JP4631497B2 - Proximity exposure equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイ等の基板上にマスクのパターンを近接(プロキシミティ)露光転写するのに好適な近接露光装置に関する。 The present invention relates to a proximity exposure apparatus suitable for proximity exposure transfer of a mask pattern onto a substrate such as a large flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display.
近接露光は、表面に感光剤を塗布した透光性の基板(被露光材)を近接露光装置の基板ステージ上に保持すると共に、該基板をマスクステージのマスク保持枠に保持されたマスクに接近させて両者のすき間を例えば数10μm〜数100μmにし、次いで、マスクの基板から離間する側から照射装置によって露光用の光をマスクに向けて照射することにより該基板上に該マスクに描かれたパターンを露光転写するようにしたものである。 In proximity exposure, a translucent substrate (material to be exposed) coated with a photosensitive agent on the surface is held on the substrate stage of the proximity exposure apparatus, and the substrate is brought close to the mask held on the mask holding frame of the mask stage. Then, the gap between the two is set to several tens μm to several hundreds μm, for example, and then the exposure light is irradiated toward the mask by the irradiation device from the side away from the substrate of the mask. The pattern is exposed and transferred.
例えば、液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造に際しては、基坂上に、まず、1層目として、ブラックマトリックスのパターンが形成され、次いで、各色(赤、緑、青)のパターンが一色ずつ順次形成される。
ここで、各色のパターンを露光する工程においては、既に形成されているパターンと、これから露光するパターンとの位置合わせを精密に行う必要がある。
For example, when manufacturing a color filter for a liquid crystal display, a black matrix pattern is first formed on the base slope as a first layer, and then a pattern of each color (red, green, blue) is sequentially formed one by one. .
Here, in the process of exposing the pattern of each color, it is necessary to precisely align the pattern already formed and the pattern to be exposed.
そこで、1層目(ブラックマトリックス)のパターン形成時に、ブラックマトリックス自体のパターンとともに、アライメントマークのパターンも同時に形成し、後段の露光時のマスクと基板との精密な位置合わせ(アライメント)に際して、このアライメントマークとこれに対応するようにマスクに設けられたアライメントマークとを使用することが行われている。 Therefore, when the pattern of the first layer (black matrix) is formed, the pattern of the alignment mark is formed at the same time as the pattern of the black matrix itself, and this is necessary for precise alignment (alignment) between the mask and the substrate during the subsequent exposure. An alignment mark and an alignment mark provided on the mask so as to correspond to this are used.
すなわち、これらの2つのアライメントマークを光学的に検出し、その画像データに基づいて、マスクと基板との位置合わせを行うものである。例えば、両アライメントマークの中心同士が一致するように位置合わせした場合に、正しい位置に露光されるように設定される。以上のことは、例えは、回路パターン等の形成で、重ね露光を行う場合も同様である。 That is, these two alignment marks are optically detected, and the mask and the substrate are aligned based on the image data. For example, when alignment is performed so that the centers of the alignment marks coincide with each other, the exposure is set to the correct position. The same applies to the case where overlay exposure is performed, for example, by forming a circuit pattern or the like.
ところで、近接露光装置の基板ステージに基板を搬入し、保持した状態で前記アライメント調整が可能な状態でなければならない。例えば、アライメント検出時に、アライメントカメラの視野内に基板のアライメントマークが入るように位置決めされていないと、アライメントが不可能となる。そのため、搬送装置により基板を搬入するのに先立ち、プリアライメント装置により、後で行われるアライメントが可能となるような位置決め(プリアライメント)が行われる場合がある。 By the way, the substrate must be brought into the substrate stage of the proximity exposure apparatus and in a state where the alignment can be adjusted while being held. For example, if alignment is not performed so that the alignment mark of the substrate enters the field of view of the alignment camera at the time of alignment detection, alignment is impossible. For this reason, prior to loading the substrate by the transport device, the pre-alignment device may perform positioning (pre-alignment) that enables alignment performed later.
プリアライメント装置は、例えば、基板の水平面内の位置及び姿勢を知るために、基板の一辺の2箇所及びこれと直交する他の一辺の1箇所の位置検出を行うセンサと、センサによる検出結果に基づき、基板のプリアライメントを行うアクチュエータとを備えてなるものである。
基板をプリアライメント装置から露光装置の基板ステージ上に搬送する搬送装置は、例えば、基板を吸着・保持するアームを備え、該アームをX、Y、Zの3軸方向位置決め及び垂直軸(Z軸)周りの旋回位置決めを行えるものである。
Prealignment device, For example, in order to know the position and orientation in the horizontal plane of the substrate, a sensor detecting the position of one location of the other side orthogonal two places of one side of the substrate and with this, the detection result of the sensor the basis is the also the pre-alignment of the substrate ing an actuator performing.
A transport apparatus that transports a substrate from a pre-alignment apparatus onto a substrate stage of an exposure apparatus includes, for example, an arm that attracts and holds the substrate, and the arm is positioned in three axial directions of X, Y, and Z and a vertical axis (Z axis). ) It can perform positioning around the turn.
そして、プリアライメント装置によりプリアライメントされた基板を搬送装置により基板ステージ上に搬入し、保持すると、基板ステージをアライメント調整が行われる露光位置に移動した際に、アライメントカメラの視野内に基板のアライメントマークが位置するように設定されている。
近接露光装置では、プリアライメント装置側でプリアライメントがなされた基板を基板ステージ上に搬送して露光位置に保持し、次に、制御装置が基板ステージの上下動を行う装置及びギャップセンサを用い、基板上方に対向配置されたマスクの下面と基板の上面とのすき間量が予め定められた目標値となるよう基板ステージを上下動させる所謂ギャップ制御を行う。
Then, when the substrate pre-aligned by the pre-alignment apparatus is carried onto the substrate stage by the transport apparatus and held, the substrate alignment is within the visual field of the alignment camera when the substrate stage is moved to the exposure position where alignment adjustment is performed. The mark is set to be positioned.
In the proximity exposure apparatus, the substrate that has been pre-aligned on the pre-alignment apparatus side is transported onto the substrate stage and held at the exposure position, and then the control apparatus uses an apparatus that moves the substrate stage up and down and a gap sensor, So-called gap control is performed in which the substrate stage is moved up and down so that the amount of clearance between the lower surface of the mask and the upper surface of the substrate, which are opposed to each other above the substrate, becomes a predetermined target value.
次に、前記すき間量が目標値になった状態で、前記のようなマスクと基板とのアライメント調整が行われ、その後、照射手段から露光用の光をマスクに向けて照射して該マスクのパターンを基板に露光転写する。
なお、露光後、ステップ式の露光装置の場合は、基板ステージを下方に微動させてマスクの下面と基板の上面とのすき間量を一定量拡大し、この状態で、基板ステージをマスクに対して1ステップ量だけ送る、所謂ステップ送りを行い、ギャップ調整、アライメント調整、露光転写を行う。複数段のステップ露光の場合は、以降同様の工程を繰り返す。
Next, the alignment of the mask and the substrate as described above is performed in a state where the gap amount has reached the target value, and thereafter, exposure light is irradiated from the irradiation means toward the mask. The pattern is exposed and transferred to the substrate.
In addition, after exposure, in the case of a step type exposure apparatus, the substrate stage is slightly moved downward to increase the gap amount between the lower surface of the mask and the upper surface of the substrate by a certain amount. A so-called step feed is performed by feeding one step amount, and gap adjustment, alignment adjustment, and exposure transfer are performed. In the case of multi-step exposure, the same process is repeated thereafter.
上記従来の近接露光装置においては、露光の際に、プリアライメント装置側でのプリアライメント精度やプリアライメントされた基板の搬送装置による搬送時の位置決め誤差等によって、図5に示すように、基板ステージ上に搬送された基板のアライメントマーク(一層目の露光で基板に焼付け)40がアライメントカメラの視野中心からはずれてしまう場合がある。 In the above-described conventional proximity exposure apparatus, as shown in FIG. 5, the substrate stage is subjected to the pre-alignment accuracy on the pre-alignment apparatus side or the positioning error when the pre-aligned substrate is transferred by the transfer apparatus. In some cases, the alignment mark (printed on the substrate by the first exposure) 40 of the substrate transported upward deviates from the center of the visual field of the alignment camera.
この場合、基板側のアライメントマーク40(この例では十字状)とマスク側のアライメントマーク41(この例では四角状)との位置を整合させるには、マスク保持枠を介してマスクの位置を調整するようにしているので、カメラ視野中心からずれた位置でアライメントを行うことになり、アライメント精度が低下したり、場合によっては、カメラ視野に収まらなかったり、位置合わせが不能となったりするという問題がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、それぞれに設けられたアライメントマークを使用する基板とマスクとのアライメント精度の向上を図ることができる近接露光装置を提供することを目的とする。
In this case, in order to align the position of the
The present invention has been made to solve such inconveniences, and provides a proximity exposure apparatus capable of improving the alignment accuracy between a substrate and a mask using alignment marks provided on each of them. Objective.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、プリアライメント装置から搬送された被露光材としての基板を保持する基板ステージと、露光すべきパターンを有するマスクをマスク保持枠を介して保持するマスクステージと、前記基板に一層目の露光で焼付けられたアライメントマークと前記マスク側のアライメントマークとを撮像する撮像手段と、前記基板側のアライメントマークと前記マスク側のアライメントマークとが整合するように前記マスクの位置を前記マスク保持枠を介して調整するマスク位置調整手段と、前記マスクのパターンを前記基板に露光転写すべく露光用の光を前記マスクに向けて照射する照射手段と備えた近接露光装置において、前記プリアライメント装置に、基板の水平面内の位置及び姿勢を知るために基板の一辺の2箇所及びこれと直交する他の一辺の1箇所の位置検出を行うセンサと、これらのセンサによる検出結果に基づき基板のプリアライメントを行うアクチュエータとを備え、このプリアライメント装置から搬送されて前記基板ステージに保持された前記基板側のアライメントマークの前記撮像手段の視野中心からのずれ量を取得し、該ずれ量に基づいて前記プリアライメント装置側で次回の基板の位置を当該基板のアライメントマークが基板ステージ上で前記撮像手段の視野中心に位置するように補正するものとし、前記ずれ量の取得とこれによる前記プリアライメント装置側での基板の位置の前記補正を各基板の露光工程の中で定期的又は毎回行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to a substrate stage for holding a substrate as an exposed material conveyed from a pre-alignment apparatus, and a mask having a pattern to be exposed through a mask holding frame. The mask stage to be held, the imaging means for imaging the alignment mark printed on the substrate by the first exposure and the alignment mark on the mask side, and the alignment mark on the substrate side and the alignment mark on the mask side are aligned. A mask position adjusting means for adjusting the position of the mask via the mask holding frame, and an irradiating means for irradiating light for exposure toward the mask to transfer the mask pattern onto the substrate. in proximity exposure apparatus having, in the pre-alignment apparatus, group in order to know the position and orientation in the horizontal plane of the substrate A sensor for detecting the position of two locations on one side and one location on the other side orthogonal thereto, and an actuator for pre-aligning the substrate based on the detection results of these sensors. The amount of deviation of the alignment mark on the substrate side held on the substrate stage from the center of the field of view of the imaging means is acquired , and the position of the next substrate on the pre-alignment apparatus side is determined based on the amount of deviation . The alignment mark is corrected so as to be positioned at the center of the field of view of the imaging means on the substrate stage, and the acquisition of the shift amount and the correction of the position of the substrate on the pre-alignment apparatus side thereby are performed in the exposure process of each substrate It is characterized by being performed regularly or every time .
本発明によれば、プリアライメント装置から基板ステージに搬送されて該基板ステージ上に保持された基板について、該基板のアライメントマークの撮像手段の視野中心からのずれ量を求め、該ずれ量に基づいてプリアライメント装置側で次回の基板の位置を補正するようにしているので、次回の基板を基板ステージ上に搬送した際に該基板のアライメントマークを撮像手段の視野の略中心に位置させることができ、これにより、基板側のアライメントマークとマスク側のアライメントマークとを撮像手段の略中心位置で整合させることができ、二層目以降の基板とマスクとのアライメント精度の向上を図ることができる。
また、次回の基板を基板ステージ上に搬送した際に該基板のアライメントマークを撮像手段の視野の略中心に位置させることができことから、前記視野平面内で上下左右均等にアライメント可能範囲を得ることができる。
According to the present invention, with respect to a substrate transported from the pre-alignment apparatus to the substrate stage and held on the substrate stage, the amount of displacement of the alignment mark of the substrate from the center of the field of view of the imaging means is obtained, and based on the amount of displacement Since the position of the next substrate is corrected on the pre-alignment apparatus side, when the next substrate is transferred onto the substrate stage, the alignment mark of the substrate can be positioned at the approximate center of the field of view of the imaging means. Thus, the alignment mark on the substrate side and the alignment mark on the mask side can be aligned at the approximate center position of the imaging means, and the alignment accuracy between the substrate and the mask in the second and subsequent layers can be improved. .
In addition, when the next substrate is transported onto the substrate stage, the alignment mark of the substrate can be positioned at the approximate center of the field of view of the imaging means, so that an alignable range can be obtained evenly vertically and horizontally within the field plane. be able to.
以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。
図1は本発明の実施の形態の一例である近接露光装置を説明するための一部を破断した説明図、図2は近接露光装置とプリアライメント装置の平面配置図、図3は図1の矢印A方向から見た図、図4はカメラ視野内の基板側のアライメントマークとマスク側のアライメントマークと示す図である。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partially broken explanatory view for explaining a proximity exposure apparatus as an example of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a proximity exposure apparatus and a pre-alignment apparatus, and FIG. FIG. 4 is a diagram viewed from the direction of arrow A, and FIG. 4 is a diagram showing an alignment mark on the substrate side and an alignment mark on the mask side in the camera field of view.
本発明の実施の形態一例である近接露光装置は、図1に示すように、被露光材としての基板Wより小さいマスクMを用い、該マスクMをマスクステージ1のマスク保持枠25で保持すると共に、基板Wを基板ステージ2で保持し、この状態で基板ステージ2をマスクMに対してX軸方向とY軸方向の二軸方向にステップ移動させて各ステップ毎にマスクMと基板Wとを近接して対向配置した状態で、照射手段3からパターン露光用の光をマスクMに向けて照射することにより、マスクMのパターンを基板W上に露光転写するようにしたものである。特に、既に少なくとも一層目のパターンが形成済の基板Wに別のパターンを露光するための近接露光装置である。
As shown in FIG. 1, a proximity exposure apparatus as an example of an embodiment of the present invention uses a mask M smaller than a substrate W as a material to be exposed, and holds the mask M by a
図1において符号4は装置ベース4であり、この装置ベース4上には基板ステージ2をX軸方向にステップ移動させるためのX軸ステージ送り機構5が設置され、X軸ステージ送り機構5のX軸送り台5a上には基板ステージ2をY軸方向にステップ移動させるためのY軸ステージ送り機構6が設置され、該Y軸ステージ送り機構6のY軸送り台6a上に基板ステージ2が設置されている。該基板ステージ2上には、図2を参照して、プリアライメント装置50で予めプリアライメントがなされた基板Wが搬送装置51によって搬送され、該基板ステージ2上に搬送された基板Wはワークチャック等で真空吸引された状態で保持されるようになっている。
In FIG. 1, reference numeral 4 denotes an apparatus base 4. An X-axis
プリアライメント装置50は、例えば、基板Wの水平面内の位置及び姿勢を知るために、基板Wの一辺の2箇所及びこれと直交する他の一辺の1箇所の位置検出を行うセンサと、センサによる検出結果に基づき、基板のプリアライメントを行うアクチュエータとを備えてなるのものである。
搬送装置51は、例えば、基板Wを吸着・保持するアームを備え、該アームをX,Y,Zの3軸方向位置決め及び垂直軸(Z軸)周りの旋回位置決めを行えるものである。
For example, in order to know the position and posture of the substrate W in the horizontal plane, the
The
そして、プリアライメント装置50によりブリアライメントされた基板Wを搬送装置_5 1により基板ステージ2上に搬入し、保持すると、基板ステージ2をアライメント調整が行われる露光位置に移動した際に、後述のアライメントカメラ30の視野内に基板Wのアライメントマークが位置するように設定されている。
Y軸ステージ送り機構6と基板ステージ2の間には、基板ステージ2の単純な上下動作を行う上下粗動装置7と、基板ステージ2を上下に微動させるとともに傾きの微調整機能も備え、マスクMと基板Wとの対向面間のすき間を所定量に微調整する上下微動装置(進退移動手段)8が設置されている。上下粗動装置7は、後述の微動ステージ6bに対し、基板ステージ2を上下動させる。
Then, when the substrate W that has been pre-aligned by the
Between the Y-axis
上下微動装置8は、Y軸送り台6aに固定された固定台9と、該固定台9にその内端側を斜め下方に傾斜させた状態で取り付けられたリニアガイドの案内レール10とを備えており、該案内レール10に跨架されたスライダ11を介して案内レール10に沿って往復移動するスライド体12にはボールねじのナット(図示せず)が連結されると共に、該スライド体12の上端面は微動ステージ6bに固定されたフランジ12aに対して水平方向に摺動自在に接している。
The vertical
また、フランジ12aと固定台9とは図3に示すような板ばね15によって連結されている。この板ばね15は三枚の舌片16a,16b,16cを有しており、中央の舌片16bがフランジ12aに固定され、両側の舌片16a,16cが固定台9に固定されている。
そして、固定台9に取り付けられたモータ17によってボールねじのねじ軸を回転駆動させると、ナット、スライダ11及びスライド体12が一体となって案内レール10に沿って斜め方向に移動し、これにより、フランジ12aが上下微動する。このような上下微動運動は、板ばね15の弾性変形により許容される。一方、このとき、フランジ12aの水平方向の変位は板ばね15によって規制される。
Further, the
Then, when the screw shaft of the ball screw is rotationally driven by the
この上下微動装置8は、Z軸送り台6aのX軸方向の一端側(図1の左端側)に1台、他端側に2台合計3台設置されてそれぞれが独立に駆動制御されるようになっている。これにより、上下微動装置8は、後述するギャップセンサ31によるマスクMの下面と基板Wの上面との位置の測定結果に基づいて図示しない制御装置で求められたマスクMの下面と基板Wの上面とのすき間量が予め定められた目標値となるように制御装置によって制御されることで、基板ステージ2の高さを微調整すると共に、水平面に対する傾斜の微調整を行う。
The vertical
また、Y軸送り台6a上には、基板ステージ2のY軸方向位置を検出する送り誤差検出手段としてのY軸レーザ干渉計18のバーミラー19と、基板ステージ2のX軸方向位置を検出する送り誤差検出手段としてのX軸レーザ干渉計のバーミラー(共に図示せず)とが設置されている。
なお、Y軸レーザ干渉計18は、X軸方向に離間して2台設けられており、2つのY軸レーザ干渉計18によるデータに基づき、ヨーイング誤差が得られる。
Y軸レーザ干渉計18のバーミラー19はY軸送り台6aの一側でX軸方向に沿って延びており、X軸レーザ干渉計のバーミラーはY軸送り台6aの一端側でY軸方向に沿って延びている。Y軸レーザ干渉計及びX軸レーザ干渉計はそれぞれバーミラーに対向配置されて装置ベース4に支持されている。
Further, on the Y-
Two Y-
The
2台のY軸レーザ干渉計18によるY軸送り台6aひいては基板ステージ2の2つのY軸方向の位置データの検出信号及びX軸レーザ干渉計による基板ステージ2のX軸方向の位置データの検出信号を制御装置(図示せず)に出力し、制御装置がこれらの検出信号に基づいてステップ送り誤差及びこれを解消する補正量を算出して、その算出結果を後述するマスク位置調整手段(及び必要に応じて上下微動装置8)の駆動回路に出力することで、該補正量に応じてマスク位置調整手段等が制御されてX軸方向、Y軸方向の位置ずれ及びヨーイング誤差が補正され、X軸方向或いはY軸方向のステップ位置の位置決めがなされる。
Two Y-
なお、本実施の形態においては、ステップ送り誤差があまり大きくない場合、レーザ干渉計を用いた上記のような測定は必須ではなく、レーザ測長器やバーミラー等を省いてもよい。
マスクステージ1は、略長方形状の枠体からなるマスクフレーム24と、該マスクフレーム24の中央部開口にすき間を介して挿入されてX,Y,θ方向(X,Y平面内)に移動可能に支持されたマスク保持枠25とを備えており、マスクフレーム24は装置ベース4から突設された支柱4aによって基板ステージ2の上方の定位置に保持されている。
In the present embodiment, when the step feed error is not so large, the above-described measurement using a laser interferometer is not essential, and a laser length measuring device, a bar mirror, or the like may be omitted.
The mask stage 1 can be moved in the X, Y, and θ directions (in the X, Y plane) by being inserted into a
マスク保持枠25の中央部開口の下面には内方に張り出すフランジ26が開口の全周に沿って設けられている。このフランジ26の下面に露光すべきパターンが描かれているマスクMが真空式吸着装置(図示せず)等を介して着脱自在に保持されるようになっている。
また、フランジ26の上方には、マスクMの下面と基板Wの上面との対向面間のすき間量を測定する手段としてのギャップセンサ31、及びマスクMの露光領域に設けられた四角状のアライメントマーク41(図4参照)と、基板W側に一層目の露光で焼付けられた十字状のアライメントマーク40とを撮像する手段としてのアライメントカメラ30がそれぞれ移動可能にマスクステージ1に支持されている。
An inwardly extending
Further, above the
ギャップセンサ31は、投光部からマスクMの下面と基板Wの上面にレーザー光を当て、各面での反射光を受光部(例えばラインセンサ)で受けてマスクMの下面と基板Wの上面との位置を測定するものであり、フランジ26のY軸方向に沿う二辺の内側上方に互いに離間して適宜配置し、少なくとも3箇所配置されている。
これらの少なくとも3個のギャップセンサ31による測定結果に基づいて図示しない制御装置で演算処理を行うことで、マスクMの下面と基板Wの上面とのすき間量をそれぞれの箇所について求めることができ、この結果に応じて上述した3台の上下微動装置8による傾斜調整機能も兼ねた上下微動機能が制御されてマスクMと基板Wとの対向面間の平行度が確保され、かつ、すき間量を所定の値にするようになっている。
The
By performing arithmetic processing with a control device (not shown) based on the measurement results of these at least three
アライメントカメラ30はフランジ26のY軸方向に沿う二辺の各内側上方でY軸方向の略中央部にそれぞれ一カ所ずつ合計2カ所配置されおり、これらの2個のアライメントカメラ30で、マスクMの露光領域に設けられた四角状のアライメントマーク41と、基板W側に一層目の露光で焼付けられた十字状のアライメントマーク40とを撮像してその画像データに基づいて図示しない制御装置で演算処理を行うことで、マスクMと基板W(又は基板ステージ2)との平面ずれ量を検出することができ、この検出平面ずれ量に応じてマスク位置調整手段がマスク保持枠25をX,Y,θ方向に移動させて該マスク保持枠25に保持されたマスクMの基板Wに対する向きを調整するようになっている。
The
ここで、この実施の形態では、二層目以降の露光時にプリアライメント装置50から搬送装置51によって基板ステージ2に搬送されて該基板ステージ2上に保持された基板Wについて、該基板Wの十字状のアライメントマーク40をアライメントカメラ30で撮像してその画像データに基づいて制御装置がアライメントマーク40のカメラ視野中心からのずれ量を求め、該ずれ量に基づいてプリアライメント装置50側の駆動装置を制御して次回の基板Wの位置を補正、即ち、次回の基板Wのアライメントマーク40が基板ステージ2上でカメラ視野中心に位置するように補正するようにしている。
Here, in this embodiment, the cross of the substrate W is transferred from the
マスク位置調整手段は、マスクフレーム24のX軸方向に沿う一辺に取り付けられたY軸方向駆動装置(図示せず)と、マスク保持枠25のY軸方向に沿う一辺に互いにY軸方向に離間して取り付けられた二台のX軸方向駆動装置(図示せず)とを備えており、Y軸方向駆動装置によりマスク保持枠25のY軸方向の調整を、二台のX軸方向駆動装置によりマスク保持枠25のX軸方向及びθ軸方向(Z軸まわりの揺動)の調整を行うようになっている。
なお、図1において符号28は、マスク保持枠25に保持されたマスクM上の任意の範囲の露光光を必要に応じて遮光することで露光範囲を制限する遮光ブレードを有するマスキングアパーチャ機構である。
The mask position adjusting means is spaced apart from each other in the Y-axis direction on one side along the Y-axis direction of the
In FIG. 1,
上記構成の近接露光装置を用いて例えばY軸方向にステップ露光を行うには、まず、少なくとも一層目のパターン形成が終了し、これから行うパターン形成のためのレジスト塗布等の必要な前処理の行われた基板Wがプリアライメント装置50でプリアライメントが搬送装置51によって基板ステージ2上に搬送され、露光位置に保持される。
次に、この状態で制御装置が上下粗動装置7により基板WをマスクMに接近させ、上下微動装置8及びギャップセンサ31によってマスクMの下面と基板Wの上面とのすき間量が前記目標値となるように制御して基板ステージ2を上下微動させるギャップ制御を行う。
In order to perform step exposure, for example, in the Y-axis direction using the proximity exposure apparatus having the above-described configuration, first, at least the first-layer pattern formation is completed, and the necessary preprocessing such as resist coating for pattern formation to be performed from now on is performed. The broken substrate W is transported onto the
Next, in this state, the control device causes the substrate W to approach the mask M by the vertical
次に、前記すき間量が目標値になった状態で、基板W側の十字状アライメントマーク40とマスク側の四角状アライメントマーク41とをアライメントカメラ30で撮像してその画像データに基づいて制御装置で演算処理を行うことで、マスクMと基板Wとの平面ずれ量を検出し、この検出平面ずれ量に応じてマスク位置調整手段がマスク保持枠25をX,Y,θ方向(θ方向はZ軸回りの旋回方向)に移動させて該マスク保持枠25に保持されたマスクMの基板Wに対する向きを調整して基板WとマスクMの位置を合わせ、この状態で照射手段3から露光用の光をマスクMに向けて照射して該マスクMのパターンを基板Wに露光転写する。
Then, with the amount of the gap reaches a target value, the control based on the image data of the captured Teso a
ここで、本実施の形態では、最初のギャップ調整の直後、すなわち、アライメント調整前の基板Wの十字状のアライメントマーク40をアライメントカメラ30で撮像した際の画像データに基づいて制御装置がアライメントマーク40のカメラ視野中心からのずれ量を求め、記憶しておく。記憶された該ずれ量がプリアライメント装置50による次回の基板Wのプリアライメント時の補正のために使用される。
Here, in the present embodiment, immediately after the first gap adjustment, that is, based on the image data when the
露光後、制御装置が上下微動装置8により基板ステージ2を下降させてマスクMの下面と基板Wの上面とのすき間量を一定量拡大し、この状態で、基板ステージ2をマスクMに対して1ステップ量だけ送り、上記同様にして次ステップ目の露光を行う。
このようにして一枚目の基板Wの露光が終了した後、二枚目の基板Wを基板ステージ2上に搬送して露光位置に保持し、上記同様の工程で2枚目の基板Wに対してステップ露光を行う。
After the exposure, the control device lowers the
After the exposure of the first substrate W is thus completed, the second substrate W is transported onto the
このとき、上述したように、一枚目の基板Wを基板ステージ2上に保持した際に、該基板2の十字状のアライメントマーク40をアライメントカメラ30で撮像することで、該アライメントマーク40のカメラ視野中心からのずれ量に基づいてプリアライメント装置50側の駆動装置を制御して次回(二枚目)の基板Wの位置を補正している。
すなわち、プリアライメント装置50による3箇所のセンサによる検出値に基づいて定まるX方向、Y方向及びθ方向のそれぞれの調整移動量に対し、前記ずれ量に対応するX方向成分、Y方向成分及びθ方向成分を補正値として加味して前記ずれが解消するようにしているので、次回の基板Wをプリアライメント装置50から搬送装置51によって基板ステージ2上に搬送した際に、該基板Wのアライメントマーク40をアライメントカメラ30のカメラ視野の略中心に位置させることができる。
At this time, as described above, when the first substrate W is held on the
That is, with respect to the adjustment movement amounts in the X direction, Y direction, and θ direction determined based on the detection values of the three sensors by the
このようにこの実施の形態では、次回の基板Wをプリアライメント装置50から搬送装置51によって基板ステージ2上に搬送した際に、該基板Wのアライメントマーク40をアライメントカメラ30のカメラ視野の略中心に位置させることができるので、基板W側のアライメントマーク40とマスクM側のアライメントマーク41とをアライメントカメラ30のカメラ視野の略中心位置でアライメントすることができ、これにより、基板WとマスクMとのアライメント精度の向上を図ることができる。
As described above, in this embodiment, when the next substrate W is transported from the
また、次回の基板Wを基板ステージ2上に搬送した際に該基板Wのアライメントマーク40をアライメントカメラ30のカメラ視野の略中心に位置させることができることから、前記視野平面内で上下左右均等にアライメント可能範囲を得ることができる。
更に、基板ステージ2をマスクMに対してX軸方向とY軸方向の二軸方向にステップ移動させて各ステップ毎にパターン露光用の光を照射することにより、マスクMの複数のパターンを基板W上に露光転写するようにしているので、より小さなマスクMで大きな基板Wへの露光を可能して低コスト化及びパターン精度の高精度化を図ることができ、更には、基板W上により多彩なパターンの作成を可能にすることができる。
Further, when the next substrate W is transported onto the
Further, the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、ずれ量(補正値)取得は、1枚目の基板の露光時に行い、その補正値を2枚目以降のプリアライメント時に使用するようにしたが、定期的に或いは毎回補正値を取得するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、各ステージ送り機構の送り手段として、リニアガイドとボールねじを組合せたものを用いているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、例えば、送り手段として、リニアモータ等を用いてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in the above-described embodiment, the shift amount (correction value) is acquired when the first substrate is exposed, and the correction value is used during pre-alignment for the second and subsequent substrates. The correction value may be acquired every time.
In the above embodiment, a combination of a linear guide and a ball screw is used as the feeding means of each stage feeding mechanism. However, the present invention is not necessarily limited to this. For example, a linear motor or the like is used as the feeding means. May be used.
更に、一枚目の基板Wを基板ステージ2上に保持した際に、該基板2の十字状のアライメントマーク40をアライメントカメラ30で撮像することで、該アライメントマーク40のカメラ視野の略中心からのずれ量に基づいてプリアライメント装置50側の駆動装置を制御して次回(二枚目)の基板Wの位置を補正することに加えて、基板Wを基板ステージ2上に保持した際に、該基板2の十字状のアライメントマーク40をアライメントカメラ30で撮像し、このときのアライメントマーク40のカメラ視野の略中心からのずれ量に基づいてY軸ステージ送り機構5及びX軸ステージ送り機構6の送り量を制御して基板Wのアライメントマーク40をアライメントカメラ30のカメラ視野中心に位置させるようにしてもよい。
Further, when the first substrate W is held on the
このようにすると、一枚目の基板Wからアライメントマーク40をアライメントカメラ30のカメラ視野の略中心に位置させることができると共に、二枚目以降の基板Wについてもアライメントマーク40とアライメントカメラ30のカメラ視野の中心との位置決め精度の向上を図ることができる。
更に、上記実施の形態では、基板ステージ2をX軸及びY軸方向にステップ移動可能な構成としたが、これに代えて、マスクステージ1を照射手段と共にX軸及びY軸方向にステップ移動可能な構成としても良い。
In this way, the
Further, in the above embodiment, the
更に、上記実施の形態では、基板ステージ2をマスクMに対して二軸方向にステップ移動させて各ステップ毎にパターン露光用の光を照射する場合を例に採ったが、これに限定されず、基板ステージ2をマスクMに対して一軸方向にステップ移動させて各ステップ毎にパターン露光用の光を照射する場合、或いはステップ動作を伴わない一括露光方式の場合にも本発明を適用すると、特に有用である。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
1 マスクステージ
2 基板ステージ
3 照射手段
W 基板
M マスク
25 マスク保持枠
30 アライメントカメラ(撮像手段)
40 基板側のアライメントマーク
41 マスク側のアライメントマーク
50 プリアライメント装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
40 substrate
Claims (1)
前記プリアライメント装置に、基板の水平面内の位置及び姿勢を知るために基板の一辺の2箇所及びこれと直交する他の一辺の1箇所の位置検出を行うセンサと、これらのセンサによる検出結果に基づき基板のプリアライメントを行うアクチュエータとを備え、このプリアライメント装置から搬送されて前記基板ステージに保持された前記基板側のアライメントマークの前記撮像手段の視野中心からのずれ量を取得し、該ずれ量に基づいて前記プリアライメント装置側で次回の基板の位置を当該基板のアライメントマークが基板ステージ上で前記撮像手段の視野中心に位置するように補正するものとし、前記ずれ量の取得とこれによる前記プリアライメント装置側での基板の位置の前記補正を各基板の露光工程の中で定期的又は毎回行うことを特徴とする近接露光装置。 A substrate stage that holds a substrate as an exposed material conveyed from the pre-alignment apparatus, a mask stage that holds a mask having a pattern to be exposed through a mask holding frame, and is printed on the substrate by the first exposure. An image pickup means for picking up the alignment mark and the mask-side alignment mark, and the position of the mask is adjusted via the mask holding frame so that the substrate-side alignment mark and the mask-side alignment mark are aligned. A proximity exposure apparatus comprising: a mask position adjusting means for irradiating and an irradiating means for irradiating light for exposure toward the mask in order to expose and transfer the pattern of the mask onto the substrate;
In the pre-alignment apparatus, in order to know the position and orientation of the substrate in the horizontal plane, the sensor detects the position of two locations on one side of the substrate and one location on the other side orthogonal thereto, and the detection results by these sensors And an actuator for performing pre-alignment of the substrate, and acquiring a shift amount of the alignment mark on the substrate side conveyed from the pre-alignment apparatus and held on the substrate stage from the center of the field of view of the imaging unit. Based on the amount, the position of the next substrate is corrected on the pre-alignment apparatus side so that the alignment mark of the substrate is positioned at the center of the field of view of the imaging unit on the substrate stage, and the acquisition of the shift amount and the periodically or to perform every time the correction of the position of the substrate in the pre-alignment apparatus side in each substrate as the exposure step Proximity exposure apparatus according to claim.
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