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JP2016191867A - Exposure apparatus, exposure method, flat panel display production method, and device production method - Google Patents

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JP2016191867A JP2015072703A JP2015072703A JP2016191867A JP 2016191867 A JP2016191867 A JP 2016191867A JP 2015072703 A JP2015072703 A JP 2015072703A JP 2015072703 A JP2015072703 A JP 2015072703A JP 2016191867 A JP2016191867 A JP 2016191867A
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雅幸 長島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the overall alignment time.SOLUTION: In the exposure method for forming a given pattern for each of a plurality of shot areas Sto Sset on a base plate P, by a scanning exposure in which illumination light IL is used, before a scanning exposure of the first shot area S, a detection of all points of a mark Mk within the first and second shot areas Sand Sis carried out, and based on the detection result, a scanning exposure of the first shot area Sis carried out, as well as only a part of the marks Mk within the second shot area Sis detected, and based on the detection result as well as the previous detection result of the mark, a scanning exposure of teh second shot area Sis carried out.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、露光装置、露光方法、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、物体に対してエネルギビームを所定の走査方向に走査する走査露光により、所定のパターンを物体上に形成する露光装置及び方法、並びに前記露光方法を含むフラットパネルディスプレイ又はデバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus, an exposure method, a flat panel display manufacturing method, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an exposure apparatus, a scanning exposure that scans an energy beam in a predetermined scanning direction, and a predetermined pattern. The present invention relates to an exposure apparatus and method for forming on an object, and a flat panel display or device manufacturing method including the exposure method.

従来、液晶表示素子、半導体素子(集積回路等)等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「マスク」と総称する)に形成されたパターンをエネルギビームを用いてガラスプレート又はウエハ(以下、「基板」と総称する)上に転写する露光装置が用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as liquid crystal display elements and semiconductor elements (such as integrated circuits), an energy beam is applied to a pattern formed on a mask or reticle (hereinafter collectively referred to as “mask”) An exposure apparatus is used for transferring onto a glass plate or a wafer (hereinafter collectively referred to as “substrate”).

この種の露光装置としては、マスクと基板とを実質的に静止させた状態で、露光用照明光(エネルギビーム)を所定の走査方向に走査することで基板上に所定のパターンを形成するビームスキャン式の走査露光装置が知られている(例えば特許文献1参照)。   In this type of exposure apparatus, a beam that forms a predetermined pattern on a substrate by scanning exposure illumination light (energy beam) in a predetermined scanning direction while the mask and the substrate are substantially stationary. A scanning-type scanning exposure apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1に記載の露光装置では、基板上の露光対象領域とマスクとの位置誤差を補正するために、投影光学系を露光時の走査方向と逆方向に移動させながら投影光学系を介してアライメント顕微鏡によって基板上及びマスク上のマークの計測(アライメント計測)を行い、該計測結果に基づいて基板とマスクとの位置誤差を補正している。ここで、基板上のアライメントマークが投影光学系を介して計測されるため、アライメント動作と露光動作とは順次(シリアルに)実行され、基板の全体の露光処理にかかる処理時間(タクトタイム)を抑制することが困難であった。   In the exposure apparatus described in Patent Document 1, in order to correct the position error between the exposure target region on the substrate and the mask, the projection optical system is moved through the projection optical system while moving in the direction opposite to the scanning direction at the time of exposure. Then, the mark on the substrate and the mask is measured (alignment measurement) by the alignment microscope, and the position error between the substrate and the mask is corrected based on the measurement result. Here, since the alignment mark on the substrate is measured via the projection optical system, the alignment operation and the exposure operation are executed sequentially (serially), and the processing time (tact time) required for the entire exposure processing of the substrate is calculated. It was difficult to suppress.

特開2000−12422号公報JP 2000-12422 A

本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第1の観点からすると、露光対象の物体に対してエネルギビームを所定の走査方向に走査する走査露光動作により、所定のパターンを前記物体上に形成する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出可能なマーク検出系と、前記所定のパターンを有するパターン保持体と前記物体とを相対移動させる駆動系と、前記マーク検出系の検出結果に応じて前記物体に設けられた複数の区画領域のうち露光対象の区画領域に対して前記走査露光動作を行う制御系とを備え、前記制御系は、前記パターン保持体と前記物体に設けられた第1区画領域とを対向させた状態で前記第1領域内に設けられたマークと、該第1区画領域とは異なる第2区画領域に設けられた複数のマークを検出し、該検出結果に基づいて前記第1区画領域に対する前記走査露光動作を行った後に、前記パターン保持体と前記第2区画領域を対向させた状態で、前記第2領域内に設けられた複数のマークのうち、前記第1区画領域に対する前記走査露光動作の前に検出した前記複数のマークのうちの一部のマークを検出し、少なくとも前記第2区画領域内に設けられたマークの検出結果に基づいて前記第2区画領域に対する前記走査露光動作を行う露光装置である。   The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, the object is exposed to a predetermined pattern by a scanning exposure operation in which an energy beam is scanned in a predetermined scanning direction. An exposure apparatus formed thereon, a mark detection system capable of detecting a mark provided on the object, a drive system for moving the pattern holding body having the predetermined pattern and the object, and the mark detection A control system that performs the scanning exposure operation on a partition area to be exposed among a plurality of partition areas provided on the object according to a detection result of the system, and the control system includes the pattern holder and the pattern holding body A mark provided in the first area in a state where the first divided area provided on the object is opposed, and a plurality of marks provided in a second divided area different from the first divided area are detected. The test After performing the scanning exposure operation on the first partition region based on the result, the plurality of marks provided in the second region with the pattern holder and the second partition region facing each other , Detecting a part of the plurality of marks detected before the scanning exposure operation for the first partition area, and at least based on a detection result of the mark provided in the second partition area An exposure apparatus that performs the scanning exposure operation on the second partition region.

本発明は、第2の観点からすると、露光対象の物体に対してエネルギビームを所定の走査方向に走査する走査露光動作により、所定のパターンを前記物体上に形成する露光方法であって、前記所定のパターンを有するパターン保持体と前記物体に設けられた第1区画領域とを対向させることと、前記第1領域内に設けられたマークを検出することと、前記物体に設けられた第1区画領域とは異なる第2区画領域に設けられた複数のマークを検出することと、少なくとも前記第1領域内に設けられたマークの検出結果に基づいて前記第1区画領域に対する前記走査露光動作を行うことと、前記パターン保持体と前記第2区画領域とを対向させることと、前記第2領域内に設けられた複数のマークのうち、前記複数のマークを検出することで検出したマークのうちの一部のマークを検出することと、少なくとも前記第2区画領域内に設けられたマークの検出結果に基づいて前記第2区画領域に対する前記走査露光動作を行うことと、を含む露光方法である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an exposure method for forming a predetermined pattern on the object by a scanning exposure operation in which an energy beam is scanned in a predetermined scanning direction with respect to the object to be exposed. A pattern holding body having a predetermined pattern is opposed to a first partition area provided in the object, a mark provided in the first area is detected, and a first provided in the object is detected. Detecting a plurality of marks provided in a second partitioned area different from the partitioned areas, and performing the scanning exposure operation on the first partitioned area based on at least a detection result of the marks provided in the first area. Detection, detecting the plurality of marks among the plurality of marks provided in the second region, making the pattern holding body and the second partition region face each other Detecting a part of the marks, and performing the scanning exposure operation on the second partition area based on at least a detection result of the mark provided in the second partition area. It is an exposure method.

本発明は、第3の観点からすると、本発明の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a flat panel display manufacturing method including exposing a substrate using the exposure method of the present invention and developing the exposed substrate.

本発明は、第4の観点からすると、本発明の露光方法を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。   From a fourth viewpoint, the present invention is a device manufacturing method including exposing the object using the exposure method of the present invention and developing the exposed object.

第1の実施形態に係る液晶露光装置の概念図である。1 is a conceptual diagram of a liquid crystal exposure apparatus according to a first embodiment. 図1の液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an input / output relationship of a main controller that mainly constitutes a control system of the liquid crystal exposure apparatus of FIG. 1. 図3(a)〜図3(c)は、露光動作時における液晶露光装置の動作を説明するための図(その1〜その3)である。FIG. 3A to FIG. 3C are diagrams (No. 1 to No. 3) for explaining the operation of the liquid crystal exposure apparatus during the exposure operation. 図4(a)〜図4(c)は、露光動作時における液晶露光装置の動作を説明するための図(その4〜その6)である。FIGS. 4A to 4C are views (Nos. 4 to 6) for explaining the operation of the liquid crystal exposure apparatus during the exposure operation. 図5(a)及び図5(b)は、第1の変形例に係るアライメント系の動作を説明するための図(その1及びその2)である。FIGS. 5A and 5B are views (No. 1 and No. 2) for explaining the operation of the alignment system according to the first modification. 図6(a)及び図6(b)は、第2の変形例に係るアライメント系の動作を説明するための図(その1及びその2)である。FIGS. 6A and 6B are views (No. 1 and No. 2) for explaining the operation of the alignment system according to the second modification. 図7(a)〜図7(c)は、第2の実施形態に係る液晶露光装置の動作を説明するための図(その1〜その3)である。FIGS. 7A to 7C are views (No. 1 to No. 3) for explaining the operation of the liquid crystal exposure apparatus according to the second embodiment. 第2の実施形態に係る投影系本体、及びアライメント顕微鏡の計測系の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the measurement system of the projection system main body which concerns on 2nd Embodiment, and an alignment microscope. 第2の実施形態の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of 2nd Embodiment.

《第1の実施形態》
以下、第1の実施形態について、図1〜図4(c)を用いて説明する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1には、第1の実施形態に係る液晶露光装置10の概念図が示されている。液晶露光装置10は、例えば液晶表示装置(フラットパネルディスプレイ)などに用いられる矩形(角型)のガラス基板P(以下、単に基板Pと称する)を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。   FIG. 1 shows a conceptual diagram of a liquid crystal exposure apparatus 10 according to the first embodiment. The liquid crystal exposure apparatus 10 employs a step-and-scan method in which a rectangular (square) glass substrate P (hereinafter simply referred to as a substrate P) used in, for example, a liquid crystal display device (flat panel display) is an exposure object. A projection exposure apparatus, a so-called scanner.

液晶露光装置10は、露光用のエネルギビームである照明光ILを照射する照明系20と、投影光学系40とを有している。以下、照明系20から投影光学系40を介して基板Pに照射される照明光ILの光軸と平行な方向をZ軸方向と称するとともに、Z軸に直交する平面内に互いに直交するX軸及びY軸を設定して説明を行う。また、本実施形態の座標系において、Y軸は、重力方向に実質的に平行であるものとする。従って、XZ平面は、水平面に実質的に平行である。また、Z軸回りの回転(傾斜)方向をθz方向として説明する。   The liquid crystal exposure apparatus 10 includes an illumination system 20 that irradiates illumination light IL that is an energy beam for exposure, and a projection optical system 40. Hereinafter, the direction parallel to the optical axis of the illumination light IL applied to the substrate P from the illumination system 20 via the projection optical system 40 is referred to as the Z-axis direction, and the X-axis is orthogonal to each other in a plane orthogonal to the Z-axis. The explanation will be given with the Y axis set. In the coordinate system of the present embodiment, it is assumed that the Y axis is substantially parallel to the direction of gravity. Therefore, the XZ plane is substantially parallel to the horizontal plane. The rotation (tilt) direction around the Z axis will be described as the θz direction.

ここで、本実施形態では、1枚の基板P上に複数の露光対象領域(適宜、区画領域、又はショット領域と称して説明する)が設定され、これら複数のショット領域に順次マスクパターンが転写される。なお、本実施形態では、基板P上に4つの区画領域が設定されている場合(いわゆる4面取りの場合)について説明するが、区画領域の数は、これに限定されず、適宜変更が可能である。   Here, in this embodiment, a plurality of exposure target areas (which will be referred to as partition areas or shot areas as appropriate) are set on one substrate P, and a mask pattern is sequentially transferred to the plurality of shot areas. Is done. In the present embodiment, a case where four partition areas are set on the substrate P (so-called four-chamfering) will be described, but the number of partition areas is not limited to this and can be changed as appropriate. is there.

また、液晶露光装置10では、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われるが、スキャン露光動作時には、マスクM、及び基板Pが実質的に静止状態とされ、照明系20及び投影光学系40(照明光IL)がマスクM、及び基板Pに対してそれぞれX軸方向(適宜、走査方向と称する)に長ストロークで相対移動する(図1の白矢印参照)。これに対し、露光対象の区画領域を変更するためのステップ動作時には、マスクMがX軸方向に所定のストロークでステップ移動し、基板PがY軸方向に所定のストロークでステップ移動する(それぞれ図1の黒矢印参照)。   The liquid crystal exposure apparatus 10 performs a so-called step-and-scan exposure operation. During the scan exposure operation, the mask M and the substrate P are substantially stationary, and the illumination system 20 and the projection optical system. 40 (illumination light IL) moves relative to the mask M and the substrate P with a long stroke in the X-axis direction (referred to as the scanning direction as appropriate) (see the white arrow in FIG. 1). On the other hand, at the time of the step operation for changing the partition area to be exposed, the mask M is stepped with a predetermined stroke in the X-axis direction, and the substrate P is stepped with a predetermined stroke in the Y-axis direction (see FIGS. 1 black arrow).

照明系20は、照明光IL(図1参照)の光源(例えば、水銀ランプ)などを含む照明系本体22を備えている。スキャン露光動作時において、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系24を制御することにより、照明系本体22をX軸方向に所定の長ストロークでスキャン駆動する。主制御装置90は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系26を介して照明系本体22のX軸方向の位置情報を求め、該位置情報に基づいて照明系本体22の位置制御を行う。本実施形態において、照明光ILとしては、例えばg線、h線、i線などが用いられる。   The illumination system 20 includes an illumination system body 22 including a light source (for example, a mercury lamp) of illumination light IL (see FIG. 1). During the scan exposure operation, the main controller 90 scans the illumination system main body 22 with a predetermined long stroke in the X-axis direction by controlling the drive system 24 including, for example, a linear motor. The main controller 90 obtains position information of the illumination system body 22 in the X-axis direction via the measurement system 26 including, for example, a linear encoder, and performs position control of the illumination system body 22 based on the position information. In the present embodiment, for example, g-line, h-line, i-line or the like is used as the illumination light IL.

マスクステージ装置30は、マスクMを保持するステージ本体32を備えている。ステージ本体32は、例えばリニアモータなどを含む駆動系34によってX軸方向及びY軸方向に適宜ステップ移動可能に構成されている。X軸方向に関して露光対象の区画領域を変更するためのステップ動作時において、主制御装置90は、駆動系34を制御することにより、ステージ本体32をX軸方向にステップ駆動する。また、後述するように、露光対象の区画領域内でスキャン露光する領域(位置)をY軸方向に関して変更するためのステップ動作時には、主制御装置90は、駆動系34を制御することにより、ステージ本体32をY軸方向にステップ駆動する。駆動系34は、後述するアライメント動作時にマスクMをXY平面内の3自由度(X、Y、θz)方向に適宜微小駆動することも可能である。マスクMの位置情報は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系36により求められる。   The mask stage apparatus 30 includes a stage main body 32 that holds the mask M. The stage main body 32 is configured to be appropriately step-movable in the X-axis direction and the Y-axis direction by a drive system 34 including, for example, a linear motor. During the step operation for changing the exposure target partition area with respect to the X-axis direction, the main controller 90 controls the drive system 34 to step-drive the stage body 32 in the X-axis direction. Further, as will be described later, during the step operation for changing the scanning exposure region (position) in the Y-axis direction in the partition region to be exposed, the main controller 90 controls the drive system 34 to control the stage. The main body 32 is step-driven in the Y-axis direction. The drive system 34 can also appropriately finely drive the mask M in the direction of three degrees of freedom (X, Y, θz) in the XY plane during an alignment operation described later. The position information of the mask M is obtained by a measurement system 36 including a linear encoder, for example.

投影光学系40は、等倍系で基板P(図1参照)上にマスクパターンの正立正像を形成する光学系などを含む投影系本体42を備えている。投影系本体42は、基板PとマスクMとの間に形成される空間内に配置されている(図1参照)。スキャン露光動作時において、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系44を制御することにより、投影系本体42を、照明系本体22と同期するように、X軸方向に所定の長ストロークでスキャン駆動する。主制御装置90は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系46を介して投影系本体42のX軸方向に位置情報を求め、該位置情報に基づいて投影系本体42の位置制御を行う。   The projection optical system 40 includes a projection system main body 42 including an optical system that forms an erect image of a mask pattern on a substrate P (see FIG. 1) in the same magnification system. The projection system main body 42 is disposed in a space formed between the substrate P and the mask M (see FIG. 1). During the scan exposure operation, the main controller 90 controls the drive system 44 including, for example, a linear motor, so that the projection system main body 42 has a predetermined length in the X-axis direction so as to synchronize with the illumination system main body 22. Scan drive with stroke. The main controller 90 obtains position information in the X-axis direction of the projection system main body 42 via the measurement system 46 including, for example, a linear encoder, and controls the position of the projection system main body 42 based on the position information.

図1に戻り、液晶露光装置10では、照明系20からの照明光ILによってマスクM上の照明領域IAMが照明されると、マスクMを通過した照明光ILにより、投影光学系40を介してその照明領域IAM内のマスクパターンの投影像(部分正立像)が、基板P上の照明領域IAMに共役な照明光ILの照射領域(露光領域IA)に形成される。そして、マスクM、及び基板Pに対して、照明光IL(照明領域IAM、及び露光領域IA)が走査方向に相対移動することで走査露光動作が行われる。すなわち、液晶露光装置10では、照明系20、及び投影光学系40によって基板P上にマスクMのパターンが生成され、照明光ILによる基板P上の感応層(レジスト層)の露光によって基板P上にそのパターンが形成される。   Returning to FIG. 1, in the liquid crystal exposure apparatus 10, when the illumination area IAM on the mask M is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 20, the illumination light IL that has passed through the mask M passes through the projection optical system 40. A projection image (partial upright image) of the mask pattern in the illumination area IAM is formed in the irradiation area (exposure area IA) of the illumination light IL conjugate to the illumination area IAM on the substrate P. Then, the scanning light exposure operation is performed when the illumination light IL (the illumination area IAM and the exposure area IA) moves relative to the mask M and the substrate P in the scanning direction. That is, in the liquid crystal exposure apparatus 10, the pattern of the mask M is generated on the substrate P by the illumination system 20 and the projection optical system 40, and the sensitive layer (resist layer) on the substrate P is exposed by the illumination light IL. The pattern is formed.

ここで、本実施形態において、照明系20によりマスクM上に生成される照明領域IAMは、Y軸方向に離間する一対の矩形の領域を含む。ひとつの矩形の領域のY軸方向の長さは、マスクMのパターン面のY軸方向の長さ(すなわち基板P上に設定される各区画領域のY軸方向の長さ)の、例えば1/4に設定されている。また、一対の矩形の領域間の間隔も、同様にマスクMのパターン面のY軸方向の長さの、例えば1/4に設定されている。従って、基板P上に生成される露光領域IAも、同様にY軸方向に離間する一対の矩形の領域を含む。本実施形態では、マスクMのパターンを基板Pに完全に転写するためには、ひとつの区画領域について、2回の走査露光動作を行う必要があるが、照明系本体22、及び投影系本体42を小型化できるメリットがある。走査露光動作の具体例については、後述する。   Here, in the present embodiment, the illumination area IAM generated on the mask M by the illumination system 20 includes a pair of rectangular areas that are separated in the Y-axis direction. The length in the Y-axis direction of one rectangular area is, for example, 1 in the length in the Y-axis direction of the pattern surface of the mask M (that is, the length in the Y-axis direction of each partition area set on the substrate P). / 4 is set. Similarly, the distance between the pair of rectangular areas is set to, for example, 1/4 of the length of the pattern surface of the mask M in the Y-axis direction. Accordingly, the exposure area IA generated on the substrate P similarly includes a pair of rectangular areas spaced apart in the Y-axis direction. In the present embodiment, in order to completely transfer the pattern of the mask M onto the substrate P, it is necessary to perform two scanning exposure operations for one partition region. However, the illumination system main body 22 and the projection system main body 42 are required. There is an advantage that can be downsized. A specific example of the scanning exposure operation will be described later.

基板ステージ装置50は、基板Pの裏面(露光面とは反対の面)を保持するステージ本体52を備えている。図2に戻り、Y軸方向に関して露光対象の区画領域を変更するためのステップ動作時において、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系54を制御することにより、ステージ本体52をY軸方向にステップ駆動する。駆動系54は、後述する基板アライメント動作時に基板PをXY平面内の3自由度(X、Y、θz)方向に微小駆動することも可能である。基板P(ステージ本体52)の位置情報は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系56により求められる。   The substrate stage apparatus 50 includes a stage main body 52 that holds the back surface of the substrate P (the surface opposite to the exposure surface). Returning to FIG. 2, during the step operation for changing the partition area to be exposed in the Y-axis direction, the main controller 90 controls the drive system 54 including, for example, a linear motor to move the stage main body 52 to Step drive in the axial direction. The drive system 54 can also minutely drive the substrate P in the direction of three degrees of freedom (X, Y, θz) in the XY plane during a substrate alignment operation described later. The position information of the substrate P (stage main body 52) is obtained by a measurement system 56 including, for example, a linear encoder.

図1に戻り、アライメント系60は、例えば2つのアライメント顕微鏡62、64を備えている。アライメント顕微鏡62、64は、基板PとマスクMとの間に形成される空間内(Z軸方向に関して基板PとマスクMとの間の位置)に配置されており、基板Pに形成されたアライメントマークMk(以下、単にマークMkと称する)、及びマスクMに形成されたマーク(不図示)を検出する。本実施形態において、マークMkは、各区画領域の四隅部近傍それぞれに1つ(1つの区画領域につき、例えば4つ)形成されており、マスクMのマークは、投影光学系40を介してマークMkと対応する位置に形成されている。なお、マークMk、及びマスクMのマークの数、及び位置については、これに限定されず、適宜変更が可能である。また、各図面において、マークMkは、理解を容易にするため、実際よりも大きく図示されている。   Returning to FIG. 1, the alignment system 60 includes, for example, two alignment microscopes 62 and 64. The alignment microscopes 62 and 64 are disposed in a space formed between the substrate P and the mask M (position between the substrate P and the mask M with respect to the Z-axis direction), and the alignment microscope is formed on the substrate P. A mark Mk (hereinafter simply referred to as a mark Mk) and a mark (not shown) formed on the mask M are detected. In the present embodiment, one mark Mk is formed near each of the four corners of each partition area (for example, four for each partition area), and the mark on the mask M is marked via the projection optical system 40. It is formed at a position corresponding to Mk. Note that the numbers and positions of the marks Mk and the marks of the mask M are not limited to this, and can be changed as appropriate. In each drawing, the mark Mk is shown larger than the actual size for easy understanding.

アライメント顕微鏡62は、X軸方向に離間した、例えば4つの検出視野(検出領域)を有している。例えば4つの検出視野のX軸方向の間隔は、基板Pに形成された、例えば合計で16のマークMkのうち、Y軸方向の位置が同じである、例えば4つのマークMkの検出を同時に行うことができるように設定されている。   The alignment microscope 62 has, for example, four detection fields (detection regions) that are separated in the X-axis direction. For example, the intervals in the X-axis direction of the four detection visual fields are simultaneously detected, for example, for four marks Mk having the same position in the Y-axis direction among, for example, a total of 16 marks Mk formed on the substrate P. Is set to be able to.

また、アライメント顕微鏡62は、マスクMに形成されたマークと、基板Pに形成されたマークMkとを同時に(換言すると、アライメント顕微鏡62の位置を変えずに)検出することが可能となっている。主制御装置90は、例えばマスクMがXステップ動作、又は基板PがYステップ動作を行う毎に、マスクMに形成されたマークと基板Pに形成されたマークMkとの相対的な位置ずれ情報を求め、該位置ずれを補正する(打ち消す、又は低減する)ように基板PとマスクMとのXY平面に沿った方向の相対的な位置決めを行う。なお、アライメント顕微鏡62は、マスクMのマークを検出(観察)するマスク検出部と、基板PのマークMkを検出(観察)する基板検出部とが、共通の筐体等によって一体的に構成されており、その共通の筐体を介して駆動系66により駆動される。あるいは、マスク検出部と基板検出部とが個別の筐体等によって構成されていても良く、その場合には、例えばマスク検出部と基板検出部とが実質的に共通の駆動系66によって同等の動作特性をもって移動できるように構成することが好ましい。   The alignment microscope 62 can simultaneously detect the mark formed on the mask M and the mark Mk formed on the substrate P (in other words, without changing the position of the alignment microscope 62). . For example, each time the mask M performs an X-step operation or the substrate P performs a Y-step operation, the main controller 90 performs information on the relative displacement between the mark formed on the mask M and the mark Mk formed on the substrate P. Then, relative positioning of the substrate P and the mask M in the direction along the XY plane is performed so as to correct (cancel or reduce) the positional deviation. In the alignment microscope 62, a mask detection unit for detecting (observing) the mark on the mask M and a substrate detection unit for detecting (observing) the mark Mk on the substrate P are integrally configured by a common housing or the like. And is driven by a drive system 66 through the common housing. Alternatively, the mask detection unit and the substrate detection unit may be configured by separate housings, and in that case, for example, the mask detection unit and the substrate detection unit are substantially equivalent by a common drive system 66. It is preferable to be configured so that it can move with operating characteristics.

また、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系66を制御することにより、アライメント顕微鏡62をY軸方向に駆動する。アライメント顕微鏡62の位置情報は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系68により求められる。アライメント顕微鏡62の動作については、後述する。   The main controller 90 drives the alignment microscope 62 in the Y-axis direction by controlling a drive system 66 including, for example, a linear motor. The position information of the alignment microscope 62 is obtained by a measurement system 68 including a linear encoder, for example. The operation of the alignment microscope 62 will be described later.

主制御装置90(図2参照)は、アライメント顕微鏡62を用いて基板P上に形成された複数のマークMkの検出し、該検出結果(複数のマークMkの位置情報)に基づいて、公知のエンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)方式によって、検出対象のマークMkが形成された区画領域の配列情報(区画領域の位置(座標値)、形状等に関する情報を含む)を算出する。   Main controller 90 (see FIG. 2) detects a plurality of marks Mk formed on substrate P using alignment microscope 62, and based on the detection results (position information of the plurality of marks Mk), Arrangement information (including information on the position (coordinate value), shape, etc. of the partition area) of the partition area in which the mark Mk to be detected is formed is calculated by an enhanced global alignment (EGA) method.

具体的には、走査露光動作において、主制御装置90(図2参照)は、該走査露光動作に先立って、アライメント顕微鏡62を用いて、少なくとも露光対象の区画領域内に形成された複数のマークMk、及び該露光対象の区画領域に対して走査方向(X軸方向)に隣接する区画領域内に形成された複数のマークMkの位置検出を行って上記露光対象の区画領域の配列情報を算出する。主制御装置90は、算出した露光対象の区画領域の配列情報に基づいて、基板PのXY平面内の3自由度方向の緻密な位置決め(基板アライメント動作)を行いつつ、照明系20、及び投影光学系40を適宜制御して、対象の区画領域に対する走査露光動作(マスクパターンの転写)を行う。   Specifically, in the scanning exposure operation, the main controller 90 (see FIG. 2) uses the alignment microscope 62 prior to the scanning exposure operation to form a plurality of marks formed at least in the partition area to be exposed. Mk and the position information of the plurality of marks Mk formed in the partition area adjacent to the partition area to be exposed in the scanning direction (X-axis direction) are detected, and the arrangement information of the partition area to be exposed is calculated. To do. The main controller 90 performs precise positioning (substrate alignment operation) in the three-degree-of-freedom direction in the XY plane of the substrate P based on the calculated arrangement information of the partition regions to be exposed, and the projection of the illumination system 20 and the projection. The optical system 40 is controlled as appropriate to perform a scanning exposure operation (mask pattern transfer) on the target partition region.

次に、走査露光動作時における液晶露光装置10の動作の一例を、図3(a)〜図4(c)を用いて説明する。以下の露光動作(アライメント計測動作を含む)は、主制御装置90(図3(a)〜図4(c)では不図示。図2参照)の管理下で行われる。   Next, an example of the operation of the liquid crystal exposure apparatus 10 during the scanning exposure operation will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 4 (c). The following exposure operations (including alignment measurement operations) are performed under the control of the main controller 90 (not shown in FIGS. 3A to 4C, see FIG. 2).

本実施形態において、露光順が最初である区画領域(以下第1ショット領域Sと称する)は、基板Pの−X側且つ−Y側に設定されている。また、図3(a)〜図4(c)において、符号Aが付された矩形の領域は、走査露光動作時における投影系本体42の移動範囲(移動経路)を示す。投影系本体42の移動範囲Aは、例えば機械的、及び/又は電気的に設定される。また、基板P上の区画領域に付されたS〜Sの符号は、それぞれ露光順序が2〜4番目のショット領域であることを示す。 In this embodiment, divided areas exposed order is the first (hereinafter referred to as the first shot area S 1) is set on the -X side and -Y side of the substrate P. In FIGS. 3A to 4C, a rectangular area denoted by reference symbol A indicates the movement range (movement path) of the projection system main body 42 during the scanning exposure operation. The movement range A of the projection system main body 42 is set, for example, mechanically and / or electrically. Further, the symbols S 2 to S 4 given to the partitioned areas on the substrate P indicate that the exposure areas are the second to fourth shot areas, respectively.

図3(a)に示されるように、露光開始前において、主制御装置90は、アライメント顕微鏡62の検出視野内に、第1ショット領域S内に形成された、例えば4つのマークMkのうち、−Y側の2つのマークMk、及び第2ショット領域S(第1ショット領域Sの+X側の区画領域)内に形成された例えば4つのマークMkのうち、−Y側の2つのマークMkが位置するように、基板Pを位置決めする。この状態で、主制御装置90は、アライメント顕微鏡62を用いて、例えば4つのマークMk(第1マーク群)の位置検出(図3(a)における太線の丸印参照)を行う(1回目のマーク検出動作)。 As shown in FIG. 3 (a), before starting exposure, main controller 90 within the detection field of the alignment microscope 62, formed in the first shot area S 1, for example, among the four marks Mk , Two marks Mk on the −Y side and two marks on the −Y side among the four marks Mk formed in the second shot region S 2 (the + X side partition region of the first shot region S 1 ), for example. The substrate P is positioned so that the mark Mk is positioned. In this state, the main controller 90 uses the alignment microscope 62 to detect the positions of, for example, four marks Mk (first mark group) (see the bold circles in FIG. 3A) (first time). Mark detection operation).

次いで、図3(b)に示されるように、主制御装置90は、基板Pを−Y方向にステップ移動させる(図3(b)の黒矢印参照)。この際、主制御装置90は、アライメント顕微鏡62の検出視野内に、第1ショット領域S内に形成された、例えば4つのマークMkのうち、+Y側の2つのマークMk、及び第2ショット領域S内に形成された例えば4つのマークMkのうち、+Y側の2つのマークMkが位置するように、基板Pを位置決めする。この状態で、主制御装置90は、アライメント顕微鏡62を用いて、例えば4つのマークMk(第2マーク群)の位置検出(図3(b)における太線の丸印参照)を行う(2回目のマーク検出動作)。これにより、主制御装置90は、第1及び第2ショット領域S、Sに形成された、合計で、例えば8のマークMkの全ての検出を行ったことになる。 Next, as shown in FIG. 3B, the main controller 90 moves the substrate P stepwise in the −Y direction (see the black arrow in FIG. 3B). At this time, the main controller 90, within the detection field of the alignment microscope 62, formed in the first shot area S 1, for example, of the four marks Mk, + Y side of the two marks Mk, and a second shot of formed, for example, four mark Mk in the region S 2, the two marks Mk the + Y side so as to be positioned to position the substrate P. In this state, the main controller 90 uses the alignment microscope 62 to detect the positions of, for example, four marks Mk (second mark group) (see the bold circles in FIG. 3B) (second time). Mark detection operation). As a result, the main controller 90 has detected all of the eight marks Mk formed in the first and second shot regions S 1 and S 2 in total.

主制御装置90は、複数のマークMkの検出結果に基づいて、EGA計算により、第1ショット領域Sの配列情報(区画領域の座標値、及び形状を含む)を算出し、この算出結果に基づいて第1ショット領域Sの走査露光動作を行う。 The main control unit 90, based on the plurality of marks Mk detection result by EGA calculation, sequence information (coordinate values of the divided areas, and a shape) of the first shot area S 1 is calculated, and this calculation result based performing first shot area S 1 of the scanning exposure operation.

ここで、本実施形態において、投影系本体42、及びアライメント顕微鏡62は、それぞれ基板PとマスクMとの間に形成される空間内に配置されることから、互いの移動可能範囲が一部重複している。そこで、主制御装置90は、図3(c)の白矢印で示されるように、投影系本体42の走査方向への駆動に先立って、アライメント顕微鏡62をY軸方向にステップ移動させ、投影系本体42の移動経路Aからアライメント顕微鏡62を退避させる。   Here, in the present embodiment, since the projection system main body 42 and the alignment microscope 62 are respectively disposed in the space formed between the substrate P and the mask M, their movable ranges partially overlap each other. doing. Therefore, the main controller 90 moves the alignment microscope 62 stepwise in the Y-axis direction prior to driving the projection system main body 42 in the scanning direction, as indicated by the white arrow in FIG. The alignment microscope 62 is retracted from the movement path A of the main body 42.

アライメント顕微鏡62を退避させると、主制御装置90は、図4(a)に示されるように、基板PのXY平面内の3自由度方向の微小位置決め(基板アライメント動作)を行いつつ、照明系20、及び投影光学系40(それぞれ図1参照)を適宜制御して、投影系本体42と照明系20の照明系本体22(図4(a)では不図示。図1参照)とを同期して+X方向に駆動して、第1ショット領域Sに対する1回目の走査露光を行う。 When the alignment microscope 62 is retracted, the main controller 90 performs the fine positioning (substrate alignment operation) in the three-degree-of-freedom direction in the XY plane of the substrate P, as shown in FIG. 20 and the projection optical system 40 (see FIG. 1 respectively) are appropriately controlled to synchronize the projection system main body 42 and the illumination system main body 22 of the illumination system 20 (not shown in FIG. 4A, see FIG. 1). Te + X direction by driving performs first scanning exposure for the first shot area S 1.

上述したように、本実施形態において、マスクM上に生成される照明領域IAM(図1参照)、及び基板P上に生成される露光領域IAは、Y軸方向に離間する一対の矩形の領域であるので、1回の走査露光動作により基板Pに転写されるマスクMのパターン像は、Y軸方向に離間した一対のX軸方向に延びる帯状の領域(ひとつの区画領域の全面積のうち半分の面積)内に形成される。   As described above, in this embodiment, the illumination area IAM (see FIG. 1) generated on the mask M and the exposure area IA generated on the substrate P are a pair of rectangular areas separated in the Y-axis direction. Therefore, the pattern image of the mask M transferred to the substrate P by one scanning exposure operation is a band-like region extending in the X-axis direction and separated from the Y-axis direction (of the total area of one partition region). Half area).

次いで、主制御装置90は、図4(b)に示されるように、第1ショット領域Sの2回目(復路)の走査露光動作のため、基板PおよびマスクMを−Y方向にステップ移動させる(図4(b)の黒矢印参照)。このときの基板Pのステップ移動量は、ひとつの区画領域のY軸方向の長さの、例えば1/4の長さである。また、この場合、基板PとマスクMの−Y方向へのステップ移動において、基板PとマスクMとの相対的な位置関係を変化させないように(あるいは、その相対位置関係を補正可能なように)ステップ移動させることが好ましい。 Then, the main controller 90, as shown in FIG. 4 (b), for scanning exposure operation for the second time in the first shot area S 1 (return path), the step moves the substrate P and the mask M in the -Y direction (See the black arrow in FIG. 4 (b)). The step movement amount of the substrate P at this time is, for example, 1/4 of the length of one partition region in the Y-axis direction. In this case, in the step movement of the substrate P and the mask M in the −Y direction, the relative positional relationship between the substrate P and the mask M is not changed (or the relative positional relationship can be corrected). ) It is preferable to move the step.

この後、主制御装置90は、図4(c)に示されるように、投影系本体42と照明系20の照明系本体22(図4(c)では不図示。図1参照)とを同期して−X方向に駆動する。主制御装置90は、上記配列情報の算出結果に応じて基板Pの微小位置制御を行いつつ、照明系20を制御して照明光ILをマスクM(図4(c)では不図示。図1参照)及び投影系本体42を介して基板P上に照射し、該照明光ILにより基板P上に生成される露光領域IA内にマスクパターンの一部を形成する。これにより、1回目の走査露光動作により転写されたマスクパターンと、2回目の走査露光動作でにより転写されたマスクパターン部とが第1ショット領域S内で繋ぎ合わされ、マスクMのパターンの全体が第1ショット領域Sに転写される。 Thereafter, main controller 90 synchronizes projection system main body 42 and illumination system main body 22 of illumination system 20 (not shown in FIG. 4C, see FIG. 1), as shown in FIG. Then, it is driven in the −X direction. The main controller 90 controls the illumination system 20 while performing minute position control of the substrate P according to the calculation result of the array information, and the illumination light IL is not shown in the mask M (not shown in FIG. 4C). And a part of the mask pattern is formed in the exposure area IA generated on the substrate P by the illumination light IL. Thus, the mask pattern transferred by the first scanning exposure operation, a mask pattern portion transferred by the second time of the scanning exposure operation is joined together with the first shot in region S 1, the overall pattern of the mask M There is transferred to the first shot area S 1.

以下、不図示であるが、主制御装置90は、第2ショット領域Sに対して走査露光動作を行うために、マスクM(図1参照)を+X方向にステップ移動させて第2ショット領域SとマスクMとを対向させる。また、これと併せて、基板Pを+X方向にステップ移動させる(図3(a)の状態に戻す)。 Hereinafter, although not shown, the main controller 90, in order to perform the scanning exposure operation on the second shot area S 2, a second shot region by the step moving the mask M (see FIG. 1) in the + X direction to face the S 2 and the mask M. At the same time, the substrate P is moved stepwise in the + X direction (returned to the state shown in FIG. 3A).

第2ショット領域Sに対する走査露光動作は、上述した第1ショット領域Sに対する走査露光動作と同じであるので説明を省略する。ただし、第2ショット領域Sに対する走査露光動作に先だって行われるアライメント計測動作では、第2ショット領域S内に形成された、例えば4つのマークMkのうち、−Y側(あるいは+Y側)の2つのマークMkのみ検出し、この検出結果に応じて、主制御装置90は、第2ショット領域Sの配列情報を更新する。これは、第1ショット領域Sの露光走査前に第2ショット領域Sの、例えば4つのマークMkを全て検出しているからである。 Scanning exposure operation for the second shot area S 2 will be omitted because it is identical to the scanning exposure operation for the first shot area S 1 described above. However, in the alignment measurement operation performed prior to the scanning exposure operation for the second shot area S 2, formed in the second shot area S 2, of the four marks Mk example, -Y side (or + Y side) detects only two marks Mk, in response to this detection result, the main controller 90 updates the sequence information of the second shot area S 2. This is the second shot area S 2 prior to exposure scanning of the first shot area S 1, for example, because the four marks Mk detects all.

以下、主制御装置90は、マスクMのXステップ動作と基板PのYステップ動作の少なくとも一方を適宜行いつつ、第3、及び第4ショット領域S、S対する走査露光動作を行う。 Thereafter, the main controller 90 performs the scanning exposure operation on the third and fourth shot regions S 3 and S 4 while appropriately performing at least one of the X step operation of the mask M and the Y step operation of the substrate P.

なお、露光対象の区画領域を露光するために、当該区画領域の配列情報を求める際、当該区画領域内のマークMkのみに基づいて配列情報を算出しても良いが、露光対象の区画領域以外の区画領域に形成されたマークMkの位置情報を用いても良い。具体的には、例えば第1ショット領域Sの配列情報を求める際、主制御装置90は、第2ショット領域S内のマークMkの位置情報を用いても良い。これにより、基板Pの全体的な歪みを補正することができる。 It should be noted that in order to expose the partition area to be exposed, when obtaining the array information of the partition area, the array information may be calculated based only on the mark Mk in the partition area. The position information of the mark Mk formed in the partitioned area may be used. Specifically, for example, when determining the first shot arrangement information of the area S 1, the main controller 90 may use the position information of the mark Mk in the second shot area S 2. Thereby, the overall distortion of the substrate P can be corrected.

以上説明した本第1の実施形態によれば、第1ショット領域Sに対する走査露光動作の前に、予め第2ショット領域SのマークMkを検出するので、第2ショット領域Sに対する走査露光動作の前に、第2ショット領域S内のマークMkをあらためて全点検出しなくても、第2ショット領域Sの配列情報を高精度で求めることが可能である。このように、第2ショット領域Sの走査露光動作前には、該第2ショット領域S内の一部のマークMkしか検出しないので全体的なアライメント時間を短縮することができる。 According to the described the first embodiment above, prior to the scanning exposure operation for the first shot area S 1, and detects the pre-second mark Mk shot area S 2, the scanning for the second shot area S 2 prior to the exposure operation, without leaving again all check marks Mk in the second shot area S 2, it is possible to determine the sequence information of the second shot area S 2 with high accuracy. Thus, prior to scanning exposure operation of the second shot area S 2 can be shortened overall alignment time since only a part of the mark Mk of the second shot area S 2 is not detected.

また、アライメント顕微鏡62がX軸方向に隣接する、例えば2つの区画領域(本実施形態では、例えば第1ショット領域Sと第2ショット領域S、又は第3ショット領域Sと第4ショット領域S)を跨いで設けられた複数(本実施形態では、例えば4つ)のマークMkを同時に計測できるので、複数の区画領域にまたがる基板Pの歪みを容易かつ迅速に(マークの数に対してより少ない回数で)計測できる。従って、アライメント動作と走査露光動作とを含む一連の動作にかかる時間、すなわち、基板Pの露光処理にかかる一連の処理時間(タクトタイム)の短縮化が可能となる。 In addition, the alignment microscope 62 is adjacent to the X-axis direction, for example, two partitioned regions (in this embodiment, for example, the first shot region S 1 and the second shot region S 2 , or the third shot region S 3 and the fourth shot Since a plurality of (in the present embodiment, for example, four) marks Mk provided across the region S 4 ) can be measured simultaneously, the distortion of the substrate P across the plurality of partitioned regions can be easily and quickly (increased in the number of marks). Can be measured less). Accordingly, it is possible to shorten a time required for a series of operations including the alignment operation and the scanning exposure operation, that is, a series of processing times (tact time) required for the exposure processing of the substrate P.

また、基板PをY軸方向にステップ移動させることにより、Y軸方向の位置が異なる複数のマークMkの検出が可能であるので容易かつ迅速に基板P全体の歪みを計測できる。   Further, by moving the substrate P stepwise in the Y-axis direction, it is possible to detect a plurality of marks Mk having different positions in the Y-axis direction, so that the distortion of the entire substrate P can be measured easily and quickly.

なお、本第1の実施形態では、第1ショット領域Sの走査露光の開始前に、例えば基板PのYステップ動作を1回のみ行い、第1及び第2ショット領域S、S内のマークMkの全点検出を行ったが、これに限られず、合計で、例えば4回のマーク検出動作(3回の基板PのYステップ動作)を行って、第1〜第4ショット領域S〜Sに形成された、合計で、例えば16個のマークMkの全点検出を最初に行っても良い。 Incidentally, in the first embodiment, before the start of the scanning exposure of the first shot area S 1, for example, performs the Y stepping of the substrate P only once, the first and second shot area S 1, S in 2 However, the present invention is not limited to this. For example, four mark detection operations (three Y-step operations on the substrate P) are performed in total, and the first to fourth shot regions S are detected. formed in 1 to S 4, a total first may be subjected to all point detection, for example, 16 marks Mk.

なお、本第1の実施形態では、第1ショット領域Sの走査露光の開始前に、基板PのYステップ動作を行ったが、アライメント顕微鏡62のYステップ動作を行うことで、基板P内のマークMkをアライメント顕微鏡62により検出するようにしてもよい。主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系66を制御することにより、アライメント顕微鏡62をY軸方向にステップ駆動する。アライメント顕微鏡62の位置情報は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系68により求められる。 In the first embodiment, the Y step operation of the substrate P is performed before the start of the scanning exposure of the first shot region S 1. However, by performing the Y step operation of the alignment microscope 62, The mark Mk may be detected by the alignment microscope 62. The main control device 90 drives the alignment microscope 62 stepwise in the Y-axis direction by controlling a drive system 66 including, for example, a linear motor. The position information of the alignment microscope 62 is obtained by a measurement system 68 including a linear encoder, for example.

また、本第1の実施形態では、投影系本体42の移動経路A内に位置したアライメント顕微鏡62によりマークMkの検出を行うとともに、露光開始前にアライメント顕微鏡62を投影系本体42の移動経路Aから退避させたが(図3(c)参照)、これに限られず、例えば図5(a)に示される第1の変形例のように、予め投影系本体42の移動経路A外にアライメント顕微鏡62を配置し、図5(b)に示されるように、基板PのY軸方向へのステップ移動のみによって、マークMkの検出動作を行っても良い。   In the first embodiment, the mark Mk is detected by the alignment microscope 62 positioned in the movement path A of the projection system main body 42, and the alignment microscope 62 is moved to the movement path A of the projection system main body 42 before the exposure starts. (See FIG. 3C), but is not limited to this. For example, as in the first modification shown in FIG. 5A, the alignment microscope is previously placed outside the movement path A of the projection system main body 42. 62, and the mark Mk detection operation may be performed only by step movement of the substrate P in the Y-axis direction, as shown in FIG.

また、本第1の実施形態におけるアライメント顕微鏡62は、Y軸方向の位置がほぼ同じで、且つX軸方向の位置が互いに異なる、例えば4つのマークMkの位置検出を同時に行う構成であったが、同時検出するマークMkの数は、これに限られず、例えば図6(a)に示される第2の変形例のように、例えば2つのアライメント顕微鏡62を、Y軸方向に離間して配置しても良い。この場合、1回の検出動作で、X軸方向に隣接する2つのショット領域(第1及び第2ショット領域S、S、又は第3及び第4ショット領域S、S)に形成された、例えば8つのマークMkの同時検出が可能となる。従って、図6(b)に示されるように、基板Pの1回のYステップ動作により、基板Pに形成された、例えば16のマークMkの全点検出が可能となる。また、本第2の変形例の場合、走査露光動作時には、例えば2つのアライメント顕微鏡62を、互いに反対の方向(+Y方向、及び−Y方向)に駆動することにより、投影系本体42の移動経路A外に退避させると良い。 In addition, the alignment microscope 62 in the first embodiment has a configuration in which the positions in the Y-axis direction are substantially the same and the positions in the X-axis direction are different from each other, for example, the positions of four marks Mk are simultaneously detected. The number of marks Mk to be detected simultaneously is not limited to this. For example, as in the second modification shown in FIG. 6A, for example, two alignment microscopes 62 are arranged apart from each other in the Y-axis direction. May be. In this case, it is formed in two shot regions (first and second shot regions S 1 and S 2 , or third and fourth shot regions S 3 and S 4 ) adjacent in the X-axis direction by one detection operation. For example, eight marks Mk can be detected simultaneously. Therefore, as shown in FIG. 6B, all the points of, for example, 16 marks Mk formed on the substrate P can be detected by one Y-step operation of the substrate P. Further, in the case of the second modification, during the scanning exposure operation, for example, the two alignment microscopes 62 are driven in opposite directions (+ Y direction and −Y direction) to move the projection system main body 42 along the movement path. It is good to evacuate outside A.

《第2の実施形態》
次に第2の実施形態に係る液晶露光装置について、図7(a)〜図8を用いて説明する。第2の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、アライメント系の構成及び動作が異なる点を除き、上記第1の実施形態と同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第1の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第1の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
Next, a liquid crystal exposure apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Since the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the configuration and operation of the alignment system are different, only the differences will be described below. Elements having the same configuration and function as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.

上記第1の実施形態において、アライメント顕微鏡62は、走査方向に隣接するショット領域(例えば、第1ショット領域S及び第2ショット領域S)に形成されたマークMkを同時に検出可能なように、X軸方向に離間する、例えば4つの検出視野を有していたが、本第2の実施形態では、図7(a)に示されるように、Y軸方向に離間した一対の検出視野を有する一対のアライメント顕微鏡162、164が、投影系本体42の走査方向に関する前後(+X側、及び−X側)に配置されている。アライメント顕微鏡162、164の一対の検出視野の間隔は、各区画領域に形成された、例えば4つのマークMkのうち、Y軸方向に離間する一対のマークMkの間隔とほぼ同じに設定されている。 In the first embodiment, the alignment microscope 62, the shot area adjacent to the scanning direction (e.g., the first shot area S 1 and the second shot area S 2) the mark Mk formed simultaneously detectable as However, in the second embodiment, as shown in FIG. 7A, a pair of detection fields separated in the Y-axis direction are provided. A pair of alignment microscopes 162 and 164 are arranged on the front and rear (+ X side and −X side) in the scanning direction of the projection system main body 42. The distance between the pair of detection visual fields of the alignment microscopes 162 and 164 is set to be substantially the same as the distance between the pair of marks Mk that are formed in each partition region and are separated in the Y-axis direction, for example, among the four marks Mk. .

また、アライメント顕微鏡162、164は、例えばリニアモータなどを含む駆動系(不図示)によって、互いに独立に、且つ投影系本体42とは独立に、主制御装置90(図2参照)によって走査方向に所定のストロークで駆動される。   The alignment microscopes 162 and 164 are driven in the scanning direction by a main controller 90 (see FIG. 2) independently of each other by a drive system (not shown) including a linear motor, for example, and independently of the projection system main body 42. It is driven with a predetermined stroke.

ここで、アライメント顕微鏡162、164と、上述した投影光学系40の投影系本体42とは、物理的(機械的)に独立(分離)した要素であり、主制御装置90(図2参照)によって互いに独立して駆動(速度、及び位置)制御が行われるが、アライメント顕微鏡162、164を駆動する駆動系66と、投影系本体42を駆動する駆動系44とは、X軸方向の駆動に関して、例えばリニアモータ、リニアガイドなどの一部を共用しており、アライメント顕微鏡162、164、及び投影系本体42の駆動特性、あるいは主制御装置90による制御特性が、実質的に同等になるように構成されている。   Here, the alignment microscopes 162 and 164 and the projection system main body 42 of the projection optical system 40 described above are physically (mechanically) independent (separated) elements, and are controlled by the main controller 90 (see FIG. 2). Driving (speed and position) control is performed independently of each other. The driving system 66 that drives the alignment microscopes 162 and 164 and the driving system 44 that drives the projection system main body 42 are related to driving in the X-axis direction. For example, a part of a linear motor, a linear guide, etc. is shared, and the drive characteristics of the alignment microscopes 162 and 164 and the projection system main body 42 or the control characteristics by the main controller 90 are substantially equal. Has been.

具体的に一例をあげると、例えばムービングコイル式のリニアモータによってアライメント顕微鏡162、164、投影系本体42それぞれをX軸方向に駆動する場合には、固定子である磁性体(例えば、永久磁石など)ユニットが上記駆動系66と駆動系44とで共用される。これに対し、可動子であるコイルユニットは、アライメント顕微鏡162、164、投影系本体42それぞれが独立に有しており、主制御装置90(図2参照)は、該コイルユニットに対する電力供給を個別に行うことにより、アライメント顕微鏡162、164のX軸方向への駆動(速度、及び位置)と、投影系本体42のX軸方向への駆動(速度、及び位置)とを、独立に制御する。従って、主制御装置90は、X軸方向に関するアライメント顕微鏡162、164と投影系本体42との各々の間隔(距離)を、可変とする(任意に変化させる)ことができる。また、主制御装置90は、X軸方向に関して、アライメント顕微鏡162、164と投影系本体42とを、各々異なるスピードで移動させることもできる。   Specifically, for example, when each of the alignment microscopes 162 and 164 and the projection system main body 42 is driven in the X-axis direction by a moving coil linear motor, for example, a magnetic body (for example, a permanent magnet) is used as a stator. ) The unit is shared by the drive system 66 and the drive system 44. On the other hand, the coil unit which is a mover has the alignment microscopes 162 and 164 and the projection system main body 42 independently, and the main controller 90 (see FIG. 2) individually supplies power to the coil unit. Thus, the drive (speed and position) of the alignment microscopes 162 and 164 in the X-axis direction and the drive (speed and position) of the projection system main body 42 in the X-axis direction are controlled independently. Therefore, the main controller 90 can change (arbitrarily change) the intervals (distances) between the alignment microscopes 162 and 164 and the projection system main body 42 in the X-axis direction. The main controller 90 can also move the alignment microscopes 162 and 164 and the projection system main body 42 at different speeds in the X-axis direction.

ここで、投影光学系40が有する投影系本体42の位置情報を求めるための計測系46(図2参照)、及びアライメント系60が有するアライメント顕微鏡162の位置情報を求めるための計測系68の具体的な構成について説明する。   Here, a measurement system 46 (see FIG. 2) for obtaining position information of the projection system main body 42 included in the projection optical system 40 and a measurement system 68 for obtaining position information of the alignment microscope 162 included in the alignment system 60 are described. A typical configuration will be described.

図8に示されるように、液晶露光装置10は、投影系本体42を走査方向に案内するためのガイド80を有している。ガイド80は、走査方向に平行に延びる部材から成る。ガイド80は、アライメント顕微鏡162の走査方向への移動を案内する機能も有する。また、図8では、ガイド80がマスクMと基板Pとの間に図示されているが、実際には、ガイド80は、Y軸方向に関して照明光ILの光路を避けた位置に配置されている。   As shown in FIG. 8, the liquid crystal exposure apparatus 10 includes a guide 80 for guiding the projection system main body 42 in the scanning direction. The guide 80 is made of a member extending in parallel with the scanning direction. The guide 80 also has a function of guiding the movement of the alignment microscope 162 in the scanning direction. In FIG. 8, the guide 80 is illustrated between the mask M and the substrate P. Actually, however, the guide 80 is disposed at a position avoiding the optical path of the illumination light IL in the Y-axis direction. .

ガイド80には、少なくとも走査方向に平行な方向(X軸方向)を周期方向とする反射型の回折格子を含むスケール82が固定されている。また、投影系本体42は、スケール82に対向して配置されたヘッド84を有している。本実施形態では、上記スケール82とヘッド84とにより、投影系本体42の位置情報を求めるための計測系46(図2参照)を構成するエンコーダシステムが形成されている。また、アライメント顕微鏡162、164は、スケール82に対向して配置されたヘッド86を各々有している(図8において、アライメント顕微鏡164は不図示)。本実施形態では、上記スケール82とヘッド86とにより、アライメント顕微鏡162、164の位置情報を求めるための計測系68(図2参照)を構成するエンコーダシステムが形成されている。ここで、ヘッド84、86は、それぞれスケール82に対してエンコーダ計測用のビームを照射し、スケール82を介したビーム(スケール82による反射ビーム)を受光して、その受光結果に基づいてスケール82に対する相対的な位置情報を出力可能となっている。   A scale 82 including a reflective diffraction grating having a periodic direction at least in a direction parallel to the scanning direction (X-axis direction) is fixed to the guide 80. In addition, the projection system main body 42 has a head 84 disposed so as to face the scale 82. In the present embodiment, the scale 82 and the head 84 form an encoder system that constitutes a measurement system 46 (see FIG. 2) for obtaining position information of the projection system main body 42. The alignment microscopes 162 and 164 each have a head 86 disposed so as to face the scale 82 (the alignment microscope 164 is not shown in FIG. 8). In the present embodiment, the scale 82 and the head 86 form an encoder system that constitutes a measurement system 68 (see FIG. 2) for obtaining positional information of the alignment microscopes 162 and 164. Here, each of the heads 84 and 86 irradiates the scale 82 with a beam for encoder measurement, receives a beam (reflected beam by the scale 82) via the scale 82, and based on the light reception result, the scale 82. Relative position information can be output.

このように、本実施形態において、スケール82は、投影系本体42の位置情報を求めるための計測系46(図2参照)を構成し、アライメント顕微鏡162、164の位置情報を求めるための計測系68(図2参照)を構成する。すなわち、投影系本体42とアライメント顕微鏡162、164とは、スケール82に形成された回折格子によって設定される共通の座標系(測長軸)に基づいて位置制御が行われる。なお、投影系本体42を駆動するための駆動系44(図2参照)、及びアライメント顕微鏡162、164を駆動するための駆動系66(図2参照)は、要素が一部共通であっても良いし、完全に独立した要素により構成されていても良い。   Thus, in this embodiment, the scale 82 constitutes the measurement system 46 (see FIG. 2) for obtaining the position information of the projection system main body 42, and the measurement system for obtaining the position information of the alignment microscopes 162 and 164. 68 (see FIG. 2). That is, the position control of the projection system main body 42 and the alignment microscopes 162 and 164 is performed based on a common coordinate system (measurement axis) set by the diffraction grating formed on the scale 82. Note that a drive system 44 (see FIG. 2) for driving the projection system main body 42 and a drive system 66 (see FIG. 2) for driving the alignment microscopes 162 and 164 may have some common elements. It may be good or may be composed of completely independent elements.

なお、上記計測系46、68(それぞれ図2参照)を構成するエンコーダシステムは、測長軸が、例えばX軸方向(走査方向)のみであるリニア(1DOF)エンコーダシステムであっても良いし、より多くの測長軸を有しても良い。例えば、ヘッド84、86をY軸方向に所定間隔で複数配置することにより、投影系本体42、アライメント顕微鏡162、164のθz方向の回転量を求めても良い。また、スケール82にXY2次元回折格子を形成し、X、Y、θz方向の3自由度方向に測長軸を有する3DOFエンコーダシステムとしても良い。さらに、ヘッド84、86として、回折格子の周期方向と併せてスケール面に直交する方向の測長が可能な公知の2次元ヘッドを複数用いることにより、投影系本体42、アライメント顕微鏡162、164の6自由度方向の位置情報を求めても良い。   The encoder system constituting the measuring systems 46 and 68 (see FIG. 2 respectively) may be a linear (1 DOF) encoder system whose length measuring axis is only in the X-axis direction (scanning direction), for example. There may be more measuring axes. For example, the rotation amounts of the projection system main body 42 and the alignment microscopes 162 and 164 in the θz direction may be obtained by arranging a plurality of heads 84 and 86 at predetermined intervals in the Y-axis direction. Alternatively, an XY two-dimensional diffraction grating may be formed on the scale 82, and a 3DOF encoder system having measurement axes in the three degrees of freedom in the X, Y, and θz directions may be used. Further, as the heads 84 and 86, by using a plurality of known two-dimensional heads capable of measuring in the direction orthogonal to the scale surface together with the periodic direction of the diffraction grating, the projection system main body 42, the alignment microscopes 162 and 164 Position information in the direction of 6 degrees of freedom may be obtained.

図7(a)に示されるように、露光開始前において、投影系本体42、及びアライメント顕微鏡162、164それぞれは、平面視で第1ショット領域Sの−X側に設定された初期位置に配置される。このとき、アライメント顕微鏡162の検出視野のY位置と、第1及び第2ショット領域S、S内に形成されたマークMkのY位置とがほぼ一致している。また、不図示であるが、マスクM(図1参照)は、第1ショット領域Sに対向して配置されている。 As shown in FIG. 7 (a), before starting exposure, the projection system main body 42, and the alignment microscopes 162, 164 respectively, to the initial position set in the -X side of the first shot area S 1 in a plan view Be placed. At this time, the Y position of the detection visual field of the alignment microscope 162 and the Y position of the mark Mk formed in the first and second shot regions S 1 and S 2 substantially coincide. Although not shown, (see FIG. 1) Mask M is opposed to the first shot area S 1.

次いで、主制御装置90は、アライメント顕微鏡162を+X方向に駆動しつつ、第1ショット領域S内に形成された、例えば4つのマークMkを検出する。主制御装置90は、上記第1ショット領域S内に形成された、例えば4つのマークMkの検出結果(位置情報)に基づいて、第1ショット領域Sの配列情報を求め、該配列情報に基づいて基板PのXY平面内の3自由度方向の微小位置決め(基板アライメント動作)を行いつつ、投影系本体42と照明系20の照明系本体22(図1参照)とを同期して+X方向に駆動して、第1ショット領域Sに対する1回目の走査露光を行う。 Then, the main controller 90, while driving the alignment microscope 162 in the + X direction, formed in the first shot area S 1 is detected, for example, four marks Mk. The main control device 90, the formed first shot area S 1, for example based on the four marks Mk detection result (position information) to obtain the sequence information of the first shot area S 1, the sequence information + X in synchronism between the projection system main body 42 and the illumination system main body 22 (see FIG. 1) of the illumination system 20 while performing fine positioning (substrate alignment operation) in the direction of three degrees of freedom in the XY plane of the substrate P based on and driven in the direction, performs first scanning exposure for the first shot area S 1.

また、主制御装置90は、図7(b)に示されるように、第1ショット領域Sに対する1回目の走査露光動作の開始と並行して、アライメント顕微鏡162を用いて第2ショット領域S内に形成された、例えば4つのマークMkを検出する。図7(b)は、アライメント顕微鏡162が、−X側の端部近傍に形成された、例えば2つのマークMkを検出している状態を示している。 The main control unit 90, as shown in FIG. 7 (b), in parallel with the start of the first scanning exposure operation for the first shot area S 1, the second shot area S using the alignment microscope 162 For example, four marks Mk formed in 2 are detected. FIG. 7B shows a state in which the alignment microscope 162 detects, for example, two marks Mk formed near the end on the −X side.

このように、本実施形態では、走査露光動作と並行して、投影系本体42に対して走査方向の前方に配置されたアライメント顕微鏡162を用いて、露光対象の区画領域(ここで第1ショット領域S)よりも走査方向の前方に設定された区画領域(ここでは第2ショット領域S)形成されたマークMkを検出する。 As described above, in the present embodiment, in parallel with the scanning exposure operation, using the alignment microscope 162 disposed in front of the projection system main body 42 in the scanning direction, a partition area (here, the first shot) to be exposed. The mark Mk formed in the partition area (here, the second shot area S 2 ) set in front of the area S 1 ) in the scanning direction is detected.

また、主制御装置90は、走査露光動作のために投影系本体42を+X方向に駆動する際、投影系本体42に対して走査方向の後方に配置されたアライメント顕微鏡164を、投影系本体42に追従するように+X方向に駆動する(図7(b)参照)。   Further, when the main controller 90 drives the projection system main body 42 in the + X direction for the scanning exposure operation, the main control device 90 moves the alignment microscope 164 disposed behind the projection system main body 42 in the scanning direction to the projection system main body 42. Is driven in the + X direction so as to follow (see FIG. 7B).

本第2の実施形態においても、上記第1の実施形態と同様に、基板Pを−Y方向にYステップ移動させた後、第1ショット領域Sに対して2回の走査露光動作を行う(不図示)。第1ショット領域Sに対する走査露光が終了すると、主制御装置90は、第2ショット領域Sに対する走査露光動作のために、マスクMを+X方向に移動させて、マスクMと第2ショット領域Sとを対向させる。また、主制御装置90は、基板Pを+Y方向にステップ移動させる(図7(a)の位置に戻す)。 In this second embodiment, as in the first embodiment, after the substrate P is moved Y step in the -Y direction, performs two scanning exposure operation for the first shot area S 1 (Not shown). When the scanning exposure of the first shot area S 1 is completed, the main controller 90, for scanning exposure operation for the second shot area S 2, by moving the mask M in the + X direction, the mask M and the second shot area It is opposed to the S 2. Further, the main controller 90 moves the substrate P stepwise in the + Y direction (returns to the position shown in FIG. 7A).

本第2の実施形態において、第2ショット領域Sに対する1回目の走査露光動作は、投影系本体42を−X方向に移動させて行うため、露光動作の開始前において、投影系本体42、アライメント顕微鏡162、164は、それぞれ基板Pの+X側に配置される。 In the second embodiment, the first scanning exposure operation for the second shot area S 2 in order to perform the projection system main body 42 is moved in the -X direction, before the start of the exposure operation, the projection system main body 42, The alignment microscopes 162 and 164 are arranged on the + X side of the substrate P, respectively.

この後、図7(c)に示されるように、投影系本体42の進行方向前側に配置されたアライメント顕微鏡164が、投影系本体42に先行して第2ショット領域S内に形成された、例えば4つのマークMkのうち、+X側の2つのマークMkのみ検出し、この検出結果と、第1ショット領域Sの露光走査前に検出済みのその他のマーク(第2ショット領域S内に形成された、例えば4つのマークMkのうち、−X側の端部近傍に形成された、例えば2つのマークMk、及び第1ショット領域S内に形成された、例えば4つのマーク)の検出結果に基づいて、第2ショット領域Sの配列情報を求める。主制御装置90は、該配列情報に基づいて、第2ショット領域Sに対して走査露光動作を行う。 Thereafter, as shown in FIG. 7C, the alignment microscope 164 disposed on the front side in the traveling direction of the projection system main body 42 is formed in the second shot region S 2 prior to the projection system main body 42. , for example, among the four marks Mk, + X side of the detecting only two marks Mk, the detection result and first shot area S 1 of the exposed and scanned before discovered the other marks (second shot area S in 2 formed, for example, among the four marks Mk, formed near the edge of the -X side, for example, two marks Mk, and formed in the first shot area S 1, for example four marks) based on the detection result, obtaining the sequence information of the second shot area S 2. The main controller 90, based on the sequence information, performs the scanning exposure operation on the second shot area S 2.

以下、不図示であるが、主制御装置90は、マスクMのXステップ動作と基板PのYステップ動作の少なくとも一方を適宜行いつつ、第3、及び第4ショット領域S、Sに対する走査露光動作を行う。 Although not shown, the main controller 90 scans the third and fourth shot regions S 3 and S 4 while appropriately performing at least one of the X step operation of the mask M and the Y step operation of the substrate P. Perform exposure operation.

本第2の実施形態でも、上記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   Also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、上記2の実施形態のアライメント顕微鏡162、164は、Y軸方向に離間する一対の検出視野を有していたが、これに限られず、図9に示される変形例のように、Y軸方向に離間する、例えば4つの検出視野を有し、Y軸方向に隣接する、例えば2つの区画領域(例えば第1ショット領域Sと第3ショット領域S)とに跨って形成された、X位置が同じである、例えば4つのマークMkを同時に検出できるようにしても良い。 Note that the alignment microscopes 162 and 164 of the second embodiment have a pair of detection visual fields that are separated in the Y-axis direction. However, the present invention is not limited to this, and the Y-axis is not limited to this. spaced in a direction, for example, has four detection field, adjacent to the Y-axis direction, for example, is formed across the two compartments regions (e.g. the first shot area S 1 and the third shot area S 3), For example, four marks Mk having the same X position may be detected simultaneously.

なお、以上説明した各実施形態の構成は、適宜変更が可能である。例えば、第1の実施形態では、アライメント顕微鏡62の検出視野に対して基板PをY軸方向にステップ移動させることにより、Y軸方向の位置が異なる複数のマークMkの検出を行ったが、これに限られず、アライメント顕微鏡62を基板Pに対してY軸方向に移動させることにより(基板PのYステップ動作を伴わずに)、Y軸方向の位置が異なる複数のマークMkの検出をしても良い。   In addition, the structure of each embodiment demonstrated above can be changed suitably. For example, in the first embodiment, a plurality of marks Mk having different positions in the Y-axis direction are detected by step-moving the substrate P in the Y-axis direction with respect to the detection field of the alignment microscope 62. However, by moving the alignment microscope 62 in the Y-axis direction with respect to the substrate P (without Y-step operation of the substrate P), a plurality of marks Mk having different positions in the Y-axis direction are detected. Also good.

また、上記各実施形態では、マークMkは、各区画領域(第1〜第4ショット領域S〜S)内に形成されたが、これに限られず、マークMkは、隣接する区画領域間の領域(いわゆるスクライブライン)内に形成されていても良い。 In each of the above embodiments, the mark Mk is formed in each partition area (first to fourth shot areas S 1 to S 4 ). However, the present invention is not limited to this, and the mark Mk is between adjacent partition areas. It may be formed in this area (so-called scribe line).

また、上記各実施形態では、Y軸方向に離間した一対の照明領域IAM、露光領域IAをそれぞれマスクM、基板P上に生成したが(図1参照)、照明領域IAM、及び露光領域IAの形状、長さは、これに限られず適宜変更可能である。例えば、照明領域IAM、露光領域IAのY軸方向の長さは、それぞれマスクMのパターン面、基板P上のひとつの区画領域のY軸方向の長さと等しくても良い。この場合、各区画領域に対して1回の走査露光動作でマスクパターンの転写が終了する。あるいは、照明領域IAM、露光領域IAは、Y軸方向の長さがそれぞれマスクMのパターン面、基板P上のひとつの区画領域のY軸方向の長さの半分であるひとつの領域であっても良い。この場合は、上記実施形態と同様に、ひとつの区画領域に対して2回の走査露光動作を行う必要がある。   In each of the above embodiments, a pair of illumination area IAM and exposure area IA that are separated in the Y-axis direction are generated on mask M and substrate P, respectively (see FIG. 1), but illumination area IAM and exposure area IA The shape and length are not limited to this, and can be changed as appropriate. For example, the length of the illumination area IAM and the exposure area IA in the Y-axis direction may be equal to the pattern surface of the mask M and the length of one partition area on the substrate P in the Y-axis direction, respectively. In this case, the transfer of the mask pattern is completed with a single scanning exposure operation for each partitioned region. Alternatively, the illumination area IAM and the exposure area IA are one area whose length in the Y-axis direction is half the length in the Y-axis direction of one partition area on the pattern surface of the mask M and the substrate P, respectively. Also good. In this case, similarly to the above embodiment, it is necessary to perform the scanning exposure operation twice for one partitioned area.

また、上記第2実施形態のように、ひとつのマスクパターンを区画領域に形成するために、投影系本体42を往復させて繋ぎ合わせ露光を行う場合、互いに異なる検出視野を有する往路用及び復路用のアライメント顕微鏡を走査方向(X方向)に関して投影系本体42の前後に配置しても良い。この場合、例えば往路用(1回目の露光動作用)のアライメント顕微鏡により、区画領域の四隅のマークMkを検出し、復路用(2回目の露光動作用)のアライメント顕微鏡によって、継ぎ部近傍のマークMkを検出しても良い。ここで、継ぎ部とは、往路の走査露光で露光された領域(パターンが転写された領域)と復路の走査露光で露光された領域(パターンが転写された領域)との継ぎ合わせ部分を意味する。継ぎ部近傍のマークMkとしては、予め基板にマークMkを形成しても良いし、露光済みのパターンをマークMkとしても良い。   Further, as in the second embodiment, in the case of performing joint exposure by reciprocating the projection system main body 42 in order to form one mask pattern in the partitioned area, the forward path and the backward path having different detection fields of view are used. These alignment microscopes may be arranged before and after the projection system main body 42 in the scanning direction (X direction). In this case, for example, the mark Mk at the four corners of the partitioned area is detected by an alignment microscope for the forward path (for the first exposure operation), and the mark near the joint is detected by the alignment microscope for the backward path (for the second exposure operation). Mk may be detected. Here, the joint portion means a joint portion between an area exposed by the forward scanning exposure (area where the pattern is transferred) and an area exposed by the backward scanning exposure (the area where the pattern is transferred). To do. As the mark Mk in the vicinity of the joint portion, the mark Mk may be formed on the substrate in advance, or an exposed pattern may be used as the mark Mk.

また、上記各実施形態では、照明系20で用いられる光源、及び該光源から照射される照明光ILの波長は、特に限定されず、例えばArFエキシマレーザ光(波長193nm)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの紫外光や、F2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光であっても良い。 Moreover, in each said embodiment, the wavelength of the light source used in the illumination system 20 and the illumination light IL irradiated from this light source is not specifically limited, For example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light ( Ultraviolet light having a wavelength of 248 nm) or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm) may be used.

また、上記実施形態では、光源を含む照明系本体22が走査方向に駆動されたが、これに限られず、例えば特開2000−12422号公報に開示される露光装置と同様に、光源を固定とし、照明光ILのみが走査方向に走査されるようにしても良い。   In the above embodiment, the illumination system main body 22 including the light source is driven in the scanning direction. However, the present invention is not limited to this. For example, as in the exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-12422, the light source is fixed. Only the illumination light IL may be scanned in the scanning direction.

また、照明領域IAM、露光領域IAは、上記実施形態ではY軸方向に延びる帯状に形成されたが、これに限られず、例えば米国特許第5,729,331号明細書に開示されるように、千鳥状に配置された複数の領域を組み合わせても良い。   Further, in the above embodiment, the illumination area IAM and the exposure area IA are formed in a strip shape extending in the Y-axis direction. However, the present invention is not limited to this. For example, as disclosed in US Pat. No. 5,729,331. A plurality of regions arranged in a staggered pattern may be combined.

また、上記各実施形態では、マスクM、及び基板Pが、水平面に直交するように配置(いわゆる縦置き配置)されたが、これに限られず、マスクM、及び基板Pは、水平面に平行に配置されても良い。この場合、照明光ILの光軸は、重力方向とほぼ平行とされる。   In each of the above embodiments, the mask M and the substrate P are arranged so as to be orthogonal to the horizontal plane (so-called vertical arrangement). However, the present invention is not limited to this, and the mask M and the substrate P are parallel to the horizontal plane. It may be arranged. In this case, the optical axis of the illumination light IL is substantially parallel to the direction of gravity.

また走査露光動作時にアライメント計測の結果に応じて基板PのXY平面内の微小位置決めを行ったが、これと併せて、走査露光動作前に(あるいは走査露光動作と並行して)基板Pの面位置情報を求め、走査露光動作中に基板Pの面位置制御(いわゆるオートフォーカス制御)を行っても良い。   In addition, fine positioning in the XY plane of the substrate P was performed in accordance with the alignment measurement result during the scanning exposure operation. In addition to this, the surface of the substrate P before the scanning exposure operation (or in parallel with the scanning exposure operation). Position information may be obtained, and surface position control (so-called autofocus control) of the substrate P may be performed during the scanning exposure operation.

また、露光装置の用途としては、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば有機EL(Electro-Luminescence)パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも適用できる。   Further, the use of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate. For example, an exposure apparatus for manufacturing an organic EL (Electro-Luminescence) panel, a semiconductor The present invention can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing, an exposure apparatus for manufacturing a thin film magnetic head, a micromachine, a DNA chip, and the like. Moreover, in order to manufacture not only microdevices such as semiconductor elements but also masks or reticles used in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates, silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.

また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状(可撓性を有するシート状の部材)のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が500mm以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。また、露光対象の基板が可撓性を有するシート状である場合には、該シートがロール状に形成されていても良い。この場合、ステージ装置のステップ動作によらず、ロールを回転させる(巻き取る)ことによって、容易に照明領域(照明光)に対して露光対象の区画領域を変更することができる。   The object to be exposed is not limited to a glass plate, and may be another object such as a wafer, a ceramic substrate, a film member, or mask blanks. Moreover, when the exposure target is a substrate for a flat panel display, the thickness of the substrate is not particularly limited, and includes, for example, a film-like (flexible sheet-like member). The exposure apparatus of the present embodiment is particularly effective when a substrate having a side length or diagonal length of 500 mm or more is an exposure target. Further, when the substrate to be exposed is a flexible sheet, the sheet may be formed in a roll shape. In this case, the partition area to be exposed can be easily changed with respect to the illumination area (illumination light) by rotating (winding) the roll regardless of the step operation of the stage apparatus.

液晶表示素子(あるいは半導体素子)などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク(あるいはレチクル)を製作するステップ、ガラス基板(あるいはウエハ)を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク(レチクル)のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。   For electronic devices such as liquid crystal display elements (or semiconductor elements), the step of designing the function and performance of the device, the step of producing a mask (or reticle) based on this design step, and the step of producing a glass substrate (or wafer) A lithography step for transferring a mask (reticle) pattern to a glass substrate by the exposure apparatus and the exposure method of each embodiment described above, a development step for developing the exposed glass substrate, and a portion where the resist remains. It is manufactured through an etching step for removing the exposed member of the portion by etching, a resist removing step for removing a resist that has become unnecessary after etching, a device assembly step, an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the above-described exposure method is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the glass substrate. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity. .

以上説明したように、本発明の露光装置及び方法は、物体を走査露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。   As described above, the exposure apparatus and method of the present invention are suitable for scanning exposure of an object. Moreover, the manufacturing method of the flat panel display of this invention is suitable for production of a flat panel display. The device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of micro devices.

10…液晶露光装置、20…照明系、30…マスクステージ装置、40…投影光学系、50…基板ステージ装置、60…アライメント系、M…マスク、P…基板。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal exposure apparatus, 20 ... Illumination system, 30 ... Mask stage apparatus, 40 ... Projection optical system, 50 ... Substrate stage apparatus, 60 ... Alignment system, M ... Mask, P ... Substrate.

Claims (11)

露光対象の物体に対してエネルギビームを所定の走査方向に走査する走査露光動作により、所定のパターンを前記物体上に形成する露光装置であって、
前記物体に設けられたマークを検出可能なマーク検出系と、
前記所定のパターンを有するパターン保持体と前記物体とを相対移動させる駆動系と、
前記マーク検出系の検出結果に応じて前記物体に設けられた複数の区画領域のうち露光対象の区画領域に対して前記走査露光動作を行う制御系とを備え、
前記制御系は、前記パターン保持体と前記物体に設けられた第1区画領域とを対向させた状態で前記第1領域内に設けられたマークと、該第1区画領域とは異なる第2区画領域に設けられた複数のマークを検出し、該検出結果に基づいて前記第1区画領域に対する前記走査露光動作を行った後に、前記パターン保持体と前記第2区画領域を対向させた状態で、前記第2領域内に設けられた複数のマークのうち、前記第1区画領域に対する前記走査露光動作の前に検出した前記複数のマークのうちの一部のマークを検出し、少なくとも前記第2区画領域内に設けられたマークの検出結果に基づいて前記第2区画領域に対する前記走査露光動作を行う露光装置。
An exposure apparatus that forms a predetermined pattern on the object by a scanning exposure operation that scans an object to be exposed with an energy beam in a predetermined scanning direction,
A mark detection system capable of detecting a mark provided on the object;
A drive system for relatively moving the pattern holding body having the predetermined pattern and the object;
A control system that performs the scanning exposure operation on a partition area to be exposed among a plurality of partition areas provided on the object according to a detection result of the mark detection system;
The control system includes a mark provided in the first region in a state where the pattern holding body and the first partition region provided on the object are opposed to each other, and a second partition different from the first partition region. After detecting a plurality of marks provided in the region and performing the scanning exposure operation on the first partition region based on the detection result, the pattern holder and the second partition region are opposed to each other, Among the plurality of marks provided in the second region, a part of the plurality of marks detected before the scanning exposure operation for the first partition region is detected, and at least the second partition is detected. An exposure apparatus that performs the scanning exposure operation on the second partition region based on a detection result of a mark provided in the region.
前記物体上には、少なくとも前記走査方向に平行な方向に関して複数の区画領域が設けられ、
前記第1及び第2の区画領域は、前記走査方向に平行な方向に関して隣接する請求項1に記載の露光装置。
On the object, a plurality of partitioned regions are provided at least in a direction parallel to the scanning direction,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the first and second partition regions are adjacent to each other in a direction parallel to the scanning direction.
前記物体上には、少なくとも前記走査方向に直交する方向に関して複数の区画領域が設けられ、
前記第1及び第2の区画領域は、前記走査方向に直交する方向に関して隣接する請求項1に記載の露光装置。
On the object, a plurality of partitioned regions are provided at least in a direction orthogonal to the scanning direction,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the first and second partition regions are adjacent to each other in a direction orthogonal to the scanning direction.
前記エネルギビームの光軸が水平面に平行であり、
前記物体は、露光面が前記水平面に対して直交した状態で配置される請求項1〜4の何れか一項に記載の露光装置。
The optical axis of the energy beam is parallel to a horizontal plane;
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the object is disposed in a state where an exposure surface is orthogonal to the horizontal plane.
露光対象の物体に対してエネルギビームを所定の走査方向に走査する走査露光動作により、所定のパターンを前記物体上に形成する露光方法であって、
前記所定のパターンを有するパターン保持体と前記物体に設けられた第1区画領域とを対向させることと、
前記第1領域内に設けられたマークを検出することと、
前記物体に設けられた第1区画領域とは異なる第2区画領域に設けられた複数のマークを検出することと、
少なくとも前記第1領域内に設けられたマークの検出結果に基づいて前記第1区画領域に対する前記走査露光動作を行うことと、
前記パターン保持体と前記第2区画領域とを対向させることと、
前記第2領域内に設けられた複数のマークのうち、前記複数のマークを検出することで検出したマークのうちの一部のマークを検出することと、
少なくとも前記第2区画領域内に設けられたマークの検出結果に基づいて前記第2区画領域に対する前記走査露光動作を行うことと、を含む露光方法。
An exposure method for forming a predetermined pattern on the object by a scanning exposure operation in which an energy beam is scanned in a predetermined scanning direction with respect to an object to be exposed,
Opposing a pattern holder having the predetermined pattern and a first partition region provided in the object;
Detecting a mark provided in the first region;
Detecting a plurality of marks provided in a second partition region different from the first partition region provided in the object;
Performing the scanning exposure operation on the first partition region based on at least a detection result of a mark provided in the first region;
Opposing the pattern holder and the second partition region;
Detecting a part of the marks detected by detecting the plurality of marks among the plurality of marks provided in the second region;
An exposure method comprising: performing the scanning exposure operation on the second partition region based on at least a detection result of a mark provided in the second partition region.
前記物体上には、少なくとも前記走査方向に平行な方向に関して複数の区画領域が設けられ、
前記第1及び第2の区画領域は、前記走査方向に平行な方向に関して隣接する請求項5に記載の露光方法。
On the object, a plurality of partitioned regions are provided at least in a direction parallel to the scanning direction,
The exposure method according to claim 5, wherein the first and second partition regions are adjacent to each other in a direction parallel to the scanning direction.
前記物体上には、少なくとも前記走査方向に直交する方向に関して複数の区画領域が設けられ、
前記第1及び第2の区画領域は、前記走査方向に直交する方向に関して隣接する請求項5に記載の露光方法。
On the object, a plurality of partitioned regions are provided at least in a direction orthogonal to the scanning direction,
The exposure method according to claim 5, wherein the first and second partitioned regions are adjacent to each other in a direction orthogonal to the scanning direction.
前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項5〜7の何れか一項に記載の露光方法。   The exposure method according to claim 5, wherein the object is a substrate used for a flat panel display. 前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が500mm以上である請求項8に記載の露光方法。   The exposure method according to claim 8, wherein the substrate has a length of at least one side or a diagonal length of 500 mm or more. 請求項8又は9に記載の露光方法を用いて前記基板を露光することと、
露光された前記基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
Exposing the substrate using the exposure method according to claim 8 or 9,
Developing the exposed substrate. A method of manufacturing a flat panel display.
請求項5〜7の何れか一項に記載の露光方法を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
Exposing the object using the exposure method according to any one of claims 5 to 7,
Developing the exposed object.
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