專利名稱：曝光方法及曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種曝光方法及曝光裝置，特別是關(guān)于一面使光罩(mask)與基板以同步移動一面使光罩的圖案(pattern)曝光于基板的一種掃描式的曝光方法及曝光裝置。
電子元件包含微影蝕刻工藝由各工藝處理在基板上使多個圖案以所定的位置關(guān)系重疊加以形成，基板會由工藝處理而變形的場合。例如，基板為液晶顯示元件用的玻璃基板的場合，會由各工藝處理的熱作用而變形，或者，在玻璃基板上形成金屬層時玻璃基板具有似如由金屬層所拉受在面方向的力的作用而變形的場合。由工藝處理而基板變形時，在基板上使圖案重疊之際，圖案彼此有偏離的場合。于是，先前，在曝光裝置的投影光學(xué)系統(tǒng)設(shè)補正機構(gòu)以補正在基板上所投影的像特性，使用此補正機構(gòu)，一面進行按照基板的非線形變形的圖案像在基板上的位置或形狀的補正一面進行曝光處理。即，曝光裝置，是按照基板的非線形變形以補正機構(gòu)一面補正位移(shift)(像的X軸方向及Y軸方向的位置誤差)、倍率(scaling)(像的擴大或縮小誤差)、回轉(zhuǎn)(rotation)(Z軸周圍的回轉(zhuǎn)誤差)、直交度(以像的X軸為基準的Y軸方向的傾倒量)等的像特性，一面使圖案像投影曝光于基板上。
在此，補正機構(gòu)例如可舉設(shè)在投影光學(xué)系統(tǒng)的平行平面玻璃板，通過使此平行平面玻璃板以馬達等的驅(qū)動裝置加以回轉(zhuǎn)，以補正像特性。然而，在一面使光罩與基板以同步移動一面經(jīng)介投影光學(xué)系統(tǒng)使圖案投影于感光基板的掃描型曝光裝置，按照基板的非線性變形，一面驅(qū)動上述補正機構(gòu)一面進行掃描曝光。此時，先前的補正機構(gòu)是由馬達的驅(qū)動機構(gòu)以一定速度驅(qū)動(回轉(zhuǎn))。


圖13A表示按照基板的非線形變形一面補正圖案的像特性(像的位置)一面進行掃描曝光時，在基板上的圖案像的模式圖。在圖13A，箭頭X1表示基板的掃描方向。然而，圖案像一面掃描基板一面使驅(qū)動機構(gòu)以一定速度驅(qū)動(回轉(zhuǎn))投影于基板上。如上所述，補正機構(gòu)的驅(qū)動速度(補正速度)為一定，在圖13A系以傾斜Vd表示。又，基板的掃描速度(同步移動速度)Va為一定，位置P1～P5表示在掃描方向于基板上以等間隔設(shè)定的位置。然而，在圖13A的間隔Ta表示對基準點(例如投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸)從位置P1(P2、P3、P4)通過至位置P2(P3、P4、P5)通過的時間。即，時間Ta為短的場合表示掃描速度較快，時間Ta為長的場合表示掃描速度較慢。又，虛線表示目標非線形補正量，實線表示實際的非線形補正量(實際的圖案)。然而，補正機構(gòu)的驅(qū)動開始點為基板向掃描方向移動所定量的時點，也就是設(shè)定于各位置P1～P5通過基準點的時點。在圖13A所示之例，基板的掃描速度Va與按照基板的變形的補正機構(gòu)的驅(qū)動速度(補正速度)Vd的關(guān)為適當，目標非線形補正量與實際的非線形補正成為一致。
但是，先前的曝光裝置的補正機構(gòu)產(chǎn)生以下所述的問題點。
曝光裝置對光罩具有使曝光光照射的光源，此光源隨使用時間的經(jīng)過而劣化以致光量(照度)低降。因而，在一面使光罩與基板以同步移動一面經(jīng)介投影光學(xué)系統(tǒng)使光罩的圖案投影曝光于感光基板的掃描型曝光裝置，通過按照光源的光量低降使同步移動速度加以變化，具體的是通過按照光源的光量降低使同步移動速度變慢，可控制基板上的曝光量使在所期望的值。
但是，先前的補正機構(gòu)是以一定的驅(qū)動速度Vd驅(qū)動的關(guān)系，如圖13B所示的模式圖，為取得所期望的曝光量而使感光基板的掃描速度比Va較慢變?yōu)閂b時(此時，時間Tb比時間Ta長)，補正機構(gòu)的驅(qū)動開始點設(shè)定在各位置P1～P5通過基準點的時點的關(guān)系，對基準點從基板上的位置P1通過至位置P2通過之間補正機構(gòu)的驅(qū)動停止(驅(qū)動速度Vd變成0)，目標非線形補正量與實際的非線形補正量成為不一致的狀態(tài)，特別在此場合，如圖13B所示，補正量變成斷續(xù)，不能以圓滑的加以進行。
一方面，例如，由不同方法使光源的輸出加以變化時而將掃描速度變快的場合，此種場合，如圖13C所示，使感光基板的掃描速度比Va較快變?yōu)閂c時(此時，時間Tc比時間Ta短)，補正機構(gòu)的驅(qū)動開始點設(shè)定在各位置P1～P5通過基準點的時點同時驅(qū)動速度Vd為一定的關(guān)系，對基準點從基板上的位置P1通過至位置P2通過之間補正機構(gòu)的驅(qū)動不完了。實際的非線形補正量與目標非線形補正量成為不一致的狀態(tài)。
如此，目標補正量與實際的補正量產(chǎn)生偏離時，對已經(jīng)在基板所形成的圖案產(chǎn)生無法使下次圖案以良好精度重疊于所定位置關(guān)系的問題。先前，如上述的目標非線形補正量與實際的非線形補正量的偏離雖在容許范圍，近年來由圖案的微細化要求，對目標非線形補正量的實際的非線形補正量的偏離己在不可忽視的程度。
解決上述課題的本發(fā)明采用對應(yīng)于以下結(jié)構(gòu)。
本明的曝光方法為在一面使光罩與基板以同步移動一面經(jīng)介投影光系統(tǒng)使光罩的圖案投影于基板的曝光方法，其特征在于，由設(shè)于投影光學(xué)系統(tǒng)的補正機構(gòu)加以補正投影于基板的圖案像的位置同時，使補正像的位置的補正速度或補正量按照同步移動速度加以設(shè)定。
依照本發(fā)明，按照光罩與基板的同步移動速度，加以設(shè)定補正投影于基板的圖案像的位置的補正速度或補正量的關(guān)系，雖同步移動速度變化也可使目標補正量與實際的補正量一致。因而，可使圖案以良好精度重疊于所定的位置關(guān)系，能進行精度良好的曝光處理。
本發(fā)明的曝光裝置在一面使光罩與基板以同步移動一面經(jīng)介投影光學(xué)系統(tǒng)使光罩的圖案投影于基板的曝光裝置，其特征在于，包括補正機構(gòu)、驅(qū)動裝置以及控制裝置。其中，補正機構(gòu)設(shè)在投影光學(xué)系統(tǒng)，加以補正投影于基板的圖案的像特性。驅(qū)動裝置驅(qū)動補正機構(gòu)?？刂蒲b置按照同步移動速度，在驅(qū)動裝置設(shè)定驅(qū)動速度及驅(qū)動量中的至少任何一方。
依照本發(fā)明，在投影光學(xué)系統(tǒng)設(shè)補正投影于基板的圖案的像特性的補正機構(gòu)，按照光罩與基板的同步移動速度，以設(shè)定驅(qū)動補正機構(gòu)的驅(qū)動裝置的驅(qū)動速度或驅(qū)動量的關(guān)系，雖同步移動速度變化時也能使目標補正量與實際的補正量一致。因而，可使圖案在所定位置關(guān)系以良好精度重疊，能進行良好精度的曝光處理。
本發(fā)明的曝光裝置在一面使光罩與基板以同步移動一面經(jīng)介投影光學(xué)系統(tǒng)使光罩的圖案投影于基板的曝光裝置，其特征在于，包括補正機構(gòu)、驅(qū)動裝置以及控制裝置。其中，補正機構(gòu)設(shè)在投影光學(xué)系統(tǒng)，對投影于基板的圖案的像特性加以補正。驅(qū)動裝置驅(qū)動補正機構(gòu)?？刂蒲b置按照光罩或基板的位置，在驅(qū)動裝置設(shè)定驅(qū)動速度及驅(qū)動量中的至少任何一方。
依照本發(fā)明，在投影光學(xué)系統(tǒng)設(shè)補正投影于基板的圖案的像特性的補正機構(gòu)，按照光罩或基板的位置以設(shè)定驅(qū)動補正機構(gòu)的驅(qū)動裝置的驅(qū)動速度或驅(qū)動量的關(guān)系，雖基板變形時也能使目標補正量與實際的補正量一致可良好進行非線形補正。因而，可使圖案在所定的位置關(guān)系以良好精度重疊，能進行良好精度的曝光處理。
依照本發(fā)明的曝光方法及曝光裝置，按照光罩與基板的同步移動速度，以設(shè)定使投影于基板的圖案的像位置加以補正的補正速度或補正量的關(guān)系，雖同步移動速度變化時也可使目標補正量與實際的補正量一致。因而，可使圖案在所定的位置關(guān)系以良好精度重疊，能以良好精度進行曝光處理。
圖2表示本發(fā)明的曝光裝置的一實施例的概略斜視圖。
圖3表示具有補正機構(gòu)的投影光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖4表示投影領(lǐng)域的平面圖。
圖5A表示位移調(diào)整機構(gòu)的模式圖，圖5B經(jīng)位移調(diào)整的圖案像的說明圖。
圖6A為經(jīng)回轉(zhuǎn)調(diào)整的圖案像的說明圖。
圖6B為經(jīng)倍率調(diào)整圖案像的說明圖。
圖7表示光罩的圖案的平面圖。
圖8表示感光基板的圖案的平面圖。
圖9表示本發(fā)明的曝光方法的第一實例的流程圖。
圖10A、圖10B、圖10C為說明一面調(diào)整補正速度及補正量一面使圖案像曝光的情形的模式圖。
圖11表示本發(fā)明的曝光方法的第二實施例的流程圖。
圖12表示半導(dǎo)元件的制造工藝的一例之流程圖。
圖13A、圖13B、圖13C說明先前的曝光方法的課題的模式圖。
23位移調(diào)整機構(gòu)(補正機構(gòu))27倍率調(diào)整機構(gòu)(補正機構(gòu))28、31回轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)(直角棱鏡、補正機構(gòu))49a、49b定位系統(tǒng)(位置檢測部)50A、50B驅(qū)動裝置51A、51B驅(qū)動裝置52驅(qū)動裝置CONT控制裝置EX曝光裝置M光罩P感光基板(基板)PL1～PL5投影光學(xué)系統(tǒng)具體實施方式
以下，對于本發(fā)明的曝光方法及曝光裝置一面參照圖面一面加以說明。圖1表示本發(fā)明的曝光裝置的一實施例的概略構(gòu)成圖，圖2為圖1的概略斜視圖。
在圖1及圖2，曝光裝置EX包括照明光學(xué)系統(tǒng)IL、光罩機臺MST、多個投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～P5、基板機臺PST、光罩側(cè)激光干涉儀39a、39b、基板側(cè)激光干涉儀39a、39b。其中，照明光學(xué)系統(tǒng)IL具有以曝光光照明光罩M的多個照明系統(tǒng)元件(Module)10a～10e。光罩機臺MST支承光罩M。多個投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5配置成對應(yīng)于各照明系統(tǒng)元件10a～10e，使以曝光光所照明的光罩M的圖案的像投影于感光基板(基板)P上?；鍣C臺PST支承感光基板P。光罩側(cè)激光干涉儀39a、39b使用激光檢測光罩機臺MST的位置。基板側(cè)激光干涉儀43a、43b使用激光檢測基板機臺PST的位置。在本實施例，照明系統(tǒng)元件有10a～10e的五個，在圖1為方便起見僅表示對應(yīng)于照明系統(tǒng)元件10a者，各照明系統(tǒng)元件10a～10e具有同樣結(jié)構(gòu)。感光基板P在玻璃板涂布光阻(感光劑)者。
在本實施形態(tài)的曝光裝置EX，一面使支承于光罩機臺MST的光罩M與支承于基板機臺PST的感光基板P以同步移動一面經(jīng)介投影光學(xué)系統(tǒng)PL使光罩M的圖案投影曝光于感光基板P的掃描型曝光裝置。在以下的說明，使投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸方向為Z軸方向，與Z軸方向成成垂直的方向而在光罩M及感光基板P的同步移動方向(掃描方向)為X軸方向，直交于Z軸方向及X軸方向的方向(非掃描方向)為Y軸方向。
如圖1所示，照明光學(xué)系統(tǒng)IL包括曝光用光源6、橢圖鏡6a、二向色鏡(dichroic mirror)7、波長選擇濾光器(filter)8、及光導(dǎo)向器(lightguide)9。橢圖鏡6a使從光源6射出的光束聚光。二向色鏡7從橢圖鏡6a所聚光的光束中使曝光所必要波長的光束反射，其它波長的光束透過。波長選擇濾光器8從二向色鏡7反射光束中更再僅使曝光所必要波長通過。光導(dǎo)尚器9使從波長選擇濾光器8的光束分岐為多個條(在本實施例為五條)，經(jīng)介反射鏡11入射于各照明系統(tǒng)元件10a～10e。在本實施例的曝光用光源6使用水銀燈，曝光光是由波長選擇濾光器8、使用曝光所必要波長的g線(436nm)、h線(405nm)、i線(365nm)等。
照明系統(tǒng)元件10a包括照明快門(shutter)12，中繼透鏡(relaylens)13、光學(xué)積分器(optical integrator)14、及聚焦透鏡(condenserlens)15。其中，光學(xué)積分器14調(diào)整通過中繼透鏡13的光束使成為大略均一照度分布的光束以變換為曝光光。聚焦透鏡15使從光學(xué)積分器14的曝光光聚光以均一照度照明光罩M。在本實施例，與照明系統(tǒng)元件10a同樣結(jié)構(gòu)的照明系統(tǒng)元件10b～10e以一定之間隔配置于X軸方向與Y軸方向。
照明快門12在光導(dǎo)向器9的光路下游側(cè)對光束的光路配置成能以進退自如，以司光束的遮蔽.解除。在照明快門12設(shè)使此照明快門12對光路加以進退移動的快門驅(qū)動部12D，由控制置CONT控制其驅(qū)動。
照明系統(tǒng)元件10a(10b～10e)具有光量調(diào)整機構(gòu)18。光量調(diào)整機構(gòu)18通過在每一光路設(shè)定光束的照度以調(diào)整各光路的曝光量，包括半透明反射鏡(half-mirror)19、檢測器(detector)20、濾光器(filter)21、及濾光器驅(qū)動部21D。半透明反射鏡19配置在濾光器21與中繼透鏡13間的光路中，使透過濾光器21的光束的一部分入射于檢測器20。各檢測器20經(jīng)常是以獨立檢測入射光束的照度，所檢測的照度信號向控制裝置CONT輸出。
濾光器21在玻璃板上用鉻(Cr)等以條紋狀加以圖案化，以形成為透射率沿Y軸方向在某范圍逐漸變化成線形，配置在各光路中的照明快門12與半透明反射鏡19之間。此等半透明反射鏡19、檢測器20及濾光器21各配設(shè)于多個的各光路。濾光器驅(qū)動部21D依據(jù)控制裝置CONT的指示使濾光器21向Y軸方向移動。通過濾光器驅(qū)動部21D驅(qū)動濾光器21，以調(diào)整各光路的光量。
透過光量調(diào)整機構(gòu)18的光束經(jīng)介中繼透鏡13到達光學(xué)積分器14。在光學(xué)積分器14的射出面?zhèn)刃纬啥喂庠?，從光學(xué)積分器14的曝光光經(jīng)介聚焦透鏡15以均一照度照射支承于光罩機臺MST的光罩M。然而，從各照明系統(tǒng)元件10a～10e所射出的曝光光照明在光罩M上的各相異照明領(lǐng)域。
支承光罩M的光罩機臺MST設(shè)成可能移動，具有實行一維的掃描曝光的X軸方向的長行程和，在與掃描方向直交的Y軸方向的所定距離的行程。如圖1所示，光罩機臺MST具有使此光罩機臺MST向X軸方向及Y軸方向驅(qū)動的光罩機臺驅(qū)動部MSTD。光罩機臺驅(qū)動部MSTD是由控制裝置CONT所控制。
如圖2所示，光罩側(cè)激光干涉儀包括X激光干涉儀39a與Y激光干涉儀39b。其中，X激光干涉儀檢測光罩機臺MST在X軸方向的位置，Y激光干涉儀39b檢測光罩機臺MST在Y軸方向的位置。在光罩機臺MST的+X側(cè)端緣系設(shè)延伸于Y軸方向的X移動鏡38a。一方面，在光罩機臺MST的+Y側(cè)端緣設(shè)以延伸在X軸方向與X移動鏡38a直交的Y移動鏡38b。在X移動鏡38a，X激光干涉儀39a是以對向配置，在Y移動鏡38b，Y激光干涉儀39b是以對向配置。
X激光干涉儀39a使激光照射X移動鏡38a。由激光的照射在X移動鏡38a所產(chǎn)生的光(反射光)是由X激光干涉儀39a內(nèi)部的檢測器受光。X激光干涉儀39a是依據(jù)從X移動鏡38a的反射光，以內(nèi)部的參照鏡位置為基準檢測X移動鏡38a的位置，即光罩機臺MST在X軸方向的位置。尚且，光罩M的位置的通過預(yù)先計測對光罩機臺MST的光罩M的各位置，可由激光干涉儀的檢查值加以監(jiān)視。
Y軸激光干涉儀39b使激光照射Y移動鏡38b。由激光的照射在Y移動鏡38b所產(chǎn)生的光(反射光)是由Y激光干涉儀39b內(nèi)部的檢測器受光。Y激光干涉儀39b是依據(jù)從Y移動鏡38b的反射光，以內(nèi)部的參照鏡位置為基準檢測Y移動鏡38b的位置，即光罩機臺MST(由此為光罩M)在Y軸方向的位置。
激光干涉儀39a、39b的各檢出結(jié)果為輸出于控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT為依照激光干涉儀39a、39b的各檢出結(jié)果，以經(jīng)介光罩機臺驅(qū)動部MSTD驅(qū)動光罩機臺MST，進行光罩M的位置控制。
透過光罩M的曝光光入射于各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5。各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5使存在于光罩M的照明領(lǐng)域的圖案像投影曝光于感光基板P，配置成對應(yīng)于各照明系統(tǒng)元件10a～10e。投影光學(xué)系統(tǒng)PL1、PL3、PL5與投影光學(xué)系統(tǒng)PL2、PL4是以曲折狀配成二列。即，以曲折狀配置的各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5，彼此相鄰的投影學(xué)系統(tǒng)(例如，投影光學(xué)系統(tǒng)PL1與PL2、PL2與PL3)是以所定變位量配置在X軸方向。透過各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5的曝光光，使對應(yīng)于光罩M的照射領(lǐng)域的圖案像結(jié)像在由基板機臺PST所支承的感光基板P上的相異投影領(lǐng)域。照明領(lǐng)域的光罩M的圖案系以具有所定的結(jié)像特性轉(zhuǎn)印于涂光阻的感光基板P上。
支承感光基板P的基板機臺PST設(shè)成可能移動，具有進行一維掃描曝光的在X軸方向的長行程和，在與掃描方向直交的方向以步位移動的Y軸方向的長行程。又，基板機臺PST具有使此基板機臺PST在X軸方向及Y軸方向，更在Z軸方向加以驅(qū)動的基板機臺驅(qū)動部PSTD?；鍣C臺驅(qū)動部PSTD由控制裝置CONT所控制。
如圖2所示，基板側(cè)激光干涉儀包括X激光干涉儀43a與Y激光干涉儀43b。其中，X激光干涉儀43a為檢測基板機臺PST的在X軸方向的位置，Y激光干涉儀43b為檢測基板機臺PST的在Y軸方向的位置。在基板機臺PST的+X側(cè)的端緣設(shè)延伸于Y軸方向的X移動鏡42a。在基板機臺PST的-Y側(cè)的端緣設(shè)以直交于X移動鏡42a在X軸方向延伸的Y移動鏡42b。在X移動鏡42a是以對向配置X激光干涉儀43a，在Y移動鏡42b是以對向配置Y激光干涉儀43b。
X激光干涉儀43a使激光照射X移動鏡42a。由激光的照射在X移動鏡42a所產(chǎn)生的光(反射光)是在X激光干涉儀43a內(nèi)部的檢測器受光。X激光干涉儀43a是依據(jù)從X移動鏡42a的反射光，以內(nèi)部的參照鏡的位置為基準加以檢測X移動鏡42a的位置，即基板機臺PST(由此系感光基板P)在X軸方向的位置。
Y激光干涉儀43b使激光照射于Y移動鏡42b。由激光的照射在Y移動鏡42b所產(chǎn)生的光(反射光)是在Y激光干涉儀43b內(nèi)部的檢測器受光。Y激光干涉儀43b為依據(jù)從Y移動鏡42b的反射光，以內(nèi)部的參照鏡的位置為基準加以檢測Y移動鏡42b的位置，即基板機臺PST在Y軸方向的位置。尚且，感光基板P的位置通過預(yù)先計測對基板機臺PST的感光基板P的各位置，可由激光干涉儀的檢查值加以監(jiān)視。
激光干涉儀43a、43b的各檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT。
更且，基板機臺PST所保持的感光基板P在Z軸方向的位置為斜入射方式的焦點檢測系統(tǒng)之一的多點聚焦位置檢測系統(tǒng)(未圖標)加以檢出。多點聚焦位置檢測系統(tǒng)的檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT依據(jù)激光干涉儀43a、43b及多點聚焦位置檢測系統(tǒng)的各檢出結(jié)果，經(jīng)介基板機臺驅(qū)動部PSTD驅(qū)動基板機臺PST，以進行感光基板P的位置控制。
各光罩機臺MST及基板機臺PST在控制裝置CONT的控制下，由光罩機臺驅(qū)動部MSTD及基板機臺驅(qū)動部PSTD可以獨立移動。然而，在本實施例，支承光罩M的光罩機臺MST與支承感光基板P的基板機臺PST對投影光學(xué)系統(tǒng)PL成為以任意的掃描速度(同步移動速度)在X軸方向同步移動。
在此，如圖2所示，曝光裝置EX包括光罩機臺速度檢測裝置71與基板機臺速度檢測裝置72。其中，光罩機臺速度檢測裝置71系檢測光罩機臺MST在X軸方向的移動速度(即，同步移動速度)，基板機臺速度檢測裝置72為檢測基板機臺PST在X軸方向的移動速度(即，同步移動速度)。光罩機臺速度檢測裝置71及基板機臺速度檢測裝置72的各檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT。
圖3投影光學(xué)系統(tǒng)PL1(PL2～PL5)的概略構(gòu)成圖。在此，圖3僅表示對應(yīng)于投影光學(xué)系統(tǒng)PL1，各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5具有同樣構(gòu)成。
如圖3所示，各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5包括位移調(diào)整機構(gòu)23、二組的反射折射型光學(xué)系統(tǒng)24、25、視野光圈26及倍率調(diào)整機構(gòu)(補正機構(gòu))27。
透過光罩M的光束系入射于位移調(diào)整機構(gòu)23。位移調(diào)整機構(gòu)23在Y軸周圍設(shè)可回轉(zhuǎn)的平行平面玻璃板(補正機構(gòu))23A與，在X軸周圍設(shè)可回轉(zhuǎn)的平行平面玻璃板(補正機構(gòu))23B。平行平面玻璃板23A是由馬達等的驅(qū)動裝置50A在Y軸周圍回轉(zhuǎn)，平行平面玻璃板23B是由馬達等的驅(qū)動裝置50B在X軸周圍回轉(zhuǎn)。通過平行平面玻璃板23A在Y軸周圍回轉(zhuǎn)感光基板P上的光罩M的圖案像在X軸方向位移，通過平行平面玻璃板23B在X軸周圍回轉(zhuǎn)感光基板P上的光罩M的圖案像在Y軸方向位移。驅(qū)動裝置50A、50B的驅(qū)動速度及驅(qū)動量是由控制裝置CONT各以獨立控制。各驅(qū)動裝置50A、50B依據(jù)控制裝置CONT的控制，使各平行平面玻璃板23A、23B以所定速度回轉(zhuǎn)所定量(所定角度)。
透過位移調(diào)整機構(gòu)23的光束為入射于第一組反射折射型光學(xué)系統(tǒng)24。反射折射型光學(xué)系統(tǒng)24形成光罩M的圖案的中間像，包括直角棱鏡(補正機構(gòu))28、透鏡29及凹面鏡30。
直角棱鏡28設(shè)成可在Z軸周圍回轉(zhuǎn)，由馬達等的驅(qū)動裝置51A在Z軸周圍回轉(zhuǎn)。通過直角棱鏡28在Z軸周圍回轉(zhuǎn)在感光基板P上的光罩M的圖案像在Z軸周圍回轉(zhuǎn)。即，直角棱鏡28具有回轉(zhuǎn)機構(gòu)的機能。驅(qū)動裝置51A的驅(qū)動速度及驅(qū)動量是由控制裝置CONT所控制。驅(qū)動裝置51A依據(jù)控制裝置CONT的控制，使直角棱鏡28以所定量(所定角度)回轉(zhuǎn)。
在由反射折射型光學(xué)系統(tǒng)24所形成的圖案的中間像位置系配置視野光圈26。視野光圈26設(shè)定感光基板P上的投影領(lǐng)域。透過視野光圈26的光束為入射于第二組的反射折射型光學(xué)系統(tǒng)25。
反射折射型光學(xué)系統(tǒng)25與反射折射型光學(xué)系統(tǒng)24同樣，包括以具有回轉(zhuǎn)調(diào)整機能的直角棱鏡(補正機構(gòu))31、透鏡32及凹面鏡33。直角棱鏡31也由馬達等的驅(qū)動裝置51B的驅(qū)動在Z軸周圍回轉(zhuǎn)，通過回轉(zhuǎn)使感光基板P上的光罩M的圖案像在Z軸周圍回轉(zhuǎn)。驅(qū)動裝置51B的驅(qū)動速度及驅(qū)動量是由控制裝置CONT所控制，驅(qū)動裝置51B為依據(jù)控制裝置CONT的控制，使直角陵鏡31以所定速度回轉(zhuǎn)所定量(所定角度)。
從反射折射型光學(xué)系統(tǒng)25射出的光束是通過倍率調(diào)整機構(gòu)(補正機構(gòu))27，在感光基板P上使光罩M的圖案像以正立等倍結(jié)像。倍率調(diào)整機構(gòu)27為例如由平凸透鏡、兩凸透鏡、平凸透鏡的三片透鏡所構(gòu)成，通過使在平凸透鏡與平凸透鏡間位置的兩凸透鏡移動于Z軸方向，以進行調(diào)整光罩M的圖案像的倍率(scaling)。此時，兩凸透鏡是由驅(qū)動裝置52所移動，驅(qū)動裝置52是由控制裝置CONT所控制。驅(qū)動裝置52系依據(jù)控制裝置CONT的控制，使兩凸透鏡以所定速度移動所定量。
圖4表示在感光基板P上的各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5的投影領(lǐng)域34a～34e的平面圖。
各投影領(lǐng)域34a～34e的每一領(lǐng)域是由視野光圈26設(shè)定成為所定形狀，在本實施例具有臺形形狀。投影領(lǐng)域34a、34c、34e與投影領(lǐng)域34b、34d是以對向配置于X軸方向。更且，投影領(lǐng)域34a～34e的每一鄰接的投影領(lǐng)域的彼此端部(境界部)(35a與35b、35c與35d、35e與35f、35g與35h)如兩點虛線所示，在Y軸方向以重疊方式并聯(lián)配置，設(shè)定成為X軸方向的投影領(lǐng)域的幅度總計大略為相等。即，設(shè)定成在X軸方向掃描曝光時曝光量為相等。
如此，由各投影領(lǐng)域34a～34e的每一領(lǐng)域所重疊的接合部36a～36d，在接合部36a～36d的光學(xué)像差的變化或照度變化成為圓滑。尚且，本實施例的投影領(lǐng)域34a～34e的形狀雖為臺形，也可為六角形或菱形，或者為平行四邊形。
回至圖1，在基板機臺PST上大略與感光基板P的曝光面同高處配設(shè)檢測器41。檢測器41檢測關(guān)于感光基板P上的曝光光的光量的信息(照度)的照度感應(yīng)器由CCD感應(yīng)器所構(gòu)成，檢測在感光基板P上的各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5所對應(yīng)的每一位置的曝光光的照度，使其所檢出的檢出信號輸出于控制裝置CONT。檢測器41是由在基板機臺PST上以Y軸方向配設(shè)的導(dǎo)軸(未圖標)加以設(shè)置在與感光基板P同一平面的高度，設(shè)成可由檢測器驅(qū)動部能在與掃描方向(X軸方向)直交的方向(Y軸方向)移動。檢測器41在一次或多個次曝光之前，通過基板機臺PST在X軸方向的移動與由照度感應(yīng)器驅(qū)動部的Y軸方向的移動，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5所對應(yīng)的各投影領(lǐng)域34a～3e之下加以掃描。因而，在感光基板P上的投影領(lǐng)域34a～34e及此等各投影領(lǐng)域34a～34e的各境界部35a～35h的曝光光的照度是由檢測器41以二維方式加以檢測。由檢測器41所檢出的曝光光的照度輸出于控制裝置CONT。此時，控制裝置CONT是由基板機臺驅(qū)動部PSTD及檢測器驅(qū)動部的各驅(qū)動量，可加以檢測檢測器41的位置。
圖5A、圖5B表示由投影光學(xué)系統(tǒng)PL1的位移調(diào)整機構(gòu)23補正在感光基板P上的投影領(lǐng)域(圖案像)34a的位置的情形模式圖。
如圖5A所示，位移調(diào)整機構(gòu)23之中平行平面玻璃板23A在以圖中實線所示的基準位置的場合，即，平行平面玻璃板23A的法線與Z軸平行的場合，如圖5B以實線所示，在感光基板P上投影領(lǐng)域43a(43a1)設(shè)定于所定位置。一方面，如圖5A的虛線所示，平行平面玻璃板23A由驅(qū)動裝置50A的驅(qū)動在Y軸周圍以所定量回轉(zhuǎn)的場合，如圖5B以虛線所示，在感光基板P上投影領(lǐng)域34a(34a2)的位置在X軸方向以所定量移動(shift)。在此，在感光基板P上從投影領(lǐng)域34a1至投影領(lǐng)域34a2的移動量(補正量)x34a，即，在感光基板P上投影領(lǐng)域34a的在X軸方向的位置，按照平行平面玻璃板23A的Y軸周圍的回轉(zhuǎn)量(角度)θ，即，驅(qū)動裝置50A的驅(qū)動量加以設(shè)定。又，從投影領(lǐng)域34a1向投影領(lǐng)域34a2的移動速度(補正速度)Vx34a是按照平行平面玻璃板23A的Y軸周圍的回轉(zhuǎn)速度Vθ，即，驅(qū)動裝置50A的驅(qū)動速度所設(shè)定。
同樣，在感光基板P上投影領(lǐng)域34a的在Y軸方向的移動量(補正量)y34a是按照平行平面玻璃板23B的在X軸周圍的回轉(zhuǎn)量，即，驅(qū)動裝置50B的驅(qū)動量加以設(shè)定，投影領(lǐng)域34a的在Y軸方向的移動速度(補正速度)Vy34a是按照平行平面玻璃板23B在X軸周圍的回轉(zhuǎn)速度，即，驅(qū)動裝置50B的驅(qū)動速度加以設(shè)定。
更且，在回轉(zhuǎn)補正也同樣，如圖6A所示，在感光基板P上投影領(lǐng)域34a的回轉(zhuǎn)量R34a，即，在感光基板P上投影領(lǐng)域34a在Z軸周圍方向的位置，是按照三角棱鏡28、31在Z軸周圍的回轉(zhuǎn)量，即，驅(qū)動裝置51A、51B的驅(qū)動量加以設(shè)定，投影領(lǐng)域34a的回轉(zhuǎn)速度(補正速度)VR34a按照三角棱鏡28、31在Z軸周圍的回轉(zhuǎn)速度，即，驅(qū)動裝置51A、51B的驅(qū)動速度加以設(shè)定。
對倍率補正也同樣，如圖6B所示，在感光基板P上的投影領(lǐng)域34a的倍率(補正量)Sk按照倍率調(diào)整機構(gòu)27在Z軸方向的移動量，即，驅(qū)動裝置52的驅(qū)動量加以設(shè)定，投影領(lǐng)域的倍率變化速度(補正速度)VSk按照倍率調(diào)整機構(gòu)27在Z軸方向的移動速度，即，驅(qū)動裝置52的驅(qū)動速度加以設(shè)定。
然而，通過使此等各位移調(diào)整機構(gòu)、回轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)、及倍率調(diào)整機構(gòu)以同時或選擇性的驅(qū)動，投影領(lǐng)域34a在感光基板上的位置及形狀可任意加以設(shè)定。
以上，對投影領(lǐng)域34a加以說明，對其他投影領(lǐng)域3b～34e，也可通過使在各投影光學(xué)系統(tǒng)PL2～PL5所設(shè)的各位移調(diào)整機構(gòu)、回轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)、及倍率調(diào)整機構(gòu)以同時或以選擇性的驅(qū)動，感光基板P上的位置及形狀，可任意加以設(shè)定。
如圖7所示，在光罩M的圖案領(lǐng)域形成像素(pixel)圖案(共同圖案)44與，在該像素圖案44的Y軸方向兩端位置的周邊電路圖案(非共同圖案)45a、45b。在像素圖案44形成依照多個像素的多個電極以正確規(guī)則排列的圖案。在周邊電路圖案45a、45b形成驅(qū)動像素44的電極的驅(qū)動電路等。
又，在光罩M的圖案領(lǐng)域的周圍，是在該光罩M的角隅部位置形成光罩標識45a～46d。光罩標識46a～46d使用在光罩M的定位時的各種補正量算出，是以鉻(Cr)等形成十字形狀。
更且，在光罩M，沿X軸方向的兩側(cè)緣中央(即，光罩M的Y軸方向兩端的中央)的近傍位置各形成光罩定位標識56a、56b。光罩定位標識是在與感光基板P的位置對準時使用，與上述光罩標識46a～46d同樣，是由鉻等形成十字形狀。
與光罩M同樣，如圖8所示，在感光基板P的投影領(lǐng)域周圍，于該感光基板P的角隅部位置形成基板標識47a～47d?；鍢俗R47a～47d使用于感光基板的定位時的各種補正量算出，是由鉻等形成十字形狀的透過部48。
在感光基板P，也沿X軸方向的兩側(cè)緣中央(即，感光基板P的Y軸方向兩端的中央)的近傍位置各形成基板定位標識57a、57b?；宥ㄎ粯俗R與光罩M的位置對準時使用，與上述基板標識47a～47d同樣，是由鉻等形成十字形狀的透過部。
此等光罩標識46a～46d、基板標識47a～47d及光罩定位標識56a、56b、基板定位標識57a、57b是由設(shè)置在圖2光罩M上方的定位系統(tǒng)(位置檢測部)49a、49b加以檢測。定位系統(tǒng)49a、49b具有向X軸方向移動的驅(qū)動機構(gòu)(未圖標)，構(gòu)成為在掃描曝光時從照明領(lǐng)域內(nèi)退避的結(jié)構(gòu)。
其次，說明使用上述的曝光裝置使光罩M的圖案曝光于感光基板P的方法。
在此，以下的說明，如圖4所示，在臺形形狀的投影領(lǐng)域34a～34e的長邊長度為L1，短邊的長度為L2，相鄰?fù)队邦I(lǐng)域的間隔(在投影領(lǐng)域的Y軸方向的間距)為L3。又，如圖8所示，在感光基板P形成像素圖案50與，在像素圖案50的Y軸方向兩端的周邊電路圖案51a、51b，感光基板P的周邊電路圖案51a、51b使圖7所示光罩M的周邊電路圖案45a、45b通過多個投影光學(xué)系統(tǒng)中的兩端外側(cè)的投影光學(xué)系統(tǒng)PL1、PL5加以投影曝光來形成。此時，光罩M的周邊電路圖案45a、45b經(jīng)介投影光學(xué)系統(tǒng)PL1、PL5投影曝光于感光基板P以形成周邊電路圖案51a、51b的方式，加以形成在光罩M上。然而，感光基板P的周邊電路圖案51a、51b與，光罩M的周邊電路圖案45a、45b形成為同一尺寸、同形狀。又，在感光基板P的像素圖案50，X軸方向的長度為L5、Y軸方向的長度為L6。一方面，在光罩M的像素圖案44，Y軸方向的長度為L9，僅由兩端外側(cè)的投影光學(xué)系統(tǒng)PL1、PL5所曝光的Y軸方向的長度各為L10、L11。在此，在光罩M的像素圖案44在X軸方向的長度與感光基板P的像素圖案50同為L5。
在本實施例的曝光處理，如圖8所示，將感光基板P上的全體曝光圖案分割為在Y軸方向具有長度L12，包含周邊電路圖案51a及像素圖案50的一部分的分割圖案53、在Y軸方向具有長度L13具有像素圖案50的一部分的分割圖案54、及在Y軸方向具有長度L14，包含周邊電路圖案51b和像素圖案50的一部分的分割圖案55等的三領(lǐng)域，以進行合計三次的掃描曝光。
長度L12為投影領(lǐng)域34a的短邊的+Y方向端點與投影領(lǐng)域34d的長邊的-Y方向端點間的在Y軸方向的距離。長度L13為投影領(lǐng)域34b的長邊的+Y方向端點與投影領(lǐng)域34c的長邊的-Y方向端點間的在Y軸方向的距離。長度L14為投影領(lǐng)域34b的長邊的+Y方向端點與投影領(lǐng)域34e的短邊的-Y方向端點間的在Y軸方向的距離。
又，分割圖案53與分割圖案54在接合部58a重疊，分割圖案54與分割圖案55在接合部58b重疊。又，接合部58a、58b各與投影領(lǐng)域34a～34e的接合部36a～36d以同一距離重疊。
圖9表示關(guān)于本發(fā)明的曝光方法的流程圖。以下，參考圖9說明本發(fā)明的曝光方法的第一實施例。
曝光裝置EX開始曝光動作(階段SA0)。
首先，設(shè)在基板機臺PST的檢測器41檢測投影領(lǐng)域34a～36e的照度(階段SAI)。
具體的是控制裝置CONT向濾光器驅(qū)動部21D輸出指示，為使從光源6的光束以最大透射率透過濾光器21而移動濾光器21。當濾光器21移動時，從光源6經(jīng)介橢圓鏡6a照射光束。照射的光束透過濾光器21、半透明反射鏡19、光罩M、投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5等后。到達基板機臺PST上。此時，光罩M未支承于光罩機臺MST，或者為使在照明領(lǐng)域成為未形成圖案等的位置而退避同時，感光基板P也未支承于基板機臺PST。
與此同時，檢測器41移動于X軸方向及Y軸方向，掃描各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5所對應(yīng)的投影領(lǐng)域34a～34e。由掃描的檢測器41，順次檢測在各投影領(lǐng)域34a～34e的照度及在境界部35a～35h的照度Wa～Wh。檢測器41使包含境界部35a～35h及投影領(lǐng)域34a～34e的照度的檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT。
同時，從光源6照射的光束，是由半透明反射鏡使其一部分射入于檢測器20。檢測器20檢測入射光束的照度，將照度的檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT將以檢測器20、41所計測的各光路的照度及在境界部35a～35h的照度Wa～Wh加以存儲。
控制裝置CONT依據(jù)檢測器41的檢出結(jié)果，為使各投影領(lǐng)域34a～34e的照度大略相等，且為使(|Wa-Wb|、|We-Wd|、|We-Wf|)成為最小。由檢測器41一面計測照度一面驅(qū)動各照明系統(tǒng)元件10a～10e的每一濾光器21。由此，加以補正各光路的每一光束的光量。
尚且，此時，從光源6照射的光束是由半透明反射鏡19使其一部分入射于檢測器20，檢測器20檢測入射光束的照度，將檢出的照度信號輸出于控制裝置CONT。因而，控制裝置CONT依據(jù)檢測器20所檢出的光束照度，為使此照度成為所定值也可控制濾光器驅(qū)動部21D以調(diào)整各光路的每一光量。
控制裝置CONT依據(jù)以檢測器41所檢測的在投影領(lǐng)域34a～34e的照度檢出結(jié)果與，要在感光基板P上曝光的曝光量的目標曝光量，以設(shè)定光罩M與感光基板P的同步移動速度(階段SA2)。
即，在感光基板P上的曝光量為照度與時間的積的關(guān)系，按照檢測器41所檢測在感光基板P上的照度與，預(yù)先所設(shè)定的目標曝光量，以一義設(shè)定同步移動速度。例如，在照度低的場合同步移動速度設(shè)定于低速，在照度高的場合同步移動速度設(shè)定于高速。在此，在控制裝置CONT存儲要取得所定光量的同步移動速度與照度的關(guān)系(數(shù)據(jù)表)?？刂蒲b置CONT依據(jù)上述關(guān)系，設(shè)定同步移動速度。
控制裝置CONT存儲關(guān)于所設(shè)定的同步移動速度的信息。
其次，使光罩M及感光基板P搬送支承于各光罩機臺MST及基板機臺PST。控制裝置CONT使用定位系統(tǒng)(位置檢測部)49a、49b，將光罩M與感光基板P加以位置對準(定位)(階段SA3)。
具體的當使光罩M及感光基板p搬送支承于各光罩機臺MST及基板機臺PST時，由非感光于光阻的波長所構(gòu)成的照明光從定位系統(tǒng)49a經(jīng)介未圖標的反射鏡入射于-Z軸方向。射出的照明光照射于光罩M的光罩定位標織56a同時，透過光罩M經(jīng)介在外側(cè)位置的投影光學(xué)系統(tǒng)PL1照射于感光基板上的基板定位標織57a。在基板定位標織57a所產(chǎn)生的光(反射光)經(jīng)介投影光學(xué)系統(tǒng)PL1、光罩M及反射鏡入射于定位系統(tǒng)49a。一方面，在光罩定位標織56a所反射的反射光也經(jīng)介反射鏡入射于定位系統(tǒng)49a。
定位系統(tǒng)49a依據(jù)從光罩M及感光基板P的反射光加以檢測各定位標織56a、57a的位置。具體的是，定位系統(tǒng)49a經(jīng)介該定位系統(tǒng)49a中的未圖標的結(jié)像光學(xué)系統(tǒng)使從光罩M及感光基板P的反射光以同時結(jié)像于二維CCD的攝像面上，使光罩定位標織56a在基板定位標織57a的透過部48重疊的攝像畫像加以畫像處理。定位系統(tǒng)49a的檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT，控制裝置CONT依據(jù)定位系統(tǒng)49a的檢出結(jié)果，以求光罩定位標織56a與基板定位標織57a的位置偏離量，即，光罩M與感光基板P的位置偏離量。
其次，基板機臺PST對光罩機臺MST移動于+Y軸方向。然而，與上述同樣順序，定位系統(tǒng)49b檢測光罩定位標織56b及基板定立標織57b。定位系統(tǒng)49b的檢出結(jié)果系輸出于控制裝置CONT，控制裝置CONT依據(jù)定位系統(tǒng)49b的檢出結(jié)果以求光罩M與感光基板P的位置偏離量。控制裝置CONT從上述所求的結(jié)果，使光罩機臺MST或基板機臺PST微動，以進行光罩M與感光基板P的位置對準。尚且，此時的照明光照射于光罩M的光罩定位標織56b同時，透過光罩M經(jīng)介在外側(cè)位置的投影光學(xué)系統(tǒng)PL5照射于感光基板P上的基板定位標織57b。
更且，由與上述光罩定位標織56a、56b及基板定位標織57a、57b的檢測順序同樣順序，一面使光罩機臺MST與基板機臺PST以步位方式移動一面使光罩標織46a～46d與基板標織47a～47d順次重疊，由定位系統(tǒng)49a、49b檢測標織位置。定位系統(tǒng)49a、49b的檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT，控制裝置CONT依據(jù)定位系統(tǒng)49a、49b的檢出結(jié)果，以求光罩標織46a～46d與基板標織47a～47d的位置偏離量?？刂蒲b置CONT依據(jù)上述所求的結(jié)果，以檢測光罩M與感光基板P的位置偏離量。
控制裝置CONT依據(jù)所求的位置偏離量，加以設(shè)定關(guān)于光罩M與感光基板P的相對位移、回轉(zhuǎn)、倍率的補正量(階段SA4)。
即，控制裝置CONT為光罩M與感光基板P的位置對準使用定位系統(tǒng)49a、49b加以檢測光罩標織46a～46d及基板標織47a～47d的位置信息，對所得的位置信息進行統(tǒng)計運算以求在感光基板P上所設(shè)定的全體圖案位置。然而，依據(jù)所求的位置信息與理想位置(理想格子)以求圖案的像特性，即，位移、回轉(zhuǎn)、倍率，進而感光基板P的變形量。然而，對先在感光基板P所形成的圖案，為使其次的圖案能以所定的位置關(guān)系重疊，以求各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5所設(shè)的位移調(diào)整機構(gòu)23、回轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)28、31，倍率調(diào)整機構(gòu)27的各補正量，即求使用圖5A、圖5B及圖6A、圖6B所說明的x34a、y34a、R34a，Sk等。換言之，控制裝置CONT依據(jù)定位系統(tǒng)49a、49b的定位結(jié)果，以設(shè)定驅(qū)動裝置50A、50B、51A、51B、52的驅(qū)動量。
其次，控制裝置CONT依據(jù)在階段SA2所設(shè)定的同步移動速度，以求各投影光學(xué)系統(tǒng)PL1～PL5所設(shè)的位移調(diào)整機構(gòu)23，回轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)28、31，倍率調(diào)整機構(gòu)27的各補正速度，即，求使用圖5A、圖5B及圖6A、圖6B所說明的Vx34a、Vx34a、Vx34a、VSk等(階段SA5)。
換言之，控制裝置CONT照所設(shè)定的同步移動速度，以設(shè)定驅(qū)動裝置50A、50B、51A、51B、52的驅(qū)動速度。
如此，通過按照同步移動速度加以設(shè)定驅(qū)動裝置的驅(qū)動速度，雖同步移動速度變化，對先在感光基板P所形成的圖案，也可使其次的圖案以所定的位置關(guān)系重疊。將此情形參照圖10A、圖10B、圖10C加以說明。
圖10A表示向箭頭印x1方向掃描的感光基板P的同步移動速度Va與，按照感光基板P的變形的補正機構(gòu)的驅(qū)動速度Vd的關(guān)為適當時的圖。尚且，如前述，感光基板P的變形可依據(jù)定位系統(tǒng)29a、49b的檢出結(jié)果求得。在圖10A，虛線所示的目標非線形補正量與實線所示的實際非線補正量為一致。位置P1～p5與圖13A同樣，表示在掃描方向于感光基板P上以等間隔所設(shè)定的位置。又，圖10A的間隔Ta表示對基準點(例如投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸)從位置P1(P2、P3、P4)通過至位置P2(P3、P4、P5)通過的時間。即，在時間Ta為短的場合表示同步移動速度較快，在時間為長的場合，表示同步移動速度較慢。然而，補正機構(gòu)的驅(qū)動開始點為感光基板在掃描方向移動所定量的時點，即，設(shè)定基準點的各位置P1～P5通過的時點。
如圖10B所示，例如光源6的輸出低降由檢測器41所檢出的照度低降，使同步移動速度Va變慢為Vb的場合(此時，時間Pb比時間Pa長)，按照同步移動速度Vb，通過使補正機構(gòu)的驅(qū)動速度Vd變慢為Vd1，雖使補正機構(gòu)的驅(qū)動開始點，設(shè)定于各位置P1～P5通過基準點的時點，可使虛線所示的目標非線形補正量與實線所示的實際非線形補正量一致。
一方面，如圖10C所示，例如由方法的變化光源6的輸出上升檢測器41的檢出照度上升，使同步移動速度Va變快為Vc的場合(此時，時間Tc比時間Ta短)，按照同步移動速度Vc，通過使補正機構(gòu)的驅(qū)動速度比Vd變快為Vd2，雖使補正機構(gòu)的驅(qū)動開始點，設(shè)定于各位置P1～P5通過基準點的時點，也可使虛線所示的目標非線形補正量與實線所示的實際非線形補正量一致。
在此，于圖10A、圖10B、圖10C，補正速度及補正量配合同步移動逐次以連續(xù)值加以設(shè)定。借此，由補正機構(gòu)可圓滑進行像特性的補正。
尚且，替代按照同步移動速度設(shè)定補正速度，也可按照同步移動速度，設(shè)定在感光基板P上的掃描方向的在各位置的補正量。
又，在使用圖10A～圖10C的說明，補正機構(gòu)的驅(qū)動開始點雖系感光基板P向掃描方向移動所定量的時點，即，設(shè)定于各位置P1～P5通過基準點的時點，也可預(yù)先求得驅(qū)動裝置的時間的反應(yīng)特性，按照此項求得的結(jié)果及同步移動速度，以設(shè)定驅(qū)動補正機構(gòu)的驅(qū)動開始點。
例如，同步移動速度變快時，驅(qū)動裝置的馬達由時間反應(yīng)的遲延有無法跟蹤于同步移動速度的可能。此種場合，預(yù)先求得馬達的時間反應(yīng)特性，例如同步移動速度變成設(shè)定值以上時，控制裝置CONT依據(jù)上述求得的時間反應(yīng)特性，對馬達使發(fā)出驅(qū)動開始信號的時序，設(shè)定在比各位置P1～P5通過基準點的時點較提前的時點。借此，雖同步移動速度較快時，也可由補正機構(gòu)圓滑進行像特性的補正。
如以上依據(jù)同步移動速度設(shè)定補正機構(gòu)的補正速度及補正量時，可以實際對感光基板P進行曝光處理。
首先，進行對應(yīng)于分割圖案53部分的曝光處理。
此種場合，對應(yīng)于投影光學(xué)系統(tǒng)PL5的照明系統(tǒng)元件10e的照明快門12經(jīng)介快門驅(qū)動部12D插入光路中，如圖8所示，對應(yīng)于投影領(lǐng)域34e的光路的照明光加以遮光。此時，照明系統(tǒng)元件10a～10d的照明快門12開放各光路。借此，在光罩M，設(shè)置包含周邊電路45a與像素圖案44的一部分的Y軸方向長度為L12的照明領(lǐng)域(階段SA6)。
其次，控制裝置CONT使光罩機臺MST所支承的光罩M與基板機臺PST所支承的感光基板P以同步移動于X軸方向進行第一次的掃描曝光(階段SA7)。
由此，如圖8所示，在感光基板P上，使對應(yīng)于由投影光學(xué)系統(tǒng)PL1、PL2、PL3、PL4所設(shè)定的投影領(lǐng)域的分割圖案53加以曝光。
在此，掃描曝光時的同步移動速度在階段SA2所設(shè)定的值。又，掃描曝光是由按照同步移動速度加以設(shè)定驅(qū)動速度或驅(qū)動量的補正機構(gòu)(位移調(diào)整機構(gòu)23、回轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)28、31、倍率調(diào)整機構(gòu)27)一面補正像特性(位移、回轉(zhuǎn)、倍率)一面進行掃描曝光。此時的補正機構(gòu)的驅(qū)動速度或驅(qū)動量在階段SA4或階段SA5加以設(shè)定。
其次，為進行第二次掃描曝光，控制裝置CONT使基板機臺PST對所定位置加以對準位置。具體的是控制裝置CONT使基板機臺PST以所定距離PS1步位移動于+Y方向同時進行位置的微調(diào)整。此距離PS1相當于在投影領(lǐng)域的Y軸方向的間距L3的三個分。
又，控制裝置CONT使光罩機臺MST對所定位置加以對準位置。具體的是，控制裝置CONT對在感光基板P上的圖案接合部58a，為使像素圖案50成為連續(xù)起見，使光罩機臺MST以所定距離位移于Y軸方向(階段SA8)。
控制裝置CONT是以投影領(lǐng)域34b、34c進行第二次掃描曝光的關(guān)系，加以補正此投影領(lǐng)域34b、34c的照度。更且，控制裝置CONT對投影領(lǐng)域34d與投影領(lǐng)域34b的照度加以補正。其中，投影領(lǐng)域34d在第一次掃描曝光時使感光基板P的接合部58a加以曝光，投影領(lǐng)域34b在第二次掃描曝光時將要使接合部58a加以曝光。具體的是，為使投影領(lǐng)域34b、34c的端部35c、35d間的照度差(|Wc-Wa|)，及第一次掃描曝光時的投影領(lǐng)域34d的端部35g與第二次掃描曝光時的投影領(lǐng)域34b的端部35b間的照度差(|Wg-Wb|)成為最小起見，控制裝置CONT對各照明系統(tǒng)元件10b、10c以檢測器20一面計測各光路的照度一面驅(qū)動濾光器21。由此，補正各光路的光束的光量。
控制裝置CONT使對應(yīng)于投影光學(xué)系統(tǒng)PL1、PL4、PL5的照明系統(tǒng)元件10a、10d、10e的照明快門12經(jīng)介快門驅(qū)動部12D插入光路中，對各投影領(lǐng)域34a、34d、34e的光路的照明光加以遮光(各照明系統(tǒng)元件10b、10c的照明快門12使各光路開放)。由此，在光罩M設(shè)定包含像素圖案44的一部分在Y軸方向的長度為L13的照明領(lǐng)域(階段SA9)。
控制裝置CONT使光罩M與感光基板P再度以同步移動于X軸方向加以進行第二次掃描曝光(階段SA10)。
由此，如圖8所示，在感光基板P上，使對應(yīng)于由投影光學(xué)系統(tǒng)PL2、PL3的投影領(lǐng)域34b、34c所設(shè)定的照明領(lǐng)域的分割圖案54，在接合部58a與分割圖案53以重復(fù)狀態(tài)加以曝光。
在此，掃描曝光時的同步移動速度系在階段SA2所設(shè)定之值。又，掃描曝光是由按照同步移動速度加以設(shè)定驅(qū)動速度或驅(qū)動量的補正機構(gòu)(位移調(diào)整機構(gòu)23、回轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)28、31，倍率調(diào)整機構(gòu)27)一面補正像特性(位移、回轉(zhuǎn)、倍率)一面進行掃描曝光。此時的補正機構(gòu)的驅(qū)動速度或驅(qū)動量在階段SA4或階段SA5所設(shè)定。
其次，控制裝置CONT使基板機臺PST以距離PS2分步位移動于+Y方向。此距離PS2相當于投影領(lǐng)域的Y軸方向的間距L3的二個分。又，控制裝置CONT對感光基板P上的圖案接合部58b，為使像素圖案50成為連續(xù)起見，使光罩機臺MST對第一次掃描曝光時的光罩M的位置，以所定距離位移于Y軸方向(階段SA11)。
控制裝置CONT是以投影領(lǐng)域34b～34e進行第三次掃描曝光的關(guān)系，加以補正該投影領(lǐng)域34b～34e的照度。更且，控制裝置CONT加以補正投影領(lǐng)域34c與投影領(lǐng)域34b的照度。其中，投影領(lǐng)域34c在第二次掃描曝光時使感光基板P的接合部58b加以曝光，投影領(lǐng)域34b是將在第三次掃描曝光時使接合部58b加以曝光。具體的為使投影領(lǐng)域34b～34e的端部35c、35d間、端部35e、35f間、端部35g、35b間的照度差(|Wc-Wd|、|We-Wf|、|Wg-Wh|)及第二次掃描曝光時的投影領(lǐng)域34c的端部35e與第三次掃描曝光時的投影領(lǐng)域34b的端部35b間的照度差(|Wc-Wb|)成為最小起見，控制裝置CONT對各照明系統(tǒng)元件10b～10e以檢測器20一面計測各光路的光束的照度一面驅(qū)動濾光器21。由此，補正各光路的光束的光量。
控制裝置CONT使對應(yīng)于投影光學(xué)系統(tǒng)。PL1的照明系統(tǒng)元件10a的照明快門12，經(jīng)介快門驅(qū)動部16插入于光路中，如圖8所示，對投影領(lǐng)域34a的光路的照明光加以遮光(照明系統(tǒng)元件10b～10e的照明快門12使各光路開放)。由此，在光罩M設(shè)定包含周邊電路圖案45b與像素圖案44的一部分Y軸方向的長度為L14的照明領(lǐng)域(階段SA12)。
控制裝置CONT使光罩M與感光基板P再度以同步移動于X軸方向進行第三掃描曝光(階段SA13)。
由此，如圖8所示，在感光基板P上，使對應(yīng)于由投影光學(xué)系統(tǒng)PL2～PL5的投影領(lǐng)域34b～34e所設(shè)定的照明領(lǐng)域的分割圖案55，在接合部58b與分割圖案54以重復(fù)狀態(tài)加以曝光。
在此，掃描曝光時的同步移動速度在階段SA2所設(shè)定的值。又，掃描曝光是由按照同步移動速度加以設(shè)定驅(qū)動速度或驅(qū)動量的補正機構(gòu)(位移調(diào)整機構(gòu)23、回轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)28、31倍率調(diào)整機構(gòu)27)一面補正像特性(位移、回轉(zhuǎn)、倍率)一面進行掃描曝光。此時的補正機構(gòu)的驅(qū)動速度或驅(qū)動量在階段SA4或階段SA5所設(shè)定。
如此，使用一片的光罩M，對在比該光罩M較大的感光基板P的接合曝光可加以完成(階段SA14)。
如以上說明，按照光罩M與感光基板P的同步移動速度，加以設(shè)定補正投影在感光基板P的圖案的像特性所需的補正速度或補正量的關(guān)系，雖同步移動速度變化也可使目標補正量與實際補正量一致。因而，可使圖案在所定的位置關(guān)系以良好精度重疊，能進行優(yōu)良精度的曝光處理。
在此，在本實施例的曝光方法為一面使光罩M與感光基板P以同步移動一面曝光的掃描曝光的關(guān)系，僅以設(shè)置位移調(diào)整機構(gòu)為補正機構(gòu)，通過一面以此位移調(diào)整機構(gòu)補正像的位置一面進行掃描曝光，可進行非線形補正。另一方面，各設(shè)置位移調(diào)整機構(gòu)、回轉(zhuǎn)調(diào)整機構(gòu)、倍率調(diào)整機構(gòu)為補正機構(gòu)，通過一面以此等三調(diào)整機構(gòu)補正像的位置或大小(形狀)一面進行掃描曝光，可進行精度更優(yōu)良的非線形補正。
尚且，在上述實施例的曝光裝置EX為具有互相鄰接的多個光學(xué)系統(tǒng)為所謂多透鏡掃描型曝光裝置，對于投影光學(xué)系統(tǒng)為一個的掃描型曝光裝置，也可加以適用本發(fā)明。
尚且，在上述實施例，對一次的掃描曝光的同步移動速度雖是以等速加以說明，也可使用連續(xù)變化。補正機構(gòu)系按照同步移動速度的變化，通過使補正速度及補正量的任何一方設(shè)定在逐次連續(xù)值，可進行像的非線形補正。
其次，對本發(fā)明的曝光方法的第二實施例，參照圖11加以說明。
曝光裝置EX開始曝光動作(階段SB0)。
在各別光罩機臺MST及基板機臺PST使光罩M及感光基板P搬送，支承后，控制裝置CONT使用定位系統(tǒng)(位置檢測部)49a、49b加以檢測光罩標纖46a～46d及基板標織47a～47d，依據(jù)此檢出結(jié)果以求感光基板P的圖案的位移，回轉(zhuǎn)、倍率、進而感光基板P的變形量(階段SB1)。
其次，控制裝置CONT是按照上述定位系統(tǒng)49a、49b的定位結(jié)果，即，光罩M或感光基板P的位置，加以設(shè)定驅(qū)動補正機構(gòu)的驅(qū)動裝置的驅(qū)動速度或驅(qū)動量(階段SB2)。
然而，控制裝置CONT一面依據(jù)按照光罩M或感光基板P的位置所設(shè)定的補正速度或補正量加以補正像特性，一面使光罩M與感光基板P以同步移動使光罩M的圖案投影曝光于感光基板P。
此時，光罩機臺MST及基板機臺PST在同步移動方向的移動速度(掃描速度)是由速度檢測裝置71、72加以檢測。速度檢測裝置71、72的檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT。
又，對應(yīng)于各投影領(lǐng)域34a～34e的每一光路的照度在掃描曝光中是由設(shè)在各照明系統(tǒng)元件10a～10e的檢測器20加以檢測。檢測器20的檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT(階段SB3)。
在此，由任何理由光源6的輸出低降，由檢測器20所檢出的照度低下時。低下的照度信息經(jīng)介檢測器20輸出于控制裝置CONT，控制裝置CONT依據(jù)檢測器20的檢出照度信息，為使感光基板P能以所定曝光量加以曝光而將基板機臺PST及光罩機臺MST的掃描速度降低起見，加以設(shè)定新掃描速度(階段SB4)。
尚且，此新設(shè)定的基板機臺PST及光罩機臺MST的掃描速度依據(jù)預(yù)先存儲于控制裝置CONT的目標曝光量與照度和掃描速度的關(guān)系(數(shù)據(jù)表)加以設(shè)定。
降低速度的基板機臺PST及光罩機臺MST在同步移動方向的速度信息是由速度檢測裝置71、72加以檢測。速度檢測裝置71、72的檢出結(jié)果輸出于控制裝置CONT，控制裝置CONT按照基板機臺PST及光罩機臺MST的速度變化，加以調(diào)整補正機構(gòu)的補正速度及補正量(階段SB5)。
即，速度檢測裝置71、72的檢出結(jié)果例如從Va降低至Vb時，控制裝置CONT使補正機構(gòu)的驅(qū)動速度從Vd變化至Vd1。尚且此時控制裝置CONT使補正機構(gòu)的驅(qū)動速度從Vd至Vd1變更之際，不以步位變化，而配合同步移動以逐次連續(xù)值加以變化。
一方面，速度檢測裝置71、72的檢出結(jié)果從Va向Vc上升時，控制裝置CONT使補正機構(gòu)的驅(qū)動速度從Vd變化至Vd2。此時控制裝置CONT使補正機構(gòu)的驅(qū)動速度從Vd變更至Vd2之際，不以步位變化，而配合同步移動以逐次連續(xù)值加以變化。
如此，完成使用光罩M，對感光基板P的接合曝光(階段BS6)。
如以上的說明，也可使實際的同步移動速度以速度檢測裝置71、72(參照圖1)檢測，控制裝置CONT依據(jù)速度檢出裝置71、72的檢出結(jié)果以控制補正機構(gòu)的驅(qū)動速度。
尚且，在上述各實施例的補正機構(gòu)雖為平行平面玻璃板或直角棱鏡等，并非限定于此。例如對位移調(diào)整機構(gòu)，使一對偏角棱鏡設(shè)置于曝光光的光路上，通過使此在Z軸周圍回轉(zhuǎn)，或在Z軸方向移動，也可調(diào)整在感光基板P上的像的位置。
尚且，曝光裝置EX的用途并不限定于在角型玻璃板使液晶顯示元件圖案加以曝光的液晶用的曝光裝置，例如，也廣加適用于半導(dǎo)體制造用的曝光裝置或制造薄膜磁頭的曝光裝置。
本實施例的曝光裝置EX的光源系不僅使用g線(436nm)、h線(405nm)、i線(365nm)、也可使用ArF準分子激光(excimerlaser)(193nm)、F2激光(157nm)。
投影光學(xué)系統(tǒng)PL的倍率不僅為等倍系列，也可為縮小系列及擴大系列的任何者。
投影光學(xué)系統(tǒng)PL在使用準分子激光等的遠紫外線的場合玻璃材料使用能透射遠紫外線的石英或螢石等，使用F2激光的場合為反射折射系統(tǒng)或折射系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)。
在基板機臺PST或光罩機臺MST使用線型馬達(linear motor)的場合，可采用，使用氣浮軸承(air bearing)的氣浮型及使用洛倫茲力(Lorentz force)或電抗力(reactance force)的磁浮型的任何者。又，機臺可用沿導(dǎo)軌移動的類型，也可用不設(shè)導(dǎo)軌的無導(dǎo)軌型。
機臺的驅(qū)動裝置使用平面馬達的場合，使磁鐵元件與銜鐵元件的任何一方接續(xù)于機臺，使磁鐵元件與銜鐵元件的他方裝設(shè)于機臺的移動面?zhèn)?底盤)即可。
由基板機臺PST的移動所產(chǎn)生的反作用力，如日本專利特開平8-166475號公報所述，也可使用框架構(gòu)件以機械方式導(dǎo)向于大地。本發(fā)明也可適用于具有此項結(jié)構(gòu)的曝光裝置。
由光罩機臺MST的移動所產(chǎn)生的反作用力如日本專利特開平8-330224號公報所述，也可使用框架構(gòu)件以機械方式導(dǎo)向于大地。本發(fā)明系也可適用于具有此項結(jié)構(gòu)的曝光裝置。
如以上所述，本申請案的實施例的曝光裝置使包含本申請案所舉的各構(gòu)成要素的各種子系統(tǒng)，以保持所定的機械精度，電精度，光學(xué)精度加以組立制造。為確保此等各種精度，在其組立前后，對各種光學(xué)系統(tǒng)進行達成光學(xué)精度所需的調(diào)整，對各種機械系統(tǒng)進行達成機械精度所需的調(diào)整，對各種電系統(tǒng)進行達成電精度所需的調(diào)整。從各種子系統(tǒng)構(gòu)成為曝光裝置的組立工藝包含各種子系統(tǒng)相互之，機械接連，電路的配線接連，氣壓管路的配管接連等。在從各種子系統(tǒng)構(gòu)成為曝光裝置的組立工藝前，不需待言具有各子系統(tǒng)的個個組立工藝。各種子系統(tǒng)的構(gòu)成曝光裝置的組立工藝完成后，進行總合調(diào)整，以確保構(gòu)成為曝光裝置全體的各種精度。尚且，曝光裝置的制造是以在溫度及清凈度經(jīng)管理的凈化室進行為宜。
半導(dǎo)體元件如圖12所示，經(jīng)進行元件機能、性能設(shè)計的階段201，依據(jù)此設(shè)計階段的制作光罩(光柵)的階段202，制造元件基材的基板(晶圓、玻璃板)的階段203，由上述實施例的曝光裝置使光柵的圖案曝光于晶圓的晶圓處理階段204，元件的組立階段(包含切割(dicing)工藝、結(jié)合(bonding)工藝；封裝(packaging)工藝)205，檢查階段206等加以制造。
權(quán)利要求
1.一種曝光方法，是在一面使一光罩與一基板以同步移動一面經(jīng)介一投影光學(xué)系統(tǒng)使該光罩的一圖案曝光于該基板的曝光方法，其特征在于，由設(shè)置在該投影光學(xué)系統(tǒng)的一補正機構(gòu)加以補正投影于該基板的該圖案的一像位置同時，按照該同步移動速度加以設(shè)定補正該像位置的一補正速度或一補正量。
2.如權(quán)利要求1所述的曝光方法，其特征在于，使該光罩與該基板加以一位置對準，按照該位置對準結(jié)果加以設(shè)定該補正速度或該補正量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的曝光方法，其特征在于，按照曝光于該基板上的一曝光量的一目標曝光量預(yù)先設(shè)定該同步移動速度同時，加以控制該補正速度或該補正量。
4.如權(quán)利要求1或2所述的曝光方法，其特征在于，加以檢測該光罩或該基板的一移動速度，依據(jù)檢出的該移動速度加以設(shè)定該補正速度或該補正量。
5.如權(quán)利要求3所述的曝光方法，其特征在于，加以檢測該光罩或該基板的一移動速度，依據(jù)檢出的該移動速度加以設(shè)定該補正速度或該補正量。
6.如權(quán)利要求1或2所述的曝光方法，其特征在于，使該補正速度或該補正量，配合該同步移動加以設(shè)定成為一逐次連續(xù)值。
7.如權(quán)利要求3所述的曝光方法，其特征在于，使該補正速度或該補正量，配合該同步移動加以設(shè)定成為一逐次連續(xù)值。
8.如權(quán)利要求4所述的曝光方法，其特征在于，使該補正速度或該補正量，配合該同步移動加以設(shè)定成為一逐次連續(xù)值。
9.一種曝光裝置，是在一面使一光罩與一基板以同步移動一面經(jīng)介一投影光學(xué)系統(tǒng)使該光罩發(fā)一圖案投影于該基板發(fā)曝光裝置，其特征在于，包括一補正機構(gòu)，設(shè)置于該投影光學(xué)系統(tǒng)，使投影于該基板的該圖案的一像特性加以補正；一驅(qū)動裝置，其驅(qū)動該補正機構(gòu)；以及一控制裝置，其按照該同步移動速度，在該驅(qū)動裝置加以設(shè)定該驅(qū)動速度或該驅(qū)動量，或者該驅(qū)動速度及該驅(qū)動量。
10.如權(quán)利要求9所述的曝光裝置，其特征在于，包括一位置檢測部，為使該光罩與該基本進行位置對準；以及該控制裝置，依據(jù)該位置檢測部的一檢出結(jié)果，加以設(shè)定該驅(qū)動速度或該驅(qū)動量，或者該驅(qū)動速度及該驅(qū)動量。
11.一種曝光裝置，是在一面使一光罩與一基板以同步移動一面經(jīng)介一投影光學(xué)系統(tǒng)使該光罩的一圖案投影于該基板的曝光裝置，其特征在于，包括一補正機構(gòu)，設(shè)置于該投影光學(xué)系統(tǒng)，使投影于該基板的該圖案的一像特性加以補正；一驅(qū)動裝置，其驅(qū)動該補正機構(gòu)；以及一控制裝置，其按照該光罩或該基板的一位置，加以設(shè)定該驅(qū)動速度或該驅(qū)動量，或者該驅(qū)動速度及該驅(qū)動量。
全文摘要
提供一種曝光方法及曝光裝置，是在一面補正像特性一面掃描曝光時，通過進行良好精度的補正可使圖案以良好精度重疊于所定的位置關(guān)系，能進行精度良好的曝光處理。解決手段，在一面使光罩(M)與感光基板(P)以同步移動一面經(jīng)介投影光學(xué)系統(tǒng)(PL1～PL5)使光罩(M)的圖案投影于感光基板(P)的曝光裝置(EX)，包括補正機構(gòu)、驅(qū)動裝置及控制裝置，其中，補正機構(gòu)設(shè)置在投影光學(xué)系統(tǒng)(PL1～PL5)，使投影于感光基板的圖案的像特性加以補正，驅(qū)動裝置驅(qū)動補正機構(gòu)，控制裝置按照同步移動速度在驅(qū)動裝置加以設(shè)定驅(qū)動速度及驅(qū)動量之中的至少一方。
文檔編號G02F1/13GK1444101SQ0311953
公開日2003年9月24日 申請日期2003年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月12日
發(fā)明者勝目智弘 申請人:尼康株式會社