CN107111252A - 投影曝光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投影曝光装置。在一边单向扫描微透镜阵列一边将掩模的掩模图案投影曝光于基板上的投影曝光装置中，即使在微透镜中存在缺陷或不良时，也不会产生显著的曝光不均。投影曝光装置(1)具备：扫描曝光部(10)，使微透镜阵列(2)沿着从基板(W)的一端朝向另一端的扫描方向(Sc)移动；及微透镜阵列位移部(20)，在基于扫描曝光部(10)的微透镜阵列(2)的移动中，使微透镜阵列(2)沿着与扫描方向(Sc)交叉的位移方向(Sf)移动。

Description

投影曝光装置
技术领域
本发明涉及一种使用了微透镜阵列的投影曝光装置。
背景技术
以往，作为将掩模图案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之间的曝光装置(参考下述专利文献1)。如图1所示，该以往技术具备支承基板W的基板台J1及形成有曝光于基板W的图案的掩模M，且在以设定间隔配置的基板W和掩模M之间，配置有将微透镜进行二维配置的微透镜阵列MLA。根据该以往技术，从掩模M的上方照射曝光光L，通过掩模M的图案(开口)的光通过微透镜阵列MLA投影于基板W上，从而形成于掩模M的图案转印到基板表面。在此，为了在大面积的基板W上进行曝光，固定配置微透镜阵列MLA和省略图示的曝光光源，使微透镜阵列MLA相对于成一体的掩模M与基板W沿着垂直于纸面的扫描方向Sc进行相对移动，由此曝光光L在基板W上进行扫描曝光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2012-216728号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在这种投影曝光装置中，若在微透镜阵列中存在缺陷或不良，则由于该缺陷或不良而产生曝光量局部降低的现象，因此若一边单向扫描微透镜阵列一边进行曝光，则存在如下问题，即曝光量局部降低的区域沿着扫描方向形成为条纹状，从而导致显著的曝光不均。
本发明将应对这种问题作为课题的一例。即，本发明的目的在于，一边单向扫描微透镜阵列一边将掩模的掩模图案投影曝光于基板上的投影曝光装置中，即使在微透镜中存在缺陷或不良时，也不会产生显著的曝光不均。
用于解决技术课题的技术方案
为了实现这种目的，基于本发明的投影曝光装置具备以下结构。
一种投影曝光装置，其经由微透镜阵列将曝光光投影于基板上，所述投影曝光装置的特征在于，具备：扫描曝光部，使所述微透镜阵列沿着从所述基板的一端朝向另一端的扫描方向移动；及微透镜阵列位移部，在基于所述扫描曝光部的所述微透镜阵列的移动中，使所述微透镜阵列沿着与所述扫描方向交叉的位移方向移动。
发明效果
具有这种特征的本发明的投影曝光装置一边使微透镜阵列沿着与扫描方向交叉的方向位移一边进行投影曝光，因此即使在微透镜阵列中存在缺陷或不良时，也不会产生显著的曝光不均，并能够对基板的整个面进行投影曝光。
附图说明
图1是以往技术的说明图。
图2是从侧面观察本发明的一实施方式所涉及的投影曝光装置的说明图((a)表示开始扫描曝光时的状态，(b)表示结束扫描曝光时的状态)。
图3是俯视观察本发明的一实施方式所涉及的投影曝光装置的说明图((a)表示开始扫描曝光时的状态，(b)表示结束扫描曝光时的状态)。
图4是表示微透镜阵列的形态例和曝光不均的消除方法的说明图((a)是使微透镜仅沿着扫描方向移动的扫描曝光的例子，(b)是使微透镜沿着扫描方向和位移方向移动的扫描曝光的例子)。
图5是表示图4(a)和图4(b)的扫描曝光的结果的曲线图((a)是使微透镜仅沿着扫描方向移动的扫描曝光的例子，(b)是使微透镜沿着扫描方向和位移方向移动的扫描曝光的例子)。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。图2及图3表示本发明的一实施方式所涉及的投影曝光装置。图2是侧面观察的说明图，图3是俯视观察的说明图，其中，(a)表示开始扫描曝光时的状态，(b)表示结束扫描曝光时的状态。图中，X轴方向表示基板的宽度方向，Y轴方向表示基板的长边方向，Z轴方向表示上下方向。
投影曝光装置1是经由微透镜阵列2将曝光光L投影于基板W上的装置，并具备扫描曝光部10和微透镜阵列位移部20。
更具体而言，投影曝光装置1具备支承基板W的基板支承部3及对具有以规定形状开口的掩模图案的掩模M进行支承的掩模支承部4，且在被基板支承部3支承的基板W和被掩模支承部4支承的掩模M之间配置微透镜阵列2，并经由微透镜阵列2将曝光光L照射到基板W上，由此进行扫描投影曝光。
扫描曝光部10具备前述的微透镜阵列2和光源11，使它们的位置关系固定并沿着扫描方向Sc(图示的Y轴方向)移动。该扫描曝光部10具备用于使微透镜阵列2沿着从基板W的一端朝向另一端的扫描方向Sc移动的扫描引导件12。该扫描引导件12沿着基板W的长边方向设置于基板支承部3的X轴方向两侧。
从扫描曝光部10的光源11射出的曝光光L透射掩模M的开口部并经由微透镜阵列2照射到基板W上，但通过微透镜阵列2，透射一部分掩模图案的曝光光L成像于基板W上。作为成像光学系统的微透镜阵列2例如优选为等倍的双远心镜头。使扫描曝光部10沿着扫描方向Sc移动而进行扫描投影曝光，从而掩模M的掩模图案转印到基板W的有效曝光面上。
微透镜阵列位移部20在基于扫描曝光部10的朝向扫描方向Sc的微透镜阵列2的移动中，使微透镜阵列2沿着与扫描方向Sc交叉的位移方向Sf移动。微透镜阵列位移部20为了进行这种微透镜阵列2的移动而具备位移引导件21。位移引导件21沿位移方向Sf(图示的X方向)延设，且其本身一边沿着扫描引导件12向扫描方向Sc移动，一边使微透镜阵列2沿着位移方向Sf移动。
通过微透镜阵列位移部20被移动自如地支承的微透镜阵列2的长度(图示的X方向的长度)构成为比基板W的有效曝光宽度Xa长所设定的位移量以上，位移引导件21具备使该微透镜阵列2沿着位移方向Sf移动所设定的位移量时所需的X轴方向的长度。
具备这种结构的投影曝光装置1从图2(a)及图3(a)所示的开始扫描曝光时的状态达到图2(b)及图3(b)所示的结束扫描曝光时的状态为止，一边使光源11和微透镜阵列2从基板W的一端朝向另一端移动，一边进行掩模图案的投影曝光。
在该投影曝光装置1中使用的微透镜阵列2如图4所示，每一透镜单体2U的有效曝光区域以外的区域被遮光膜所覆盖，在有效曝光区域形成有六边形状的视场光阑(六边视场光阑2S)。并且，该微透镜阵列2的透镜单体2U沿着图示的X轴方向以间距间隔px排列，并沿着图示的Y轴方向以间距间隔py排列，并以使六边视场光阑2S中的三角形部分的X轴方向宽度S1重叠的方式，以3列1组地沿着X-Y轴方向排列有多个。
通过如此3列1组地排列，六边视场光阑2S中的三角形部分的X轴方向宽度S1上的曝光量和六边视场光阑2S中的矩形部分的X轴方向宽度S2上的曝光量变得均匀，在透镜单体2U彼此的接缝不产生曝光不均。若示出透镜单体2U中的六边视场光阑2S的尺寸例，则间距间隔px＝py＝150μm，三角形部分的X轴方向宽度S1＝20μm，矩形部分的X轴方向宽度S2＝30μm。
如图4(a)所示，若一边使微透镜阵列2仅沿着扫描方向Sc移动一边进行扫描曝光，则在透镜单体2U的一个或多个中存在缺陷部D时，在该缺陷部D中透射光量局部降低，因此沿着扫描方向Sc形成显著的条纹状的曝光不均m。相对于此，如图4(b)所示，本发明的投影曝光装置1中，使微透镜阵列2不仅沿着扫描方向Sc移动，还沿着位移方向Sf移动而进行扫描曝光，因此基于透射缺陷部D的光的曝光区域沿着位移方向Sf被分散，从而能够避免产生显著的条纹状的曝光不均m。
图5是表示图4(a)和图4(b)的扫描曝光的结果的曲线图，表示沿着X轴方向的曝光位置的曝光量。如图4(a)所示，在使微透镜阵列2仅沿着扫描方向Sc移动的扫描曝光中，如图5(a)所示，在不存在缺陷部D的曝光位置可得到均匀的曝光量，但在存在缺陷部D的曝光位置，宽度为m1的曝光量降低区域形成为条纹状。
相对于此，如图4(b)所示的例子，若使微透镜阵列2不仅沿着扫描方向Sc移动还沿着位移方向Sf移动而进行扫描曝光，则如图5(b)所示，在六边视场光阑的三角形部分的重叠部分产生偏离，因此曝光位置整体的曝光量产生些许偏差。然而，通过微透镜阵列2在位移方向Sf上的移动而使得曝光量降低区域被平整化，从而消除显著的条纹状的曝光不均。
在此，能够通过前述的曝光量降低区域的宽度m1适当设定对基板的有效曝光区域整体进行曝光时的微透镜阵列2的位移量。基本上，能够以与曝光量降低区域的宽度m1同等的位移量有效地消除条纹状的曝光不均。作为具体的结果，优选以最大曝光量和最小曝光量之差成为曝光位置整体的平均曝光量的2％以下的方式设定位移量。
以上，参考附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构并不限定于这些实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内即使进行了设计上的变更等也包含于本发明中。并且，上述各实施方式只要其目的及结构等不存在特别的矛盾或问题，则能够挪用相互的技术来进行组合。
附图标记的说明
1-投影曝光装置，2-微透镜阵列
2U-透镜单体，2S-六边视场光阑
3-基板支承部，4-掩模支承部
10-扫描曝光部，11-光源，12-扫描引导件
20-微透镜阵列位移部，21-位移引导件
L-曝光光，W-基板，M-掩模，Sc-扫描方向，Sf-位移方向
Xa-有效曝光宽度，D-缺陷部，m-曝光不均，px、py-间距间隔。

Claims (4)

1.一种投影曝光装置，其经由微透镜阵列将曝光光投影于基板上，所述投影曝光装置的特征在于，具备：
扫描曝光部，使所述微透镜阵列沿着从所述基板的一端朝向另一端的扫描方向移动；及
微透镜阵列位移部，在基于所述扫描曝光部的所述微透镜阵列的移动中，使所述微透镜阵列沿着与所述扫描方向交叉的位移方向移动。
2.根据权利要求1所述的投影曝光装置，其特征在于，
在所述扫描曝光部使所述微透镜阵列从所述基板的一端移动至另一端期间，所述微透镜阵列位移部使所述微透镜阵列移动的位移量根据仅由所述扫描曝光部使所述微透镜阵列移动时产生的曝光量降低区域的宽度来设定。
3.根据权利要求2所述的投影曝光装置，其特征在于，
以最大曝光量和最小曝光量之差成为与所述扫描方向正交的曝光位置整体的平均曝光量的2％以下的方式设定所述位移量。
4.一种投影曝光方法，其经由微透镜阵列将曝光光投影于基板上，所述投影曝光方法的特征在于，
在一边使所述微透镜阵列沿着从所述基板的一端朝向另一端的扫描方向移动一边进行扫描曝光时，使所述微透镜阵列沿着与所述扫描方向交叉的方向移动。
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