JPH02192112A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は縮小投影型、ミラープロジェクション型、プロ
キシミテイ型等の光やＸ線を利用した露光装置等（以下
「露光装置」という。）において、マスクと被露光基板
とを位置合せする為の検知光学系、いわゆるピックアッ
プ光学系の設定の際の移動方法を好適に行った露光装置
に関するものである。

（従来の技術） 近年、半導体集積回路の回路パターンの微細化が進むに
従い、位置合せ精度の向上がますます重要な課題となっ
てきている。前記課題を解決する為に露光パターンの多
数点での位置情報を検出して高精度位置合せを行う方法
が考えられている。

しかし、多数点の位置検出を例えば１個のピックアップ
を移動させながら行う事は時間的な面でも安定性の点な
どからも精度上好ましく無い。この為、同時に多数点で
位置情報を検知可能とする様なピックアップの多数配置
化がかねて望まれていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらピックアップには位置検出を行うのに必要
な光学系および電気系が内蔵されている為、ある程度の
物理的大きさが必要とされる。

ピックアップの多数化の問題点は、この物理的大きさと
多数個配置との相克であると言える。一般に露光用パタ
ーンの大きさは製作の対象となるＬＳＩに応じて変化し
、又１つのＬＳＩを作成する場合でも工程に応じて位置
検出用マークの配置が設定変更になる。ピックアップは
こうした露光画角や工程の変更に伴う検出マークの配置
変更に応じて設定位置を変えていかねばならないという
問題点があった。

又多数個のピックアップを移動させるという事はピック
アップ同志の移動範囲に機械的な干渉領域を発生させ、
衝突の危険を生じさせるという問題点があった。

方ピックアップは高精度な位置検出を要求されている。

内蔵される光学系および電気系の部品はこの為極めて精
密に配置、調整されており、衝突といった外乱によって
悪影響が発生するのは自明である。

多数個のピックアップの設定位置変更は上述の様に非常
に危険性が高く、この為半導体製造プロセスにより頻繁
に変更を行う必要のある量産用半導体製造の露光および
描画装置では明らかに衝突の可能性の無い条件でしか採
用されていなかった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は多数個のピックアップの移動方法を適切に行っ
た露光装置を提供する為に本発明ではピックアップは自
動的に相互の干渉か発生しない安全領域を確保しながら
移動させ、これにより衝突の危険性を回避している。こ
の結果露光領域と位置検知マークの配置とピックアップ
の大きさの関係がクリティカルな場合でも、多数点の検
出か可能となり、高精度な位置合せが量産用半導体製造
露光および描画装置において達成している。この為本発
明では各ピックアップが対応する露光領域の辺に対して
垂直な方向と平行な方向の駆動系を独立して持つ事を特
徴としている。該駆動系を後述の様に適切に制御する事
により、各ピックアップの衝突が回避されるのである。

（実施例） 第１図は本発明を適用した露光装置の構成を露光軸側と
側面から示した要部概略図である。上側が露光軸側、下
側が側面から示しである。マスク７上には不図示の光源
で照明される露光パターン６が形成されており、このパ
ターンをマスク７に近接して置かれた被露光基板８上に
転写する。

１．２，３．４は露光領域６を構成する４辺に対応する
位置検出用のピックアップであり、露光パターン６と被
露光基板Ｂ上にあらかじめ刻まれている位置検出マーク
を検出して両者の位置ズレ量を計測する。位置ズレ量は
ステージ９にフィードバックされてマスク７と被露光基
板８の相対位置が調整される。位置ズレ量があらかじめ
定められた規定値より小さくなった時点で露光が行われ
、マスク７上の露光パターン６が被露光基板８に焼付け
られる。

ピックアップ１，２，３．４は同一のベース基板５の上
に配置されている。各ピックアップは各々２つの独立な
駆動系、即ち本図の面内で露光パターン６の辺と垂直な
方向に駆動するモーター１１．２１，３１．４１と露光
パターン６の辺と平行な方向に駆動するモーター１２，
２２゜３２．４２を持っていることが本実施例の特徴で
ある。

第２図はピックアップ１，２，３．４を移動させる為の
制御系の一実施例のブロック図を示したものである。４
つのピックアップの移動はパラレルＩＦユニット２０５
を介してホストコントローラユニットからの目的位置移
動指示によって実行され、また、その終了もパラレルｌ
Ｆ２Ｏ３を介してホストコントローラユニットに報告さ
れる。

方駆動の制御は露光装置のホストコントローラユニット
とは独立したマイクロプロセッサ２０１、ＲＯＭ２０３
．ＲＡＭ２０４によって行われる。マイクロプロセッサ
２０１は各ピックアップ１，２，３．４それぞれの垂直
方向、および平行方向の駆動を行うサーボモータのコン
トローラ２１１〜２１８に駆動指令を与えることで各軸
を独立に駆動させる役割をする。この結果各ピックアッ
プは各駆動軸に対して任意の位置に移動する事が可能で
ある。

サーボモータコントローラ２１１〜２１８はマイクロプ
ロセッサ２０１からの駆動指令を受けると現在位置と目
的位置との差分に応じて加減速値を決め、それに対応す
る速度指令をサーボモータドライバ２２１〜２２８に与
える。この結果モーター１１〜４１．１２〜４２が駆動
されるが、このモーターの駆動量はエンコーダ２４１〜
２４８によってモニタされる。エンコーダからのパルス
出力はカウントされてサーボ制御が行われ、目的位置へ
の移動が完了した時点で、マイクロプロセッサ２０１に
駆動の終了が知らされる。

また２０２はタイマーユニットであらかじめあるタイマ
ー値が設定されている。このユニットはタイムカウント
を開始した後設定時間が経過した時点でマイクロプロセ
ッサ２０１に指定時間経過信号を与える役割をする。

第３図はピックアップを移動していく手順を示したもの
である。前記ピックアップ移動の制御系はホストコント
ローラユニットからの移動指示によってこの手順を開始
する。手順３０１でホストコントローラユニットから各
ピックアップ毎の移動目的位置を受は取った後、手順３
０２では指定された目的位置にピックアップを最終的に
移動した時、各ピックアップ相互の位置が干渉しない事
をチエツクする。この時点で目的位置でのピックアップ
間の干渉が発生すると判断される場合は、ピックアップ
の駆動を行わずに手順３１０に進み、ホストコントロー
ラユニットに目的位置不適格による異常終了が報告され
る。

目的位置の適格性が確認された場合は次のピックアップ
駆動手順３０３に進む。手順３０３では以降の４つのピ
ックアップの同時駆動に際し、機械的或いは電気的な故
障によりて駆動不能なピックアップがあってもピックア
ップ間で衝突か起こらない様な動作が行われる。即ち各
ピックアップをそれぞれのピックアップに対応する露光
領域の辺に対して垂直方向外側に向って駆動させ、後の
駆動に対する安全領域を確保する動作を行う。

ピックアップの移動は前記サーボモータコントローラ２
１１〜２１８により、駆動したい軸に対応するサーボモ
ータドライバ２２１〜２２８に駆動指令を与える事によ
って行われる。一方これと同時にタイマーユニット２０
２は通常動作で確実に駆動が完了する時間＋αをタイマ
ー値として設定した上でタイムカウントをスタートする
。設定時間が経過した以降でも駆動状態が続いているピ
ックアップが存在している時は、何らかの異常が発生し
ているものとして駆動の停止指令を対応するサーボモー
タコントローラ２１１〜２１８に与え駆動を終了させる
。駆動状態の続いていた駆動軸は異常終了したものとし
て処理が行われる。

続く手順３０４は全てのピックアップが正常完了したか
どうかの判定ルーチンである。異常終了したものが有る
場合には手順３１０に進みホストコントローラユニット
に駆動が異常終了したことと、異常を起こした駆動軸お
よび異常内容等を報告して処理を終了する。全てのピッ
クアップの駆動が正常完了した場合は続いて手順３０５
に進み、各ピックアップを露光領域の対応する辺に平行
な方向の目的位置まで移動する動作が行われる。この手
順中では各ピックアップの平行な方向軸のサーボコント
ローラに対し駆動指令位置として平行方向の最終移動目
的位置を設定し、手順３０３と同様のやり方でピックア
ップの駆動を実行させる。続く手順３０６は手順３０４
と同様の駆動の正常完了の判定ルーチンである。平行方
向の駆動が正常完了すると続いて手順３０７に進む。手
順３０７では今度は垂直方向の最終目的位置への各ピッ
クアップの移動を手順３０５と同様に実行し、手順３０
８によって各ピックアップの駆動の正常完了の確認を行
う。手順３０８において全てのピックアップの駆動が正
常に完了した時には手順３０９でホストコントローラユ
ニットから受は取った移動目的位置への各ピックアップ
の移動が正常に終了したことをホストコントローラユニ
ットに報告して処理が終了する。

第４図は本発明の移動方法に基づいて各ピックアップの
移動が行われていく様子を示した概略図である。第４図
（Ａ）で実線で示されている１゜２．３．４は現在のピ
ックアップの位置を示し、破線で示されたｌａ、２ａ、
３ａ、４ａはホストコントローラユニットによって指示
された各ピックアップの最終移動目的位置を示すもので
ある。

以降の図においても破線は各ピックアップの最終移動目
的位置を示すものとする。

さてこの例においては最終目的位置移動後においても各
ピックアップ間での干渉は発生しないので、第３図での
手順３０２即ち目的位置の適格性の判断には合格してい
る。そこで第４図（Ａ）の矢印にある様に、先ず各ピッ
クアップの目的位置へ移動する際、駆動不良のピックア
ップがあっても相互の干渉が発生しない領域まで、各ピ
ックアップを対応する露光領域の辺に対して垂直方向外
側に駆動する。第４図（Ｂ）のｌｂ、２ｂ３ｂ、４ｂは
上記の駆動が正常完了した時にの各ピックアップの位置
を示したものである。次いで行われるのは各ピックアッ
プの対応する露光領域の辺と平行な図中矢印で示されて
いる方向の移動である。各ピックアップは平行方向の目
的位置まで駆動が行われる。第４図（Ｃ）には平行方向
の移動が正常完了した時のピックアップの位置ｌｃ、２
ｃ、３ｃ、４ｃが示しである。そして第４図（Ｃ）の矢
印にある様に対応する露光領域の辺に垂直な方向の目的
位置までの駆動を行って正常完了すれば第４図（Ｄ）に
示す様に破線と実線が重なり、最終的なピックアップの
位置１ｄ。

２ｄ、３ｄ、４ｄがホストコントローラユニットに指示
された目的位置１ａ、２ａ、３ａ、４ａと合致して移動
が完了する。この様に本実施例においては各ピックアッ
プ間の距離を最初に開き、それから相互の距離を確かめ
ながら移動が行われるので、いずれかの駆動時に機械系
および電気系の故障によるピックアップの駆動不能が発
生してもピックアップ間の干渉は発生せずに済む。

第５図は第２の実施例のピックアップの移動手順を示し
た図で、第１の実施例で示した移動方法に、更にホスト
コントローラユニットから指示される移動目的位置が現
在の位置より垂直方向外側である場合のことを考慮した
ものである。垂直方向外側への移動はピックアップ相互
の干渉が絶対に発生しないという特殊性を持っており、
この特殊性を活して移動に要する時間の短縮化を図る事
ができる。垂直方向外側への移動は後に行われる平行方
向への移動に関してもピックアップ間の干渉する領域が
減小しており、このメリットを活かす事が可能である。

第５図中で示されている番号で手順３０１〜３１０は第
３図に示した実施例と同じ処理であるのでここでは説明
を省略する。第５図の例で付は加えられているのは前述
した様な特殊な場合への配慮であり、この付加手順によ
りモータの駆動という最も時間のかかる動作をバイパス
させることができる。この為の指標となるのが垂直方向
外側移動を示すフラグであり、手順５０１，５０５゜５
０８として挿入されている該フラグに対する連の処理で
ある。

第５図では手順３０３のピックアップの安全領域への退
避駆動以前に、目的位置か現在位置より垂直方向外側に
あるピックアップを選別する判断手順５０２〜５０４と
目的位置が現在位置より垂直方向外側にあるピックアッ
プを駆動する駆動手順５０６，５０７が追加されている
。５０６゜５０７で駆動させるピックアップが垂直方向
の目的位置まで−早く駆動される為、退避動作という不
要な動作を排除しかつ安全領域を確保しながらの移動が
可能となる。また手順５０９，５１０は手順５０６，５
０７によって垂直方向外側の目的位置に移動したピック
アップの残りのピックアップ、即ち目的位置が現在の位
置より垂直方向内側にあるピックアップに対する移動手
順である。

第５図のフローは第３図のフローより一見複雑である。

しかし挿入した判断手順は電気的に行われるので短時間
で済むのに対し、その判断の結果得られる不要な退避動
作の節減は実際に時間の最もかかるモーターの駆動回数
および駆動距離の低減に結びつくので効果は絶大である
。この結実装置全体のスループットが向上するという効
果がもたらされる。

（発明の効果） 以上説明した様に、本発明は多数のピックアップの移動
による衝突防止を駆動法を工夫することにより容易にか
つ効率的に達成することを可能とした。

通常この種の事を実現しようとすると複雑な複数のピッ
クアップの同期駆動やフォトセンサ、マイクロスイッチ
等の衝突防止用センサを必要とし、システムの構成が複
雑となるばかりでなく、コスト的にも本発明より負担が
大きい。

これにより量産用半導体製造露光および描画装置に対し
ても安全にかつ効率の良い多数点位置検出を行うことを
可能とし、結果的に位置合せ精度の向上が達成され、半
導体集積回路の高精度化に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した露光装置の概略構成図、第２
図はピックアップ駆動制御部のブロック図、第３図は第
１実施例のピックアップ移動処理手順、第４図は第１実
施例によるピックアップの移動例、第５図は第２実施例
のピックアップ移動処理手順。 図中、１，２，３．４は位置合せ用ピックアップ光学系
、６はマスク上の露光パターン、７はマスク、８は被露
光基板、１１，２１，３１．４１はそれぞれピックアッ
プ１，２，３．４をそれぞれ対応する露光画角の辺と垂
直方向に移動させる為の駆動系、１２，２２，３２．４
２はそれぞれピックアップ１，２，３．４をそれぞれ対
応する露光画角の辺と平行方向に移動させる為の駆動系
である。 特許出願人　　　キャノン株式会社 寸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）露光領域付近の複数の所定位置にそれぞれ対応し
   て配置された複数の位置検出用光学系を有し、該光学系
   を前記所定位置にそれぞれ位置合わせするために同時に
   移動させる際に、少なくとも一つの光学系が移動しなく
   ても各光学系が相互に干渉しないかどうかを判別するこ
   とを特徴とする露光装置。
2. （２）露光領域付近の複数の所定位置にそれぞれ対応し
   て配置された複数の位置検出用光学系を有し、該光学系
   を前記所定位置にそれぞれ位置合わせするために同時に
   移動させる際に、少なくとも一つの光学系が移動しなく
   ても各光学系が相互に干捗しない状態に、先ず前記光学
   系を配置することを特徴とする露光装置。