(57)【要約】【課題】  本発明は、ＭＥＭＳ、半導体等の製造に用いるマスクレス露光装置およびマスクレス露光方法に関し、投影パターンの大きさに応じて投影倍率を可変にした場合であっても精度よく投影パターンを形成することを目的とする。【解決手段】  基板を支持するステージと、前記基板に投影する所望の投影パターンを外部信号の入力により生成する空間光変調部と、対物レンズを備え前記投影パターンを前記基板に投影する投影光学系と、前記対物レンズを介して前記基板に形成された位置合わせマークを検出する観察光学系とを有するマスクレス露光装置であって、前記投影光学系は、投影倍率を変更可能に前記対物レンズが構成されてなるとともに、前記投影倍率を変更する毎に、前記位置合わせマークを予め設定した指標又は予め特定した前記投影パターンの中心位置に対して位置合わせする機構を有することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持するステージと、
前記基板に投影する所望の投影パターンを外部信号の入力により生成する空間光変調部と、
対物レンズを備え前記投影パターンを前記基板に投影する投影光学系と、
前記対物レンズを介して前記基板に形成された位置合わせマークを検出する観察光学系と、
を有するマスクレス露光装置であって、
前記投影光学系は、投影倍率を変更可能に前記対物レンズが構成されてなるとともに、前記投影倍率を変更する毎に、前記位置合わせマークを予め設定した指標又は予め特定した前記投影パターンの中心位置に対して位置合わせする機構を有することを特徴とするマスクレス露光装置。
【請求項２】
請求項１記載のマスクレス露光装置において、
前記ステージ上の前記基板を載置する位置とは異なる位置に、位置検出用の投影パターンを投影するための反射部材または蛍光部材を設けてなることを特徴とするマスクレス露光装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のマスクレス露光装置において、
前記観察光学系は、前記投影パターンを表示するモニタを有し、前記モニタは予め設定された指標を有することを特徴とするマスクレス露光装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のマスクレス露光装置において、
前記観察光学系は、前記基板に設けられた位置合わせマークの位置を画像処理により検出する位置検出装置を有することを特徴とするマスクレス露光装置。
【請求項５】
外部信号の入力により生成される所望の投影パターンを、対物レンズを備えた投影光学系を介して基板に投影して前記基板を露光するマスクレス露光方法において、
第１の投影倍率を有する第１の対物レンズを設定するとともに、前記第１の対物レンズを含む第１の観察光学系を用いて、前記基板に形成された位置合わせマークを観察し、予め設定した指標又は予め特定した前記投影パターンの中心位置に対して位置合わせを行う第１の工程と、
前記第１の対物レンズを介して、前記基板に前記投影パターンを投影露光する第２の工程と、
前記第１の投影倍率と異なる第２の投影倍率の第２の対物レンズを設定するとともに、前記第２の対物レンズを含む第２の観察光学系を用いて、前記位置合わせマークを観察し、前記指標又は前記投影パターンの中心位置に対して位置合わせを行う第３の工程と、
前記第２の対物レンズを介して、前記基板に前記投影パターンを投影露光する第４の工程と、
を有することを特徴とするマスクレス露光方法。
【請求項６】
請求項５記載のマスクレス露光方法において、
蛍光部材に向けて照射された前記投影パターンの蛍光像、或いは反射部材に向けて照射された前記投影パターンの反射像を前記第１の観察光学系及び前記第２の観察光学系にて検出し、前記投影パターンの中心位置を特定することを特徴とするマスクレス露光方法。
【請求項７】
請求項５記載のマスクレス露光方法において、
蛍光部材に向けて照射された前記投影パターンの蛍光像、或いは反射部材に向けて照射された前記投影パターンの反射像を前記第１の観察光学系及び前記第２の観察光学系にて検出し、前記指標を前記蛍光像又は前記反射像に対して位置設定することを特徴とするマスクレス露光方法。
【請求項８】
請求項５又は７記載のマスクレス露光方法において、
前記観察光学系を介して検出された前記基板上の位置合わせマークを前記モニタに表示し、前記モニタに表示された前記指標に対して、前記基板を載置したステージを移動して前記位置合わせマークを位置合わせして前記ステージの位置を補正することを特徴とするマスクレス露光方法。
【請求項９】
請求項５又は６記載のマスクレス露光方法において、
前記観察光学系を介して検出された前記基板上の位置合わせマークの位置を画像処理により検出し、前記投影パターンの中心位置とのずれ量を求め前記ステージの位置を補正することを特徴とするマスクレス露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)、半導体等の製造に用いるマスクレス露光装置およびマスクレス露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)を用いて露光パターンを生成し、この露光パターンを縮小投影して基板を露光するマスクレス露光装置が開発されている。
従来のマスクレス露光装置では、１回に露光される露光面積が非常に小さいにも拘わらず、露光する領域を単に複数に分割し、ステージを移動させながら画面継ぎ露光をしているため、露光作業に多大な時間が必要になるという問題があったが、対物レンズを調整することによりパターンの投影倍率を可変にしてこの問題を解決していた。
【特許文献１】特開２０００−４０６６０号公報
【特許文献２】特開２００６−３１０４４６号公報
【特許文献３】特開２００７−２５３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、露光パターンの位置合わせは、被露光物に載置したステージを移動させる過程で、被露光物に形成されたアライメントマークをカメラで読み取り、読み取った位置データに基づいて位置補正を行っていたに過ぎない。
【０００４】
本発明は、かかる事情に対処してなされたもので、投影パターンの大きさに応じて投影倍率を可変にした場合であっても精度よく投影パターンを形成できるマスクレス露光装置およびマスクレス露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のマスクレス露光装置は、基板を支持するステージと、前記基板に投影する所望の投影パターンを外部信号の入力により生成する空間光変調部と、対物レンズを備え前記投影パターンを前記基板に投影する投影光学系と、前記対物レンズを介して前記基板に形成された位置合わせマークを検出する観察光学系とを有するマスクレス露光装置であって、前記投影光学系は、投影倍率を変更可能に前記対物レンズが構成されてなるとともに、前記投影倍率を変更する毎に、前記位置合わせマークを予め設定した指標又は予め特定した前記投影パターンの中心位置に対して位置合わせする機構を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明のマスクレス露光方法は、外部信号の入力により生成される所望の投影パターンを、対物レンズを備えた投影光学系を介して基板に投影して前記基板を露光するマスクレス露光方法において、第１の投影倍率を有する第１の対物レンズを設定するとともに、前記第１の対物レンズを含む第１の観察光学系を用いて、前記基板に形成された位置合わせマークを観察し、予め設定した指標又は予め特定した前記投影パターンの中心位置に対して位置合わせを行う第１の工程と、前記第１の対物レンズを介して、前記基板に前記投影パターンを投影露光する第２の工程と、前記第１の投影倍率と異なる第２の投影倍率の第２の対物レンズを設定するとともに、前記第２の対物レンズを含む第２の観察光学系を用いて、前記位置合わせマークを観察し、前記指標又は前記投影パターンの中心位置に対して位置合わせを行う第３の工程と、前記第２の対物レンズを介して、前記基板に前記投影パターンを投影露光する第４の工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、露光作業時間を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１は、本発明のマスクレス露光装置の第１の実施形態を示している。
【０００９】
このマスクレス露光装置は、露光光学系１１、ステージ１３、観察光学系１５を有している。
【００１０】
露光光学系１１は、投影照明光学系１７、ＤＭＤ素子１９、投影光学系２０を有している。投影光学系２０は、第１投影レンズ群２１、ダイクロイックミラー２３、第２投影レンズ群２５を有している。
【００１１】
投影照明光学系１７は、露光光源２７、コンデンサレンズ２９を有している。露光光源２７には、ＬＤ、ＬＥＤ、水銀ランプ等が使用される。より具体的には、ｉ線(３６５ｎｍ)、ｇ線(４３６ｎｍ)等の露光光が使用される。コンデンサレンズ２９は、露光光源２７からの露光光を集光し、平行光をＤＭＤ素子１９に照射する。ＤＭＤ素子(Digital Micromirror Device)１９は、反射角変更可能な多数のマイクロミラーを有している。ＤＭＤ素子駆動回路３１によりマイクロミラーを駆動して反射角を変えることで、種々な形状の露光パターンを生成することが可能である。
【００１２】
ＤＭＤ素子１９で反射された露光パターンを有する露光光は、第１投影レンズ群２１を通りダイクロイックミラー２３で反射される。反射された露光光は、対物レンズ群である第２投影レンズ群２５を通り基板Ｗ上に照射され基板Ｗに塗布されたレジストが露光される。第１投影レンズ群２１および第２投影レンズ群２５は、それぞれ収差の補正された無限遠系設計となっており、ＤＭＤ素子１９上の１点から出て第１投影レンズ群２１を通過した光束は平行な光束となっている。そして、第２投影レンズ群２５を通過し焦点面の１点で集光する。第２投影レンズ群２５は、図示しないレボルバに支持されており、レボルバを回転することで倍率の異なる複数の第２投影レンズ群２５Ａ等に交換可能とされている。
【００１３】
ステージ１３は、水平方向および鉛直方向に移動可能とされている。ステージ１３は、ステージコントローラ３３により駆動を制御される。ステージ１３上には、基板Ｗが吸着可能とされている。ステージ１３上には、ＤＭＤ素子１９の露光パターンの位置を検出するための蛍光部材３５が固定されている。
【００１４】
観察光学系１５は、観察照明光学系３７、ハーフミラー３９、ダイクロイックミラー２３、第２投影レンズ群２５、結像レンズ４１、撮像素子４３、モニタ４５を有している。ダイクロイックミラー２３、第２投影レンズ群２５は、露光光学系１１と観察光学系１５に共用されている。
【００１５】
観察照明光学系３７は、光源４７、コレクタレンズ４９を有している。光源４７には、白色光源が使用される。より具体的には、基板Ｗのレジストを感光しない、例えば波長が５００ｎｍ以上の白色光が使用される。光源４７からの光は、コレクタレンズ４９を通りハーフミラー３９で反射される。反射された光は、ダイクロイックミラー２３を透過し、第２投影レンズ群２５を通り基板Ｗを照明する。基板Ｗで反射した照明光は、第２投影レンズ群２５、ダイクロイックミラー２３、ハーフミラー３９、結像レンズ４１を通り撮像素子４３に導かれる。撮像素子４３は、得られた像を光電変換しモニタ４５に出力する。取得された基板Ｗの拡大画像はモニタ４５の画面に表示される。この実施形態では、説明を簡単にするために、ＤＭＤ素子１９の投影する視野と撮像素子４３の視野とが等しい場合について説明する。しかしながら、特に一致させる必要はない。
【００１６】
図２は、上述した複数の第２投影レンズ群２５，２５Ａ等の詳細を示している。図２では、第１投影レンズ群２１の焦点距離を３００ｍｍとしている。
【００１７】
図２の(ａ)は、レボルバで変更可能な第２投影レンズ群の焦点距離を示している。２０ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍ、２ｍｍの焦点距離の第２投影レンズ群が選択可能とされている。図２の(ｂ)は、その時の投影倍率である。図２の(ｃ)は、ＤＭＤ素子１９の大きさを１６ｍｍ×１２ｍｍとした時の投影される領域の大きさである。図２の(ｄ)は、ＤＭＤ素子１９の１画素の大きさ、すなわち、ＤＭＤ素子１９のマイクロミラーの大きさを１０μｍ□とした時の画素の大きさである。図２の(ｅ)は、第２投影レンズ群の開口数である。図２の(ｆ)は光学解像度である。第２投影レンズ群の開口数を第１投影レンズ群２１と同じ開口数にすると、光学解像度はおよそ４画素相当になる。光学解像度より画素サイズを小さくして複数の画素で線を形成するようにし、欠陥画素は、並んで発生しないという仮定のもと、ＤＭＤ素子１９に欠陥画素があっても電気配線が破断するのを防止している。
【００１８】
図３は、上述したマスクレス露光装置により露光された基板Ｗを示している。基板Ｗには、多数の露光パターン領域Ｐが形成されている。露光パターン領域Ｐは、所定間隔を置いて形成されている。そして、露光パターン領域Ｐの間に位置合わせマークＡが形成されている。
【００１９】
図４は、上述したマスクレス露光装置による基板Ｗへの露光方法の一実施形態を示している。
【００２０】
ステップＳ１：基板Ｗ上に位置合わせマークＡを形成する。位置合わせマークＡは、露光パターン領域Ｐの間に形成される。位置合わせマークＡは、位置合わせマークＡに対応する形状の投影パターンをＤＭＤ素子１９を用いて形成し、その投影パターンを基板Ｗ上に露光した後、現像、エッチングを行うことにより形成される。位置合わせマークＡは、ステージ１３を移動することにより所定の間隔で所定の位置に高い精度で露光される。位置合わせマークＡを最初に形成しておくことにより、後のプロセスにより基板Ｗが変位しても、露光パターン領域Ｐの位置を高い精度で維持することが可能になる。ＤＭＤ素子１９に形成される位置合わせマークＡに対応する形状の投影パターンは、予め装置に記憶されている。
【００２１】
ステップＳ２：位置合わせマークＡが形成された基板Ｗをステージ１３上に載置する。
【００２２】
ステップＳ３：レボルバを操作して、第１の倍率の第２投影レンズ群２５を配置する。既に第１の倍率の第２投影レンズ群２５になっている時には、そのままにする。
【００２３】
ステップＳ４：第１の倍率の第２投影レンズ群２５を用いた時の投影パターンの中心を指標Ｍの中心と一致させる。第２投影レンズ群２５の焦点面に蛍光部材３５が位置するようにステージ１３を移動する。そして、観察照明光学系３７の光源４７を消した状態で、投影照明光学系１７の光源２７を点灯する。ＤＭＤ素子１９には、予め、十字パターンが形成されており、十字パターンが第１投影レンズ群２１、ダイクロイックミラー２３、第２投影レンズ群２５を介して蛍光部材３５に投影される。蛍光部材３５に十字パターンを投影すると蛍光部材３５から蛍光が発生する。この蛍光は、第２投影レンズ群２５で集光され、ダイクロイックミラー２３およびハーフミラー３９を透過して結像レンズ４１で集光され、撮像素子４３上で結像する。そして、モニタ４５に表示される。
【００２４】
図５は、モニタ４５に表示された十字パターンを示している。十字パターンの中心Ｏが投影パターンの中心位置になる。モニタ４５には、図６に示すように４つの指標Ｍが設けられている。モニタ４５上で指標Ｍを移動し、指標Ｍの中心を十字パターンの中心に位置することにより指標Ｍの位置が投影パターンの中心位置に設定される。指標Ｍの間隔は、第１の倍率の第２投影レンズ群２５に対応して設定されている。第１の倍率の第２投影レンズ群２５の焦点距離は、例えば２０ｍｍとされている。なお、点線は、モニタ４５の視野Ｆを示している。
【００２５】
ステップＳ５：第１の倍率の第２投影レンズ群２５を用いて露光パターン領域Ｐへの露光を行う。
【００２６】
図７は、図３に示した基板Ｗの位置合わせマークＡ、露光パターン領域Ｐの詳細を示している。露光パターン領域Ｐは、位置合わせマークＡに対して所定の間隔だけ離れた位置に設けられている。露光パターン領域Ｐは、ＤＭＤ素子１９の投影パターンが投影される露光領域ＥＸ１１〜ＥＸ３３のように分割されている。そして、露光パターン領域Ｐには、露光領域ＥＸ１１〜ＥＸ３３より小さい露光領域ＦＸ１〜ＦＸ３が存在している。このステップＳ５では、露光領域ＥＸ１１〜ＥＸ３３のみが第１の倍率の第２投影レンズ群２５を用いて露光される。各露光領域ＥＸ１１〜ＥＸ３３の位置は、ステージコントローラ３３に位置合わせマークＡからの相対的な座標(Ｘ，Ｙ)として記憶されている。ステージコントローラ３３は、ステージ１３に移動量を指定して移動させ、ＤＭＤ駆動回路３１に信号を送り、対応する露光領域ＥＸ１１〜ＥＸ３３を順次露光する。
【００２７】
各露光パターン領域Ｐへの露光前には、位置合わせマークＡの位置と指標Ｍとの位置合わせを行う。この位置合わせは、モニタ４５を用いて行われる。モニタ４５には、例えば図８に示すように、基板Ｗ上に設けられた位置合わせマークＡの像と、焦点距離が２０ｍｍの第２投影レンズ群２５の位置合わせ目標を示す指標Ｍが重ねて表示されている。指標Ｍの位置は、ステップＳ４で求められたもので、投影パターンの中心位置に設定されている。指標Ｍの間隔は、焦点距離が２０ｍｍの第２投影レンズ群２５に対応して設定されている。
【００２８】
位置合わせマークＡは、図９に示すように十字形状をしている。位置合わせマークＡは、相互に直交する４本の線部Ｓを有している。各線部Ｓは同一形状に形成されている。各線部Ｓには、中心に向けて線幅が細くなるように段差部が形成されている。図９において数字は各部の寸法をμｍ単位で示している。線部Ｓの幅１２０、６０、３０、１２は、図２に示した焦点距離２０ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍ、２ｍｍの第２投影レンズ群に対応して形成されている。
【００２９】
指標Ｍは、図８に示すように、対向した一対の直角三角形からなり、対称軸上に位置合わせマークＡの中心を合わせるようになっている。位置合わせマークＡと指標Ｍの中心が一致している時に、位置合わせマークＡの十字線の端と指標Ｍの直角三角形の斜辺との交点が、指標Ｍの直角三角形の斜辺の中点になる。なお、点線は、モニタ４５の視野Ｆを示している。
【００３０】
図１０に示すように、指標Ｍの中心に対して位置合わせマークＡの中心がずれている場合には、位置合わせマークＡの十字線の端と指標Ｍの直角三角形の斜辺とが交わる位置がずれてしまう。オペレータは、十字線の端と直角三角形の斜辺とが図８に示すようになるようにステージ１３を移動して、位置合わせマークＡの中心と指標Ｍの中心を合わせる。この時、指標Ｍの直角三角形の斜辺の傾斜が小さいほど、位置合わせマークＡの中心と指標Ｍの位置ずれに対する感度は高くなるが、ずれ量が大きくなると位置合わせマークＡの十字線の端が指標Ｍの直角三角形の斜辺から外れてしまうので、位置合わせマークＡの位置合わせに用いる部分の線幅の１／８から１／２程度の傾斜にしておくのが望ましい。
【００３１】
ステップＳ６：レボルバを操作して、第２の倍率の第２投影レンズ群２５Ａを配置する。
【００３２】
ステップＳ７：第２の倍率の第２投影レンズ群２５Ａを用いた時の投影パターンの中心を指標Ｍの中心と一致させる。第２の倍率の第２投影レンズ群２５Ａの焦点面に蛍光部材３５が位置するようにステージ１３を移動する。そして、上述したステップＳ４と同様にして、蛍光部材３５から発生した蛍光による十字パターン像をモニタ４５に表示する。そして、上述したステップＳ４と同様にして、モニタ４５上で指標Ｍを移動し、指標Ｍの中心を十字パターンの中心に位置させることにより指標Ｍの位置が投影パターンの中心位置に設定される。指標Ｍの間隔は、第２の倍率の第２投影レンズ群２５Ａに対応して設定される。第２の倍率の第２投影レンズ群２５Ａの焦点距離は、例えば５ｍｍとされている。
【００３３】
ステップＳ８：第２の倍率の第２投影レンズ群２５Ａを用いて露光パターン領域Ｐへの露光を行う。このステップでは、図７に示した露光領域ＥＸ１１〜ＥＸ３３より小さい露光領域ＦＸ１〜ＦＸ３のみが、第２の倍率の第２投影レンズ群２５Ａを用いて露光される。各露光領域ＦＸ２〜ＦＸ３の位置は、ステージコントローラ３３に位置合わせマークＡからの相対的な座標(ｘ，ｙ)として記憶されている。そして、ステージコントローラ３３によりステージ１３に移動量を指定して移動させ、ＤＭＤ駆動回路３１に信号を送り、対応する露光領域ＦＸ２〜ＦＸ３を順次露光する。
【００３４】
各露光パターン領域Ｐへの露光前には、位置合わせマークＡの位置と指標Ｍとの位置合わせを行う。この位置合わせは、モニタ４５を用いて行われる。モニタ４５には、例えば図１１に示すように、基板Ｗ上に設けられた位置合わせマークＡの像の一部と、焦点距離が５ｍｍの第２投影レンズ群２５Ａの位置合わせ目標を示す指標Ｍが重ねて表示されている。指標Ｍの位置は、ステップＳ７で求められたもので、投影パターンの中心位置に設定されている。指標Ｍの間隔は、焦点距離が５ｍｍの第２投影レンズ群２５Ａに対応して設定されている。オペレータは、ステージ１３を移動して、位置合わせマークＡの中心と指標Ｍの中心を合わせる。図１１において、実際には、視野Ｆを示す点線の内側しか見えないが、位置合わせマークＡの線幅の細い部分を用いて指標Ｍに対する位置合わせを行うことができる。
【００３５】
このようにして基板Ｗへの一連の露光作業が終了する。
【００３６】
上述したマスクレス露光装置では、投影光学系２０の第２投影レンズ群２５，２５Ａ…の倍率を可変とし、投影パターンの線幅が細かい場合には、投影する倍率を上げて大きい開口数の投影光学系２０を用いて狭い面積を露光し、投影パターンの線幅が粗い場合には、投影する倍率を下げて広い面積を露光するようにしたので、露光作業時間を低減することができる。
【００３７】
また、第２投影レンズ群２５，２５Ａ…を介して、十字パターン（投影パターン）、基板Ｗの位置合わせマークＡを観察し、モニターに表示された指標Ｍとそれぞれ位置合わせ（中心を一致させる）を行うべく観察光学系１５を設けたので、第２投影レンズ群２５，２５Ａ…を交換した時に生じる光軸ずれに起因する露光位置のずれを補正して低減することができる。すなわち、例えば第２投影レンズ群を第２投影レンズ群２５から第２投影レンズ群２５Ａに交換すると、光軸の位置が微妙に変化し、ステージ１３の位置が同じでも露光位置がずれてしまう。しかしながら、交換した第２投影レンズ群２５Ａを用いた観察光学系１５によりＤＭＤ素子１９の投影パターンの位置を観察し、光軸ずれも含んだ状態で投影パターンの位置検出を行うことで、光軸ずれに起因する露光位置のずれを補正することができる。
【００３８】
なお、この実施形態では、図７に示したように、露光領域ＥＸ１１〜ＥＸ３３の接続部Ｋを重ねて露光しているが、単に重ねて露光すると図１２の(ａ)に示すように、接続部Ｋの露光量が多くなり望ましくない。そこで、この実施形態では、図１２の(ｂ)に示すように、ＤＭＤ素子１９のマイクロミラーの方向を露光中に周辺側から順次オフに変えることで、接続部Ｋの露光量を他の部分の露光量と同一になるようにしている。そして、このように段階的に光量比を変えることにより、図１２の(ｃ)に示すように、露光領域の位置が僅かにずれても接続部Ｋの光量変化が小さくなり、連続したパターンを確実に形成することができる。
(第２の実施形態)
図１３は、本発明のマスクレス露光装置の第２の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
この実施形態では、撮像素子４３で撮像された画像を画像処理して位置合わせマークＡの位置を検出する位置検出装置５１が設けられている。位置検出装置５１には、撮像素子４３の出力が入力される。また、位置検出装置５１からの出力が、ステージコントローラを含む装置コントローラ５３に入力される。
【００４０】
位置検出装置５１は、図１４に示すように、撮像素子４３から入力される画像信号の太い実線Ｊで囲んだ領域の光強度信号をそれぞれ矢印の方向に積算する。これにより、図１４の周囲に描かれているような一次元の光強度信号が得られる。この光強度信号に対して閾値を設定し、その閾値を横切る２つの座標Ａ、Ｂの中心Ｃを位置合わせマークＡの一端の中心とする。これを図１４に示すようにＸ方向およびＹ方向に独立して測定することで、位置合わせマークＡの中心を求めることができる。同じ方向で２箇所の積算領域を設けているのは、それぞれの中心位置のずれから位置合わせマークＡの回転成分を求めるためである。
【００４１】
この実施形態では、位置検出装置５１により位置合わせマークＡの位置を検出するようにしたので、オペレータが指標Ｍに対する位置合わせをする必要がなくなり作業時間を短縮することができる。そして、画像処理により位置合わせマークＡの中心の座標を求め、蛍光部材３５を入れた時のＤＭＤ素子１９の投影パターンの中心位置の座標との差をオフセット値として算出し、位置合わせマークＡを観察している位置から投影パターンを露光する露光領域ＥＸ１１までのステージ１３の移動量を調整することで光軸ずれに起因する露光位置のずれを容易に補正することができる。従って、作業時間をより短縮することができる。
【００４２】
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００４３】
(１)上述した実施形態では、ＤＭＤ素子１９により露光パターンを生成した例について説明したが、例えば、画面を細かく分割し透過率を制御する液晶表示素子等の空間変調器を用いても良い。
【００４４】
(２)上述した実施形態では、第２投影レンズ群２５，２５Ａ…をレボルバにより交換して倍率を変更した例について説明したが、例えば第２投影レンズ群にズームレンズを使用して倍率を変更するようにしても良い。ズームレンズの場合にも倍率の変更により光軸ずれが発生する。
【００４５】
(３)上述した実施形態では、ＤＭＤ素子１９の投影パターンを蛍光部材３５を介して撮像素子４３で検出した例について説明したが、例えば蛍光部材３５の替わりにミラー等の反射部材を設け、ダイクロイックミラー２３の位置にハーフミラーを配置して検出するようにしても良い。また、蛍光部材３５を使用する場合には、露光光と蛍光との間に波長の差があるので、第２投影レンズ群２５，２５Ａ…に色ずれ補正処理をするのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のマスクレス露光装置の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の第２投影レンズ群の詳細を示す説明図である。
【図３】図１のマスクレス露光装置で露光される基板を示す説明図である。
【図４】図１のマスクレス露光装置を用いた露光工程を示す説明図である。
【図５】モニタに表示される投影パターンを示す説明図である。
【図６】図５の投影パターンに指標を位置決めした状態を示す説明図である。
【図７】図３の位置合わせマークおよび露光パターン領域の詳細を示す説明図である。
【図８】指標に位置合わせマークを合わせた状態を示す説明図である。
【図９】位置合わせマークの詳細形状を示す説明図である。
【図１０】位置合わせマークが指標からずれている状態を示す説明図である。
【図１１】第２投影レンズ群の倍率を大きくした時のモニタの状態を示す説明図である。
【図１２】露光領域の接続部を重ねて露光する方法を示す説明図である。
【図１３】本発明のマスクレス露光装置の第２の実施形態を示す説明図である。
【図１４】図１３の位置検出装置による位置合わせマークの位置検出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１３…ステージ、１５…観察光学系、１９…ＤＭＤ素子、２０…投影光学系、２５，２５Ａ…第２投影レンズ群、３５…蛍光部材、４５…モニタ、５１…位置検出装置、Ａ…位置合わせマーク、Ｍ…指標、Ｗ…基板。
【図１】
2010109220.tif 000003
【図２】
2010109220.tif 000004
【図３】
2010109220.tif 000005
【図４】
2010109220.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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