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JPH08203797A - Exposure equipment - Google Patents

Exposure equipment

Info

Publication number
JPH08203797A
JPH08203797A JP6205974A JP20597494A JPH08203797A JP H08203797 A JPH08203797 A JP H08203797A JP 6205974 A JP6205974 A JP 6205974A JP 20597494 A JP20597494 A JP 20597494A JP H08203797 A JPH08203797 A JP H08203797A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
stage
photosensitive substrate
mask stage
stage means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6205974A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Shirasu
廣 白数
Tomohide Hamada
智秀 浜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP6205974A priority Critical patent/JPH08203797A/en
Publication of JPH08203797A publication Critical patent/JPH08203797A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は露光装置について、高精度な露光を実
現する。 【構成】マスク(3)及び感光基板(4)を、該マスク
(3)及び感光基板(4)の面内方向が重力方向となる
ように対向させて配置し、マスク(3)の下辺を支持す
る位置調整手段(15A、15B)によつて、マスク
(3)をマスクステージ手段(5)の保持面内で移動さ
せてマスク(3)とマスクステージ手段(5)とを位置
合わせした後、マスク(3)と感光基板(4)とを位置
合わせする。走査露光時には位置検出手段(21〜2
3)によつて感光基板(4)に対するマスク(3)の位
置を検出し、所定の位置関係に保つ。これにより、マス
ク(3)と感光基板(4)とを位置合わせする前にマス
クステージ手段(5)の回転量を位置検出手段(21〜
23)の計測許容値以下に抑えることができる。
(57) [Abstract] [Object] The present invention realizes highly accurate exposure for an exposure apparatus. [Structure] A mask (3) and a photosensitive substrate (4) are arranged so as to face each other such that the in-plane direction of the mask (3) and the photosensitive substrate (4) are in the direction of gravity, and the lower side of the mask (3) is After the mask (3) is moved within the holding surface of the mask stage means (5) by the supporting position adjusting means (15A, 15B) to align the mask (3) and the mask stage means (5). , The mask (3) and the photosensitive substrate (4) are aligned. Position detection means (21-2
The position of the mask (3) with respect to the photosensitive substrate (4) is detected by means of 3) and kept in a predetermined positional relationship. As a result, before the mask (3) and the photosensitive substrate (4) are aligned with each other, the rotation amount of the mask stage means (5) is adjusted to the position detection means (21 to 21).
It can be suppressed to the measurement allowable value of 23) or less.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は露光装置に関し、例えば
液晶表示デバイスの製造に用いる露光装置に適用して好
適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, and is preferably applied to an exposure apparatus used for manufacturing a liquid crystal display device, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の露光装置においては、一
般的にマスクはマスクローダ等によつて重力方向に対し
て水平にマスクステージ上に載置され、マスク上にマー
クされたアライメントマークの位置をアライメント顕微
鏡で計測してマスクステージの位置を移動させることに
より、マスクを露光装置の基準位置に位置合わせして露
光している。またアライメントマークを露光装置の基準
位置に位置合わせした後、マスクステージは、露光中は
アライメント位置を保持するように固定されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an exposure apparatus of this type, a mask is generally placed on a mask stage horizontally by a mask loader or the like in the direction of gravity, and alignment marks marked on the mask are By measuring the position with an alignment microscope and moving the position of the mask stage, the mask is aligned with the reference position of the exposure apparatus for exposure. After aligning the alignment mark with the reference position of the exposure apparatus, the mask stage is fixed so as to hold the alignment position during the exposure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところがこのようにマ
スクを重力方向に対して水平にマスクステージに載置す
ると、大型のマスクの場合は重力よつてマスクが撓んで
しまうという問題があつた。またマスクと感光基板をキ
ヤリツジ(走査ステージ)上に一体に保持してキヤリツ
ジを投影光学系に対して走査して露光を行う走査型露光
装置の場合、マスクステージの位置が露光中にアライメ
ント位置に固定されていたとしても、走査ステージが傾
いた場合にはマスクステージの位置が所定の位置からず
れてしまい、感光基板に歪んだパターン像が転写され
る。この問題を解決するために、マスクステージ位置を
干渉計システムによつて検出し、露光中にもマスクステ
ージ位置を高精度に制御してマスクの歪みやマスクステ
ージの位置ずれを補正することが考えられる。
However, when the mask is placed horizontally on the mask stage with respect to the direction of gravity as described above, in the case of a large mask, there is a problem that the mask bends due to gravity. Further, in the case of a scanning type exposure apparatus that holds a mask and a photosensitive substrate integrally on a carriage (scanning stage) and scans the carriage with respect to the projection optical system to perform exposure, the position of the mask stage is set to an alignment position during exposure. Even if it is fixed, when the scanning stage is tilted, the position of the mask stage shifts from a predetermined position, and a distorted pattern image is transferred to the photosensitive substrate. In order to solve this problem, it is possible to detect the mask stage position with an interferometer system and control the mask stage position with high accuracy during exposure to correct the mask distortion and mask stage displacement. To be

【0004】ところがマスクステージの回転が一定値以
上(例えば1〔′〕)になると、干渉計ではマスクステ
ージ位置を検出することができないという問題があつ
た。またマスクパターンの位置精度はマスク外形に対し
0.5〔mm〕程度であり、外形基準でマスクをマスクステ
ージに載置し、マスクアライメントマークに準じてマス
クをアライメントするとき、マスクステージの回転が該
一定値を越えてしまうことがあるため、マスクステージ
に対するマスクの回転方向の位置を該一定値以下の正確
な位置に載置する必要があつた。この場合マスクステー
ジの移動鏡にコーナキユーブを用いて、マスクステージ
が大きく回転した場合でも干渉計を正常に動作させる方
法があるが、コーナキユーブでは寸法が大きくなるた
め、ワーキングデイスタンスの小さい投影光学系を用い
る露光装置では使用することができなかつた。
However, when the rotation of the mask stage exceeds a certain value (for example, 1 '), there is a problem that the interferometer cannot detect the mask stage position. The position accuracy of the mask pattern is
It is about 0.5 mm, and when the mask is placed on the mask stage based on the external shape and the mask is aligned according to the mask alignment mark, the rotation of the mask stage may exceed the certain value. It was necessary to mount the position of the mask in the rotational direction with respect to the stage at an accurate position below the certain value. In this case, there is a method of using a corner cube for the moving mirror of the mask stage to operate the interferometer normally even when the mask stage is largely rotated, but the corner cube has a large size, so a projection optical system with a small working distance is used. It cannot be used in the exposure apparatus used.

【0005】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、簡易な構成でマスクの回転方向の位置を正確にプリ
アライメントでき、干渉計による位置検出に悪影響を及
ぼすことのない露光装置を提案しようとするものであ
る。
The present invention has been made in consideration of the above points, and provides an exposure apparatus capable of accurately prealigning the position of the mask in the rotational direction with a simple structure and not adversely affecting the position detection by the interferometer. It is a proposal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、面内方向が重力方向となるように
対向して配置されたマスク(3)と感光基板(4)とを
投影光学系(2)に対して走査させることにより、マス
ク(3)の全面を感光基板(4)上に露光する露光装置
(1)において、マスク(3)を所定の保持面に保持し
て移動するマスクステージ手段(5)と、マスク(3)
をマスクステージ手段(5)の保持面に支持するマスク
傾倒防止手段(12)と、マスク(3)の下側面を支持
すると共に、マスク(3)をマスクステージ手段(5)
の保持面内で移動させることにより、マスク(3)とマ
スクステージ手段(5)とを位置合わせする位置調整手
段(15A、15B)と、マスクステージ手段(5)の
感光基板(4)に対する位置を検出する位置検出手段
(19A、19B、19C、21〜23)とを設けるよ
うにした。
In order to solve such a problem, in the present invention, a mask (3) and a photosensitive substrate (4), which are arranged so as to face each other so that the in-plane direction is the direction of gravity, are projected optical. In the exposure device (1) that exposes the entire surface of the mask (3) onto the photosensitive substrate (4) by scanning the system (2), the mask (3) is held and moved on a predetermined holding surface. Mask stage means (5) and mask (3)
The mask tilt preventing means (12) for supporting the mask on the holding surface of the mask stage means (5) and the lower side surface of the mask (3), and also for supporting the mask (3) on the mask stage means (5).
Position adjusting means (15A, 15B) for aligning the mask (3) with the mask stage means (5) by moving the mask stage means (5) with respect to the photosensitive substrate (4). The position detecting means (19A, 19B, 19C, 21 to 23) for detecting is detected.

【0007】また本発明においては、マスクステージ手
段(5)及びマスク傾倒防止手段(12)は、マスク
(3)と対向する面にそれぞれ通気孔((16、1
7)、18)を有し、マスク(3)とマスクステージ手
段(5)とを位置合わせする際、各通気孔((16、1
7)、18)を通して圧縮空気を供給することにより、
マスク(3)及びマスク傾倒防止手段(12)とマスク
(3)及びマスクステージ手段(5)との間に気体の層
を形成し、マスク(3)とマスクステージ手段(5)と
の位置合わせが終了した後、マスクステージ手段(5)
の通気孔(16、17)を通して真空引きすることによ
り、マスク(3)をマスクステージ手段(5)の保持面
に吸着するようにした。
Further, in the present invention, the mask stage means (5) and the mask tilt prevention means (12) are respectively provided with ventilation holes ((16, 1) on the surface facing the mask (3).
7), 18), and when the mask (3) and the mask stage means (5) are aligned with each other, each vent hole ((16, 1)
By supplying compressed air through 7), 18),
A gas layer is formed between the mask (3) and the mask tilt prevention means (12) and the mask (3) and the mask stage means (5) to align the mask (3) and the mask stage means (5). After finishing, the mask stage means (5)
The mask (3) was attracted to the holding surface of the mask stage means (5) by drawing a vacuum through the ventilation holes (16, 17) of the mask stage means (5).

【0008】[0008]

【作用】マスク(3)及び感光基板(4)を、該マスク
(3)及び感光基板(4)の面内方向が重力方向となる
ように対向させて配置することにより、重力方向による
マスク(3)の歪みを防ぐと共に、重力方向に配置され
たマスクの下辺を支持する位置調整手段(15A、15
B)によつてマスク(3)をマスクステージ手段(5)
の保持面内で移動させて、該マスク(3)とマスクステ
ージ手段(5)とを位置合わせ(プリアライメント)し
た後、マスクステージ手段(5)の感光基板(4)に対
する位置を位置検出手段(19A、19B、19C、2
1〜23)によつて検出してマスク(3)と感光基板
(4)とを位置合わせするようにしたことにより、マス
ク(3)と感光基板(4)とを位置合わせする前に、簡
易な構成でマスクステージ手段(5)の回転量を位置検
出手段(19A、19B、19C、21〜23)の許容
値以下になるようにマスクをプリアライメントすること
ができるので、マスク(3)と感光基板(4)とを位置
合わせする際にマスクステージの回転量が大きくなつて
位置検出手段(19A、19B、19C、21〜23)
による位置検出が不可能となることを防ぐことができ、
従つて高精度な露光を実現し得る。
The mask (3) and the photosensitive substrate (4) are arranged so as to face each other so that the in-plane direction of the mask (3) and the photosensitive substrate (4) are the gravity direction. Position adjusting means (15A, 15) for preventing the distortion of 3) and supporting the lower side of the mask arranged in the gravity direction.
B), the mask (3) is moved to the mask stage means (5).
After the mask (3) and the mask stage means (5) are aligned (pre-aligned) within the holding surface of the substrate, the position of the mask stage means (5) with respect to the photosensitive substrate (4) is detected by the position detecting means. (19A, 19B, 19C, 2
1 to 23) so that the mask (3) and the photosensitive substrate (4) are aligned with each other, so that the mask (3) and the photosensitive substrate (4) can be easily aligned before they are aligned with each other. With such a configuration, the mask can be pre-aligned so that the rotation amount of the mask stage means (5) is equal to or less than the allowable value of the position detecting means (19A, 19B, 19C, 21 to 23). The position detecting means (19A, 19B, 19C, 21 to 23) increases as the rotation amount of the mask stage increases when aligning the photosensitive substrate (4).
It is possible to prevent the position detection by
Therefore, highly accurate exposure can be realized.

【0009】またマスク(3)とマスクステージ手段
(5)とを位置合わせする際に、マスク(3)及びマス
クステージ手段(5)間とマスク(3)及び付勢手段
(12、13、14)間に圧縮空気を供給して気体の層
を形成してマスク(3)の移動時の抵抗を小さくしたこ
とにより、マスク(3)とマスクステージ手段(5)と
を容易に位置合わせすることができる。
When the mask (3) and the mask stage means (5) are aligned, the space between the mask (3) and the mask stage means (5) and between the mask (3) and the biasing means (12, 13, 14). ) To form a gas layer to reduce the resistance of the mask (3) when it moves, so that the mask (3) and the mask stage means (5) can be easily aligned with each other. You can

【0010】[0010]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0011】図1において、1は全体として本発明の実
施例による露光装置の概略構成を示している。この露光
装置1は、投影光学系2を挟んで対向するように配置さ
れたマスク3及び感光基板4をY方向に同期して投影光
学系2に対して走査させることにより、マスク3上に形
成(又は描画)された原画パターンを感光基板4に投影
露光するようになされている。
In FIG. 1, reference numeral 1 generally shows a schematic structure of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The exposure apparatus 1 is formed on the mask 3 by scanning the mask 3 and the photosensitive substrate 4 which are arranged so as to face each other with the projection optical system 2 in between and scanning the projection optical system 2 in synchronization with the Y direction. The (or drawn) original image pattern is projected and exposed on the photosensitive substrate 4.

【0012】続いて各部の構成を説明する。図1に示す
ように、マスク3及び感光基板4はそれぞれマスクステ
ージ5及びプレートステージ6を介してコ字状の走査ス
テージ7に取り付けられている。この走査ステージ7は
ガイド8に沿つてY方向に移動できるように本体(図示
せず)に取り付けられており、この走査ステージ7を一
定速度で駆動することによりマスク3と感光基板4との
同期走査が実現されるようになされている。また本体に
は照明光学系(図示せず)が保持されており、この照明
光学系から射出された照明光(図2)によつてマスク3
上に形成(又は描画)された原画パターンを投影光学系
2を介して感光基板4に投影するようになされている。
Next, the configuration of each part will be described. As shown in FIG. 1, the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are attached to a U-shaped scanning stage 7 via a mask stage 5 and a plate stage 6, respectively. The scanning stage 7 is attached to a main body (not shown) so as to be movable in the Y direction along a guide 8. By driving the scanning stage 7 at a constant speed, the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are synchronized. The scanning is adapted to be realized. An illumination optical system (not shown) is held in the main body, and the mask 3 is illuminated by the illumination light (FIG. 2) emitted from the illumination optical system.
The original image pattern formed (or drawn) on the photosensitive substrate 4 is projected through the projection optical system 2.

【0013】また露光装置1にはマスク3と感光基板4
とを正確に位置合わせするため2つのアライメント顕微
鏡9及び10(図2)が用意されており、マスク3と感
光基板4との相対位置の計測に用いられる。すわなちア
ライメント顕微鏡9及び10は投影光学系2と共に本体
に固定されており、マスク3及び感光基板4の走査方向
(Y方向)における任意の位置に配置された相対位置計
測用マーク(図示せず、以下フアインアライメントマー
クという)を計測し得るようになされている。またマス
ク3には2つのプリアライメントマーク11がマークさ
れており、アライメント顕微鏡9及び10によつてこれ
らのプリアライメントマーク11の位置を計測し、マス
ク3とマスクステージ5とを位置合わせする(以下これ
をプリアライメントという)。
Further, the exposure apparatus 1 includes a mask 3 and a photosensitive substrate 4.
Two alignment microscopes 9 and 10 (FIG. 2) are prepared for accurately aligning and, and are used for measuring the relative position between the mask 3 and the photosensitive substrate 4. That is, the alignment microscopes 9 and 10 are fixed to the main body together with the projection optical system 2, and the relative position measurement marks (not shown) arranged at arbitrary positions in the scanning direction (Y direction) of the mask 3 and the photosensitive substrate 4. However, the fine alignment mark will be referred to hereinafter). Further, two pre-alignment marks 11 are marked on the mask 3, and the positions of these pre-alignment marks 11 are measured by the alignment microscopes 9 and 10 to align the mask 3 and the mask stage 5 (hereinafter This is called pre-alignment).

【0014】マスクステージ5はマスク3を所定の保持
面に保持して移動するようになれており、図2に示すよ
うに、マスク3は、該マスク3の面内方向が重力方向と
なるようにマスクステージ5に載置され、3つの付勢パ
ツド12によつてマスクステージ5の保持面に保持され
る。すなわち付勢パツド12はマスクステージ5に取り
付けられた付勢パツド駆動部13によつて回転するよう
になされており、例えばマスクローデイング機構によつ
てマスク3がマスクステージ5の保持面に載置されると
同時に付勢パツド駆動部13によつて付勢パツド12が
付勢位置(図1に示す位置)にセツトされ、付勢バネ1
4の付勢力によつてマスク3をマスクステージ5の保持
面に保持し、これによりマスク3が傾倒することを防止
している。従つてマスクローデイングが退出してもマス
クが倒れることはない。また付勢パツド12は、マスク
3がマスクステージ5に載置されていないときは、付勢
パツド駆動部13によつて退避した位置に置かれるの
で、マスク3の搬入が妨げられることはない。
The mask stage 5 is designed to move while holding the mask 3 on a predetermined holding surface. As shown in FIG. 2, the mask 3 is arranged so that the in-plane direction of the mask 3 is the direction of gravity. And is held on the holding surface of the mask stage 5 by the three biasing pads 12. That is, the biasing pad 12 is rotated by a biasing pad driving unit 13 attached to the mask stage 5, and the mask 3 is placed on the holding surface of the mask stage 5 by, for example, a mask loading mechanism. At the same time, the urging pad drive unit 13 sets the urging pad 12 to the urging position (the position shown in FIG. 1).
The mask 3 is held on the holding surface of the mask stage 5 by the urging force of the mask 4, thereby preventing the mask 3 from tilting. Therefore, even if the mask loading exits, the mask will not fall down. Further, the urging pad 12 is placed at a position retracted by the urging pad driving unit 13 when the mask 3 is not placed on the mask stage 5, so that the loading of the mask 3 is not hindered.

【0015】図1及び図2に示すように、マスク3は、
該マスク3の下側面が、マスクステージ5に取り付けら
れたプリアライメント軸駆動部15によつて駆動される
2つのプリアライメント軸15A及び15Bによつて重
力方向に対して支持されている。プリアライメント軸1
5A及び15Bはプリアライメント軸駆動部15によつ
てZ方向に駆動され、これによりマスク3をマスクステ
ージ5の保持面内で移動させることができる。また2つ
のプリアライメント軸15A及び15Bを交互に上下さ
せる(駆動方向を逆にする)ことによりマスク3を照明
光の光軸まわりに回転させることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the mask 3 is
The lower side surface of the mask 3 is supported in the direction of gravity by two pre-alignment shafts 15A and 15B driven by a pre-alignment shaft driving unit 15 attached to the mask stage 5. Pre-alignment axis 1
5A and 15B are driven in the Z direction by the pre-alignment axis drive unit 15, whereby the mask 3 can be moved within the holding surface of the mask stage 5. Further, the mask 3 can be rotated around the optical axis of the illumination light by alternately moving the two pre-alignment axes 15A and 15B up and down (reversing the driving direction).

【0016】またプリアライメント軸15A及び15B
はマスク3の付勢を確実にするため(マスク3の付勢時
にマスク3がスムーズに移動するように)、マスク面3
Aに対して垂直方向(X方向)に可動となつている。一
方マスクステージ5はマスク面3Aに対して平行(Z方
向)に移動することができると共に、マスク3に垂直な
軸回りに回転することができる。ここで、主にマスク3
の回転はプリアライメント軸15A及び15Bで行な
い、平行移動はマスクステージ5によつて行う。
Also, pre-alignment shafts 15A and 15B
For ensuring the bias of the mask 3 (so that the mask 3 moves smoothly when biasing the mask 3), the mask surface 3
It is movable in the vertical direction (X direction) with respect to A. On the other hand, the mask stage 5 can move in parallel (Z direction) with respect to the mask surface 3A and can rotate around an axis perpendicular to the mask 3. Here, mainly mask 3
Is rotated by the pre-alignment axes 15A and 15B, and parallel movement is performed by the mask stage 5.

【0017】ここで図2に示すように、マスク3とマス
クステージ5とをプリアライメントする際にマスク3の
動きを滑らかにするため、マスクステージ5の上部及び
下部にそれぞれマスク吸着用の通気孔16及び17が設
けられており、また付勢パツド12にも通気孔18が設
けられている。すなわちノズル16A、17A、18A
からこれらの通気孔16、17、18を介して圧縮空気
を供給することにより、マスク3及びマスクステージ5
のチヤツク面とマスク3及び付勢パツド12との間に気
体の層を形成してマスク移動時の抵抗を小さくしてい
る。これにより、マスク3とマスクステージ5とを容易
にプリアライメントすることができる。
Here, as shown in FIG. 2, in order to smooth the movement of the mask 3 when the mask 3 and the mask stage 5 are pre-aligned, a ventilation hole for adsorbing the mask is provided in each of the upper part and the lower part of the mask stage 5. 16 and 17 are provided, and the biasing pad 12 is also provided with a vent hole 18. That is, the nozzles 16A, 17A, 18A
From the mask 3 and the mask stage 5 by supplying compressed air from these through the ventilation holes 16, 17, and 18.
A gas layer is formed between the chuck surface and the mask 3 and the biasing pad 12 to reduce the resistance when the mask moves. Thereby, the mask 3 and the mask stage 5 can be easily pre-aligned.

【0018】感光基板4はマスク3と同様に該感光基板
4の面内方向が重力方向となるようにプレートステージ
6に固着される。従つて感光基板4の露光面4Aとマス
ク面3Aとは平行に配置されることになる。プレートス
テージ6は露光面4Aに対して垂直方向(X方向)に移
動し得ると共に傾き移動が可能であり、これによりマス
クパターンの結像位置(結像面)に露光面4Aを一致
(合焦)させることができる。
Like the mask 3, the photosensitive substrate 4 is fixed to the plate stage 6 such that the in-plane direction of the photosensitive substrate 4 is the direction of gravity. Therefore, the exposure surface 4A of the photosensitive substrate 4 and the mask surface 3A are arranged in parallel. The plate stage 6 can move in the vertical direction (X direction) with respect to the exposure surface 4A and can tilt and move, so that the exposure surface 4A is aligned (focused) with the image forming position (image forming surface) of the mask pattern. It can be done.

【0019】またマスクステージ5及びプレートステー
ジ6のY方向に沿つた側面5A及び6Aにはそれぞれミ
ラー19A及び19Bが設けられ、マスクステージ5及
びプレートステージ6のX方向に沿つた側面5B及び6
Bにはそれぞれミラー19Cが設けられている。各干渉
計21〜23はこれらのミラー19A、19B及び19
Cのそれぞれに光束を照射し、反射した光束を干渉させ
ることによつて感光基板4の位置を基準としたマスク3
の位置を計測する。従つて露光中に走査ステージ7が傾
いてマスク3と感光基板4の照明光の光軸に対する(投
影光学系2に対する)位置関係が変化した場合でもマス
クステージ5の位置を補正して所定の位置関係にするこ
とができ、これにより、走査ステージ7が傾いて感光基
板4上に歪んだパターン像が転写されることを防ぐこと
ができる。
Mirrors 19A and 19B are provided on side surfaces 5A and 6A of the mask stage 5 and plate stage 6 along the Y direction, respectively, and side surfaces 5B and 6 of the mask stage 5 and plate stage 6 along the X direction.
Each of Bs is provided with a mirror 19C. Each interferometer 21-23 includes these mirrors 19A, 19B and 19
The mask 3 with the position of the photosensitive substrate 4 as a reference by irradiating each of C with a light beam and causing the reflected light beams to interfere with each other.
Measure the position of. Therefore, even if the scanning stage 7 is tilted during the exposure and the positional relationship of the mask 3 and the photosensitive substrate 4 with respect to the optical axis of the illumination light (with respect to the projection optical system 2) is changed, the position of the mask stage 5 is corrected to a predetermined position. Therefore, it is possible to prevent the scanning stage 7 from tilting and the distorted pattern image being transferred onto the photosensitive substrate 4.

【0020】以上の構成において、露光装置1による位
置決め及び露光動作を説明する。まず走査ステージ7が
投影光学系2から離れた位置(図1に示す位置)におい
て、マスクローデイング機構によつてマスク3をマスク
ステージ5に載置し、付勢パツド12を付勢位置にセツ
トしマスク3を挟み込むようにする。次に走査ステージ
7をアライメント顕微鏡9、10の位置に移動させてマ
スク3にマークされたプリアライメントマーク11の位
置を計測すると共に、ノズル16A、17A及び18A
から通気孔16、17及び18を介して圧縮空気を供給
し、マスク3及びマスクステージ5のチヤツク面とマス
ク3及び付勢パツド12との間に気体の層を形成する。
ここで圧縮空気の供給量は付勢パツド12の付勢バネ1
4の付勢力を考慮して適正に設定する。ここでマスク3
にマークされているプリアライメントマーク11の位置
計測値に基づいて、プリアライメント軸15A及び15
Bを駆動すると共にマスクステージ5を移動させること
によりマスク3をプリアライメントする。
Positioning and exposure operations by the exposure apparatus 1 having the above configuration will be described. First, at a position where the scanning stage 7 is away from the projection optical system 2 (the position shown in FIG. 1), the mask 3 is placed on the mask stage 5 by the mask loading mechanism, and the biasing pad 12 is set to the biasing position. Then, the mask 3 is sandwiched. Next, the scanning stage 7 is moved to the positions of the alignment microscopes 9 and 10 to measure the position of the pre-alignment mark 11 marked on the mask 3 and the nozzles 16A, 17A and 18A.
To supply compressed air through the ventilation holes 16, 17 and 18 to form a gas layer between the chuck surfaces of the mask 3 and the mask stage 5 and the mask 3 and the biasing pad 12.
Here, the amount of compressed air supplied is determined by the biasing spring 1 of the biasing pad 12.
Set appropriately considering the biasing force of 4. Mask 3 here
Based on the position measurement value of the pre-alignment mark 11 marked on the
The mask 3 is pre-aligned by driving B and moving the mask stage 5.

【0021】すなわちプリアライメント軸駆動部15に
よつてプリアライメント軸15A及び15Bを上下動さ
せてマスク3を回転させると共に、マスク3のマスク面
3Aに対してマスクステージ5を平行移動させることに
より、アライメント顕微鏡9、10内に設定されている
露光装置1の基準位置に対してマスク3のプリアライメ
ントマーク11を位置合わせする。マスク3のプリアラ
イメント終了後、圧縮空気を遮断して通気孔16及び1
7を真空源に切り換えて真空引きし、マスク3をマスク
ステージ5に吸着固定する。これでマスク3のプリアラ
イメントは終了し、元のローテイング位置へ走査ステー
ジ7を移動して感光基板4をマスクステージ5に載置す
る。
That is, by moving the pre-alignment shafts 15A and 15B up and down by the pre-alignment shaft drive unit 15 to rotate the mask 3, and by moving the mask stage 5 in parallel with the mask surface 3A of the mask 3, The pre-alignment mark 11 of the mask 3 is aligned with the reference position of the exposure apparatus 1 set in the alignment microscopes 9 and 10. After the pre-alignment of the mask 3 is completed, the compressed air is shut off and the ventilation holes 16 and 1
7 is switched to a vacuum source and a vacuum is drawn, and the mask 3 is fixed to the mask stage 5 by suction. With this, the pre-alignment of the mask 3 is completed, the scanning stage 7 is moved to the original rotating position, and the photosensitive substrate 4 is placed on the mask stage 5.

【0022】次にアラインメント顕微鏡9、10によつ
て、マスク3及び感光基板4にマークされたフアインア
ライメントマークを同時に計測してマスクステージ5を
プレートステージ6に対し移動することにより、マスク
3及び感光基板4を位置合わせする(以下これをフアイ
ンアライメントという)。このとき先のマスクプリアラ
イメントにより、マスクステージ5の中立位置に対して
マスクパターンの回転量は一定値以下に抑えられてい
る。
Next, fine alignment marks marked on the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are simultaneously measured by the alignment microscopes 9 and 10, and the mask stage 5 is moved with respect to the plate stage 6, whereby the mask 3 and The photosensitive substrate 4 is aligned (hereinafter referred to as fine alignment). At this time, the amount of rotation of the mask pattern is suppressed below a certain value with respect to the neutral position of the mask stage 5 by the mask pre-alignment described above.

【0023】また感光基板4のフアインアライメントマ
ーク位置は感光基板4の外形辺に対し精度良く形成され
ているので、感光基板4の設置時の該フアインアライメ
ントマークの回転量は小さく、フアインアライメントに
よつて生ずるマスクステージ5の回転量は干渉計21〜
23の計測許容値以下である(1〔′〕以下)。従つて
フアインアライメントを行う際に、干渉計21〜23の
誤動作を防ぐことができるので、マスクステージ5の位
置を正確に検出することができる。
Further, since the fine alignment mark position of the photosensitive substrate 4 is accurately formed with respect to the outer side of the photosensitive substrate 4, the rotation amount of the fine alignment mark when the photosensitive substrate 4 is installed is small and the fine alignment mark is small. The rotation amount of the mask stage 5 caused by the alignment is determined by the interferometers 21 to 21.
It is less than or equal to the measurement allowable value of 23 (1 ['] or less). Therefore, when performing fine alignment, it is possible to prevent malfunction of the interferometers 21 to 23, so that the position of the mask stage 5 can be accurately detected.

【0024】フアインアラインメントが終わると、マス
ク3を照明し、該マスク3を投影光学系2を介して感光
基板4上に投影すると共に、マスク3と感光基板4とを
走査ステージ7によつてガイド8に沿つてY方向に移動
させて投影光学系2の投影フイールド2Aに対して走査
させることにより、マスク3上に形成(又は描画)され
た原画パターンを感光基板4上に露光する。
When the fine alignment is finished, the mask 3 is illuminated, the mask 3 is projected onto the photosensitive substrate 4 through the projection optical system 2, and the mask 3 and the photosensitive substrate 4 are moved by the scanning stage 7. The original image pattern formed (or drawn) on the mask 3 is exposed on the photosensitive substrate 4 by moving along the guide 8 in the Y direction and scanning the projection field 2A of the projection optical system 2.

【0025】以上の構成によれば、マスクステージ5上
にマスク3のプリアライメント用のプリアライメント軸
15A及び15Bの2軸をマスク3の下辺を支持するよ
うに設けたことにより、フアインアライメントに先立つ
て、マスクステージ5上でマスク3の回転位置を一定値
以下にプリアラインメントすることができるので、フア
インアライメントの際や露光中にマスクステージ5に位
置ずれが生じた場合でも、干渉計21〜23によつて、
感光基板4の位置を基準としたマスクステージ5の位置
を正確に検出することができる。またマスク3の面内方
向を重力方向に向けてマスク3をマスクステージ5に載
置したことにより、重力によるマスク3の撓みを防ぐこ
とができる。
According to the above construction, since the pre-alignment axes 15A and 15B for pre-alignment of the mask 3 are provided on the mask stage 5 so as to support the lower side of the mask 3, fine alignment is achieved. Prior to this, since the rotational position of the mask 3 can be pre-aligned on the mask stage 5 to a certain value or less, even if the mask stage 5 is misaligned during fine alignment or during exposure, the interferometer 21 ~ 23
The position of the mask stage 5 based on the position of the photosensitive substrate 4 can be accurately detected. In addition, since the mask 3 is placed on the mask stage 5 with the in-plane direction of the mask 3 facing the direction of gravity, the mask 3 can be prevented from bending due to gravity.

【0026】また上述の構成によれば、マスク3の外形
辺に対するパターニング精度が悪い場合でもマスクステ
ージ5上でマスク3の回転量を補正することができるの
で、マスク3をマスクステージ5に対して正確にプリア
ライメントすることができる。さらにマスクステージ5
上においてマスク3をプリアラインメントする際に、マ
スク3及びマスクステージ5とマスク3及び付勢パツド
12との間に圧縮空気を供給してマスク3の移動時の抵
抗を小さくしたことにより、マスク3とマスクステージ
5とを容易にプリアライメントすることができ、小型駆
動装置でも滑らかに位置合わせをすることができる。
Further, according to the above-described structure, the rotation amount of the mask 3 can be corrected on the mask stage 5 even when the patterning accuracy with respect to the outer side of the mask 3 is poor. Pre-alignment can be done accurately. Further mask stage 5
When pre-aligning the mask 3 above, compressed air is supplied between the mask 3 and the mask stage 5 and the mask 3 and the urging pad 12 to reduce the resistance when the mask 3 moves. The mask stage 5 and the mask stage 5 can be easily pre-aligned, and the position can be smoothly aligned even with a small drive device.

【0027】なお上述の実施例においては、感光基板4
の位置を基準としたマスク3の位置を検出する位置検出
手段として干渉計21〜23を用いた場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、感光基板4に対するマス
ク3の位置を検出することができれば他の位置検出手段
を用いてもよい。
In the above embodiment, the photosensitive substrate 4
Although the case where the interferometers 21 to 23 are used as the position detecting means for detecting the position of the mask 3 based on the position of the above, the present invention is not limited to this, and the position of the mask 3 with respect to the photosensitive substrate 4 is detected. If possible, other position detecting means may be used.

【0028】また上述の実施例においては、感光基板4
の位置を基準としてマスク3の位置を検出する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、走査ステージ7
を基準としてマスク3と感光基板4との相対位置を検出
するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the photosensitive substrate 4
The case where the position of the mask 3 is detected on the basis of the position of is described, but the present invention is not limited to this, and the scanning stage 7
You may make it detect the relative position of the mask 3 and the photosensitive substrate 4 on the basis of.

【0029】また上述の実施例においては、プリアライ
メント軸15A及び15Bをマスクステージ5上に設け
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、マス
ク3をマスクステージ5に対してプリアライメントする
ことができれば、プリアライメント軸15A及び15B
を他の場所に設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the pre-alignment shafts 15A and 15B are provided on the mask stage 5 has been described, but the present invention is not limited to this, and the mask 3 is pre-aligned with the mask stage 5. If possible, pre-alignment axes 15A and 15B
May be provided in another place.

【0030】また上述の実施例においては、マスクステ
ージ5及びプレートステージ6を走査ステージ7に一体
に載置して走査させた場合について述べたが、本発明は
これに限らず、マスクステージ5とプレートステージ6
とを同期して走査させることができれば、他の手段でマ
スクステージ5及びプレートステージ6を同期走査させ
るようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the mask stage 5 and the plate stage 6 are integrally placed on the scanning stage 7 and scanned is described, but the present invention is not limited to this, and the mask stage 5 and Plate stage 6
The mask stage 5 and the plate stage 6 may be synchronously scanned by other means as long as they can be synchronously scanned.

【0031】[0031]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、マスク及
び感光基板を、該マスク及び感光基板の面内方向が重力
方向となるように対向させて配置し、マスクの下辺を支
持する位置調整手段によつてマスクをマスクステージ手
段の保持面内で移動させてマスクとマスクステージ手段
とを位置合わせした後、マスクと感光基板とを位置合わ
せするようにしたことにより、重力方向によるマスクの
歪みを防ぐことができると共にマスクと感光基板とを位
置合わせする際でも位置検出手段の誤動作を防ぐことが
できるので、高精度な露光を実現し得る露光装置を実現
できる。
As described above, according to the present invention, the mask and the photosensitive substrate are arranged so as to oppose each other so that the in-plane direction of the mask and the photosensitive substrate are in the direction of gravity, and the lower side of the mask is supported. After the mask is moved in the holding surface of the mask stage means by the adjusting means to align the mask and the mask stage means, the mask and the photosensitive substrate are aligned, so that Since the distortion can be prevented and the malfunction of the position detecting means can be prevented even when the mask and the photosensitive substrate are aligned with each other, it is possible to realize an exposure apparatus which can realize highly accurate exposure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例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 an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例による露光装置の付勢パツド及
びプリアライメント軸でそれぞれ破断したときの詳細を
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing details when the exposure pad according to the embodiment of the present invention is broken along the biasing pad and the pre-alignment axis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……露光装置、2……投影光学系、2A……投影フイ
ールド、3……マスク、3A……マスク面、4……感光
基板、5……マスクステージ、5A、5B……マスクス
テージの側面、6……プレートステージ、6A、6B…
…プレートステージの側面、7……走査ステージ、8…
…ガイド、9、10……アライメント顕微鏡、11……
プリアライメントマーク、12……付勢パツド、13…
…付勢パツド駆動部、14……付勢バネ、15……プリ
アライメント軸駆動部、15A、15B……プリアライ
メント軸、16、17、18……通気孔、16A、17
A、18A……ノズル、19A、19B、19C……ミ
ラー、21〜23……干渉計。
1 ... exposure device, 2 ... projection optical system, 2A ... projection field, 3 ... mask, 3A ... mask surface, 4 ... photosensitive substrate, 5 ... mask stage, 5A, 5B ... mask stage Side, 6 ... Plate stage, 6A, 6B ...
... side of plate stage, 7 ... scanning stage, 8 ...
… Guide, 9,10 …… Alignment microscope, 11 ……
Pre-alignment mark, 12 ... Energizing pad, 13 ...
... bias pad drive unit, 14 ... bias spring, 15 ... pre-alignment shaft drive unit, 15A, 15B ... pre-alignment shaft, 16, 17, 18 ... vent hole, 16A, 17
A, 18A ... Nozzle, 19A, 19B, 19C ... Mirror, 21-23 ... Interferometer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】面内方向が重力方向となるように対向して
配置されたマスクと感光基板とを投影光学系に対して走
査させることにより、前記マスクの全面を前記感光基板
上に露光する露光装置において、 前記マスクを所定の保持面に保持して移動するマスクス
テージ手段と、 前記マスクを前記マスクステージ手段の前記保持面に支
持するマスク傾倒防止手段と、 前記マスクの下側面を支持すると共に、前記マスクを前
記マスクステージ手段の保持面内で移動させることによ
り、前記マスクと前記マスクステージ手段とを位置合わ
せする位置調整手段と、 前記マスクステージ手段の前記感光基板に対する位置を
検出する位置検出手段とを具えることを特徴とする露光
装置。
1. The entire surface of the mask is exposed on the photosensitive substrate by scanning a mask and a photosensitive substrate, which are arranged so as to face each other so that the in-plane direction is the direction of gravity, with respect to the projection optical system. In an exposure apparatus, a mask stage means for holding and moving the mask on a predetermined holding surface, a mask tilt preventing means for supporting the mask on the holding surface of the mask stage means, and a lower side surface of the mask. At the same time, by moving the mask in the holding surface of the mask stage means, position adjusting means for aligning the mask and the mask stage means, and a position for detecting the position of the mask stage means with respect to the photosensitive substrate. An exposure apparatus comprising: a detection unit.
【請求項2】前記マスクステージ手段及びマスク傾倒防
止手段は、前記マスクと対向する面にそれぞれ通気孔を
有し、前記マスクと前記マスクステージ手段とを位置合
わせする際、前記各通気孔を通して圧縮空気を供給する
ことにより、前記マスク及び前記マスク傾倒防止手段と
前記マスク及び前記マスクステージ手段との間に気体の
層を形成し、前記マスクと前記マスクステージ手段との
位置合わせが終了した後、前記マスクステージ手段の通
気孔を通して真空引きすることにより、前記マスクを前
記マスクステージ手段の保持面に吸着するようにしたこ
とを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
2. The mask stage means and the mask tilt prevention means each have a ventilation hole on a surface facing the mask, and when the mask and the mask stage means are aligned with each other, they are compressed through the ventilation holes. By supplying air, a layer of gas is formed between the mask and the mask tilt prevention means and the mask and the mask stage means, and after the alignment of the mask and the mask stage means is completed, 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the mask is attracted to the holding surface of the mask stage means by drawing a vacuum through a ventilation hole of the mask stage means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6700667B2 (en) 1996-10-21 2004-03-02 Nikon Corporation Exposure apparatus and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6700667B2 (en) 1996-10-21 2004-03-02 Nikon Corporation Exposure apparatus and method

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