CN105209977A - 曝光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种曝光装置，该曝光装置(1)具备：支承部(2S、3S)，分别支承沿一轴方向厚度不均匀的基板(3)和掩模(2)；扫描曝光机构(10)，使配置于掩模(2)与基板(3)间的微透镜阵列(12)相对于基板(3)及掩模(2)进行相对移动，使掩模图的一部分成像于局部曝光区域(Ep)，并沿一轴方向扫描局部曝光区域(Ep)；掩模/基板间隔调整机构(20)，调整掩模(2)与基板(3)的间隔(s)；以及掩模/基板间隔测量机构(30)，在扫描局部曝光区域(Ep)之前，测量沿一轴方向的间隔(s)，所述曝光装置(1)根据掩模/基板间隔测量机构(30)的测量结果和扫描曝光机构(10)的扫描位置控制掩模/基板间隔调整机构(20)，使局部曝光区域(Ep)内的间隔(s)与微透镜阵列(12)的成像间隔相匹配。

Description

曝光装置
技术领域
本发明涉及一种将掩模图投影曝光于基板的曝光装置。
背景技术
作为将掩模图投影曝光于基板的曝光装置，已知有使微透镜阵列介于掩模与基板间的曝光装置(参考下述专利文献1)。如图1所示，该现有技术具备支承基板W的基板载台J1和形成有曝光于基板W的图案的掩模M，并且以设定间隔配置的基板W与掩模M间配置有将微透镜以二维方式配置的微透镜阵列MLA。根据该现有技术，从掩模M的上方照射曝光光L，穿透掩模M的光通过微透镜阵列MLA投影于基板W上，形成于掩模M的图案作为正立等倍像而转印于基板表面。在此，微透镜阵列MLA和省略图示的曝光光源被固定配置，通过使微透镜阵列MLA相对于成一体的掩模M和基板W沿垂直于纸面的扫描方向Sc进行相对移动，曝光光L在基板W上进行扫描。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-216728号公报
发明内容
发明所要解决的问题
前述现有的曝光装置以掩模M与基板W的间隔保持恒定为前提，使用固定焦点的微透镜阵列MLA。然而，即使以恒定间隔机械固定掩模M与支承基板W的基板载台J1，在基板W的厚度不均的情况下，掩模M与基板W的间隔也不恒定，无法用固定焦点的微透镜阵列MLA使掩模图高精度地成像于基板W的表面。尤其是由于近年来用于液晶显示器等的基板W趋向大面积化，不易以均匀的厚度制造大面积基板W，因此现有的曝光装置具有不易使掩模图高精度地成像于厚度容易变得不均匀的大面积基板的问题。
本发明以应对这种问题作为课题的一例。即，本发明的目的在于，对于将掩模图投影曝光于基板的曝光装置而言，即使在基板厚度不均匀的情况下，也能够使掩模图高精度地成像于基板面等。
用于解决问题的方案
为实现这种目的，本发明提供的曝光装置至少具备以下结构。
一种曝光装置，通过穿透掩模的光将掩模图投影曝光于基板，其中，其特征在于，具备：支承部，分别支承沿一轴方向厚度不均匀的所述基板和所述掩模；扫描曝光机构，使配置于所述掩模与所述基板间的微透镜阵列相对于所述基板及所述掩模进行相对移动，使所述掩模图的一部分成像于所述基板上的朝与所述一轴方向交叉的方向延伸的局部曝光区域，并沿所述一轴方向扫描所述局部曝光区域；掩模/基板间隔调整机构，调整所述掩模与所述基板的间隔；以及掩模/基板间隔测量机构，在扫描所述局部曝光区域之前，测量沿所述一轴方向的所述间隔，所述曝光装置根据所述掩模/基板间隔测量机构的测量结果和所述扫描曝光机构的扫描位置控制所述掩模/基板间隔调整机构，使所述局部曝光区域内的所述间隔与所述微透镜阵列的成像间隔相匹配。
发明效果
具有这种特征的本发明，由于即使在基板厚度沿一轴方向不均匀的情况下，在进行沿一轴方向扫描局部曝光区域的扫描曝光时，扫描曝光时的掩模与基板的间隔也始终被调整为微透镜阵列的成像间隔，因此也能够使掩模图高精度地成像于基板面。
附图说明
图1为现有技术的说明图。
图2为表示本发明的一实施方式涉及的曝光装置的整体结构的说明图，图2(a)、(b)分别表示对基板上的不同位置进行扫描曝光时的状态。
图3为说明使用本发明的实施方式所涉及的曝光装置时的准备工序的说明图。图3(a)表示基板的平面设置状态，图3(b)表示掩模的平面设置状态。
图4为说明使用本发明的实施方式所涉及的曝光装置时的准备工序的说明图。图4(a)表示基板与掩模的对准工序，图4(b)表示基板与掩模的间隔测量工序。
具体实施方式
以下，参考附图说明本发明的实施方式。在图2中，曝光装置1通过穿透掩模2的光将掩模图投影曝光于基板3。在此，基板3沿一轴方向(图示x方向)的厚度t变得不均匀，图中的基板厚度t为t1＜t2。掩模2被掩模支承部(支承部)2S所支承，基板3被基板支承部(支承部)3S所支承。在此，掩模支承部2S的支承面2Sa与基板支承部3S的支承面3Sa的间隔h被设定为在支承面2Sa、3Sa的整面保持均匀的间隔。当掩模2和基板3分别支承于这样的支承面2Sa、3Sa的情况下，若掩模2和基板3的厚度t均匀，则掩模2与基板3的间隔s也变得均匀，然而，当基板3的厚度t(t1＜t2)沿一轴方向变得不均匀的情况下，间隔s(s1＞s2)也随此沿一轴方向(图示x方向)变得不均匀。
曝光装置1除前述支承部(掩模支承部2S及基板支承部3S)之外，还具备扫描曝光机构10、掩模/基板间隔调整机构20、掩模/基板间隔测量机构30以及控制掩模/基板间隔调整机构20的控制机构40。
扫描曝光机构10沿一轴方向扫描基板3上的朝与一轴方向(图示x方向)交叉的方向(垂直于纸面的方向)延伸的局部曝光区域Ep，并且向扫描方向Sc(图示x方向)扫描局部曝光区域Ep，对基板3上的有效面整面进行曝光。
该扫描曝光机构10具备：光源11，射出曝光光L；以及微透镜阵列12，使穿透掩模2的光投影于基板3上，并使掩模图的一部分成像于基板3上的局部曝光区域Ep，并且，所述扫描曝光机构使配置于掩模2与基板3间的微透镜阵列12相对于基板3及掩模2进行相对移动。微透镜阵列12优选等倍的双侧远心镜头。
掩模/基板间隔调整机构20调整掩模2与基板3的间隔，具体而言，掩模/基板间隔调整机构20具备通过来自控制机构40的信号使掩模支承部2S的支承面2Sa与基板支承部3S的支承面3Sa的间隔接近或远离的机构。
掩模/基板间隔测量机构30在扫描局部曝光区域Ep之前测量沿一轴方向(图示x方向)的掩模2与基板3的间隔s。该掩模/基板间隔测量机构30在自身沿一轴方向移动的同时测量掩模2与基板3的间隔，由此测量沿一轴方向的间隔变化。具体而言，能够使用将激光束倾斜照射于基板3的表面及掩模2的表面，通过接受在掩模2的表面反射的光和在基板3上反射的光的受光位置的偏移，测量间隔s的激光移位计等。
该掩模/基板间隔测量机构30也可在扫描局部曝光区域Ep之前逐次测量掩模2与基板3的间隔，也可在扫描曝光机构10进行扫描曝光之前遍及一轴方向上的整个基板3地测量掩模2与基板3的间隔，并对应扫描曝光机构10的扫描位置存储该测量结果。
通过这种曝光装置1，控制机构40根据掩模/基板间隔测量机构30的测量结果和扫描曝光机构10的扫描位置控制掩模/基板间隔调整机构20，使局部曝光区域Ep内的掩模2与基板3的间隔与微透镜阵列12的成像间隔相匹配。
图2所示的例子中，掩模/基板间隔测量机构30与扫描曝光机构10一同向扫描方向(图示x方向)移动，并在扫描曝光机构10扫描局部曝光区域Ep之前测量掩模2和基板3的间隔。并且，控制掩模/基板间隔调整机构20的动作，以使在局部曝光区域Ep向已测量的位置移动时，局部曝光区域Ep内的掩模2和基板3的间隔达到设定间隔(微透镜阵列12的成像间隔)。在附图所示的例子中，在(a)所示的扫描曝光的位置，掩模2和基板3的间隔s为s1，根据基板3的厚度t的变化，沿一轴方向(图示x方向)的间隔s变窄(s2＜s1)。掩模/基板间隔测量机构30在扫描曝光之前测量这种间隔s的变化，控制掩模/基板间隔调整机构20，使掩模支承部2S向图示z方向移动，由此，如(b)所示，局部曝光区域Ep内的间隔s始终被控制为设定间隔s1。
本发明的实施方式所涉及的曝光装置1主要将沿一轴方向厚度不均匀的基板3作为对象，使该厚度不均匀的方向与扫描曝光的扫描方向一致，对应扫描曝光的过程使掩模2和基板3的间隔与设定间隔匹配。由此，即使对于沿一轴方向具有不均匀厚度的基板，也能够始终将无散焦的掩模图的影像投影曝光于基板3上。
根据图3及图4，说明在使用本发明的实施方式所涉及的曝光装置时的准备工序。如图3(a)所示，支承于基板支承部3S的基板3上附有对准标记3a，如图3(b)所示，支承于标记支承部2S的掩模2上也附有对准标记2a。朝与一轴方向(x方向)交叉的方向(y方向)延伸的局部曝光区域Ep设定为在y方向上将形成于掩模图形成区域2m外的对准标记2a、3a覆盖的范围，通过沿一轴方向(x方向：扫描方向Sc)扫描局部曝光区域Ep，基板3的整面被曝光。
在进行曝光处理之前，如图4(a)所示进行掩模2和基板3的对准工序。在对准工序中，通过检测摄像机4同时检测掩模2的对准标记2a和掩模3的对准标记3a，并对掩模2和基板3的平面位置进行调整，以使对准标记2a、3a的平面位置对齐。检测摄像机4以与摄像光学系统同轴的方式射出对准用光，由掩模2的对准标记2a反射的光和由基板3的对准标记3a反射的光通过检测摄像机4被检测到。此时，曝光用微透镜阵列12介于对准标记2a、3a间，由此，从基板3的对准标记3a反射的正立等倍像成像于掩模2的对准标记2a上。然后，根据成像于掩模2的对准标记2a上的基板3的对准标记3a的检测图像，进行基板3和掩模2的平面位置调整。
在对准工序中，在进行掩模2和基板3的平面位置调整的同时，通过前述掩模/基板间隔调整机构20进行成像于掩模2的对准标记2a上的基板3的对准标记3a的聚焦调整，并进行掩模2与基板3的间隔的初始设定。其后，如图4(a)所示，边使掩模/基板间隔测量机构30向一轴方向(x方向)移动，边测量沿一轴方向的间隔s的变化，并将该变化与扫描位置建立关联起来进行存储。如此，在曝光处理之前沿一轴方向遍及整体预先测量出间隔s，由此能够省略曝光时掩模/基板间隔的测量，并能够顺利地进行扫描曝光。
以上，参考附图详细陈述了本发明的实施方式，然而，具体的结构并不限定于这些实施方式，在不脱离本发明的技术精神的范围的设计变更等也属于本发明。
附图标记说明
1：曝光装置；2：掩模；2S：掩模支承部(支承部)；3：基板；3S：基板支承部(支承部)；4：检测摄像机；10：扫描曝光机构；11：光源；12：微透镜阵列；20：掩模/基板间隔调整机构；30：掩模/基板间隔测量机构；40：控制机构；Ep：局部曝光区域；Sc：扫描方向。

Claims (3)

1.一种曝光装置，通过穿透掩模的光将掩模图投影曝光于基板，其特征在于，具备：
支承部，分别支承沿一轴方向厚度不均匀的所述基板和所述掩模；
扫描曝光机构，使配置于所述掩模与所述基板间的微透镜阵列相对于所述基板及所述掩模进行相对移动，使所述掩模图的一部分成像于所述基板上的朝与所述一轴方向交叉的方向延伸的局部曝光区域，并沿所述一轴方向扫描所述局部曝光区域；
掩模/基板间隔调整机构，调整所述掩模与所述基板的间隔；以及
掩模/基板间隔测量机构，在扫描所述局部曝光区域之前，测量沿所述一轴方向的所述间隔，
所述曝光装置根据所述掩模/基板间隔测量机构的测量结果和所述扫描曝光机构的扫描位置控制所述掩模/基板间隔调整机构，使所述局部曝光区域内的所述间隔与所述微透镜阵列的成像间隔相匹配。
2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，
所述掩模/基板间隔测量机构在扫描所述局部曝光区域之前逐次测量所述间隔。
3.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，
所述掩模/基板间隔测量机构在所述扫描曝光机构进行扫描曝光之前遍及一轴方向上的所述基板整体测量所述间隔，并对应所述扫描曝光机构的扫描位置存储该测量结果。
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