mask original 11 from below through the optical path (i) 9, the circuit pattern portion is left open.
上記した方法により、投影レンズ３によりホログラムマ
スク１上に形成される像は、像歪、倍率誤差、波面収差
（非点収差、コマ収差、球面収差等）を含んだものでも
、同じ投影レンズ３により基板４上に再生されるため、
大面積（例えば２ｏＯ１ｍ０）の基板４上にマスク原版
１１と同じ精度の回路パターンを露光転写することがで
きる１次に基板４上に前工程によって形成された回路パ
ターンとの相対的位置合わせ方法について第１図に基づ
いて説明する。即ち、ホログラムマスク１と基板４との
相対的ずれを検出する検出光学系１５を２個所に設け、
検品したホログラムマスク１と基板４とのアライメント
マーク２２，２３の光像を光電変換手段で明暗レベル信
号として入力後、例えばＡ／Ｄ変換器１６及びインター
フェイス１７を介してコンピュータ１８に接続してその
位置を演算する。一方、チャック５も駆動系１９及びイ
ンターフェイス１７を介してコンピュータ１８に接続し
ている。また光路（Ｉ）６には、照明系（Ｉ）６のホロ
グラムマスク１の回路パターン部へのレーザ光束を透過
・遮蔽するシャッタ２０を設け、これは回転式のアクチ
ュエータ２１により光束の透過・遮蔽を自在とする。こ
こで検出光学系１５は投影レンズ（■）３の光束を遮ら
ない個所に設置する。By the method described above, the image formed on the hologram mask 1 by the projection lens 3 may contain image distortion, magnification error, wavefront aberration (astigmatism, coma aberration, spherical aberration, etc.), but the same projection lens 3 Since it is reproduced on the board 4 by
Regarding the relative positioning method with respect to the circuit pattern formed in the previous process on the first substrate 4, which can expose and transfer a circuit pattern with the same precision as the mask original 11 onto a large area (for example, 2oO1m0) substrate 4. This will be explained based on FIG. That is, detection optical systems 15 for detecting relative displacement between the hologram mask 1 and the substrate 4 are provided at two locations,
After inputting the optical images of the alignment marks 22 and 23 between the inspected hologram mask 1 and the substrate 4 as bright/dark level signals by the photoelectric conversion means, it is connected to the computer 18 via, for example, the A/D converter 16 and the interface 17. Calculate position. On the other hand, the chuck 5 is also connected to a computer 18 via a drive system 19 and an interface 17. Further, the optical path (I) 6 is provided with a shutter 20 that transmits and blocks the laser beam from the circuit pattern portion of the hologram mask 1 of the illumination system (I) 6. freely. Here, the detection optical system 15 is installed at a location where it does not block the light beam of the projection lens (■) 3.
第５図にホログラムマスク１と基板４との相対的位置合
せを行なうためのアライメントマークの一例を示す。第
６図（ａ）に示すように、ホログラムマスク１にはアラ
イメントマーク（４桁マーク）２２を少なくとも２個所
以上に配置する。このアライメントマーク２２は、回路
パターンのホログラムマスク１上に記録するのと同様に
マスク原版１１に形成されているアライメントマークを
照明系（■）８による照明により干渉縞像（ホログラム
）として記録しておく。第６図（ｂ）に示すように、基
板４にもアライメントマーク（十字マーク）２３を少な
くとも２個所以上に上記アライメントマーク２２と同じ
ピッチ（距離）を形成して配置する。第６図（ｃ）に示
すように、ホログラムマスク１と基板４が位置合せされ
ていない状態では、ホログラムマスク１のアライメント
マーク２２に対して基板４のアライメントマーク２３は
中心位置にない。なお、アライメントマーク２２．２３
を検出する照明光として、照明系（■）６によるレーザ
光を用いる場合について説明する。即ち、両者を位置合
せする際アライメントマーク配置個所以外は遮光し、ホ
ログラムマスクエにホログラムとして記録された回路パ
ターンを基板上に露光転写する際ホログラムマスク１の
全面について照明する必要があることは明らかである。FIG. 5 shows an example of alignment marks for relative alignment between the hologram mask 1 and the substrate 4. As shown in FIG. 6(a), alignment marks (four-digit marks) 22 are arranged on the hologram mask 1 at at least two locations. This alignment mark 22 is recorded as an interference fringe image (hologram) by illuminating the alignment mark formed on the mask original 11 with the illumination system (■) 8 in the same way as recording on the hologram mask 1 of the circuit pattern. put. As shown in FIG. 6(b), alignment marks (cross marks) 23 are also arranged at at least two locations on the substrate 4 at the same pitch (distance) as the alignment mark 22. As shown in FIG. 6(c), when the hologram mask 1 and the substrate 4 are not aligned, the alignment mark 23 of the substrate 4 is not at the center position with respect to the alignment mark 22 of the hologram mask 1. In addition, alignment mark 22.23
A case will be described in which a laser beam from the illumination system (■) 6 is used as the illumination light for detecting. That is, it is clear that when aligning the two, it is necessary to shield the area other than the alignment mark placement location, and to illuminate the entire surface of the hologram mask 1 when exposing and transferring the circuit pattern recorded as a hologram on the hologram mask 1 onto the substrate. be.
そこで上記の状態において、第６図に示すように、回転
式のアクチュエータ２１でシャッタ２０により照明系（
Ｉ）６のホログラムマスク１の回路パターン部へのレー
ザ光束を遮蔽する。即ち回路パターン部を露光させない
で、アライメントマーク２２．２３を照明するために、
シャッタ２０の一部にレーザ照明光を透過させる穴４６
を穿設しである。これによりホログラムマスク１のアラ
イメントマーク２２を照明すると回折光が投影レンズ３
を通して基板４上のアライメントマーク２３上に投影さ
れる。Therefore, in the above state, as shown in FIG. 6, the illumination system (
I) Blocking the laser beam to the circuit pattern portion of the hologram mask 1 in 6. That is, in order to illuminate the alignment marks 22 and 23 without exposing the circuit pattern portion,
A hole 46 that allows laser illumination light to pass through a part of the shutter 20
It is perforated. As a result, when the alignment mark 22 of the hologram mask 1 is illuminated, the diffracted light is transmitted to the projection lens 3.
is projected onto the alignment mark 23 on the substrate 4 through the image.
そして検出光学系１５は各々、基板４上に投影レンズ３
によって投影されたホログラムマスク１のアライメント
マーク２２の光像と基板４上のアライメントマーク２３
の光像を撮像して映像信号に変換し、該映像信号を例え
ばＡ／Ｄ変換器１６でディジタル信号に変換し、このデ
ィジタル信号をインターフェイス１７を介してコンピュ
ータ１８に入力し、両アライメントマークの位置ずれ量
をコンピュータ１８で演算して算出し、インターフェイ
ス１７を介して能動系１９に駆動信号を出力し、チャッ
ク５をＸ、Ｙ方向に微動させて上記位置ずれ量がなくな
るようにホログラムマスク１を基準にして基板４を位置
合せする。そして両者が位置合せされた状態では、第６
図（ｄ）に示すように、ホログラムマスク１のアライメ
ントマーク２２に対して基板４のアライメントマーク２
３は中心にある状態となる。なお、アライメントパター
ン２２．２３の各々のピッチ（距離）をｄとする。また
、上記のように必ずしも、ホログラムマスク１と基板４
とを位置合せする必要はない。即ち、露光すべきホログ
ラムマスク１をマスクホルダ２に載置した際、そのホロ
グラムマスク１の位置を検出して基準位置を求めておけ
ば、この基準位置に基板４上に形成されたアライメント
マーク２３を位置合せすればよいことは明らかである。The detection optical systems 15 each have a projection lens 3 on the substrate 4.
The optical image of the alignment mark 22 of the hologram mask 1 and the alignment mark 23 on the substrate 4 projected by
The optical image of both alignment marks is captured and converted into a video signal, and the video signal is converted into a digital signal by, for example, an A/D converter 16. This digital signal is inputted to the computer 18 via the interface 17, and the two alignment marks are The computer 18 calculates the amount of positional deviation, outputs a drive signal to the active system 19 via the interface 17, and moves the chuck 5 slightly in the X and Y directions to eliminate the positional deviation of the hologram mask 1. The substrate 4 is aligned based on. And when both are aligned, the sixth
As shown in Figure (d), the alignment mark 2 of the substrate 4 is aligned with the alignment mark 22 of the hologram mask 1.
3 is in the center. Note that the pitch (distance) of each of the alignment patterns 22 and 23 is assumed to be d. Furthermore, as described above, the hologram mask 1 and the substrate 4 are not necessarily
There is no need to align them. That is, when the hologram mask 1 to be exposed is placed on the mask holder 2, if the position of the hologram mask 1 is detected and the reference position is determined, the alignment mark 23 formed on the substrate 4 is located at this reference position. It is clear that it is only necessary to align the .
また上記検出光学系１５は基板４の上方に設置したが、
基板４の下方に設置して基板上のアライメントパーンを
光学的に検出することもできることは明らかである。Furthermore, although the detection optical system 15 was installed above the substrate 4,
It is clear that it is also possible to place it below the substrate 4 and optically detect the alignment pan on the substrate.
次に、第１図乃至第４図に示した実施例より大面積を露
光できる方法及びその装置について第８図に基づいて説
明する。なお、装置構成としてはホログラムマスク１の
作成と回路パターンの転写露光との両方の機能を持った
ものを示す。この実施例は、投影レンズ３として拡大系
とした拡大投影レンズ（１）１３を用いるものである。Next, a method and apparatus capable of exposing a larger area than the embodiments shown in FIGS. 1 to 4 will be described with reference to FIG. 8. It should be noted that the apparatus configuration shown has the functions of both creating the hologram mask 1 and transferring and exposing the circuit pattern. In this embodiment, an enlarged projection lens (1) 13, which is an enlarged system, is used as the projection lens 3.
この拡大投影レンズ（１）１３は、基板側で平行光とな
る一般に言われているテレセントリック光学系であり、
口径は投影フィールドよりも大きくなる。This magnifying projection lens (1) 13 is a telecentric optical system that produces parallel light on the substrate side.
The aperture will be larger than the projection field.
そこで、予め大きく作成したマスク原版１１をチャック
５に載置して、前記実施例と同様に照明系（■）８の光
路（ｉ）９よりの照明により拡大投影レンズ（１）１３
で縮小した物体光をホログラムマスク１上に与え、一方
照明系（■）８の光路（ｉｉ）１０により参照光をホロ
グラムマスク１上に与えてホログラムマスク１上に干渉
縞像を焼き付ける。そしてこのホログラムマスク１を現
像することによってホログラムからなる回路パターンが
ホログラムマスク１上に形成される。そしてホログラム
からなる回路パターンを形成したホログラムマスク１を
前記実施例と同様にマスクホルダ２に載置して位置決め
し、更にチャック５に露光しようとする基板４を載置し
てホログラムマスク１と相対的に位置決めし、照明系（
Ｉ）６からの照明によってホログラムマスク１上に記録
された回路パターンを拡大投影レンズ（１）１３によっ
て基板４上に拡大投影されて露光することができる。こ
のように、拡大投影レンズ（１）１３にすることによっ
てホログラムマスク１が小さくとも基板４に対して大き
な面積を露光できるため、装置構成上コンパクト化（簡
素化）を実現できると共にホログラムマスク１の取扱い
が容易となり、操作性をも向上させることができる。な
お、マスク原版１１は上記に説明したように、拡大投影
レンズ（１）１３によって決まる拡大倍率と同じ倍率で
ホログラムマスク１より大きくなる。Therefore, the mask original 11 which has been made large in advance is placed on the chuck 5, and the enlarged projection lens (1) 13 is illuminated by the optical path (i) 9 of the illumination system (■) 8 as in the previous embodiment.
The object light reduced in step is applied onto the hologram mask 1, while the reference light is applied onto the hologram mask 1 through the optical path (ii) 10 of the illumination system (■) 8 to print an interference fringe image on the hologram mask 1. By developing this hologram mask 1, a circuit pattern consisting of a hologram is formed on the hologram mask 1. Then, the hologram mask 1 on which a hologram circuit pattern is formed is placed on the mask holder 2 and positioned in the same way as in the previous embodiment, and the substrate 4 to be exposed is placed on the chuck 5 so as to be relative to the hologram mask 1. position the lighting system (
The circuit pattern recorded on the hologram mask 1 by the illumination from I) 6 can be enlarged and projected onto the substrate 4 by the enlarged projection lens (1) 13 for exposure. In this way, by using the magnifying projection lens (1) 13, even if the hologram mask 1 is small, it is possible to expose a large area to the substrate 4, which makes it possible to realize compactness (simplification) of the device configuration and also to make the hologram mask 1 more compact. Handling becomes easier and operability can also be improved. Note that, as explained above, the mask original 11 is larger than the hologram mask 1 at the same magnification as the magnification determined by the magnifying projection lens (1) 13.
また、本発明の第８図と異なる他の実施例を第９図に示
す。即ち第９図に示す拡大投影レンズ（Ｉｆ）１４は、
基板側で平行光ではなく、光束が広がる非テレセントリ
ック光学系である。この実施例の特徴は、拡大投影レン
ズ（ｎ）１４の口径を投影フィールドよりも小さくする
ことが可能になり、投影レンズの製作が容易になる。そ
の他非テレセントリ゛ツク光学系を用いた場合の効果と
しては、温度変化等により大きく表れるホログラムマス
ク１と基板４のピッチ誤差と呼ばれる長寸法誤差を補正
することができる。Further, another embodiment of the present invention different from that shown in FIG. 8 is shown in FIG. That is, the magnifying projection lens (If) 14 shown in FIG.
This is a non-telecentric optical system in which the light beam is spread out on the substrate side instead of being parallel. A feature of this embodiment is that the aperture of the magnifying projection lens (n) 14 can be made smaller than the projection field, making it easier to manufacture the projection lens. Another effect of using a non-telecentric optical system is that it is possible to correct a long dimension error called a pitch error between the hologram mask 1 and the substrate 4, which largely appears due to temperature changes and the like.
第１０図にその補正例を示す。拡大投影レンズ（ＩＩ）
１４からの光束が基板側へ広がるため、基板４に転写
される転写回路パターンを大きくするためにはチャック
５と共に基板４を下方に移動させればよい。一方これと
反対に基板４に転写される転写回路パターンを小さくす
るためにはチャック５と共に基板４を上方に移動させれ
ばよい。このように非テレセンドリンク光学系であれば
、ピッチ誤差があっても前工程で露光転写された回路パ
ターンに対して次の工程において露光転写される回路パ
ターンを合せることが可能となる。但し、基板４を拡大
投影レンズ（ＩＩ） １４の光軸方向に移動させて露光
する回路パターンのピッチを変える本方法は、拡大投影
レンズ（ｎ）１４の焦点深度内で行う必要がある９
また、上記実施例において、ホログラムマスク１にホロ
グラムの回路パターンを作成する場合、マスク原版１１
に形成された回路パターンを分割照明して干渉縞像を分
割して形成して焼き付けることができる。また、チャッ
ク５をステップアンドリピートさせて一つの基板４上に
同じ回路パターンを繰りかえして露光転写させることも
可能である。FIG. 10 shows an example of the correction. Magnifying projection lens (II)
Since the light flux from 14 spreads toward the substrate, in order to enlarge the transferred circuit pattern transferred to the substrate 4, the substrate 4 may be moved downward together with the chuck 5. On the other hand, in order to reduce the size of the transferred circuit pattern transferred onto the substrate 4, the substrate 4 may be moved upward together with the chuck 5. In this way, with a non-telesend link optical system, even if there is a pitch error, it is possible to match the circuit pattern exposed and transferred in the next step with the circuit pattern exposed and transferred in the previous step. However, this method of changing the pitch of the circuit pattern to be exposed by moving the substrate 4 in the optical axis direction of the magnifying projection lens (II) 14 must be performed within the focal depth of the magnifying projection lens (n) 14. In the above embodiment, when creating a hologram circuit pattern on the hologram mask 1, the mask original 11
It is possible to divide the circuit pattern formed by illuminating the circuit pattern and print the interference fringe image separately. It is also possible to step and repeat the chuck 5 to repeatedly expose and transfer the same circuit pattern onto one substrate 4.
なお、第１図及び第２図に示すようにホログラムマスク
作成装置と露光装置とを一体的に形成したが、第３図に
示したホログラムマスク作成装置は専用機にし、第４図
に示す露光装置を別に設けて、この露光装置で基板に専
用に露光してもよいことは明らかである。その場合１両
者の装置において照明光軸を一致させておくことが必要
であり、しかも投影レンズ３の波面収差（非点収差、コ
マ収差、球面収差等）を一致させておくことが必要であ
る。Although the hologram mask making device and the exposure device are integrally formed as shown in FIGS. 1 and 2, the hologram mask making device shown in FIG. 3 is a dedicated machine, and the exposure device shown in FIG. It is clear that a separate device may be provided and the substrate may be exclusively exposed using this exposure device. In that case, 1. It is necessary to match the illumination optical axes in both devices, and it is also necessary to match the wavefront aberrations (astigmatism, coma aberration, spherical aberration, etc.) of the projection lens 3. .
以上説明したように本発明によれば、高視野の投影光学
系（例えば投影レンズ）を用いて、マクティブマトリッ
クス形液晶表示素子等のような大面積の高精度のデバイ
スを高スループツトで、且つ高精度で、しかも高解像度
で露光することができる。また本発明によればマスク原
版からコピーしたホログラム乾板をマスクとすることに
よりマスクの再製あるいは複数枚製作することが容易で
あり、実用にあったマスクの取扱いがマスク原版を用い
るよりも比較的容易になるという効果がある。As explained above, according to the present invention, a large-area, high-precision device such as a active matrix type liquid crystal display element can be manufactured with high throughput using a projection optical system (for example, a projection lens) with a high field of view. Exposure can be performed with high precision and high resolution. Furthermore, according to the present invention, by using a hologram dry plate copied from a mask original plate as a mask, it is easy to reproduce the mask or produce multiple masks, and handling of the mask in practical use is relatively easier than using a mask original plate. It has the effect of becoming
また、本発明によれば投影レンズを拡大系とすることに
より、さらに大面積のデバイスに対応が可能になり、さ
らに前記投影レンズを非テレセンドリンク系とすること
によりレンズ口径を投影フィールドよりも小さくして製
作を容易にすると共に基板を光軸方向に移動してマスク
と基板のピッチ誤差を補正することが可能になり、製品
の歩留り向上に寄与することができる。さらに拡大系と
することにより、マスクとなるホログラム乾板をパター
ンが投影される基板よりも小さくすることができ装置と
してコンパクト化が可能になると共にマスクの取扱いも
容易になるという効果がある。Furthermore, according to the present invention, by making the projection lens a magnifying type, it becomes possible to support a device with an even larger area, and by making the projection lens a non-telecenter link type, the lens aperture can be made smaller than the projection field. In addition, it becomes possible to move the substrate in the optical axis direction to correct the pitch error between the mask and the substrate, which can contribute to improving the yield of products. Furthermore, by using a magnification system, the hologram dry plate serving as a mask can be made smaller than the substrate on which the pattern is projected, making it possible to make the apparatus more compact and making it easier to handle the mask.
マスクのパターンと基板のパターンの相対位置関係を露
光照明光で投影レンズを通して行なうため、投影レンズ
の色収差を考慮しなくても良く、精度の高い相対位置合
せが可能になる。Since the relative positional relationship between the mask pattern and the substrate pattern is determined using exposure illumination light through the projection lens, there is no need to consider chromatic aberration of the projection lens, and highly accurate relative positioning is possible.
第１図は本発明の露光装置の一実施例を示す全体構成図
、第２図は第１図において位置合せ手段の関係を除いて
示した構成図、第３図は本発明に係るホログラムマスク
作成手段の一実施例を示した構成図、第４図は本発明に
係る露光手段の一実施例を示した構成図、第５図は第１
図に示す検出光学系で用いられるマスクと基板のアライ
メントマークの関係を示した図、第６図及び第７図は各
々第１図に示すシャッタ関係を示した図、第８図は第１
図及び第２図に示す露光装置において投影レンズとして
テレセントリック光学系で構成された拡大投影レンズを
用いた一実施例を示した構成図、第９図は第１図及び第
２図に示す露光装置において投影レンズとして非テレセ
ントリック光学系で構成された拡大投影レンズを用いた
一実施例を示した構成図、第１０図は第９図に示す装置
構成におけるピッチ誤差補正方法を説明するための斜視
図、第１１図は本発明の詳細な説明するための図である
。
符号の説明
１ ホログラムマスク、３，１４・・・投影レンズ４・
・・基板、６・・・照明系（１）、７・・レーザ、８・
・・照明系（ＩＩ）、１１・・・マスク原版、１５・・
・検出光学系、１８・・シャッタ、２０．２１・・・ア
ライメントマーク。
第 １ 図
第２図
’７：７２りＪＰ！
弔 ３
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菓
（α）
又
第
牛
図
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竿
９
叉
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第
０
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乃FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the exposure apparatus of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram shown in FIG. 1 excluding the relationship of alignment means, and FIG. 3 is a hologram mask according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of the creating means, FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of the exposure means according to the present invention, and FIG.
6 and 7 are diagrams showing the relationship between the shutters shown in FIG. 1, and FIG.
9 is a configuration diagram showing an embodiment of the exposure apparatus shown in FIGS. 1 and 2 using an enlarged projection lens configured with a telecentric optical system as the projection lens. FIG. FIG. 10 is a perspective view for explaining the pitch error correction method in the apparatus configuration shown in FIG. 9. , FIG. 11 is a diagram for explaining the present invention in detail. Explanation of symbols 1 Hologram mask, 3, 14... Projection lens 4.
...Substrate, 6.Illumination system (1), 7.Laser, 8.
...Illumination system (II), 11...Mask original plate, 15...
・Detection optical system, 18...Shutter, 20.21...Alignment mark. Figure 1 Figure 2 '7:72 JP! Condolence 3 Fuka (α) Also, the 9th ox and the 9th pole, and the 3rd and the 0th circle.
Claims (1)
ログラム回路パターンが記録されたマスクに対して照明
光学系により照明し、投影光学系により上記ホログラム
回路パターンを、基板位置決め手段により位置決めされ
た基板上に投影露光することを特徴とする露光方法。 ２、上記投影光学系を投影レンズによって形成したこと
を特徴とする請求項１記載の露光方法。 ３、上記投影レンズをマスクに記録されたホログラム回
路パターンを拡大して基板上に投影するように形成した
ことを特徴とする請求項１記載の露光方法。 ４、基板位置決め手段にマスク原版を位置決めして載置
し、該マスク原版に形成された回路パターンを照明して
投影光学系を通して物体光として、マスク位置決め手段
によって位置決めされ、且つ記録すべきマスクに照射す
ると共に参照光を上記マスクに照明してホログラム回路
パターン像を形成し、この形成されたマスクを現像して
該マスクにホログラム回路パターンを記録するホログラ
ムマスク作成工程と、該ホログラムマスク作成工程によ
ってホログラム回路パターンを記録したマスクをマスク
位置決め手段によって位置決めし、この位置決めされた
マスクに対して照明光学系により照明し、投影光学系に
より上記ホログラム回路パターンを、基板位置決め手段
により位置決めされた基板上に投影露光する露光工程と
を有することを特徴とする露光方法。 ５、マスク原版に形成された回路パターンを投影光学系
によってマスク上にホログラム回路パターンを形成する
ホログラムマスク作成工程のときと、マスクに記録され
たホログラム回路パターンを投影光学系によって基板上
に投影露光する露光工程のときとで、投影光学系の収差
を相殺することを特徴とする請求項４記載の露光方法。 ６、ホログラムマスク作成工程及び露光工程において用
いる投影光学系を投影レンズによって形成したことを特
徴とする請求項４記載の露光方法。 ７、上記投影レンズをマスクに記録されたホログラム回
路パターンを拡大して基板上に投影するように形成した
ことを特徴とする請求項６記載の露光方法。 ８、ホログラム回路パターンが記録されたマスクを位置
決めするマスク位置決め手段と、該マスク位置決め手段
によって位置決めされたマスクに対して照明する照明光
学系と、基板を位置決めする基板位置決め手段と、上記
照明光学系によって照明されたホログラム回路パターン
を、上記基板位置決め手段により位置決めされた基板上
に投影露光する投影光学系とを備えたことを特徴とする
露光装置。 ９、上記投影光学系を投影レンズによって形成したこと
を特徴とする請求項８記載の露光装置。 １０、上記投影レンズをマスクに記録されたホログラム
回路パターンを拡大して基板上に投影するように形成し
たことを特徴とする請求項９記載の露光装置。 １１、基板位置決め手段にマスク原版を位置決めして載
置し、該マスク原版に形成された回路パターンを照明し
て投影光学系を通して物体光として、マスク位置決め手
段によって位置決めされ。 且つ記録すべきマスクに照射すると共に参照光を上記マ
スクに照明してホログラム回路パターン像を形成し、こ
の形成されたマスクを現像して該マスクにホログラム回
路パターンを記録するホログラムマスク作成手段と、該
ホログラムマスク作成手段によってホログラム回路パタ
ーンを記録したマスクをマスク位置決め手段によって位
置決めし、この位置決めされたマスクに対して照明光学
系により照明し、投影光学系により上記ホログラム回路
パターンを、基板位置決め手段により位置決めされた基
板上に投影露光する露光手段とを有することを特徴とす
る露光装置。 １２、上記ホログラムマスク作成手段及び露光手段の投
影光学系を共に投影レンズによって形成したことを特徴
とする請求項１１記載の露光装置。 １３、上記投影レンズをマスクに記録されたホログラム
回路パターンを拡大して基板上に投影するように形成し
たことを特徴とする請求項１２記載の露光装置。 １４、上記ホログラムマスク作成手段の投影光学系と上
記露光手段の投影光学系とが同じ波面収差を有すること
を特徴とする請求項１２記載の露光装置。 １５、上記ホログラムマスク作成手段がマスク原版に形
成された回路パターンを投影光学系によってマスク上に
ホログラム回路パターンを形成するときと、上記露光手
段がマスクに記録されたホログラム回路パターンを投影
光学系によって基板上に投影露光するときとで、投影光
学系の収差を相殺するように形成したことを特徴とする
請求項１４記載の露光装置。 １６、上記ホログラムマスク作成手段の投影光学系、基
板位置決め手段及びマスク位置決め手段と上記露光手段
の投影光学系、基板位置決め手段及びマスク位置決め手
段とを互いに同じもので構成し、上記ホログラムマスク
作成手段と上記露光手段とを一体的に形成したことを特
徴とする請求項１１記載の露光装置。 １７、上記ホログラムマスク作成手段及び露光手段の投
影光学系を共に投影レンズによって形成したことを特徴
とする請求項１６記載の露光装置。 １８、上記投影レンズをマスクに記録されたホログラム
回路パターンを拡大して基板上に投影するように形成し
たことを特徴とする請求項１７記載の露光装置。 １９、上記ホログラムマスク作成手段がマスク原版に形
成された回路パターンを投影光学系によってマスク上に
ホログラム回路パターンを形成するときと、上記露光手
段がマスクに記録されたホログラム回路パターンを投影
光学系によって基板上に投影露光するときとで、投影光
学系の収差を相殺するように形成したことを特徴とする
請求項１７記載の露光装置。[Claims] 1. A mask positioned by the mask positioning means and on which a hologram circuit pattern is recorded is illuminated by an illumination optical system, and the hologram circuit pattern is positioned by the substrate positioning means by the projection optical system. An exposure method characterized by projection exposure onto a substrate. 2. The exposure method according to claim 1, wherein the projection optical system is formed by a projection lens. 3. The exposure method according to claim 1, wherein the projection lens is formed to enlarge a hologram circuit pattern recorded on a mask and project it onto the substrate. 4. Position and place the mask original on the substrate positioning means, illuminate the circuit pattern formed on the mask original, and pass it through the projection optical system as object light onto the mask that is positioned by the mask positioning means and to be recorded. irradiating the mask with reference light to form a hologram circuit pattern image, and developing the formed mask to record the hologram circuit pattern on the mask; A mask on which a hologram circuit pattern has been recorded is positioned by a mask positioning means, an illumination optical system illuminates the positioned mask, and a projection optical system projects the hologram circuit pattern onto a substrate positioned by a substrate positioning means. An exposure method characterized by comprising an exposure step of projection exposure. 5. During the hologram mask creation process, in which the circuit pattern formed on the mask master plate is used to form a hologram circuit pattern on the mask using a projection optical system, and the hologram circuit pattern recorded on the mask is projected onto the substrate using the projection optical system. 5. The exposure method according to claim 4, wherein aberrations of the projection optical system are canceled out during the exposure step. 6. The exposure method according to claim 4, wherein the projection optical system used in the hologram mask creation step and the exposure step is formed by a projection lens. 7. The exposure method according to claim 6, wherein the projection lens is formed to enlarge a hologram circuit pattern recorded on a mask and project it onto the substrate. 8. Mask positioning means for positioning a mask on which a hologram circuit pattern is recorded; an illumination optical system for illuminating the mask positioned by the mask positioning means; a substrate positioning means for positioning a substrate; and the illumination optical system. 1. An exposure apparatus comprising: a projection optical system for projecting and exposing a hologram circuit pattern illuminated by the holographic circuit pattern onto a substrate positioned by the substrate positioning means. 9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the projection optical system is formed by a projection lens. 10. The exposure apparatus according to claim 9, wherein the projection lens is formed to enlarge a hologram circuit pattern recorded on a mask and project it onto the substrate. 11. A mask original is positioned and placed on the substrate positioning means, and the circuit pattern formed on the mask original is illuminated and passed through a projection optical system as object light, which is then positioned by the mask positioning means. and hologram mask creating means for irradiating the mask to be recorded and illuminating the reference light onto the mask to form a hologram circuit pattern image, and developing the formed mask to record the hologram circuit pattern on the mask; A mask on which a hologram circuit pattern has been recorded by the hologram mask creating means is positioned by a mask positioning means, the illumination optical system illuminates the positioned mask, the hologram circuit pattern is recorded by a projection optical system, and the hologram circuit pattern is recorded by a substrate positioning means. 1. An exposure apparatus comprising: exposure means for projecting exposure onto a positioned substrate. 12. The exposure apparatus according to claim 11, wherein the projection optical systems of the hologram mask creation means and the exposure means are both formed by projection lenses. 13. The exposure apparatus according to claim 12, wherein the projection lens is formed to enlarge a hologram circuit pattern recorded on a mask and project it onto the substrate. 14. The exposure apparatus according to claim 12, wherein the projection optical system of the hologram mask creation means and the projection optical system of the exposure means have the same wavefront aberration. 15. When the hologram mask creating means forms a hologram circuit pattern on the mask using a projection optical system from the circuit pattern formed on the mask original, and when the exposure means uses the hologram circuit pattern recorded on the mask using the projection optical system. 15. The exposure apparatus according to claim 14, wherein the exposure apparatus is formed so as to cancel out aberrations of the projection optical system when performing projection exposure on the substrate. 16. The projection optical system, substrate positioning means, and mask positioning means of the hologram mask creating means and the projection optical system, substrate positioning means, and mask positioning means of the exposure means are configured to be the same, and the hologram mask creating means and 12. The exposure apparatus according to claim 11, wherein said exposure means is integrally formed. 17. The exposure apparatus according to claim 16, wherein the projection optical systems of the hologram mask creation means and the exposure means are both formed by projection lenses. 18. The exposure apparatus according to claim 17, wherein the projection lens is formed to enlarge a hologram circuit pattern recorded on a mask and project it onto the substrate. 19. When the hologram mask creating means forms a hologram circuit pattern on the mask using a projection optical system from the circuit pattern formed on the mask original, and when the exposure means uses the hologram circuit pattern recorded on the mask using the projection optical system. 18. The exposure apparatus according to claim 17, wherein the exposure apparatus is formed so as to cancel out aberrations of the projection optical system when performing projection exposure on the substrate.
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