CN102362227A - 曝光设备、曝光方法和加工装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个方面的曝光设备被提供有：移动机构(SC)，其沿着第一方向(X方向)在第一航向上(-X方向)上移动具有光敏性的带形衬底(SH)的第一部分并沿着第一方向在第二航向(+X方向)上移动衬底的第二部分；台机构(MS)，保持掩模(M)并与衬底的移动同步地沿着第二方向(Y方向)在第三航向(+Y方向)上移动掩模；以及投影光学系统(PL)。投影光学系统在第一部分上形成图案的第一投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第一部分的第一航向光学对应，并在第二部分上形成图案的第二投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第二部分的第二航向光学对应。

Description

曝光设备、曝光方法和加工装置的方法
背景技术
本发明涉及将图案转印到具有光敏性的衬底上的扫描型曝光设备。
要求于2009年3月13日提交的美国临时申请No.61/202,580和于2010年1月22日提交的美国专利申请No.12/692,443的优先权，其内容通过引用结合于此。
液晶显示面板经常被用作显示装置，诸如个人计算机和显示器。近来，发明了一种通过利用光刻法来制作柔性聚合体薄片(光敏衬底)上的透明薄膜电极图案以加工显示面板的方法。作为在该光刻步骤中所使用的曝光设备，已经提出了一种将掩模图案转印到通过卷对卷传输的带形(条形)光敏衬底上的曝光设备(下文中称作卷对卷型曝光设备)(例如，参照日本专利申请公开No.2007-114385A)。
在卷对卷型曝光设备中，在将图案转印到带形光敏衬底上的吞吐量上寻求改进。
发明内容
本发明的一些方面的目的在于提供一种可以实现与通过卷对卷传输的例如带形光敏衬底的扫描和曝光有关的吞吐量的改善的曝光设备、曝光方法和加工装置的方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种曝光设备，该设备包括：移动机构，其沿着第一方向在第一航向上移动具有光敏性的第一衬底，并沿着第一方向在与第一航向相反的第二航向上移动具有光敏性的第二衬底；台机构，其保持具有图案的掩模，并与第一衬底和第二衬底在第一方向上的移动同步地、沿着第二方向在第三航向上移动；以及投影光学系统，其经由图案接收光，在第一衬底上形成图案的第一投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第一衬底的第一航向光学对应，并在第二衬底上形成图案的第二投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第二衬底的第二航向光学对应。
根据本发明的第二方面，提供了一种曝光设备，该设备包括：移动机构，其沿着第一方向在第一航向上移动具有光敏性的带形衬底的第一部分，并沿着第一方向在与第一航向相反的第二航向上移动衬底的第二部分；台机构，其保持具有图案的掩模，并与第一部分和第二部分在第一方向上的移动同步地、沿着第二方向在第三航向上移动；以及投影光学系统，其经由图案接收光，在第一部分上形成图案的第一投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第一部分的第一航向光学对应，并在第二部分上形成图案的第二投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第二部分的第二航向光学对应。
根据本发明的第三方面，提供了一种曝光方法，该方法包括以下步骤：沿着第一方向在第一航向上移动具有光敏性的第一衬底，并沿着第一方向在与第一航向相反的第二航向上移动具有光敏性的第二衬底；保持具有图案的掩模，并与第一衬底和第二衬底在第一方向上的移动同步地、在沿着第二方向的第三航向上移动；以及接收来自图案的光，在第一衬底上形成图案的第一投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第一衬底的第一航向光学对应，并在第二衬底上形成图案的第二投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第二衬底的第二航向光学对应。
根据本发明的第四方面，提供了一种曝光方法，该方法包括以下步骤：沿着第一方向在第一航向上移动具有光敏性的带形衬底的第一部分并沿着第一方向在与第一航向相反的第二航向上移动衬底的第二部分；与第一部分和第二部分在第一方向上的移动同步地、沿着第二方向在第三航向上移动具有图案的淹没；接收来自图案的光并在第一部分上形成图案的第一投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第一部分的第一航向光学对应；以及接收来自图案的光并在第二部分上形成图案的第二投影图像使得关于掩模的第三航向和关于第二部分的第二航向光学对应。
根据本发明的第五方面，提供了一种加工装置的方法，该方法包括以下步骤：通过利用本发明的曝光设备将图案转印到衬底上；对已转印有图案的衬底显影，并在衬底上形成与图案对应的形状的转印图案层；以及经由转印图案层来处理衬底。
根据本发明的一个方面，通过使掩模在第三航向上移动一次可以同时执行对在第一航向上移动的带形光敏衬底的第一部分扫描和曝光第一投影图像以及对在第二航向上移动的带形光敏衬底的第二部分扫描和曝光第一投影图像。此外，通过沿着第一方向往来地移动掩模多次，可以在沿着预定路径连续移动的衬底上以交错方式连续形成被转印有第一投影图像的区域和被转印有第二投影图像的区域。结果，在本发明的曝光设备中，可以改善对例如通过卷对卷传送的带形光敏衬底的扫描和曝光的吞吐量。
附图说明
图1是示意性示出本发明的实施例的曝光设备的构造的图。
图2是示意性示出通过卷对卷传送带形光敏衬底的移动机构的关键元件的图。
图3是示意性示出本实施例的投影光学系统的构造的图。
图4是描述一组偏转部件的操作的图。
图5是示出按排形成的第一成像区域和第二成像区域的外观的图。
图6是描述本实施例的分裂及反射部分的构造和操作的图。
图7是描述分裂及反射部分中的多个反射部分和照射光瞳中的多个光源的对应关系的图。
图8是描述本实施例中的扫描和曝光操作的图。
图9是描述第一修改例中的分裂及反射部分的构造和操作的图。
图10是描述第二修改例中的分裂及反射部分的构造和操作的图。
图11是描述第三修改例中的分裂及反射部分的构造和操作的图。
图12是示出半导体器件的加工步骤的流程图。
图13是示出液晶装置的加工步骤的流程图。
参考标号的描述
10，11，12，13，14：分裂及反射部分
21：复眼透镜
23：掩模光阑(mask blind)
LS：光源
IL：照射光学系统
IR：照射区域
ER1，ER2：成像区域
M：掩模
MS：掩模台
PL：投影光学系统
GM，G1，G2：成像光学系统
SH：带形薄片
SC：移动机构
DR：驱动系统
CR：控制系统
具体实施方式
将基于附图描述本发明的实施例。图1是示意性示出本发明的实施例的曝光设备的构造的图。在本实施例中，如图1所示，本发明适用于卷对卷型曝光设备，曝光设备在相对于投影光学系统PL相对地移动掩模M和带形薄片SH的同时将掩模M的图案投影曝光(转印)到薄片SH上。在图1中，Z轴被设置为作为光敏衬底的薄片SH的转印表面(光敏表面，曝光表面)的法线方向，Y轴在与薄片SH的转印表面平行的平面中被设置为与图1的页面表面平行的方向，X轴在与薄片SH的转印表面平行的平面中被设置为与图1的页面表面垂直的方向。
本实施例的曝光设备被提供有：照射光学系统IL，其对掩模M的图案区域进行照射；掩模台MS，其保持具有图案的掩模M并移动掩模M；投影光学系统PL，其在薄片SH上形成掩模M的图案的放大图像；移动机构SC，其根据卷对卷形式移动(传送)薄片SH；驱动系统DR，其驱动掩模台MS和移动机构SC；以及主控制系统CR，其总体控制驱动系统DR等的操作。薄片SH是柔性(被提供了柔性)带形聚合体薄片，在该薄片上涂有光刻胶(光敏材料)。
在照射光学系统IL中，从光源LS供应用于曝光的照射光(曝光用的光)。作为曝光用的光，可以利用选自超高压汞灯的发射光的i线(365nm波长)光，作为YAG激光器的第三次谐波的脉冲光(355nm波长)，KrF受激准分子激光(248nm波长)等。照射光学系统IL被提供有(按入射光的顺序)准直器20、复眼透镜21、聚光镜光学系统22、作为可变视野光圈的掩模光阑23、和照射成像光学系统24(24a和24b)。
从光源LS发射的光经由照射光学系统IL照射掩模M上的照射区域IR。照射区域IR具有在X方向上以拉长的方式延伸的预定外部形状。来自掩模M的照射区域IR的光经由投影光学系统PL在第一成像区域ER1上形成照射区域IR中的图案的第一投影图像并在第二成像区域ER2上形成照射区域IR中的图案的第二投影图像，第二成像区域ER2与第一成像区域ER1在Y方向上分离一定间隔。即，如下所述，投影光学系统PL形成其中图案的第一投影图像被形成在沿-X方向移动的薄片SH上的第一成像区域ER1，并形成其中图案的第二投影图像被形成在沿+X方向移动的薄片SH上的第二成像区域ER2。
投影光学系统PL对于掩模M侧和薄片SH侧是远心的，并具有从掩模M侧到薄片SH侧的放大率。成像区域ER1和ER2的形状是将照射区域IR的形状放大了投影光学系统PL的投影放大率β的形状。下文中，为了简化对描述的理解，假设照射区域IR是沿着X方向拉长的矩形形状的区域。在这种情况下，如下所述，第一成像区域ER1和第二成像区域ER2变成沿着Y方向拉长的矩形形状的区域，Y方向垂直于X方向，X方向是照射区域IR的纵向方向。然而，对应于照射光学系统IL中的掩模光阑23的可变开口部分(光传输部分)的形状来可变地设置照射区域IR的形状以及通过扩展的成像区域ER1和ER2。
经由掩模保持器(未示出)将掩模M吸附地保持在掩模台MS上。具有已知构造的掩模侧激光干涉仪(未示出)被布置在掩模台MS上。掩模侧激光干涉仪测量掩模台MS在X方向的位置和在Y方向上的位置以及关于Z轴的旋转角度，并将测量结果供应到主控制系统CR。主控制系统CR基于测量值经由驱动系统DR来控制掩模台MS在X方向上的位置、作为扫描方向的Y方向上的位置和速度、以及关于Z轴的旋转角度。
通过被设置有一些列滚轮的移动机构SC的工作而沿着预定路径传送薄片SH。如图2中所示，移动机构SC具有第一直线路径SCa、第二直线路径SCb和倒置路径SCc，第一直线路径SCa在沿着X方向的直线形状中延伸，第二直线路径SCb在沿着X方向的直线形状中延伸并与第一直线路径SCa在Y方向上分离一定间隔，倒置路径SCc连接第一直线路径SCa和第二直线路径SCb。具有柔性的带形薄片SH沿着第一直线路径SCa在-X方向的航向(heading)上移动之后，前进到倒置路径SCc。第一成像区域ER1被形成在沿着第一直线路径SCa在-X方向的航向上移动的薄片SH上。
已进入倒置路径SCc的薄片SH在经过倒置滚轮SCd之后进入第二直线路径SCb，其中倒置滚轮SCd被放置在倒置路径SCc的中心中并以在Z方向上延伸的轴线为中心旋转。已进入第二直线路径SCb的薄片SH在+X方向的航向上移动。第二成像区域ER2被形成在薄片SH上，其中该薄片沿着第二直线路径SCb在+X方向的航向上移动。在扫描和曝光期间，与在+Y方向的航向上被以速度V/β驱动的掩模台MS同步地，使得薄片SH在第一直线路径SCa上在-X方向的航向上以速度V移动，并使得薄片SH在第二直线路径SCb上在+X方向的航向上以速度V移动。
图3是示意性示出本实施例的投影光学系统的构造的图。参照图3，投影光学系统PL具有：中间成像光学系统GM，中间成像光学系统GM在掩模M的图案区域中形成被照射区域IR照射的图案的第一中间图像I1和第二中间图像I2；第一成像光学系统G1，第一成像光学系统G1基于来自第一中间图像I1的光在薄片SH上的第一成像区域ER1中形成图案的第一投影图像；以及第二成像光学系统G2，第二成像光学系统G2基于来自第二中间图像I2的光在薄片SH的第二成像区域ER2中形成图案的第二投影图像。
即，中间成像光学系统GM使得掩模M的图案区域的位置与第一中间图像I1的形成位置和第二中间图像I2的形成位置光学共轭。第一成像光学系统G1使得第一中间图像I1的形成位置和第一成像区域ER1的位置光学共轭，并在沿着第一直线路径SCa在-X方向上移动的薄片SH上的第一成像区域ER1中形成图案的第一投影图像。第二成像光学系统G2使得第二中间图像I2的形成位置和第二成像区域ER2的位置光学共轭，并在沿着第二直线路径SCb在+X方向上移动的薄片SH上的第二成像区域ER2中形成图案的第二投射图像。
掩模M被布置在掩模台MS上，使得图案区域可以大概与投影光学系统PL的目标表面OBJ一致。通过沿着以下轨迹而移动机构SC来传送薄片SH，该轨迹的表面(光敏表面)大概与投影光学系统PL的图像平面IMG对应。中间成像光学系统GM具有正透镜组Lp和分裂及反射部分10，来自被照射区域IR照射的图案区域的光进入正透镜组Lp，分裂及反射部分10将来自正透镜组Lp的光分裂为在将正透镜组Lp的光轴AXp夹在中间的、相互分离的方向上前进的第一光和第二光，并朝着正透镜组Lp偏转第一光和第二光。以下将描述分裂及反射部分10的具体构造和动作。
在中间成像光学系统GM和第一成像光学系统G1之间的光学路径中，按照光入射的顺序布置第一偏转部件M1、第二偏转部件M2和第三偏转部件M3。在中间成像光学系统GM和第二成像光学系统G2之间的光学路径中，按照光入射的顺序布置第四偏转部件M4、第五偏转部件M5和第六偏转部件M6。偏转部件M1至M6是例如具有平坦反射表片的反射镜。在下文中，为了简化对投影光学系统PL的构造的理解，将集中于来自照射区域IR的、沿着光轴AXp的发射的光L1来描述偏转部件M1至M6的动作。
参照图3，来自照射区域IR的、沿着光轴AXp发射的光L1经过正透镜组Lp，然后被分裂及反射部分10偏转，并被分裂为在图3的页面表面中的在对角地向上至右航向(第一航向)上前进的第一光L11和在对角地向上至左航向(第二航向)上前进的第二光L2。被分裂及反射部分10偏转的第一光L11在经过正透镜组Lp之后沿着+Z方向进入偏转部件M1，并被偏转部件M1偏转在+Y方向上。
被偏转部件M1偏转在+Y方向上的第一光L11形成作为第一中间图像I1的、例如掩模图案的几乎相等放大率的图像。如图4中所示，来自第一中间图像I1的、沿着+Y方向前进的第一光在被偏转部件M2偏转在+X方向上并被偏转部件M3偏转在-Z方向上之后，经由第一成像光学系统G1到达沿着第一直线路径SCa在-X方向上移动的薄片SH上的第一成像区域ER1。掩模图案的放大图像被形成为具有沿着Y方向拉长的矩形形状的第一成像区域ER1中的第一投影图像。注意，图4仅示出了正透镜组Lp中最接近于掩模侧放置的透镜LP1。
被分裂及反射部分10反射的第二光L12在经过正透镜组Lp之后，沿着+Z方向进入偏转部件M4，并且它被偏转部件M4偏转在-Y方向上。被偏转部件M4偏转在-Y方向上的第二光L12形成与第一中间图像I1类似的、掩模图案的几乎相等放大率的图像。如图4中所示，来自第二中间图像I2的、沿着-Y方向前进的第二光在被偏转部件M5偏转在+X方向上并被偏转部件M6偏转在-Z方向上之后，经由第二成像光学系统G2到达沿着第二直线路径SCb在+X方向上移动的薄片SH上的第二成像区域ER2。掩模图案的放大图像被形成为具有沿着Y方向拉长的矩形形状的第二成像区域ER2中的第二投影图像。
第一投影图像和第二投影图像具有以下形状，该形状将掩模图案放大了投影光学系统PL的投影放大率β。然后，如图4中清楚示出，第一投影图像被形成具有关于Z轴将掩模图案旋转+90度的方位，而第二投影图像被形成具有将掩模图案旋转-90度的方位。即，第一投影图像和第二投影图像具有相同的形状和大小，但是相对于X方向和Y方向相互颠倒。
在投影光学系统PL中，如图5中所示，沿着光轴AXp从照射区域IR发出的并被第三偏转部件M3偏转在-Z方向上的光束的位置C1与第一成像光学系统G1的光轴AX1一致，沿着光轴AXp从照射区域IR发出的并被第六偏转部件M6偏转在-Z方向上的光束的位置C2与第二成像光学系统G2的光轴AX2一致。结果，第一成像区域ER1和第二成像区域ER2在Y方向上被形成为一排。要注意，在图5中，虚线圈IF0示出投影光学系统PL的入射侧视野，虚线圈IF1和IF2示出成像光学系统G1和G2的入口侧视野，虚线圈EF1和EF2示出成像光学系统G1和G2的发射侧视野。
分裂及反射部分10具有布置在正透镜组Lp的焦点位置处或焦点位置附近的多个第一反射部分10a和多个第二反射部分10b，如图6中所示。此处，在平行光束从掩模M侧输入到正透镜组Lp的情况下，正透镜组Lp的焦点位置是平行光束聚焦的位置(即，后焦点位置)。第一反射部分10a和第二反射部分10b被布置在面向正透镜组Lp的凹曲表面(例如，球形表面)上，并在Y方向上交错设置。可替换地，第一反射部分10a和第二反射部分10b被布置为沿着与XY平面平行的表面，并沿着Y方向交错地设置。第一反射部分10a例如具有平面形反射表面以及在图6中从其反射表向外侧延伸的法线对角地往上面向右。第二反射部分10b例如具有平面形反射表面以及在图6中从其反射表向外侧延伸的法线对角地往上面向左。
相应地，与正透镜组Lp的光轴AXp平行的、进入第一反射部分10a的光(通过扩展，中间成像光学系统GM的光轴)被第一反射部分10a的反射表面在图6中对角地向上至右反射。被多个第一反射部分10a反射的光变成上述第一光，并经过正透镜组Lp和第一偏转部件M1以形成第一中间图像I1。另一方面，与光轴AXp平行的.进入第二反射部分10b的光被第二反射部分10b的反射表面在图6中向上至左反射。被多个第二反射部分10b反射的光变成上述第二光，并经过正透镜组Lp和第四偏转部件M4以形成第二中间图像I2。即，在分裂及反射部分10中，第一反射部分10a通过将从正透镜组Lp进入的光在图6中对角地向上至右反射来生成第一光，而第二反射部分10b通过将从正透镜组Lp进入的光在图6中对角地向上至左反射来生成第二光。
要注意，分裂及反射部分10的反射部分10a和10b被布置在正透镜组Lp的后焦点位置处或其附近(即，投影光学系统PL的光瞳位置或其附近)，结果被布置在与照射光学系统IL中复眼透镜21的后焦点位置光学共轭的位置(即，照射光学系统IL的照射光瞳的位置)或其附近。复眼透镜21是包括多个在纵向和横向上紧密布置的透镜元件21a的光学元件，透镜元件21a具有正屈光力，如图7中的上侧所示。与具有在X方向上拉长的矩形形状的矩形照射区域IR对应的每个透镜元件21a，具有在X方向上类似拉长的矩形形状的截面形状。每个透镜元件21a的入射的矩形平面构成作为波前分裂型光学积分器的复眼透镜21的单位波前分裂表面。
已进入复眼透镜21的光通量被多个透镜元件21a以二维方式分裂，并在每个透镜元件21a的后焦点表面(以及通过扩展，复眼透镜21的后焦点表面)或其附近形成一个光源21b。在本实施例的曝光设备中，包括多个光源21b(其被形成在复眼透镜21的后焦点平面或其附近的照射光瞳上)的基本平坦的光源用作次级光源，被布置在照射光学系统IL(投影光学系统PL的目标表面)的辐射表面中的掩模M(以及通过扩展，布置在投影光学系统PL的图像平面处的薄片SH)是科勒(Koehler)照明的。
以该方式，多个光源21b的图像被形成在分裂及反射部分10的多个反射部分10a和10b的反射表面上，分裂及反射部分10被放置在正透镜组Lp的后焦点位置处或其附近处。为了增大分裂及反射部分10的反射部分10a和10b中的反射效率，其优选地被构成为使得多个光源21b的图像在X方向上成一排地形成在反射部分10a和10b的反射表面上。换句话说，照射光学系统IL优选地形成与多个第一反射部分10a和多个第二反射部分10b的布置对应的多个光源21b。此外，利用不同表达，反射部分10a和10b优选地具有以下大小的反射区域，该大小围住光源21b的反射部分10a和10b上的共轭图像。
在下文中，将参照图8来描述本实施例中的扫描和曝光的操作。参照图8，其中形成有例如显示面板的例如电路图案的矩形图案区PA被设置在掩模M上。在本实施例中，通过移动机构SC的操作沿着预定路径以恒定速度传送作为带形(条形)光敏衬底的薄片S。然后，作为将掩模M的图案区域PA放大了投影光学系统PL的投影放大率β的矩形投射(shot)区域SR1和SR2被接着以固定间隔形成在薄片SH上。
在图8中，其中将要经由投影光学系统PL的第一成像光学系统G1转印的掩模M的图案或已经被投影光学系统PL的第一成像光学系统G1转印的掩模M的图案的投射区域用参照标号SR1来表达，其中将要经由第二成像光学系统G1转印的掩模M的图案或已经被第二成像光学系统G2转印的掩模M的图案的投射区域用参照标号SR2来表达。如下所述，沿着薄片SH的纵向方向交错地形成投射区域SR1和投射区域SR2。每个投射区域SR1和SR2沿着薄片SH的纵向方向的尺寸是Sx，一对相邻的投射区域SR1和SR2之间的间隔是Gx。此外，为了简化对扫描和曝光操作的描述的理解，使得作为掩模M的扫描移动方向的Y方向和作为薄片SH的扫描移动方向的X方向在图8的纸表面的横向上一致。
在本实施例中，掩模M的图案被扫描并被曝光于在投影光学系统PL的第一成像光学系统G1下直接经过的投射区域SR1上，即沿着第一直线路径SCa在-X方向上移动的薄片SH上的投射区域SR1。此外，掩模M的图案被扫描并被曝光于在投影光学系统PL的第二成像光学系统G2下直接经过的投射区域SR2上，即与在第一直线路径SCa中对投射区域SR1的扫描和曝光同步地、沿着第二直线路径SCb在+X方向上移动的薄片SH上的投射区域SR2。
具体地，在向一对投射区域SR1和SR2同时扫描并曝光期间，在+Y方向上以所要求的速度移动掩模M(以及通过扩展，掩模台MS)，使得图案区PA被照射区域IR扫描，从起始位置(在起始位置处，照射区域IR位于图案区PA的+Y方向侧上的边缘部分处)直到完成位置(在完成位置处，照射区域IR到达-Y方向侧上的边缘部分)。与掩模M在+Y方向上的移动同步地，薄片SH沿着第一直线路径SCa在-X方向上移动，使得投射区域SR1被第一成像区域ER1扫描，从起始位置(在起始位置处，第一成像区域ER1位于投射区域SR1的-X方向侧上的边缘部分处)到完成位置(在完成位置处，第一成像区域ER1到达+X方向侧上的边缘部分)。
此外，与掩模M在+Y方向上的扫描移动同步地，薄片SH沿着第二直线路径SCb在+X方向上移动，使得投射区域SR2被第二成像区域ER2扫描，从起点位置(在起点位置处，第二成像区域ER2位于投射区域SR2的+X方向侧上的边缘部分处)到完成位置(在完成位置处，第二成像区域ER2到达-X方向侧上的边缘部分)。也就是说，与图案区PA被照射区域IR扫描同步地，并行且同时地执行对投射区域SR1的扫描和曝光和对投射区域SR2的扫描和曝光。换句话说，当在+Y方向的航向上移动掩模M的同时，掩模M的图案的第一投影图像和第二投影图像分别被形成在投射区域SR1和SR2上。
接下来，在-Y方向上向后移动掩模M，使得照射区域IR从图案区PA的-Y方向侧处的边缘部分移动到图案区PA的+Y方向侧处的边缘部分，即，使得照射区域IR从扫描曝光的末端位置返回到起始位置。在掩模M在-Y方向上向后移动期间，例如，用于阻挡图像形成通量的快门(未示出)被插入在紧接在掩模M之后的光路中，使得掩模图案的投影图像不被形成在成像区域ER1和ER2中。可替换地，通过闭合照射光学系统IL中的掩模光阑23的可变开口，掩模图案的投影图像不能被形成在成像区域ER1和ER2中。
结果，在向后移动掩模M期间，在第一直线路径SCa中，投射区域SR2(它是在紧接在完成扫描和曝光之后跟随投射区域SR1的投射区域并被设置用于转印掩模图案的第二投影图像)在没有经历扫描和曝光的情况下在第一成像光学系统G1下面直接经过。在图8中，在扫描和曝光期间的投射区域SR1以及在第一直线路径SCa中扫描和曝光之后的投射区域SR1通过实线示出，而将在没有经历扫描和曝光的情况下在第一成像光学系统G1下面直接经过的投射区域SR2和已在没有经历扫描和曝光的情况下在第一成像光学系统G1下面直接经过的投射区域SR2通过虚线出。
类似地，在向后移动掩模M期间，在第二直线路径SCb中，投射区域SR1(它是在紧接在完成扫描和曝光之后跟随投射区域SR2的投射区域并被已经被转印了掩模图案的第一投影图像)在没有经历扫描和曝光的情况下在第二成像光学系统G2下面直接经过。在图8中，在扫描和曝光期间的投射区域SR2以及在第二直线路径Scb中扫描和曝光之后的投射区域SR2通过点线示出，而将在没有经历扫描和曝光的情况下在第二成像光学系统G2下面直接经过的投射区域SR1和已在没有经历扫描和曝光的情况下在第二成像光学系统G2下面直接经过的投射区域SR1通过实线示出。
在完成在-Y方向上向后移动掩模M并且照射区域IR已经返回到图案区PA的+Y方向侧上的起始位置以使得在+Y方向上扫描移动掩模M成为可能的时间点处，从光学路径中缩回紧接在掩模M之后的快门，并且第一成像区域ER1被形成在接下来将要被扫描和曝光的投射区域SR1的-X方向侧上的起始位置处，而第二成像区域ER2被形成在接下来将要被扫描和曝光的投射区域SR2的+X方向侧上的起始位置处。可替换地，在完成掩模M的向后移动的时间点处，通过开放掩模光阑23的可变开口部分，成像区域ER1和ER2被形成在接下来将要被扫描和曝光的投射区域SR1和SR2的起始位置处。
以该方式，与掩模M的下一扫描移动同步地，同时执行对在第一成像光学系统G1下面直接经过的投射区域SR1的扫描和曝光，以及对在第二成像光学系统G2下面直接经过的投射区域SR2的扫描和曝光。然后，通过沿着Y方向将掩模M的往来移动(扫描移动和向后移动)重复多次，在沿着预定路径连续移动的薄片SH上一个接一个地形成被转印了掩模M的图案的投射区域SR1和投射区域SR2。
即，经由第一成像光学系统G1形成掩模图案的第一投影图像的投射区域SR1、以及经由第二成像光学系统G2形成掩模图案的第二投影图像的投射区域SR2沿着带形薄片SH的纵向方向相互邻接。在图8中，沿着从第一成像区域ER1的中心到第二成像区域ER2的中心的传送路径的折回距离是X方向尺寸Sx和每个投射区域的间隔Gx之和(Sx+Gx)的奇数倍。此外，X方向尺寸Sx和间隔Gx之和(Sx+Gx)与掩模M的扫描移动的周期相对应并与掩模M的向后移动的周期相对应。
在本实施例的投影光学系统PL中，中间成像光学系统GM、偏转部件M1至M3的组、以及第一成像光学系统G1构成第一成像系统，该第一成像系统在薄片SH的第一成像区域ER1上形成掩模M的图案的第一投影图像。第一成像系统(GM、M1至M3、G1)形成与照射区域IR光学共轭的第一成像区域ER1，通过照射光学系统IL在沿着第一直线路径SCa在-X方向上移动的薄片SH上将照射区域IR形成的掩模M的图案区域中。
另一方面，中间成像光学系统GM、偏转部件M4至M6的组、以及第二成像光学系统G2构成第二成像系统，该第二成像系统在与第一成像区域ER1在Y方向上有一定间隔的第二成像区域ER2上形成掩模M的图案的第二投影图像。第二成像系统(GM、M4至M6、G2)在薄片SH上形成与照射区域IR光学共轭的第二成像区域ER2，薄片SH沿着与第一直线路径SCa在Y方向上有一定间隔的第二直线路径SCb在+X方向上移动。
在本实施例中，在带形薄片SH的第一直线路径SCa上的部分(第一部分)在-X方向上移动，在薄片SH的第二直线路径SCb上的部分(第二部分)在+X方向上移动，掩模M与薄片SH在X方向上的移动同步地在+Y方向上移动。这对成像区域ER1和ER2分别在薄片SH在第一直线路径SCa上的第一部分中和薄片SH在第二直线路径SCb上的第二部分中在Y方向上以一定间隔分离地成排形成，Y方向平行于作为薄片SH的扫描方向的X方向。
此外，如图4中所示，掩模M的图案的第一投影图像被形成在沿着第一直线路径SCa移动的薄片SH上的第一成像区域ER1中，从而与作为掩模M的扫描方向的+Y方向和作为薄片SH在第一直线路径SCa中的移动方向(扫描方向)的-X方向光学对应。掩模M的图案的第二投影图像被形成在沿着第二直线路径SCb移动的薄片SH上的第二成像区域ER2中，从而与作为掩模M的扫描方向的+Y方向和作为薄片SH在第二直线路径SCb中的移动方向的+X方向光学对应。
以该方式，在本实施例的曝光设备中，通过在+Y方向上将掩模M的扫描移动执行一次，可以同时执行第一投影图像向沿着第一直线路径SCa在-X方向上移动的薄片SH上的投射区域SR1的扫描和曝光、以及第二投影图像向沿着第二直线路径SCb在+X方向上移动的薄片SH上的投射区域SR2的扫描和曝光。此外，通过沿着Y方向将掩模M的往来移动重复多次，可以在沿着预定路径连续移动的薄片SH上按交错方式连续形成被转印了掩模M的图案的第一投影图像的投射区域SR1和被转印了第二投影图像的投射区域SR2。即，在本实施例的曝光设备中，可以改善向被卷对卷传送的带形薄片SH扫描和曝光的吞吐量。
要注意，在前述实施例中，基于具有图2至图7中所示的特定构造的投影光学系统PL来描述本发明。然而，关于投影光学系统的构造，可以有各种形式。具体地，在前述实施例中，使用具有在正透镜组Lp的后焦点位置处或其附近以固定方式布置的多个第一反射部分10a和多个第二反射部分10b的分裂及反射部分10。然而，不限于此，替代分裂及反射部分10，如图9中所示，可以利用空间光调制器11，该空间光调制器11具有多个镜元件11a，多个镜元件11a被二维布置并且其姿态可以被单独改变。
空间光调制器11被设置有在正透镜组Lp的后焦点位置处或其附近二维放置的多个镜元件11a、保持多个镜元件11a的基座11b、以及经由连接至基座11b的线缆(未示出)单独驱动多个镜元件11a的姿态的驱动部分11c。驱动部分11c根据来自主控制系统CR的命令来单独控制多个镜元件11a的姿态。
多个镜元件11a具有例如平面形反射表面，并且沿着与XY平面平行的平面布置。可替换地，可沿着朝向正透镜组Lp的凹曲表面(例如，球形表面)布置多个镜元件11a。在图9的修改例中，当同时执行向投射区域SR1的扫描和曝光以及向投射区域SR2的扫描和曝光时，多个镜元件11a的姿态被设置为图9的局部细节图A中所示的状态。
在局部细节图A中所示的状态中，姿态被控制为使得从反射表面向外延伸的法线在图9中对角地向上面向右的镜11aa、以及姿态被控制为使得从反射表面向外延伸的法线在图9中对角地自向上面向左的镜11ab被设置为在Y方向上交错地布置。相应地，与正透镜组Lp的光轴AXp平行的、入射在用作第一反射部分的镜元件11aa上的光被镜元件11aa的反射表面在图9中向上至右对角地反射。被多个镜元件11aa反射的光变为第一光，并经过正透镜组Lp和第一偏转部件M1以形成第一中间图像I1。与光轴AXp平行的、入射在用作第二反射部分的镜元件11ab上的光被镜元件11ab的反射表面在图9中向上至左对角地反射。被多个镜元件11ab反射的光变为第二光，经过正透镜组Lp和第四偏转部件M4以形成第二中间图像I2。
此外，在紧接在对带形薄片SH扫描和曝光之后只对投射区域SR1扫描和曝光的情况下，所有镜元件11a的姿态被设置为图9中的局部细节图B中所示的状态。在局部细节图B中所示的状态中，所有镜元件11a的姿态被统一地设置为使得从反射表面向外延伸的法线在图9中向上面向右对角地。在该情况下，所有的镜元件11a用作第一反射部分，第一反射部分将已与正透镜组Lp的光轴AXp平行地进入的光在图9中朝上向右对角地反射。相应地，所有被空间光调制器11反射的光都变为第一光，并经过正透镜组Lp和第一偏转部件M1以形成第一中间图像I1。
尽管在图示中省略，但是在紧接在完成对带形薄片SH的扫描和曝光之前仅对投射区域SR2执行扫描和曝光的情况下，所有镜元件11a的姿态被统一地控制使得从反射表面向外延伸的法线对角地向上面向左。在该情况下，所有的镜元件11a用作第二反射部分，第二反射部分将已与正透镜组Lp的光轴AXp平行地进入的光在图9中向上至左对角地反射。相应地，被空间光调制器反射的所有光变为第二光并经过正透镜组Lp和第四偏转部件M4以形成第二中间图像I2。
在图9的修改例中，可以响应于被例如形成在复眼透镜21的后焦点平面处或其附近的照射光瞳中的光强度分布(光瞳强度分布)的形状来单独地控制每个镜元件11a的姿态，并且通过扩展可以适当地改变对所使用的镜元件11a的选择、对来自镜元件11a的反射光的定向的选择、以及来自镜元件11a的反射光的量的分布。结果，可以例如调节投影光学系统PL的光瞳位置中的光强度分布，精细地调节成像区域ER1和ER2的形成位置，调节在成像区域ER1和ER2处的光量分布，并校正投影光学系统PL的像差。
即使在图9的修改例中，为了提高空间光调制器11的镜元件11a的反射效率，期望构建使得一个光源21b的图像可以被形成在每个镜元件11a的反射表面上。作为空间光调制器11，可以利用日本专利申请公开No.H10-503300A和相应欧洲专利申请公开No.779530、日本专利申请公开No.2004-78136A和相应美国专利No.6,900,915、日本专利申请公开No.2006-524349和相应美国专利No.7,095,546、以及日本专利申请公开No.2006-113437中披露的空间光调制器。
要注意，尽管中间成像光学系统GM被设置有正透镜组Lp作为来自掩模M的图案区域的光进入的透镜组，但是该透镜组不限于正透镜组(具有总的正屈光力的透镜组)，并且可以使它成为负透镜组(具有总的负屈光力的透镜组)。例如，在沿着平坦表面布置分裂及反射部分10的多个第一反射部分10a和多个第二反射部分10b的情况下，以及在沿着平坦表面布置空间光调制器11的多个镜元件11a的情况下，该透镜组优选地是正透镜组。此外，在沿着面向中间成像光学系统GM的凹表面布置多个第一反射部分10a和第二反射部分10b或多个镜元件11a，并且大多位于中间成像光学系统GM(参照图9)的后焦点位置侧上的透镜Lp2为凹透镜的情况下，该透镜组优选地是负透镜组。
另一方面，如图10中所示，代替分裂及反射部分10，可以使用由偏振光分束器12a和一对凹反射镜12b和12c构成的分裂及反射部分12。用作分裂部分的偏振光分束器12a将来自正透镜组Lp的光L1分裂为P偏振透射光(第一光)L11和S偏振反射光(第二光)L12。透射过偏振光分束器12a的P偏振光L11被位于正透镜组Lp的焦点位置或其附近的第一凹反射镜12b反射，并进入偏振光分束器12a。
对于已经进入偏振光分束器12a的P偏振光L11，在被透射过偏振光分束器12a之后，经过正透镜组Lp和第一偏转部件M1以形成第一中间图像I1。另一方面，对于被偏振光分束器12a反射的S偏振光L12，它被位于正透镜组Lp的焦点位置或其附近的第二凹反射镜12c反射并进入偏振光分束器12a。已经进入偏振光分束器12a的S偏振光L12，在被偏振光分束器12a反射之后，经由正透镜组Lp和第四偏转部件M4形成第二中间图像I2。
要注意，替代图10的构造，以下构造也是可能的，在该构造中透射过偏振光分束器的P偏振光变为形成第二中间图像I2的第二光，并且被偏振光分束器反射的S偏振光变为形成第一中间图像I1的第一光。在该情况下，透射偏振光分束器的P偏振光，在被一个凹反射镜反射之后，经过偏振光分束器、正透镜组Lp、第四偏转部件M4以形成第二中间图像I2。被偏振光分束器反射的S偏振光，在被其他凹反射镜反射之后，经由偏振光分束器、正透镜组Lp和第一偏转部件M1形成第一中间图像I1。
如图11中所示，替代分裂及反射部分10，可以利用具有反射型衍射光栅的分裂及反射部分13。分裂及反射部分12具有衍射光学表面13a，衍射光学表面13a被沿着例如与XY平面平行平面(或者沿着面向正透镜组Lp的凹曲表面(例如，沿着球形表面))形成。衍射光学表面13a被设计为将沿着正透镜组Lp的光轴AXp入射的光Li反射为使得生成在图11中对角地向上至左的正一阶衍射光L(+1)和在图12中对角地向上至右的负一阶衍射光L(-1)，而基本不产生0阶反射光。即，优选地，衍射光学表面13a是相位光栅，相位光栅将入射光的大部分分布和衍射为正一阶衍射光和负一阶衍射光。具体地，优选地，衍射光学表面13a是非平坦相位光栅，并且凹部分和凸部分的每个反射光的相位差是π/2(＝180°)的奇数倍。
此外，衍射光学表面13a的凹部分和凸部分的占空比(凹部分和凸部分在布置方向(图11中的Y方向)上的宽度比)优选地约为50％。通过使占空比约为50％，可以有效地衍射正一阶衍射光L(+1)和负一阶衍射光L(-1)。要注意，衍射光学表面13a的凹部分(或凸部分)的布置间距P在正一阶衍射光L(+1)和负一阶衍射光L(-1)形成的角度θ和入射在衍射光学表面12a上的光之间的波长λ之间并满足关系sinθ＝λ/P。为此，布置间距P可以被设置为使得所形成的角度θ等于光轴AXp和第一光L11(或第二光L12)形成的角度(参照图3)。
此外，在前述实施例中，第一偏转部件M被放置在中间成像光学系统GM和第一中间图像I1的形成位置之间的光学路径中，第二偏转部件M2被放置在第一中间图像I1的形成位置和第一成像光学系统G1之间的光学路径中，第三偏转部件M3被放置在第二偏转部件M2和第一成像光学系统G1中间的光学路径中。此外，第四偏转部件M4被放置在中间成像光学系统GM和第二中间图像I2的形成位置之间的光学路径中，第五偏转部件M5被放置在第二中间图像I2的形成位置和第二成像光学系统G2之间的光学路径中，第六偏转部件M6被放置在第五偏转部件M5和第二成像光学系统G2之间的光学路径中。
第一偏转部件M1将来自正透镜组Lp的第一光偏转在作为掩模M的扫描方向的Y方向上，第二偏转部件M2将来自第一偏转部件M1的光偏转在作为薄片SH的扫描方向的X方向上，第三偏转部件M3将来自第二偏转部件M2的光偏转在作为与中间成像光学系统GM的光学轴AXp平行的Z方向上。类似地，第四偏转部件M4将来自正透镜组Lp的第二光偏转在Y方向上，第五偏转部件M5将来自第四偏转部件M4的光偏转在X方向上，第六偏转部件M6将来自第五偏转部件M5的光偏转在Z方向上。
而且，第四偏转部件M4将光偏转在与第一偏转部件M1偏转光的方向(+Y方向)相反的方向(-Y方向)上，第五偏转部件M5将来自第四偏转部件M4的光偏转在与第二偏转部件M2偏转光的方向(+X方向)相同的方向(+X方向)上，第六偏转部件M6将来自第五偏转部件M5的光偏转在与第三偏转部件M3偏转光的方向(-Z方向)相同的方向(-Z方向)上。然而，对于布置在中间成像光学系统GM和第一成像光学系统G1之间的光学路径中的第一组偏转部件、以及布置在中间成像光学系统GM和第二成像光学系统G2之间的光学路径中的第二组偏转部件的构造来说，各种形式是可能的。
例如，可以通过第一偏转部件、第二偏转部件和第三偏转部件来构造第一组偏转部件，其中第一偏转部件将来自正透镜组Lp的第一光偏转在作为薄片SH的扫描方向的X方向上，第二偏转部件将来自第一偏转部件的光偏转在作为掩模M的扫描方向的Y方向上，以及第三偏转部件将来自该第二偏转部件的光偏转在与中间成像光学系统GM的光学轴AXp平行的Z方向上。类似地，可以通过第四偏转部件、第五偏转部件和第六偏转部件来构造第二组偏转部件，第四偏转部件将来自正透镜组Lp的第二光偏转在X方向上，第五偏转部件将来自该第四偏转部件的光偏转在Y方向上，第六偏转部件将来自该第五偏转部件的光偏转在Z方向上。
因此，通过将第一组偏转部件构造为使得将来自正透镜组Lp的第一光依次偏转在Y方向、X方向和Z方向上，或者依次偏转在X方向、Y方向和Z方向上，可以使与掩模M的图案区域上的+Y方向光学对应的第一投影图像上的方向与-X方向一致。类似地，通过将第二组偏转部件构造为将来自正透镜组Lp的第二光依次偏转在Y方向、Z方向或X方向上，或者依次偏转在X方向、Y方向和Z方向上，可以使与掩模M的图案区域上的+Y方向光学对应的第二投影图像上的方向与+X方向一致。
即，可以将第一组偏转部件构造为使来自正透镜组Lp的第一光依次偏转在X方向、Y方向和Z方向上，并且可以将第二组偏转部件构造为使得来自正透镜组Lp的第二光依次偏转在X方向、Y方向和Z方向上。此处，“依次偏转”意味着一个接一个地偏转在每个方向上，而不限于前述顺序，具体地意味着可以置换在X方向上的偏转和在Y方向上的偏转的顺序。相应地，可以具有在第一组偏转部件中按照共存的X方向(Y方向)、Y方向(X方向)和Z方向的顺序来偏转的构造，以及具有在第二组偏转部件中按照共存的Y方向(X方向)、X方向(Y方向)和Z方向的顺序偏转的构造。
还可以是以下构造，该构造在第一偏转部件M1和第一中间图像I1的形成位置之间的光学路径中布置构成中间成像光学系统GM的一部分的透镜，并在第四偏转部件M4和第二中间图像I2的形成位置之间的光学路径中布置构成中间成像光学系统GM的一部分的透镜。在该构造中，中间成像光学系统GM的一部分而不是全部与第一成像系统和第二成像系统共用。
此外，前述实施例通过在照射光学系统IL中的掩模光阑23的操作而在掩模M上指定照射区域IR的形状，以及通过扩展指定被形成在薄片SH上的成像区域ER1和ER2的形状。然而，替代掩模光阑23，还可以是这样的构造，该构造例如在第一中间图像I1的形成位置或其附近例如布置第一可变视野光圈(未示出)，并在第二中间图像I2的形成位置或其附近布置第二可变视野光圈(未示出)。
在该情况下，投影光学系统PL的掩模侧投影视野的形状通过第一可变视野光圈和第二可变视野光圈来指定，并且该掩模侧投影视野不一定与形成在掩模M上的照射区域IR一致。例如，照射区域IR被设置为确保必要边缘区域包括掩模侧投影视野的形状。投影光学系统PL的薄片侧上的、作为第一投影视野的第一成像区域ER1被指定为通过第一可变视野光圈与掩模侧投影视野光学共轭的区域。类似地，投影光学系统PL的薄片侧上的、作为第二投影视野的第二成像区域ER2被指定为通过第二可变视野光圈与掩模侧投影视野光学共轭的区域。
此外，除了掩模光阑23之外，还可以是以下构造，例如在第一中间图像I1的形成位置或其附近处放置第一可变视野光圈，并在第二中间图像I2的形成位置或其附近放置第二可变视野光圈。在放置第一可变视野光圈和第二可变视野光圈的构造中，上述快门的布置变得不必要，并且可以通过第一可变视野光圈和第二可变视野光圈的开口部分的开放和闭合操作来完成快门功能。
此外，在前述实施例中，掩模M的扫描方向(Y方向)和薄片SH的扫描方向(X方向)是垂直的。然而，掩模的扫描方向和衬底的扫描方向不一定是垂直的，根据投影光学系统的构造，各种方向都是可能的。
此外，在前述实施例中，第一直线路径SCa和第二直线路径SC被以相互平行的方式设置，以及因此通过扩展带形薄片SH沿着第一直线路径SCa移动的方向(-X方向)和带形薄片SH沿着第二直线路径SCb移动的方向(+X方向)是相反的。然而，第一直线路径和第二直线路径不一定精确平行，因此不需要带形敏感衬底的第一部分的移动方向和第二部分的移动方向精确相反定向。
此外，在前述实施例中，本发明应用于同时执行对具有柔性的带形敏感衬底的第一部分的扫描和曝光以及对第二部分的扫描和曝光的曝光设备。然而，不一定局限于此，可以将本发明类似地应用于同时执行对沿着第一方向在第一航向上移动的第一衬底的扫描和曝光以及对沿着第一方向在与第一航向相反的第二航向上移动的第二衬底的扫描和曝光的曝光设备。在该情况下，移动机构在第二航向上移动第二衬底，第二衬底与第一衬底在垂直于第一方向的方向上有一定间隔。要注意，第一衬底和第二衬底可以是具有柔性的任意形状的衬底，并且也可以是不具有柔性的任意形状的衬底。
此外，前述实施例将本发明应用于安装了具有放大率的投影光学系统PL的曝光设备。然而，不局限于此，可以类似地将本发明应用于设置有具有相同放大率的投影光学系统或具有缩小率的投影光学系统的曝光设备。
通过组装包括本申请的权利要求中所记载的每个构成元件的各个子系统来加工前述实施例的曝光设备以保持预定机械精度、电学精度和光学精度。为了确保这些精度，在该组装之前和之后执行用于达到各个光学系统中的光学精度的调节、用于达到各个机械系统中的机械精度的调节和用于达到各个电学系统中的电学精度的调节。在从每个子系统组装曝光设备时，机械连接、电路的布线连接以及各个子系统之间的气压电路的管道连接被包括。在从每个子系统组装成曝光设备的组装步骤之前，没有提到每个子系统的组装步骤。当完成将每个子系统组装成曝光设备的组装步骤时，执行一般的协调，作为整个曝光设备确保各种精度。要注意，优选地在温度和清洁度受控制的清洁室内执行曝光设备的加工。
利用前述实施例的曝光设备，可以加工半导体器件和液晶装置等。图12是示出半导体器件的加工步骤的流程图。如图12中所示，半导体器件的加工步骤包括将金属膜汽相沉积在作为半导体器件的衬底的晶片上(步骤40)以及将光敏材料制成的光刻胶涂覆在该汽相沉积的金属膜上(步骤S42)。接下来，利用前述实施例的曝光设备，形成在掩模M中的图案被转印到晶片上的每个投射区域(步骤S44：曝光步骤)，并且完成对所转印的晶片的显影，即，对转印有图案的光刻胶执行显影(步骤S46：显影步骤)。
然后，利用通过步骤S46在晶片的表面上生成的抗蚀图(用作晶片处理的掩模)在晶片的表面上执行诸如蚀刻等的处理(步骤S48：处理步骤)。此处，抗蚀图表示以下光刻胶层(转印图像层)，在该光刻胶层中不均匀性被生成为与前述实施例的曝光设备所转印的图案相对应的形状，其凹度穿过光刻胶层。在步骤S48中，通过抗蚀图来执行晶片的表面处理。在步骤S48中执行的处理中，对晶片的表面的蚀刻或金属膜的形成中的至少一个被包括。要注意，在步骤S44中，前述实施例的曝光设备执行图案的转印，其中被涂覆有光刻胶的晶片用作光敏衬底。
图13是示出加工液晶装置如液晶显示器的加工步骤的流程图。如图13中所示，在液晶装置的加工处理中，顺序地执行图案形成步骤(步骤S50)、滤色器形成步骤(步骤S52)、单元形成步骤(步骤S54)和模块组装步骤(步骤S56)。在步骤S50的图案形成步骤中，利用前述实施例的曝光设备，在用作光敏衬底的、涂覆有光刻胶的玻璃衬底上形成预定图案诸如电路图案、电极图案等。图案形成步骤包括通过利用前述实施例的曝光设备将图案转印到光刻胶层上的曝光步骤，对已转印有图案的光敏衬底显影的显影步骤(换句话说，对玻璃衬底上的光刻胶层显影以根据图案对光刻胶层(转印图案层)成形)，以及通过显影后的光刻胶层对玻璃衬底的表面进行处理的处理步骤。
在步骤S52的滤色器形成步骤中，以矩阵形式布置与R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)对应的三种点的大量集合，或者在横向扫描方向上彼此相邻地布置三条滤波器R、G和B的大量集合以形成滤色器。在S54的单元组装步骤中，通过利用在步骤S50中形成有预定图案的玻璃衬底和在步骤S52中形成的滤色器来组装液晶面板(液晶单元)。具体而言，液晶在注入在玻璃衬底和滤波器之间以形成例如液晶面板。在步骤S56的模块组装步骤中，在步骤S54中组装的液晶面板被提供有以下电路和包括背光在内的各种部件，该电路被设计为使得液晶面板执行显示操作。
此外，本发明不限于将曝光设备应用于半导体器件和液晶装置的加工处理。例如，它可以广泛地将曝光设备应用于加工显示装置如等离子体显示器，以及将曝光设备应用于加工各种装置如成像元件(诸如CCD)、微电机系统、薄膜磁头和DNA芯片。而且，本发明也可以应用于当通过利用光刻蚀技术加工其中形成有各种器件的掩模图案的掩模(光掩模、中间掩模等)时的曝光步骤(曝光设备)。
只要允许的话，上述每个实施例中列举的文献的公开内容、修改例子等通过引用结合于此。

Claims (29)

1.一种曝光设备，包括：
移动机构，其沿着第一方向在第一航向上移动具有光敏性的第一衬底并沿着所述第一方向在与所述第一航向相反的第二航向上移动具有光敏性的第二衬底；
台机构，其保持具有图案的掩模，并与所述第一衬底和所述第二衬底在所述第一方向上的移动同步地、沿着第二方向在第三航向上移动；以及
投影光学系统，其经由所述图案接收光，在所述第一衬底上形成所述图案的第一投影图像使得关于所述掩模的所述第三航向和关于所述第一衬底的所述第一航向光学对应，并在所述第二衬底上形成所述图案的第二投影图像使得关于所述掩模的第三航向和关于所述第二衬底的所述第二航向光学对应。
2.一种曝光设备，包括：
移动机构，其沿着第一方向在第一航向上移动具有光敏性的带形衬底的第一部分并沿着所述第一方向在与所述第一航向相反的第二航向上移动所述衬底的第二部分；
台机构，其保持具有图案的掩模，并与所述第一部分和所述第二部分在所述第一方向上的移动同步地、沿着第二方向在第三航向上移动；以及
投影光学系统，其经由所述图案接收光，在所述第一部分上形成所述图案的第一投影图像使得关于所述掩模的所述第三航向和关于所述第一部分的所述第一航向光学对应，并在所述第二部分上形成所述图案的第二投影图像使得关于所述掩模的所述第三航向和关于所述第二部分的所述第二航向光学对应。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的曝光设备，其中所述第一方向和所述第二方向是正交的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的曝光设备，其中所述第一投影图像和所述第二投影图像在与所述第一方向正交的方向上成排形成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的曝光设备，其中所述投影光学系统具有：中间成像光学系统，其形成所述图案的第一中间图像和第二中间图像；第一成像光学系统，其使得所述第一中间图像和所述第一投影图像光学共轭；以及第二成像光学系统，其使得所述第二中间图像和所述第二投影图像光学共轭。
6.根据权利要求5所述的曝光设备，其中所述中间光学系统具有：透镜组，所述图案的光进入所述透镜组；以及分裂及反射部分，其将来自所述透镜组的光分裂为在将所述透镜组的光轴夹在中间的、相互分离的方向上前进的第一光和第二光并将所述第一光和所述第二光反射到所述透镜组。
7.根据权利要求6所述的曝光设备，其中所述分裂及反射部分具有：多个第一反射部分，其将已从所述透镜组进入的光反射在第四航向上以生成所述第一光；以及多个第二反射部分，其将已从所述透镜组进入的光反射在第五航向上以生成所述第二光，并被放置在所述透镜组的后焦点位置处或所述后焦点位置的附近以及多个第二反射部分。
8.根据权利要求7所述的曝光设备，其中所述第一反射部分和所述第二反射部分沿着所述第二方向交错设置。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的曝光设备，其中所述多个第一反射部分和所述多个第二反射部分具有多个镜元件，所述多个镜元件被二维地布置并且所述多个镜元件的姿态能被单独改变。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的曝光设备，还包括照射光学系统，所述照射光学系统将光辐射在被保持在所述台机构中的所述掩模的所述图案上，
其中所述照射光学系统在与所述分裂及反射部分的位置光学共轭的位置处形成与所述多个第一反射部分和所述多个第二反射部分的布置对应的多个光源。
11.根据权利要求6所述的曝光设备，其中所述分裂及反射部分具有：分裂部分，其将来自所述透镜组的光分裂为第一光和第二光；以及反射部分，其被布置在所述透镜组的后焦点位置处或所述后焦点位置的附近，并且通过反射来自所述分裂部分的光使所述光经由所述分裂部分重新进入所述透镜组。
12.根据权利要求11所述的曝光设备，其中
所述分裂部分具有偏振光分束器，以及
所述反射部分具有：第一反射部件，其朝向所述偏振光分束器反射通过被透射过所述偏振光分束器而生成的所述第一光；以及第二反射部件，其朝向所述偏振光分束器反射通过被所述偏振光分束器反射而生成的所述第二光。
13.根据权利要求6所述的曝光设备，其中所述分裂及反射部分具有衍射光学表面，所述衍射光学表面被放置在所述透镜组的所述后焦点位置处或所述后焦点位置的附近并且基于从所述透镜组入射的光来生成正一阶衍射光作为所述第一光和负一阶衍射光作为所述第二光。
14.根据权利要求6至13中任一项所述的曝光设备，其中所述投影光学系统具有：第一组偏转部件，其依次将所述第一光偏转在所述第一方向、所述第二方向以及与所述中间成像光学系统的光轴平行的方向上；以及第二组偏转部件，其依次将所述第二光偏转在所述第一方向、所述第二方向以及与所述中间成像光学系统的光轴平行的方向上。
15.根据权利要求6至13中任一项所述的曝光设备，其中所述投影光学系统具有：第一组偏转部件，其被布置在所述中间成像光学系统和所述第一成像光学系统之间的光学路径中；以及第二组偏转部件，其被布置在所述中间成像光学系统和所述第二成像光学系统之间的光学路径中。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的曝光设备，其中所述第一组偏转部件具有：第一偏转部件，其将所述第一光偏转在所述第二方向上；第二偏转部件，其将来自所述第一偏转部件的所述第一光偏转在所述第一方向上；以及第三偏转部件，其将来自所述第二偏转部件的所述第一光偏转在与所述中间成像光学系统的光轴平行的方向上。
17.根据权利要求14或权利要求15所述的曝光设备，其中所述第一组偏转部件具有：第一偏转部件，其将所述第一光偏转在所述第一方向上；第二偏转部件，其将来自所述第一偏转部件的所述第一光偏转在所述第二方向上；以及第三偏转部件，其将来自所述第二偏转部件的所述第一光偏转在与所述中间成像光学系统的所述光轴平行的方向上。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的曝光设备，其中所述第二组偏转部件具有：第四偏转部件，其将所述第二光偏转在所述第二方向上；第五偏转部件，其将来自所述第四偏转部件的所述第二光偏转在所述第一方向上；以及第六偏转部件，其将来自所述第五偏转部件的所述第二光偏转在与所述中间成像光学系统的光轴平行的方向上。
19.根据权利要求14至17中任一项所述的曝光设备，其中所述第二组偏转部件具有：第四偏转部件，其将所述第二光偏转在所述第一方向上；第五偏转部件，其将来自所述第四偏转部件的所述第二光偏转在所述第二方向上；以及第六偏转部件，其将来自所述第五偏转部件的所述第二光偏转在与所述中间成像光学系统的光轴平行的方向上。
20.根据权利要求16或权利要求17所述的曝光设备，其中所述第二组偏转部件具有：第四偏转部件，其将所述第二光偏转在与所述第一偏转部件对所述第一光的偏转方向相反的航向上；第五偏转部件，其将来自所述第四偏转部件的所述第二光偏转在与所述第二偏转部件对所述第一光的偏转方向相同的航向上；以及第六偏转部件，其将来自所述第五偏转部件的所述第二光偏转在与所述第三偏转部件对所述第一光的偏转方向相同的航向上。
21.根据权利要求16或权利要求17所述的曝光设备，其中所述第一偏转部件被放置在所述中间成像光学系统和所述第一中间图像的形成位置之间的光学路径中，所述第二偏转部件被放置在所述第一中间图像的形成位置和所述第一成像光学系统之间的光学路径中，以及所述第三偏转部件被放置在所述第二偏转部件和所述第一成像光学系统之间的光学路径中。
22.根据权利要求18至20中任一项所述的曝光设备，其中所述第四偏转部件被放置在所述中间成像光学系统和所述第二中间图像的形成位置之间的光学路径中，所述第五偏转部件被放置在所述第二中间图像的形成位置和所述第二成像光学系统之间的光学路径中，以及所述第六偏转部件被放置在所述第五偏转部件和所述第二成像光学系统之间的光学路径中。
23.一种曝光方法，包括：
沿着第一方向在第一航向上移动具有光敏性的第一衬底并沿着所述第一方向在与所述第一航向相反的第二航向上移动具有光敏性的第二衬底；
与所述第一衬底和所述第二衬底在所述第一方向上的移动同步地、沿着第二方向在第三航向上移动具有图案的掩模；以及
接收来自所述图案的光，在所述第一衬底上形成所述图案的第一投影图像使得关于所述掩模的所述第三航向和关于所述第一衬底的所述第一航向光学对应，并在所述第二衬底上形成所述图案的第二投影图像使得关于所述掩模的第三航向和关于所述第二衬底的所述第二航向光学对应。
24.一种曝光方法，包括：
沿着第一方向在第一航向上移动具有光敏性的带形衬底的第一部分并沿着所述第一方向在与所述第一航向相反的第二航向上移动所述衬底的第二部分；
与所述第一部分和所述第二部分在所述第一方向上的移动同步地、沿着第二方向在第三航向上移动具有图案的掩模；以及
接收来自所述图案的光并在所述第一部分上形成所述图案的第一投影图像使得关于所述掩模的所述第三航向和关于所述第一部分的所述第一航向光学对应；以及
接收来自所述图案的光并在所述第二部分上形成所述图案的第二投影图像使得关于所述掩模的所述第三航向和关于所述第二部分的所述第二航向光学对应。
25.根据权利要求24所述的曝光方法，其中形成所述第一投影图像和形成所述第二投影图像包括：当所述掩模正在所述第三航向上移动之时分别形成所述第一投影图像和所述第二投影图像。
26.根据权利要求24或25所述的曝光方法，其中形成所述第二投影图像包括：在所述衬底的所述第二部分的未形成所述第一投影图像的区域中形成所述第二投影图像。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的曝光方法，其中
所述第一部分和所述第二部分的移动包括沿着所述第一方向连续地移动所述第一部分和所述第二部分，以及
所述掩模的往来地移动包括沿着所述第二方向将所述掩模移动多次。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的曝光方法，其中所述第一方向和所述第二方向正交。
29.一种加工装置的方法，包括：
通过利用根据权利要求1至22中任一项所述的曝光设备将图案转印到衬底上；
对已转印有所述图案的所述衬底显影，并在所述衬底上形成与所述图案对应的形状的转印图案层；以及
经由所述转印图案层来处理所述衬底。
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