(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に操作可能な２つの制御対象をそれぞれ駆動制御する２つの制御系を有し、応答性の低い駆動系をマスタとし、応答性の高い駆動系をスレーブとしたマスタ・スレーブ制御系を構成する露光装置であって、
マスタの駆動系はマスタ系速度指令値生成器で生成される速度指令値に追従すべく動作する速度制御系を有すると共にその制御対象の速度情報と位置情報を出力するものであり、
スレーブの駆動系は、スレーブ系速度指令値生成器で生成される速度指令値または前記マスタの駆動系から出力される速度情報のうち、第１切り替え手段によって選択されたいずれか一方に追従すべく動作する速度制御系と、前記スレーブ系速度指令値生成器から得られる位置指令値または前記マスタの駆動系から出力される位置情報にオフセットを加えた値のうち、第２切り替え手段によって選択されたいずれか一方に追従すべく動作する位置制御系とを備え、
前記第１および第２切り替え手段によって前記マスタの駆動系から出力される情報が選択されることによって、前記マスタの駆動系と前記スレーブの駆動系は同期制御され、
前記同期駆動中に予め指定された位置で切り替え手段を切り替えることによって、両駆動系の同期が切り離されて個別に制御されることを特徴とするスキャン露光装置。
【請求項２】
前記第２切り替え手段は、前記マスタの駆動系から出力される位置情報と、予め設定された同期切り替え位置を比較することにより切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載のスキャン露光装置。
【請求項３】
前記同期区間において、前記マスタ系速度指令値生成器に対して前記オフセットが加算された値をスレーブ系速度指令値生成器において同時に発生させておくことを特徴とする請求項１に記載のスキャン露光装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラスプレート又はシリコンウエハ上に形成される電子回路パターンの露光を短時間に効率よく行える露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルなどのデバイスを製造するためには、露光装置によってガラスプレート上に微細な電子回路を形成している。昨今、液晶パネルの大型化に伴い、これらの製造に使用される露光装置はマスクステージとプレートステージを同期してスキャン露光する装置が注目を集めてきた。
【０００３】
従来のスキャン露光装置に関しては、特開平９−６９４８１号公報に記載されているように、応答性の低い駆動系をマスタとし、応答性の高いマスクステージ側の駆動系をスレーブとして制御するマスタ・スレーブ同期制御方式を取っているものがある。
【０００４】
マスタ・スレーブ同期制御方式においては、図６に示すように、マスタの駆動系は速度指令値を生成するマスタ速度指令値生成器５０及び速度指令に追従すべく動作する速度制御手段の速度比較器５１と速度補償器５２等を有する構成とともにその制御対象の速度情報ｖ１と積分器５４により得られる位置情報ｙ１を出力するものである。
【０００５】
スレーブ駆動系はマスタ制御系の速度情報ｖ１を速度指令値として入力し、それに追従すべく動作する速度制御系の速度比較器６１と速度補償器６２等、及びスレーブ側で同期検出されたマスタ・スレーブ相対位置を位置比較器６０で検出し、積分器６４より得られるスレーブ側位置情報ｙ２をマスタ側位置情報ｙ１に追従すべく動作する位置制御系を有し、これらの構成によりマスタ・スレーブ両駆動系を同期スキャンさせ露光処理を行っていた。なお、図６において５７及び６７は位置補償器を示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、マスタ・スレーブ制御系において、同期スキャン露光終了後マスタ・スレーブ間のスキャン方向相対位置が同期スキャン中とは大きく異なる位置に移動しようとする場合、ステージを一旦停止とし、マスタ・スレーブの同期を切り、２軸のステージを別々に駆動させ目的の位置に移動させる必要があった。このため、装置のタクトタイムが低下する原因となっていた。
本発明は、上記従来の露光装置におけるタクトタイムが低下する原因をなくして、高い同期精度を維持しつつ、同期スキャン露光終了後、ステージを一旦停止させることなく次のステージ位置に移動させて、装置及び製造ライン全体としてのスループット向上に寄与することができる露光装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、個別に操作可能な２つの制御対象をそれぞれ駆動制御する２つの制御系を有し、応答性の低い駆動系をマスタとし、応答性の高い駆動系をスレーブとしたマスタ・スレーブ制御系を構成する露光装置であって、マスタの駆動系はマスタ系速度指令値生成器で生成される速度指令値に追従すべく動作する速度制御系を有すると共にその制御対象の速度情報と位置情報を出力するものであり、スレーブの駆動系は、スレーブ系速度指令値生成器で生成される速度指令値または前記マスタの駆動系から出力される速度情報のうち、第１切り替え手段によって選択されたいずれか一方に追従すべく動作する速度制御系と、前記スレーブ系速度指令値生成器から得られる位置指令値または前記マスタの駆動系から出力される位置情報にオフセットを加えた値のうち、第２切り替え手段によって選択されたいずれか一方に追従すべく動作する位置制御系とを備え、前記第１および第２切り替え手段によって前記マスタの駆動系から出力される情報が選択されることによって、前記マスタの駆動系と前記スレーブの駆動系は同期制御され、前記同期駆動中に予め指定された位置で切り替え手段を切り替えることによって、両駆動系の同期が切り離されて個別に駆動されることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態および作用】
本発明の実施の形態に係る露光装置は、同期スキャン時には従来マスタ側に１つしかなかった速度指令値生成器をマスタ・スレーブの両方に用意し、露光区間においては、従来通りマスタ側はマスタ側速度指令値生成器に追従し、スレーブ側はマスタに追従するような制御を行い、露光区間を終了した時点においては、直ちにスレーブ側をスレーブ側速度指令値生成器に追従させる様に切り替える。この切り替えは、マスタ位置情報と、予め露光範囲から計算した同期切り替え位置を比較することにより行う。また、切り替えに際して、スレーブ系の速度偏差、位置偏差の増大を招かないために同期区間においてもマスタ系速度指令値生成器に対してマスタ・スレーブ間の相対位置オフセット分加算された値をスレーブ系速度指令値生成器においても同時に発生させておく。これによって、スムーズな信号切り替えが行われ、ステージを停止させることなくマスタ・スレーブ同期を切り離し、各駆動系個別の制御に切り替えることが可能となることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によって、同期スキャン露光後、その次のショット（ｓｈｏｔ）の露光準備位置やホーム（Ｈｏｍｅ）位置に移動する際に、一旦ステージを停止させることがなくなるため、ステージの加減速により発生する処理時間の低下を招くことなく連続した露光動作を行うことが可能となる。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明の実施例について添付の図面を参照しながら詳しく説明する。図１は本発明の実施例に係るスキャン露光装置を示す基本的な構成図である。図１において１はフォトマスクであり、このフォトマスク１には液晶パネルの回路パターンが形成されている。２はフォトマスク１を搭載するマスクステージであり、図示しないヨー（Ｙａｗ）ガイドに沿ってＹ方向に駆動可能な構造となっている。マスクステージ２のスキャン方向位置はレーザ干渉計３ａによって計測し、その計測結果は通信バス３１を介してステージ制御回路３０に転送される。そして、この露光装置は、ステージ制御回路３０においてマスクステージリニアモータ４ａへの出力電流指令値を計算し、Ｄ／Ａ変換器３２ａ及び電力増幅器３３ａを介してマスクステージリニアモータ４ａを駆動している。
ミラー光学系２０は凹面鏡と凸面鏡で構成されており、円弧状に等倍率でその結像面に像を結像する。
【００１１】
１２は表面にレジストが塗布されているガラスプレートであり、先の露光工程で形成された複数個の被露光領域（ショット）が配列されている。１１はガラスプレート１２を搭載するプレートステージである。このプレートステージ１１は、ガラスプレート１２を受けて上面に吸着・固定するチャック、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に水平移動するＸＹステージ、ミラー光学系２０の光軸方向であるΖ軸方向への移動、Ｚ軸に平行な軸の周りに回転可能な回転ステージ等を備えて構成され、マスク１に形成されている回路パターンをガラスプレート１２上に合致させるための６軸構成となっている。
【００１２】
プレートステージ１１のスキャン方向位置はレーザ干渉計３ｂによって測定し、その測定結果は通信バス３１を介してステージ制御回路３０に転送される。ステージ制御回路３０は、プレートステージリニアモータ４ｂへの出力電流指令値を計算し、Ｄ／Ａ変換器３２ｂ及び電力増幅器３３ｂを介してプレートステージリニアモータ４ｂを駆動制御している。なお、図１において、３４はクロックを示している。
【００１３】
図２は本来制御回路内で実現される制御構成を示したものである。なお、ここでは、応答性が低いプレートステージ１１側をマスタ、マスクステージ２側をスレーブとすることにする。同期制御構成を示した図２では、各軸の位置情報をｙ１、ｙ２、速度情報をｖ１、ｖ２とし、２軸同期化を目指した制御構成を示すものである。以降、信号の流れに従って説明を行う。まず、この制御系では２つの制御モードを有しており、破線で囲んで示した信号選択器１０７で制御モードが切り替えられる。
【００１４】
速度指令値はその生成器１０８ａにより作られてマスタ系に入力される。同期駆動時には、この指令値はマスタ系にのみ入力され、スレーブ系には直接作用させない構成となっている。比較器１０４ａにより速度指令値は速度ｖ１と比較され、その偏差信号はその速度補償器１０２ａに入力される。速度補償器１０２ａの出力が、マスタ系のＤ／Ａ変換器３２ｂ、電力増幅器３３ｂを経てマスタ側リニアモータ４ｂへ入力される操作量となる。マスタ系の動特性１０１ａは伝達関数Ｑ１で表しており、速度補償器伝達関数Ｃｖと合わせて速度制御系マイナーループが構成される。１０３ａは積分器を表しており速度ｖ１と対応する位置ｙ１との関係を示したものである。ここまでマスタ系を説明したがスレーブ系に関しても同様であり、符番も対応させてある。
【００１５】
すなわち、速度指令値はその生成器１０８ｂにより作られてスレーブ系に入力される。同期駆動時には、この指令値はスレーブ系にのみ入力され、マスタ系には直接作用させない構成となっている。比較器１０４ｂにより速度指令値は速度ｖ２と比較され、その偏差信号はその速度補償器１０２ｂに入力される。速度補償器１０２ｂの出力が、スレーブ系のＤ／Ａ変換器３２ａ、電力増幅器３３ａを経てスレーブ側リニアモータ４ａへ入力される操作量となる。スレーブ系の動特性１０１ｂは伝達関数Ｑ１で表しており、速度補償器伝達関数Ｃｖと合わせて速度制御系マイナループが構成される。１０３ｂは積分器を表しており速度ｖ２と対応する位置ｙ２との関係を示したものである。
【００１６】
以下、実際の露光シーケンスに即した同期制御の切り替えにつき説明する。
図３はスキャン露光装置における露光シーケンスを示したフローチャートである。このフローチャートにおいては先の露光工程で形成されたパターンに合わせて露光を行う第２露光工程（２ｎｄＬａｙｅｒ）のシーケンスを示している。この第２露光工程においては、タクトタイム向上のため、第１ショット（１ｓｔＳｈｏｔ）から第ｎショットの順でアライメント計測を先に行い、全ショットのアライメント計測が終了後、第ｎショットから第１ショットの順で露光を行う。すなわちステップ２２で最終ショット（第ｎショット）か否かを判断し、最終ショットでないときにはステップ２３でステップ（Ｓｔｅｐ）状の駆動を行う。ステップ２４ではアライメント計測を行い、最終の第ｎショットまでステップ２２〜２４が繰り返される。最終ショットがなされた後は、ステップ２５へ進み、露光における最終ショットである第１ショット（１ｓｔＳｈｏｔ）か否かが判断され、第１ショットでなければ露光及びステップ（Ｓｔｅｐ）が行われ（ステップ２６）、第１ショットに至るまで繰り返される。第１ショットに達したら、露光及びホーム（Ｈｏｍｅ）位置移動がなされる（ステップ２７）。
【００１７】
図４は、ショット数が４のガラスプレートを例にとり、ガラスプレート１２上でのショットレイアウトと露光方向の関係を示している。ここで、矢印の向きはガラスプレート１２上でのミラー光学系スリット面の相対的な移動方向を示している。同図において、各ショット中心間のＹ方向距離を２Ｌとすると、ショット４（ｓｈｏｔ４）、ショット３（ｓｈｏｔ３）においてのマスク１に対してのプレート相対位置は＋Ｌ、ショット１（ｓｈｏｔ１）、ショット２（ｓｈｏｔ２）においてのマスク１に対してのプレート相対位置は−Ｌとなる。
【００１８】
図５は第３ショット露光後第２ショット露光準備位置へ移動する際のマスタ、スレーブ各軸の最適な駆動パターンを示す図である。区間Ａ〜Ｂは第３ショット（３ｒｄＳｈｏｔ）露光区間であり、マスタ・スレーブ２軸が同期して駆動され、区間Ｂ〜Ｃは同期を切り、この区間では別々な目標位置を目指して駆動が行われることになる。
【００１９】
さてここで、マスタ・スレーブ同期制御切り替えのポイントはマスタ系スレーブ系間の関係であり、図２における信号選択器１０７の設定とその切り替えタイミングとなる。
【００２０】
図５に示す区間Ａ〜Ｂは同期区間であり、図２において両軸間で伝達される情報は速度ｖ１と位置ｙ１の２点であり、切り替えのための信号選択器１０７はａ方向にセットしておく。この状態で、速度信号ｖ１はスレーブ系の速度制御マイナループへの指令値として伝達される。位置信号ｙ１にマスタ・スレーブ間相対位置オフセット１１０として＋Ｌを加算したものと、スレーブ系位置ｙ２と比較され、その偏差、すなわち同期誤差がスレーブ系位置補償器１０４ｂに入力され、同期制御が行われる。
【００２１】
図５における区間Ｂ〜Ｃはマスタ、スレーブ非同期区間であり、Ｃにおいてマスタに対してスレーブの相対位置が−Ｌとなるように各ステージが駆動される。Ｃ点は第２ショット（２ｎｄＳｈｏｔ）の露光準備位置でのマスタ・スレーブのステージ位置関係となる。
【００２２】
Ｂ点を通過した瞬間において図２に示す信号選択器１０７をｂ方向にセットすることにより、マスタ・スレーブ同期は切り離されて、２軸は個別の目標位置に駆動することになる。
【００２３】
信号切り替えのタイミングはスキャン方向及びマスタ側位置情報ｙ１と同期切り替え位置１０９を比較することにより作り出すことが出来る。
また、信号の切り替えに際しては、切り替えのタイミングによりスレーブ系の速度偏差及び位置偏差の増大を招き制御系のエラーを起こしてしまう恐れがあるためスムーズな信号切り替えが必要となってくる。そこで、図５に示すＡ点からの駆動開始の際にマスタ系速度指令値生成器１０８ａとともにスレーブ系速度指令値生成器１０８ｂを初期化し、同期区間ではマスタ系速度指令値生成器１０８ａに対して＋Ｌ分のオフセットが加算された値をスレーブ系速度指令値生成器１０８ｂでも同時に発生させておく。もちろん、同期区間においては、スレーブ系速度指令値生成器の出力をスレーブ制御系には入力してはならない。
【００２４】
以上はスキャン露光後、その次のショットに移動する際の処理を例にとって説明したが、最終ショットスキャン露光終了後、ホーム位置へ移動する際も同等であり、本実施例によりスキャン露光終了時ステージを一旦停止させることなく次のショットの露光準備位置に移動でき、装置タクトタイムの向上を実現することが出来る。
【００２５】
【デバイス生産方法の実施例】
次に上記説明した露光装置または露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。
図７は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す図である。ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００２６】
図８は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明した露光装置によりマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことにより、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００２７】
本実施例の生産方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高い同期精度を維持しつつ、同期スキャン露光終了後一旦停止させることなく次のステージ位置に移動できるため、装置及び製造ライン全体としてのスループット向上に寄与することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施例に係わる同期スキャン露光装置を示す構成図である。
【図２】  本発明に実施例に係わり本来制御回路内で実現される制御構成を示したブロック図である。
【図３】  本発明の実施例に係わる露光シーケンスを示したフローチャートである。
【図４】  本発明の実施例に係わるガラスプレート上でのショットレイアウトと露光方向を示した図である。
【図５】  図４における第３ショット露光後、第２ショット露光準備位置へ移動する際のマスタ、スレーブ各軸の最適な駆動パターンである。
【図６】  従来例の制御構成を示すブロック図である。
【図７】  微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図８】  図７におけるウエハプロセスの詳細な流れを示す図である。
【符号の説明】
１：フォトマスク、２：マスクステージ、３：レーザ干渉計、４：リニアモータ、１１：プレートステージ、１２：ガラスプレート、２０：ミラー光学系、３０：ステージ制御回路、３１：通信バス、３２：ＤＡＣ（Ｄ／Ａ変換器）、１０１：軸の特性、１０２：速度補償器、１０３：積分器、１０４：速度比較器、１０５：位置補償器、１０６：位置比較器、１０７：信号選択器（切り替え手段）、１０８：速度指令値生成器、１０９：同期切り替え位置、１１０：マスタ・スレーブ間相対位置オフセット、ｖ１，ｖ２：速度情報、ｙ１，ｙ２：位置情報。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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