CN102449552A - 曝光装置用光照射装置、曝光装置、曝光方法、基板制造方法、掩模和被曝光基板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可不使用高价掩模而改善析像度的曝光装置用光照射装置、接近曝光装置、接近曝光方法和基板制造方法。此外,本发明提供可高效地制造滤色器或液晶面板的掩模、被曝光基板、曝光装置和曝光方法。接近曝光装置使从多个光源部(73)射出的光的主光轴(L)分散入射到积分器(74)的周边部上。此外,掩模具有:形成有曝光到被曝光基板上的图案的曝光图案;形成在与曝光图案的外缘的第一边相邻的位置上的第一校准标识;和形成在与曝光图案的外缘的跟第一边相对置的第二边相邻的位置的第二校准标识;第一校准标识配置在从步进方向观察时与形成第二校准标识的位置不重叠的位置上。
Description
技术领域
本发明涉及曝光装置用光照射装置、曝光装置、曝光方法、基板制造方法、掩模和被曝光基板,更具体而言,涉及可适用于在液晶显示器和等离子显示器等大型平板显示器的基板上曝光转写掩模的掩模图案的曝光装置中的曝光装置用光照射装置、曝光装置、曝光方法、基板制造方法、掩模和被曝光基板。
背景技术
以往,作为用于制造平板显示器装置的滤色器等的面板的装置,已知有在基板与掩模之间设置预定间隙的状态下将曝光用光经掩模对基板照射的接近曝光装置。在接近曝光装置中的、分割逐次接近曝光装置中,在用掩模台保持比基板小的掩模,并且将基板用工作台保持以使两者接近地相对配置之后,使工作台相对于掩模步进移动以在各步从掩模侧向基板照射图案曝光用光,由此将描绘于掩模上的多个图案曝光转写到基板上,而在一个基板上制作多个面板。此外,在扫描曝光装置中,在相对于掩模设置预定间隙的状态下,经掩模对以一定速度输送的基板照射曝光用光,将掩模图案曝光转写在基板上。
此外,在采用其他曝光方法的投影曝光装置中,设计出在光学积分器的射出侧设置光圈,以确定二维光源形状的构成(例如参照专利文献1)。
另外,在专利文献2中公开了一种曝光装置,其送入比由掩模支架保持的图案形成用的掩模更大的曝光对象基板,并将其保持在曝光卡盘上,使该曝光卡盘相对于该掩模在沿着步进移动轴的方向上步进移动,由此使该曝光对象基板相对于该掩模分成多次地在不同的曝光位置依次定位,在已定位的各曝光位置分别进行曝光处理。
此外,在专利文献3中公开了一种滤色器基板的曝光装置,其使用一个掩模来在基板上进行多个着色图案的曝光,其特征在于,具备:对位构件,其在掩模和基板的每个着色图案上以不同的间隔具有多个校准标识,以进行掩模与基板的对位;多个图像获取构件,其获取掩模的校准标识和基板的校准标识的图像以输出图像信号;图像信号处理构件,其处理上述多个图像获取构件所输出的图像信号,并检测掩模的校准标识的位置与基板的校准标识的位置之间的偏移量;以及控制构件,其根据上述图像信号处理构件的检测结果来控制上述对位构件,以使设置于掩模上的多个校准标识的位置与设置于基板上的多个校准标识的位置分别对齐。
专利文献1:日本专利第3212197号公报;
专利文献2:日本专利第3936546号公报;
专利文献3:日本特开2007-256581号公报。
但是,在接近曝光装置中,掩模和基板之间存在100μm左右的间隙,因此不能使曝光用光成像,由此析像度存在限度,析像度比投影光学系统低。即,在接近曝光那样的非相干光学系统的情况下,不能使用透镜来成像得到高析像度。
此外,通过使用所谓的灰色调掩模或半色调掩模,并积极研究光的相位和透射率来改良曝光面的光学图像,可得到高析像度,但是,存在掩模的成本高的问题。
在专利文献1记载的曝光装置中,根据掩模图案来改变光圈,并且变为最佳的NA,但是,在接近曝光装置中,不存在NA的概念。
此外,如专利文献2和专利文献3所记载那样,曝光装置一边使用校准标识等来进行基板与掩模的对位,一边进行曝光,由此抑制滤色器的形成位置偏移。
这里,为了以高精度将基板与掩模进行对位,而需要在基板上形成校准标识,但是,形成校准标识的区域不能用作滤色器。因此,在形成校准标识时在基板上产生多余的区域。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研制成的,其第一目的是提供不使用高价的掩模也可改善析像度的曝光装置用光照射装置、接近曝光装置、接近曝光方法和基板制造方法。此外,本发明的第二目的是提供可高效地制造滤色器或液晶面板的掩模、被曝光基板、曝光装置和曝光方法。
本发明的上述目的通过以下构成实现。
(1)一种接近曝光装置,具备:用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;与上述基板对置地保持掩模的掩模保持部;以及照明光学系统,其具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器,该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器被入射来自该多个光源部的光,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开关闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;在上述基板与上述掩模之间设置有预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板进行照射,其特征在于,从上述多个光源部中的至少一个光源部射出的光的主光轴经过上述积分器的偏离中心的位置而入射到上述积分器上。
(2)根据(1)记载的接近曝光装置,其特征在于,上述照明光学系统具备能分别安装预定数量的上述光源部的多个暗盒(cassette)和能安装该多个暗盒的支承体,在上述各暗盒中安装上述预定数量的光源部,以使从上述预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点大体一致,在上述支承体上安装上述多个暗盒,以使从上述各暗盒的预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点处于不同的位置上。
(3)一种接近曝光装置,具备:用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及照明光学系统,其具有:包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统的光源部、来自该光源部的光入射的积分器、将从该积分器射出的光转换为大体平行光的准直镜以及进行开闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断的开闭器,在上述基板与上述掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射,其特征在于,在上述光源部的出射面附近,设置有用于调整从该出射面射出光的强度的光强度调整部。
(4)根据(3)记载的接近曝光装置,其特征在于,上述光强度调整部是包含上述出射面的中央部在内地进行局部遮断的光圈。
(5)根据(3)或(4)记载的接近曝光装置,其特征在于,上述光源部具备分别包括上述发光部和上述反射光学系统的多个光源部,上述光强度调整部分别设置在上述多个光源部上。
(6)根据(5)记载的接近曝光装置,其特征在于,上述照明光学系统具备能分别安装预定数量的上述光源部的多个暗盒和能安装该多个暗盒的支承体,上述光强度调整部是对各出射面以包含在上述暗盒内安装的上述预定数量的光源部全部的各出射面的中央部在内的方式进行局部遮断的光圈。
(7)一种接近曝光装置,具备:用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及照明光学系统,其具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器,该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器被入射来自该多个光源部的光,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开关闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;在上述基板与上述掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射,其特征在于,在上述积分器的入射面,设置有用于调整向该入射面入射的光的强度的光强度调整部。
(8)根据(7)记载的接近曝光装置,其特征在于,上述积分器是纵横排列有多个透镜元件的复眼积分器或棒状积分器,上述光强度调整部是包含上述各透镜元件的入射面的中央部在内地进行局部遮断的多个光圈。
(9)根据(1)~(8)中任一个记载的接近曝光装置,其特征在于,在上述光源部与上述积分器之间,设置有使来自上述光源部的光扩散的扩散透镜。
(10)一种曝光装置用光照射装置,其特征在于,具备:分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统的多个光源部、能分别安装预定数量的上述光源部的多个暗盒和能安装该多个暗盒的支承体,在上述各暗盒安装上述预定数量的光源部以使从上述预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点大体一致,在上述支承体安装上述多个暗盒以使从上述各暗盒的预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点处于不同的位置上。
(11)一种曝光装置用光照射装置,其特征在于,具备:分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统的多个光源部;能分别安装预定数量的上述光源部的多个暗盒;能安装该多个暗盒的支承体;以及多个光圈,其分别安装在上述暗盒内,且对各出射面以包含安装于上述暗盒内的上述预定数量的光源部全部的各出射面的中央部在内的方式进行局部遮断。
(12)根据(11)记载的曝光装置用光照射装置,其特征在于,上述光圈装卸自如地安装在上述暗盒上。
(13)一种接近曝光方法,使用接近曝光装置,该装置具备:用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及照明光学系统,其具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器,该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器被入射来自该多个光源部的光,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开关闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;该接近曝光方法的特征在于,具有:配置上述多个光源部以使从上述多个光源部中的至少一个光源部射出的光其主光轴通过上述积分器的偏离中心的位置而入射到上述积分器上的工序;和在上述基板与上述掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射的工序。
(14)一种接近曝光方法,使用接近曝光装置,该装置具备:用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及照明光学系统,其具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器,该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器被入射来自该多个光源部的光,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开关闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;该接近曝光方法的特征在于,具有:在上述光源部的出射面附近,设置调整从该出射面射出光的强度的光强度调整部的工序;和在上述基板与上述掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射。
(15)根据(14)记载的接近曝光方法,其特征在于,上述光强度调整部对应于上述曝光的基板而具备有包含上述出射面的中央部在内地进行局部遮断的遮蔽面积分别不同的多个光圈,在上述光源部的出射面附近,对应于上述曝光的基板而设置所期望的上述光圈。
(16)一种接近曝光方法,使用接近曝光装置,该装置具备:用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及照明光学系统,其具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器,该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器被入射来自该多个光源部的光,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开关闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;该接近曝光方法的特征在于,具有:在上述积分器的入射面,设置调整向该入射面入射的光的强度的光强度调整部的工序;和在上述基板与上述掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射的工序。
(17)根据(13)~(16)中任一项记载的接近曝光方法,其特征在于,在上述光源部与上述积分器之间,设置有使来自上述光源部的光扩散的扩散透镜。
(18)一种基板制造方法,其特征在于,使用(13)~(17)中任一项记载的接近曝光方法来进行制造。
(19)一种掩模,通过与被曝光基板在步进方向上相对移动而将图案曝光到上述被曝光基板上,该掩模的特征在于,具有:形成有曝光到上述被曝光基板上的图案的曝光图案;形成在与上述曝光图案的外缘的第一边相邻的位置上的第一校准标识;以及形成在与上述曝光图案的外缘的和上述第一边相对的第二边相邻的位置上的第二校准标识;上述第一校准标识配置在从上述步进方向观察时与形成上述第二校准标识的位置不重叠的位置上。
(20)根据(19)记载的掩模,其特征在于,还具有形成在与上述第一边相邻的位置上的第一测定窗和形成在与上述第二边相邻的位置上的第二测定窗。
(21)根据(20)记载的掩模,其特征在于,上述第一测定窗形成在从上述步进方向观察时与形成上述第二校准标识的位置不重叠的位置。
(22)一种掩模,将图案曝光到被曝光基板上,该掩模的特征在于,具有:形成有曝光到上述被曝光基板上的图案的曝光图案;形成在与上述曝光图案的外缘的第一边相邻的位置上的第一校准标识;和形成在与上述曝光图案的外周的沿和上述第一边不同的方向延伸的第二边相邻的位置上的第二校准标识。
(23)一种被曝光基板,通过与掩模在步进方向上相对移动而形成图案,该被曝光基板的特征在于,具有透明的板状构件和照射单元,该照射单元包括:在上述板状构件的表面形成图案的图案部;形成在上述板状构件的表面的与上述图案部的外周的第一边相邻的位置上的第一校准标识;以及形成在上述板状构件的表面的与上述曝光图案的外缘的和上述第一边相对的第二边相邻的位置上的第二校准标识;上述第一校准标识形成在从上述步进方向观察时与形成上述第二校准标识的位置不重叠的位置上。
(24)根据(23)记载的被曝光基板,其特征在于,上述照射单元还具有在形成与上述第一边相邻的位置上的第一测定用区域和形成在与上述第二边相邻的位置上的第二测定用区域。
(25)根据(24)记载的被曝光基板,其特征在于,上述第一测定用区域形成在从上述步进方向观察时与形成上述第二测定窗的位置不重叠的位置。
(26)一种被曝光基板,其特征在于,具有透明的板状构件和照射单元,该照射单元包括:在上述板状构件的表面形成图案的图案部;形成在上述板状构件的表面的与上述图案部的外周的第一边相邻的位置的第一校准标识;以及形成在上述板状构件的表面的与上述曝光图案的外缘的沿和上述第一边不同的方向延伸的第二边相邻的位置上的第二校准标识。
(27)根据(23)~(26)中任一项记载的被曝光基板,其特征在于,具有多个上述照射单元,且在将上述图案部和与上述第一边或上述第二边相邻地配置的图案部之间的间隔设为L1,将从上述图案部的端部到上述校准标识的远离上述图案部端部一侧的端部的距离设为L2时,则0<L1<2L2。
(28)根据(19)~(22)中任一项记载的被曝光基板,其特征在于,
上述校准标识距离所相邻的图案间比距离所对应的图案部更近。
(29)一种曝光装置,其特征在于,具有:(19)~(22)中任一项记载的掩模;用于支承上述掩模的掩模支承机构;用于支承被曝光基板的基板保持机构;使上述掩模和上述被曝光基板相对移动的移动机构;向上述被曝光基板照射通过了上述掩模后的光的照射光新系统;以及用于控制上述移动机构的移动和上述照射光新系统所进行的光的照射的控制装置;上述控制装置在上述掩模的曝光图案的上述第一边与和曝光到上述被曝光基板上的图案部的上述第二边相当的边相邻,并且,当将上述曝光图案的曝光位置与上述曝光的图案部之间的间隔设为L1,且将从上述图案部的端部到上述校准标识的远离上述图案部端部一侧的端部的距离设为L2时,在满足0<L1<2L2的位置处,使上述掩模与上述被曝光基板相对移动,将上述曝光图案曝光在上述被曝光基板上。
(30)根据(29)记载的曝光装置,其特征在于,还具有:校准照相机,其获取将形成在上述被曝光基板上的校准标识和形成在上述掩模上的校准标识拍摄而成的图像;和照相机移动机构,其使上述校准照相机移动;上述控制装置根据由上述校准照相机获取的图像的校准标识的位置而通过上述移动机构来使上述掩模和上述被曝光基板相对移动。
(31)根据(29)或(30)记载的曝光装置,其特征在于,还具有用于测定上述掩模与上述被曝光基板的距离的间距传感器。
(32)根据(29)至(31)中任一项记载的曝光装置,其特征在于,上述掩模支承机构将上述掩模保持在接近上述被曝光基板的位置上。
(33)一种曝光方法,使上述掩模与上述被曝光基板在步进方向上相对移动,而形成将在掩模上的曝光图案曝光到一个被曝光基板的多个位置上,其特征在于,使用了如下的掩模,该掩模具有形成在与上述曝光图案的外缘的第一边相邻的位置上的第一校准标识、和在形成与上述曝光图案的外缘的和上述第一边相对的第二边相邻的位置上的第二校准标识,上述第一校准标识配置在从上述步进方向观察时与形成上述第二校准标识的位置不重叠的位置上,在上述掩模的曝光图案的上述第一边与和曝光到上述被曝光基板上的图案部的上述第二边相当的边相邻,并且,当将上述曝光图案的曝光位置与上述曝光的图案部之间的间隔设为L1,且将从上述图案部的端部到上述校准标识的远离上述图案部端部一侧的端部的距离设为L2时,在满足0<L1<2L2的位置处,使上述掩模与上述被曝光基板相对移动,将上述曝光图案曝光到上述被曝光基板上。
(34)根据(33)记载的曝光方法,其特征在于,使上述曝光图案在上述被曝光基板的、比上述掩模的校准标识更邻近已曝光到上述被曝光基板上的图案部的校准标识的附近曝光。
发明的效果
根据本发明的接近曝光装置及接近曝光方法,从上述多个光源部中的至少一个光源部射出的光其主光轴通过上述积分器的偏离中心的位置而入射到上述积分器上,因此在基板与掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自照明光学系统的光经上述掩模对基板照射时,曝光面的光的准直角度内的照度分布发生变化,而可使曝光用光的宽度变细。这样,可不使用高价掩模而改善析像度。
此外,根据本发明的接近曝光装置用光照射装置,在各暗盒安装预定数量的光源部以使从预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点大体一致,在支承体安装多个暗盒以使从各暗盒的预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点处于不同的位置上,因此在基板与掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自照明光学系统的光经上述掩模对基板照射时,曝光面的光的准直角度内的照度分布发生变化,而可使曝光用光的宽度变细。这样,可不使用高价掩模而改善析像度,并且即使在每个暗盒进行光源部的更换也可容易地实现上述效果。
此外,根据本发明的接近曝光装置和接近曝光方法,在光源部的出射面附近,设置调整从该出射面射出光的强度的光强度调整部,因此在基板与掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自照明光学系统的光经上述掩模对基板照射时,曝光面的光的准直角度内的照度分布发生变化,而可使曝光用光的宽度变细。这样,可不使用高价掩模而改善析像度。
另外,根据本发明的接近曝光装置和接近曝光方法,在积分器透镜的入射面,设置调整向该入射面入射的光的强度的光强度调整部,因此在基板与掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自照明光学系统的光经上述掩模对基板照射时,曝光面的光的准直角度内的照度分布发生变化,而可使曝光用光的宽度变细。这样,可不使用高价掩模而改善析像度。
此外,根据本发明的曝光装置用光照射装置,具备在暗盒内安装且包含在暗盒内安装的预定数量的光源部全部的各出射面的中央部而将各出射面进行局部遮断的多个光圈,因此在基板与掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自照明光学系统的光经上述掩模对基板照射时,曝光面的光的准直角度内的照度分布发生变化,而可使曝光用光的宽度变细。这样,可不使用高价掩模而改善析像度,并且可容易地进行光圈的更换。
还有,根据本发明涉及的掩模、被曝光基板、曝光装置和曝光方法,可减少多余空间地在基板上形成滤色器,且可高效地制造滤色器或液晶面板。
附图说明
图1是用于说明本发明第一实施方式的分割逐次接近曝光装置的局部分解立体图。
图2是图1所示的分割逐次接近曝光装置的主视图。
图3是掩模台的剖视图。
图4(a)是表示照明光学系统的主视图,(b)是沿(a)的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图,(c)是沿(a)的Ⅳ′-Ⅳ′线的剖视图。
图5是表示来自多个光源部的各主光轴入射到积分器的状态的图。
图6是用斜线表示使用本实施方式的照明光学系统的情况下向积分器入射的光的图。
图7是表示使用本实施方式的照明光学系统的情况下的积分器的照度的曲线图。
图8的(a)是表示本发明第二实施方式的接近曝光装置的照明光学系统的光照射装置的主视图,(b)是沿(a)的Ⅷ-Ⅷ线的剖视图,(c)是沿(a)的Ⅷ′-Ⅷ′线的剖视图。
图9的(a)是表示暗盒的主视图,(b)是从(a)的Ⅸ方向观察的剖视图,(c)是与积分器透镜一同示出从(a)的Ⅸ′方向观察到的暗盒的剖视图的图。
图10是安装在暗盒中的光源部附近的放大剖视图。
图11是表示灯按压机构的变形例的暗盒的剖视图。
图12是表示暗盒安装在支承体上的状态的要部放大图。
图13是表示从各光源部出射面到积分器透镜入射面的主光轴的概要图。
图14是用于表示各光源部的控制结构的图。
图15是用于说明寿命时间检测构件的图。
图16是表示通过空气来冷却各光源部的结构的一个实例的图。
图17(a)~(c)是表示形成于暗盒按压罩上的排气孔的实例的图。
图18(a)、(b)是表示通过冷却剂来冷却各光源部的冷却路的设计例的图。
图19是表示暗盒安装部配置有暗盒和盖构件的一个实例的图。
图20(a)、(b)是表示在暗盒安装的光源部的配置的图。
图21是表示安装有图20(a)中的暗盒的支承体的图。
图22(a)~(d)是表示光照射装置的点亮控制方法的图。
图23(a)~(c)是表示暗盒内的各光源部的点亮图案的图。
图24(a)是表示本发明第三实施方式的接近曝光装置的照明光学系统的光照射装置的主视图,(b)是沿(a)的ⅩⅩⅣ-ⅩⅩⅣ线的剖视图,(c)是沿(a)的ⅩⅩⅣ′-ⅩⅩⅣ′线的剖视图。
图25的(a)是表示暗盒的主视图,(b)是从(a)的ⅩⅩⅤ方向观察到的剖视图,(c)是与积分器透镜一同示出从(a)的ⅩⅩⅤ′方向观察到的暗盒的剖视图的图。
图26是安装于暗盒中的光源部附近的放大剖视图。
图27是表示暗盒安装于机架架上的状态的要部放大图。
图28是表示从各光源部出射面到积分器透镜入射面的距离的概要图。
图29是表示光圈的变形例的图。
图30的(a)和(b)是表示安装于暗盒中的光圈的图。
图31是表示由伦奇格子构成的安装于暗盒中的光圈的图。
图32是用于表示各光源部的控制结构的图。
图33是用于说明寿命时间检测构件的图。
图34的(a)是用于对第三实施方式的变形例涉及的光圈进行说明的积分器的主视图,(b)是其侧视图。
图35是本发明第四实施方式的接近扫描曝光装置的整体立体图。
图36是表示在将照射部等的上部构成除去的状态下的接近扫描曝光装置的俯视图。
图37是表示接近扫描曝光装置的掩模配置区域的曝光状态的侧视图。
图38的(a)是用于说明掩模和气垫的位置关系的要部俯视图,(b)是其剖视图。
图39是用于说明接近扫描曝光装置的照射部的图。
图40的(a)是表示图35中的光照射装置的主视图,(b)是沿(a)的XL-XL线的剖视图。
图41的(a)是本发明第五实施方式的接近扫描曝光装置的光照射装置的主视图,(b)是沿(a)的XLI-XLI线的剖视图。
图42的(a)是表示本发明的变形例所涉及的适用光圈的照明光学系统的主视图,(b)是(a)的俯视图,(c)是(a)的侧视图。
图43是表示本发明的变形例涉及的适用扩散透镜的照明光学系统的一部分的主视图。
图44是以斜线表示向使用图43的照明光学系统的情况下的积分器入射的光的图。
图45是表示使用图43的照明光学系统的情况下的积分器的照度的曲线图。
图46是表示比较例的照明光学系统的示意图。
图47是以斜线表示向使用比较例的照明光学系统的情况下的积分器入射的光的图。
图48是表示使用比较例的照明光学系统的情况下的积分器的照度的曲线图。
图49是表示本发明和比较例的照明光学系统的相对光强度的不同的曲线图。
图50的(a)是用于确认本发明的光圈的效果的曝光装置的示意图,(b)是表示光圈将光源部遮蔽的状态的图。
图51是表示有无光圈所产生的相对光强度的不同的曲线图。
图52的(a)是表示没有使用遮光板和滤光器的情况下通过开口的光和曝光面的光强度分布的关系的图,(b)是表示使用遮光板和滤光器情况下的通过开口的光和曝光面的光强度分布的关系的图。
图53是将本发明的第六实施方式的曝光装置一部分分解而表示的立体图。
图54是图53所示的掩模台的放大立体图。
图55是图54的LV-LV线剖视图。
图56是表示图55的掩模位置调整构件的俯视图。
图57是表示间距传感器和校准照相机的概要构成的侧视图。
图58是图53所示的曝光装置的主视图。
图59是表示图53所示的曝光装置的构成的方框图。
图60是表示掩模的一个实例的主视图。
图61是表示基板的一个实例的主视图。
图62是图61所示的校准标识附近的放大图。
图63是表示基板的另一实例的主视图。
图64是用于说明曝光装置的动作的说明图。
图65是用于说明曝光装置的动作的说明图。
图66是用于说明曝光装置的动作的说明图。
图67是用于说明校准标识和图案的关系的一个实例的说明图。
图68是用于说明校准标识和图案的关系的另一实例的说明图。
图69是用于说明曝光装置的曝光动作的说明图。
图70是表示掩模的另一实例的主视图。
图71是表示基板的另一实例的主视图。
图72是表示在基板上形成的图案的一个实例的示意图。
图73是将图72所示的图案的一部分放大表示的放大示意图。
图74是表示曝光图案的一个实例的示意图。
图75是表示掩模的另一实例的主视图。
图76是表示基板的另一实例的主视图。
图77是将基板的校准标识的附近放大表示的放大主视图。
图78是表示掩模的另一实例的主视图。
图79是表示基板的另一实例的主视图。
图80是表示曝光时的掩模和光圈的关系的主视图。
图81是表示掩模的另一实例的主视图。
图82是表示基板的另一实例的主视图。
图83是在将照射部取下的状态下表示本发明第七实施方式的曝光装置的俯视图。
图84是图83的曝光装置的主视图。
图85是表示掩模的一个实例的俯视图。
图86是表示基板的大体构成的一个实例的俯视图。
图87是表示图83所示的曝光装置的动作的流程图。
图88是用于说明图83所示的曝光装置的动作的说明图。
图89是用于说明图83所示的曝光装置的动作的说明图。
图90是用于说明图83所示的曝光装置的动作的说明图。
图91是用于说明图83所示的曝光装置的动作的说明图。
图92是表示掩模的配置位置的另一实例的俯视图。
图93是表示掩模的另一实例的主视图。
图94是表示基板的另一实例的主视图。
附图标记说明:
10:掩模台;18:校准照相机;20:基板台;40:光圈(光强度调整部);70:照明光学系统;71:灯;72:反射镜;73:光源部;74:积分器透镜(积分器);76:光学控制部(控制部);80、80A:光照射装置;82、82A:支承体;83:光源支承部;84:灯按压罩;87:灯按压机构;90:暗盒安装部;91:支承体主体;92:支承体罩;96a:计时器;101:接近扫描曝光装置(曝光装置);120:基板输送机构;121:浮起单元;140:基板驱动单元;150:基板预校准机构;160:基板校准机构;170:掩模保持机构;171:掩模保持部;172:掩模驱动部;180:照射部;190:遮光装置;210:扩散透镜;301、501:曝光装置;303:照明光学系统;304:掩模台;305:工作台;410:曝光图案;411、112:校准标识;414、416、418、419:间距测定窗;M、300M:掩模;P:图案;PE:逐次接近曝光装置(曝光装置);W、300W:玻璃基板(被曝光材料、基板、被曝光基板)
具体实施方式
下面,根据附图来详细说明本发明的光照射装置、曝光装置以及曝光方法的各实施方式。
(第一实施方式)
如图1和图2所示,第一实施方式的分割逐次接近曝光装置PE具备:用于保持掩模M的掩模台10、保持玻璃基板(被曝光材料)W的基板台20和照射图案曝光用光的照明光学系统70。
此外,玻璃基板W(以下简称为“基板W”)与掩模M相对配置,且在需使描绘于该掩模M上的图案曝光转写的表面(掩模M的相对面侧)上涂敷感光剂。
掩模台10具备:中央部形成有矩形形状的开口11a的掩模台基座11;以可向X轴、Y轴、θ方向移动的方式安装在掩模台基座11的开口11a处的作为掩模保持部的掩模保持机架12;和设置在掩模台基座11的上表面上,且使掩模保持机架12在X轴、Y轴、θ方向上移动,以调整掩模M的位置的掩模驱动机构16。
掩模台基座11由立设在装置基座50上的支柱51和设置在该支柱51上端部的Z轴移动装置52支承为可向Z轴方向移动,且配置在基板台20的上方。
如图3所示,在掩模台基座11的开口11a的周缘部的上表面,在多个部位配置有平面轴承13,将设置于掩模保持机架12的上端外周缘部的凸缘12a装载到平面轴承13上。这样,掩模保持机架12留有预定间隙地插入掩模台基座11的开口11a中,因此可在X轴、Y轴、θ方向上移动相当该间隙的距离。
此外,在掩模保持机架12的下表面上,经垫片15而固定有保持掩模M的卡盘部14。在该卡盘部14,开设有用于吸附掩模M的未描绘有掩模图案的周缘部的多个吸附管嘴14a,掩模M利用未图示的真空式吸附装置经吸附管嘴14a而装卸自如地保持于卡盘部14上。此外,卡盘部14可与掩模保持机架12一同相对于掩模台基座11向X轴、Y轴、θ方向移动。
掩模驱动机构16具备:安装在掩模保持机架12的沿X轴方向的一条边上的两个Y轴方向驱动装置16y;和安装在掩模保持机架12的沿Y轴方向的一条边上的一个X轴方向驱动装置16x。
Y轴方向驱动装置16y具备:设置在掩模台基座11上,且具有沿Y轴方向伸缩的杆16b的驱动用促动器(例如电动促动器等)16a;经销支承机构16c与杆16b前端连结的滑块16d;和安装在掩模保持机架12的沿X轴方向的边部,且可移动地安装有滑块16d的导轨16e。此外,X轴方向驱动装置16x也具有与Y轴方向驱动装置16y同样的构成。
而且,在掩模驱动机构16中,通过驱动一个X轴方向驱动装置16x,而使掩模保持机架12向X轴方向移动,并且通过同等地驱动两个Y轴方向驱动装置16y,而使掩模保持机架12向Y轴方向移动。此外,通过驱动两个Y轴方向驱动装置16y中的任一个,而使掩模保持机架12向θ方向移动(绕Z轴的旋转)。
此外,如图1所示,在掩模台基座11的上表面设置有:测定掩模M与基板W的对置面间的间距的间距传感器17;和用于确认由卡盘部14保持的掩模M的安装位置的校准照相机18。该间距传感器17和校准照相机18被保持为可经移动机构19而在X轴、Y轴方向上移动,并且配置在掩模保持机架12内。
此外,如图1所示,在掩模保持机架12上,在掩模台基座11的开口11a的X轴方向的两端部设置根据需要而将掩模M的两端部遮蔽的光圈板38。该光圈板38可通过由电机、滚珠丝杠以及直线导承等构成的光圈板驱动机构39而在X轴方向上移动,以调整掩模M的两端部的遮蔽面积。此外,光圈板38不仅可设置在开口11a的X轴方向的两端部,也可同样地设置在开口11a的Y轴方向的两端部。
如图1和图2所示,基板台20具备:用于保持基板W的基板保持部21;和使基板保持部21相对于装置基座50而沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的基板驱动机构22。基板保持部21通过未图示的真空吸附机构而装卸自如地保持基板W。基板驱动机构22在基板保持部21的下方具备Y轴平台23、Y轴进给机构24、X轴平台25、X轴进给机构26以及Z倾斜调整机构27。
如图2所示,Y轴进给机构24构成为具备直线导承28和进给驱动机构29,安装Y轴平台23后表面上的滑块30经滚动体(未图示)而跨架于在装置基座50上延伸的两个导轨31上,并且利用电机32和滚珠丝杠装置33而将Y轴平台23沿导轨31驱动。
此外,X轴进给机构26也具有与Y轴进给机构24相同的构成,将X轴平台25相对于Y轴平台23而向X方向驱动。此外,Z倾斜调整机构27构成为,通过将由楔状的移动体34、35和进给驱动机构36组合成的可动楔状机构在X方向的一端侧配置一个且在另一端侧配置两个。此外,进给驱动机构29、36可以是将电机和滚珠丝杠装置组合成的构成,也可以是具有定子和转子的线性电机。此外,Z倾斜调整机构27的设置数量是任意的。
这样,基板驱动机构22使基板保持部21在Z轴方向上微动且进行倾斜调整,以将基板保持部21在X方向和Y方向上进给驱动,并且将掩模M与基板W的相对面间的间距微调整。
在基板保持部21的X方向侧部和Y方向侧部分别安装有条状镜61、62,并且在装置基座50的Y方向端部和X方向端部设有共计三个激光干涉计63、64、65。这样,从激光干涉计63、64、65向条状镜61、62照射激光,并接收由条状镜61、62反射出的激光,由此检测激光与由条状镜61、62反射的激光之间的干涉以检测基板台20的位置。
如图2和图4所示,照明光学系统70具备:多个光源部73,其分别包括作为发光部的超高压水银灯71和使从该灯71发出的光具有指向性地射出的作为反射光学系统的反射镜72;使从多个光源部73射出的光束入射的积分器透镜74;可进行包括各光源部73的灯71的点亮和熄灭的切换的电压控制的光学控制部76;将从积分器透镜74的出射面射出的光反射转换为大体平行光(更具体指具有作为预定照射角度的准直角的光)的准直镜77;以及配置在多个光源部73和积分器透镜74之间,进行开关闭控制以使所照射的光透射或被遮断的曝光控制用开闭器78。此外,在积分器透镜74和曝光面之间,可配置DUV切割滤光器、偏光滤光器、带通滤波器,而且,还可在准直镜77上设置能够手动或自动改变镜曲率的倾角修正构件。作为发光部,可使用LED来代替超高压水银灯71。此外,虽然积分器透镜74可以是由具有相同光学结构而纵横配置的多个透镜元件74A构成的复眼积分器74,但也可以是棒状积分器。
此外,在照明光学系统70中,在使用160W的超高压水银灯71的情况下,在制造第六代平板的曝光装置中需要374个光源部,在制造第七代平板的曝光装置中需要572个光源部,在制造第八代平板的曝光装置中需要774个光源部。但是,在本实施方式中,为了简化说明,如图4所示,对在支承体82安装有A在方向上设四层、在B方向上设六列的共计24个光源部73的实例进行说明。此外,虽然支承体82也可考虑将光源部73配置为在α、β方向上设相同数量的正方形形状,但是,使用在α、β方向上设不同数量的长方形形状。此外,在本实施方式的光源部73中,反射镜72的开口部72b形成为大体正方形形状,且配置成四边沿着α、β方向。
还有,与后述实施方式同样,在各光源部73分别连接有用于向灯71供给电力的点灯电源和控制电路,光学控制部76进行电压控制,以向各灯71的控制电路发送控制信号,来控制各灯71的点亮或熄灭以及在进行该点亮时向灯71供给的电压或电力。
在如上述那样构成的曝光装置PE中,在照明光学系统70中,在曝光时对曝光控制用开闭器78进行打开控制时,从超高压水银灯71照射出的光入射至积分器透镜74的入射面。而且,从积分器透镜74的出射面发出的光由准直镜77改变其传播方向而被转换为平行光。而且,该平行光作为图案曝光用光而大体垂直地照射到由掩模台10保持的掩模M以及由基板台20保持的基板W的表面,将掩模M的图案P曝光转写在基板W上。
这里,支承体82的安装有光源部73的面分别倾斜地形成,如图5和图6所示,该面以自多个光源部73射出的光的主光轴L大体均等地分散入射到偏离积分器74中心的位置(即积分器74的周边)上的方式安装在支承体82上。
如上述那样入射到积分器74上的光穿过该积分器74而被均匀化,曝光面上的光在准直角内的照度分布如图7所示。通过采用该照度分布,如后述的实施例中描述那样,曝光用光的宽度变细,因此可实现高析像度化。
如以上说明那样,根据本实施方式的接近曝光装置,从多个光源部73射出的光的主光轴L入射到积分器74的偏离中心的位置,因此在基板W与掩模M之间设置预定间隙的状态下,将来自照明光学系统的光经掩模M对基板照射时,曝光面上的光在准直角度内的照度分布发生变化,可使曝光用光的宽度变细。这样,能够不使用高价掩模而改善析像度。
(第二实施方式)
其次,参照图8~图23,对本发明的第二实施方式的分割逐次接近曝光装置PE进行说明。此外,本实施方式仅在利用暗盒81将照明光学系统70的多个光源部73单元化这点上与第一实施方式不同,因此对其他构成标注相同标记以省略或简化说明。
如图8所示,照明光学系统70具备:具有多个光源部73的光照射装置80;使从多个光源部73射出的光束入射的积分器透镜74;可进行包括各光源部73的灯71的点亮和熄灭的切换的电压控制的光学控制部76;将从积分器透镜74的出射面射出的光反射转换为大体平行光(更具体指具有作为预定照射角度的准直角的光)的准直镜77;以及配置在多个光源部73和积分器透镜74之间,用于进行开关闭控制以使照射的光透射或被遮断的曝光控制用开闭器78。此外,与第一实施方式同样,在积分器透镜74和曝光面之间,可配置DUV切割滤光器、偏光滤光器、带通滤波器,而且,可在准直镜77设置可手动或自动改变镜曲率的倾角修正构件。
如图8~图10所示,光照射装置80具备:多个光源部73,其分别包括作为发光部的超高压水银灯71和作为反射光学系统的反射镜72,该反射镜72使从该灯71发出的光具有指向性地射出;可分别安装有多个光源部73中的预定数量的光源部73的多个暗盒81;和可安装多个暗盒81的支承体82。作为发光部,可使用LED来代替超高压水银灯71。
此外,在照明光学系统70中,在本实施方式中,为了简化说明,如图8所示,对通过将安装有在α方向上设有三层、在β方向上设有两列的共计6个光源部73的暗盒81配置成四层×三列共计12个,而具有共72个光源部73的实例进行说明。此外,虽然暗盒81和支承体82也可考虑使光源部73配置成在α、β方向上设有相同数量的正方形形状,但采用了在α、β方向上设为不同数量的长方形形状。此外,在本实施方式的光源部73中,反射镜72的开口部72b形成为大体正方形形状,且四边沿着α、β方向地配置。
各暗盒81形成为大体长方体形状,且分别具有相同构成,其具备:支承预定数量的光源部73的光源支承部83;和通过按压由光源支承部83支承的光源部73,而被安装到该光源支承部83上的凹状的灯按压罩(罩构件)84。
在光源支承部83上形成有:多个窗部83a,其与光源部73的数量对应地设置,以供来自光源部73的光发出;和灯用凹部83b,其设置在该窗部83a的罩侧,且将反射镜72的开口部72a(或安装反射镜72的反射镜安装部的开口部)包围起来。此外,在该窗部83a的与盖相反一侧,分别安装有多个罩玻璃85。此外,罩玻璃85的安装是任意的,也可不设置。
如图9所示,各灯用凹部83b的底面形成为平面或曲面(在本实施方式中,为平面),以使从预定数量的光源部73射出的光的各主光轴L的交点p在各α、β方向上位于单个曲面例如球面r上。
在灯按压罩84的底面上,设置与光源部73的后部抵接的抵接部86,在各抵接部86上,设置有由电机和气缸那样的促动器、弹簧按压件、螺纹连接件等构成的灯按压机构87。这样,各光源部73通过将反射镜72的开口部72a嵌合到光源支承部83的灯用凹部83b中,并将灯按压罩84安装在光源支承部83,且利用灯按压机构87来按压光源部73的后部,由此定位在暗盒81中。因此,如图9(c)所示,从定位在暗盒81中的预定数量的光源部73的用于照射光的各照射面到从全部的光源部73照射出的光中的约80%~100%的光所入射到的积分器透镜74的入射面之间的各主光轴L的距离大体为一致。此外,在光源支承部83和灯按压罩84之间的收纳空间中,相邻的光源部73的反射镜72的背面72c直接互相对置,除了光源部73、灯按压机构87等以外,该收纳空间内的空气的流动不会受到阻挡,赋予了良好的空气流动性。
此外,虽然灯按压机构87可设置在每个抵接部86上,但是,如图11所示,也可形成在灯按压罩84的侧壁。在该情况下,虽然抵接部86可分别设置在各光源部73,但是,也可与两个以上的光源部73的后部抵接。
此外,支承体82具有:具有安装多个暗盒81的多个暗盒安装部90的支承体主体91;和安装在该支承体主体91,以覆盖各暗盒81后部的支承体罩92。
如图12所示,在各暗盒安装部90,形成有光源支承部83所面对的开口部90a,在该开口部90a的周围,形成有以与光源支承部83周围的矩形平面相对的平面90b为底面的暗盒用凹部90c。此外,在支承体主体91的暗盒用凹部90c的周围,设置有用于固定暗盒81的暗盒固定构件93,在本实施方式中,该暗盒固定构件93与形成在暗盒81上的凹部81a卡合而将暗盒81固定。
如图13所示,在α方向或β方向上排列的暗盒用凹部90c的各平面90b形成为,使从各暗盒81的预定数量的光源部73射出的光的主光轴L的交点p位于不同的位置即位于积分器74的周边部。
因此,在将该光源支承部83嵌合到各暗盒安装部90的暗盒用凹部90c中以进行定位的状态下,各暗盒81通过使暗盒固定构件93与暗盒81的凹部81a卡合而分别固定到支承体82上。而且,在将该各暗盒81安装到支承体主体91上的状态下,将支承体罩92安装在该支承体主体91上。
通过如上述那样在支承体82内配置有各光源部73,而与第一实施方式同样,在从多个光源部73射出的光的主光轴L大体均等地分散入射到积分器74的偏离中心的位置即积分器74的周边上。而且,向积分器74入射的光通过该积分器74后而被均匀化,可成为与第一实施方式的图7中所示内容同样的照度分布,且由于曝光用光的宽度变细,因此可实现高析像度化。
此外,如图14所示,向灯71供给电力的点灯电源95和控制电路96分别与各暗盒81的光源部73连接,从各光源部73向后方延伸的各布线97连接汇集到设置于各暗盒81的至少一个连接器98中。而且,各暗盒81的连接器98和设置于支承体82外侧的光学控制部76之间通过其他布线99而分别被连接起来。这样,光学控制部76向各灯71的控制电路96发送控制信号并进行电压控制,以控制各灯71的点亮或熄灭以及在该点亮时向灯71供给的电压或电力。
此外,各光源部73的点灯电源95和控制电路96可集中设置在暗盒81内,也可在暗盒的外部设置。此外,灯按压罩84的抵接部86形成为不与来自各光源部73的各布线97干涉。
此外,如图15所示,在每个灯71设置有包括保险丝94a的寿命时间检测构件94,由计时器96a计算点亮时间,在额定的寿命时间到来的阶段,使电流流向保险丝94a以切断保险丝94a。因此,通过确认保险丝94a有无切断,能够检测出灯71是否已使用了额定的寿命时间。此外,寿命时间检测构件94不限于包含保险丝94a的结构,只要是在灯更换的维护时能一眼了解灯71的额定寿命时间即可。例如,在每个灯71配置IC标签,通过IC标签可确认等71是否已使用了额定的寿命时间,或者可确认灯71的使用时间。
此外,在光照射装置80的各光源部73、各暗盒81以及支承体82,设有用于冷却各灯71的冷却结构。具体而言,如图10所示,在安装各光源部73的灯71和反射镜72的基座部75中形成有冷却路75a,在暗盒81的各罩玻璃85上形成有一个或多个通孔85a。此外,在暗盒81的灯按压罩84的底面,形成多个排气孔(连通孔)84a(参照图9(c)),在支承体82的支承体罩92,也形成有多个排气孔92a(参照图8(c))。此外,在各排气孔92a,经排气管79a而连接有形成在支承体82外部的鼓风机单元(强制排气构件)79。因此,通过用鼓风机单元79抽取支承体82内的空气,而使从罩玻璃85的通孔85a吸取的外部的空气向箭头所示的方向通过灯71与反射镜72之间的间隙s,并被导向在光源部73的基座部75形成的冷却路75a,由此通过空气来进行各光源部73的冷却。
此外,作为强制排气构件,不限于鼓风机单元79,也可以是风扇、换流器、真空泵等可抽取支承体82内的空气的构件。此外,鼓风机单元79所进行的空气的排气不限于从后方,也可以从上方、下方、左方、右方中的任一方。例如,如图16所示,可将连接于支承体侧面的多个排气管79a经气门79b而分别连接到鼓风机单元79上。
此外,在灯按压罩84形成的排气孔84a可如图9(c)所示那样在底面形成多个,也可如图17(a)所示那样形成在底面的中央,还可如图17(b)、(c)所示那样形成在长度方向、宽度方向的侧面。此外,除了排气孔84a外,通过形成从灯按压罩84的开口缘切开的连通槽,也可使光源支承部83和灯按压罩84之间的收纳空间与外部连通。此外,灯按压罩84成为由多个支承体构成的骨架结构,通过在该支承体上另外安装形成有连通孔和连通槽的罩板,也可构成连通孔和连通槽。
还有,通过在支承体主体91的周缘设置水冷管(冷却用配管)91a,并用水泵69来使冷却水在冷却管91a内循环,也可冷却各光源部73。此外,如图8所示,水冷管91a可形成在支承体主体91内,或者也可安装在支承体主体91的表面。此外,上述排气式的冷却结构和水冷式的冷却结构可仅设置一个。另外,水冷管91a不限于图4所示那样的配置,也可以如图18(a)和图18(b)所示那样将水冷管91a配置成通过全部暗盒81的周围,或者曲折状地配置成通过全部暗盒81的周围的一部分。
在如上述那样构成的曝光装置PE中,在照明光学系统70中,在曝光时对曝光控制用开闭器78进行打开控制时,自超高压水银灯71照射出的光入射到积分器透镜74的入射面。而且,从积分器透镜74的出射面发出的光由准直镜77改变其传播方向并被转换为平行光。而且,该平行光作为图案曝光用光大体垂直地照射到由掩模台10保持的掩模M以及由基板台20保持的基板W的表面上,以将掩模M的图案P曝光转写在基板W上。
这里,在更换光源部73时,在每个暗盒81中进行更换。在各暗盒81中,将预定数量的光源部73预先定位,并且将来自各光源部73的布线97连接到连接器98中。因此,将需要更换的暗盒81从与支承体82的光射出的方向相反的方向取下,并将新暗盒81嵌合到支承体82的暗盒用凹部90c中以安装到支承体82上,由此完成暗盒81内的光源部73的校准。此外,通过将其他布线99连接到连接器98中,而完成布线作业,因此可容易地进行光源部73的更换作业。此外,在暗盒更换时有必要固定装置。作为理由,这是因为在暗盒81配置有多个灯(9个以上),每个暗盒都对曝光面的照度分布影响很大。但是,在如上述那样更换多个暗盒81的情况下也可使作业容易且更换时间自身也可缩短,因此是有效的方法。
此外,支承体82的暗盒安装部90形成为以平面90b作为底面的凹部90c,暗盒81嵌合在暗盒安装部90的凹部90c中,因此可将暗盒81不松动地固定在支承体82上。
另外,暗盒81具有以包围由光源支承部83支承的预定数量的光源部73的状态安装到光源支承部83上的灯按压罩84,在光源支承部83和灯按压罩84之间的收纳空间内,相邻的光源部73的反射镜72的背面72c直接相互对置,因此在收纳空间内具有良好的空气流动性,在冷却各光源部73时,可高效地排出收纳空间内的空气。
此外,在灯按压罩84上,形成有将收纳空间和灯按压罩84的外部连通起来的连通孔84a,因此可用简单的结构向暗盒81的外部排出空气。
还有,在支承体82上设有冷却水循环的冷却管91a,以冷却各光源部73,因此可通过冷却水高效地冷却各光源部73。
另外,由于具有用于从后方和侧方的至少一方将支承体82内的空气强制排出到各光源部73的用于照射光的各照射面上的鼓风机单元79,因此可使支承体82内的空气循环,且可高效地冷却各光源部73。
此外,由于因曝光的品种(着色层、BM、光学间隔材(photo spacer)、光配向膜和TFT层等)或相同品种的抗蚀剂的种类而使所需的曝光量不同,因此,如图19所示,存在完全不需要在支承体82的多个暗盒安装部90上安装暗盒81的情况。在该情况下,在未配置有暗盒81的暗盒安装部90上安装盖构件89,在该盖构件89上以与罩玻璃85的通孔85a相同的直径形成相同数量的通孔89a。这样,除了罩玻璃85的通孔85a之外,也从盖构件89的通孔89a吸取外部的空气。因此,即使在全部的暗盒安装部90上都没有安装暗盒81的情况下,通过配置盖构件89而得到与在全部的暗盒安装部90配置有暗盒81的情况同样的空气流动性,并进行光源部73的冷却。
此外,由于可靠地冷却各光源部73,因此在全部的暗盒安装部90上没有安装暗盒81或盖构件89的状态下,可进行锁定以使光照射装置80不能运转。
因此,在本实施方式中,通过研究在一部分暗盒安装部90不配置暗盒81,而可以在从配置于剩余的暗盒安装部90中的各暗盒81的光源部73射出的光的主光轴L入射到积分器74的偏离中心的位置上。
此外,在上述实施方式中,为了简便说明,以安装有在α方向上设有三层且在β方向上设有两列共计6个光源部73的暗盒81为例,但是,实际上配置在暗盒81内的光源部73有8个以上,通过图20(a)和(b)所示的配置而以点对称或线对称安装在暗盒81内。即,将光源部73在α方向、β方向上配置不同的数量,以四边将安装于暗盒81的光源支承部83上的位于最外周的光源部73的中心连结起来的线形成为长方形形状。此外,如图21所示那样,对于安装有各暗盒81的支承体82的暗盒安装部90,使在互相正交的α、β方向上配置的各暗盒安装部90个数n(n:2以上的正整数)一致而形成为长方形形状。这里,虽然该长方形形状与后述的积分器元件的各透镜元件的每个纵横的入射开口角对应,使暗盒的行数、列数为相同数量的情况下效率最高,但是,也可成为不同数量。
这里,积分器透镜74的各透镜元件的纵横尺寸比(纵/横比)取决于曝光区域的区块(area)纵横尺寸比。此外,积分器透镜的各透镜元件成为不能接收从其入射开口角以上的角度入射的光的结构。也就是说,透镜元件相对于长边侧而使短边侧的入射开口角变小。因此,配置在支承体82上的光源部73整体的纵横尺寸比(纵/横比)成为与积分器透镜74的入射面的纵横尺寸比相对应的长方形形状,由此可使光的使用效率良好。
在如上述那样构成的分割逐次接近曝光装置PE中,根据所需的照度,由光学控制部76将各光源部73的灯71在每个暗盒81进行点亮、熄灭或电压控制,由此使照度变化。即,光学控制部76进行控制以使各暗盒81内的预定数量的光源部73的灯71点对称地点亮,并且进行控制以使多个暗盒81内的预定数量的光源部73的灯71以相同的点亮图案被点对称地点亮,由此使支承体82内的全部光源部73被点对称地点亮。例如,图22(a)表示使各暗盒81的100%的灯71(在本实施方式中设为24个)点亮的情况,图22(b)表示使各暗盒81的全部的灯71的75%(在本实施方式中设为18个)点亮的情况,图22(c)表示使各暗盒81的全部的灯71的50%(在本实施方式中设为12个)点亮的情况,图22(d)表示使各暗盒81的全部的灯71的25%(在本实施方式中设为6个)点亮的情况。这样,可使曝光面的照度分布不变化地使照度变化,而且,由于对每个暗盒进行同时控制,因此可与基板的大小(代)的变化和灯数无关且容易地控制灯71的点亮。
此外,“照度”指1cm2的面积在1秒间接收到的能量[mW/cm2]。
此外,光学控制部76除了将全部灯点亮的情况之外还具有多个(在本实施方式中设为三个)点亮图案组,该各个点亮图案组分别具有根据期望的照度而点亮的灯71的数量分别不同地、构成为被点对称地控制暗盒81内的各光源部73的灯71点亮或熄灭的多个(在本实施方式中设为四个)点亮图案。具体而言,如图23(a)所示,使暗盒81内的75%的灯71点亮的第一图案组具有A1~D1四个图案。此外,如图23(b)所示,使暗盒81内的50%的灯71点亮的第二图案组具有A2~D2四个图案。还有,如图23(c)所示,使暗盒81内的25%的灯71点亮的第三图案组具有A3~D3四个图案。该各点亮图案A1~D1、A2~D2、A3~D3全部设定为暗盒81内的灯71点对称地点亮。此外,在图22和图23中,在光源部73标有斜线的灯表示已熄灭的灯71。
而且,光学控制部76根据期望的照度而选择第一~第三点亮图案组中的任一个点亮图案组,并且选择已选定的点亮图案组中的任一个点亮图案。对该点亮图案的选择可以是在预定定时将已选定的点亮图案组的多个点亮图案在多个暗盒81中同时地依次切换。或者,该选择可以是根据各光源部73的灯71的点亮时间来具体地选择点亮时间最少的点亮图案。通过对这样的点亮图案的切换和选择,可使灯的点亮时间均匀。
此外,点亮时间最少的点亮图案可成为包括点亮时间最少的光源部73的灯71的点亮图案,或者也可以是应点亮光源部73的灯71的点亮时间的总计最少的点亮图案。另外,光学控制部76可根据各光源部73的灯71的点亮时间以及在点亮时供给的电压来计算出各光源部73的灯71的剩余寿命,且根据该剩余寿命来选择点亮图案。进而,可切换点亮图案,以避开包含剩余寿命短的灯71的点亮图案。
此外,在期望的照度与由第一~第三点亮图案组得到的照度不同时,选择可得到接近期望照度的照度的点亮图案组,并且将向点亮的光源部73的灯71供给的电压调整为额定值以上或额定值以下。例如,在期望的照度为100%点亮时的60%照度的情况下,选择50%点亮的点亮图案组中的任一点亮图案,通过提高该点亮的光源部73的灯71的电压而得到期望照度。
进而,在将全部的暗盒81的点亮的灯71的电压相等地调整时而偏离所期望照度的情况下,将点对称地配置的位置上的各暗盒81的灯71的电压变为相等地进行调整,并且可根据暗盒81的位置而施加不同的电压。具体而言,在图22中,将位于周围处的各暗盒81的灯71的电压相等地进行调整,并且使位于中央处的暗盒81的灯的电压与位于周围处的各暗盒81的灯71的电压不同地进行调整。这样,可使曝光面的照度分布不发生变化地微调整至期望的照度。
此外,在仅将一部分暗盒81替换为具备新灯71的暗盒81的情况下,与剩余暗盒81的灯71的点亮一并地使更换的暗盒81的灯71点对称地点亮。此时,存在从新暗盒81的灯71射出的照度比从剩余的暗盒81的灯71射出的照度更强的趋势。因此,使新暗盒81的各灯71的电压下降地进行调整,以使点对称地配置的位置的各暗盒81的灯71射出的照度变得均匀。
再有,作为使灯71点亮或熄灭的控制,可对控制电路96或光学控制部76进行控制,以通过将以未图示的照度计测定出的实际照度与预先设定的适当照度进行比较来判定实际照度的差别,并且提高灯71的电压以消除实际照度的差别。
此外,在本实施方式中,光学控制部76控制向灯71供给的电压,但是,也可控制电力。
如以上说明那样,根据本实施方式的接近曝光装置和接近曝光装置用光照射装置80,在各暗盒81安装预定数量的光源部73,以使从预定数量的光源部73射出的光的各主光轴L的交点p大体一致,在支承体82安装多个暗盒81,以使从各暗盒81的预定数量的光源部73射出的光的各主光轴L的交点p处于不同的位置上,因此在基板W与掩模M之间设置预定间隙的状态下,将来自照明光学系统70的光经掩模M对基板W照射时,曝光面的光的准直角度内的照度分布发生变化,可使曝光用光的宽度变细。这样,不使用高价掩模也可改善析像度,并且即使在每个暗盒81中进行光源部73的更换也可容易地实现上述效果。
(第三实施方式)
其次,对本发明的第三实施方式的分割逐次接近曝光装置PE进行说明。此外,本实施方式仅在照明光学系统70的光照射装置的构成上与第一实施方式不同,因此对其他构成标注相同标记,以省略或简化说明。
如图24~图26所示,光照射装置80具备:多个光源部73,其分别包括作为发光部的超高压水银灯71和使从该灯71发出的光具有指向性地射出的作为反射光学系统的反射镜72;可分别安装多个光源部73当中的预定数量的光源部73的多个暗盒81;和可安装多个暗盒81的支承体82。作为发光部,可使用LED来代替超高压水银灯71。
此外,在照明光学系统70中,在本实施方式中,为了简化说明,如图24所示,对将安装有在α方向上设有三层、在β方向上设有两列的共计6个光源部73的暗盒81配置成三层×三列共计九个暗盒81,而具有共54个光源部73的实例进行说明。此外,虽然暗盒81和支承体82也可考虑使光源部73配置为在α、β方向上设为相同数量的正方形形状,但采用了在α、β方向上设为不同数量的长方形形状。此外,在本实施方式的光源部73中,反射镜72的开口部72b形成为大体正方形形状,且四边沿着α、β方向配置。
各暗盒81形成为大体长方体形状,且分别具有相同构成,其具备支承预定数量的光源部73的光源支承部83和通过按压由光源支承部83支承的光源部73来安装到该光源支承部83上的凹状的灯按压罩(罩构件)84。
在光源支承部83上形成有:与光源部73的数量对应地设置,以使来自光源部73的光发出的多个窗部83a;以及设置在该窗部83a的罩侧,且包围反射镜72的开口部72a(或安装反射镜72的反射镜安装部的开口部)的灯用凹部83b。此外,在该窗部83a的与盖相反一侧,分别安装有多个罩玻璃85。此外,罩玻璃85的安装是任意的,也可不设置。
各灯用凹部83b的底面形成为平面或曲面(在本实施方式中形成为平面),以使光源部73的照射光的照射面(这里指反射镜72的开口部72b)和光源部73的光轴L的交点p在各α、β方向上位于单个曲面例如球面r上。
在灯按压罩84的底面上,设置有与光源部73的后部相抵接的抵接部86,在各抵接部86,设置有由电机和气缸那样的促动器、弹簧按压件、螺纹连接件等构成的灯按压机构87。这样,各光源部73通过将反射镜72的开口部72a嵌合到光源支承部83的灯用凹部83b中,并将灯按压罩84安装在光源支承部83,且用灯按压机构87来按压光源部73的后部,由此在暗盒81中定位。因此,如图25(c)所示,从定位在暗盒81中的预定数量的光源部73的用于照射光的各照射面到从全部的光源部73照射出的光中约80%~100%的光所入射的积分器透镜74的入射面之间的各主光轴L的距离大体为一致。此外,在光源支承部83和灯按压罩84之间的收纳空间中,相邻的光源部73的反射镜72的背面72c直接相互对置,除了光源部73、灯按压机构87等以外,不会阻挡该收纳空间内的空气的流动,赋予了良好的空气流动性。
此外,支承体82具有:具有安装有多个暗盒81的多个暗盒安装部90的支承体主体91;和安装在该支承体主体91上,且覆盖各暗盒81后部的支承体罩92。
如图27所示,在各暗盒安装部90上,形成由光源支承部83面对的开口部90a,在该开口部90a的周围,形成以与光源支承部83周围的矩形平面相对的平面90b为底面的暗盒用凹部90c。此外,在支承体主体91的暗盒用凹部90c的周围,设置有用于固定暗盒81的暗盒固定构件93,在本实施方式中,该暗盒固定构件93与形成在暗盒81上的凹部81a卡合,而将暗盒81固定。
在α方向或β方向上排列的暗盒用凹部90c的各平面90b形成为以预定角度γ相交,以使各暗盒81的全部光源部73的照射光的照射面与光源部73的光轴L的交点p在各α、β方向上位于单个曲面例如球面r上(参照图28)。
因此,在将该光源支承部83嵌合到各暗盒安装部90的暗盒用凹部90c中以进行定位的状态下,各暗盒81通过使暗盒固定构件93与暗盒81的凹部81a卡合而分别固定在支承体82上。而且,在将该各暗盒81安装到支承体主体91上的状态下,将支承体罩92安装在该支承体主体91上。然后,如图28所示,从定位在各暗盒81中的全部光源部73的用于照射光的各照射面到从全部光源部73照射出的光中大体80%~100%的光所入射的积分器74的入射面之间的各光轴L的距离大体为一定。因此,通过使用暗盒81,能够不在支承体82进行大的曲面加工地,也可将全部光源部73的照射面配置在单个曲面上。
具体而言,支承体82的单个暗盒安装部90分别具备由暗盒81的光源支承部83面对的开口部90a和与形成于光源支承部83周围的平面部相抵接的平面90b,排列于预定方向上的多个暗盒安装部90的各平面90b以预定角度相交,因此,从暗盒安装部90可通过简单的加工而形成为预定数量的光源部73的用于照射光的各照射面到积分器透镜74的入射面之间的各光轴L的距离大体为一定。
此外,如图25所示,在成为各光源部73的出射面附近的反射镜72的开口部72b,分别安装有对包含出射面(开口部72b)的中央部在内进行部分遮蔽的多个光圈40(光强度调整部)。在各光圈40,设有用于固定该光圈40的多个(在本实施方式中设有四个)腕部41。
为了根据应曝光基板等而容易更换各光圈40,而将多个腕部41装卸自如地直接安装在反射镜72上,或者将各光圈40夹持在反射镜72的开口部72b与光源支承部83的抵接面之间,由此使各光圈40设置在各光源部73的出射面附近。此外,各光圈40为防止因来自各光源部73的热发生变形而由铝等金属构成。此外,在由铝构成的情况下,可将表面施行耐酸铝处理。
通过将该光圈40设置在各光源部73的出射面附近,以使通过积分器透镜74而均匀化的光在曝光面上的光准直角度内的照度分布发生变化。即,由光圈40将光的中心部遮蔽,因此照度下降,但是,曝光用光的宽度变细,因此可实现高析像度化。
此外,光圈40的大体中央部分除了圆形之外还可形成为椭圆形和矩形等任意形状,而且,可根据应曝光基板等来改变大体中央部分的遮蔽面积。此外,在光圈40的大体中央部分,可形成孔。此外,如图29所示,光圈40可采用不具有腕部41的构成,该情况下,光圈40可安装在罩玻璃85上,或者,在反射镜72的开口部72b设置有光透射构件的情况下,可安装在该光透射构件上。
此外,如图30(a)和(b)所示,光圈40构成为包括安装在暗盒81内的预定数量的光源部73全部的各出射面的中央部在内地将各个出射面进行部分遮蔽,可相对于暗盒81装卸自如地安装。该情况下,仅通过对暗盒81更换一个光圈40,便可调整从全部光源部73射出的光的照度。此外,光圈40可将各出射面的中央部分别用两个腕部41连接,或者可用四个腕部41分别连接。此外,如图31所示,光圈40可由伦奇格子构成。
此外,在光源部的出射面附近,可设置调整从出射面射出的光的强度的光强度调整部,可取代光圈40而使用可变浓度滤波器,或者可使用使特定波长不透射的波长截断滤波器。此外,这些滤波器可适用于光圈40进行遮蔽的那部分构成。
还有,各光源部73的控制结构和寿命时间检测构件(参照图32和图33)以及支承体内的冷却结构与第二实施方式同样地构成,而且,灯71的点亮控制方法也与第二实施方式相同。这里,在使用了光圈40和可变浓度滤波器等光强度调整部的本实施方式中,为了防止因照度下降而是曝光时间变长,而可采用第二实施方式所示的控制来比通常增加点亮灯71的数量或者提高灯71的电压或电力。
如上所述,根据本实施方式的接近曝光装置,在光源部73的出射面附近设置通过包含出射面的中央部地进行部分遮蔽而调整从出射面射出的光的强度的光圈40,因此可不使用高价掩模而改善析像度。
此外,在分别包括灯71和反射镜72的多个光源部73上,分别设置有多个光圈40,因此可得到高析像度,并且光源部的输出也可提高,且可缩短曝光时间。
此外,照明光学系统70具备可分别安装预定数量的光源部73中的多个暗盒81和可安装多个暗盒81的支承体82,光圈40由包括安装于暗盒81内的预定数量的光源部全部的各出射面的中央部在内地将各个出射面进行部分遮蔽的一个光圈来构成,因此可容易地进行光圈40的更换。
图34(a)和(b)表示作为第三实施方式的变形例的光强度调整部。即,在该变形例中,在构成复眼积分器74的具有相同光学结构而纵横排列的多个透镜元件74A的各入射面74A1上,配置有包含各透镜元件74A的入射面74A1的中央部在内进行部分遮蔽的多个光圈40。
在该变形例中,也与上述实施方式同样,曝光面的光在准直角度内的照度分布发生变化,而可使曝光用光的宽度变细,且可不使用高价掩模而改善析像度。
此外,在该变形例中,对在复眼积分器中使用作为光强度调整构件的光圈进行了说明,但是,在积分器为棒状积分器的情况下,也可构成为光圈对包括该棒状积分器的入射面的中央部在内的部位进行遮蔽。
(第四实施方式)
其次,参照图35~图40来说明本发明的第四实施方式的接近扫描曝光装置。
如图38所示,接近扫描曝光装置101经形成图案P的多个掩模M而对一边接近掩模M一边向预定方向输送的大体矩形形状的基板W照射曝光用光L,将图案P曝光转写到基板W上。即,该曝光装置101采用使基板W一边相对于多个掩模M进行相对移动一边进行曝光转写的扫描曝光方式。此外,本实施方式中所使用的掩模的尺寸设定为350mm×250mm,图案P的X方向长度与有效曝光区域的X方向长度相对应。
如图35和图36所示,接近扫描曝光装置101具备:将基板W浮起支承,且将基板W向预定方向(在图中,为X方向)输送的基板输送机构120;分别保持多个掩模M,且具有沿与预定方向相交的方向(在图中,为Y方向)交错地配置两列的多个掩模保持部171的掩模保持机构170;分别配置在多个掩模保持部171的上部,以照射出曝光用光L的作为照明光学系统的多个照射部180;以及分别配置在多个照射部180和多个掩模保持部171之间,以将从照射部180射出的曝光用光L遮蔽住的多个遮光装置190。
该基板输送机构120、掩模保持机构170、多个照射部180和遮光装置190经平板台(未图示)而配置在底面设置的装置基座102上。这里,如图36所示,在基板输送机构120输送基板W的区域中,将上方有配置掩模保持机构170的区域称为掩模配置区域EA,将相对于掩模配置区域EA而位于上游侧的区域称为基板送入侧区域IA,将相对于掩模配置区域EA而位于下游侧的区域称为基板送出侧区域OA。
基板输送机构120具备:作为基板保持部的浮起单元121,其配置在经另一平板台(未图示)设置于装置基座102上的送入机架105、精密机架106和送出机架107上,且利用空气将基板W浮起支承;和基板驱动单元140,其在浮起单元121的Y方向侧,配置在还经另一平板台108而设置于装置基座102上的机架109上,以把持基板W,并且将基板W向X方向输送的。
如图37所示,浮起单元121具备:长条状的多个排气气垫123(参照图36)、124和长条状的多个吸排气气垫125a、125b,其下表面上分别安装有从送入机架105、精密机架106、送出机架107的上表面向上方延伸的多个连接棒122;用于从形成在各气垫123、124、125a、125b上的多个排气孔126排出空气的空气排出系统130和排气泵131;以及用于从形成在吸排气气垫125a、125b上的吸气孔127吸取空气的空气吸取系统132和吸气泵133。
另外,吸排气气垫125a、125b具有多个排气孔126和多个吸气孔127,对气垫125a、125b的支承面134与基板W之间的空气压力进行平衡调整,能高精度地设定为预定浮起量,且能以稳定的高度进行水平支承。
如图36所示,基板驱动单元140具备:通过真空吸附来把持基板W的把持构件141;将把持构件141沿X方向导引的直线导承142;沿X方向驱动把持构件141的驱动电机143和滚珠丝杠机构144;以及多个防止工件碰撞辊145,其以从机架109的上表面突出的方式,可沿Z方向移动且旋转自如地安装在基板送入侧区域IA的机架109侧,并且支承等待向掩模保持机构170输送的基板W的下表面。
此外,基板输送机构120具有:设置在基板送入侧区域IA,以对该基板送入侧区域IA待机的基板W进行预校准的基板预校准机构150;和用于进行基板W的校准的基板校准机构160。
如图36和图37所示,掩模保持机构170具有上述多个掩模保持部171和多个掩模驱动部172,该多个掩模驱动部172设置在各掩模保持部171,以使掩模保持部171向X、Y、Z、θ方向即预定方向、相交方向、相对于预定方向和相交方向的水平面的铅垂方向以及绕该水平面的法线进行驱动。
沿Y方向交错地配置两列的多个掩模保持部171包括:配置在上游侧的多个上游侧掩模保持部171a(在本实施方式中设为6个)和配置在下游侧的多个下游侧掩模保持部171b(在本实施方式中设为6个),该多个掩模保持部171经掩模驱动部172而由立设在装置基座2的Y方向两侧的柱部112(参照图35)间,分别支承在上游侧和下游侧各架设两个的主机架113上。各掩模保持部171具有沿Z方向贯通的开口177,且在其周缘部下表面真空吸附掩模M。
掩模驱动部172具有:安装在主机架113上,且沿X方向移动的X方向驱动部173;安装在X方向驱动部173的前端,且在Z方向上驱动的Z方向驱动部174;安装在Z方向驱动部174上,且在Y方向上驱动的Y方向驱动部175;以及安装在Y方向驱动部175上,且在θ方向上驱动的θ方向驱动部176;在θ方向驱动部176的前端安装有掩模保持部171。
如图39和图40所示,多个照射部180在框体181内分别具备与第一实施方式同样构成的光照射装置80A、积分器透镜74、光学控制部76、准直镜77和曝光控制用开闭器78,并且具备分别配置在光源部73A与曝光控制用开闭器78之间以及积分器透镜74和准直镜77之间的平面镜280、281、282。此外,在准直镜77或作为衍射镜的平面镜282上,可设有能通过手动或自动改变镜曲率的倾角修正构件。
光照射装置80A具有供四个暗盒81A直线状排列的支承体82A,该各暗盒81A分别包括超高压水银灯71和反射镜72、例如包括三层二列共6个的光源部73。与第一实施方式同样,在暗盒81A中,通过将灯按压罩84安装到用于支承6个光源部73的光源支承部83上,而将光源部73定位,以使从6个光源部73的用于照射光的各照射面到从6个光源部73照射出的光中大体80%~100%的光所入射的积分器74的入射面之间的各光轴L的距离大体为一定。
此外,与第二实施方式同样,在各暗盒81A内安装预定数量的光源部73,以使从预定数量的光源部73射出的光的各主光轴L的交点p大体一致。此外,将暗盒81A安装在支承体82上,以在从各暗盒81的多个光源部73射出的光的主光轴L大体均等地入射到积分器74的偏离中心的位置即积分器74的周边上。这样,向积分器74入射的光通过该积分器74后变均匀化,可形成为与第一实施方式的图7所示的构成同样的照度分布,且曝光用光的宽度变细,因此可实现高析像度化。
此外,来自各光源部73的布线的处理和支承体内的冷却结构与第二实施方式同样地构成,且灯71的点亮控制方法也与第二实施方式同样。
如图37所示,多个遮光装置190具有用于改变倾斜角度的一对板状的百叶窗构件208、209,且通过百叶窗驱动单元192来改变一对百叶窗构件208、209的倾斜角度。这样,在由掩模保持部171保持的掩模M的附近,将从照射部180射出的曝光用光L遮蔽,并且可改变将曝光用光L的预定方向的遮光宽度即从Z方向观察的投影面积。
此外,在接近扫描曝光装置101中设置有掩模更换器220以及掩模预校准机构240,该掩模更换器220通过沿Y方向驱动用于保持掩模M的一对掩模托盘部(未图示)来更换保持于上游侧和下游侧掩模保持部171a、171b上的掩模M;该掩模预校准机构240在掩模更换前,一边按压被支承为相对于掩模托盘部浮起的掩模M,一边边使定位销(未图示)抵接掩模M来进行预校准。
此外,如图37所示,在接近扫描曝光装置101,配置有激光位移计260、掩模校准用照相机(未图示)、和踪用照相机(未图示)和和踪用照明273等各种检测构件。
其次,使用如上述那样构成的接近扫描曝光装置101来对基板W的曝光转写进行说明。此外,在本实施方式中,说明在描绘有基底图案(例如黑底(black matrix))的滤色器基板W上描绘R(红)、G(绿)和B(蓝)中任一图案的情况。
接近扫描曝光装置101利用未图示的装载器等以来自排气气垫123的空气将输送到基板送入区域IA的基板W浮起支承,在进行基板W的预校准作业、校准作业后,将由基板驱动单元140的把持构件141夹持的基板W向掩模配置区域EA输送。
然后,利用用于驱动基板驱动单元140的驱动电机143,使基板W沿直线导承142在X方向上移动。而且,将基板W移动到设置在掩模配置区域EA中的排气气垫124和吸排气气垫125a、125b上,在尽力消除振动的状态下将基板W浮起支承。而且,在从照射部180内的光源射出曝光用光L时,该曝光用光L经过由掩模保持部171保持的掩模M而将图案曝光转写到基板W上。
此外,该曝光装置101具有和踪用照相机(未图示)和激光位移计260,因此在曝光动作中,检测掩模M和基板W的相对位置偏移,根据已检测的相对位置偏移来驱动掩模驱动部172,并在掩模M的位置以实时计时器和踪基板W。同时,检测掩模M与基板W的间距,根据已检测的间距来驱动掩模驱动部172,利用实时计时器修正掩模M和基板W的间距。
以上,同样地,通过连续曝光,可在整个基板W上进行图案的曝光。由掩模保持部171保持的掩模M呈锯齿状地配置,因此即使由上游侧或下游侧的掩模保持部171a、171b保持的掩模M相互远离地排列,也可在基板W上无间隙地形成图案。
此外,在从基板W切出多个面板的情况下,在相邻的面板彼此间对应的区域中形成未照射到曝光用光L的非曝光区域。因此,在曝光动作中,使一对百叶窗构件208、209开闭而与基板W的进给速度一致地在与基板W的进给方向相同的方向上使百叶窗构件208、209移动,以使百叶窗构件208、209位于非曝光区域。
因此,在本实施方式那样的接近扫描曝光装置以及曝光装置用光照射装置80中,在各暗盒81安装预定数量的光源部73以使从预定数量的光源部73射出的光的各主光轴L的交点p大体一致,在支承体82安装预定数量的暗盒81以使从各暗盒81的预定数量的光源部73射出的光的各主光轴L的交点p位于不同的位置上,因此在基板W与掩模M之间设置预定间隙的状态下,将来自照明光学系统70的光经掩模M对基板W照射时,曝光面的光在准直角度内的照度分布发生变化,可使曝光用光的宽度变细。这样,可不使用高价掩模而改善析像度,并且即使在每个暗盒81进行光源部73的更换也可容易地实现上述效果。
(第五实施方式)
其次,参照图41和图42来说明本发明的第五实施方式的接近扫描曝光装置。此外,第五实施方式的接近扫描曝光装置101是将第三实施方式的光照射装置应用到第四实施方式的接近扫描曝光装置中而构成的。因此,本实施方式仅在光照射装置80A的构成上与第四实施方式不同,因此对其他构成标注相同标记,以省略或简化说明。
如图41所示,光照射装置80A具有供三个暗盒81A直线状排列的支承体82A,各暗盒81A分别包括具有超高压水银灯71和反射镜72、例如包括四层二列共8个的光源部73。与第三实施方式同样,在暗盒81A中,通过将灯按压罩84安装到用于支承8个光源部73的光源支承部83上,而将光源部73定位,以使从8个光源部73的用于照射光的各照射面到自8个光源部73照射出的光中的大体80%~100%的光所入射的积分器74的入射面之间的各光轴L的距离大体为一致。此外,在本实施方式中,在作为光源部73的出射面附近即反射镜72的开口部72b附近,分别设置有通过包含出射面(开口部72b)的中央部在内进行部分遮蔽来调整从出射面射出的光的强度的光圈40。
通过在支承体82A的多个暗盒安装部90上安装各暗盒81A,而将各暗盒81A定位,以使从全部光源部73的用于照射光的各照射面到该光源部73的光入射的积分器透镜74的入射面之间的各主光轴L的距离大体为一定。此外,对来自各光源部73的布线的处理和支承体内的冷却结构与第三实施方式同样地构成,且灯71的点亮控制方法也与第三实施方式相同。
因此,在本实施方式那样的接近扫描曝光装置中,在光源部73的出射面附近设置通过包含出射面的中央部地进行部分遮蔽来调整从出射面射出的光的强度的光圈40,因此可不使用高价掩模而改善析像度。
此外,本发明不限于上述实施方式,可适当进行变形、改良等。
例如,本实施方式的灯按压罩84形成为凹状的盒形状,但是,并不限于此,只要能通过抵接部来将光源部定位固定,则可以是例如网眼形状。此外,在将各光源部73与光源支承部83嵌合而进一步固定的情况下,也可采用不设置灯按压罩84的构成。
此外,支承体罩92的形状也可根据照明光学系统70的配置而任意地设置。
另外,使在暗盒81配置的光源部73为8个以上,使配置在支承体82上的全部光源部为8个~约800个。如果是800个左右,则实用性和效率良好。此外,安装在支承体82上的暗盒81的数量优选为全部光源部73的数量的5%以下,在该情况下,配置在一个暗盒81内的光源部73的数量为5%以上。
此外,关于第一实施方式的支承体82的安装光源部73的面形状和第二及第四实施方式的用于将暗盒81到安装支承体82、82A上的暗盒安装部90的平面90b的形状,只要是能在自多个光源部73射出的光的光主轴L入射到积分器74的偏离中心的位置上,则可任意设定。
此外,虽然对第三实施方式和第五实施方式的设置光强度调整部的光源部73,适用于将安装有预定数量的光源部73的多个暗盒81设置在支承体82上的多个光源部73的情况进行了说明,但是,如图42所示,当然也可适用于将多个光源部73直接安装在单个支承体82上的情况。此外,在将光强度调整部应用到使用了单个高压水银灯71的光源部73中的情况下,也可起到本发明的效果。
另外,在如第一实施方式那样安装在单个支承体82上的各光源部73中,可分别设置能改变光轴方向的机构,也可以在如第二~五实施方式那样安装在设于支承体82上的暗盒61的各光源部73中分别设置该机构。
此外,如图43所示,在照明光学系统70的光源部73和积分器74之间,可设置使来自光源部73的光扩散的扩散透镜210。扩散透镜210例如如图示那样,使用了具有光入射的第一透镜面212、和配置在积分器74侧且使从第一透镜面212入射的光向外部扩散的凹凸形状的第二透镜面214的透镜,但并不限于此,也可使用公知的扩散透镜(例如凹透镜)。通过将如上述那样使光扩散的扩散透镜210设置在光源部73和积分器74之间,而可如图44所示那样使光入射到积分器74的端部。
这样,经扩散透镜210向积分器74入射的光通过该积分器74后变均匀化,曝光面上的光在准直角内的照度分布如图45所示那样分布成中心附近处的照度变低。通过采用该照度分布,而使曝光用光的宽度变细,因此可实现高析像度化。
此外,例如,在上述实施方式中,作为接近曝光装置而说明了分割逐次接近曝光装置和扫描式接近曝光装置,但并不限于此,也可使用总体式、逐次式、扫描式等任一接近曝光装置。
实施例1
这里,使用了图46和图47所示那样的从多个光源部73射出的光的主光轴L入射到积分器74中心的作为比较例的照明光学系统,以对与使用了图6所示的本发明的照明光学系统的情况下的曝光用光的光线宽度不同的状况进行确认。此外,掩模和基板的曝光间距为100μm,掩模开口宽度为8μm,准直角为2°。此外,图6和图47的带网线部分表示照射光的部分。
关于曝光面的光准直角内的照度分布,在本发明的照明光学系统中,如图7所示,中心附近处的照度变低,另一方面,在比较例的照明光学系统中,如图48所示,中心附近处的照度变高。其结果,如图49所示,在曝光阈值为0.5时,在本发明的照明光学系统的情况下,曝光用光的宽度约为9μm;与之相对,在比较例的照明光学系统的情况下,曝光用光的宽度约为11μm。这样,确认了通过使用本发明的照明光学系统,可实现高析像度化。
实施例2
此外,如图50(a)所示那样,在使用单个高压水银灯71的照明光学系统70中使用光圈40的情况和不使用光圈的情况下进行曝光时,对曝光用光的光线宽度不同的状况进行确认。如图50(b)所示,光圈40包括灯射出口的中央部在内将射出口的直径的40%遮蔽。此外,掩模和基板的曝光间距为100μm,掩模开口宽度为8μm,准直角为2°。
如图51所示,在曝光阈值为0.5时,在没有光圈的情况下,曝光用光的宽度为7.0μm,与之相对,在有光圈的情况下,曝光用光的宽度为4.8μm。这样,确认了通过使用光圈,可实现高析像度化。
从灯射出的光在到达曝光面时,光通过灯暗盒的罩、复眼透镜和光掩膜等几个的开口。该开口越大,则开口的周边部越大,因此衍射光集中在衍射像的中心附近。此外,如图52所示,通过开口周边的光的振幅有助于衍射像的中心附近的强度,与此相对的是,开口中心附近处的光的振幅有助于衍射像的周边强度。因此,在用遮光板和滤波器等减少通过开口中心附近处的光时,衍射像强度分布的周边部分强度减小。开口尺寸未发生变化,因此中心部处的衍射像强度不变,其结果,通过使中心部变窄,而可改善光学像。
(第六实施方式)
图53是将本发明的第六实施方式的曝光装置局部分解示出的立体图。如图53所示,曝光装置301具备:在曝光时经掩膜300M向玻璃基板300W照射光(用于曝光的光)的照明光学系统303;保持掩膜300M的掩膜台304;保持玻璃基板(被曝光材料)300W的工作台305;以及支承掩膜台304及工作台305的装置基座306。曝光装置301是,一边使掩膜台304和工作台305相对移动,一边使用掩膜300M在玻璃基板300W进行多次(即,在多个位置)曝光,由此制作出多个将掩膜300M转写(曝光)在一个玻璃基板300W上而成的图案的分割依次曝光装置。此外,曝光装置301使玻璃基板300W和掩膜300M接近来进行曝光。
这里,玻璃基板300W(以下简称为“基板300W”)是具备透光性的板,在向曝光装置301安装时在与掩膜300M相对的面涂敷感光剂(感光材料)。通过在基板300W的感光剂与掩膜300M相对置的状态下进行曝光,可将描绘于掩膜300M上的掩膜图案曝光转写到感光剂上。
首先,照明光学系统303具备:作为紫外线照射用光源的高压水银灯331;使从高压水银灯331照射出的光会聚的凹面镜332;在凹面镜332的焦点附近切换自如地配置的两种光学积分器333;在配置在通过光学积分器333的照射光的光路中以进行开闭控制的曝光控制用开闭器334;将通过曝光控制用开闭器334的光导引到曝光位置的平面镜335、平面镜336和平面镜337。
照明光学系统303通过使曝光控制用开闭器334置于开,而将从高压水银灯331照射的光作为图案曝光用光,经图53所示的光路300L,向由掩膜台304保持的掩膜300M和由工作台305保持的基板300W的表面照射。此时,向掩膜300M和基板300W照射的光成为相对于掩膜300M和基板300W垂直的平行光。这样,将掩膜300M的掩膜图案300P曝光转写到基板300W上。此外,照明光学系统303通过将曝光控制用开闭器334置于关闭,而将从高压水银灯331照射的光在光路300L的中途遮断,照射光不能到达掩膜300M和基板300W。这样,即使将高压水银灯331维持在点亮状态下,照射光在曝光前也不能到达掩膜300M和基板300W。
此外,照明光学系统303不限于本实施方式,如果能将照射光照射到基板300上以进行曝光,则可采用各种构成(光学系统)。
其次,掩膜台304具备:掩膜台基座310;一个端部固定在装置基座306上且另一端部固定在掩膜台基座310上的多个掩膜台支柱311;掩膜保持框312;和掩膜位置调整构件313。此外,在掩膜台304的掩膜台基座310上配置有:测定掩膜300M与基板300W的对置面间的间距的四个间距传感器314;和检测掩膜300M与对位基准的平面偏移量的两个校准照相机315。掩膜台304通过掩膜台支柱311来支承掩膜台基座310,掩膜台304配置在工作台305的上方(光路300L的上游侧)。以下,使用图53、图54、图55和图56来对掩膜台304进行详细说明。这里,图54是图53所示的掩膜台的放大立体图。此外,图55是沿图54的LV-LV线的剖视图,图56是表示图55的掩膜位置调整构件的俯视图。
掩膜台基座310为大体矩形形状,在中央部形成开口310a。
掩膜保持框312安装在开口310a的周边部,且能够沿X、Y轴方向移动。如图55所示,将设置于掩膜保持框312上端外周部的凸缘312a装载在掩膜台基座310的开口310a附近的上表面,并将其在掩膜保持框312与掩膜台基座310的开口310a的内周之间存在间隙地插入。这样,掩膜保持框312可在X、Y轴方向上移动该间隙量。
在掩膜保持框312的下表面上,隔着衬垫320固定有卡盘部316,与掩膜保持框312一同可相对于掩膜台基座310在X、Y轴方向上移动。如图55所示,在卡盘部316上,配置有用于吸附固定掩膜300M的吸附管嘴316a。卡盘部316通过用吸附管嘴316a吸附掩膜300M,而将掩膜300M保持于掩膜保持框312上。此外,可通过控制由吸附管嘴316a进行的吸附,从掩膜台基座310装卸掩膜300M。
掩膜位置调整构件313设置在掩膜台基座310的上表面(与配置卡盘部316的面相反侧的面)。掩膜位置调整构件313根据后述校准照相机315的检测结果或后述激光测距装置360的测定结果,来使掩膜保持框312在XY平面内移动,调整由该掩膜保持框312保持的掩膜300M的位置和姿势。
如图53和图54所示,掩膜位置调整构件313具备:安装在沿掩膜保持框312的Y轴方向(即,平行的)的一边上的X轴方向驱动装置313x;和安装在沿掩膜保持框312的X轴方向的一边上的两个Y轴方向驱动装置313y。
如图55和图56所示,X轴方向驱动装置313x具备:具有向X轴方向伸缩的杆431r的驱动用促动器(例如电动促动器等)431;和安装在掩膜保持框312的沿Y轴方向的边部上的直线导承(直动轴承导引件)433。直线导承433的导轨433r沿Y轴方向延伸,且固定在掩膜保持框312上。此外,可移动地安装在导轨433r上的滑块433s经销支承机构432,而与固定设置在掩膜台基座310上的杆431r的前端连接。
另一方面,Y轴方向驱动装置313y具有与X轴方向驱动装置313x相同的构成,具备:具有向Y轴方向伸缩的杆431r的驱动用促动器(例如电动促动器等)431;和安装在掩膜保持框312的沿X轴方向的边部上的直线导承(直动轴承导引件)433。直线导承433的导轨433r沿X轴方向延伸,且固定在掩膜保持框312上。此外,可移动地安装在导轨433r上的滑块433s经销支承机构432而与杆431r的前端连接。而且,通过X轴方向驱动装置313x来进行掩膜保持框312的X轴方向的调整,通过两个Y轴方向驱动装置313y来进行掩膜保持框312的Y轴方向和θ轴方向(绕Z轴的摇动)的调整。
其次,在掩膜保持框312的X轴方向上互相相对的两边的内侧,分别配置有两个间距传感器314和一个校准照相机315。具体而言,在与开口310a的内周的X轴平行的一条边上配置有两个间距传感器314和一个校准照相机315,在与开口310a的内周的X轴平行的另一边上也配置有两个间距传感器314和一个校准照相机315。设置于各边的间距传感器314和校准照相机315皆可经移动机构319而在X轴方向上移动。
如图54所示,在掩膜保持框312的X轴方向上互相相对的两边上表面侧配置两个移动机构319。一个移动机构319具备:在Y轴方向延伸配置,以保持两个间距传感器314和一个校准照相机315的保持架台491;设置在保持架台491的远离Y轴方向驱动装置313y一侧的端部,以支承保持架台491的直线导承492;沿直线导承492使保持架台491移动的驱动用促动器493;和用于支承直线导承492和驱动用促动器493且使其移动的驱动机构494。直线导承492具备设置在掩膜台基座310上而沿X轴方向延伸的导轨492r和在导轨492r上移动的滑块。直线导承492将保持架台491的端部固定在滑块上。此外,驱动用促动器493由电机和滚珠丝杠构成,且使直线导承492的滑块沿导轨492r移动。此外,驱动机构494具备保持架台495、直线导承496和驱动用促动器497。保持架台495用于支承直线导承492和驱动用促动器493。此外,直线导承496和驱动用促动器497是与直线导承492和驱动用促动器493同样的驱动机构。此外,直线导承496在与直线导承492正交的方向上配置。
移动机构319通过驱动驱动用促动器493,并使保持架台491沿直线导承492移动,而使固定在保持架台491上的间距传感器314和校准照相机315在X轴方向上移动。这样,移动机构319可使间距传感器314、复眼照相机315移动到掩膜保持框312的区域外。此外,移动机构319通过驱动驱动机构494并使保持架台495移动,而使固定在保持架台491上的间距传感器314和复眼照相机315分别向Y轴方向移动。
如图57所示,间距传感器314测定掩膜300M与基板300W的对置面间的间距。更具体而言,间距传感器314用于检测与基板W的设置面相垂直的方向上的、掩膜300M的基板300W侧的面的位置和基板300W的掩膜300M侧的面的位置,并检测两个面的间隔。间距传感器314将检测出的信息向控制装置380输送。
复眼照相机315是CCD照相机等摄像装置,如图56所示,以光学方式检测保持在掩膜台下表面上的掩膜300M的校准标识401和基板W的校准标识402。校准照相机315通过焦点调整机构451来相对于掩膜300M接近或远离移动以进行焦点调整。校准照相机315将检测出的信息向控制装置380输送。
此外,如图53和图54所示,遮盖光圈(遮蔽板)317分别配置在掩膜台基座31的开口310a的X轴方向的两端部。在掩膜300M上方(光路300L的上游),遮盖光圈317配置在间距传感器314和校准照相机315的下游。遮盖光圈317可利用由电机、滚珠丝杠和直线导承构成的遮盖光圈驱动装置318而在X轴方向上移动,由此调整掩膜300M的两端部(配置有间距传感器314和校准照相机315的边)的遮蔽面积。
以下,回至图53中继续说明曝光装置301。工作台305具备:Z轴进给台(间距调整构件)305A,设置在装置基座306上,且将掩膜300M与基板300W的相对面间的间隙调整为预定量;工作台进给机构305B,配置在该Z轴进给台上,以使工作台305在XY轴方向上移动;以及工件卡盘308,配置在工作台进给机构305B上,以支承基板300W。下面,使用图53和图58来对工作台305继续说明。这里,图58是图53所示的曝光装置的主视图。
如图58所示,Z轴进给台305A具备:立设在装置基座306上的上下强动装置321;由上下强动装置321支承为可在Z轴方向上可大大地移动的Z轴强动台322;设置在Z轴强动台322上的上下微动装置323;以及经上下微动装置323支承的Z轴微动台324。上下强动装置321使用例如由电机和滚珠丝杠等构成的电动促动器或空气压力缸,通过进行简单的上下运动而使Z轴强动台322升降。这里,在本实施方式中,上下强动装置321不进行掩膜300M与基板300W的间隙的测定,而使Z轴强动台322升降到预先设定的位置。
如图53所示,上下微动装置323为可动楔形机构,其具有:设置在Z轴强动台322上表面的电机3231;利用电机3231而旋转的螺纹轴3232;以及与螺纹轴3232螺合,且卡合在Z轴微动台324的下表面的支承部与Z轴强动台322之间的滚珠丝杠螺母3233。此外,Z轴微动台324的下表面的支承部是相对于Z轴强动台322的面倾斜的楔状件541。此外,滚珠丝杠螺母3233与楔状件541接触的面成为以与楔状件541相同角度倾斜的斜面。
上下微动装置323在将滚珠丝杠的螺纹轴3232旋转驱动时,使滚珠丝杠螺母3233在Y轴方向上水平微动,该水平微动运动通过滚珠丝杠螺母3233和楔状件541的斜面作用而转换为高精度的上下微动运动。即,可通过使滚珠丝杠螺母3233移动来改变滚珠丝杠螺母3233和楔状件541的总计高度,且可使Z轴微动台324沿上下方向移动。
此外,上下微动装置323在Z轴微动台324的Y轴方向的一端侧(图23的和前侧)设置两个,在另一端侧设置一个(未图示),总计设置三个,分别独立地驱动控制。这样,上下微动装置323具备倾斜功能。即,上下微动装置323可根据四个间距传感器314对掩膜300M与基板300W的间隙的测定结果来微调整Z轴微动台324的高度,由此来使掩膜300M与基板300W平行且隔着预定间隙地相对置。此外,上下强动装置321和上下微动装置323可设置在Y轴进给台352的部分上。
其次,如图58所示,工作台进给机构305B在Z轴微动台324的上表面上分别具备:在Y轴方向上互相远离地配置而分别沿X轴方向延伸设置的两组作为滚动导引件的一种的直线导承341;安装在该直线导承341的滑块341a上的X轴进给台342;和使X进给台342在X轴方向上移动的X轴进给驱动装置343;X轴进给台342与滚珠丝杠螺母733连结,该滚珠丝杠螺母733与由X轴进给驱动装置343的电机3431旋转驱动的滚珠丝杠轴3432相螺合。
此外,在该X轴进给台342的上表面上具备:在X轴方向上互相远离地配置,且分别沿Y轴方向延伸设置的两组作为滚动导引件的一种的直线导承351;在该直线导承351的滑块351a上安装的Y轴进给台352;以及使Y进给台352在Y轴方向上移动的Y轴进给驱动装置353;Y轴进给台352与滚珠丝杠螺母(未图示)连结,该滚珠丝杠螺母与由Y轴进给驱动装置353的电机354旋转驱动的滚珠丝杠轴355螺合。在该Y轴进给台352的上表面上安装有工作台305。
而且,作为检测工作台305的X轴、Y轴位置的移动距离测定部的激光测距装置360设置在装置基座306上。在如上述那样构成的工作台305上,因滚珠丝杠和直线导承自身的形状等的误差和其安装误差等引起,在工作台305移动时,不可避免产生了定位误差、偏移以及笔直度等问题。于是,以对这些误差的测定为目的是该激光测距装置360。如图53所示,该激光测距装置360包括:与工作台305的Y轴方向端部相对配置且具备激光器的一对Y轴干涉计362、363;设置在工作台305的X轴方向端部且具备激光器的一对X轴干涉计364;配置在与工作台305的Y轴干涉计362、363相对置的位置上的Y轴用镜366;以及配置在与工作台305的X轴干涉计364相对置的位置上的X轴用镜368。
这样,通过在Y轴方向上设置有两个Y轴干涉计362、363,不仅可知道工作台305的Y轴方向位置的信息,还可通过Y轴干涉计362、363的位置数据的差分来知道偏移误差。对于Y轴方向位置,可通过对两者的平均值进行工作台305的X轴方向位置、偏移误差来适当地进行修正。
而且,在工作台305的XY轴方向位置或Y轴进给台352上续对先前图案曝光后而接着曝光下一图案时,在将基板300W送至下一区域的阶段中,如图59所示那样将由各干涉计362~364输出的检测信号向控制装置380输入。为了根据该检测信号来调整用于分割曝光的XY轴方向移动量,该控制装置380控制X轴进给驱动装置343和Y轴进给驱动装置353,并且根据X轴干涉计364的检测结果和Y轴干涉计362、363的检测结果来算出用于所述曝光的定位修正量,以将该算出结果向掩膜位置调整构件313(以及根据需要而向上下微动装置323)输出。这样,根据该修正量来驱动掩膜位置调整构件313等,消除X轴进给驱动装置343或Y轴进给驱动装置353所产生的定位误差、笔直度误差以及偏移等的影响。曝光装置301具有以上构成。此外,控制装置380根据预先输入的设定,利用上下强动装置3213使基板300W与掩膜300M进行相对位置移动。
其次,使用图60来对掩膜300M进行说明。图60是表示掩膜的一个实例的主视图。图60所示的掩膜300M具有:透明的板状基材409;在基板300W上形成有曝光用图案的曝光图案410;形成在曝光图案410周围的校准标识411、412和间距测定窗414、416、418、419。此外,曝光图案410其曝光的部分由光透射的材料形成,且在不曝光的部分配置有遮光材料(例如铬)。例如,在将滤色器的一个颜色图案曝光的情况下,曝光图案410的用于形成该颜色的部分由使光透射材料形成,且将其他部分(配置其他颜色的部分和配置黑底的部分)遮光。此外,在本实施方式中,使掩膜300M的基材409成为透明的板状构件,因此曝光图案410通过在与基材409的被曝光基板相对的面(前表面或后表面)上配置遮光材料而形成。
校准标识411和校准标识412是,用于在如上述那样曝光时由校准照相机315来拍摄,由此对基板300W和掩膜300M的对位进行标记。此外,虽然校准标识411和校准标识412是为说明配置位置而标示为不同的标记,但是它们与上述校准标识410是相同的构件。校准标识411和校准标识412与曝光图案410的X轴方向两端、也就是说与曝光图案410的平行于X轴方向的边相邻接地配置。此外,校准标识411和校准标识412配置在曝光图案410外侧。此外,校准标识411与和曝光图案410的平行于X轴方向的两条边中的一条边相邻,校准标识412与和曝光图案410的X轴方向平行的两条边中的另条边相邻。此外,在本实施方式中,校准标识411和校准标识412为相同形状,但是,也可为不同的形状。
这里,校准标识411和校准标识412的与Y轴平行的方向上的位置(部位)配置在互不重叠的位置上。即,校准标识411和校准标识412的Y轴坐标配置在不同的坐标。此外,校准标识411和校准标识412与曝光图案410的平行于X轴方向的边的大体中央部分相邻。
其次,间距测定窗414、间距测定窗416、间距测定窗418和间距测定窗419是,用于在上述间距传感器44对基板300W与掩膜300M的间距的检测中使用的窗,由透明的材料形成。即,间距测定窗414仅由基材409构成,间距传感器314构成为可经间距测定窗来检测基板300W。此外,间距测定窗418可设置用于测定掩膜300M的位置的标记。
间距测定窗414、间距测定窗416、间距测定窗418、间距测定窗419配置为与曝光图案410的X轴方向的两端即曝光图案410的平行于X轴方向的边相邻。此外,间距测定窗414、间距测定窗416、间距测定窗418和间距测定窗419也配置在曝光图案410的外侧。此外,间距测定窗414、间距测定窗418与曝光图案410的平行于X轴方向的两条边中的一条边相邻。即,间距测定窗414、间距测定窗418配置在与校准标识411相同的边上。此外,间距测定窗416、间距测定窗419与曝光图案410的平行于X轴方向的两条边中的另一边相邻。即,间距测定窗416、间距测定窗419配置在与校准标识412相同的边。此外,间距测定窗414、间距测定窗416配置在与曝光图案410的平行于X轴方向的边的一个端部附近,间距测定窗418、间距测定窗419配置在曝光图案410的平行于X轴方向的边的另一端部附近。即,间距测定窗414、间距测定窗418配置成夹持着校准标识411,间距测定窗416、间距测定窗419配置成夹持着校准标识412。
此外,间距测定窗414、间距测定窗416在与Y轴平行的方向上的位置配置在互不重叠的位置。即,间距测定窗414、间距测定窗416配置在Y轴坐标不同的坐标。此外,间距测定窗418、间距测定窗419的与Y轴平行的方向的位置配置在互不重叠的位置。即,间距测定窗418和间距测定窗419配置在Y轴坐标不同的坐标上。这样,曝光图案410的与X轴方向平行的边的端部附近、也就是说其在与Y轴平行的方向上的位置所对应的间距测定窗彼此也不重叠地形成。
根据上述内容,对于掩膜300M中,校准标识411、校准标识412、间距测定窗414、间距测定窗416、间距测定窗418和间距测定窗419而言,皆是它们与Y轴平行的方向上的位置配置在互不重叠的位置。
其次,使用图61和图61来对基板300W进行说明。图61是表示基板的一个实例的主视图,图62是图61所示的间距测定用区域附近的放大图。此外,图61所示的基板300W是至少完成一次曝光的基板。如图61所示,基板300W形成有四个图案420a、420b、420c、420d。此外,图案420a和图案420b在X轴方向上相邻,图案420a和图案420c在Y轴方向上相邻,图案420c和图案420d在X轴方向上相邻。即,在基板W上,四个图案配置在网格中。
此外,基板300W在四个图案420a、420b、420c、420d各自的周围与掩膜300M同样地形成有校准标识和间距测定用区域。此外,校准标识、间距测定用区域分别与掩膜300M的校准标识、间距测定窗对应地设置,并具有与掩膜的各部同样的功能,也就是说,校准标识成为掩膜300M与基板300W对位的基准,间距测定用区域成为测定掩膜300M与基板300W的间距的基准。
这里,在和图案420a的与Y轴平行的两条边中的一条边相邻的位置,分别形成有校准标识421a、间距测定用区域424a和间距测定用区域428a,在与图案420a的与Y轴平行的两条边中的另一边相邻的位置,形成校准标识422a、间距测定用区域426a、间距测定用区域429a。此外,在基板300W,图案420a和校准标识421a、422a与间距测定用区域424a、426a、428a、429a成为一个照射单元。这里,一个照射单元是在一次曝光中使用或曝光的部分。此外,在和图案420b的与Y轴平行的两条边中的一条边相邻的位置,分别形成有校准标识421b、间距测定用区域424b、间距测定用区域428b,在与图案420b的与Y轴平行的两条边中的另一边相邻的位置,分别形成有校准标识422b、间距测定用区域426b、间距测定用区域429b。同样地,在与图案420c对应的位置,形成校准标识421c、422c、间距测定用区域424c、426c、428c、429c,在与图案420d对应的位置,形成校准标识421d、422d、间距测定用区域424d、426d、428d、429d。即,在基板300W中,一个图案和两个校准标识与四个间距测定用区域成为一个照射单元。
这里,形成在基板300W上且与一个图案对应地设置的两个校准标识、以及四个间距测定用区域与上述掩膜300M的校准标识以及间距测定窗同样,其在Y轴方向上的位置设置在互不重叠的位置。因此,可使在X轴方向上相邻的两个图案之间例如图案420a的另一边和图案420b的一条边之间形成的校准标识421b、422a和间距测定用区域424b、426a、428b、429a不重叠。这样,如图63所示,与使形成在掩膜300M1和基板300W1上的各校准标识、以及间距测定窗在Y轴方向上的位置相互重叠的情况相比,可缩小图案420a和图案420b。此外,图63是表示基板另一实例的主视图。即,图61和图62所示的基板300W,以使图案与所相邻的图案间的间隔L1比从图案的端部到校准标识外侧(远离图案端部一侧的端部)的距离L2的2倍值更短的配置间隔、即以满足0<L1<2L2的配置间隔来形成图案,因此与基板300W1的图案与图案的间隔相比间隔变短。
基于以上内容,在形成相邻图案间、校准标识的同时,基板300W使与形成校准标识的边平行的方向(Y轴方向)的位置配置在相同位置,可缩小相邻图案间的间隔。这样,可在基板300W上高效地形成图案,可通过基板300W形成较多的图案。此外,由于可曝光的区域变得更多,因此在形成相同数量的图案的情况下,可使一个图案的大小更大。此外,由于与各图案对应地形成校准标识,因此,在制造时,可更适当地进行掩膜300M与基板300W的对位,能够形成位置偏移更小的图案。
此外,对于校准标识和间距测定用区域中的任一个是否与图案的一条边相对应,且另一个是否与图案的另一条边相对应,能够通过比较基板的两边、即与形成有多个图案,且形成有校准标识和间距测定用区域一侧的两边作比较来识别。也就是说,形成在基板一条边上的校准标识和间距测定用区域是图案的一条边所对应的校准标识和间距测定用区域,形成在基板另一边的校准标识和间距测定用区域是图案的另一边所对应的校准标识和间距测定用区域。
此外,基板300W的间距测定用区域也同样在形成间距测定用区域边的同时,使与形成间距测定用区域的边平行的方向(Y轴方向)的位置配置在相同位置,从而可缩小相邻图案间的间隔。这样,可在基板300W上高效地形成图案,可通过基板300W形成较多的图案。此外,由于可曝光的区域变得更多,因此在形成相同数量的图案的情况下可使一个图案的大小更大。此外,由于与各图案对应地形成间距测定用区域,因此,在制造时,可更适当地进行掩膜和基板的高度方向上的对位,可形成位置偏移更小、即出现不良状况少的图案。
另外,通过使掩膜300形成为如下的形状,即其形成为使得校准标识411和校准标识412在与Y轴平行的方向上的各自位置配置成不重叠的位置的所述形状,而利用基板300W和校准标识来进行对位,并且在基板300W上形成校准标识,同时,将与形成有校准标识的边平行的方向(Y轴方向)上的位置配置在相同位置,可缩小相邻图案间的间隔。这样,可在基板300W上高效地形成多个图案,可通过基板300W形成较多的图案。此外,由于可曝光的区域变得更多,因此在形成相同数量的图案的情况下可使一个图案的大小更大。
此外,通过使掩膜300M形成为如下的形状,即,该形状构成为使得间距测定窗414、间距测定窗416、间距测定窗418、间距测定窗419在Y轴平行的方向上的各自位置(部位)配置在不重叠的位置上,由此在由间距测定窗与基板300W进行对位的同时,将它们在与形成有间距测定窗的边平行的方向(Y轴方向)上的位置配置在相同位置,可缩小相邻图案间的间隔。这样,可在基板300W上高效地形成多个图案,可利用基板300W形成较多的图案。此外,由于可曝光的区域变得更多,因此在形成相同数量的图案的情况下,可使同一个图案的大小更大。另外,在上述实施方式中,虽然分别将校准标识和间距测定窗、间距测定用区域配置为与基板300W以及掩膜300M的平行于Y轴的边相邻,但是,本发明并不限于此,也可与平行于X轴的边相邻地配置校准标识和间距测定窗、间距测定用区域。即,通过形成为也可适应XY坐标已被转换的情况的形状,而可得到同样的效果。
其次,使用图64至图66,对曝光装置所进行的曝光动作进行说明。这里,图64至图66是分别用于说明曝光装置的动作的说明图。首先,如图64所示那样,曝光装置301对形成四个图案(各图案为相同图案)的基板300W以图中的序号顺序来曝光以下的图案。即,对四个图案中的每个图案重复曝光以下的图案。例如,在形成有黑底的图案的基板300W上,形成R图案。曝光装置301在曝光时使掩膜台304与工作台305相对移动,如图65所示,基板300W的“1”的图案上,配置掩膜300M,即使掩膜300M和基板300W相对移动到“1”的图案和掩膜300M的曝光图案重叠的位置。此外,此时,曝光装置301使用校准照相机315来进行与基板300W的“1”的图案对应地形成的校准标识与掩膜300M的校准标识的对位,此外,使用间距传感器314、与基板300W的“1”的图案对应地形成的间距测定用区域、以及掩膜300M的间距测定窗来进行掩膜300M与基板300W的对位。
如果完成掩膜300M与基板300W上的“1”的图案的对位,则如图66所示,曝光装置301使遮盖光圈317重合在形成有掩膜300M的校准标识和间距测定窗的区域上。如果将遮盖光圈317与掩膜300M的形成有校准标识和间距测定窗的区域重合,则曝光装置301进行曝光,将掩膜300M的曝光图案转写到基板300W的“1”的图案上。这样,“1”的图案上的感光材料将与没有曝光图案的遮光板的那一部分相对应的区域曝光,除此以外的区域不曝光。此外,基板300W的与掩膜300M的校准标识和间距测定窗相对应的区域也与遮盖光圈317重叠,因此不曝光。
如上所述,曝光装置301通过使用掩膜300M来在基板300W上进行曝光,而可高效地在基板300W上形成图案。此外,曝光装置301在可移动的状态下支承校准照相机315和间距传感器314,因此可与校准标识、间距测定窗的位置对齐地移动。这样,曝光装置301可与各种偏移量的掩膜相对应地进行使用。
此外,曝光装置301,在没有形成任何图案的基板300W上形成图案的情况下,使用掩膜300M,以使图案与相邻图案的间隔比从图案的端部到校准标识外侧(从图案的端部远离侧的端部)的距离的2倍更短的配置间隔来形成图案。曝光装置301通过如上述那样在基板上形成图案,可缩短图案与图案间的间隔。此外,即使在如上述那样形成图案的情况下,通过使用掩膜300M,可抑制校准标识重叠。
这里,图67是用于说明校准标识与图案之间的关系的一个实例的说明图,图68是用于说明校准标识和图案的关系的另一实例的说明图。此外,图69是用于说明曝光装置的曝光动作的说明图。在上述实施方式中,如图67所示,在基板300W上,将与图案420a相对应的校准标识422a和与图案420b相对应的校准标识421b配置在彼此平行即两者X轴坐标相同的位置上,但是,本发明并不限于此。如图68所示,优选的是在基板300W′上,关于形成的校准标识,将与图案420a相对应的校准标识422a′配置在比图案420a更相邻的图案420b附近,将与图案420b相对应的校准标识421b′配置在比图案420b更相邻的图案420a附近。即,优选的是,对于夹持于两图案之间的校准标识与相邻图案之间的间隔,比其与所对应的图案之间的间隔更小。间距测定窗(间距测定用区域)的情况也同样。
这里,如图69所示,在上述的基板曝光时以遮盖光圈317来覆盖校准标识和间距测定窗。此外,在图69中,为了简化附图,省略间距测定窗、间距测定用区域的图示而仅表示校准标识。此外,间距测定窗、间距测定用区域也成为与校准标识相同的配置位置,由此可得到同样的效果。此外,在图69中以实线表示成为基板300W的曝光的对象的图案和与该图案相对应的校准标识,以虚线表示没有成为曝光对象的图案和与该图案相对应的校准标识。这里,遮盖光圈317配置在与掩膜300M不同的位置,因此离遮盖光圈317的端部一定距离的范围成为通过了遮盖光圈317端部的光所扩散的区域。即,通过配置遮盖光圈317,而使到达基板的照射光的强度与其他区域不同的强度。即,成为不能均匀曝光的区域。因此,优选的是,如图69所示那样,曝光时需要隐藏的校准标识422a与图案420a配置在以相当于因配置遮盖光圈317影响到的区域大小而彼此分离的位置上。
与之相对,在图案420a的曝光时未使用的校准标识421b在图案420a的曝光时由掩膜300M隐藏,因此通过图案420a的曝光而可抑制将校准标识421b曝光。此外,在将校准标识421b用作校准标识的情况下,在曝光时,将遮盖光圈317配置到校准标识和曝光的图案之间。因此,即使图案420a与校准标识421b接近也不会对图案的曝光产生影响。因此,可缩短不对应的图案与校准标识的间隔。此外,通过将遮盖光圈317配置在校准标识与曝光图案之间,可抑制曝光时所到达的光到达校准标识。
根据以上内容,通过使夹持在图案间的校准标识与所相邻的图案间的间隔小于其与所对应的图案间的间隔而缩小,可适当地将图案曝光,并且,可更高效地在基板上形成图案。即,可减小基板的没有形成图案的区域,且可高效地利用基板。
此外,在上述实施方式中,在曝光时,对着校准标识、间距测定窗重叠一个遮盖光圈317,而不将校准标识、间距测定窗曝光,但是,本发明并不限于此。例如,也可以针对多个遮光材料,即在曝光时对校准标识、间距测定窗重叠各个遮光材料。此外,部分遮光材料可共同。
另外,根据需要,可在遮光材料与校准标识、间距测定窗不重叠的状态下进行曝光。例如,在基板300W上进行最初曝光的情况下(例如将黑底曝光的情况下),需要在基板上形成校准标识,因此在校准标识上不用遮光材料重叠地曝光,在基板上形成校准标识。此外,也可不在校准标识上重叠遮光材料,而仅在间距测定窗重叠遮光材料而进行曝光。
另外,在上述实施方式中,在掩膜和基板上分别使校准标识和间距测定窗(间距测定用区域)两者不重叠它们在Y轴方向上的位置,但是,本发明并不限于此。例如,也可以使校准标识在Y轴方向上的位置不重叠,而使间距测定窗成为使Y轴方向上的位置重叠的位置。此外,在基板上,位于由图案夹持的位置的间距测定用区域可用作相邻的两个图案的间距测定用区域。下面,使用图70和图71进行说明。这里,图70是表示掩膜的另一实例的主视图,图71是表示基板的另一实例的主视图。
图70所示的掩膜300M2具有基材409、以及分别形成在基材409表面上的、曝光图案410、校准标识411a、412a和间距测定窗414a、416a、418a、419a。此外,掩膜300M2仅是各部的配置关系不同,功能与掩膜300M相同。
掩膜300M2的校准标识411a与校准标识412a各自在与Y轴平行的方向上的位置配置在互不重叠的位置。即,校准标识411a与校准标识412a配置在Y轴坐标不同的坐标上。此外,校准标识411a和校准标识421a与曝光图案410的平行于X轴方向的边的大体中央部分相邻。
与之相对,间距测定窗414a与间距测定窗416a各自在与Y轴平行的方向的位置配置在重叠的位置。即,间距测定窗414a和间距测定窗416a的各自Y轴坐标配置为相同的坐标。此外,间距测定窗418a与间距测定窗419a各自在与Y轴平行的方向的位置配置在重叠的位置。即,间距测定窗418a与间距测定窗419a的各自Y轴坐标配置为相同的坐标。
其次,如图71所示,基板300W2形成有四个图案420a、420b、420c、420d。基板300W2的四个图案也与各图案相对应地形成校准标识和间距测定用区域,但是,被夹持在图案420a与图案420b之间的间距测定用区域以及被夹持在图案420c与图案420d之间的间距测定用区域在相邻的两个图案中两者用作间距测定用区域。具体而言,在图案420a的一条边的附近,形成有校准标识621a、间距测定用区域624、间距测定用区域626,在图案420a的另一条边与图案420b的一条边之间,形成有校准标识621b、622a、间距测定用区域628、间距测定用区域630。此外,校准标识622a是与图案420a相对应的校准标识,校准标识621b是与图案420b相对应的校准标识。此外,在图案420b的另一边的附近,形成有校准标识622b、间距测定用区域634、间距测定用区域636。
此外,关于图案420c、420d,也与图案420a、420b同样地设有校准标识621c、621d、622c、622d、间距测定用区域624′、626′、:628′、630′、634′、636′。
基板300W2具有以上的构成,在为了图案420a的曝光而使基板300W2与掩膜300M2对位的情况下,使用校准标识621a、622a和间距测定用区域624、626、628、630。此外,在为了图案420b的曝光而使基板300W2与掩膜300M2对位的情况下,使用校准标识621b、622b和间距测定用区域628、630、634、636。这样,校准标识的位置错开(偏离),使间距测定用区域的一部分为共同的情况下,也可缩短相邻图案间间的距离。这样,可高效地利用基板。
此外,即使如基板300W2那样成为仅校准标识错开的形状,也可如基板300W2所示那样缩短图案与图案的间隔,因此可高效地在基板上形成图案。
此外,在上述实施方式中,使间距测定窗(间距测定用区域)即测定间距的地点为四个,但是,只要能在至少三点测定间距,则间距测定窗(间距测定用区域)的数量不限定。
另外,在上述实施方式中,在掩膜的曝光图案或基板的图案外侧设置有间距测定窗(间距测定用区域),但是,本发明并不限于此。在曝光图案的一部分具有一定值以上的开口面积的曝光区域(即未配置遮光材料的区域)的情况下,可将该曝光区域用作间距测定窗。
这里,图72是表示形成在基板上的图案的一个实例的示意图。图73是将图72所示的图案的一部分放大表示的放大示意图。图74是表示曝光图案的一个实例的示意图。例如,在为了制造液晶面板的滤色器而进行曝光的情况下,首先,如图72所示,在基板上形成黑底来形成图案650。如图72和图73所示,该图案650其内部为网格(用于配置滤色器的网格),外周侧形成比网格的线粗的外周部652。
该网格的线和外周部652是图案残余的区域。因此,如图74所示,掩膜的曝光图案654的图案残余的区域为透明的,因此与外周部相对应的区域656为透明的。因此,区域656在配置有掩膜的情况下也成为可确认基板的区域。因此,通过将该区域656用作间距测定窗,而不需要在图案的外侧设置间距测定窗。此外,优选的是,用作间距测定窗的曝光区域如区域656那样是曝光图案的端边附近。
此外,在如上述那样将曝光图案654内侧的区域用作间距测定窗时,在对位时,使间距传感器移动到与区域相对应的区域,在曝光时,使间距传感器后退到未配置有曝光图案654的区域。
另外,可使用各种图案来作为掩膜的曝光图案。例如,在使滤色器为曝光图案的情况下,可使用能用一个掩膜将多个滤色器曝光的曝光图案。这里,图75是表示掩模的另一实例的主视图,图76是表示基板的另一实例的主视图,图77是将基板的校准标识的附近放大表示的放大主视图。具体而言,如图75所示,作为掩膜300M3的曝光图案650,而形成将用于电视中的三个滤色器曝光的图案。此外,在曝光图案650的外周,在一条边上形成校准标识654a、间距测定窗656a、658a,在另一边上形成校准标识654b、间距测定窗656b、658b。此外,各部分配置在为与所形成的边平行的方向上的位置不相重叠。
通过使用该掩膜300M3来在基板上进行多次曝光,如图76所示的基板300W3那样,在与掩膜300M3相对应的区域660形成有图案、校准标识和间距测定用区域。基板300W3是用于使用掩膜300M3来进行6次曝光的场合,图76中的图案表示的shot的顺序以及校准和间距测定用区域的内部显示的数字表示是否在从第一次到第六次的任一次曝光中在基板上形成。
这样,通过使用掩膜300M3来进行曝光,如图76和图77所示,可成为相邻图案间的距离La。具体而言,如图77所示,在设定为用于抑制遮盖光圈的影响的校准标识与所对应的图案间的间隔Lb、校准标识的宽度Lc、校准标识和不对应的图案间的间隔Ld时,可得到La=Lb+Lc+Ld。其中,距离Ld<距离Lb。这样,可缩短图案间的间隔。即,在Y轴坐标为相同坐标的位置配置校准标识的情况下,La=2Lb+2Lc+α。式中,宽度α是校准标识与校准标识之间的距离。此外,如图67所示,在将校准标识平行配置的情况下,使La成为La=2Lb+Lc或La=Lc+2Ld中较大的一个。因此,如图77那样使校准标识的位置错开,使图案与图案的间隔为Lb+Lc+Ld,由此在任一情况下都可缩短图案间的间隔。
此外,在上述实施方式中,将掩膜的整个面多次转写在基板上,但是,本发明并不限于此,也可包括仅使掩膜的一部分转写在基板上的曝光。即,在基板的空间不是掩膜的整数倍的情况下,例如,可将仅为掩膜的一半、三分之一的部分曝光到基板上。此外,在该情况下,优选在转写的区域上配置校准标识。另外,优选的是,未转写到基板上的掩膜部分由光圈(遮光板)等封闭。这样,可更高效地在基板形成图案。此外,在仅将掩膜的一部分转写到基板上的情况下,掩膜的转写区域优选成为与多个单元例如一个滤色器相当的区域。
以下,使用图78至图80来具体地进行说明。图78是表示掩模的另一实例的主视图,图79是表示基板的另一实例的主视图,图80是表示曝光时的掩模与光圈之间的关系的主视图。图78所示的掩膜300M5具备曝光图案670和校准标识676a、676b。此外,曝光图案670由相同形状的两个单元(例如滤色器)672、674构成。此外,校准标识676a、676b配置在与单元674的边相邻的区域。另外,校准标识676a和校准标识676b分别设置在单元674的互相相对的边上。此外,校准标识676a和校准标识676b的各自在和曝光图案670的边当中与校准标识相邻的边平行的方向上的位置为不重叠的位置。此外,在本实施方式中,将单元672、674中的设为一定面积以上的开口部用作间距测定窗。
其次,图79所示的基板300L5是可通过掩膜300M5将图案曝光的基板,且形成有6个与单元相对应的图案。该基板300L5通过用掩膜300M5进行4次曝光,而可形成全部图案。具体而言,基板300L5通过第一次曝光(照射)来将与区域678a的两个单元相对应的区域曝光,且通过第二次曝光来将与区域678b的两个单元相对应的区域曝光。此外,各区域包括的校准标识在进行最初曝光时、制成黑底时通过曝光制成,但是,在进行另一次曝光时,由光圈隐藏。其次,基板300L5通过第三次曝光来将与区域678c的一个单元相对应的区域曝光,且通过第四次曝光来将与区域678d的一个单元相对应的区域曝光。此外,区域678a与区域678b重叠的区域中的校准标识、区域678c和区域678d重叠的区域的校准标识是与位于上述图案之间的校准标识同样地构成。这样,可缩小单元间的间隙。
此外,在第三次、第四次曝光时,掩膜300M5的未曝光一侧的单元如图80所示那样由光圈679遮蔽。这样,例如,在第三次曝光时,掩膜300M5的单元672成为与区域678b相对的状态,但是,可抑制单元672向基板300M5转写。通过如上述那样仅使用掩膜的一部分进行曝光,由此可在基板上高效地形成单元的图案。
此外,如图78和图79所示,通过将校准标识配置在第三次、第四次使用的单元侧,即使在仅使用掩膜的一部分来进行曝光的情况下,也可使用校准标识来适当地进行对位。这样,可边抑制位置偏移边在基板上形成图案。即,通过对基板形成与仅使用掩膜的一部分来进行曝光的情况相对应的校准标识,而可形成进一步抑制位置偏移的单元的图案。此外,通过可仅使用掩膜的一部分进行曝光,可提高掩膜的设计自由度。
此外,在上述实施方式中,可更有效地使用基板,因此使所述校准标识在与曝光图案670的边当中与校准标识相邻的边平行的方向上的位置成为不重叠的位置,但是,并不限于此。在掩膜和基板将校准标识配置在彼此平行方向位置相重叠的位置上的情况下,通过在仅使用掩膜的一部分来进行曝光的情况下使用的区域设置校准标识,可在抑制位置偏移的同时在基板上形成图案。这里,图81是表示掩模的另一实例的主视图,图82是表示基板的另一实例的主视图。图81所示的掩膜300M6具备由相同形状的两个单元(例如滤色器)672、674构成的曝光图案670和校准标识682a、682b。此外,校准标识682a、682b配置在与单元674的边相邻的区域。另外,校准标识682a和校准标识682b分别在单元674的互相相对的边设置。此外,校准标识682a和校准标识682b各自在与曝光图案670的边当中和校准标识相邻的边平行的方向上的位置成为重叠的位置。此外,在本实施方式中,将单元672、674中的成为一定面积以上的开口部用作间距测定窗。
其次,图82所示的基板300L6是可通过掩膜300M6来曝光图案的基板,与单元相对应的图案形成有6个。该基板300L6与基板300L5同样地通过掩膜300L6进行4次曝光,而可形成全部图案。具体而言,基板300L6用第一次曝光(照射)将与区域684a的两个单元相对应的区域曝光,用第二次曝光将与区域684b的两个单元相对应的区域曝光。此外,包含于各区域中的校准标识在最初曝光时、以及制作黑底时,经曝光制成,但是,在另一次曝光时,由光圈隐藏。其次,基板300L5通过第三次曝光来将与区域678c的一个单元相对应的区域曝光,且通过第四次曝光来将与区域678d的一个单元相对应的区域曝光。
此外,在该情况下,在第三次、第四次曝光时,掩膜300M6的未曝光一侧的单元由光圈遮蔽。这样,例如,在第三次曝光时,掩膜300M6的单元672成为与区域684b相对的状态,但是,可抑制单元672向基板300M6转写。通过如上述那样仅使用掩膜的一部分进行曝光,由此可在基板上高效地形成单元的图案。这样,在将各校准标识配置彼此在平行方向的位置为重叠的位置的情况下,与基板300L5相比单元间的间隔变大,但是,通过在仅使用掩膜的一部分来进行曝光的情况下被使用的区域上设置校准标识,可在抑制位置偏移的同时,在基板上形成图案。此外,通过可进行仅使用了掩膜一部分的曝光,可提高掩膜的设计自由度。
(第七实施方式)
这里,图83是在将照射部取下的状态下表示本发明第七实施方式的曝光装置的俯视图。图84是图83的曝光装置的主视图。
首先,对第七实施方式的曝光装置801的概要构成进行说明。如图83和图84所示,曝光装置801主要具备:将基板300W4浮起支承且向预定方向(图83中的X方向)输送的基板输送机构810;分别保持多个掩模300M4且具有沿与预定方向相交的方向(图83中的Y方向)交错地配置两列的多个(在图83所示的实施方式中,左右各6个)的掩膜保持部811;用于驱动掩膜保持部811的掩膜驱动部812;分别配置在多个掩膜保持部811的上部,以照射曝光用光的多个照射部814(参照图84);和用于控制曝光装置801的各工作部分的动作的控制装置815。
基板输送机构810具备:设置在用于将基板300W4向X轴方向输送的区域、即多个掩膜保持部811的下方区域以及从其下方区域到X轴方向两侧范围内的区域上的浮起单元816;和保持基板300W4的Y轴方向一侧(在图83中指上边)而向X轴方向输送的基板驱动单元817。浮起单元816具备分别设置在多个机架819上的仅进行排气或同时进行排气和吸气的多个气垫820,经泵(未图示)和螺线管阀(未图示)来从气垫820排出空气或吸取排出空气。如图83所示,基板驱动单元817具备用于保持由浮起单元816浮起支承的300W4的一端的吸附垫822,利用由电机823、滚珠丝杠824以及螺母(未图示)构成的作为X轴方向输送机构的滚珠丝杠机构825,将基板300W4沿导轨826向X轴方向输送。此外,如图84所示,多个机架819经另一平板台828配置在装置基座827上,该装置基座827经平板台818设置在地面上。此外,也可由线性伺服促动器代替滚珠丝杠机构来输送基板300W4。
掩膜驱动部812具有:安装在机架(未图示)上,且沿X轴方向驱动掩膜保持部811的X轴方向驱动部831;安装在X轴方向驱动部831的前端,且沿Y轴方向驱动掩膜保持部811的Y轴方向驱动部832;安装在Y轴方向驱动部832的前端,且向θ方向(绕由X、Y轴方向构成的水平面的法线)驱动掩膜保持部811旋转的θ方向驱动部833;和安装在θ方向驱动部833的前端,且向Z方向(由X、Y轴方向构成的水平面的铅垂方向)进行驱动的Z轴方向驱动部834。这样,安装在Z轴方向驱动部834前端的掩膜保持部811能够利用掩膜驱动部812沿X、Y、Z、θ方向被驱动。此外,X轴方向驱动部831、Y轴方向驱动部832、θ方向驱动部833和Z轴方向驱动部834的配置顺序可进行适当变化。此外,在本实施方式中,掩膜驱动部812构成如下的修正构件,即,其根据由校准照相机835拍摄的基板300W4的校准标识和掩膜300M4的校准标识来修正基板300W4与掩膜300M4的相对偏移。
此外,如图83所示,在沿Y轴方向分别直线状地配置的上游侧和下游侧的各掩膜保持部811a、811b之间,配置有能够同时更换各掩膜保持部811上的掩膜300M4的掩膜更换器802。由掩膜更换器802输送的使用后或未使用的掩膜300M4在掩膜储存部803、804之间,通过掩膜装载器805来进行交接。此外,在由掩膜储存部803和掩膜更换器802进行交接期间,由掩膜预校准机构(未图示)来进行掩膜300M4的预校准。
如图84所示,在掩膜保持部811的上部配置的照射部814具备:放射包括紫外线的曝光用光EL的、由高压水银灯构成的光源841;使从光源841照射的光会聚的凹面镜842;具有可在该凹面镜842的焦点附近沿光路方向移动的机构的光学积分器843;用于改变光路方向的平面镜845和平面镜846;和对配置在该平面镜845与光学积分器843之间的照射光路进行开闭控制的开闭器844。
这里,图85是表示掩膜的一个实例的俯视图。此外,在图85中,在说明时表示三个掩膜300M4a、300M4b、300M4c,但是,本实施方式的掩膜如上述那样设为12个。如图85所示,由掩膜保持部811保持的掩膜300M4a具有:曝光图案881a;校准标识882a,其配置在曝光图案881a的Y轴方向的两端、即曝光图案881a的与基板输送方向平行的两条边中的一条边附近;以及校准标识884a,其配置在曝光图案881a的与基板输送方向平行的两条边中的另一边附近。此外,掩膜300M4b也同样地具有曝光图案881b、校准标识882b、884b,掩膜300M4c也同样地具有曝光图案881c、校准标识882c、884c。此外,掩膜300M4a、300M4b、300M4c仅是配置位置不同,其曝光图案等具有相同形状。此外,曝光图案也可以是在各掩膜中具有不同的形状。
这里,掩膜300M4a的校准标识882a和校准标识884a各自在与X轴平行的方向上的位置分别配置在互不重叠的位置。即,校准标识411和校准标识412的X轴坐标配置在不同的坐标上。此外,掩膜300M4a、300M4b、300M4c也具有同样的构成。
此外,掩膜300M4a与掩膜300M4b、即在Y轴方向上相邻的两掩膜彼此以曝光图案881a与曝光图案881b在Y轴方向上的距离比从图案端部到校准标识外侧(从图案的端部远离侧的端部)的距离的2倍更短的配置间隔进行配置。
这里,图86是表示基板的大体构成的一个实例的俯视图。其次,基板300W4如图86所示那样形成有图案890a、图案890b、图案890c。此外,图86仅表示基板300W4的一部分,在基板300W4上形成三个以上的图案。此外,图案890a(原稿漏写)具有配置在图案890a的Y轴方向的两端、即图案890a的与基板输送方向平行的两条边中的一条边附近处的校准标识892a;配置在图案890a的与基板的输送方向平行的两条边中的另一边附近处的校准标识894a。此外,图案890b也同样地具有校准标识892b、894b,图案890c也同样地具有校准标识892c、894c。此外,在图案890c的另一边,设有与所相邻的图案相对应的校准标识892d。
此外,基板的各图案彼此的配置间隔也以Y轴方向的距离比从图案的端部到校准标识外侧(远离图案端部一侧的端部)的距离的2倍更短的配置间隔进行配置。此外,图案的配置间隔与曝光图案的配置间隔相同。
另外,在掩膜保持部811的上方,在可观测到掩膜300M4的校准标识的位置上,用于检测基板300W4与掩膜300M4的相对位置的作为拍摄构件的校准照相机835分别配置在多个掩膜保持部811的每个掩膜保持部811上。作为校准照相机835,使用公知构成的照相机,从基板300W4的校准标识的位置和掩膜300M4的校准标识的位置来检测基板300W4和掩膜300M4的相对位置。
其次,参照从图87、图88至图91来说明使用该曝光装置801将着色层R、G、B中的任一个曝光转写到形成黑底的基板300W4上。这里,图87是表示图83所示的曝光装置的动作的流程图。此外,从图88到91是分别用于说明在图83所示的曝光装置的动作的说明图。此外,在从图88至图91中,为了简便,分别将上游侧和下游侧的掩膜300M4设为三个。首先,曝光装置801在使照射部814的光源841点亮而将开闭器344关闭的状态下,通过浮起单元816的气垫82的空气流将基板300W4浮起而保持,将基板300W4的一端以基板驱动单元817吸附而向X轴方向输送(步骤S312)。而且,如图88所示,在基板300W4到达步进移动起始位置时(步骤S314),使基板300W4步进移动(步骤S316)。曝光装置801在步骤S316中使基板300W4步进移动,而使基板300W4进入上游侧的掩膜保持部811a的下方时,利用各校准照相机835来拍摄基板300W4的校准标识和掩膜300M4的校准标识(步骤S318),对通过拍摄得到的图像进行处理而观测相对的位置偏移量(步骤S320)。而且,根据该位置偏移量的数据来驱动掩膜驱动部812,以修正基板300W4和掩膜300M4的偏移,使基板300W4与掩膜300M4对位(步骤S322)。
而且,在使基板300W4对位而停止的状态下,将照射部814的开闭器844进行打开控制(步骤S326),来自照射部814的曝光用光EL经掩膜300M4向基板300W4照射,掩膜300M4的图案885在前面的被曝光部向涂敷在基板300W4上的彩色抗蚀剂转写(曝光)(步骤S328)。而且,在以预定光量大小来进行曝光转写时,将开闭器644进行关闭控制(步骤S330)。
这样,在前头的被曝光部的曝光转写完成时,与上述同样地,在随后进行曝光转写的后继被爆光部移动到掩膜300M4的图案883的下方位置之前使基板300W4步进移动,然后,进行对位(参照图90)。而且,通过将开闭器844进行开关闭控制,在后继的被曝光部将曝光用光EL以预定光量大小向基板300W4照射,进行曝光转写。
进而,在通过上游侧的掩模300M4而曝光的转写图案883之间存在的未曝光部成为通过下游侧的掩模300M4而曝光转写的被曝光部。为此,设定掩模保持部811的X轴方向的位置,以使在通过步进移动使基板300W4移动到下游侧的掩模保持部811b的下方位置时,与上游侧的掩模300M4的曝光同步地进行下游侧的掩模300M4的曝光。而且,在进行步进移动动作时,下游侧的掩模驱动部812也进行向Y轴方向的掩膜对位,在步进移动停止时,即使在下游侧的掩模300M4也进行曝光转写(参照图91)。
在步骤S332中判断是否对基板300W4进行该曝光,如果判断为在步骤S332中没有对整个基板300W4进行曝光(No),则进入步骤S316。这样,在将整个基板300W4曝光之前反复进行步进移动动作、对位动作以及曝光动作。此外,如果在步骤S332中判断为已对整个基板300W4进行了曝光(Yes),则曝光装置801结束处理。这样,通过在基板300W4的曝光区域整体范围内反复进行两者的动作,而将任一着色层曝光转写在基板整体上。
此外,通过对各色R、G、B进行该曝光动作,而将三色图案曝光转写在黑底上。此外,在进行剩余颜色的曝光转写时,如果将基板300W4的Y轴方向位置错开地进行输送,能够使用同一掩模300M4。
如上所述,根据本实施方式的曝光装置801和接近曝光方法,通过控制装置815的控制来使基板300W4移动,反复进行使基板300W4的被曝光部在各掩模300M4的图案883的下方位置停止的步进移动;和对在各步进移动中停止的基板300W4经多个掩模300M4而照射曝光用光EL,并将各掩模300M4的图案883曝光到基板300W4上的曝光动作;因此可任意反复曝光图案。
此外,如曝光装置那样设置有多个掩模,将基板向一个方向简单输送并进行图案曝光的情况下,也使掩模的校准标识的位置错开,并且,通过调整曝光图案间的距离而可在基板上高效地形成图案。此外,可在多个掩模中使用相同的掩模。这里,图92是表示掩模的配置位置的另一实例的俯视图。例如,如图92所示那样使用具有彼此在与基板300W4的行进方向平行的方向上的位置相同的各校准标识的掩模300M4的情况下,形成在基板300W4上的各校准标识的位置为相同位置,因此需要使图案部与图案部之间的距离成为,彼此在Y轴方向上的距离是从图案端部到校准标识外侧(远离图案端部的端部)的距离的2倍以上。因此,虽然图案部与图案部之间的间隔变大,但是,在本实施方式中,可使该图案部与图案部之间的间隔更窄。
此外,各照射部814具备由超高压水银灯构成的光源841和在光源841与掩模保持部811之间可曝光用光EL遮蔽的开闭器844,由此与使用YAG闪速激光器(flash laser)的情况相比能够比较低成本地构成。此外,滤色器所使用的感光剂的光致抗蚀剂也可采用在将水银灯曝光的情况下最佳的常用光致抗蚀剂,在使用YAG闪速激光器光源的情况下不需要进行所需的光致抗蚀剂的调整。此外,为了能够获得这样的效果,优选使用水银灯,但是,也可使用闪速激光器。此外,图53所示的曝光装置的照明光学系统3也同样。
另外,在曝光装置801中,采用配置12个掩模300M4的构成,但是,掩模数量并不限于此,也可以是两个以上。此外,掩模的配置方法也不限于2层的交错配置。例如,可采用3层的交错配置。
这里,在上述实施方式中,在与任一曝光图案相对应的一条边上形成一个校准标识和两个间距测定窗,在与一个图案部相对应的一条边上形成一个校准标识和两个间距测定用区域,但是,设置在一边上的校准标识、间距测定窗、间距测定用区域的数量没有特别限定。例如,可在掩模的曝光图案或被曝光基板的图案部的一边边设置两个(两处)校准标识,也可设置四个校准标识。此外,在设置多个校准标识的情况下,全部校准标识的位置不重叠、即其在与Y轴平行的方向上的位置配置在互不重叠的位置,由此可缩短被曝光基板的图案部间的距离。此外,在一条边配置多个校准标识的情况下的配置方法没有特别限定,可等间隔地配置,也可在边的端部配置。
此外,在上述实施方式中,使掩模的曝光图案、基板的图案部成为外缘为矩形形状的形状,但是,本发明并不限于此。掩模的曝光图案、图案部可成为例如外周为梯形形状或多边形形状、一部分为曲线的形状。此外,在任一种情况下,与曝光图案、图案部的第一边相邻地形成一个校准标识,在与第一边相对的第二边形成另一校准标识,在与第一边和第二边的中心线平行的方向上(即从与中心线正交的方向观察时),将一个校准标识和另一校准标识配置在相互重叠的位置,由此可得到与上述同样的效果。此外,所谓第一边和第二边的中心线是指与图案和相邻图案彼此对置的各边的平均线平行的线。即,第一边和第二边作为相互对置的边,而成为使曝光图案、图案部的外缘近似矩形形状的情况下的中心线。此外,使曝光图案或图案部的外缘近似矩形形状的方法是,矩形形状与曝光图案或图案部的外缘外接,以使所对置的一条边与第一边外接,所对置的另一边与第二边外接。此外,在近似时,第一边和第二边的角度也可改变。还有,中心线是指在与曝光时形成校准标识的边相邻的位置形成图案的情况下,与基板和掩模相对移动的方向正交的方向。这样,无论掩模的曝光图案和基板的图案部的形状如何,在进行多次曝光的情况下,使校准标识的位置从对称位置错开(偏离),而成为互不重叠的位置,由此可更有效地活用基板的空间。此外,间距测定窗、间距测定用区域也同样。
此外,掩模、被曝光基板可将分别形成于相互对置的两边上的校准标识、间距测定窗、间距测定用区域的形成位置至少形成在从步进方向观察时(即在与步进方向正交的方向上,也就是与步进方向正交的轴方向的坐标)成为互不重叠的位置。这里,所谓步进方向是指,在掩模和基板的相对移动面上,在图案与相邻图案间之间与连结同一位置而成的线段平行的方向。此外,在掩模中也同样。
此外,在上述实施方式中,在使掩模的曝光图案、基板的图案部近似矩形的情况下,仅在矩形的相对的两条边设置校准标识,但是,也可在与相对的两边正交的边上设置有校准标识。即,可在使基板的图案部近似矩形时的矩形的三条边以上设置有校准标识,也可在全部四条边上设置有校准标识。此外,在四条边上形成有校准标识的情况下,更有效地灵活利用基板,因此相互对置的两组边各自的校准标识优选配置为互不重叠的状态,但是,一组相对的边也配置在使校准标识重叠的位置上。
此外,上述实施方式皆是对在至少相对的两边形成校准标识的情况进行了说明。这里,掩模、被曝光基板可在使掩模的曝光图案、基板的图案部近似矩形的情况下,将校准标识配置在与互相正交的两边相邻的位置上。下面,使用图93、图94来说明。这里,图93是表示掩模的另一实例的主视图,图94是表示基板的另一实例的主视图。此外,图93所示的掩模的曝光图案、图94所示的基板的图案部皆是矩形形状。此外,掩模的曝光图案、校准标识、间距测定窗、基板的图案、校准标识、间距测定用区域仅是配置位置不同,其余结构与上述掩模、基板相同,因此省略了其详细说明。
图93所示的掩模300M7具有:透明的板状的基材909;形成有曝光在基板300W上的图案的曝光图案910;形成在曝光图案910周围的校准标识911、912;和间距测定窗914、916、918、919。
校准标识911与曝光图案910的平行于X轴方向的边相邻地配置。校准标识912与曝光图案910的平行于Y轴方向的边相邻地配置。即,校准标识911和校准标识912与曝光图案910的互相正交的边分别相邻地配置。此外,校准标识911和校准标识912配置在曝光图案910的外侧。
间距测定窗914和间距测定窗916与曝光图案910的平行于X轴方向的边相邻地配置。此外,间距测定窗918和间距测定窗919与曝光图案910的平行于Y轴方向的边相邻地配置。此外,间距测定窗914、间距测定窗916、间距测定窗918、间距测定窗919也分别配置在曝光图案910的外侧。此外,间距测定窗914和间距测定窗918配置在与校准标识911相同的边。此外,间距测定窗916和间距测定窗919配置在与校准标识912相同的边。另外,间距测定窗914和间距测定窗918配置成夹持着准标识911,间距测定窗916和间距测定窗919配置成夹持着校准标识912。
其次,使用图94来对基板300W7进行说明。如图94所示,基板300W7形成有四个图案920a、920b、920c、920d。此外,图案920a与图案920b在X轴方向上相邻,图案920a与图案920c在Y轴方向上相邻,图案920c与图案920d在X轴方向上相邻。即,在基板W上,四个图案在网格上配置。
此外,基板300W7与掩膜300M7同样地在四个图案920a、920b、920c、920d各自的周围形成有校准标识和间距测定用区域。
这里,在与图案920a的与Y轴平行的两条边中的一条边(与图案920b不相对的边)相邻的位置,形成校准标识921a、间距测定用区域924a、间距测定用区域928a,在与图案920a的与X轴平行的两条边中的另一边(与图案920c相对的边)相邻的位置,形成校准标识922a、间距测定用区域926a、间距测定用区域929a。此外,在基板300W7,图案920a、校准标识921a、922a以及间距测定用区域924a、926a、928a、929a成为一个照射单元。此外,在与图案920b的平行于Y轴的两条边中的一条边(与图案920a相对的边)相邻的位置,形成校准标识921b、间距测定用区域924b、间距测定用区域928b,在与图案920b的与X轴平行的两条边中的另一边(与图案920d相对的边)相邻的位置,形成校准标识922b、间距测定用区域926b、间距测定用区域929b。同样地,在与图案920c相对应的位置,形成校准标识921c、922c、间距测定用区域924c、926c、928c、929c,在与图案920d相对应的位置,形成有校准标识921d、922d、间距测定用区域924d、926d、928d、929d。
这里,基板300W7也可通过使图案与相邻图案间的间隔为比从图案的端部到校准标识的外侧(从图案的端部远离的侧的端部)的距离的2倍更短的配置间隔来形成图案,其间隔可比基板300W7的图案与图案间的间隔更短。
通过如基板300W7、基板300W7那样仅在四条边中的互相正交的两条边设置校准标识或间距测定窗(间距测定用区域),而可在图案与图案之间形成一个图案的照射单元的校准标识或间距测定窗(间距测定用区域)。这样,可成为校准标识或间距测定窗(间距测定用区域)不重叠的结构。根据以上内容,即使仅在四条边中的互相正交的两条边上设置有校准标识或间距测定窗(间距测定用区域),也可缩短图案与图案间的距离。
本申请基于2010年2月24日提交的日本专利申请2010-039025、2010年2月25日提交的日本专利申请2010-040353、2010年2月26日提交的日本专利申请2010-042532、2011年2月16日提交的日本专利申请2011-031272、2011年2月16日提交的日本专利申请2011-031273,其内容作为参照而并入。
Claims (34)
1.一种接近曝光装置,具备:
用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;
与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及
照明光学系统,具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器;该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器供来自该多个光源部的光入射,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;
在上述基板与上述掩模之间设置有预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板进行照射,其特征在于,
从上述多个光源部中的至少一个光源部射出的光,以主光轴通过偏离上述积分器的中心的位置的方式,入射到上述积分器上。
2.根据权利要求1所述的接近曝光装置,其特征在于,
上述照明光学系统具备能分别安装预定数量的上述光源部的多个暗盒和能安装该多个暗盒的支承体,
在上述各暗盒安装上述预定数量的光源部,以使从上述预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点大体一致,
在上述支承体安装上述多个暗盒,以使从上述各暗盒的预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点处于不同的位置上。
3.一种接近曝光装置,具备:
用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;
与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及
照明光学系统,具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器;该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器供来自该多个光源部的光入射,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;
在上述基板与上述掩模之间设置有预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射,其特征在于,
在上述光源部的出射面附近,设置有用于调整从该出射面射出的光的强度的光强度调整部。
4.根据权利要求3所述的接近曝光装置,其特征在于,
上述光强度调整部是用于对包含上述出射面的中央部在内进行局部遮断的光圈。
5.根据权利要求3或4的接近曝光装置,其特征在于,
上述光源部具备分别包括上述发光部和上述反射光学系统的多个光源部,上述光强度调整部分别设置在上述多个光源部中。
6.根据权利要求5所述的接近曝光装置,其特征在于,
上述照明光学系统具备能分别安装预定数量的上述光源部的多个暗盒和能安装该多个暗盒的支承体,
上述光强度调整部是对各出射面以包含在上述暗盒内安装的上述预定数量的光源部全部的各出射面的中央部在内的方式进行局部遮断的光圈。
7.一种接近曝光装置,具备:
用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;
与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及
照明光学系统,具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器;该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器供来自该多个光源部的光入射,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;
在上述基板与上述掩模之间设置有预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射,其特征在于,
在上述积分器的入射面,设置有用于调整向该入射面入射的光的强度的光强度调整部。
8.根据权利要求7所述的接近曝光装置,其特征在于,
上述积分器是纵横排列有多个透镜元件的复眼积分器或棒状积分器,
上述光强度调整部是包含上述各透镜元件的入射面的中央部在内地进行局部遮断的多个光圈。
9.根据权利要求1~8中任一项的接近曝光装置,其特征在于,
在上述光源部与上述积分器之间,设置有使来自上述光源部的光扩散的扩散透镜。
10.一种曝光装置用光照射装置,其特征在于,
具备:分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统的多个光源部、能分别安装预定数量的上述光源部的多个暗盒和能安装该多个暗盒的支承体,
在上述各暗盒内安装上述预定数量的光源部,以使从上述预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点大体一致,
在上述支承体上安装上述多个暗盒,以使从上述各暗盒的预定数量的光源部射出的光的各主光轴的交点处于不同的位置上。
11.一种曝光装置用光照射装置,其特征在于,具备:
分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统的多个光源部;
能分别安装预定数量的上述光源部的多个暗盒;
能安装该多个暗盒的支承体;以及
多个光圈,分别安装在上述暗盒内,且对包括安装于上述暗盒内的上述预定数量的光源部的全部出射面的中央部在内的各出射面进行局部遮断。
12.根据权利要求11所述的曝光装置用光照射装置,其特征在于,上述光圈装卸自如地安装在上述暗盒上。
13.一种接近曝光方法,使用接近曝光装置,
该装置具备:
用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;
与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及
照明光学系统,具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器;该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器供来自该多个光源部的光入射,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;
其特征在于,该接近曝光方法包括:
配置上述多个光源部,以使从上述多个光源部中的至少一个光源部射出的光的主光轴通过偏离上述积分器的中心的位置而入射到上述积分器上的工序;和
在上述基板与上述掩模之间设置有预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射的工序。
14.一种接近曝光方法,使用接近曝光装置,
该装置具备:用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;与
上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及
照明光学系统,其具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器;该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器供来自该多个光源部的光入射,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;
其特征在于,该接近曝光方法包括:
在上述光源部的出射面附近,设置调整从该出射面射出光的强度的光强度调整部的工序;和
在上述基板与上述掩模之间设置有预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射。
15.根据权利要求14所述的接近曝光方法,其特征在于,
上述光强度调整部对应于上述曝光的基板而具备遮蔽面积分别不同的多个光圈,该多个光圈对包含上述出射面的中央部在内的面积进行局部遮断,
在上述光源部的出射面附近,对应于上述曝光的基板而设置所期望的上述光圈。
16.一种接近曝光装置用的接近曝光方法,
该接近曝光装置具备:用于保持作为被曝光材料的基板的基板保持部;与上述基板相对置地保持掩模的掩模保持部;以及照明光学系统,具有多个光源部、积分器、准直镜以及开闭器,该多个光源部分别包括发光部和使从该发光部发出的光带有指向性地射出的反射光学系统,该积分器供来自该多个光源部的光入射,该准直镜将从该积分器射出的光转换为大体平行光,该开闭器进行开闭控制以使来自该光源部的光透射或被遮断;
其特征在于,该接近曝光方法包括:
在上述积分器的入射面,设置调整向该入射面入射的光的强度的光强度调整部的工序;和
在上述基板与上述掩模之间设置预定间隙的状态下,将来自上述照明光学系统的光经上述掩模对上述基板照射的工序。
17.根据权利要求13~16中任一项所述的接近曝光方法,其特征在于,
在上述光源部与上述积分器之间,设置有使来自上述光源部的光扩散的扩散透镜。
18.一种基板制造方法,其特征在于,
使用权利要求13~17中任一项所述的接近曝光方法来进行制造。
19.一种掩模,通过使该掩模与被曝光基板在步进方向上相对移动而将图案曝光到该被曝光基板上,其特征在于,该掩模具有:
形成有将曝光到上述被曝光基板上的图案的曝光图案;
形成在与上述曝光图案的外缘的第一边相邻的位置上的第一校准标识;以及
形成在与上述曝光图案的外缘的和上述第一边相对置的第二边相邻的位置上的第二校准标识,
上述第一校准标识配置在从上述步进方向观察时与形成有上述第二校准标识的位置不重叠的位置上。
20.根据权利要求19所述的掩模,其特征在于,
还具有形成在与上述第一边相邻的位置上的第一测定窗和形成在与上述第二边相邻的位置上的第二测定窗。
21.根据权利要求20所述的掩模,其特征在于,
上述第一测定窗形成在从上述步进方向观察时与形成有上述第二校准标识的位置不重叠的位置。
22.一种掩模,将曝光图案到被曝光基板上,其特征在于,具有:
形成有在上述被曝光基板上进行曝光的图案的曝光图案;
形成在与上述曝光图案的外缘的第一边相邻的位置上的第一校准标识;以及
形成在与上述曝光图案的外周的沿和上述第一边不同的方向延伸的第二边相邻的位置上的第二校准标识。
23.一种被曝光基板,通过使该被曝光基板与掩模在步进方向上相对移动而形成图案,其特征在于,具有透明的板状构件和照射单元,
该照射单元包括:在上述板状构件的表面形成图案的图案部;形成在上述板状构件的表面的与上述图案部的外周的第一边相邻的位置上的第一校准标识;以及形成在上述板状构件的表面的与上述曝光图案的外缘的和上述第一边相对的第二边相邻的位置上的第二校准标识;
上述第一校准标识形成在从上述步进方向观察时与形成上述第二校准标识的位置不重叠的位置。
24.根据权利要求23所述的被曝光基板,其特征在于,
上述照射单元还具有形成在与上述第一边相邻的位置上的第一测定用区域和形成在与上述第二边相邻的位置上的第二测定用区域。
25.根据权利要求24所述的被曝光基板,其特征在于,
上述第一测定用区域形成在从上述步进方向观察时与形成上述第二测定窗的位置不重叠的位置。
26.一种被曝光基板,其特征在于,具有透明的板状构件和照射单元,
该照射单元包括:在上述板状构件的表面形成图案的图案部;形成在上述板状构件的表面的与上述图案部的外周的第一边相邻的位置的第一校准标识;以及形成在上述板状构件的表面的与上述曝光图案的外缘的沿和上述第一边不同的方向延伸的第二边相邻的位置上的第二校准标识。
27.根据权利要求23~26中任一项所述的被曝光基板,其特征在于,
具有多个上述照射单元,
在将上述图案部和与上述第一边或上述第二边相邻地配置的图案部之间的间隔设为L1,而将从上述图案部的端部到上述校准标识的远离上述图案部端部一侧的端部的距离设为L2时,则0<L1<2L2。
28.根据权利要求23~27中任一项所述的被曝光基板,其特征在于,
上述校准标识距离所相邻的图案比距离所对应的图案部更近。
29.一种曝光装置,其特征在于,具有:
权利要求19~22中任一项所述的掩模;
用于支承上述掩模的掩模支承机构;
用于支承被曝光基板的基板保持机构;
使上述掩模与上述被曝光基板相对移动的移动机构;
向上述被曝光基板照射通过了上述掩模后的光的照射光新系统;以及
用于控制上述移动机构的移动和上述照射光新系统所进行的光的照射的控制装置;
在上述控制装置中,上述掩模的曝光图案的上述第一边与相当于已曝光到上述被曝光基板上的图案部的上述第二边的边相邻,并且,当将上述曝光图案的曝光位置与上述曝光的图案部之间的间隔设为L1,且将从上述图案部的端部到上述校准标识的远离上述图案部端部一侧的端部的距离设为L2时,在满足0<L1<2L2的位置处,使上述掩模与上述被曝光基板相对移动,将上述曝光图案曝光到上述被曝光基板上。
30.根据权利要求29所述的曝光装置,其特征在于,
还具有:校准照相机,其获取将形成在上述被曝光基板上的校准标识和形成在上述掩模上的校准标识拍摄而成的图像;和照相机移动机构,其使上述校准照相机移动;
上述控制装置根据由上述校准照相机获取的图像的校准标识的位置而通过上述移动机构来使上述掩模与上述被曝光基板相对移动。
31.根据权利要求29或30所述的曝光装置,其特征在于,还具有用于测定上述掩模与上述被曝光基板之间的距离的间距传感器。
32.根据权利要求29~31中任一项所述的曝光装置,其特征在于,上述掩模支承机构将上述掩模保持在接近上述被曝光基板的位置上。
33.一种曝光方法,使上述掩模与上述被曝光基板在步进方向上相对移动,而将形成在掩模上的曝光图案曝光到一个被曝光基板的多个位置上,其特征在于,
使用了如下的掩模:该掩模具有形成在与上述曝光图案的外缘的第一边相邻的位置上的第一校准标识、和形成在与上述曝光图案的外缘的和上述第一边相对的第二边相邻的位置上的第二校准标识,上述第一校准标识配置在从上述步进方向观察时与形成上述第二校准标识的位置不重叠的位置;
上述掩模的曝光图案的上述第一边与相当于已曝光到上述被曝光基板上的图案部的上述第二边的边相邻,并且,当将上述曝光图案的曝光位置与上述曝光的图案部之间的间隔设为L1,且将从上述图案部的端部到上述校准标识的远离上述图案部端部一侧的端部的距离设为L2时,在满足0<L1<2L2的位置处,使上述掩模与上述被曝光基板相对移动,将上述曝光图案曝光到上述被曝光基板上。
34.根据权利要求33所述的曝光方法,其特征在于,
使上述曝光图案在上述被曝光基板的、比上述掩模的校准标识更邻近已曝光到上述被曝光基板上的图案部的校准标识的附近曝光。
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