JPH07221012A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JPH07221012A JPH07221012A JP6124597A JP12459794A JPH07221012A JP H07221012 A JPH07221012 A JP H07221012A JP 6124597 A JP6124597 A JP 6124597A JP 12459794 A JP12459794 A JP 12459794A JP H07221012 A JPH07221012 A JP H07221012A
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- light
- exposure apparatus
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
- G03F9/7026—Focusing
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大型のマスクに対しても転写パターンの焦点
ずれの少ない露光装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の露光装置は、ほぼ等倍の投影光学系
(22)を介して第1の基板(21)上に形成されたパ
ターンを第2の基板(23)上に投影露光する露光装置
において、前記第1の基板および前記第2の基板の位置
情報を検出するための位置検出手段(1A〜8A、1B
〜8B、10、11)と、前記位置検出手段が検出した
位置情報に基づいて、前記第1の基板と前記第2の基板
との間隔を実質的に一定に保つように、前記第1の基板
および前記第2の基板のうち少なくとも一方の基板の位
置決めを制御するための位置決め制御手段(24、2
8)を備えている。
ずれの少ない露光装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の露光装置は、ほぼ等倍の投影光学系
(22)を介して第1の基板(21)上に形成されたパ
ターンを第2の基板(23)上に投影露光する露光装置
において、前記第1の基板および前記第2の基板の位置
情報を検出するための位置検出手段(1A〜8A、1B
〜8B、10、11)と、前記位置検出手段が検出した
位置情報に基づいて、前記第1の基板と前記第2の基板
との間隔を実質的に一定に保つように、前記第1の基板
および前記第2の基板のうち少なくとも一方の基板の位
置決めを制御するための位置決め制御手段(24、2
8)を備えている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は露光装置に関し、特に露
光装置における焦点合わせに関する。
光装置における焦点合わせに関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の露光装置の構成を概略的
に示す図である。図7において、固定されたマスク(た
とえばレチクル)121上に形成されたパターンが投影
光学系122を介して基板123上に転写される。この
場合、焦点検出すなわち投影光学系の結像面に対する位
置検出は、被露光基板用の焦点検出光学系により基板1
23についてのみ行われていた。
に示す図である。図7において、固定されたマスク(た
とえばレチクル)121上に形成されたパターンが投影
光学系122を介して基板123上に転写される。この
場合、焦点検出すなわち投影光学系の結像面に対する位
置検出は、被露光基板用の焦点検出光学系により基板1
23についてのみ行われていた。
【0003】前記焦点検出光学系では、たとえばLED
のような光源101を射出した光はレンズ102および
視野スリット103を介してミラー104で反射され
る。ミラー104で反射された光は、開口絞り105お
よびレンズ106を介してミラー107に入射する。ミ
ラー107で反射した光は基板123上に斜入射し、正
反射してミラー107′に入射する。ミラー107′で
反射された光はレンズ106′および開口絞り108を
介してミラー109に入射する。ミラー109で反射さ
れた光は、イメージセンサ111で受光される。
のような光源101を射出した光はレンズ102および
視野スリット103を介してミラー104で反射され
る。ミラー104で反射された光は、開口絞り105お
よびレンズ106を介してミラー107に入射する。ミ
ラー107で反射した光は基板123上に斜入射し、正
反射してミラー107′に入射する。ミラー107′で
反射された光はレンズ106′および開口絞り108を
介してミラー109に入射する。ミラー109で反射さ
れた光は、イメージセンサ111で受光される。
【0004】図7において、基板123が図中上方に移
動して123′(図中、破線で示す)の位置にくると、
基板123からの反射光のイメージセンサ111上にお
ける受光位置は図中下方にずれる。このように、基板か
らの反射光の受光位置に基づいて、基板の図中上下方向
の移動を検出することができ、反射光が所定位置で受光
されるように、ひいては基板が所定位置に位置決めされ
るように、基板を位置決め制御していた。
動して123′(図中、破線で示す)の位置にくると、
基板123からの反射光のイメージセンサ111上にお
ける受光位置は図中下方にずれる。このように、基板か
らの反射光の受光位置に基づいて、基板の図中上下方向
の移動を検出することができ、反射光が所定位置で受光
されるように、ひいては基板が所定位置に位置決めされ
るように、基板を位置決め制御していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
露光装置では、被露光物体である基板の表面においての
み焦点検出を行っていた。したがって、マスクのサイズ
が大型になって自重によるマスクの撓みや製造誤差によ
る表面傾斜(テーパ)が顕在化すると、被露光物体であ
る基板だけの焦点検出を行っても、前記マスクの撓みや
テーパに起因して転写パターンに焦点ずれが発生すると
いう不都合があった。本発明は、前述の課題に鑑みてな
されたものであり、大型のマスクに対しても転写パター
ンの焦点ずれの少ない露光装置を提供することを目的と
する。
露光装置では、被露光物体である基板の表面においての
み焦点検出を行っていた。したがって、マスクのサイズ
が大型になって自重によるマスクの撓みや製造誤差によ
る表面傾斜(テーパ)が顕在化すると、被露光物体であ
る基板だけの焦点検出を行っても、前記マスクの撓みや
テーパに起因して転写パターンに焦点ずれが発生すると
いう不都合があった。本発明は、前述の課題に鑑みてな
されたものであり、大型のマスクに対しても転写パター
ンの焦点ずれの少ない露光装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、ほぼ等倍の投影光学系(22)
を介して第1の基板(21)上に形成されたパターンを
第2の基板(23)上に投影露光する露光装置におい
て、前記第1の基板および前記第2の基板の位置情報を
検出するための位置検出手段(1A〜8A、1B〜8
B、10、11)と、前記位置検出手段が検出した位置
情報に基づいて、前記第1の基板と前記第2の基板との
間隔を実質的に一定に保つように、前記第1の基板およ
び前記第2の基板のうち少なくとも一方の基板の位置決
めを制御するための位置決め制御手段(24、28)を
備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
に、本発明においては、ほぼ等倍の投影光学系(22)
を介して第1の基板(21)上に形成されたパターンを
第2の基板(23)上に投影露光する露光装置におい
て、前記第1の基板および前記第2の基板の位置情報を
検出するための位置検出手段(1A〜8A、1B〜8
B、10、11)と、前記位置検出手段が検出した位置
情報に基づいて、前記第1の基板と前記第2の基板との
間隔を実質的に一定に保つように、前記第1の基板およ
び前記第2の基板のうち少なくとも一方の基板の位置決
めを制御するための位置決め制御手段(24、28)を
備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
【0007】本発明の好ましい態様によれば、前記位置
検出手段(1A〜8A、1B〜8B、10、11)は、
前記第1の基板および前記第2の基板に光ビームを斜入
射させるための光入射手段(1A〜7A、1B〜7B)
と、前記第1の基板および前記第2の基板の各々からの
反射光を受光するための受光手段(11)とを備え、前
記位置決め制御手段(24、28)は、前記第1の基板
からの反射光を受光した位置および前記第2の基板から
の反射光を受光した位置に基づいて、前記第1の基板お
よび前記第2の基板のうち少なくとも一方の基板の位置
決めを制御する。
検出手段(1A〜8A、1B〜8B、10、11)は、
前記第1の基板および前記第2の基板に光ビームを斜入
射させるための光入射手段(1A〜7A、1B〜7B)
と、前記第1の基板および前記第2の基板の各々からの
反射光を受光するための受光手段(11)とを備え、前
記位置決め制御手段(24、28)は、前記第1の基板
からの反射光を受光した位置および前記第2の基板から
の反射光を受光した位置に基づいて、前記第1の基板お
よび前記第2の基板のうち少なくとも一方の基板の位置
決めを制御する。
【0008】さらに好ましい態様によれば、前記光入射
手段は、前記第1の基板に光ビームを斜入射させるため
の第1の光入射手段(1A〜7A)と、前記第2の基板
に光ビームを斜入射させるための第2の光入射手段(1
B〜7B)とを備えている。この場合、前記第1の基板
からの反射光の光量および前記第2の基板からの反射光
の光量に応じて、前記第1の光入射手段の光源の光量お
よび前記第2の光入射手段の光源の光量をそれぞれ制御
するための光量制御手段(27A、27B)を備えてい
るのが好ましい。また、前記露光装置は、受光手段(1
1)として、前記第1の基板からの反射光を受光するた
めの第1の受光手段(11A)と、前記第2の基板から
の反射光を受光するための第2の受光手段(11B)と
を備えるとともに、前記第1の基板からの反射光の光量
および前記第2の基板からの反射光の光量に応じて、前
記第1の受光手段の感度および前記第2の受光手段の感
度をそれぞれ制御するための感度制御手段(24A、2
4B)を備えているのが好ましい。
手段は、前記第1の基板に光ビームを斜入射させるため
の第1の光入射手段(1A〜7A)と、前記第2の基板
に光ビームを斜入射させるための第2の光入射手段(1
B〜7B)とを備えている。この場合、前記第1の基板
からの反射光の光量および前記第2の基板からの反射光
の光量に応じて、前記第1の光入射手段の光源の光量お
よび前記第2の光入射手段の光源の光量をそれぞれ制御
するための光量制御手段(27A、27B)を備えてい
るのが好ましい。また、前記露光装置は、受光手段(1
1)として、前記第1の基板からの反射光を受光するた
めの第1の受光手段(11A)と、前記第2の基板から
の反射光を受光するための第2の受光手段(11B)と
を備えるとともに、前記第1の基板からの反射光の光量
および前記第2の基板からの反射光の光量に応じて、前
記第1の受光手段の感度および前記第2の受光手段の感
度をそれぞれ制御するための感度制御手段(24A、2
4B)を備えているのが好ましい。
【0009】
【作用】以上のように、本発明では、ほぼ等倍の投影光
学系を介して第1の基板であるマスクに形成されたパタ
ーンを第2の基板である被露光基板の上に転写する露光
装置において、マスクおよび基板の位置情報を検出し、
この位置情報に基づいてマスクと基板との間隔が実質的
に一定になるように制御する。このとき、第1の基板に
斜入射する光源の光量と第2の基板に斜入射する光源の
光量とをそれぞれ独立に制御するように構成すれば、第
1の基板であるマスクの反射率と第2の基板である被露
光基板の反射率が著しく異なっても、各基板からの反射
光の光量差が受光センサのダイナミックレンジを越えて
信号処理不能になったり、S/N比の悪化に起因する精
度低下を防止することができる。
学系を介して第1の基板であるマスクに形成されたパタ
ーンを第2の基板である被露光基板の上に転写する露光
装置において、マスクおよび基板の位置情報を検出し、
この位置情報に基づいてマスクと基板との間隔が実質的
に一定になるように制御する。このとき、第1の基板に
斜入射する光源の光量と第2の基板に斜入射する光源の
光量とをそれぞれ独立に制御するように構成すれば、第
1の基板であるマスクの反射率と第2の基板である被露
光基板の反射率が著しく異なっても、各基板からの反射
光の光量差が受光センサのダイナミックレンジを越えて
信号処理不能になったり、S/N比の悪化に起因する精
度低下を防止することができる。
【0010】同様に、第1の基板からの反射光を受光す
る第1の受光センサの感度と第2の基板からの反射光を
受光する第1の受光センサの感度とをそれぞれ独立に制
御するように構成すれば、第1の基板であるマスクの反
射率と第2の基板である被露光基板の反射率が著しく異
なっても、センサの入力ゲインを適宜変更して各基板か
らの反射光の光量差による信号処理不能やS/N比の悪
化を回避することができる。また、後述するように、投
影光学系がほぼ等倍の露光装置では、マスクと基板との
間隔を実質的に一定にすることにより、転写パターンの
焦点ずれを実質的に回避することができる。
る第1の受光センサの感度と第2の基板からの反射光を
受光する第1の受光センサの感度とをそれぞれ独立に制
御するように構成すれば、第1の基板であるマスクの反
射率と第2の基板である被露光基板の反射率が著しく異
なっても、センサの入力ゲインを適宜変更して各基板か
らの反射光の光量差による信号処理不能やS/N比の悪
化を回避することができる。また、後述するように、投
影光学系がほぼ等倍の露光装置では、マスクと基板との
間隔を実質的に一定にすることにより、転写パターンの
焦点ずれを実質的に回避することができる。
【0011】ほぼ等倍の露光装置では感光基板の大型化
に伴ってマスクが大型になるので、自重によるマスクの
撓みや表面の傾斜が顕在化する。また、マスクが大型に
なるので、マスクおよび基板を投影光学系に対して相対
的に走査しながら投影露光を行う。したがって、従来の
ように基板のみに対して焦点検出を行っても走査範囲に
亘って転写パターンの焦点ずれが発生し易い。そこで、
非露光状態で予備走査を行ってマスクおよび基板の位置
情報をそれぞれ複数点において検出し、この位置情報に
基づいてマスクと基板との間隔が走査範囲に亘ってでき
るだけ一定になるように調整した後、投影露光を行うの
が好ましい。
に伴ってマスクが大型になるので、自重によるマスクの
撓みや表面の傾斜が顕在化する。また、マスクが大型に
なるので、マスクおよび基板を投影光学系に対して相対
的に走査しながら投影露光を行う。したがって、従来の
ように基板のみに対して焦点検出を行っても走査範囲に
亘って転写パターンの焦点ずれが発生し易い。そこで、
非露光状態で予備走査を行ってマスクおよび基板の位置
情報をそれぞれ複数点において検出し、この位置情報に
基づいてマスクと基板との間隔が走査範囲に亘ってでき
るだけ一定になるように調整した後、投影露光を行うの
が好ましい。
【0012】なお、投影光学系が等倍でない一般の露光
装置においても、マスクの位置情報および基板の位置情
報を検出し、その間隔が所定間隔になるようにマスクお
よび基板の少なくとも一方を移動制御して、転写パター
ンの焦点ずれを実質的に回避することができる。この場
合、検出したマスクの位置情報および基板の位置情報に
基づいて、マスクおよび基板をそれぞれ所定位置に移動
させるのが好ましい。このように、本発明によれば、た
とえば斜入射フォーカス検出光学系を利用してマスクお
よび基板の位置情報を検出し、その間隔が一定または所
定間隔を保つように制御することによって、転写パター
ンの焦点ずれを実質的に回避することができる。
装置においても、マスクの位置情報および基板の位置情
報を検出し、その間隔が所定間隔になるようにマスクお
よび基板の少なくとも一方を移動制御して、転写パター
ンの焦点ずれを実質的に回避することができる。この場
合、検出したマスクの位置情報および基板の位置情報に
基づいて、マスクおよび基板をそれぞれ所定位置に移動
させるのが好ましい。このように、本発明によれば、た
とえば斜入射フォーカス検出光学系を利用してマスクお
よび基板の位置情報を検出し、その間隔が一定または所
定間隔を保つように制御することによって、転写パター
ンの焦点ずれを実質的に回避することができる。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の実施例にかかる露光装置の構成
を示す斜視図である。また、図2は、図1の露光装置の
位置検出系の構成を示す図である。図1および図2に示
すように、本実施例の露光装置では、マスク21に形成
されたパターンを照明手段(不図示)により均一に照明
し、等倍投影光学系22を介して基板であるプレート2
3に転写する。
する。図1は、本発明の実施例にかかる露光装置の構成
を示す斜視図である。また、図2は、図1の露光装置の
位置検出系の構成を示す図である。図1および図2に示
すように、本実施例の露光装置では、マスク21に形成
されたパターンを照明手段(不図示)により均一に照明
し、等倍投影光学系22を介して基板であるプレート2
3に転写する。
【0014】図示のように、マスク21およびプレート
23が大型になると、投影光学系22の有効視野がマス
ク21およびプレート23上でそれぞれ25および26
の範囲しか確保することができない。この場合、マスク
21およびプレート23を投影光学系22に対して一体
的に図中矢印の方向に相対移動させることによって、す
なわち一方向に露光走査することによって、所望の広い
露光面積全体を投影露光する。
23が大型になると、投影光学系22の有効視野がマス
ク21およびプレート23上でそれぞれ25および26
の範囲しか確保することができない。この場合、マスク
21およびプレート23を投影光学系22に対して一体
的に図中矢印の方向に相対移動させることによって、す
なわち一方向に露光走査することによって、所望の広い
露光面積全体を投影露光する。
【0015】図示のように、本発明の露光装置の位置検
出系として、たとえば斜入射フォーカス検出光学系を使
用することができる。図示の位置検出系は、それぞれ光
量を可変することのできる手段を有する2つの光源1A
および1Bを備えている。光源1A(1B)を射出した
光は、レンズ2A(2B)および視野スリット3A(3
B)を介してミラー4で図中上方(下方)に反射され
る。ミラー4で反射された光は、開口絞り5A(5B)
およびレンズ6A(6B)を介してミラー7A(7B)
に入射する。
出系として、たとえば斜入射フォーカス検出光学系を使
用することができる。図示の位置検出系は、それぞれ光
量を可変することのできる手段を有する2つの光源1A
および1Bを備えている。光源1A(1B)を射出した
光は、レンズ2A(2B)および視野スリット3A(3
B)を介してミラー4で図中上方(下方)に反射され
る。ミラー4で反射された光は、開口絞り5A(5B)
およびレンズ6A(6B)を介してミラー7A(7B)
に入射する。
【0016】ミラー7A(7B)で図中左方向に反射し
た光はマスク21(プレート23)上に斜入射し、正反
射してミラー7A′(7B′)に入射する。ミラー7
A′(7B′)で図中下方(上方)に反射された光はレ
ンズ6A′(6B′)および開口絞り8A(8B)を介
してプリズム10に入射する。プリズム10でそれぞれ
図中左方向に偏向された2つの反射光は、共通の二次元
センサ(またはCCDのような一次元センサ)11で受
光される。センサ11では、2つの反射光の位置および
光量を検出し、光量に応じた電気信号が信号処理部24
に出力される。信号処理部24において、2つの反射光
に対応する電気信号がセンサ11の入力レンジの範囲外
であると判断された場合には、2つの光源制御装置27
A、27Bのいずれか一方または双方に適正な光量指令
を出力し、光源1A、1Bの光量を制御する。各光源1
A、1Bについて上述の適正な光量指令を得るためのア
ルゴリズムを図3のフローチャートに示す。なお、信号
処理部24は、たとえばマイクロコンピュータおよび信
号入出力のための周辺回路によって実現することができ
る。図3のフローチャートに示すように、信号処理部2
4において、各反射光に対応する電気信号がセンサ11
の入力レンジの範囲内である場合、対応する光源につい
て光量制御は行われない。逆に、各反射光に対応する電
気信号がセンサ11の入力レンジの範囲内でない場合、
信号の大きさが小さすぎる場合には対応する光源の光量
を所定量だけ増大し、信号の大きさが大きすぎる場合に
は対応する光源の光量を所定量だけ減少させる。
た光はマスク21(プレート23)上に斜入射し、正反
射してミラー7A′(7B′)に入射する。ミラー7
A′(7B′)で図中下方(上方)に反射された光はレ
ンズ6A′(6B′)および開口絞り8A(8B)を介
してプリズム10に入射する。プリズム10でそれぞれ
図中左方向に偏向された2つの反射光は、共通の二次元
センサ(またはCCDのような一次元センサ)11で受
光される。センサ11では、2つの反射光の位置および
光量を検出し、光量に応じた電気信号が信号処理部24
に出力される。信号処理部24において、2つの反射光
に対応する電気信号がセンサ11の入力レンジの範囲外
であると判断された場合には、2つの光源制御装置27
A、27Bのいずれか一方または双方に適正な光量指令
を出力し、光源1A、1Bの光量を制御する。各光源1
A、1Bについて上述の適正な光量指令を得るためのア
ルゴリズムを図3のフローチャートに示す。なお、信号
処理部24は、たとえばマイクロコンピュータおよび信
号入出力のための周辺回路によって実現することができ
る。図3のフローチャートに示すように、信号処理部2
4において、各反射光に対応する電気信号がセンサ11
の入力レンジの範囲内である場合、対応する光源につい
て光量制御は行われない。逆に、各反射光に対応する電
気信号がセンサ11の入力レンジの範囲内でない場合、
信号の大きさが小さすぎる場合には対応する光源の光量
を所定量だけ増大し、信号の大きさが大きすぎる場合に
は対応する光源の光量を所定量だけ減少させる。
【0017】このように、二次元センサ11上にはマス
ク21およびプレート23にそれぞれ対応する2つのス
リット像が投影され、信号処理部24、光源制御装置2
7A、27Bおよび光源1A、1Bの協働により適正な
電気信号が得られる。なお、スリット像の長手方向が図
2の紙面に垂直な方向になるように、視野スリット3A
および3Bが構成されている。マスク21およびプレー
ト23が図中実線で示す所定位置にある場合、二次元セ
ンサ11上に結像する2つのスリット像の間隔はLであ
る。
ク21およびプレート23にそれぞれ対応する2つのス
リット像が投影され、信号処理部24、光源制御装置2
7A、27Bおよび光源1A、1Bの協働により適正な
電気信号が得られる。なお、スリット像の長手方向が図
2の紙面に垂直な方向になるように、視野スリット3A
および3Bが構成されている。マスク21およびプレー
ト23が図中実線で示す所定位置にある場合、二次元セ
ンサ11上に結像する2つのスリット像の間隔はLであ
る。
【0018】図2において、マスク21が図中上方に移
動して21′(図中、破線で示す)の位置に、プレート
23が図中上方に移動して23′(図中、破線で示す)
の位置にくると、マスク21およびプレート23からの
反射光の二次元センサ11上における受光位置は、それ
ぞれ図中下方にずれる。その結果、図中破線で示すよう
に、位置ずれした2つのスリット像の間隔はL′とな
る。ちなみに、マスク21およびプレート23が同じ距
離だけ図中同じ方向に移動した場合、すなわちマスク2
1とプレート23との間隔が一定であれば、LとL′の
大きさが等しくなるように光学系が対称性をもって構成
されている。
動して21′(図中、破線で示す)の位置に、プレート
23が図中上方に移動して23′(図中、破線で示す)
の位置にくると、マスク21およびプレート23からの
反射光の二次元センサ11上における受光位置は、それ
ぞれ図中下方にずれる。その結果、図中破線で示すよう
に、位置ずれした2つのスリット像の間隔はL′とな
る。ちなみに、マスク21およびプレート23が同じ距
離だけ図中同じ方向に移動した場合、すなわちマスク2
1とプレート23との間隔が一定であれば、LとL′の
大きさが等しくなるように光学系が対称性をもって構成
されている。
【0019】図4は、等倍投影光学系とマスクおよびプ
レートとの共役関係を示す図である。図4において、マ
スク31に形成されたパターンは、等倍投影光学系32
を介してプレートのような基板33上に結像する。マス
ク31が図中上方に距離dだけ移動して破線で示すよう
に31′の位置にくると、パターンの結像位置は基板3
3の位置より距離dだけ図中上方に移動する。すなわ
ち、マスク31と基板33との間隔を一定に保持するよ
うに、基板33を図中破線で示す位置に移動すれば、共
役関係が保たれ転写パターンの焦点ずれが発生しない。
レートとの共役関係を示す図である。図4において、マ
スク31に形成されたパターンは、等倍投影光学系32
を介してプレートのような基板33上に結像する。マス
ク31が図中上方に距離dだけ移動して破線で示すよう
に31′の位置にくると、パターンの結像位置は基板3
3の位置より距離dだけ図中上方に移動する。すなわ
ち、マスク31と基板33との間隔を一定に保持するよ
うに、基板33を図中破線で示す位置に移動すれば、共
役関係が保たれ転写パターンの焦点ずれが発生しない。
【0020】したがって、図1および図2に示すような
露光装置において、距離LおよびL′が常に一定になる
ように、駆動制御装置28および駆動装置29、30に
よってマスク21およびプレート23のうち少なくとも
一方を移動制御すれば、転写パターンの焦点ずれを実質
的に回避することができる。また、マスク21およびプ
レート23からの反射光が図2中実線で示す光路を進
み、二次元センサ11上においてそれぞれ所定位置で受
光されるように、ひいてはマスク21およびプレート2
3がそれぞれ所定位置に位置決めされるように、マスク
21およびプレート23の双方を移動制御してもよい。
露光装置において、距離LおよびL′が常に一定になる
ように、駆動制御装置28および駆動装置29、30に
よってマスク21およびプレート23のうち少なくとも
一方を移動制御すれば、転写パターンの焦点ずれを実質
的に回避することができる。また、マスク21およびプ
レート23からの反射光が図2中実線で示す光路を進
み、二次元センサ11上においてそれぞれ所定位置で受
光されるように、ひいてはマスク21およびプレート2
3がそれぞれ所定位置に位置決めされるように、マスク
21およびプレート23の双方を移動制御してもよい。
【0021】図5は、マスクの自重による撓みおよびプ
レート表面の傾斜がある様子を示す図であって、(a)
は予備走査(非露光)前のマスクおよびプレートの様子
を、(b)は予備走査後に位置決め補正されたマスクお
よびプレートの様子を示している。一般に、マスクは周
辺支持されているので自重による撓みが問題となる。ま
た、プレートはステージにより全面支持されているので
撓み変形は問題とならないが、表面傾斜が問題になる。
レート表面の傾斜がある様子を示す図であって、(a)
は予備走査(非露光)前のマスクおよびプレートの様子
を、(b)は予備走査後に位置決め補正されたマスクお
よびプレートの様子を示している。一般に、マスクは周
辺支持されているので自重による撓みが問題となる。ま
た、プレートはステージにより全面支持されているので
撓み変形は問題とならないが、表面傾斜が問題になる。
【0022】図5(a)に示すように、マスク41が自
重により撓み、プレート43の表面に傾斜が付いている
ような場合には、たとえばマスク41の中心Oにおいて
プレート43との間隔を所定間隔Hに保持しても、マス
ク41とプレート43の間隔を走査方向(図中矢印で示
す)に亘って所定間隔Hに保持することはできない。そ
の結果、図中矢印方向に走査しながら等倍投影光学系4
2を介してマスク41に形成されたパターンをプレート
43に転写すると、プレート43の中央O′の付近では
焦点ずれが発生しないが周辺領域では転写パターンの焦
点ずれが発生してしまう。
重により撓み、プレート43の表面に傾斜が付いている
ような場合には、たとえばマスク41の中心Oにおいて
プレート43との間隔を所定間隔Hに保持しても、マス
ク41とプレート43の間隔を走査方向(図中矢印で示
す)に亘って所定間隔Hに保持することはできない。そ
の結果、図中矢印方向に走査しながら等倍投影光学系4
2を介してマスク41に形成されたパターンをプレート
43に転写すると、プレート43の中央O′の付近では
焦点ずれが発生しないが周辺領域では転写パターンの焦
点ずれが発生してしまう。
【0023】そこで、図2の位置検出光学系を用いて、
非露光の状態で予備走査しながらマスク41およびプレ
ート43の位置情報を検出する。検出した位置情報に基
づいて、マスク41とプレート43との間隔と所定間隔
Hとの偏差が走査方向に亘ってできるだけ小さくなるよ
うに、マスク41およびプレート43の少なくとも一方
を位置決め制御する。こうして、図5(b)に示すよう
に予備走査後に位置決め補正し、マスク41に形成され
たパターンを等倍投影光学系42を介してプレート43
に転写すると、プレート43のほぼ全面に亘り転写パタ
ーンの焦点ずれのない投影露光が可能になる。
非露光の状態で予備走査しながらマスク41およびプレ
ート43の位置情報を検出する。検出した位置情報に基
づいて、マスク41とプレート43との間隔と所定間隔
Hとの偏差が走査方向に亘ってできるだけ小さくなるよ
うに、マスク41およびプレート43の少なくとも一方
を位置決め制御する。こうして、図5(b)に示すよう
に予備走査後に位置決め補正し、マスク41に形成され
たパターンを等倍投影光学系42を介してプレート43
に転写すると、プレート43のほぼ全面に亘り転写パタ
ーンの焦点ずれのない投影露光が可能になる。
【0024】図6は、別の位置検出光学系の構成を示す
図である。図示の位置検出光学系は、LEDのような1
つの光源51を備えている。光源51を射出した光はレ
ンズ52および視野スリット53を介してビームスプリ
ッター54に入射する。ビームスプリッター54に入射
した光は、図中上方に向かう反射光束と図中左方向に進
む透過光束に分割される。反射光束は、開口絞り55A
および比較的大きな開口の対物レンズ56Aを介してマ
スク21に斜入射する。一方、透過光束は開口絞り55
Bおよび比較的大きな開口の対物レンズ56Bを介して
プレート23に斜入射する。
図である。図示の位置検出光学系は、LEDのような1
つの光源51を備えている。光源51を射出した光はレ
ンズ52および視野スリット53を介してビームスプリ
ッター54に入射する。ビームスプリッター54に入射
した光は、図中上方に向かう反射光束と図中左方向に進
む透過光束に分割される。反射光束は、開口絞り55A
および比較的大きな開口の対物レンズ56Aを介してマ
スク21に斜入射する。一方、透過光束は開口絞り55
Bおよび比較的大きな開口の対物レンズ56Bを介して
プレート23に斜入射する。
【0025】マスク21およびプレート23で反射した
光は、それぞれレンズ56Aおよび56Bを介して、さ
らにそれぞれ開口絞り55Aおよび55Bを介して、プ
リズム60に入射する。プリズム60に入射した2つの
反射光は、ともに図中左方向に偏向され、それぞれ対応
する二次元センサ(またはCCDのような一次元セン
サ)11Aおよび11Bに入射する。各センサ11Aお
よび11Bにおいて、対応する反射光の位置および光量
が電気信号に変換される。
光は、それぞれレンズ56Aおよび56Bを介して、さ
らにそれぞれ開口絞り55Aおよび55Bを介して、プ
リズム60に入射する。プリズム60に入射した2つの
反射光は、ともに図中左方向に偏向され、それぞれ対応
する二次元センサ(またはCCDのような一次元セン
サ)11Aおよび11Bに入射する。各センサ11Aお
よび11Bにおいて、対応する反射光の位置および光量
が電気信号に変換される。
【0026】各センサ11Aおよび11Bでそれぞれ変
換された信号の大きさを信号処理部24において判断
し、信号の大きさが各センサの適正入力レンジの範囲外
である場合には、信号の大きさが各センサの適正入力レ
ンジの範囲内に入るように、ゲインコントローラ24
A、24Bによって各センサの入力ゲインを変更する。
入力ゲインの変更は、センサがたとえばCCDの場合に
は、その蓄積時間を変更することによっても実現可能で
ある。また、信号処理部24における入力ゲイン指令を
得るためのアルゴリズムは、図3において「光源の光量
指令」を「センサの入力ゲイン指令」と読み換えたアル
ゴリズムによって実現される。図6に示す位置検出光学
系の動作は、図2の位置検出光学系の動作と同様であ
り、重複する説明を省略する。ただし、図6において、
マスク21およびプレート23が図中上方に移動する
と、二次元センサ11上の反射光受光位置が同じく図中
上方に移動する点は、図2の位置検出光学系の場合と逆
である。
換された信号の大きさを信号処理部24において判断
し、信号の大きさが各センサの適正入力レンジの範囲外
である場合には、信号の大きさが各センサの適正入力レ
ンジの範囲内に入るように、ゲインコントローラ24
A、24Bによって各センサの入力ゲインを変更する。
入力ゲインの変更は、センサがたとえばCCDの場合に
は、その蓄積時間を変更することによっても実現可能で
ある。また、信号処理部24における入力ゲイン指令を
得るためのアルゴリズムは、図3において「光源の光量
指令」を「センサの入力ゲイン指令」と読み換えたアル
ゴリズムによって実現される。図6に示す位置検出光学
系の動作は、図2の位置検出光学系の動作と同様であ
り、重複する説明を省略する。ただし、図6において、
マスク21およびプレート23が図中上方に移動する
と、二次元センサ11上の反射光受光位置が同じく図中
上方に移動する点は、図2の位置検出光学系の場合と逆
である。
【0027】なお、上述の実施例において、シリンドリ
カルレンズを介してスリット状の光束をその長手方向に
圧縮し、一次元センサで受光すれば受光光量が増大する
ので、S/N比の向上およびパターンの平均化効果を期
待することができる。また、上述の実施例では、位置検
出系として斜入射フォーカス検出光学系を使用する例を
説明したが、他の適当な位置検出手段を使用することが
できる。
カルレンズを介してスリット状の光束をその長手方向に
圧縮し、一次元センサで受光すれば受光光量が増大する
ので、S/N比の向上およびパターンの平均化効果を期
待することができる。また、上述の実施例では、位置検
出系として斜入射フォーカス検出光学系を使用する例を
説明したが、他の適当な位置検出手段を使用することが
できる。
【0028】さらに、上述の実施例では、等倍投影光学
系を有する露光装置について本発明を説明したが、非等
倍の投影光学系を有する露光装置においても、マスクの
位置情報および基板の位置情報に基づいて、マスクと基
板との間隔が所定間隔になるように、あるいはマスクの
位置および基板の位置がそれぞれ所定位置になるように
位置決め制御して、転写パターンの焦点ずれを回避する
ことができる。
系を有する露光装置について本発明を説明したが、非等
倍の投影光学系を有する露光装置においても、マスクの
位置情報および基板の位置情報に基づいて、マスクと基
板との間隔が所定間隔になるように、あるいはマスクの
位置および基板の位置がそれぞれ所定位置になるように
位置決め制御して、転写パターンの焦点ずれを回避する
ことができる。
【0029】たとえば、図1および図2に示す実施例に
おいて、投影光学系22が1/M倍の縮小倍率を有する
場合を考える。ここで、二次元センサ11上でのスリッ
ト像の結像位置を検出する方法では、レンズ6Aの倍率
とレンズ6Bの倍率とが等しい場合には、二次元センサ
11上に結像する視野スリット3Aの像(マスク21を
介した光による像)の移動量が視野スリット3Bの像
(プレート23を介した光による像)の移動量のM2 倍
となるように、マスク21またはプレート23の位置決
めを制御すればよい。なお、二次元センサ11上でのス
リット像の間隔を検出する方法では、視野スリット3A
の像と視野スリット3Bの像との間隔が一定となるよう
に制御すればよい。また、レンズ6Aとレンズ6Bとの
倍率を異なる(たとえば投影光学系が1/M倍のときに
は、レンズ6Aの倍率をレンズ6Bの倍率の1/M2 と
する)ように設け、二次元センサ11上での間隔が一定
となるように構成してもよい。上述のような構成は、投
影光学系22が縮小倍率であるときのみに限られること
なく、投影光学系22が拡大倍率を有する場合にも適用
することができる。
おいて、投影光学系22が1/M倍の縮小倍率を有する
場合を考える。ここで、二次元センサ11上でのスリッ
ト像の結像位置を検出する方法では、レンズ6Aの倍率
とレンズ6Bの倍率とが等しい場合には、二次元センサ
11上に結像する視野スリット3Aの像(マスク21を
介した光による像)の移動量が視野スリット3Bの像
(プレート23を介した光による像)の移動量のM2 倍
となるように、マスク21またはプレート23の位置決
めを制御すればよい。なお、二次元センサ11上でのス
リット像の間隔を検出する方法では、視野スリット3A
の像と視野スリット3Bの像との間隔が一定となるよう
に制御すればよい。また、レンズ6Aとレンズ6Bとの
倍率を異なる(たとえば投影光学系が1/M倍のときに
は、レンズ6Aの倍率をレンズ6Bの倍率の1/M2 と
する)ように設け、二次元センサ11上での間隔が一定
となるように構成してもよい。上述のような構成は、投
影光学系22が縮小倍率であるときのみに限られること
なく、投影光学系22が拡大倍率を有する場合にも適用
することができる。
【0030】なお、上述の実施例においては、マスク2
1およびプレート23上の一点における位置関係のみを
検出しているが、マスク21およびプレート23の大き
さが非常に大きい場合には、マスク21およびプレート
23の走査直交方向における複数の点において位置検出
を行ってもよい。この場合、複数の位置検出系を設け、
これらの位置検出系による検出結果に基づいて、マスク
21およびプレート23のうち少なくとも一方の位置を
制御すればよい。また、各実施例における二次元センサ
11の代わりに、上述したようにCCDのような一次元
センサの適用も可能である。
1およびプレート23上の一点における位置関係のみを
検出しているが、マスク21およびプレート23の大き
さが非常に大きい場合には、マスク21およびプレート
23の走査直交方向における複数の点において位置検出
を行ってもよい。この場合、複数の位置検出系を設け、
これらの位置検出系による検出結果に基づいて、マスク
21およびプレート23のうち少なくとも一方の位置を
制御すればよい。また、各実施例における二次元センサ
11の代わりに、上述したようにCCDのような一次元
センサの適用も可能である。
【0031】
【効果】以上説明したように、本発明では、たとえば斜
入射フォーカス検出光学系を利用してマスクおよび基板
の位置情報を検出し、等倍投影光学系の場合にはマスク
と基板との間隔が一定間隔を保つように位置決め制御す
る。その結果、大型のマスクに対しても転写パターンの
焦点ずれの少ない投影露光が可能になる。
入射フォーカス検出光学系を利用してマスクおよび基板
の位置情報を検出し、等倍投影光学系の場合にはマスク
と基板との間隔が一定間隔を保つように位置決め制御す
る。その結果、大型のマスクに対しても転写パターンの
焦点ずれの少ない投影露光が可能になる。
【図1】本発明の実施例にかかる露光装置の構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図2】図1の露光装置の位置検出系の構成を示す図で
ある。
ある。
【図3】図1および図2の各光源について適正な光量指
令を得るためのアルゴリズムを示すフローチャートであ
る。
令を得るためのアルゴリズムを示すフローチャートであ
る。
【図4】等倍投影光学系とマスクおよびプレートとの共
役関係を示す図である。
役関係を示す図である。
【図5】マスクの自重による撓みおよびプレート表面の
テーパがある様子を示す図であって、(a)は予備走査
(非露光)前のマスクおよびプレートの様子を、(b)
は予備走査後に位置決め補正されたマスクおよびプレー
トの様子を示している。
テーパがある様子を示す図であって、(a)は予備走査
(非露光)前のマスクおよびプレートの様子を、(b)
は予備走査後に位置決め補正されたマスクおよびプレー
トの様子を示している。
【図6】別の位置検出光学系の構成を示す図である。
【図7】従来の露光装置の構成を概略的に示す図であ
る。
る。
1 光源 2、6 レンズ 3 視野スリット 4、7 ミラー 5、8 開口絞り 6 レンズ 10 プリズム 11 二次元センサまたはCCDのような一次元セン
サ 21 マスク 22 投影光学系 23 基板 24 信号処理部 24A、24B ゲインコントローラ 27A、27B 光源制御装置 28 駆動制御装置 29、30 駆動装置
サ 21 マスク 22 投影光学系 23 基板 24 信号処理部 24A、24B ゲインコントローラ 27A、27B 光源制御装置 28 駆動制御装置 29、30 駆動装置
Claims (11)
- 【請求項1】 ほぼ等倍の投影光学系を介して第1の基
板上に形成されたパターンを第2の基板上に投影露光す
る露光装置において、 前記第1の基板および前記第2の基板の位置情報を検出
するための位置検出手段と、 前記位置検出手段が検出した位置情報に基づいて、前記
第1の基板と前記第2の基板との間隔を実質的に一定に
保つように、前記第1の基板および前記第2の基板のう
ち少なくとも一方の基板の位置決めを制御するための位
置決め制御手段を備えていることを特徴とする露光装
置。 - 【請求項2】 前記位置検出手段は、前記第1の基板お
よび前記第2の基板に光ビームを斜入射させるための光
入射手段と、前記第1の基板および前記第2の基板の各
々からの反射光を受光するための受光手段とを備え、 前記位置決め制御手段は、前記第1の基板からの反射光
を受光した位置および前記第2の基板からの反射光を受
光した位置に基づいて、前記第1の基板および前記第2
の基板のうち少なくとも一方の基板の位置決めを制御す
ることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 - 【請求項3】 前記光入射手段は、前記第1の基板に光
ビームを斜入射させるための第1の光入射手段と、前記
第2の基板に光ビームを斜入射させるための第2の光入
射手段とを備えていることを特徴とする請求項2に記載
の露光装置。 - 【請求項4】 前記第1の基板からの反射光の光量およ
び前記第2の基板からの反射光の光量に応じて、第1の
光入射手段の光源の光量および前記第2の光入射手段の
光源の光量をそれぞれ制御するための光量制御手段を備
えていることを特徴とする請求項3に記載の露光装置。 - 【請求項5】 前記露光装置は、前記受光手段として、
前記第1の基板からの反射光を受光するための第1の受
光手段と、前記第2の基板からの反射光を受光するため
の第2の受光手段とを備えるとともに、前記第1の基板
からの反射光の光量および前記第2の基板からの反射光
の光量に応じて、前記第1の受光手段の感度および前記
第2の受光手段の感度をそれぞれ制御するための感度制
御手段を備えていることを特徴とする請求項2に記載の
露光装置。 - 【請求項6】 前記位置決め制御手段は、前記第1の基
板からの反射光を受光した位置と前記第2の基板からの
反射光を受光した位置との相対的な位置関係に基づい
て、前記第1の基板および前記第2の基板のうち少なく
とも一方の基板の位置決めを制御することを特徴とする
請求項2乃至5のいずれか1項に記載の露光装置。 - 【請求項7】 前記位置決め制御手段は、前記第1の基
板からの反射光を受光した位置および前記第2の基板か
らの反射光を受光した位置に基づいて、前記第1の基板
および前記第2の基板をそれぞれ所定位置に移動させる
ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載
の露光装置。 - 【請求項8】 前記第1の基板および前記第2の基板を
前記投影光学系に対して一方向に走査しながら投影露光
する装置であって、 前記位置検出手段は、非露光状態での予備走査において
前記第1の基板および前記第2の基板の複数の点におけ
る位置情報を検出し、 前記位置決め制御手段は、前記複数の点における前記位
置検出手段の位置情報に基づいて、前記第1の基板と前
記第2の基板との間隔を走査範囲に亘って実質的に一定
に保つように、前記第1の基板および前記第2の基板の
うち少なくとも一方の基板の位置決めを制御することを
特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光
装置。 - 【請求項9】 前記位置検出手段は、前記予備走査にお
いて前記第1の基板および前記第2の基板のほぼ全面に
亘る位置情報を検出することを特徴とする請求項8に記
載の露光装置。 - 【請求項10】 投影光学系を介して第1の基板上に形
成されたパターンを第2の基板上に投影露光する露光装
置において、 前記第1の基板の位置情報および前記第2の基板の位置
情報を検出するための位置検出手段と、 前記第1の基板の位置情報および前記第2の基板の位置
情報に基づいて、前記第1の基板と前記第2の基板との
間隔が所定間隔になるように、前記第1の基板および前
記第2の基板のうち少なくとも一方の基板の位置決めを
制御するための位置決め制御手段を備えていることを特
徴とする露光装置。 - 【請求項11】 前記位置決め制御手段は、前記第1の
基板の位置情報および前記第2の基板の位置情報に基づ
いて、前記第1の基板および前記第2の基板をそれぞれ
所定位置に移動させることを特徴とする請求項10に記
載の露光装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6124597A JPH07221012A (ja) | 1993-12-06 | 1994-05-13 | 露光装置 |
| KR1019940032886A KR100363922B1 (ko) | 1993-12-06 | 1994-12-06 | 노광장치및노광방법 |
| US08/349,869 US5640227A (en) | 1993-12-06 | 1994-12-06 | Exposure apparatus and exposure method for minimizing defocusing of the transferred pattern |
| KR1020020037152A KR100382261B1 (ko) | 1993-12-06 | 2002-06-28 | 노광 장치 및 노광 방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33976993 | 1993-12-06 | ||
| JP5-339769 | 1993-12-06 | ||
| JP6124597A JPH07221012A (ja) | 1993-12-06 | 1994-05-13 | 露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221012A true JPH07221012A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=26461257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6124597A Pending JPH07221012A (ja) | 1993-12-06 | 1994-05-13 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07221012A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0785472A3 (en) * | 1996-01-16 | 1998-01-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Scan type projection exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| JPH10326738A (ja) * | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
| KR100441100B1 (ko) * | 2002-07-11 | 2004-07-19 | 엘지전자 주식회사 | 노광공정의 위치측정장치 및 위치측정방법 |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP6124597A patent/JPH07221012A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0785472A3 (en) * | 1996-01-16 | 1998-01-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Scan type projection exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
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