(57)【要約】      （修正有）【課題】マスクより面積の広い大型基板に合成パターンを短い時間で印刷するための方法を提供する。【解決手段】ホログラムマスクを結合素子の第１面に配置して、ホログラムマスクに対して実質的に平行かつ近接するように、そしてホログラムマスクに記録されたパターンに対して横方向に位置決めされるように、基板を配置して、露光ビームをホログラムマスクおよびそこに記録されたパターンに渡って走査すると同時に、基板および第１ホログラムマスクの局所的な間隔を測定して、第１合焦ビームをホログラムマスクに渡って走査し、ホログラムマスクおよび結合素子を変位させて間隔を連続的に修正することにより再構築が行われるようにして、パターンを合焦状態で感光層の一部に印刷し、前記配置ステップおよび印刷ステップを繰り返してパターンを感光層の未露光部分に再び印刷することを含む。【選択図】図１ａ
2007052413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成パターンを基板上の感光層に印刷するための方法であって、
ａ）第１パターンの第１ホログラムマスクを、第１結合素子の第１面に配置すること、
ｂ）第１ホログラムマスクに対して実質的に平行かつ近接するように、そして第１ホログラムマスクに記録された第１パターンに対して横方向に位置決めされるように、基板を、第１ホログラムマスクに対して配置すること、
ｃ）第１露光ビームを前記第１結合素子の第２面を通じて走査し、第１ホログラムマスクに記録されたパターンの少なくとも第１部分を再構築すると同時に、基板および第１ホログラムマスクの局所的な間隔を測定して、
前記第１結合素子の第２面または第３面を通して第１合焦ビームを走査し、第１ホログラムマスクおよび第１結合素子を変位させて前記間隔を連続的に修正することにより、再構築が行われるようにして、
第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも第１部分を、合焦状態で基板上の感光層に印刷すること、
ｄ）第１ホログラムマスクに対して実質的に平行で近接するように、そして、基板上の感光層の未露光部分が、第１ホログラムマスクに記録されたパターンの少なくとも第１部分または第２部分の下方で横方向に位置決めされるように、基板を、第１ホログラムマスクに対して配置すること、
ｅ）第１露光ビームを前記第１結合素子の第２面を通じて走査し、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも第１部分または第２部分を再構築すると同時に、基板および第１ホログラムマスクの局所的な間隔を測定して、
前記第１結合素子の第２面または第３面を通して第１合焦ビームを走査し、第１ホログラムマスクおよび第１結合素子を変位させて前記間隔を連続的に修正することにより、再構築が行われるようにして、
第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも第１部分または第２部分を合焦状態で基板上の感光層に印刷すること、を含む方法。
【請求項２】
配置ステップおよび印刷ステップが複数回繰り返されて、ホログラムマスクに記録されたパターンの第１部分、第２部分または他の部分を、基板上の感光層の複数の未露光部分に印刷するようにした請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも一部分に対する基板の横方向位置決めは、基板を変位させることによって全体的または実質的に得られるようにした請求項１記載の方法。
【請求項４】
第１ホログラムマスクに記録された第１パターンまたはその一部についての方位および寸法およびの少なくとも１つを測定する追加のステップを含み、
ホログラムマスクでの第１パターンに対する基板の横方向位置は、基板上に印刷されて得られた第１パターンまたはその一部が正確に整列したり、継ぎ合わせられるようにした請求項１記載の方法。
【請求項５】
印刷ステップの少なくとも１つの前に、基板上に前回印刷されたパターンまたはその一部に対して、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンまたはその一部の横方向位置を測定して、
第１ホログラムマスクに記録されたパターンまたはその一部が、基板上に印刷されたパターンまたはその一部に対して整列するように、基板の横方向位置を配置するという追加のステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
ａ）第２パターンの第２ホログラムマスクを、第２結合素子の第１面に配置すること、
ｂ）第２ホログラムマスクが第１ホログラムマスクに対して実質的に同一面となるように、第２結合素子および第２ホログラムマスクを、第１結合素子および第１ホログラムマスクに対して配置すること、
ｃ）第２ホログラムマスクに対して実質的に平行で近接するように、そして第２ホログラムマスクに記録された少なくとも第２パターンに対して横方向に位置決めされるように、基板を、第２ホログラムマスクに対して配置すること、
ｄ）第２露光ビームを前記第２結合素子の第２面を通じて走査し、第２ホログラムマスクに記録されたパターンの少なくとも第１部分を再構築すると同時に、基板および第２ホログラムマスクの局所的な間隔を測定して、
前記第２結合素子の第２面または第３面を通して第２合焦ビームを走査し、第２ホログラムマスクおよび第２結合素子を変位させて前記間隔を連続的に修正することにより、再構築が行われるようにして、
第２ホログラムマスクに記録された第２パターンの少なくとも第１部分を合焦状態で基板上の感光層に印刷すること、
ｅ）第２ホログラムマスクに対して実質的に平行で近接するように、そして、基板上の感光層の未露光部分が、第２ホログラムマスクに記録された第２パターンの少なくとも第１部分または第２部分の下方で横方向に位置決めされるように、基板を、第２ホログラムマスクに対して配置すること、
ｆ）第２露光ビームを前記第２結合素子の第２面を通じて走査し、第２ホログラムマスクに記録されたパターンの少なくとも第１部分または第２部分を再構築すると同時に、基板および第２ホログラムマスクの局所的な間隔を測定して、
前記第２結合素子の第２面または第３面を通して第２合焦ビームを走査し、第２ホログラムマスクおよび第２結合素子を変位させて前記間隔を連続的に修正することにより、再構築が行われるようにして、
第２ホログラムマスクに記録された第２パターンの少なくとも第１部分または第２部分を合焦状態で基板上の感光層に印刷すること、という追加のステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
第２ホログラムマスクに関するステップの少なくとも１つは、第１ホログラムマスクに関するステップの少なくとも１つと実質的に同時に実施するようにした請求項６記載の方法。
【請求項８】
第２ホログラムマスクに記録された第２パターンに対する基板の横方向位置決めは、基板を変位させることによって全体的または実質的に得られるようにした請求項６記載の方法。
【請求項９】
印刷ステップの少なくとも１つの前に、第２ホログラムマスクに記録された第２パターンまたはその一部に対して、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンまたはその一部の位置の少なくとも１つを測定して、
第２結合素子および第２ホログラムマスクに対して、第１結合素子および第１ホログラムマスクを変位させて、前記第１および第２ホログラムマスクから印刷されたパターンのたは一部が相互に整列したり、継ぎ合わせられるという追加のステップを含む請求項６記載の方法。
【請求項１０】
印刷ステップの少なくとも１つの前に、基板に前回印刷されたより低いレベルのパターンまたはその一部に対する、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンまたはその一部の横方向位置および、基板に前回印刷されたより低いレベルのパターンまたはその一部に対する、第２ホログラムマスクに記録された第２パターンまたはその一部の横方向位置の少なくとも１つを測定し、
基板に対して第１ホログラムマスクとともに第１結合素子および、基板に対して第２ホログラムマスクとともに第２結合素子の少なくとも１つを横方向に変位させ、これらから印刷されたパターンが、基板に印刷されたパターンまたはその一部に対して正確に整列するようにし、
基板に対する第１および第２ホログラムマスクの横方向位置が、第１および第２ホログラムマスクおよび基板の少なくとも１つの横方向変位によって得られるようにした追加のステップを含む請求項６記載の方法。
【請求項１１】
合成パターンを基板上の感光層に印刷するための装置であって、
ａ）第１結合素子の第１面に配置され、基板より実質的に小さい表面積を有する第１パターンの第１ホログラムマスクと、
ｂ）第１結合素子に第１ホログラムマスクに対して配置され、第１ホログラムマスクに対して実質的に平行かつ近接して配置された基板を位置決めするため、そして、第１ホログラムマスクに対して２つの直交方向の少なくとも１つに基板を横方向に変位させるための基板位置決め手段と、
ｃ）第１露光ビームを前記第１結合素子の第２面を通じて走査することにより、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも一部分を再構築するための第１露光手段と、
ｄ）第１結合素子の第２面または第３面を通して第１合焦ビームを走査することによって、第１パターンの少なくとも第１部分が前記第１露光ビームによって再構築される基板および第１ホログラムマスクの局所的な間隔を測定するための第１合焦手段と、
ｅ）第１合焦手段による前記測定に応じて、基板に対して第１結合素子およびホログラムマスクを長手方向に変位させるための手段を含む第１ホログラムマスク位置決め手段とを備え、
前記第１露光手段により前記第１ホログラムマスクから再構築された第１パターンまたはその一部が合焦状態で基板上の感光層に印刷されるようにした装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全反射(ＴＩＲ: total internal reflection)ホログラフィの分野に関し、特に、フォトリソグラフィに使用されるＴＩＲホログラフィに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術は、ＴＩＲホログラフィの重要な応用が、高分解能のマイクロ回路パターンの印刷用、特に、あるフラットパネルディスプレイを製造するためのガラス基板の印刷用であることを教示する（例えば、米国特許第４９１７４９７号、米国特許第４９６６４２８号、米国特許第５６４０２５７号、米国特許第５６９５８９４号、米国特許第６６５７７５６号）。該方法によれば、ホログラムマスクは、まず最初に、ガラスプリズム上に配置されたガラスプレート上のホログラフ記録層にマスクを近接して配置することによって、特徴パターンが付された従来のクロムマスクから記録される。そして、マスクは、物体レーザビームで照射され、同時に、ホログラフ記録層は、相互にコヒーレントな参照レーザビームを用いてプリズムを通して、参照ビームがホログラフ層の表面から全反射するような角度で照射される。マスクによって伝達された光と参照光との光学干渉は、ホログラフ記録層中の感光材料によって記録され、ホログラムマスクを形成する。マスクパターンは、ホログラムを記録するために使用したのと同じ波長のレーザビームを用いて、再びプリズムを通して照射することにより、ホログラムマスクから再構築される。
【０００３】
この技術をベースとした、３６４ｎｍのＵＶ波長で動作するリソグラフィ露光装置が開発されて、商品化されている。こうしたシステムでは、ホログラムマスクは、４５°，４５°，９０°プリズムの底面に、両者間に透明流体層を設けて搭載される。印刷すべき基板は、真空チャックに搭載され、多軸位置決めステージによりホログラムマスクに対して正確に位置決めされる。該装置は、一般に、走査露光機構を採用しており、これにより露光レーザビームがホログラムマスク表面に渡ってラスターパターンで走査され、ホログラムマスクから再構築されたパターン状特徴の強度がパターンエリアに渡って高い均一性を有し、そしてパターンが、表面が特にフラットでない基板上に合焦状態で正確に印刷可能となっている。これは、高分解能の画像は限定された焦点深度を有することから、重要である。ホログラムマスクの焦点面は、ホログラムマスクの記録の際、記録層とクロムマスクとの間隔に対応した距離によってホログラムマスクの表面からずれている。露光がホログラムマスクを走査する際に、パターンが合焦状態で基板上に正確に印刷されることを確保するには、リソグラフィ装置は合焦システムも統合している。合焦システムは、ホログラムマスクと基板表面との間の局所的な間隔を連続的に測定して、露光ビームが瞬時にホログラムマスクを照射し、これらの測定に応じて、局所的な間隔がホログラムマスクの焦点距離に対応した値で一定に留まるように、基板位置決めシステムのアクチュエータが基板を連続的に変位させる。
【０００４】
リソグラフィ装置は、一般に、アライメントシステムをさらに統合しており、ホログラムマスクに記録された「より高いレベル(upper-level)」のパターンを、基板表面に前回印刷された「より低いレベル(lower-level)」のパターンに対して正確に整列させることが可能である。リソグラフィ装置には、典型的には、ホログラムマスクおよび基板上でのパターンと共に含まれるアライメントマスクを照射して結像させるための２つ又はそれ以上のアライメント顕微鏡が設けられ、さらに、結像したマスクの相対位置を正確に計算するための画像処理ソフトウエアが設けられる。これらの測定結果に応じて、基板位置決めシステムのアクチュエータは、基板を変位させて、基板上のパターンをホログラムマスクに対して正確に整列させる。
【０００５】
該装置の幾つかのモデルは、「ステップ・アンド・リピート」露光シーケンスを用いてホログラムマスクに記録されたパターンを基板表面に何回でも印刷することができる。例えば、ホログラムマスクに記録された１２０ｍｍ×１２０ｍｍ寸法のパターンは、４００ｍｍ×５００ｍｍ寸法の基板上に、１２回印刷することができる。この場合、基板位置決めシステムは、長い行程(travel)並進部(translation)も統合している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
大型基板にパターンを印刷するため、特に、フラットパネルディスプレイの製造用の現行のＴＩＲホログラフリソグラフィシステムでの不具合は、基板を印刷可能な速度である。高分解能パターンを基板に印刷するのに要する時間は、露光合焦ビームがホログラムマスクをラスターパターンで走査するのに要する時間に大きく依存している。合焦制御システムの速度は、ホログラムマスクと基板との間のギャップの測定速度と、像が基板上で合焦状態になるように、測定結果に応じてギャップが修正可能である速度の両方に依存している。さらに、位置決めシステムは、合焦動作のために基板の高速変位を提供する必要があるだけでなく、ｉ）分厚くて重い真空チャックが必要となるが、正確にフラットとなるように基板を支持するように配置されること、ｉｉ）パターンが、比較的小さなホログラムマスクからずっと大きな基板に対して何回でもステップ・アンド・リピート印刷できるように、直交する方向に長い距離だけ基板を横方向に変位させること、ｉｉｉ）基板に印刷されたより低いレベルのパターンがホログラムマスクでのより高いレベルのパターンに対して整列可能なように、そして、パターンが、基板上に、隣接パターンの間での正確な領域間の継ぎ合わせ(stitching)でステップ・アンド・リピート印刷できるように、ホログラムマスクに対して基板の高精度の横方向位置決めを提供すること、ｉｖ）ホログラムマスク下方の基板エリアが正確に平行に配置されて印刷分解能を最適化するように、２つの軸回りに基板を正確に傾斜させること、そして最後に、ｖ）自動基板ハンドリングシステムによって、基板を真空チャックに戴置したり外したりできること、が必要である。位置決めシステムのこれらの追加の機能性は、大型基板の場合、非常に複雑な機械的構造となるだけでなく、極めて大型で重くなり、これらの組合せは、合焦動作のための高速で正確な基板変位を提供することが非常に困難になる。さらに、位置決めシステムの複雑さにより、剛性が低くなって、合焦測定とギャップ修正の両方を妨害する振動に対する影響を受け易くなる。
【０００７】
本発明の目的は、全反射ホログラフィをベースとした、パターンを基板表面に渡って印刷するための方法および装置であって、基板面積がホログラムマスクよりかなり大きく、パターン印刷に要する時間が先行技術によるホログラフシステムを用いたものより実質的に少なくなる方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、全反射ホログラフィをベースとした、合成パターンを基板上の感光層に印刷するための方法であって、基板面積が各ホログラムマスクに記録されたパターンより実質的に大きく、下記ステップを含む方法が提供される。
ａ）基板より実質的に小さい表面積を有する第１パターンの第１ホログラムマスクを、第１結合素子の第１面に配置すること、
ｂ）第１ホログラムマスクに対して実質的に平行かつ近接するように、そして第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも第１部分に対して横方向に位置決めされるように、基板を、第１ホログラムマスクに対して配置すること、
ｃ）第１露光ビームを前記第１結合素子の第２面を通じて走査し、第１ホログラムマスクに記録されたパターンの少なくとも第１部分を再構築すると同時に、基板および第１ホログラムマスクの局所的な間隔を測定して、
前記第１結合素子の第２面または第３面を通して第１合焦ビームを走査し、第１ホログラムマスクおよび第１結合素子を変位させて前記間隔を連続的に修正することにより、再構築が行われるようにして、
第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも第１部分を、合焦状態で基板上の感光層に印刷すること、
ｄ）第１ホログラムマスクに対して実質的に平行で近接するように、そして、基板上の感光層の未露光部分が、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンに対して横方向に位置決めされるように、基板を、第１ホログラムマスクに対して変位させて、
基板の横方向位置決めは、実質的にまたは全体として基板の横方向変位によって得られるようにしたこと、
ｅ）第１露光ビームを前記第１結合素子の第２面を通じて走査し、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも第１部分または第２部分を再構築すると同時に、基板および第１ホログラムマスクの局所的な間隔を測定して、
前記第１結合素子の第２面または第３面を通して第１合焦ビームを走査し、第１ホログラムマスクおよび第１結合素子を変位させて前記間隔を連続的に修正することにより、再構築が行われるようにして、
第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも第１部分または第２部分を合焦状態で基板上の感光層に印刷すること。
【０００９】
本発明のステップｄ），ｅ）は、複数回繰り返してもよい。各配置ステップに関して、基板上の感光層の未露光部分は、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも第１部分、第２部分または他の部分に対して横方向に位置決めされる。各露光ステップに関して、完全な合成パターンが基板上に印刷されるまで、第１ホログラムマスクに記録された前記第１パターンの少なくとも第１部分、第２部分または他の部分は、基板上の感光層の未露光部分に印刷される。
【００１０】
上記方法によれば、ホログラムマスクおよび結合素子は、基板および基板位置決めシステムと比べて、実質的によりコンパクトでより堅固な本体であってもよく、印刷ステップの際、ホログラムマスクと基板との間の間隔の修正は、より迅速に、より正確に達成することができ、望ましくない振動を導入することがなく、露光合焦ビームのかなり高速な走査が可能になり、先行技術による方法および装置を用いたものより、パターン印刷に要する時間が短くなる。
【００１１】
上記方法において、基板が第１ホログラムマスクに対して実質的に平行で近接するように配置するステップは、基板または第１ホログラムマスクおよび第１結合素子、あるいは両方の組合せを変位させることによって実現してもよい。
【００１２】
前回、基板をより低いレベルのパターンで印刷していた場合、前記ホログラムマスクに記録された前記第１パターンの少なくとも一部分に対して基板を横方向に位置決めするという該方法の各ステップは、好ましくは、基板上に印刷された第１レベルのパターンの少なくとも一部分を、第１ホログラムマスクに記録された前記パターンの少なくとも該一部分に整列させることを備える。このアライメントは、先行技術に記載された技術を用いて達成してもよく、特に、基板上のより低いレベルのパターンに含まれるアライメントマークを観察するための顕微鏡を使用し、そして、基板および第１ホログラムマスクの少なくとも一方を変位させて両者間のアライメントを達成し、ホログラムマスクに記録されたパターンの相対的な横方向位置を基板上に印刷されたパターンに関して決定することによって達成できる。
【００１３】
基板上に印刷された、隣接する第１パターン間または第１パターンの部分間に正確な継ぎ合わせが必要である場合、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの少なくとも一部分に対して基板を横方向に位置決めするという該方法の各ステップは、好ましくは、第１ホログラムマスクに記録された第１パターンの座標系に関してスケールおよび方位が正確に既知である座標系の各軸に関して、基板を変位させることによって達成される。
【００１４】
本発明の方法は、下記の追加ステップをさらに含むことがさらに有利である。
ａ）基板より実質的に小さい表面積を有する第２パターンの第２ホログラムマスクを、第２結合素子の第１面に配置すること、
ｂ）第２ホログラムマスクが第１ホログラムマスクに対して実質的に同一面(coplanar)となるように、第２結合素子および第２ホログラムマスクを、第１結合素子および第１ホログラムマスクに対して配置すること、
ｃ）第２ホログラムマスクに対して実質的に平行で近接するように、そして第２ホログラムマスクに記録された第２パターンの少なくとも第１部分に対して横方向に位置決めされるように、基板を、第２ホログラムマスクに対して配置すること、
ｄ）第２露光ビームを前記第２結合素子の第２面を通じて走査し、第２ホログラムマスクに記録されたパターンの少なくとも第１部分を再構築すると同時に、基板および第２ホログラムマスクの局所的な間隔を測定して、
前記第２結合素子の第２面または第３面を通して第２合焦ビームを走査し、第２ホログラムマスクおよび第２結合素子を変位させて前記間隔を連続的に修正することにより、再構築が行われるようにして、
第２ホログラムマスクに記録された第２パターンの少なくとも第１部分を合焦状態で基板上の感光層に印刷すること、
ｅ）第２ホログラムマスクに対して実質的に平行で近接するように、そして、基板上の感光層の未露光部分が、第２ホログラムマスクに記録された第２パターンの少なくとも第１部分または第２部分に対して横方向に位置決めされるように、基板を変位させて、
基板の横方向位置決めは、実質的にまたは全体として基板の横方向変位によって得られるようにしたこと、
ｆ）第２露光ビームを前記第２結合素子の第２面を通じて走査し、第２ホログラムマスクに記録されたパターンの少なくとも第１部分または第２部分を再構築すると同時に、基板および第２ホログラムマスクの局所的な間隔を測定して、
前記第２結合素子の第２面または第３面を通して第２合焦ビームを走査し、第２ホログラムマスクおよび第２結合素子を変位させて前記間隔を連続的に修正することにより、再構築が行われるようにして、
第２ホログラムマスクに記録された第２パターンの少なくとも第１部分または第２部分を基板上の感光層に合焦状態で印刷すること。
【００１５】
該方法が、第２ホログラムマスクおよび第２結合素子から印刷することを含む場合、第２ホログラムマスクに関するステップは、第１ホログラムマスクに関する対応したステップと実質的に同時に実施することが好ましい。第１および第２露光ビームを前記第１および第２ホログラムマスクに渡って走査することによって、第１および第２パターンが基板上に同時に印刷される方法を用いると、単一の露光ビームを単一のホログラムマスクに渡って走査することによって単一のパターンを再構築する場合より、実質的に少ない時間で合成パターンを基板上に印刷することが明確に可能になる。明らかなように、この原理は、３つ又はそれ以上の露光合焦ビームを個々のマスクに渡って走査することによって、３つ又はそれ以上のホログラムマスクから同時に印刷する場合に拡張することができ、合成パターンを基板上に印刷するのに必要な時間の更なる低減化が図られる
【００１６】
本発明の好ましい実施形態は下記の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１ａおよび図１ｂは、本発明に係るリソグラフィシステムの側面図および平面図をそれぞれ示す。表面積１８０ｍｍ×１８０ｍｍのホログラムマスク１が、側長１８０ｍｍの４５°，４５°，９０°ガラスプリズム２の四角形の底面に配置される。透明流体層が両者の間に導入されており、先行技術による全反射(total internal reflection)ホログラフィが必要とするように、ホログラムマスク１とプリズム２は光学的に連続した本体を形成している。ホログラムは、ホログラムマスク１の下方にあるポリマー層３に記録される。プリズムの三角面には、金属のサイドプレート４，５が装着され、これらは上方のトッププレート６に連結され、堅固な構造を形成しており、以下、これをホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７と称する。このアセンブリ７のトッププレート６は、適切な機構を用いて手動または自動で、ホログラムマスク位置決めシステム９のプラットフォーム８に固定されている。システム９は、プラットフォーム８を変位させる３つの高分解能の垂直軸アクチュエータ１０，１１，１２、好ましくは、圧電トランスデューサ（ＰＺＴ）を組み込んでいる。アクチュエータ１０，１１，１２は、ホログラムマスク１の高さを数十ミクロンの行程(travel)に渡って調整可能とし、さらに直交した水平軸回りにホログラムマスク１の高精度の傾斜を可能にしている。ホログラムマスク位置決めシステム９は、その設計に関して多くの変形が高精度機械の当業者によく知られていることから、図面では概略的に示している。これらの変形は、ホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７に対する他の形態のインタフェイスまたは装着、およびホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７の上方や周囲に配置される他のシステム構成を含み、３つより少ないまたは多い数の垂直軸アクチュエータを有するシステムでもよい。ホログラムマスク位置決めシステム９によって生成されるホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７の垂直変位は、好ましくはホログラムマスク１の面に近接配置される３つの垂直方向に向いた高精度リニアガイド（不図示）によって、さらに制約されることが好都合であり、アクチュエータ１０，１１，１２によって生成されるホログラムマスク１の垂直変位は、垂直軸回りの水平方向または回転において最小のまたは無視できる変位を生じさせることが確保される。さらに、プリズムのサイドプレートの下側面には、ホログラムマスク１とホログラムマスク１の下方に配置された基板１８との間の間隔および平行度の測定を提供するために、一組の近接センサ１４，１５，１６が組み込まれている。
【００１８】
基板１８は、４００ｍｍ×５００ｍｍの寸法、〜１．１ｍｍの厚さを有し、上側面が数ミクロンまでフラットである真空チャック２０の上に配置される。基板１８の上側面は、〜１μｍの厚さを有するフォトレジスト層１９でコートが施されている。真空チャック２０は、ホログラムマスク１に対して実質的に平行な面で、基板１８を横方向に変位させることが可能な一対の直交配置された並進ステージからなる基板位置決めシステム２２に搭載されている。これら２つのステージの行程範囲は、ホログラムマスク１に対して基板１８の充分な変位を可能とし、連続したステップ露光動作を用いて、ホログラムマスク１から基板１８の全部のエリアに渡ってパターン印刷が可能になる。基板位置決めシステム２２はまた、高分解能アクチュエータ、好ましくは圧電トランスデューサ（ＰＺＴ）を組み込んでおり、基板１８を水平面内で並進方向および回転方向に正確な位置決めを可能にしている。基板位置決めシステム２２には、基板１８の粗い垂直変位および基板１８の直交する水平軸回りの傾斜のための３つの短い行程のドライブも組み込まれている。
【００１９】
ホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７の左方には、露光システム２４がある（その構成および配置は先行技術に充分に図示され記載されているため、ここでは概略的に示すのみである）。露光システム２４は、レーザ源、典型的には、３６３．８ｎｍの波長で発光するアルゴンイオンレーザと、ガウシアン強度プロファイルおよびホログラムマスク１の寸法と比べて小さい断面を持つビーム２５を生成するためのビーム拡大光学系とを使用する。ビーム２５は、プリズム２の斜面を通して、ホログラムマスク１に記録されたパターンを再構築する角度でホログラムマスク１に向いている。露光システム２４での２軸走査システムは、ビーム２５が、ホログラムマスク１に記録されたホログラムのエリア全部に渡って走査可能としている。
【００２０】
ホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７の右方には、合焦システム２６があり、その構成および動作もまた先行技術に充分に記載されているため、概略的に示すのみである。合焦システム２６からの出力ビーム２７は、プリズム２の垂直面を通過して、斜面で全反射し、ホログラムマスク１および基板１８を垂直入射で照射する。ビーム２７は、ホログラムマスク１でのポリマー層３において、露光ビーム２５と整列して、走査露光ビームによってパターンが局所的に再構築されるホログラムマスク１および基板１８についての正確な間隔を連続的に測定する。ホログラムマスク１および基板１８の表面からの合焦ビーム２７の相互コヒーレント反射は、干渉して合焦システム２６へ戻り、そこでは光がリニアＣＣＤ検出器においてスペクトル分散され、得られたスペクトル中の発振が制御システムによって解析され、ホログラムマスク１と基板１８との間の局所的な間隔の測定結果が得られる。合焦システム２６もまた２軸走査システムを使用しており、合焦ビーム２７を、ホログラムマスク１に記録されたホログラムのエリア全部に渡って変位させる。
【００２１】
基板１８は、基板１８の角部がホログラムマスク１の下方に来てパターンが記録されるように、まず基板位置決めシステム２２を変位させることによって、印刷される。続いて、プリズムのサイドプレート４，５の下面に配置された近接センサ１４，１５，１６が、印刷すべき基板１８の一部分がホログラムマスク１に対して実質的に平行であって、ホログラムマスク１の焦点距離に対応した値だけそこからほぼ離れていることを検出するまで、基板位置決めシステム２２での３つの垂直軸モータが変位する。続いて、ホログラムマスク１に渡って露光ビーム２５をラスターパターンで走査することによって、ホログラムマスク１に記録されたパターンが再構築される。走査ビームの連続した通過路の間のステップ距離は、先行技術で示唆されているように、ガウシアンビームの１／ｅ２径のビーム径に関連して選択され、ホログラムマスク１を照射する時間積分露光エネルギー密度が高い均一性となるようにしている。露光ビーム２５がホログラムマスク１を横断的に走査すると、これと同期して合焦ビーム２７が走査し、露光ビーム２５の中心でホログラムマスク１と基板１８との間の局所的な間隔を測定する。測定結果に応じて、ホログラムマスク位置決めシステム９における３つの垂直軸アクチュエータ１０，１１，１２は、測定した間隔をホログラムマスク１の焦点距離に対応する値に修正するために、変位する。図１ａおよび図１ｂは、本発明の特定の実施形態を図示する図面であって、様々に変位可能な部品の運動を支配する制御システムおよび種々のセンサおよび測定システムとのこれらの相互作用、例えば、印刷動作時に、合焦システム２６と、露光ビーム２５がホログラムマスク１でのパターンを再構築するホログラムマスク１および基板１８についての間隔を修正するためのアクチュエータ１０，１１，１２の変位との間の連続した閉ループ相互作用は、明示的に示していない。種々の実施形態のための制御システムの一般的な構造および動作は、ハードウエアおよびソフトウエア、さらにユーザフレンドリーな操作のための適切なグラフィカルインタフェースを備え、こうした制御システムの分野の当業者には周知であろう。
【００２２】
いったん露光走査シーケンスが完了すると、基板位置決めシステム２２は、感光層１９の未露光部分をホログラムマスク１に提示するために変位する。前回と同様に、基板１８の露光すべき部分は、ホログラムマスク１と水平になり、ホログラムマスク１の焦点面に対応する距離に位置決めされる。続いて、露光および合焦シーケンスが再び実行され、ホログラムマスク１に記録されたパターンを基板上の感光層１９に印刷する。この動作シーケンスは、基板１８の全てまたは主要な部分が印刷されるまで、多数回繰り返される。露光した基板１８は、チャック２０から取り外され、標準のレジスト処理技術を用いて現像される。
【００２３】
ホログラムマスク１に記録されたパターンが、サブパターンの配置を有する場合、種々の手順が採用できる。この場合、露光システム２４および合焦システム２６は、ホログラムマスク１に記録されたサブパターンの１つだけ又はそれ以上について走査するように構成してもよく、ホログラムマスク１に記録されたパターン全部のうちの一部だけが基板１８に印刷されるようになる。明らかに、この手順の場合、特定のサブパターンまたは各露光ステップで露光されたサブパターンは、１つのステップから次のステップまでで異なっていてもよい。この印刷手法では、該実施形態は、露光システム２４とプリズム２の斜面との間に配置された個々の並進ステージ３２，３３，３４，３５に搭載された４つの機械ブレード２８，２９，３０，３１を含むことが好都合である。ステージ３２，３３，３４，３５は、露光動作の前に、ブレード２８，２９，３０，３１を位置決めして、走査露光ビーム２５から、再構築すべきサブパターンに隣接したこれらのサブパターンを遮蔽して、これらがまた部分的に印刷されないことを確保している。こうしたシールド機構を用いて、ホログラムマスク１に記録されたサブパターン間の間隔が最小化でき、マスクにおけるパターン全体を最大化できる。
【００２４】
図２ａおよび図２ｂは、本発明の第２実施形態の側面図および平面図を示す。これは、アライメントシステムをさらに採用しており、ホログラムマスク１に記録された「より高いレベル」のパターンを、感光層３７下にある基板３６に前回印刷された（レジスト現像およびエッチングなどのポスト露光プロセスを用いて）「より低いレベル」のパターンに対して正確に整列させることが可能である。本実施形態では、基板３６に前回形成されたより低いレベルのパターンの４つの角部に含まれる対応したアライメントマーク（図面では示していない）に対して、ホログラムマスク１に記録されたより高いレベルのパターンの４つの角部に含まれる参照アライメントマーク４６，４７，４８，４９の位置を測定するための４つのアライメント顕微鏡３８，３９，４０，４１が、ホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７とともに配置されている。各顕微鏡３８，３９，４０，４１は、並進ステージ４２，４３，４４，４５を分離するように搭載され、アライメントマーク４６，４７，４８，４９をホログラムマスク１の大きなエリアに渡って配置できるようにし、各顕微鏡４２，４３，４４，４５は、制御システムでの画像処理能力と連結したＣＣＤカメラを含み、基板３６でのより低いレベルの各アライメントマークに対して、より高いレベルのアライメントマーク４６，４７，４８，４９の相対位置についての自動で高速な測定を可能にしている。アライメント顕微鏡３８，３９，４０，４１およびアライメントシステムの正確な構成および動作は、一般に、ＴＩＲホログラフィをベースとしたリソグラフィ装置で採用されているように、先行技術に充分に記載されており、ここでは再記載していない。こうして本実施形態を用いて、顕微鏡３８，３９，４０，４１による、基板３６に存在するパターンに対するホログラムマスク１に記録されたパターンの相対位置についての測定に続いて、基板位置決めシステム２２でのアクチュエータが変位して、ホログラムマスク１でのより高いレベルのパターンに対して、基板３６でのより低いレベルのパターンを正確に整列させる。従って、この動作の精度は、顕微鏡３８，３９，４０，４１を使用して、基板３６のものに対するホログラムマスク１でのアライメントマーク４６，４７，４８，４９の相対位置を再測定することで確認することができ、その後、更なる修正を実施することができる。いったん整列すると、より高いレベルのパターンが、ホログラムマスク１から基板３６上の感光層３７へ印刷される。
【００２５】
本実施形態はまた、基板位置決めシステム２２の周囲に構成された３軸干渉計システム５０を含み、真空チャック上の基板３６の変位の高精度測定を可能にしている。このシステムの２つの測定ビーム５２，５３は、基板位置決めシステム２２にチャック２２とともに搭載された第１の長いミラー５５によって再帰反射(retro-reflect)され、第３の測定ビーム５４は、チャック２２とともに直交して搭載された第２の長いミラー５６によって反射される。この干渉計位置決め測定システム５０の詳細および動作は、例えば、ザイゴ(Zygo)社およびヒューレットパッカード(Hewlett-Packard)社によって製造されているように、当業者に周知であり、図面で概略的に示すのみで、ここでは説明しない。
【００２６】
干渉計システム５０は、ホログラムマスク１から連続印刷された（即ち、中間現像およびポスト露光プロセスというステップ無し）「同じレベル」のパターンを、高精度で相互に整列させたり、継ぎ合わせることが可能になる。こうした継ぎ合わせ能力を用いると、基板３６上に極めて大きく本質的に連続したパターンを構成することが可能になる。これは、例えば、大型規格のフラットパネルディスプレイを製造するのに重要である。
【００２７】
基板上にホログラムマスク１から連続印刷されたパターン間の正確な継ぎ合わせを得るためには、最初に、ホログラムマスク１に記録されたパターンの方位および寸法を干渉計システム５０に関して決定する必要がある。これは、真空チャック２０の上側面の中心またはその近傍に含まれる単一の参照マーク５８（あるいは、こうした参照マスクは、真空チャック２０に配置された参照基板の表面にあってもよい）を用いて、達成できる。簡単には、この手順は、最初に、基板位置決めシステム２２を用いて、基板３６を搭載しないで、チャック２０上の参照マーク５８が、ホログラムマスク１に記録された第１のアライメントマーク４６の下方になるように、そして、真空チャック２０の表面がホログラムマスク１に対して実質的に平行であって、ホログラムマスク１の焦点距離にほぼ対応した距離だけ離れるように、配置することを含む。次に、個々のアライメント顕微鏡３８が並進ステージ４２を用いて変位して、２つのマーク５８，４６を観察し、そして、これらの相対位置を測定する。続いて、基板位置決めシステム２２が再び変位して、真空チャック２０での参照マーク５８をホログラムマスク１のアライメントマーク４６に正確に整列させる。干渉計システム５０によって測定された、真空チャック２０での参照マーク５８の整列時の位置は、保存される。そして、真空チャックは変位して、各顕微鏡３９，４０，４１を用いて、参照マーク５８を他の３つのアライメントマーク４７，４８，４９の各々と連続して整列させ、各アライメント後に、干渉計システム５０の測定値を保存する。保存した座標データの組から、干渉計システム５０に関して、ホログラムマスク１に記録されたパターンの方位、位置および寸法を計算することができる。続いて、真空チャック２０は、ホログラムマスク１から遠ざかるように変位して、感光層３７でコートされた基板がそこに再び搭載される。そして、基板位置決めシステム２２は変位して、基板３６が第１の露光位置に来て、ホログラムマスク１に対して実質的に平行で、ホログラムマスク１の焦点距離にほぼ対応した距離だけ離れるようにする。基板３６に対する２つのホログラムマスク１の水平および間隔の微細な調整は、ホログラムマスク位置決めシステム９での垂直軸アクチュエータ１０，１１，１２を用いて実施することができる。走査露光シーケンスは、露光システム２４および合焦システム２６、ホログラムマスク位置決めシステム９での垂直軸アクチュエータ１０，１１，１２を用いて進行可能であり、パターンは、合焦状態で基板３６上に正確に印刷されることを確保している。好都合には、上述したように、ホログラムマスク１に記録されたパターン全部を印刷するのではなく、走査シーケンスは、個別のパターンの一部分だけ印刷してもよい。露光後、基板３６は、ホログラムマスク１に記録されたパターンまたはサブパターンについての測定した寸法および方位に従って、正確に変位して、パターンまたはその一部分を基板３６の未露光エリアに再び印刷する。
【００２８】
より高いレベルのパターンとより低いレベルのパターンの間の優れた重ね合わせ精度および同じレベルのパターン間の優れた継ぎ合わせ精度を達成するために、３つの高分解能近接センサ（図面では示していない）を、ホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７の周囲にリソグラフィシステムに搭載して、ホログラムマスク１のプレートに接近させることが好ましく、印刷動作時に必要なホログラムマスク１の垂直変位によって生ずるホログラムマスク１の横方向運動、並進運動および回転運動を正確に決定し、パターンが合焦状態で基板３６上に正確に印刷されることを確保している。こうしたセンサ素子の例は、容量性(capacitive)センサである。走査露光シーケンスの際、ホログラムマスク１の横方向位置を連続的に測定することによって、ホログラムマスク１の横方向変位は、基板位置決めシステム２２での水平軸アクチュエータを用いて、基板の等価変位だけを連続的に補償することができる。こうした機構は、装置の印刷分解能をも向上させることができる（これは本発明の第１実施形態にも適用可能である）。
【００２９】
図３ａおよび図３ｂは、本発明の好ましい第３実施形態の側面図および平面図を示す。これは、第１実施形態で説明し図示したようなタイプの２つのプリズム・ホログラムマスク・アセンブリ７，６０を採用している。各ホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７，６０は、独自の独立した露光システム２４，６４と、独自の独立した合焦システム２６，６６とを有する。ホログラムマスク１，６１に記録されたパターンは、同じでも異なっていてもよい。ホログラムマスク１，６１の中心間の間隔は、この装置で印刷すべき基板６２の長さ半分にほぼ対応すべきであり、第１のプリズム・ホログラムマスク・アセンブリ７は、基板６２の一方の半分に印刷するために使用され、他方のプリズム・ホログラムマスク・アセンブリ６０は、残り半分に印刷するために使用される。基板６２に印刷可能なパターン数を最大にするためには、パターンの相対位置は、ホログラムマスク１，６１において最適に配置すべきである。
【００３０】
本実施形態を用いて、最初に、基板６２は、基板位置決めシステム２２を用いて、第１の露光位置へ横方向に変位して、そこで垂直軸モータを用いて上昇し、基板６２は、各ホログラムマスク１，６１に対してほぼ平行となるようにして、ホログラムマスク１，６１の焦点距離にほぼ対応した量だけ互いに分離される。続いて、第１のプリズム・ホログラムマスク・アセンブリ７のための位置決めシステム９での垂直軸アクチュエータ１０，１１，１２は、プリズムのサイドプレート４，５の下側面に配置された近接センサ１４，１５，１６が、ホログラムマスク１が基板６の表面に対して平行で、ホログラムマスク１の焦点距離に対応した量だけ互いに分離されたことを検出するまで、変位する。この動作は、第２のプリズム・ホログラムマスク・アセンブリ６０のための位置決めシステム７４に組み込まれた垂直軸アクチュエータ７０，７１，７２を用いて、第２のホログラムマスク６１に関して繰り返され、そして、対応する近接センサ７６，７７，７８を用いて、ホログラムマスク６１と基板６２との間の間隔および平行度を検出する。続いて、基板６２は、ホログラムマスク１，６１を、好ましくは同時に、走査することによって、個々の露光システム２４，６４からの露光ビーム２５，６５を用いて印刷され、一方、合焦ビーム２５，６５を走査することによって、パターンが局所的に再構築されるホログラムマスク１，６１および基板６２の間隔を連続的に測定し、個々のホログラムマスク位置決めシステム９，７４での垂直軸アクチュエータ１０，１１，１２，７０，７１，７２を用いて、個々の合焦システム２６，６６の測定結果に従って、パターンが合焦状態でホログラムマスク１，６１から基板６２上に正確に印刷される。そして、基板６２は、第２の露光位置へ変位して、ホログラムマスク１，６１に記録されたパターンが基板６２の大きなエリアに渡って印刷されるまで、水平化、ギャップ設定、露光および合焦のシーケンスなどが繰り返される。
【００３１】
この特定の実施形態および手順を用いて、別個の露光から基板上に印刷されたパターンは、一般の場合、正確に相互に整列したり継ぎ合わせられることはなく、個別の露光から得られるデバイスがディスクリート部品である場合の製造プロセスに適している。
【００３２】
図４ａおよび図４ｂは、本発明の更なる実施形態の側面図および平面図を示す。これは、２つのホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７，６０を採用しており、より高いレベルのパターンを基板１０８上のより低いレベルのパターンに渡ってコートされた感光層１０９に印刷する前に、前回の印刷およびポスト露光プロセス（例えば、フォトレジスト現像とエッチング）によって基板１０８上に既に形成された「より低いレベル」のパターンに対して、ホログラムマスク１，６１に記録された「より高いレベル」のパターンを正確に整列させることができる。本実施形態では、各ホログラムマスク位置決めシステム８０，８１は、ホログラムマスク１，６１の垂直変位および直交する水平軸回りの微妙な傾斜を提供するための垂直軸アクチュエータ１０１，１０１，１０２，１０４，１０５，１０６を組み込んでいるだけでなく、ホログラムマスク１，６１を水平面で相互に横方向変位させるための水平軸アクチュエータ１００，１０１，１０２，１０４，１０５，１０６を組み込んでいる。これらのアクチュエータ１００，１０１，１０２，１０４，１０５，１０６は、例えば、１０ｍｍの行程範囲と５０ｎｍの移動分解能で、直交する方向に各ホログラムマスク１，６１の並進変位を可能とし、さらに、対応した高い角度分解能で、垂直軸回りの各ホログラムマスク１，６１の小さい回転を可能とする。当初の実施形態のように、各ホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７，６０は、チャック２０上の基板１０８からのホログラムマスク１，６１の間隔を測定するための近接センサ１４，１５，１６，７６，７７，７８をそれぞれ有する。
【００３３】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、基板１０８に前回形成されたより低いレベルのパターンの４つの角部に含まれる対応したアライメントマークに対して、ホログラムマスク１に記録されたより高いレベルのパターンの４つの角部に含まれる参照アライメントマーク４６，４７，４８，４９の位置を測定するための４つのアライメント顕微鏡３８，３９，４０，４１がホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７とともに配置されている。各顕微鏡３８，３９，４０，４１は、並進ステージ４２，４３，４４，４５に搭載され、顕微鏡は、ホログラムマスク１の大きなエリアに渡って配置されたアライメントマークを観察することが可能である。各顕微鏡は、制御システムでの画像処理能力と連結したＣＣＤカメラを含み、個々のマークの相対位置についての自動で高速な測定を可能にしている。並進ステージ９２，９３，９４，９５にある第２組である４つの顕微鏡８８，８９，９０，９１が、同様にして、基板１０８に存在するより低いレベルのパターンの角部にある対応したアライメントマークに対して、第２のホログラムマスク６１に記録されたより高いレベルのパターンの角部にある等価アライメントマーク９６，９７，９８，９９の位置を測定するために、第２のホログラムマスク・プリズム・アセンブリ６０とともに設けられる。こうして本実施形態を用いて、各ホログラムマスク１，６１と基板１０８との間の間隔および平行度の調整に続いて、基板位置決めシステム２２およびホログラムマスク位置決めシステム８０，８１を用いて、基板位置決めシステム２２およびホログラムマスク位置決めシステム８０，８１は、基板６２およびホログラムマスクアセンブリ７，６０をそれぞれ変位させて、第１のホログラムマスク１でのアライメントマーク４６，４７，４８，４９および第２のホログラムマスク６１でのアライメントマーク９６，９７，９８，９９が全て、感光層１０９の下方にある基板１０８に前回印刷された、対応のより低いレベルのアライメントマークにほぼ整列するようにしている。次に、第１のホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７のための顕微鏡位置決めステージ４２，４３，４４，４５は、個々の顕微鏡３８，３９，４０，４１を変位させて、顕微鏡は、ホログラムマスク１でのアライメントマーク４６，４７，４８，４９と基板１０８での対応するマークとの相対位置を撮像し測定することができる。同様にして、第２のホログラムマスク・プリズム・アセンブリ６０のための顕微鏡位置決めステージ９２，９３，９４，９５は、個々の顕微鏡８８，８９，９０，９１を変位させて、顕微鏡は、ホログラムマスク２でのアライメントマーク９６，９７，９８，９９と基板１０８での対応するマークとの相対位置を撮像し測定することができる。基板６２に存在するパターンに対するホログラムマスク１，６１に記録されたパターンの相対位置についての顕微鏡３８，３９，４０，４１，８８，８９，９０，９１による測定に続いて、ホログラムマスク位置決めシステム８０，８１でのアクチュエータは、個々のホログラムマスク１，６１を横方向に変位させて、これらに記録されたパターンを基板１０８に存在するものに対して正確に整列させる（この動作を実施するために、基板位置決めシステム２２を使用してもよい）。その結果、得られたアライメントの精度は、基板１０８に存在するものに対するホログラムマスク１，６１でのアライメントマークの相対位置を再測定することによって確認することができ、もし必要ならば、更なる修正を実施してもよい。いったん整列すると、個々の露光合焦システム２４，６４，２６，６６からの露光合焦ビーム２５，６５，２７，６７をホログラムマスク１，６１に渡って、好ましくは同時に走査することによって、より高いレベルのパターンが、ホログラムマスク１，６１から基板１０８上にコートされた感光層１０９へ印刷される。この動作に関して、露光合焦ビーム２５，６５，２７，６７の走査経路を決定する制御システムは、ホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７，６０の先行した横方向変位を考慮する必要があり、これにより、走査シーケンスの際、ホログラムマスク１，６１の表面において合焦ビーム２７，６７は露光ビーム２５，６５に正確に整列される。
【００３４】
基板１０８上に前回形成されたより低いレベルのパターンに関して、ホログラムマスク１，６１から印刷されたより高いレベルのパターン間の高精度な重なり合いを可能にすることに加えて、本実施形態は、ホログラムマスク１，６１から順番にまたは同時に印刷（即ち、中間現像やポスト露光プロセス無しで）された「同じレベル」のパターンについても相互に整列させたり継ぎ合わせたりすることが可能であり、より大きな合成パターンを基板上に生成することができる。これは、本発明の第２実施形態で上述したものと同様な手順を用いて、基板位置決めステージ２２が、真空チャック２０での基板無しで変位し、真空チャック２０の表面が各ホログラムマスク１，６１に対して実質的に平行で、ホログラムマスク１，６１の焦点距離に対応した距離だけ相互からほぼ離れるようにすることで達成される。そして、ホログラムマスク位置決めシステム８０，８１での垂直軸アクチュエータ１０１，１０１，１０２が変位して、ホログラムマスク１，６１と真空チャック２０の表面との間のより正確な平行度および間隔を提供する。次に、基板位置決めステージ２２がチャック２０を変位させて、その表面の参照マーク５８がホログラムマスク１に記録されたアライメントマーク４６のうちの１つの下方に来て、個々のアライメント顕微鏡３８がそのステージシステム４２によって変位して、２つのマーク５８，４６を観察し、これらの相対位置を測定する。真空チャック２０での参照マーク５８の位置は、整列時に、干渉計システム５０で測定され、保存される。この手順は、順次、真空チャック２０での参照マーク５８を、最初に、第１のホログラムマスク１での他の３つのアライメントマーク４７，４８，４９の各々に整列させ、次に、第２のホログラムマスク６１での他の４つのアライメントマーク９６，９７，９８，９９の各々に整列させ、各整列後に干渉計システム５０の測定値を保存するように、繰り返される。保存した座標データの組から、干渉計システム５０に対する、２つのホログラムマスク１，６１に記録されたパターンの相対的な位置、方位および寸法が計算される。この情報に基づいて、第１および第２のホログラムマスク１，６１の相対的な横方向位置が、各ホログラムマスク位置決めシステム８０，８１内での横方向位置決めステージ８２，８３を用いて調整され、ホログラムマスク１，６１に記録されたパターンが、並進運動または回転運動に関して相互に正確に配置される。好ましくは、２つのホログラムマスク１，６１の相対位置を決定する手順は、上述したように、これらの新しい位置を確認して、必要ならば、より正確な修正が可能なようにして、繰り返される。続いて、真空チャック２０がホログラムマスク１，６１から遠ざかるように変位して、感光層１０９でコートされた基板１０８がそこに搭載される。そして、基板位置決めシステム２２が変位し、基板１０８が第１の露光位置に来て、ホログラムマスク１，６１に対して実質的に平行で、ホログラムマスク１，６１の焦点距離にほぼ対応した距離だけそこから離れるようになる。基板６２に対する２つのホログラムマスク１，６１の平行度および間隔の微細な調整は、各ホログラムマスク位置決めシステム８０，８１での垂直軸アクチュエータ１０１，１０１，１０２，１０４，１０５，１０６を用いて実施してもよい。そして、２つのホログラムマスク２，１００に関して、２つの露光システム５８，９６および各ホログラムマスク位置決めシステム８０，８１での垂直軸アクチュエータ１０１，１０１，１０２，１０４，１０５，１０６を用いて、走査露光シーケンスが再び、好ましくは同時に進行し、パターンが合焦状態で基板１０８上の感光層１０９に正確に印刷されることを確保する。ホログラムマスク１，６１でのより高いレベルのパターンに対する、基板１０８上のより低いレベルのパターンの整列後に印刷を行うことに関して、露光合焦ビーム２５，６５，２７，６７の動きを支配する制御システムは、ホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７，６０の位置を考慮する必要があり、合焦ビーム２７，６７は、走査シーケンスの際、ホログラムマスク１，６１において各露光ビーム２５，６５に正確に整列するようになる。さらに、上述したように、ホログラムマスク２，１００に記録されたパターン全部を印刷するというより、その代わり、走査シーケンスは、個別パターンの一部分だけを印刷してもよい。露光後、基板１０８は、ホログラムマスク２，１００に記録されたパターンについて測定した位置、寸法および方位に従って正確に変位して、必要に応じて、ホログラムマスク２，１００またはこれらの一部分から基板１０８の未露光エリアに再び印刷する前に、ホログラムマスク横方向位置決めシステム８２，８３を用いてホログラムマスク２，１００の横方向位置を調整する。このシーケンスは、所望のパータン全体を基板１０８に印刷するのに必要な回数だけ繰り返される。
【００３５】
ホログラムマスクが相互に正確に位置決めされる本実施形態を用いた場合、基板に印刷されたパターンが正確に継ぎ合わせられ、極めて大型で本質的に連続したパターンを形成することができる。この能力は、大型規格のフラットパネルディスプレイを製造するのに重要である。
【００３６】
２つのホログラムマスク・プリズム・アセンブリを使用した本発明の他の実施形態では、追加の干渉計システムが装置に組み込まれ、各ホログラムマスクの横方向位置の正確な測定を提供し、基板上に印刷されたパターン間のより高い継ぎ合わせ精度を達成する。
【００３７】
図３と図４で説明した実施形態は、同じ向きを有する２つのホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７，６０を示したが、別の実施形態では、第２のアセンブリ６０および関連した露光合焦システム２４，６４，２６，６６は、垂直軸回りに１８０°だけ回転してもよく、２つの露光システム２４，６４が、該配置の左端および右端にあり、２つの合焦システム２６，６６が中間にある（あるいは、逆も同様）ようにしてもよい。さらに、２つのホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７，６０が長手方向に離れているのではなく、２つのプリズムの三角面が実質的に同一面にあり、２つのホログラムマスク・プリズム・アセンブリ７，６０（および個々の位置決め、露光、合焦のシステム）が、水平面で直交する方向に離れていてもよく、２つのプリズムの垂直面が実質的に同一面であってもよい。
【００３８】
明らかに、本発明の他の実施形態は、基板表面の全部または実質的な一部分に渡ってパターンを印刷するのに要するトータル時間をより減少させる目的のために、それぞれ独自の独立した露光、合焦および他のサブシステムを持つ３つ又はそれ以上のホログラムマスク・プリズム・アセンブリを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１ａ】単一の結合プリズムおよび単一のホログラムマスクを使用した、本発明の第１実施形態の側面図である。
【図１ｂ】単一の結合プリズムおよび単一のホログラムマスクを使用した、本発明の第１実施形態の平面図である。
【図２ａ】単一の結合プリズムおよび単一のホログラムマスクを使用した、本発明の第２実施形態の側面図である。
【図２ｂ】単一の結合プリズムおよび単一のホログラムマスクを使用した、本発明の第２実施形態の平面図である。
【図３ａ】２つの結合プリズムおよび２つのホログラムマスクを使用した、本発明の第３実施形態の側面図である。
【図３ｂ】２つの結合プリズムおよび２つのホログラムマスクを使用した、本発明の第３実施形態の平面図である。
【図４ａ】２つの結合プリズムおよび２つのホログラムマスクを使用した、本発明の第４実施形態の側面図である。
【図４ｂ】２つの結合プリズムおよび２つのホログラムマスクを使用した、本発明の第４実施形態の平面図である。
【図１ａ】
2007052413.tif 000003
【図１ｂ】
2007052413.tif 000004
【図２ａ】
2007052413.tif 000005
【図２ｂ】
2007052413.tif 000006
【図３ａ】
2007052413.tif 000007
【図３ｂ】
2007052413.tif 000008
【図４ａ】
2007052413.tif 000009
【図４ｂ】
2007052413.tif 000010
【外国語明細書】
2007052413.tif 000011
2007052413.tif 000012
2007052413.tif 000013
2007052413.tif 000014
2007052413.tif 000015
2007052413.tif 000016
2007052413.tif 000017
2007052413.tif 000018
2007052413.tif 000019
2007052413.tif 000020
2007052413.tif 000021
2007052413.tif 000022
2007052413.tif 000023
2007052413.tif 000024
2007052413.tif 000025
2007052413.tif 000026
2007052413.tif 000027
2007052413.tif 000028
2007052413.tif 000029
2007052413.tif 000030
2007052413.tif 000031
2007052413.tif 000032
2007052413.tif 000033
2007052413.tif 000034
2007052413.tif 000035
2007052413.tif 000036
2007052413.tif 000037
2007052413.tif 000038
2007052413.tif 000039
2007052413.tif 000040
2007052413.tif 000041
2007052413.tif 000042
2007052413.tif 000043