JP2000012452A - Exposure equipment - Google Patents
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- 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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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 静止安定性に優れた基準マークを備えた露光
装置を提供する。
【解決手段】 所定のパターンを感光性基板202上に
投影する投影光学系PLと、該基板を上面に載置して投
影光学系の光軸AX(Z)方向、及び光軸に直交するX
Y2次元方向に移動可能な基板ステージ201と、感光
性基板のXY方向の位置合わせ用アラインメント光学系
131〜134と、該光学系のXY方向の位置較正用の
基準マーク141、142とを備え、該基準マークは基
板ステージ上面から所定距離t2 隔てた基板ステージ内
部の所定位置に固設され、基板ステージの光軸AX方向
への移動範囲Tは、感光性基板の厚さt1 と所定の距離
t2 との和以上であるように露光装置は構成されてい
る。基板ステージ上に基板を載せた際、基準マークが基
板に接触せず、また基板ステージを光軸AX方向に移動
させることにより基準マークを合焦できる。
(57) [Summary] (with correction) [PROBLEMS] To provide an exposure apparatus provided with a reference mark excellent in stationary stability. SOLUTION: A projection optical system PL for projecting a predetermined pattern on a photosensitive substrate 202, and an X-axis orthogonal to the optical axis AX (Z) direction of the projection optical system with the substrate mounted on the upper surface and orthogonal to the optical axis.
A substrate stage 201 movable in the Y two-dimensional direction, alignment optical systems 131 to 134 for alignment of the photosensitive substrate in the XY directions, and reference marks 141 and 142 for calibration of the optical systems in the XY directions; the reference mark is fixed at a predetermined position in the substrate stage predetermined distance t 2 from the substrate stage top, moving range T of the optical axis AX direction of the substrate stage, the photosensitive substrate thickness t 1 and predetermined The exposure apparatus is configured so as to be equal to or more than the sum of the distance t 2 . When the substrate is placed on the substrate stage, the reference mark does not contact the substrate, and the reference mark can be focused by moving the substrate stage in the optical axis AX direction.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスや
液晶パネル等の製造に用いられる露光装置に関し、特に
大型の基板を扱うのに適した露光装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal panel, and the like, and more particularly to an exposure apparatus suitable for handling a large substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスや液晶パネル等の製造に
用いられる従来の露光装置では、基板の位置を計測する
アライメント系の位置と原版の位置の較正には、基準マ
ークが用いられる。この基準マークは、通常、基板ステ
ージに載置される感光性基板と干渉しないように、基板
ステージの基板載置領域外に設けられている。しかし特
に大きな、しかも角形の基板に関しては、基準マークを
基板ステージの基板載置領域外に設けると基板ステージ
が大型化し、また基板ステージの移動範囲が大きくなっ
てしまう。そこで、コストを抑えつつ又精度を維持しつ
つステージの大型化を避けるため、基板ステージの基板
を載置する領域内に、上下動する基準マークを設け、そ
の基準マークを必要に応じて上下に動かしてプレートと
の干渉を避けつつ、プレートアライメント系の位置を検
出し、露光装置のいわゆるベースラインを計測し、ある
いは原版の位置を計測している。2. Description of the Related Art In a conventional exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal panel, or the like, a reference mark is used to calibrate a position of an alignment system for measuring a position of a substrate and a position of an original. The reference mark is usually provided outside the substrate mounting area of the substrate stage so as not to interfere with the photosensitive substrate mounted on the substrate stage. However, particularly for a large and rectangular substrate, if the reference mark is provided outside the substrate mounting area of the substrate stage, the substrate stage becomes large and the moving range of the substrate stage becomes large. Therefore, in order to reduce the size of the stage while suppressing costs and maintaining accuracy, a reference mark that moves up and down is provided in the area where the substrate of the substrate stage is placed, and the reference mark is moved up and down as necessary. The position of the plate alignment system is detected while moving to avoid interference with the plate, and the base line of the exposure apparatus is measured, or the position of the original is measured.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】以上のような露光装置
によれば、基準マークを機械的に上下させる機構は、駆
動機構の機械的な精度を高く維持するのが必ずしも容易
ではなく、また基板ステージの限られた空間の中に配置
しなければならず、さらに基準マークを上方に移動し
て、プレートアライメント系や特に複数のレチクル(原
版)上のレチクルマーク等の位置を検出する場合に、各
レチクルの位置とプレートアライメント系の位置とを計
測するに要する時間がかなり大きくなり、基準マーク自
体が上下動する機構であるために、基板ステージの移動
等により力が加わったり、基板ステージの移動等による
熱的な要因を受け、基準マーク自体がドリフトを生じ、
計測値が時間が経てば経つほど変化してしまうと言った
問題があった。According to the above-described exposure apparatus, the mechanism for mechanically raising and lowering the reference mark is not always easy to maintain the mechanical accuracy of the driving mechanism at a high level. When it is necessary to place the stage in the limited space of the stage and move the reference mark upward to detect the position of the plate alignment system and especially the position of the reticle mark on multiple reticles (original), The time required to measure the position of each reticle and the position of the plate alignment system becomes considerably long, and because the reference mark itself moves up and down, force is applied due to movement of the substrate stage, etc. Due to the thermal factors such as, the reference mark itself drifts,
There was a problem that the measurement value changed over time.
【0004】そこで、本発明は静止安定性に優れた基準
マークを備える露光装置を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus provided with a reference mark having excellent static stability.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明による露光装置は、図1に示す
ように、所定のパターンを感光性基板202に投影する
投影光学系PLと;感光性基板202を上面に載置し
て、投影光学系PLの光軸AX方向(Z軸方向)及び光
軸AX方向に直交する2次元方向(XY方向)に移動可
能な基板ステージ201と;感光性基板202の2次元
方向の位置合わせに用いるアライメント光学系131〜
134と;アライメント光学系131〜134の2次元
方向XYの位置の較正を行う基準マーク141、142
とを備え;基準マーク141、142は基板ステージ2
01の上面から所定の距離t2 だけ隔てた基板ステージ
201の内部の所定位置に固設され;基板ステージ20
1の光軸AX方向への移動範囲Tは(図2(a))、感
光性基板202の厚さt1 と所定の距離t2 との和以上
であるように構成されている。In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to the present invention comprises a projection optical system PL for projecting a predetermined pattern onto a photosensitive substrate 202 as shown in FIG. A substrate stage 201 on which the photosensitive substrate 202 is mounted and movable in the optical axis AX direction (Z-axis direction) of the projection optical system PL and in a two-dimensional direction (XY direction) orthogonal to the optical axis AX direction. And alignment optical systems 131 to 131 used for two-dimensional alignment of the photosensitive substrate 202
Reference marks 141 and 142 for calibrating the positions of the alignment optical systems 131 to 134 in the two-dimensional directions XY.
Reference marks 141 and 142 are provided on the substrate stage 2
01 is fixed to a predetermined position inside the substrate stage 201 at a predetermined distance t 2 from the upper surface of the substrate stage 20;
The moving range T in the direction of the optical axis AX 1 (FIG. 2A) is configured to be equal to or greater than the sum of the thickness t 1 of the photosensitive substrate 202 and a predetermined distance t 2 .
【0006】このように構成すると、基準マークは基板
ステージの上面から所定の距離だけ隔てた基板ステージ
の内部の所定位置に固設されているので、基準マークは
基板ステージの上面から沈ませて設けられていることに
なり、基板ステージ上に基板を載せたときに、基準マー
クが基板に接触しない。したがって基準マークと基板が
お互いに傷つけ合うことがない。また典型的には、基準
マークは基板ステージの感光性基板を載置する領域内に
設けられるが、その場合は大型基板を載せる基板ステー
ジを比較的小さく形成することができる。According to this structure, the reference mark is fixed at a predetermined position inside the substrate stage at a predetermined distance from the upper surface of the substrate stage. That is, the reference mark does not contact the substrate when the substrate is placed on the substrate stage. Therefore, the reference mark and the substrate do not damage each other. Also, typically, the reference mark is provided in a region of the substrate stage on which the photosensitive substrate is placed. In this case, the substrate stage on which a large substrate is placed can be formed relatively small.
【0007】また、基板ステージの光軸方向への移動範
囲Tは、感光性基板の厚t1 さと所定の距離t2 との和
以上であるように構成されているので、基板ステージ上
に基板が載置されていないときに、基板ステージを光軸
方向に移動させることにより、基板が載置されたとした
ときの基板表面位置に、即ち露光面の高さに基準マーク
を一致させることができる。したがって、プレートアラ
イメント系のベースラインや原版の位置を計測しようと
するときに、基板ステージに沈ませて設けられた基準マ
ークを合焦された状態に置くことができる。The moving range T of the substrate stage in the direction of the optical axis is configured to be equal to or greater than the thickness t 1 of the photosensitive substrate and a predetermined distance t 2. By moving the substrate stage in the optical axis direction when is not mounted, the reference mark can be matched to the substrate surface position when the substrate is assumed to be mounted, that is, the height of the exposure surface. . Therefore, when the position of the base line or the original plate of the plate alignment system is to be measured, the reference mark provided on the substrate stage can be kept in focus.
【0008】上記露光装置では、請求項2に記載のよう
に、基準マーク141は、少なくとも露光光に対して透
過可能な位相型パターン(図9)で形成されているもの
としてもよい。In the above-described exposure apparatus, the reference mark 141 may be formed in a phase pattern (FIG. 9) that can transmit at least the exposure light.
【0009】このときは、基準マークは露光光に対して
透過可能な位相型パターンで形成されているので、アラ
イメント光に対する反射光を発生する一方、露光光に対
する反射光を低くすることができる。In this case, since the reference mark is formed of a phase pattern that can transmit the exposure light, the reflection light for the alignment light can be generated while the reflection light for the exposure light can be reduced.
【0010】以上の露光装置では、請求項3に記載のよ
うに、情報保存手段207を備えるようにしてもよく、
このときは、情報手段保存手段207に保存された感光
性基板の厚さt1 と所定の距離t2 との和に関する情報
を利用して、基板ステージをZ方向に移動して基準マー
クを投影光学系の合焦位置に合わせることができる。In the above exposure apparatus, the information storage means 207 may be provided.
At this time, using the information on the sum of the thickness t 1 of the photosensitive substrate and the predetermined distance t 2 stored in the information storage unit 207, the substrate stage is moved in the Z direction to project the reference mark. It can be adjusted to the focus position of the optical system.
【0011】上記目的を達成するために、請求項4に係
る発明による露光装置は、図1に示すように、所定のパ
ターンを感光性基板202に投影する投影光学系PL
と;感光性基板202を上面に載置して、投影光学系P
Lの光軸AX方向(Z方向)に直交する2次元方向XY
に移動可能な基板ステージ201と;感光性基板202
の2次元方向(XY方向)の位置合わせに用いるアライ
メント光学系131〜134と;アライメント光学系1
31〜134の2次元方向の位置の較正を行う基準マー
ク141、142とを備え;基準マーク141、142
は基板ステージ201の上面から所定の距離t2 、t3
(図2(a)、図11)だけ隔てた基板ステージ201
の内部の所定位置に固設され;基準マーク141、14
2の露光光に対する表面反射率が20%以下であること
を特徴とする。In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to a fourth aspect of the present invention provides a projection optical system PL for projecting a predetermined pattern onto a photosensitive substrate 202 as shown in FIG.
With the photosensitive substrate 202 placed on the upper surface and the projection optical system P
Two-dimensional direction XY orthogonal to the optical axis AX direction (Z direction) of L
Stage 201 which can be moved to the photosensitive substrate 202;
Alignment optical systems 131 to 134 used for alignment in two-dimensional directions (XY directions); alignment optical system 1
Reference marks 141 and 142 for calibrating the two-dimensional positions of 31 to 134;
Are predetermined distances t 2 and t 3 from the upper surface of the substrate stage 201
Substrate stage 201 separated by (FIGS. 2A and 11)
Fixed at a predetermined position inside the reference mark;
2 has a surface reflectance of 20% or less with respect to exposure light.
【0012】このように構成すると、基準マークの露光
光に対する表面反射率が20%以下であるので、基板を
透過した露光光が基準マークで反射しても基板の感光層
に悪影響を与えることがない。With this configuration, since the surface reflectance of the reference mark with respect to the exposure light is 20% or less, even if the exposure light transmitted through the substrate is reflected by the reference mark, it may adversely affect the photosensitive layer of the substrate. Absent.
【0013】上記目的を達成するために、請求項5に係
る発明による露光装置は、図1に示すように、所定のパ
ターンを感光性基板202に投影する投影光学系PL
と;感光性基板202を上面に載置して、投影光学系P
Lの光軸AX方向(Z方向)に直交する2次元方向(X
Y方向)に移動可能な基板ステージ201と;感光性基
板202の2次元方向の位置合わせに用いるアライメン
ト光学系131〜134と;アライメント光学系131
〜134の2次元方向の位置の較正を行う基準マーク1
41、142とを備え;基準マーク141、142は基
板ステージ201の感光性基板202を載置する領域内
に、かつ基板ステージ201の上面から所定の距離
t2 、t3 (図2(a)、図11)だけ基板ステージ2
01の内部側に沈ませて、基板ステージ201に固設さ
れ;基準マーク141、142は透明な基準板141
a、142aの表面に形成されており、アライメト系1
31〜134により位置合わせを行うのに使用するアラ
イメント光に対する、基準マーク141、142の表面
反射率が8%以上である。In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to a fifth aspect of the present invention provides a projection optical system PL for projecting a predetermined pattern onto a photosensitive substrate 202 as shown in FIG.
With the photosensitive substrate 202 placed on the upper surface and the projection optical system P
The two-dimensional direction (X) orthogonal to the optical axis AX direction (Z direction) of L
A substrate stage 201 movable in the Y direction); alignment optical systems 131 to 134 used for two-dimensional alignment of the photosensitive substrate 202;
Mark 1 for calibrating two-dimensional positions of
Reference marks 141 and 142 are provided in the region of the substrate stage 201 where the photosensitive substrate 202 is placed and at predetermined distances t 2 and t 3 from the upper surface of the substrate stage 201 (FIG. 2A). 11) only substrate stage 2
01 and fixed to the substrate stage 201; the reference marks 141 and 142 are provided on a transparent reference plate 141.
a, 142a formed on the surface of the alignment system 1
The reference marks 141 and 142 have a surface reflectance of 8% or more with respect to the alignment light used for performing alignment by 31 to 134.
【0014】基準マークは透明な基準板の表面に形成さ
れているので、アライメント光は基準板の表面を透過し
て裏面で反射して戻ってくるが、基準マークの表面反射
率が8%以上であるので、基準板の表面の反射光と裏面
の反射光とを合わせた光の強度よりも基準マークの反射
光の方が大きくなり、基準マークの識別が容易にでき
る。Since the reference mark is formed on the surface of the transparent reference plate, the alignment light transmits through the front surface of the reference plate and is reflected by the back surface and returns. However, the surface reflectance of the reference mark is 8% or more. Therefore, the reflected light of the reference mark is greater than the intensity of the combined light reflected on the front surface and the light reflected on the rear surface of the reference plate, and the reference mark can be easily identified.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複
した説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0016】図1は、本発明による実施の形態である露
光装置の構成概略を示す斜視図であり、図2は、図1の
露光装置を一部断面した側面図である。図1において、
照明光学系100が、パターンの形成された原版である
レチクル121を垂直上方から照明するように配置され
ている。レチクル121はレチクルテーブル206上に
載置される(図2)。レチクルテーブル206の下方に
は投影光学系である投影レンズ系PLが配置されてお
り、その下方には、感光性基板であるプレート202が
その表面が投影レンズ系PLに関してレチクルと共役な
位置に置かれるように、それを載置する基板ステージ2
01が配置されている。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the exposure apparatus shown in FIG. In FIG.
The illumination optical system 100 is arranged so as to illuminate a reticle 121, which is an original on which a pattern is formed, from vertically above. Reticle 121 is placed on reticle table 206 (FIG. 2). A projection lens system PL, which is a projection optical system, is disposed below the reticle table 206. A plate 202, which is a photosensitive substrate, is placed below the reticle table 206 at a position whose surface is conjugate with the reticle with respect to the projection lens system PL. Substrate stage 2 on which to place it
01 is arranged.
【0017】レチクルテーブル206の上方には、レチ
クルの位置を定めるためのレチクルアライメント系11
3が、投影レンズ系PL乃至は露光装置に対して固定的
に設けられている。Above reticle table 206, reticle alignment system 11 for determining the position of the reticle
3 is provided fixedly with respect to the projection lens system PL or the exposure apparatus.
【0018】ここで、投影レンズ系PLの光軸AXの方
向にZ軸、それに直交する平面内にXY直角座標系をと
るものとする。X軸方向、Y軸方向(適宜それぞれX方
向、Y方向とも呼ぶ)が本発明の二次元方向である。Here, it is assumed that the Z axis is in the direction of the optical axis AX of the projection lens system PL, and the XY rectangular coordinate system is in a plane orthogonal to the Z axis. The X-axis direction and the Y-axis direction (also referred to as the X direction and the Y direction, respectively) are the two-dimensional directions of the present invention.
【0019】また、基板ステージ201のZ軸方向(適
宜Z方向とも呼ぶ)上方には1以上の例えば4個の基板
(プレート)アライメント系131〜134(図1では
134は投影レンズ系PLの陰に隠れて図示されていな
い)が、投影レンズ系PLに対して固定的に配置されて
いる。プレートアライメント系4個は、この装置で露光
されるべき例えば4角形のプレートの4隅近傍に位置す
るように配置される。In addition, one or more, for example, four substrate (plate) alignment systems 131 to 134 (in FIG. 1, reference numeral 134 denotes a shadow of the projection lens system PL) above the substrate stage 201 in the Z-axis direction (also referred to as Z direction as appropriate). (Not shown in the figure) is fixedly arranged with respect to the projection lens system PL. The four plate alignment systems are arranged so as to be located near four corners of, for example, a square plate to be exposed by this apparatus.
【0020】さらに、図2(a)の拡大図に示すよう
に、基板ステージ201の上面からZ方向に所定の距離
である僅かな距離t2 だけ沈ませた、基板ステージ20
1の内部の位置には、1以上例えば2個の基準マーク1
41、142が固設されている。また、図2に示される
基板駆動装置205による基板ステージ201のZ軸方
向への移動可能範囲Tは、プレート202の厚さt
1 と、前記のような基板ステージ201の上面から僅か
に沈ませた距離t2 との和以上であるように構成されて
いる。Further, as shown in the enlarged view of FIG. 2A, the substrate stage 20 is sunk from the upper surface of the substrate stage 201 by a predetermined distance t 2 which is a predetermined distance in the Z direction.
In the position inside 1, one or more, for example, two reference marks 1
41 and 142 are fixedly provided. The movable range T of the substrate stage 201 in the Z-axis direction by the substrate driving device 205 shown in FIG.
1, and is configured to be greater than or equal to the sum of the distance t 2 which has sunk slightly from the top surface of the substrate stage 201 as described above.
【0021】照明光学系100は、光源である超高圧水
銀ランプ101、反射鏡102、コリメートレンズ10
3、オプチカルインテグレータ104、ハーフミラー1
07、リレーレンズ108、レチクルブラインド10
9、レチクルブラインド結像光学系110、及び反射鏡
111、コンデンサレンズ112(図2)をこの順に配
列して含み構成されている。このようにして、コンデン
サレンズ112を介した照明光により、レチクルテーブ
ル206上に載置されるレチクル121が一様に照明さ
れるようになっている。The illumination optical system 100 includes an ultra-high pressure mercury lamp 101 as a light source, a reflecting mirror 102, and a collimating lens 10.
3. Optical integrator 104, half mirror 1
07, relay lens 108, reticle blind 10
9, a reticle blind imaging optical system 110, a reflecting mirror 111, and a condenser lens 112 (FIG. 2) arranged in this order. In this way, the reticle 121 placed on the reticle table 206 is uniformly illuminated by the illumination light via the condenser lens 112.
【0022】また、投影レンズ系PLと基板ステージ2
01との間には、基板ステージ201を投影レンズ系P
Lの合焦位置に合わせるための、斜め入射型のオートフ
ォーカス系204が設けられている。The projection lens system PL and the substrate stage 2
01, the substrate stage 201 is connected to the projection lens system P.
An oblique incidence type autofocus system 204 for adjusting the focus position to L is provided.
【0023】また、基板ステージ201には、図2に示
されるように、Z方向駆動系205が取り付けられてお
り、Z方向駆動系205に電気的に接続された制御装置
208により適切なZ方向位置に駆動され設定されるよ
うになっている。さらに、制御装置208には、情報保
存手段207(図1)が電気的に接続されている。情報
保存手段207には、この露光装置で露光されるべきプ
レートの厚さt1 と基準マーク141の基板ステージ上
面からの沈み込み距離t2 との和が記憶保存されてい
る。As shown in FIG. 2, a Z-direction driving system 205 is attached to the substrate stage 201, and an appropriate Z-direction driving system 205 is electrically connected to the Z-direction driving system 205 by a controller 208. The position is driven and set. Further, the information storage means 207 (FIG. 1) is electrically connected to the control device 208. The information storage unit 207 stores and stores the sum of the thickness t 1 of the plate to be exposed by the exposure apparatus and the sink distance t 2 of the reference mark 141 from the upper surface of the substrate stage.
【0024】制御装置208は、随時情報保存手段20
7から情報を呼び出し、その値だけ基板ステージ201
をZ方向駆動系205により上下に駆動して、プレート
202が基板ステージ201上に載置され露光しようと
いうときには、プレート202の露光面に投影レンズ系
PLを合焦し、プレート202が基板ステージ201上
に載置されておらず、基準マーク141により、プレー
トアライメント系のベースラインを計測したり、レチク
ルの位置を計測しようとするときは、基準マーク141
に投影レンズ系PLを合焦することができる。The control device 208 is provided with the information storage means 20 as needed.
7, information is called from the substrate stage 201 by that value.
Is driven up and down by the Z-direction drive system 205, and when the plate 202 is placed on the substrate stage 201 and exposure is to be performed, the projection lens system PL is focused on the exposure surface of the plate 202 and the plate 202 is When the reference mark 141 is not placed on the top and the reference mark 141 is used to measure the baseline of the plate alignment system or to measure the position of the reticle, the reference mark 141 is used.
Can be focused on the projection lens system PL.
【0025】ここで、情報保存手段207は制御装置2
08に一体的に組み込まれていてもよい。Here, the information storage means 207 is the control device 2
08 may be integrally incorporated.
【0026】さらに、図2に示されるように、基準マー
ク141の下方、基板ステージ201の内部には、基板
ステージ201の上面にほぼ45度の角度をもって反射
鏡172が、反射鏡172により基板ステージ201の
上面に平行に偏向された光路中にはリレーレンズ171
が、さらにその先の光路中にはライトガイドファイバ3
03の端面が配置されている。即ち、基準マーク141
よりも下方には、アライメント光学系131〜134、
又はレチクル121の位置の較正の少なくとも一方を行
うための、受光光学系又はその一部が基板ステージ20
1に埋設されている。Further, as shown in FIG. 2, below the reference mark 141, inside the substrate stage 201, a reflecting mirror 172 is formed at an angle of approximately 45 degrees on the upper surface of the substrate stage 201, In the optical path deflected in parallel to the upper surface of 201, a relay lens 171 is provided.
However, the light guide fiber 3
03 end faces are arranged. That is, the reference mark 141
Below, alignment optical systems 131-134,
Alternatively, the light receiving optical system or a part thereof for performing at least one of the calibration of the position of the reticle 121 is provided on the substrate stage 20.
It is buried in 1.
【0027】一方、照明光学系100内の反射鏡102
とコリメートレンズ103との間には、光源101から
の光をコリメートレンズ103の方へ、即ちメイン照明
光路へと導くか、ライトガイドファイバ303の方に導
くか切り替えることができる、シャッター301が設け
られている。On the other hand, the reflecting mirror 102 in the illumination optical system 100
A shutter 301 is provided between the light source 101 and the collimating lens 103 so that the light from the light source 101 can be switched to the collimating lens 103, that is, to the main illumination optical path or to the light guide fiber 303. Have been.
【0028】ライトガイドファイバ303の、リレーレ
ンズ171側とは反対側の端面は、集光レンズ302を
介してシャッター301に対向している。The end surface of the light guide fiber 303 opposite to the relay lens 171 faces the shutter 301 via the condenser lens 302.
【0029】基準マーク142についても同様な光学系
が基板ステージ201中に埋設されている。For the reference mark 142, a similar optical system is embedded in the substrate stage 201.
【0030】また、基板ステージ201の端部には、基
板ステージ201のXY方向の位置を計測する干渉計2
03のための移動鏡203aが固設されている。図2に
は、X方向の位置計測の干渉計しか図示されていない
が、Y方向用の干渉計も備えられている。An interferometer 2 for measuring the position of the substrate stage 201 in the X and Y directions is provided at the end of the substrate stage 201.
A moving mirror 203a for the camera 03 is fixed. Although FIG. 2 shows only an interferometer for position measurement in the X direction, an interferometer for the Y direction is also provided.
【0031】さらに、図2に示されるように、基板ステ
ージ201には側面に、プレートステージ201のZ方
向の変位を計測する変位計測系、例えばエンコーダーや
ポテンショ等の計測系を組み込んだZ方向駆動系205
が備えられている。Z方向駆動系205により、プレー
トステージ201を、予め計測されたZ軸方向の変位の
位置に移動させることができるようになっている。Further, as shown in FIG. 2, the substrate stage 201 has on its side a displacement measuring system for measuring the displacement of the plate stage 201 in the Z direction, for example, a Z-direction drive incorporating a measuring system such as an encoder or a potentiometer. System 205
Is provided. By the Z-direction drive system 205, the plate stage 201 can be moved to a position of displacement measured in the Z-axis direction in advance.
【0032】基板ステージ201のZ方向への移動は、
図2の例では、基板ステージ201の上半分と下半分と
が、Y軸に平行な軸を含む、Z方向軸に対して傾斜した
斜面で分離されており、その分離面にニードルベアリン
グ201bが挟まった構造により行われる。ニードルベ
アリング201bの代わりに、前記斜面に加圧された空
気を吹き込み、ミクロンオーダーの隙間をもって、両斜
面が相対的に面に平行に滑動する気体ベアリングを用い
てもよい。ここで、基板ステージ201の下半分がX方
向に駆動されると、上半分が上下に移動する。The movement of the substrate stage 201 in the Z direction is as follows.
In the example of FIG. 2, the upper half and the lower half of the substrate stage 201 are separated by a slope inclined with respect to the Z direction axis, including an axis parallel to the Y axis, and the needle bearing 201 b is provided on the separation surface. It is performed by a sandwiched structure. Instead of the needle bearing 201b, a gas bearing may be used in which pressurized air is blown into the slope and both slopes slide relatively parallel to the plane with a gap on the order of microns. Here, when the lower half of the substrate stage 201 is driven in the X direction, the upper half moves up and down.
【0033】このような構成において、レチクル121
上のパターンをプレート202上に露光する場合には、
超高圧水銀ランプ等の光源101の光を露光用の波長
(例えばg線、h線、i線)に不図示の干渉フィルタ等
により選択し、照明光学系100を介して、レチクル1
21を照明し、レチクル121上のパターンは、投影レ
ンズ系PLにより、プレート202上(図1では点線で
図示)に転写される。In such a configuration, the reticle 121
When exposing the above pattern on the plate 202,
The light of a light source 101 such as an ultra-high pressure mercury lamp is selected to have a wavelength for exposure (for example, g-line, h-line, i-line) by an interference filter or the like (not shown).
21 is illuminated, and the pattern on the reticle 121 is transferred onto the plate 202 (shown by a dotted line in FIG. 1) by the projection lens system PL.
【0034】この露光動作を複数の例えば4枚のレチク
ル121〜124を用いて、継ぎ露光を行うことによ
り、大型の液晶パネルが形成される。A large liquid crystal panel is formed by performing joint exposure using this exposure operation using a plurality of reticles 121 to 124, for example.
【0035】ここで、ベースラインについて説明する。
一般に、露光装置の基準位置は、ステージ201上に配
置した基準マーク141により定められ、その基準マー
ク141により、投影レンズ系PLを通してレチクル1
21のアライメントマークRM11等(図3)と照合さ
れ、ステージ座標系における投影レンズ系PLを介した
レチクル121の位置を求める。更に、プレート202
に露光する際に、2層目以上には、1層目に露光された
プレートの位置を検出するためプレートアライメント系
131〜134を用いるが、基準マーク141を用い
て、そのプレートアライメント系131〜134の位置
を、ステージ座標系における座標値で求める。このよう
にして求めた、座標値がいわゆる露光装置のベースライ
ンである。一般には露光前に上記工程を経て、露光装置
のステージ201上に搬入されたプレートに対して位置
合わせを行い、上記ベースラインの値を用いて位置合わ
せし、2層目以降の露光を開始する。Here, the baseline will be described.
Generally, the reference position of the exposure apparatus is determined by a reference mark 141 disposed on the stage 201, and the reference mark 141 allows the reticle 1 to pass through the projection lens system PL.
The position of the reticle 121 via the projection lens system PL in the stage coordinate system is obtained by collating with the alignment mark RM11 and the like (FIG. 3). Further, the plate 202
In the second exposure, the plate alignment systems 131 to 134 are used to detect the position of the plate exposed to the first layer in the second and subsequent layers. The position of 134 is determined by a coordinate value in the stage coordinate system. The coordinate value thus obtained is a so-called baseline of the exposure apparatus. Generally, before the exposure, the above-described process is performed, and the position of the plate loaded on the stage 201 of the exposure apparatus is adjusted, the alignment is performed using the value of the baseline, and the exposure of the second and subsequent layers is started. .
【0036】図1、図2に示される本発明の実施の形態
である露光装置の、ベースラインを計測する際の操作方
法を説明する。まず、プレート202がプレートステー
ジ201上に載置されていない状態で、プレートステー
ジ201を予め計測されたZ軸方向の変位の位置に、Z
方向駆動系205により移動させる。An operation method for measuring the baseline of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described. First, in a state where the plate 202 is not placed on the plate stage 201, the plate stage 201 is moved to a position of displacement measured in the Z-axis direction in advance.
It is moved by the direction drive system 205.
【0037】このZ軸方向の変位の位置は、装置の組立
ての時に常数的に扱われ、基準マーク141、142の
面が、ほぼ投影レンズ系PLの焦点面になるように設定
された量で、プレートステージ201を駆動させる。但
し、投影レンズ系PLの照射によるピント位置の変化や
大気圧変動によるピント位置の変化、更には、投影レン
ズ系PL内にある倍率可変機構を動作したときのピント
位置の変化等は、その常数に加えられる形で補正されて
いる。The position of the displacement in the Z-axis direction is treated as a constant at the time of assembling the apparatus, and is an amount set so that the surfaces of the reference marks 141 and 142 substantially coincide with the focal plane of the projection lens system PL. Then, the plate stage 201 is driven. However, a change in the focus position due to irradiation of the projection lens system PL, a change in the focus position due to a change in atmospheric pressure, and a change in the focus position when the magnification varying mechanism in the projection lens system PL is operated are constants thereof. Has been corrected in the form added to.
【0038】ここで、図1に示されるように基準マーク
を141、142と2つ設けて、両者の間隔を4個のプ
レートアライメント系のいずれか2個、例えば図示のよ
うに132と133、131と134の間隔とほぼ同一
になるように配置すれば、ベースラインを計測する際
に、基板ステージをX、Y方向に動かすストロークを小
さくすることができ、ひいてはステージ201の大型化
を避けることができる。Here, as shown in FIG. 1, two fiducial marks 141 and 142 are provided, and the distance between them is set to any two of the four plate alignment systems, for example, 132 and 133 as shown in FIG. By arranging them so as to be substantially the same as the interval between 131 and 134, it is possible to reduce the stroke of moving the substrate stage in the X and Y directions when measuring the baseline, and thus avoid increasing the size of the stage 201. Can be.
【0039】次に、基準マーク141、142のうち、
例えば先ず141が正確に投影レンズ系PLの焦点面に
くるようにオートフォーカス系204により基準マーク
141を計測し、正確に投影レンズ系PLの焦点面にプ
レートステージ201を設定する。Next, of the reference marks 141 and 142,
For example, first, the reference mark 141 is measured by the auto-focus system 204 so that the focal point of the projection lens system PL is accurately set, and the plate stage 201 is accurately set on the focal plane of the projection lens system PL.
【0040】ここで、プレートステージ201の変位計
測系とオートフォーカス系204の2つの変位計測系を
用いているのは、例えば、通常の露光が終了し、次の層
の露光準備の時に、まず露光を完了したプレート202
をアンロードし、更に、次に露光を開始するためのレチ
クル122をレチクルチェンジャーにセットするために
要する時間の間に、並行してプレートステージ201を
基準マーク141の合焦位置に設定するためである。Here, the two displacement measurement systems, the displacement measurement system of the plate stage 201 and the autofocus system 204, are used, for example, when the normal exposure is completed and the next layer is prepared for exposure. Plate 202 that has been exposed
To set the plate stage 201 to the in-focus position of the reference mark 141 in parallel during the time required to set the reticle 122 for starting exposure next to the reticle changer. is there.
【0041】次に、基準マーク141によるベースライ
ン計測に関して、図2、図3、図4を参照して説明す
る。まず、レチクルテーブル206上にレチクル121
を載置し、レチクル121の所定の位置2個所に十字の
スリットマークRA1、RA2(図3)よりなるレチク
ルアライメントマークをレチクルアライメント系113
によって検出し、レチクルアライメント系113の不図
示の基準スリットに対してレチクルテーブル206を移
動させてレチクルアライメントマークRA11、RA1
2を合わせ込む。Next, the baseline measurement using the reference mark 141 will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. First, the reticle 121 is placed on the reticle table 206.
Is mounted on the reticle 121, and a reticle alignment mark composed of cross slit marks RA1 and RA2 (FIG. 3) is formed at two predetermined positions on the reticle 121 by the reticle alignment system 113.
Reticle alignment marks RA11 and RA1 by moving reticle table 206 with respect to a reference slit (not shown) of reticle alignment system 113.
Fit 2
【0042】続いて、基準マーク141を用いて、レチ
クルテーブル206にセットされたレチクル121のほ
ぼ4隅に配置された位置合わせマークRM11〜RM1
4(図3)の位置を計測する。Subsequently, using the reference marks 141, the alignment marks RM11 to RM1 arranged at substantially four corners of the reticle 121 set on the reticle table 206.
4 (FIG. 3) is measured.
【0043】次に基準マーク142にオートフォーカス
系204によりオートフォーカスをかけて、基準マーク
142を投影レンズ系PLの合焦面に一致するようにプ
レートステージ201をZ軸方向に移動させ、基準マー
ク141を用いて計測したレチクル121のマークRM
11〜RM14の位置を計測する。Next, the reference mark 142 is auto-focused by the auto-focus system 204, and the plate stage 201 is moved in the Z-axis direction so that the reference mark 142 coincides with the focal plane of the projection lens system PL. Mark RM of reticle 121 measured using 141
The positions of 11 to RM14 are measured.
【0044】この計測は、メイン照明系100の光路内
に配置されたシャッター301にて反射した光をライト
ガイドファイバー303に導き、更に基板ステージ20
1内部に埋設された基準マーク照明系171、172を
介して、基準マーク142を照明する。照明光は、不図
示の干渉フィルタ等により、露光波長に選択されてい
る。In this measurement, the light reflected by the shutter 301 arranged in the optical path of the main illumination system 100 is guided to the light guide fiber 303,
The reference mark 142 is illuminated via reference mark illumination systems 171 and 172 embedded inside the reference mark 142. The illumination light is selected at an exposure wavelength by an interference filter (not shown) or the like.
【0045】照明された基準マーク142の像は、投影
レンズ系PLを介して、レチクル121上の位置合わせ
マークRM11〜RM14上に結像する。更に、レチク
ル121の位置合わせマークRM11〜RM14を透過
した光は、照明光学系100の一部を介して、照明光学
系100内のハーフミラー107により反射され、フォ
トマル等の光電変換素子105にて受光される。The illuminated image of the reference mark 142 is formed on the alignment marks RM11 to RM14 on the reticle 121 via the projection lens system PL. Further, the light transmitted through the alignment marks RM11 to RM14 of the reticle 121 is reflected by a half mirror 107 in the illumination optical system 100 through a part of the illumination optical system 100, and is reflected on a photoelectric conversion element 105 such as a photomultiplier. Received.
【0046】ここで、基準マーク142のパターンとレ
チクル121の位置合わせマークRM11〜RM14
は、例えば、図4(a)(b)に示されているようなス
リットマークであり、ステージ201を走査することに
より受光素子105で検出される信号は、図4(c)の
ようにピークを有する左右対称のカーブを描き、例えば
ある信号レベル値で走査方向に切ったスライスレベルに
よる中点検出等を行うことにより、プレートステージ2
01の干渉計203にて各レチクル121〜124の位
置合わせマークRM11〜RM14等に対応した基板ス
テージ201の座標を計測することができる。Here, the pattern of the reference mark 142 and the alignment marks RM11 to RM14 of the reticle 121 are set.
Is a slit mark as shown in FIGS. 4A and 4B, for example, and a signal detected by the light receiving element 105 by scanning the stage 201 has a peak as shown in FIG. By drawing a bilaterally symmetric curve having, for example, a midpoint detection based on a slice level cut in the scanning direction at a certain signal level value, the plate stage 2
The coordinates of the substrate stage 201 corresponding to the alignment marks RM11 to RM14 of the reticles 121 to 124 can be measured by the interferometer 203 of No. 01.
【0047】こうして基準マーク141、及び基準マー
ク142で計測されたレチクル121の位置合わせマー
クRM11〜RM14を用いて、基準マーク141と基
準マーク142の相対的な位置を計測したことになる。Thus, the relative positions of the reference mark 141 and the reference mark 142 are measured using the alignment marks RM11 to RM14 of the reticle 121 measured by the reference mark 141 and the reference mark 142.
【0048】次にプレートアライメント系131、13
2の位置を基準マーク141を用いて計測し、更に、基
準マーク142を用いてプレートアライメント系13
3、134の位置を計測する。この計測は、通常プレー
ト202のアライメントを行うマークと同様なマークを
基準マーク141、142に配置しておけば、例えば、
画像処理、レーザ光による回折光検出等の通常の信号処
理を行うことにより、プレートアライメント系131〜
134の位置を計測することができる。Next, plate alignment systems 131 and 13
2 is measured using the reference mark 141, and further, using the reference mark 142, the plate alignment system 13 is measured.
The positions of 3, 134 are measured. This measurement can be performed, for example, by arranging marks similar to the marks for performing alignment of the plate 202 on the reference marks 141 and 142, for example.
By performing normal signal processing such as image processing and detection of diffracted light by laser light, the plate alignment systems 131 to 131 can be used.
The position of 134 can be measured.
【0049】この時、基準マーク141でプレートアラ
イメント系131〜134の位置を計測するためには、
プレートアライメントを実行するアライメント波長を用
いる。このとき、基準マーク141のパターン部とそう
でない部分とで、2倍程度の信号強度差が得られれば、
計測精度にあまり影響しないため、パターン無しの部分
の反射光は、ガラス面とすれば約4%の反射光がノイズ
として計測され、これに対して、パターン部は2倍以上
の8%以上の反射率を有することとするのが望ましい。
8%以上または8%を越える反射率とすれば、ガラス面
を透過してガラス内部で反射して戻って来る光を考慮し
ても計測精度は維持できる。10%以上とすればさらに
好ましい。At this time, in order to measure the positions of the plate alignment systems 131 to 134 using the reference mark 141,
An alignment wavelength for performing plate alignment is used. At this time, if a signal intensity difference of about twice is obtained between the pattern portion of the reference mark 141 and the portion that is not,
Since there is little influence on the measurement accuracy, about 4% of the reflected light of the portion without the pattern is measured as noise when the surface is a glass surface, whereas the reflected light of the pattern portion is more than twice that of 8% or more. It is desirable to have reflectivity.
If the reflectance is 8% or more or exceeds 8%, the measurement accuracy can be maintained even in consideration of the light transmitted through the glass surface, reflected inside the glass, and returned. More preferably, the content is 10% or more.
【0050】または、基準板の表面反射率の2倍以上
の、あるいは2倍を越える反射率とするものとしてもよ
い。Alternatively, the reflectance may be twice or more the surface reflectance of the reference plate or more than twice.
【0051】以上より、レチクル121とプレートアラ
イメント系131〜134の相対位置、いわゆるベース
ラインを計測したことになる。ここで、レチクル121
の位置合わせマークRM11〜RM14を4点計測して
いるのは、計測点を増すことにより基準マーク141と
基準マーク142の相対位置を正確に求めるためで、原
理的には少なくとも1点あれば良い。From the above, the relative position between the reticle 121 and the plate alignment systems 131 to 134, that is, the so-called base line is measured. Here, reticle 121
The four alignment marks RM11 to RM14 are measured to accurately determine the relative position between the reference mark 141 and the reference mark 142 by increasing the number of measurement points. In principle, at least one point is sufficient. .
【0052】次に、レチクル121をレチクル122
(図7)と交換し、まず、レチクル121と同じ位置に
なるようにレチクルアライメント系113でレチクルア
ライメントマークRA21、RA22を用いて、レチク
ル122の位置合わせを行う。Next, the reticle 121 is
First, the reticle 122 is aligned with the reticle alignment system 113 using the reticle alignment marks RA21 and RA22 so as to be at the same position as the reticle 121 (FIG. 7).
【0053】続いて、レチクル122のレチクル位置合
わせマークRM21〜RM24を基準マーク141を用
いて計測する。これにより、レチクル121に対するレ
チクル122の相対位置を求めることができる。Subsequently, the reticle alignment marks RM21 to RM24 of the reticle 122 are measured using the reference mark 141. Thus, the relative position of reticle 122 with respect to reticle 121 can be obtained.
【0054】例えば、レチクル122が基準マーク14
1を用いて計測した結果、レチクル121に対して、X
方向にδシフトした位置が最適であると求められれば、
先に挙げたレチクルアライメント系113とレチクル1
22のレチクルアライメントマークRM21〜RM24
を用いて、δだけずらしてレチクル122をセットすれ
ば良いことがわかる。For example, when the reticle 122 is
As a result of measurement using reticle 1, X
If the position shifted by δ in the direction is determined to be optimal,
Reticle alignment system 113 and reticle 1 listed above
22 reticle alignment marks RM21 to RM24
It can be seen that the reticle 122 should be set with a shift of δ using.
【0055】同様にして、レチクル123、レチクル1
24について計測すれば、各レチクルのレチクル121
に対する位置ずれを求めることができる。こうしてレチ
クル121〜124までを用いて4つのレチクルで継ぎ
目が最小になるようにする各レチクルの位置が求まるこ
とになる。Similarly, reticle 123 and reticle 1
24, the reticle 121 of each reticle
Can be obtained. In this way, the position of each reticle that minimizes the seam with the four reticles using the reticles 121 to 124 is determined.
【0056】次に各計測されたレチクル121〜124
を用いて露光動作に入る。まず、ベースライン計測が完
了と同時に、予め設定されている量だけ、ステージ20
1のZ方向変位を計測するポテンショ等によりプレート
ステージ201を下げる。このとき、保存手段207に
保存されている(このとき露光しようとする)感光性プ
レートの厚さt1 と基準マーク141の沈み量t2 との
和を、情報保存手段207から制御装置208に呼び出
し、その分だけ基板ステージ201をZ方向に下げれば
よい。基板ステージ201のZ方向移動可能量Tは、プ
レートの厚さt 1 と基準マーク141の沈み量t2 との
和以上に構成されているので、このような移動制御が可
能である。Next, each of the measured reticles 121 to 124
To start the exposure operation. First, complete the baseline measurement.
At the same time, the stage 20 is moved by the preset amount.
1. Plate with potentiometer to measure Z direction displacement
Lower the stage 201. At this time, the storage means 207
Stored (at this time, exposure) photosensitive
Rate thickness t1And the sink amount t of the reference mark 141TwoWith
The sum is called from the information storage means 207 to the control device 208.
If the substrate stage 201 is lowered in the Z direction
Good. The movable amount T of the substrate stage 201 in the Z direction is
Rate thickness t 1And the sink amount t of the reference mark 141TwoWith
This movement control is possible because the
Noh.
【0057】プレートの厚さt1 と基準マーク141の
沈み量t2 との和のデータは、種々のプレートの厚さに
対応する値として、情報保存手段207に保存してお
き、露光しようとする該当のプレートに対応するデータ
を呼び出して用いればよい。The sum data of the plate thickness t 1 and the sinking amount t 2 of the reference mark 141 is stored in the information storage means 207 as values corresponding to various plate thicknesses, and exposure is performed. The data corresponding to the corresponding plate may be called and used.
【0058】更に、露光を行うためのプレート202を
ステージ201上に搬入するための位置にプレートステ
ージ201を移動させ、プレート202を載置する。Further, the plate stage 201 is moved to a position where the plate 202 for performing exposure is carried onto the stage 201, and the plate 202 is placed.
【0059】プレート202を載置した状態でオートフ
ォーカス系204を用いてオートフォーカスをかけ、プ
レート202の表面を投影レンズ系PLの焦点位置に設
定する。ここで、プレートステージ201を所望の変位
になるようにステージ201を下げるのは、プレート2
02のローディング位置にステージ201が移動してい
る間や、プレート202をステージ201上に載置して
いる間、更にはオートフォーカスをかけるまでの間に終
了するように並列処理を行えば、スループットの悪化を
防ぐことができる。With the plate 202 mounted, autofocus is performed using the autofocus system 204, and the surface of the plate 202 is set at the focal position of the projection lens system PL. Here, the stage 201 is lowered so that the plate stage 201 has a desired displacement.
If the parallel processing is performed so that the processing is completed while the stage 201 is moving to the loading position of No. 02, the plate 202 is placed on the stage 201, and furthermore, the auto focus is performed, the throughput is improved. Can be prevented from deteriorating.
【0060】第1層目はここで所望のXY座標位置にプ
レートステージ201を移動させて露光することにな
る。重ね合わせ露光を行う場合には、まず、プレート2
02に露光されている、前の工程のアライメントマーク
をプレートアライメント系131〜134にて検出する
ことによりプレート202のXY座標位置を計測し、重
ね合わせ精度が最適になるように統計処理を行い、その
量を補正して重ね合わせ露光を開始することになる。Here, the first layer is exposed by moving the plate stage 201 to a desired XY coordinate position. When performing overlay exposure, first, plate 2
02, the XY coordinate position of the plate 202 is measured by detecting the alignment marks of the previous process by the plate alignment systems 131 to 134, and statistical processing is performed so as to optimize the overlay accuracy. The amount is corrected and the overlay exposure is started.
【0061】露光する場合に、液晶表示素子を製造する
にの用いられる基板としては、ほとんどがガラスプレー
トであり、パターニングする層も各種金属層や、ITO
等の透明電極膜等で、その膜の厚さも数十から数百オン
グストローム程度であり、この厚さで考えるなら当然準
透明膜のものが存在する。即ち、露光の時には、基準マ
ーク141、142の上にプレート202を載置するこ
とになるため、露光光がプレート202を透過して基準
マーク141、142表面に到達し、更に基準マーク1
41、142で反射された光がプレート202の感光層
に悪影響を与えてしまう可能性があるため、露光に対す
る基準マーク141、142の表面反射率は可能な限り
小さくする必要がある。In the case of exposure, most of the substrates used for manufacturing liquid crystal display elements are glass plates, and the layers to be patterned are various metal layers, ITO, and the like.
And the like, the thickness of the film is about several tens to several hundreds of angstroms, and if this thickness is considered, there is naturally a semi-transparent film. That is, at the time of exposure, the plate 202 is placed on the reference marks 141 and 142, so that the exposure light passes through the plate 202 and reaches the surfaces of the reference marks 141 and 142.
Since the light reflected by 41 and 142 may adversely affect the photosensitive layer of the plate 202, the surface reflectance of the reference marks 141 and 142 for exposure needs to be as small as possible.
【0062】しかしながら、実際の露光の際には露光光
はプレートの表面に塗布されたレジストにおいてほとん
どが吸収され、更に、プレート202を載置するステー
ジ201の表面の反射率も十数%程度あることを考慮す
れば、最低限露光光に対して20%以下の反射率を確保
すれば良い。10%以下とすればさらに好ましい。However, during the actual exposure, most of the exposure light is absorbed by the resist applied to the surface of the plate, and the reflectance of the surface of the stage 201 on which the plate 202 is mounted is about ten and several percent. In consideration of this, it is only necessary to secure a reflectance of 20% or less with respect to the exposure light at least. More preferably, the content is 10% or less.
【0063】但し、露光を行う条件によっては、露光量
を適正露光量よりもかなり高くする場合が想定されるた
め、プレート202を載置する基板ステージ201の表
面の反射率程度以下にすることが望ましい。However, depending on the conditions for performing the exposure, the amount of exposure may be considerably higher than the appropriate amount of exposure. Therefore, it is necessary to set the amount of the exposure to be equal to or less than the reflectance of the surface of the substrate stage 201 on which the plate 202 is mounted. desirable.
【0064】また、基準マーク141、142の反射率
を押さえることにより、基準マーク141、142と基
板ステージ201との間に露光中に遮光するような機械
的シャッターを入れる必要がないため、基準マーク14
1、142は、プレート202を載置するプレートステ
ージ201の表面(上面)から数十μmから200μm
程度のクリアランスを設ければ十分であり、プレート2
02の厚さを例えば0.7mmとすれば、0.7〜0.
9mm程度のステージ201のZ軸方向の移動範囲があ
れば良いことになる。即ち、反射率を上記のように抑え
ることにより、基板ステージの上面と基準マークとの間
に、シャッターを設ける必要がなくなるために、十分現
実性のある駆動範囲にすることが可能となる。Also, by suppressing the reflectance of the reference marks 141 and 142, there is no need to provide a mechanical shutter between the reference marks 141 and 142 and the substrate stage 201 for shielding light during exposure. 14
Reference numerals 1 and 142 denote several tens to 200 μm from the surface (upper surface) of the plate stage 201 on which the plate 202 is mounted.
It is enough to provide a certain level of clearance.
02 is 0.7 mm, for example.
It suffices if there is a movement range of the stage 201 in the Z-axis direction of about 9 mm. That is, by suppressing the reflectance as described above, it is not necessary to provide a shutter between the upper surface of the substrate stage and the reference mark, so that a sufficiently realistic driving range can be obtained.
【0065】露光する予定のプレート202の厚さが
1.2mmであれば、基板ステージ201の移動範囲T
を1.2〜1.4mmに構成すればよい。すなわち、基
板ステージ201の移動範囲Tは、露光が予定されるプ
レートのうち最大厚さのプレートの厚さと基準マークの
沈み量とをプラスした値以上に設定すればよい。If the thickness of the plate 202 to be exposed is 1.2 mm, the moving range T of the substrate stage 201
May be set to 1.2 to 1.4 mm. That is, the movement range T of the substrate stage 201 may be set to a value greater than the sum of the thickness of the plate having the maximum thickness and the sinking amount of the reference mark among the plates to be exposed.
【0066】ここで、プレートステージ201を上下に
移動させる場合に発生するシフト等の誤差は、プレート
ステージ201のX,Yの位置を計測するためのレーザ
ー干渉計203と移動鏡203aで、移動鏡203aご
と光軸方向即ちZ軸方向に動くため、必ず投影レンズ系
PLの焦点面の座標を測ることになり、誤差は発生しな
い。Here, an error such as a shift generated when the plate stage 201 is moved up and down is caused by the laser interferometer 203 for measuring the X and Y positions of the plate stage 201 and the movable mirror 203a. Since it moves in the optical axis direction, that is, the Z-axis direction, every 203a, the coordinates of the focal plane of the projection lens system PL are always measured, and no error occurs.
【0067】例えば、移動鏡203a自体が投影レンズ
系PLの光軸AX方向即ちZ軸方向に傾斜していたとし
ても、ステージ201の各変位で、レチクル121とプ
レートアライメント系131〜134の相対位置に変化
が生じないので問題とはならない。For example, even if the movable mirror 203a itself is inclined in the optical axis AX direction of the projection lens system PL, that is, in the Z-axis direction, the relative position between the reticle 121 and the plate alignment systems 131 to 134 at each displacement of the stage 201. This does not cause a problem because no change occurs.
【0068】なお、本実施の形態で挙げたベースライン
計測の動作の順序は順不同であり、例えば、プレートア
ライメント系131〜134のベースラインを計測する
前にレチクル121〜124の位置を計測してもよい。The order of the baseline measurement operation described in the present embodiment is not specified. For example, the positions of the reticles 121 to 124 are measured before measuring the base lines of the plate alignment systems 131 to 134. Is also good.
【0069】図5、図6を参照して、本発明の第2の実
施の形態を説明する。図5に示されるように、本実施の
形態では、レチクルマークRM11〜RM14(図3)
と基準マーク141、142を検出する系の構成とし
て、メイン照明系100の照明光を用いていることが特
徴である。The second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, reticle marks RM11 to RM14 (FIG. 3)
It is characterized in that the illumination light of the main illumination system 100 is used as a system configuration for detecting the reference marks 141 and 142.
【0070】図5中、基板ステージ201の上面よりも
僅かに沈ませて基板ステージ201に固設された基準マ
ーク141の下方、基板ステージ201の内部に反射鏡
172が、基板ステージの上面に対して約45度の角度
をもって固設されている。反射鏡172で、基板ステー
ジの上面にほぼ平行に偏向された光路中にリレーレンズ
171が配置されており、その先の光路中には光電変換
素子181が基板ステージ201に固設されている。In FIG. 5, a reflecting mirror 172 is provided on the inside of the substrate stage 201, below the reference mark 141 fixed to the substrate stage 201 by being slightly sunk below the upper surface of the substrate stage 201. Are fixed at an angle of about 45 degrees. A relay lens 171 is arranged in an optical path deflected substantially parallel to the upper surface of the substrate stage by the reflecting mirror 172, and a photoelectric conversion element 181 is fixed to the substrate stage 201 in an optical path beyond the relay lens 171.
【0071】このような構造において、光源101から
のメイン照明光によって、レチクル121上のレチクル
位置合わせマークRM11〜RM14を照明し、レチク
ル位置合わせマークRM11〜RM14の投影レンズ系
PLによる光学像を基準マーク141に重ねて結像し、
レチクル位置合わせマークRM11〜RM14の像から
の光と基準マーク141を通過する光を光電変換素子1
81にリレーレンズ171によって導く。In such a structure, the reticle alignment marks RM11 to RM14 on the reticle 121 are illuminated by the main illumination light from the light source 101, and an optical image of the reticle alignment marks RM11 to RM14 by the projection lens system PL is used as a reference. An image is formed overlapping the mark 141,
The light from the images of the reticle alignment marks RM11 to RM14 and the light passing through the reference mark 141 are converted by the photoelectric conversion element 1
It is guided to 81 by a relay lens 171.
【0072】光電変換素子181は、基板ステージ20
1中に埋設したが、受光素子181自身の発熱による熱
膨張を小さくするために、熱の影響を受けない場所に光
ファイバーにて導いてもよい。受光方式としては、スリ
ット開口を利用する、いわゆるスリットスキャン方式
や、パターンのエッジを利用するナイフエッジ方式等が
考えられる。また、受光素子181に感度ムラがある場
合には、拡散板等を用いればよい。The photoelectric conversion element 181 is connected to the substrate stage 20
However, in order to reduce thermal expansion due to heat generation of the light receiving element 181 itself, the light receiving element 181 may be guided to a place not affected by heat by an optical fiber. As the light receiving method, a so-called slit scan method using a slit opening, a knife edge method using an edge of a pattern, and the like can be considered. If the light receiving element 181 has uneven sensitivity, a diffusion plate or the like may be used.
【0073】図6は、受光センサ部に基板ステージ20
1に埋設された撮像素子を用い、基準マーク141の像
を拡大して撮像素子へ導く拡大光学系を設けた場合であ
る。図中、反射鏡172、リレーレンズ171までは、
図5の場合と同様な構成であるが、リレーレンズ171
の先の光路中にさらにリレーレンズ173が、さらにそ
の先にCCD等の撮像素子182が設けられている。こ
の実施の形態ではリレーレンズ171と172とで拡大
光学系が構成されている。この拡大光学系に関して、撮
像素子182の受光面と基準マーク141とは共役関係
にある。FIG. 6 shows the substrate stage 20 in the light receiving sensor section.
In this case, there is provided an enlargement optical system that uses the image sensor embedded in the optical element 1 and enlarges the image of the reference mark 141 to guide the image to the image sensor. In the figure, up to the reflection mirror 172 and the relay lens 171,
The configuration is similar to that of FIG.
Further, a relay lens 173 is provided in the optical path ahead of this, and an image pickup device 182 such as a CCD is provided further therefrom. In this embodiment, a magnifying optical system is constituted by the relay lenses 171 and 172. In this magnifying optical system, the light receiving surface of the image sensor 182 and the reference mark 141 have a conjugate relationship.
【0074】このような構造において、光源101から
のメイン照明光によって照明されたレチクル位置合わせ
マークの投影レンズ系PLによる光学像を基準マーク1
41に重ねて結像し、レチクル位置合わせマークの像と
基準マーク141の像とを拡大光学系171、173に
より光電変換素子182に結像する。In such a structure, the optical image of the reticle alignment mark illuminated by the main illumination light from the light source 101 by the projection lens system PL is used as the reference mark 1
An image of the reticle alignment mark and an image of the reference mark 141 are formed on the photoelectric conversion element 182 by the magnifying optical systems 171 and 173.
【0075】この場合に適したレチクルマークは、例え
ば図7、図8に示すように、基準マーク141として図
8(a)の正方形環状マークを配置し、レチクルマーク
として図8(b)の十文字マークを配置すれば、撮像素
子182に映し出させる合成像は、図8(c)のよう
に、正方形環状マークと十文字マークとを重ねた田の字
マークとなる。A reticle mark suitable for this case is, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, a square annular mark shown in FIG. 8A is arranged as a reference mark 141, and a cross mark shown in FIG. When the marks are arranged, the composite image projected on the image sensor 182 is a cross-shaped mark in which a square annular mark and a cross mark are overlapped as shown in FIG. 8C.
【0076】基準マーク141の正方形環状マークの中
心位置とレチクルマークの十文字マークの中心位置の差
δを画像処理にて計測することにより、基準マーク14
1とレチクルマークRM21〜RM24の相対位置を検
出することが可能となる。The difference δ between the center position of the square annular mark of the reference mark 141 and the center position of the cross mark of the reticle mark is measured by image processing to obtain the reference mark 14.
1 and reticle marks RM21 to RM24 can be detected relative to each other.
【0077】その様子を図8(d)(e)に示す。即
ち、図8(c)の田の字マークの中心を外れた位置を十
文字の縦横の線に平行に走査して、得られる信号レベル
を検出すると3つのピークを有する出力を得る。それら
のうち中央のピークが左右のピークの中心からどれだけ
ずれているかを求めれば、それが差δである。This is shown in FIGS. 8 (d) and 8 (e). That is, a position deviating from the center of the cross in FIG. 8C is scanned in parallel with the vertical and horizontal lines of the cross, and when the obtained signal level is detected, an output having three peaks is obtained. If it is determined how much the center peak is shifted from the center of the left and right peaks, the difference is the difference δ.
【0078】また、メイン照明光を用いる場合には、照
射による熱膨張を避ける為、レチクルブラインド109
により、各計測ポイントの領域、即ちレチクルマークR
M21を計測しているときは、レチクルマークRM21
の周辺領域に照射エリアを絞ったり、露光光の照度を最
適にするためと併せて、照明光学系100内に不図示の
減光手段を設け、露光時と計測時とでその減光手段を光
路中に挿脱する可動機構を特に照明光学系100に設け
ても良い。減光手段を設ける位置は、照明光路中のどこ
であってもよいが、レチクルブラインド109を結像さ
せるためと、照明ムラ、照明テレセン等の影響の少ない
光源101とフライアイ(オプティカルインテグレー
タ)104との間に入れることが望ましい。When the main illumination light is used, the reticle blind 109 is used to prevent thermal expansion due to irradiation.
, The area of each measurement point, that is, the reticle mark R
When measuring M21, reticle mark RM21
In addition to narrowing the irradiation area to the peripheral area of the light source and optimizing the illuminance of the exposure light, a dimming means (not shown) is provided in the illumination optical system 100, and the dimming means is used at the time of exposure and at the time of measurement. A movable mechanism that can be inserted into and removed from the optical path may be provided in the illumination optical system 100 in particular. The light-reducing means may be provided at any position in the illumination optical path. However, in order to form the reticle blind 109, the light source 101 and the fly-eye (optical integrator) 104 which are less affected by illumination unevenness, illumination telecentricity, etc. It is desirable to put in between.
【0079】また、図9を参照して、第2の実施の形態
において、基準マークとして位相パターンを利用する場
合を説明する。図9(a)は、基準マークの平面図であ
り、(b)は(a)のA−A断面図である。また、
(c)(d)(e)は、位相パターンの段差での光の反
射または透過の様子を示す断面図である。Referring to FIG. 9, a case where a phase pattern is used as a reference mark in the second embodiment will be described. FIG. 9A is a plan view of the reference mark, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. Also,
(C) (d) (e) is sectional drawing which shows the mode of reflection or transmission of light in the step of a phase pattern.
【0080】第2の実施の形態で、CCD182におい
てレチクル121の位置合わせマークRM21〜RM2
4と基準マーク141とを計測する場合に、基準マーク
141に図9(a)、(b)に示すように、例えばSi
O2 等のほとんど透明な部材で、段差を有するような位
相パターンにすることによって、波長がλの露光光によ
る反射率を押さえることが可能になり、特に基準マーク
141のパターンの段差を mλ/2(mは整数)にす
ればパターンの像情報が干渉により打ち消し合うため、
有効である。In the second embodiment, the alignment marks RM 21 to RM 2 of the reticle 121
When measuring the reference mark 141 and the reference mark 141, for example, as shown in FIGS.
By forming a phase pattern having a step with an almost transparent member such as O 2, it is possible to suppress the reflectance due to exposure light having a wavelength of λ, and in particular, the step of the pattern of the reference mark 141 to mλ / If 2 (m is an integer), the image information of the pattern cancels out due to interference.
It is valid.
【0081】図9(c)を参照してこの現象をさらに詳
細に説明する。図中、位相パターンの隣接する高段と低
段における2本の反射光の位相差がmλだけずれたとき
は、2つの光に差が生じないことになる。即ち、段差を
dとしたとき、2×d=mλとすれば、段差がある部分
と段差パターンの存在しない表面との間の区別がつかな
いことになり、像の情報が消える。透明部材全体に一様
な反射光のみが存在する場合と同様となる。したがっ
て、プレート表面の感光層に対する、基準マークからの
反射光による悪影響を防止することができる。This phenomenon will be described in more detail with reference to FIG. In the figure, when the phase difference between two reflected lights at the adjacent high and low stages of the phase pattern is shifted by mλ, no difference occurs between the two lights. That is, when the step is d, if 2 × d = mλ, it becomes impossible to distinguish between a portion having a step and a surface having no step pattern, and information of an image disappears. This is similar to the case where only uniform reflected light exists on the entire transparent member. Therefore, it is possible to prevent the photosensitive layer on the plate surface from being adversely affected by the reflected light from the reference mark.
【0082】更に、基準マーク141は透過した光で位
置合わせを行うため、基準マーク141を形成した透明
部材が、例えば屈折率1.5のSiO2 であるとすれ
ば、段差は(2L+1)λに設定できれば透過光は強め
合い像信号がピークになる(Lは整数)。Further, since the reference mark 141 is positioned by transmitted light, if the transparent member on which the reference mark 141 is formed is, for example, SiO 2 having a refractive index of 1.5, the step is (2L + 1) λ. Can be set, the transmitted light is strengthened and the image signal becomes a peak (L is an integer).
【0083】図9(d)を参照してこの現象をさらに詳
細に説明する。図中、位相パターンの隣接する高段と低
段を透過する2本の光の位相差が(L+1/2)λであ
るときに、2つの透過光の情報が最大となる。ここで段
差をd、屈折率をpとすれば、位相差は(p−1)dで
あるので、(p−1)d=(L+1/2)λのときに情
報が最大となる。ここで、屈折率p=1.5を代入すれ
ば、d=(2L+1)λのときに情報が最大となること
になる。This phenomenon will be described in more detail with reference to FIG. In the figure, when the phase difference between two lights passing through the adjacent high and low steps of the phase pattern is (L + 1/2) λ, the information of the two transmitted lights becomes maximum. Assuming that the step is d and the refractive index is p, the phase difference is (p-1) d, so that the information becomes maximum when (p-1) d = (L + 1/2) λ. Here, if the refractive index p = 1.5 is substituted, the information becomes maximum when d = (2L + 1) λ.
【0084】また、アライメント系では基準マーク14
1からのアライメント光の反射光を用いて較正を行える
ようにするが、この場合のアライメント光に対する反射
回折光の強度を考慮すると、アライメント光の波長をλ
2 とすれば、段差を(2n+1)・λ2 /4 を満足す
るときに強め合うことになる。In the alignment system, the reference mark 14
Calibration can be performed using the reflected light of the alignment light from No. 1 in consideration of the intensity of the reflected diffraction light with respect to the alignment light in this case.
If 2, resulting in constructive when satisfying the step of (2n + 1) · λ 2 /4.
【0085】図9(e)を参照してこの現象をさらに詳
細に説明する。図中、位相パターンの隣接する高段と低
段における2本の反射光の位相差が(n+1/2)λ2
だけずれたときは、2つの光による情報が最大となる
(nは整数)。即ち、段差をdとしたとき、2×d=
(n+1/2)λ2 とすれば、高段と低段との反射光の
干渉により情報が最大となる。即ち、d=(2n+1)
・λ2 /4のときに情報が最大になることになる。This phenomenon will be described in more detail with reference to FIG. In the figure, the phase difference between two reflected lights at the adjacent high and low stages of the phase pattern is (n ++ 1) λ 2
When they are shifted by only one, the information by the two lights becomes maximum (n is an integer). That is, when the step is d, 2 × d =
If (n + 1/2) λ 2, information is maximized by the interference of the reflected light of the high stage and a low stage. That is, d = (2n + 1)
Information at the time of the · λ 2/4 so that is maximized.
【0086】以上の3つの条件により最適な解を求めれ
ば、アライメント及び露光が最も効果的に行える条件を
設定することができる。If an optimum solution is obtained under the above three conditions, the conditions under which alignment and exposure can be performed most effectively can be set.
【0087】図10に、実際にプレート202に露光を
行う場合の模式図を示してある。図中、プレート202
を構成するガラスプレート202aの表面にレジスト2
02bが塗布されている。プレート202は基板ステー
ジ(基板ホルダ)201の上面に、レジスト202bを
上側に向けて載置されている。基板ステージ201の上
面から所定の距離だけ隔てた基板ステージ201の内
部、即ち基板ステージ201の上面にプレート202を
載置したときに、プレート202と接触し合わないだけ
基板ステージ201の上面から僅かに沈めた位置に、基
準マーク141が配設されている。FIG. 10 is a schematic diagram showing a case where the plate 202 is actually exposed. In the figure, plate 202
Resist 2 on the surface of the glass plate 202a constituting
02b is applied. The plate 202 is placed on the upper surface of a substrate stage (substrate holder) 201 with the resist 202b facing upward. When the plate 202 is placed on the inside of the substrate stage 201 separated by a predetermined distance from the upper surface of the substrate stage 201, that is, when the plate 202 is placed on the upper surface of the substrate stage 201, the plate 202 is slightly separated from the upper surface of the substrate stage 201 only so as not to contact the plate 202. A reference mark 141 is provided at the sunk position.
【0088】図10には、露光光L1が、基準マーク1
41及び基準マーク141の形成された部材の表面から
反射する様子と、アライメント光L2が格子パターン部
分から反射する様子が示されている。FIG. 10 shows that the exposure light L1
A state where the light is reflected from the surface of the member on which the reference mark 141 and the reference mark 141 are formed and a state where the alignment light L2 is reflected from the lattice pattern portion are shown.
【0089】また、基準マークのパターンがプレートに
転写するのを避けるためには、基準マークのパターンを
小間隔のパターンとすることにより、パターンによる回
折光を広げ、実質的にプレートにパターン像を形成する
ことを防ぐことも可能である。Further, in order to prevent the pattern of the reference mark from being transferred to the plate, the pattern of the reference mark is formed at a small interval, so that the diffracted light by the pattern is spread and the pattern image is substantially formed on the plate. It is also possible to prevent formation.
【0090】以上の実施の形態では、ベースライン計測
やレチクル位置計測操作と露光操作との間で、基板ステ
ージ201を上下に移動するとき、オートフォーカス系
204を用いることなく、感光性プレートの厚さt1 と
基準マークの沈み量t2 との和だけ一気に上下させるこ
とによりスループットを上げることができる。また、例
えば、レチクルの位置を計測するときに基準マークに合
焦させるために、基板ステージ201を上昇させると
き、t1 +t2 だけ一気に上昇させて、投影レンズ系P
Lの焦点深度の中に入れば、レチクル位置計測では露光
のときほど正確に合焦する必要がないので、そのままベ
ースライン計測に入ることもできる。同様に、アライメ
ントの目的であればオートフォーカスをかけなくても済
む場合もある。In the above embodiment, when the substrate stage 201 is moved up and down between the baseline measurement and the reticle position measurement operation and the exposure operation, the thickness of the photosensitive plate can be reduced without using the autofocus system 204. The throughput can be increased by raising and lowering the sum of the height t 1 and the sinking amount t 2 of the reference mark at once. Further, for example, in order focuses on the reference mark when measuring the position of the reticle, when raising the substrate stage 201, a stretch is increased by t 1 + t 2, the projection lens system P
When the focal length is within the focal depth of L, the reticle position measurement does not need to be focused as accurately as at the time of exposure, so that the baseline measurement can be started as it is. Similarly, in some cases, it is not necessary to perform autofocus for the purpose of alignment.
【0091】オートフォーカス系204によりオートフ
ォーカスをかける場合でも、感光性プレートの厚さt1
と基準マークの沈み量t2 との和だけ一気に上下させる
ことにより、オートフォーカスに要する時間を著しく短
縮することができる。Even when autofocus is performed by the autofocus system 204, the thickness t 1 of the photosensitive plate
The time required for autofocusing can be significantly reduced by raising and lowering the sum of the reference mark and the sinking amount t 2 of the reference mark at once.
【0092】このように、基準マークにて、アライメン
ト光学系又はレチクルの位置の較正の少なくとも一方を
行う場合には、プレート202に露光する際にプレート
202の投影レンズ系PLの光軸方向の変位を計測する
変位計測手段により計測され、基板ステージ201を投
影レンズ系PLの光軸方向に移動させるZ移動手段によ
り移動させて行われる。As described above, when at least one of the alignment optical system and the position of the reticle is calibrated with the reference mark, the displacement of the projection lens system PL of the plate 202 in the optical axis direction when the plate 202 is exposed. Is measured by a displacement measuring means for measuring the distance, and is performed by moving the substrate stage 201 by a Z moving means for moving the substrate stage 201 in the optical axis direction of the projection lens system PL.
【0093】また、以上の実施の形態の露光装置は、基
準マークにて、アライメント光学系131〜134、又
はレチクル121、の位置の較正の少なくとも一方を行
う場合には、プレート202に露光する際にプレート2
02の投影レンズ系PLの光軸方向の変位を計測する変
位計測手段とは独立に、基板ステージ201の投影レン
ズ系PLの光軸方向の変位を計測する(Z方向駆動系2
05に含まれる)第2の変位計測手段により、予め計測
された駆動量例えばプレートの厚さと基準マークの沈み
量の和だけ基板ステージ201を投影レンズ系PLの光
軸方向に移動させるZ移動手段205により移動させて
行うように構成されているということができる。In the exposure apparatus of the above embodiment, when at least one of the positions of the alignment optical systems 131 to 134 or the reticle 121 is calibrated with the reference mark, the exposure of the plate 202 is performed. Plate 2
02, the displacement of the projection lens system PL of the substrate stage 201 in the optical axis direction is measured independently of the displacement measuring means for measuring the displacement of the projection lens system PL in the optical axis direction (Z-direction drive system 2).
Z moving means for moving the substrate stage 201 in the optical axis direction of the projection lens system PL by a driving amount measured in advance by the second displacement measuring means, for example, the sum of the thickness of the plate and the amount of sinking of the reference mark. It can be said that it is configured to move by 205.
【0094】また、基準マークにて、前記アライメント
光学系、又はレチクル、の位置の較正の少なくとも一方
を行う場合には、前記第2の変位計測手段とプレート2
02に露光する際にプレート202の投影レンズ系PL
の光軸方向の変位を計測する変位計測手段との共同によ
り計測される位置に、基板ステージ201を投影レンズ
系PLの光軸方向に移動させるZ移動手段により移動さ
せて行うようにしてもよい。When at least one of the calibration of the position of the alignment optical system or the reticle is performed by the reference mark, the second displacement measuring means and the plate 2
02 when the projection lens system PL of the plate 202 is exposed.
The substrate stage 201 may be moved to a position measured in cooperation with the displacement measuring means for measuring the displacement in the optical axis direction by the Z moving means for moving the substrate stage 201 in the optical axis direction of the projection lens system PL. .
【0095】また、基準マークにて、アライメント光学
系131〜134、又はレチクル121、の位置の較正
の少なくとも一方を行う場合には、基板ステージ201
をXY平面内で2次元方向に移動させる手段と基板ステ
ージ201の位置を計測する位置計測手段203とを共
同して行うものとしてもよい。When at least one of the positions of the alignment optical systems 131 to 134 and the reticle 121 is to be calibrated using the reference mark, the substrate stage 201 is used.
And the position measuring means 203 for measuring the position of the substrate stage 201 may be performed in cooperation with the means for moving the substrate stage 201 two-dimensionally in the XY plane.
【0096】図11を参照して、本発明の第3の実施の
形態を説明する。図中、基板ステージにはZ方向に円筒
形の穴151が設けられており、穴151の中に基板ス
テージ201の上面から、所定の距離t3 だけ隔てた、
基板ステージ201の内部に、基準マーク141が固設
されている。基準マーク141は透明な基準板141a
の表面に形成されている。Referring to FIG. 11, a third embodiment of the present invention will be described. In the figure, the substrate stage is provided with a cylindrical hole 151 in the Z direction, and is separated from the upper surface of the substrate stage 201 by a predetermined distance t 3 in the hole 151.
A reference mark 141 is fixed inside the substrate stage 201. The reference mark 141 is a transparent reference plate 141a.
Is formed on the surface.
【0097】また、やはり基板ステージ201の上面か
ら沈ませた位置で基板ステージ201の上面と基準マー
ク141との間の位置に第1のリレーレンズ152が配
置され、リレーレンズ152と基準マーク141との間
には第2のリレーレンズ153が配置されており、リレ
ーレンズ系152、153により、基準マーク141の
空間像を、基板ステージ201の上面よりも上方の位置
154に形成するように構成されている。ここで位置1
54は、プレート202が基板ステージ201の上面に
載置されたときに、プレート202の露光面が位置する
Z方向高さと一致するように構成されている。Also, a first relay lens 152 is disposed at a position between the upper surface of the substrate stage 201 and the reference mark 141 at a position sunk from the upper surface of the substrate stage 201, and the relay lens 152 and the reference mark 141 A second relay lens 153 is disposed between the two, and the relay lens systems 152 and 153 form a spatial image of the reference mark 141 at a position 154 above the upper surface of the substrate stage 201. ing. Here position 1
The reference numeral 54 is configured so that when the plate 202 is placed on the upper surface of the substrate stage 201, the height coincides with the height in the Z direction at which the exposure surface of the plate 202 is located.
【0098】ここで、基準マーク141の露光光に対す
る表面反射率が20%以下、好ましくは10%以下とす
れば、先の実施の形態で説明したように、露光の際に、
基準マークからの反射光が基板のレジストに対して影響
を及ぼすのを抑えることができる。あるいは、基板ステ
ージ201の表面の反射率程度以下にするものとしても
よい。Here, if the surface reflectance of the reference mark 141 with respect to the exposure light is set to 20% or less, preferably 10% or less, as described in the above embodiment,
It is possible to suppress the reflected light from the reference mark from affecting the resist on the substrate. Alternatively, it may be set to be equal to or less than the reflectance of the surface of the substrate stage 201.
【0099】また、透明な基準板141aの表面に形成
された基準マーク141のアライメント光に対する表面
反射率を8%以上とする。または、基準マーク141の
パターン部とそうでない部分とで、2倍程度の信号強度
差が得られるようにする。このようにすると、先に説明
した実施の形態と同様に、基準マークを用いた計測の精
度を維持することができる。8%以上あるいはそれより
大とすれば、ガラス面を透過してガラス内部で反射して
戻って来る光を考慮しても基準マークの検出が可能だか
らである。10%以上とすればさらに好ましい。The surface reflectance of the reference mark 141 formed on the surface of the transparent reference plate 141a with respect to the alignment light is set to 8% or more. Alternatively, a signal intensity difference of about twice is obtained between the pattern part of the reference mark 141 and the part that is not. By doing so, it is possible to maintain the accuracy of measurement using the fiducial marks, as in the above-described embodiment. This is because if the value is 8% or more, the reference mark can be detected even in consideration of the light transmitted through the glass surface, reflected inside the glass, and returned. More preferably, the content is 10% or more.
【0100】以上のように、本発明の実施の形態の露光
装置では、基準マーク単独の上下駆動機構を必要とせ
ず、プレートと干渉することのない基準マークを、基板
ステージのプレート載置領域内に配置でき、基準マーク
自身は、露光光に対して低反射な材質又は、反射防止さ
れた膜で構成されるため、透明なプレートであっても基
準マークの反射光が露光のときのパターンに影響するこ
とがない。このようにして、いわゆるベースライン計測
精度を向上し、複数枚のレチクルを使用して1枚のパネ
ルを形成するための画面継ぎ精度、各層に重ね合わせ露
光を行う時に重ね合わせ精度を向上した露光装置を安価
に提供することが可能になる。As described above, in the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, the reference mark which does not interfere with the plate is not required in the plate mounting area of the substrate stage without the need for a vertical drive mechanism for the reference mark alone. The reference mark itself is composed of a material that is low-reflective to the exposure light or a film that is anti-reflective, so that even if it is a transparent plate, the reflection light of the reference mark is applied to the pattern at the time of exposure. Has no effect. In this way, the so-called baseline measurement accuracy is improved, the screen joining accuracy for forming one panel using a plurality of reticles, and the overlay accuracy when performing overlay exposure on each layer are improved. The device can be provided at low cost.
【0101】[0101]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、基準マー
クは基板ステージの上面から所定の距離だけ隔てた基板
ステージの内部の所定位置に固設されているので、基準
マークが基板に接触せず、基準マークと基板がお互いに
傷つけ合うことがない。また、基板ステージの光軸方向
への移動範囲は、感光性基板の厚さと基準マークのステ
ージ上面からの距離との和以上であるように構成されて
いるので、基板ステージを光軸方向に移動させることに
より、露光面の高さに基準マークを一致させることがで
きる。したがって、プレートアライメント系のベースラ
インや原版の位置を計測しようとするときに、基準マー
クを合焦された状態に置くことができる。このように、
本発明によれば、静止安定性に優れた基準マークを備え
る露光装置を提供することが可能となる。As described above, according to the present invention, since the reference mark is fixed at a predetermined position inside the substrate stage at a predetermined distance from the upper surface of the substrate stage, the reference mark contacts the substrate. Without this, the reference mark and the substrate do not damage each other. In addition, the moving range of the substrate stage in the optical axis direction is configured to be equal to or more than the sum of the thickness of the photosensitive substrate and the distance of the reference mark from the upper surface of the stage. By doing so, the reference mark can be made to coincide with the height of the exposure surface. Therefore, when trying to measure the position of the base line or the original plate of the plate alignment system, the reference mark can be kept in focus. in this way,
According to the present invention, it is possible to provide an exposure apparatus including a reference mark having excellent static stability.
【図1】本発明の第1の実施の形態による露光装置の概
略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の露光装置の一部を断面した側面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional side view of a part of the exposure apparatus of FIG.
【図3】第1の実施の形態に用いるレチクルの平面図で
ある。FIG. 3 is a plan view of a reticle used in the first embodiment.
【図4】基準マークとレチクルマークのスリットの例を
示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of slits of a reference mark and a reticle mark.
【図5】本発明の第2の実施の形態による露光装置の概
略構成を示す一部を断面した側面図である。FIG. 5 is a partially sectional side view showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図6】図5の実施の形態による露光装置の変形例を示
す一部を断面した側面図である。FIG. 6 is a partially sectional side view showing a modification of the exposure apparatus according to the embodiment of FIG. 5;
【図7】第2の実施の形態に用いるレチクルの平面図で
ある。FIG. 7 is a plan view of a reticle used in the second embodiment.
【図8】図7のレチクルに形成されたレチクルマークの
例とそれと組み合わせて用いられる基準マークの例を示
す平面図である。8 is a plan view showing an example of a reticle mark formed on the reticle of FIG. 7 and an example of a reference mark used in combination with the reticle mark.
【図9】基準マークとして用いられる位相型パターンの
例を示す平面図と側面断面図である。FIG. 9 is a plan view and a side sectional view showing an example of a phase type pattern used as a reference mark.
【図10】露光光とアライメント光とが基準マークで反
射される様子を示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing a state in which exposure light and alignment light are reflected by a reference mark.
【図11】本発明の第3の実施の形態による露光装置に
用いる基準マーク部分の側面断面図である。FIG. 11 is a side sectional view of a reference mark portion used in an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.
100 照明光学系 121〜124 レチクル 131〜134 プレートアライメト系 141、142 基準マーク 201 基板ステージ 202 基板 207 情報保存手段 208 制御装置 PL 投影レンズ系 Reference Signs List 100 illumination optical system 121 to 124 reticle 131 to 134 plate alignment system 141, 142 fiducial mark 201 substrate stage 202 substrate 207 information storage means 208 control device PL projection lens system
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/30 525D Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/30 525D
Claims (5)
投影光学系と;前記感光性基板を上面に載置して、前記
投影光学系の光軸方向及び前記光軸方向に直交する2次
元方向に移動可能な基板ステージと;前記感光性基板の
前記2次元方向の位置合わせに用いるアライメント光学
系と;前記アライメント光学系の前記2次元方向の位置
の較正を行う基準マークとを備え;前記基準マークは前
記基板ステージの上面から所定の距離だけ隔てた前記基
板ステージの内部の所定位置に固設され;前記基板ステ
ージの前記光軸方向への移動範囲は、前記感光性基板の
厚さと前記所定の距離との和以上であるように構成され
ていることを特徴とする;露光装置。A projection optical system for projecting a predetermined pattern onto a photosensitive substrate; and a two-dimensional optical system in which the photosensitive substrate is mounted on an upper surface and which is orthogonal to the optical axis direction of the projection optical system and the optical axis direction. A substrate stage movable in the direction; an alignment optical system used for positioning the photosensitive substrate in the two-dimensional direction; and a reference mark for calibrating the position of the alignment optical system in the two-dimensional direction; The fiducial mark is fixed at a predetermined position inside the substrate stage separated by a predetermined distance from the upper surface of the substrate stage; the moving range of the substrate stage in the optical axis direction is determined by the thickness of the photosensitive substrate and the thickness of the photosensitive substrate. An exposure apparatus configured to be equal to or greater than a sum of a predetermined distance;
対して透過可能な位相型パターンで形成されていること
を特徴とする、請求項1に記載の露光装置。2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the reference mark is formed in a phase pattern that can transmit at least exposure light.
との和に関する情報を保存する情報保存手段を備える、
請求項1または請求項2に記載の露光装置。3. An information storage unit for storing information on a sum of a thickness of the photosensitive substrate and the predetermined distance.
The exposure apparatus according to claim 1.
投影光学系と;前記感光性基板を上面に載置して、前記
投影光学系の光軸方向に直交する2次元方向に移動可能
な基板ステージと;前記感光性基板の前記2次元方向の
位置合わせに用いるアライメント光学系と;前記アライ
メント光学系の前記2次元方向の位置の較正を行う基準
マークとを備え;前記基準マークは前記基板ステージの
上面から所定の距離だけ隔てた前記基板ステージの内部
の所定位置に固設され;前記基準マークの露光光に対す
る表面反射率が20%以下であることを特徴とする;露
光装置。4. A projection optical system for projecting a predetermined pattern onto a photosensitive substrate; and a photosensitive substrate mounted on an upper surface and movable in a two-dimensional direction orthogonal to an optical axis direction of the projection optical system. A substrate stage; an alignment optical system used for positioning the photosensitive substrate in the two-dimensional direction; and a reference mark for calibrating the position of the alignment optical system in the two-dimensional direction; An exposure apparatus fixed to a predetermined position inside the substrate stage at a predetermined distance from an upper surface of the stage; and a surface reflectance of the reference mark to exposure light of 20% or less; an exposure apparatus.
投影光学系と;前記感光性基板を上面に載置して、前記
投影光学系の光軸方向に直交する2次元方向に移動可能
な基板ステージと;前記感光性基板の前記2次元方向の
位置合わせに用いるアライメント光学系と;前記アライ
メント光学系の前記2次元方向の位置の較正を行う基準
マークとを備え;前記基準マークは前記基板ステージの
前記感光性基板を載置する領域内に、かつ前記基板ステ
ージの上面から所定の距離だけ前記基板ステージの内部
側に沈ませて、前記基板ステージに固設され;前記基準
マークは透明な基準板の表面に形成されており、前記ア
ライメト系により位置合わせを行うのに使用するアライ
メント光に対する、前記基準マークの表面反射率が8%
以上であることを特徴とする、露光装置。5. A projection optical system for projecting a predetermined pattern onto a photosensitive substrate; said photosensitive substrate being mounted on an upper surface and being movable in a two-dimensional direction orthogonal to an optical axis direction of said projection optical system. A substrate stage; an alignment optical system used for positioning the photosensitive substrate in the two-dimensional direction; and a reference mark for calibrating the position of the alignment optical system in the two-dimensional direction; The reference mark is made of a transparent material that is fixed to the substrate stage by sinking a predetermined distance from an upper surface of the substrate stage into the substrate stage in an area where the photosensitive substrate is mounted on the stage. The reference mark is formed on the surface of a reference plate, and has a surface reflectance of 8% with respect to alignment light used for performing alignment by the alignment system.
An exposure apparatus characterized by the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10188131A JP2000012452A (en) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | Exposure equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10188131A JP2000012452A (en) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | Exposure equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000012452A true JP2000012452A (en) | 2000-01-14 |
Family
ID=16218283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10188131A Pending JP2000012452A (en) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | Exposure equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000012452A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007208240A (en) * | 2005-12-30 | 2007-08-16 | Asml Netherlands Bv | Substrate table, method for measuring position of substrate, and lithography device |
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| CN102514385A (en) * | 2011-11-29 | 2012-06-27 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Identification code printing method and identification code printing device |
| KR101217406B1 (en) * | 2007-08-02 | 2013-01-02 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | Exposing apparatus for band shaped works and focus adjusting method in the same |
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| JP2017520930A (en) * | 2014-03-21 | 2017-07-27 | カルペ ディエム テクノロジーズ,インク. | System and method for manufacturing a microstructure on a flexible substrate |
-
1998
- 1998-06-18 JP JP10188131A patent/JP2000012452A/en active Pending
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