JPS63199417A - Exposure device - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
-
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- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する分野〕
本発明は、被露光体に原版上のパターン像、例えば半導
体回路パターンを位置整合良く焼付ける投影露光装置に
関し、特に液晶パネル等の大画面を分割して露光する分
割走査（ステップアンドスキャン）型の投影露光装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a projection exposure apparatus that prints a pattern image on an original plate, such as a semiconductor circuit pattern, onto an exposed object with good positional alignment, and particularly relates to a projection exposure apparatus that prints a pattern image on an original plate, such as a semiconductor circuit pattern, onto an exposed object with good alignment, and in particular, it The present invention relates to a step-and-scan type projection exposure apparatus that performs divided exposure.
ミラープロジェクション方式の半導体露光装置において
は、マスク（またはレチクル）と基板（またはウェハ）
をキャリッジ上に乗せ、これを露光面上にスキャン移動
させることにより画面全体を露光している。In mirror projection type semiconductor exposure equipment, a mask (or reticle) and a substrate (or wafer) are used.
The entire screen is exposed by placing it on a carriage and scanning it over the exposure surface.
しかし、最近の傾向として、チップコストの低減を目的
としたウェハの大口径化や液晶ＴＶ用等の大型の液晶表
示板の製造のため、画面が大型化してくると、投影光学
系を大きくし、かつスキャン長を伸ばさなければならな
いことにより装置が大型化してくるという問題があった
。However, as the screens have become larger due to larger diameter wafers to reduce chip costs and the manufacture of larger LCD panels for LCD TVs, the projection optical system has become larger. In addition, there is a problem in that the apparatus becomes larger due to the need to increase the scan length.
この対策として、画面を分割してスキャン焼を複数回に
分けて行うステップアンドスキャン焼方式が考えられて
いる。そして、このステップアンドスキャン焼を高精度
で行うために、該キャリッジの基板側にＸ、 Ｙ平面
内で移動可能なステージを搭載することが考えられてい
る。As a countermeasure to this problem, a step-and-scan printing method is being considered in which the screen is divided and scan printing is performed multiple times. In order to perform this step-and-scan printing with high precision, it has been considered to mount a stage movable within the X and Y planes on the substrate side of the carriage.
ところで、ステップアンドスキャン露光方式の露光装置
は画面を分割してスキャン焼を複数回に分けて行うもの
である。そのため、基板およびマスクの位置を精度良＜
（０，１〜０．２μｍ）絶対位置決めする必要がある
。基板ないしマスクの位置決め精度が悪い場合、基板上
に転写されたマスクのパターン像はショット間にてずれ
てしまうため、ショットの境界位置にてパターンの不良
が発生してしまう。このことからマスクを装置側の絶対
位置基準に精度良く位置決めすることが必要である。Incidentally, a step-and-scan exposure type exposure apparatus divides the screen and performs scan printing in multiple steps. Therefore, the position of the substrate and mask can be adjusted with high precision.
(0.1 to 0.2 μm) Absolute positioning is required. If the positioning accuracy of the substrate or mask is poor, the pattern image of the mask transferred onto the substrate will shift between shots, resulting in pattern defects at shot boundary positions. For this reason, it is necessary to accurately position the mask using the absolute position reference on the apparatus side.
このような技術として、既に知られているものにＩＣ，
ＬＳＩ等を製造するいわゆるステッパがある。Some of the already known technologies are IC,
There are so-called steppers that manufacture LSIs and the like.
ステッパ方式とは、レンズ投影系を用いてウェハのステ
ップアンドリピート動作によりレチクルパターンをウェ
ハ上に分割露光してい（露光方式である。ステッパの場
合、レチクルは光電検知等の方法を用いて絶対位置基準
に位置決めし、ウェハ側はステージの位置をレーザ干渉
計を用い高精度（０，１〜０．２μｍ）で計測して、サ
ーボモータとボールネジ等によりステージを駆動し位置
決めが行われる。The stepper method is an exposure method in which a reticle pattern is dividedly exposed onto a wafer by step-and-repeat operation of the wafer using a lens projection system.In the case of a stepper, the reticle is positioned at its absolute position using a method such as photoelectric detection. Positioning is performed using a reference, and on the wafer side, the position of the stage is measured with high accuracy (0.1 to 0.2 μm) using a laser interferometer, and positioning is performed by driving the stage using a servo motor, a ball screw, or the like.
ステッパにおけるウェハ側の位置計測方式としては、ス
テージがベース上に固定されているため、レーザ干渉計
も同一ベース上に固定して計測するのが一般的である。As a method for measuring the position on the wafer side in a stepper, since the stage is fixed on a base, it is common to use a laser interferometer fixed on the same base for measurement.
ところが、ステップアンドスキャン方式の露光方式にお
いては、基板ステージはマスクと一体になって走査、さ
れる構造部材（キャリッジ）上に載置され、流体軸受け
をガイドとして走査される。However, in the step-and-scan exposure method, the substrate stage is placed on a structural member (carriage) that is scanned integrally with the mask, and is scanned using a fluid bearing as a guide.
この場合、従来のステッパと同様にレーザ干渉計をベー
ス上に固定して計測したとすると、その計測値はキャリ
ッジ、又はこれに載置されたマスクに対する基板ステー
ジの位置を示すものではなく、キャリッジの位置と基板
ステージの位置を複合したものとして計測した値である
こととなる。この複合された計測値から基板ステージの
位置を分離することは、キャリッジの振動およびステー
ジの重心移動によるキャリッジの変形等を考えた場合、
非常に困難である。すなわち、このような場合はマスク
に対するステージの位置がキャリッジの位置要因に左右
されてしまいステージの位置を精度良（計測することが
できないという不具合があった。In this case, if the laser interferometer is fixed on the base and measured like a conventional stepper, the measured value does not indicate the position of the substrate stage with respect to the carriage or the mask placed on it, but rather This is the value measured as a composite of the position of , and the position of the substrate stage. Separating the position of the substrate stage from this composite measurement value is important when considering the vibration of the carriage and the deformation of the carriage due to the movement of the center of gravity of the stage.
Very difficult. That is, in such a case, the position of the stage with respect to the mask is affected by the positional factors of the carriage, and there is a problem that the position of the stage cannot be accurately measured.
本発明の目的は、上述の従来形の問題点に鑑み、ステッ
プアンドスキャン方式による投影露光装置において、キ
ャリッジに載置されたマスクに対する基板ステージの位
置の計測を、キャリッジの位置要因に影響されることな
く常に精度良く行うことにある。In view of the above-mentioned problems of the conventional method, an object of the present invention is to measure the position of a substrate stage with respect to a mask placed on a carriage in a step-and-scan projection exposure apparatus, which is not affected by the carriage position factor. The goal is to always perform the process with high precision.
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.
第１図は、本発明の一実施例に係る投影露光装置の概略
構成を示す。同図の装置は、ミラー投影系を用いて分割
走査により大画面を露光するステップアンドスキャン型
の露光装置である。FIG. 1 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The apparatus shown in the figure is a step-and-scan type exposure apparatus that uses a mirror projection system to expose a large screen by divided scanning.
同図において、１は焼付パターンが形成されているフォ
トマスク、２はマスクｌを搭載してｘ、 ｙ。In the same figure, 1 is a photomask on which a printed pattern is formed, and 2 is a photomask equipped with a mask L.
θ方向に移動可能なマスクステージである。３は基板、
４は基板３を保持してＸ、Ｙ方向にステップ移動させる
ためのＸＹステージである。ＸＹステージ４のステップ
移動は、後述するレーザ干渉計を用いた精密測長システ
ムによって制御される。５は凹面鏡と凸面鏡の組み合わ
せからなる周知のミラー投影系で、マスクステージ２に
よって所定位置にアライメントされたマスク１のパター
ン像を基板３上へ等倍投影する。６は不図示の光源から
の特定の波長の光で露光位置にあるマスク１を照明する
照明光学系で、マスク上のパターンを介して基板３上の
感光層を露光することにより、マスク上のパターンを基
板３に転写可能とするためのものである。This is a mask stage that can be moved in the θ direction. 3 is the board,
4 is an XY stage for holding the substrate 3 and moving it step by step in the X and Y directions. The step movement of the XY stage 4 is controlled by a precision length measurement system using a laser interferometer, which will be described later. Reference numeral 5 denotes a well-known mirror projection system consisting of a combination of a concave mirror and a convex mirror, which projects the pattern image of the mask 1 aligned at a predetermined position by the mask stage 2 onto the substrate 3 at the same magnification. Reference numeral 6 denotes an illumination optical system that illuminates the mask 1 at the exposure position with light of a specific wavelength from a light source (not shown), and by exposing the photosensitive layer on the substrate 3 through the pattern on the mask, This is to enable the pattern to be transferred onto the substrate 3.
なお、投影系５の光軸は照明系６の光軸と一致させであ
る。Note that the optical axis of the projection system 5 is made to coincide with the optical axis of the illumination system 6.
７はＹ方向（紙面に垂直な方向）に設けられた２つのガ
イドレール８に沿って移動可能なＬＡＢ （リニアエア
ベアリング）で、右側はＸ方向（紙面の左右方向）、Ｚ
方向（紙面の上下方向）拘束タイプ、左側はＺ方向拘束
タイプである。９はマスクステージ２とＸＹステージ４
を一定の関係で保持するホルダ（キャリッジ）で、ＬＡ
Ｂ７に支持されることによりマスクステージ２上のマス
ク１とＸＹステージ４上の基板３とを一体的に移送可能
としている。7 is an LAB (linear air bearing) that can be moved along two guide rails 8 provided in the Y direction (perpendicular to the page);
The direction (vertical direction on the page) is a restraint type, and the one on the left is a Z direction restraint type. 9 is mask stage 2 and XY stage 4
A holder (carriage) that holds the LA in a certain relationship.
By being supported by B7, the mask 1 on the mask stage 2 and the substrate 3 on the XY stage 4 can be integrally transferred.
また、１１はマスク１を順次マスクステージ２へ搬送し
交換するマスクチェンジャであり、１３は投影系５．照
明系６およびガイドレール８を一定の関係で取付けるた
めの基台である。１４はレーザチュ−ブ、１５は反射ミ
ラー（スコヤ）、１６はレーザ干渉計の干渉部分（変移
検出の為２光束を重ね合わせて干渉させる部分）である
。なお、レーザチューブ１４からの光の経路を示すため
、Ｌ Ａ Ｂ ７やホルダ９の一部分等は省略している
。又、レーザチューブ１４、スコヤ１５．干渉部分Ｉ６
の位置関係は模式的に示しである。Further, 11 is a mask changer that sequentially transports the masks 1 to the mask stage 2 and exchanged them, and 13 is a projection system 5. This is a base for mounting the illumination system 6 and guide rail 8 in a fixed relationship. 14 is a laser tube, 15 is a reflecting mirror (SCOYA), and 16 is an interference part of a laser interferometer (a part where two beams of light are superimposed and interfered to detect a displacement). Note that in order to show the path of light from the laser tube 14, parts of LAB 7, holder 9, etc. are omitted. Also, laser tube 14, Scoya 15. Interference part I6
The positional relationship is shown schematically.
第２図は本実施例のレーザ干渉計システムの上面詳細図
である。図中、３３はミラーであり、レーザチューブ】
４とミラー３３は基台１３に対し固定されている。レー
ザチューブ１４からのビームはミラー３３によりキャリ
ッジの進行方向に平行になるよう反射される。ミラー３
３からのビームはハーフミラ−２２ａにより分割され、
反射ビームはＸ方向変位を検出する為の干渉部分１６ａ
に向う。又、透過ビームはミラー２３ａを経由して、ハ
ーフミラ−２２ｂにより分割され、反射光はＹ方向変位
を検出する為の干渉部分１６ｂに向う。更に、透過した
ビームはミラー２３ｂを経由してθ方向変位を検出する
為の干渉部分１６ｃに入射する。各干渉部分に入射した
ビームは干渉部分内の光分割面２４により、例えばＰ波
は反射、Ｓ波は透過して分割される。Ｘ、 Ｙ方向用干
渉部分１６ａ、 １６ｂの場合、透過したＳ波は固定
鏡２１を経由し、ステージ４の位置にかかわらず常に一
定の光路長で直接ディテクタ２０に入射する。反射した
Ｐ波はスコヤ１５に入射し、反射して再び干渉部分にも
どって来るが、この時λ／４板２５を２回通過するので
、もどって来たビームはＳ波になる。従ってビームは光
分割面２４を通過し、固定鏡２１を経由して再びスコヤ
１５との間を往復する。FIG. 2 is a detailed top view of the laser interferometer system of this embodiment. In the figure, 33 is a mirror and a laser tube]
4 and the mirror 33 are fixed to the base 13. The beam from the laser tube 14 is reflected by the mirror 33 so as to be parallel to the traveling direction of the carriage. mirror 3
The beam from 3 is split by a half mirror 22a,
The reflected beam is an interference portion 16a for detecting displacement in the X direction.
heading to Further, the transmitted beam passes through the mirror 23a and is split by the half mirror 22b, and the reflected light heads toward the interference portion 16b for detecting displacement in the Y direction. Further, the transmitted beam passes through the mirror 23b and enters the interference portion 16c for detecting the displacement in the θ direction. The beams incident on each interference part are split by a light splitting surface 24 in the interference part, with P waves being reflected and S waves being transmitted, for example. In the case of the interference portions 16a and 16b for the X and Y directions, the transmitted S wave passes through the fixed mirror 21 and directly enters the detector 20 with a constant optical path length regardless of the position of the stage 4. The reflected P wave enters the Scoya 15, is reflected, and returns to the interference part, but at this time it passes through the λ/4 plate 25 twice, so the returning beam becomes an S wave. Therefore, the beam passes through the light splitting plane 24, passes through the fixed mirror 21, and travels back and forth to the Scoya 15 again.
ここで又λ／４板２５を２回通過するので、再びＰ波に
なって光分割面２４で反射してディテクタ２０に入射す
る。このＰ波（途中一部Ｓ波）の光路長は、ステージ４
．スコヤ１５が変位するとその変位の４倍変化し、Ｓ波
と重ね合わせる事によりディテクタはドツプラー効果に
よるこの変化速度に見合った数の光強度変化を検出し、
信号をＣＰＵに送り、ＣＰＵ３０でそれぞれの方向の変
位及び現在位置が算出される。θ方向用干渉部分の場合
、Ｐ波は同様の経路でディテクタに入射するが、Ｓ波も
図面再上部のλ／４板２５とミラー２３Ｃを経由し、ス
コヤとの間を２往復してディテクタ２０に入射する。ス
コヤ１５がθ方向に変位するとＰ波とＳ波の間で光路長
に差が生じ、この差の発生速度即ちθ方向速度に見合っ
た数の光強度変化が生じる。これをディテクタ２０で検
出して、信号を受けたＣＰＵ３０がθ方向変位及び現在
位置を算出する。Here, since the light passes through the λ/4 plate 25 twice, it becomes a P wave again, is reflected by the light splitting surface 24, and enters the detector 20. The optical path length of this P wave (with some S waves on the way) is
．． When the Scoya 15 is displaced, it changes four times the displacement, and by superimposing it with the S wave, the detector detects a number of changes in light intensity commensurate with this speed of change due to the Doppler effect.
The signals are sent to the CPU, and the CPU 30 calculates the displacement in each direction and the current position. In the case of the interference part for the θ direction, the P wave enters the detector through the same path, but the S wave also passes through the λ/4 plate 25 and the mirror 23C at the top of the drawing, and travels back and forth between the Scoya and the detector twice. 20. When the Scoya 15 is displaced in the θ direction, a difference occurs in the optical path length between the P wave and the S wave, and a number of changes in light intensity occur corresponding to the speed at which this difference occurs, that is, the speed in the θ direction. This is detected by the detector 20, and the CPU 30 receiving the signal calculates the displacement in the θ direction and the current position.
第２図では省略しであるが、ハーフミラ−２２ａ。Although omitted in FIG. 2, there is a half mirror 22a.
２２ｂ、２２ｃ、ミラー２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、干渉
部分１６ａ、 １６ｂ、 １６ｃ、λ／４板２５、
ディテクタ２０はすべてキャリッジ９に固定されており
、キャリッジ９とは一体的に移動するが、ステージ４が
キャリッジ９上で移動しても、それぞれのキャリッジ９
上での位置は変化しない。ミラー３３からのビームはキ
ャリッジ９の進行方向と平行なので、キャリッジが移動
しても常にハーフミラ−２２ａに入射し、各干渉計に振
分けられる。この時、各干渉部分とスコヤ１５との間隔
は、キャリッジ９の位置に左右されないのでステージの
位置を精度良く計測できる。22b, 22c, mirrors 23a, 23b, 23c, interference portions 16a, 16b, 16c, λ/4 plate 25,
The detectors 20 are all fixed to the carriage 9 and move integrally with the carriage 9, but even if the stage 4 moves on the carriage 9, each
The position above does not change. Since the beam from the mirror 33 is parallel to the traveling direction of the carriage 9, it always enters the half mirror 22a even if the carriage moves, and is distributed to each interferometer. At this time, since the distance between each interference portion and the scorer 15 is not affected by the position of the carriage 9, the position of the stage can be measured with high accuracy.
第１図の装置において、第１シヨツトの露光を行う場合
、まず、マスクｌを装置側のマスク基準マークに対し顕
微鏡を用いて位置決めする。その後、マスク１の位置決
めマークと基板３の位置決めマークとを顕微鏡を用いて
計測してマスクｌと基板３の位置決めをし、第５１シヨ
ツトの露光を行う。In the apparatus shown in FIG. 1, when exposing the first shot, first, the mask 1 is positioned with respect to the mask reference mark on the apparatus side using a microscope. Thereafter, the positioning marks of the mask 1 and the substrate 3 are measured using a microscope to position the mask 1 and the substrate 3, and the 51st shot is exposed.
次に、第２シヨツト以降の露光を行う場合は、レーザチ
ューブ１４．スコヤ１５．干渉部分１６により構成され
るレーザ干渉計を用いて基板３を搭載したステージ４の
位置を計測しつつ、基板３が所定の位置〔発明の効果〕
以上説明したように、本実施例によればステップアンド
スキャン方式等による投影露光装置において、被露光体
を搭載するステージとそのステージの位置計測をするた
めのレーザ干渉発生部を原板と被露光体とを一体的に移
送する部材上に設けているので、原板に対するステージ
の位置の計測はこの移送部材の位置要因に影響されるこ
となく常に精度良く行うことができる。Next, when performing exposure after the second shot, the laser tube 14. Scoya 15. While measuring the position of the stage 4 on which the substrate 3 is mounted using a laser interferometer constituted by the interference portion 16, the substrate 3 is placed at a predetermined position [Effects of the Invention] As described above, according to this embodiment In a projection exposure apparatus using a step-and-scan method, a stage on which an object to be exposed is mounted and a laser interference generating section for measuring the position of the stage are provided on a member that integrally transports the original and the object to be exposed. Therefore, the position of the stage relative to the original plate can always be measured with high accuracy without being affected by the positional factors of the transfer member.
第１図は、本発明の一実施例に係る投影露光装置の概略
構成図である。
第２図は、同装置〜のレーザ干渉計の構成を示す上面図
である。FIG. 1 is a schematic diagram of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a top view showing the configuration of the laser interferometer of the apparatus.
Claims (1)
査させる為の走査手段上に、原版又は被露光体の少なく
とも２方向の変位検出用レーザ干渉発生部を設置した事
を特徴とする露光装置。(1) A laser interference generator for detecting displacement of the original or the exposed object in at least two directions is installed on the scanning means for scanning the original and the exposed object relative to the exposure means. exposure equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62031862A JPS63199417A (en) | 1987-02-14 | 1987-02-14 | Exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62031862A JPS63199417A (en) | 1987-02-14 | 1987-02-14 | Exposure device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63199417A true JPS63199417A (en) | 1988-08-17 |
Family
ID=12342859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62031862A Pending JPS63199417A (en) | 1987-02-14 | 1987-02-14 | Exposure device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63199417A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03214721A (en) * | 1990-01-19 | 1991-09-19 | Canon Inc | Aligner |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5940532A (en) * | 1982-08-30 | 1984-03-06 | Hitachi Ltd | Projecting exposure and device |
-
1987
- 1987-02-14 JP JP62031862A patent/JPS63199417A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5940532A (en) * | 1982-08-30 | 1984-03-06 | Hitachi Ltd | Projecting exposure and device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03214721A (en) * | 1990-01-19 | 1991-09-19 | Canon Inc | Aligner |
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