CN116171406A - 投影曝光装置以及投影曝光方法 - Google Patents

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Abstract

投影曝光装置(10)具备：能够向掩模标记(MM)照射曝光光自身或与曝光光实质上相同波长的光即第一对准光(L1)的掩模标记照明用光源(21)；以及对准单元(30)，其具有能够向工件标记(WM)照射与曝光光不同波长的第二对准光(L2)的工件标记照明用光源(31)、摄像装置(32)和摄像光学系统(40)。摄像光学系统(40)具备：第一分色棱镜(41)，其将第一对准光(L1)和来自工件标记(WM)的光合成并向摄像装置(32)射出；以及光路长度变更光学系统(42)，其使第一对准光(L1)分支并汇聚，工件标记(WM)与掩模标记(MM)的像(MMI)相对于摄像装置(32)的光学位置关系相等。由此，能够提供即使小尺寸的曝光区域也能进行高精度对准的投影曝光装置以及投影曝光方法。

Description

投影曝光装置以及投影曝光方法
技术领域
本发明涉及投影曝光装置以及投影曝光方法，尤其涉及即使是小尺寸的曝光区域也能够进行高精度的对准的投影曝光装置以及投影曝光方法。
背景技术
在使用光刻技术制造半导体晶片、印刷布线基板、液晶基板等时，使用利用投影透镜将掩模的图案投影于基板并将该图案转印到基板的投影曝光装置。
在印刷布线基板等中，随着电子设备的高速化、多功能化、小型化，要求印刷布线基板多层化、高密度化、微细化。因此，在将掩模的图案转印到工件时，重要的是将下一个图案正确地与之前形成的图案对准。另外，在投影曝光装置中，投影透镜设计成相对于用于曝光的紫外线，像差最小。因此，在对准时，在隔着投影透镜在工件上形成掩模的对准标记的TTL(Through The Lens)对准方式中，优选使用曝光光作为对准光。另一方面，由于紫外线会使工件的抗蚀剂感光，因此正在研究不对工件照射通过了投影透镜的对准光而进行对准。
在专利文献1所记载的位置对齐装置中，由曝光光照射装置向掩模照射曝光光，将掩模的对准标记投影于在工件载置台上的与工件固定区域分离的位置设置的反射部件上，对投影像进行图像接收而存储其相对位置。接着，停止曝光光的照射，使载置有工件的工件台移动到掩模的对准标记投影到工件上的位置，向工件的对准标记照射非曝光光，对工件的对准标记进行图像接收，检测其相对位置。并且，通过使工件和/或掩模以两对准标记的位置重叠的方式移动，从而使掩模与工件位置对齐。
在专利文献2中公开了一种投影曝光装置，该投影曝光装置具备：第一照明系统，其向在标线片侧配置的标线片匹配标记照射曝光用照明光；以及第二照明系统，其向在晶片侧配置的晶片匹配标记照射波长宽度比第一照明光宽的第二照明光，利用在受光面的相反侧配置的检测装置来检测在受光面成像的标线片匹配标记及晶片匹配标记的像，并输出与标线片匹配标记和晶片匹配标记的相对位置关系对应的信号。
在专利文献3所记载的曝光装置中，具备：对准照明单元，其能够向掩模的掩模侧对准标记照射使用了曝光光的对准光；对准摄像单元，其使从对准照明单元射出并经过掩模以及投影透镜后的对准光入射。对比文件3公开了如下内容：对准摄像单元具有：成像光学系统，其使掩模相对于被入射的对准光的光学位置关系为在与对象工件不同的位置处在与对象工件相等的虚设工件区域形成掩模侧对准标记像；以及摄像光学系统，其使对象工件和虚设工件区域相对于摄像装置的光学位置关系相等，对准摄像单元得到极高对准精度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-82615号公报
专利文献2：日本特开平11-251233号公报
专利文献3：日本特开2011-253864号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而，专利文献1所记载的位置对齐装置使用预先存储的掩模的对准标记来进行对准，因此若在获取两对准标记的期间发生温度变化等干扰，则无法考虑到因干扰引起的误差，有可能无法高精度地进行对准。
另外，在专利文献2、3所公开的曝光装置中，掩模的对准标记像所成像的受光面和虚设工件区域在检测装置、摄像装置的相反侧在工件的曝光区域上延伸设置，因此，如果多个工件的对准标记接近，则多个受光面和虚设工件区域有可能发生干涉。特别是近年来，在印刷布线基板等中，为了进一步的微细化，要求增加曝光区域的分割数并以高分辨率进行曝光，期望即使在小尺寸的曝光区域也能够进行对准。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种即使是小尺寸的曝光区域也能够进行高精度的对准的投影曝光装置以及投影曝光方法。
用于解决问题的技术手段
本发明的上述目的，通过下述结构来实现。
(1)一种投影曝光装置，向掩模照射曝光光，利用投影透镜将形成于所述掩模的图案向工件投影，并将所述图案曝光于所述工件，所述投影曝光装置具备：
掩模标记照明用光源，所述掩模标记照明用光源能够向所述掩模的对准标记照射所述曝光光自身或与所述曝光光实质上相同波长的光即第一对准光；
工件标记照明用光源，所述工件标记照明用光源能够向所述工件的对准标记照射与所述曝光光不同波长的第二对准光；以及
对准单元，所述对准单元具有：摄像装置，所述摄像装置获取所述工件的对准标记和基于所述第一对准光的所述掩模的对准标记的像；和摄像光学系统，所述摄像光学系统具有合成光学元件，所述合成光学元件将从所述掩模标记照明用光源射出并经过所述掩模和所述投影透镜后的所述第一对准光和来自所述工件的对准标记的光合成而得到的合成光向所述摄像装置射出，所述摄像光学系统用于使所述摄像装置获取所述掩模的对准标记的像和所述工件的对准标记作为图像，
所述摄像光学系统具有光路长度变更光学系统，所述光路长度变更光学系统使所述第一对准光从由所述合成光学元件合成的所述第一对准光和来自所述工件的对准标记的光分支并汇聚，以使第一对准光的从所述合成光学元件到所述摄像装置的光路长度比来自所述工件的对准标记的光的从所述合成光学元件到所述摄像装置的光路长度长，
由所述摄像装置获取的所述掩模的对准标记的像在所述光路长度变更光学系统的光路上成像，
所述工件的对准标记与所述掩模的对准标记的像相对于所述摄像装置的光学位置关系相等。
(2)一种投影曝光方法，
是具备(1)所述的投影曝光装置的投影曝光方法，
该投影曝光方法具备：
基于由所述摄像装置获取的所述掩模的对准标记的像和所述工件的对准标记，对所述掩模和所述工件进行对准的工序；以及
向掩模照射曝光光，利用投影透镜将形成于所述掩模的图案向工件投影，并将所述图案曝光于所述工件的工序。
发明效果
根据本发明的投影曝光装置以及投影曝光方法，在使用多个对准单元进行对准时，即使是小尺寸的曝光区域，对准单元彼此也不会干涉，能够进行高精度的对准。
附图说明
图1是示意性地示出发明的投影曝光装置的结构的说明图。
图2是示出利用使用了曝光光的TTL方式进行对准调整的状态的示意图。
图3的(a)是第一分色棱镜的放大图，(b)是第二分色棱镜的放大图。
图4的(a)是示出从掩模标记照明用光源射出并穿过投影透镜后的第一对准光经由包含光路长度变更光学系统在内的摄像光学系统入射到摄像装置的状态的示意图，(b)是示出来自利用工件标记照明用光源来照明的工件的对准标记的光经由摄像光学系统入射到摄像装置的状态的示意图。
图5的(a)是将在大的曝光区域的4个角设定的4个工件的对准标记的配置与对准单元一起示出的图，(b)是将在对(a)的曝光区域分割为4份而成的小尺寸的曝光区域的4个角设定的4个工件的对准标记的配置与对准单元一起示出的图。
图6是示出使用曝光光作为掩模标记照明用光源的情况下的变形例的主要部分放大图。
图7的(a)是示出使用曝光光作为掩模标记照明用光源的情况下的另一变形例的主要部分放大图，(b)是示出多个遮光板的俯视图。
符号说明
10 投影曝光装置
18 投影透镜
21 掩模标记照明用光源
30 对准单元
31 工件标记照明用光源
32 摄像装置
40 摄像光学系统
41第一分色棱镜(合成光学元件)
42 光路长度变更光学系统
43、44 棱镜
45接合面(半透半反镜面)
46下表面(分色面)
48第2分色棱镜
49反射光学元件
51、52接合面(分色面)
53、54、55棱镜
56第一反射面(反射面)
57第二反射面(反射面)
60、60A～60D遮光板
L1 第一对准光
L2 第二对准光
LA 合成光的光轴
M 掩模
MM掩模标记(掩模的对准标记)
MMI 掩模的对准标记的像
W 工件
WM工作标记(工件的对准标记)
具体实施方式
以下，基于附图对本发明所涉及的投影曝光装置及投影曝光方法的一实施方式进行详细说明。
如图1所示，投影曝光装置10具备光源部11、带通滤波器12、积分透镜13、准直透镜14、平面镜15、掩模台16、校正光学系统17、投影透镜18以及工件台19。
光源部11例如通过将多个LED光源以二维阵列状排列而构成，发出包含作为曝光光的紫外线在内的光。带通滤波器12截止紫外线(例如，i线)以外的波段的光。透过带通滤波器12之后的光入射到积分透镜13。积分透镜13是用于抵消已入射的光的照度不均，而以均匀的照度分布对掩模M进行照明的光学系统。另外，在积分透镜13的射出面上配置有孔径光阑。准直透镜14将从积分透镜13入射的光以平行光的方式射出。并且，成为平行光的曝光光被平面镜15反射，并朝向被保持于掩模台16处的掩模M射出。穿过掩模M后的曝光光入射到校正光学系统17。
掩模台16利用未图示的掩模驱动机构将形成有图案的掩模M保持为能够在与曝光光的光轴EL正交的方向上移动。另外，在掩模M上，在图案的周围，与后述的工件W的4个对准标记WM对应地形成有4个对准标记MM(参照图2)。
校正光学系统17根据工件W中的歪斜等，使要形成在工件W上的掩模M的图案像变形，例如，通过在光轴方向上并列多张玻璃板，并使各玻璃板适当弯曲或旋转来进行校正。另外，校正光学系统17除了固定地设置在掩模台16与投影透镜18之间以外，也可以固定地设置在投影透镜18上，或者也可以配置在投影透镜18与工件台19之间。
投影透镜18将形成于掩模M的图案的像适当地变焦而形成于工件W的表面。另外，投影透镜18使用紫外线(i线)作为曝光光，因此被设计成相对于紫外线(i线)像差最小。这样，透过掩模M后的曝光光入射到投影透镜18，掩模M的图案像形成在涂敷了感光材料的工件W上。
另外，作为曝光光，除了i线(波长365nm)以外，还能够利用h线(波长405nm)、g线(波长436nm)、各线的组合、或者它们之间的波长。
对工件W进行保持的工件台19也能够通过未图示的工件驱动机构在与曝光光的光轴EL正交的方向上移动。特别是，在本实施方式中，工件W具备多个曝光区域，进行一边使曝光区域移动一边进行多次曝光的步进曝光。另外，作为工件W，可列举硅晶片、玻璃基板、印刷布线基板等。
接着，参照图2说明在将掩模M的图案曝光转印到工件W上时，在曝光转印之前进行的掩模M与工件W的对准。
投影曝光装置10具备4个掩模标记照明单元20和与各个掩模标记照明单元20对应的4个对准单元30。4个掩模标记照明单元20与形成于掩模M的4个对准标记MM(以下，也简称为掩模标记MM)分别对应地设置，4个对准单元30与形成于工件W的4个对准标记WM(以下，也简称为工件标记WM)分别对应地设置。在此，各掩模标记照明单元20及各对准单元30具有相同的结构，因此在以下的说明中，参照图2对1个掩模标记照明单元20及1个对准单元30进行说明。
掩模标记照明单元20配置在掩模台16的上方。掩模标记照明单元20具有：LED等掩模标记照明用光源21，其射出作为与曝光光相同波长的紫外线的第一对准光(i线)L1；准直透镜22；以及反射棱镜23。准直透镜22将入射后的光以平行光的方式射出，反射棱镜23将通过准直透镜22而成为平行光后的紫外线的行进方向变换为与掩模M正交的方向。另外，也可使用反射镜来替代反射棱镜23。另外，也可以不使用反射棱镜23、反射镜而是将掩模标记照明单元20以其光轴与掩模M正交的方式配置。
掩模标记照明单元20设置成能够相对于对应的掩模标记MM进退，在进行与工件W的对准调整时，向对应的掩模标记MM射出第一对准光L1。穿过掩模M后的第一对准光L1入射到校正光学系统17和投影透镜18。
在投影透镜18与工件W之间，对准单元30被设置为相对于从投影透镜18朝向工件W的第一对准光L1的光路进退自如。对准单元30具备摄像装置32、摄像光学系统40以及工件标记照明用光源31。
摄像装置32至少对作为第一对准光L1的紫外线(i线)的波段和可见光的波段具有灵敏度，能够同时获取基于第一对准光L1的掩模M的掩模标记MM的像MMI和工件W的工件标记WM。摄像装置32可以是光学相机，但优选具有CCD、CMOS传感器等摄像元件并对该摄像元件进行图像接收而得到的光进行光电变换而作为电信号输出的装置。
摄像光学系统40用于使摄像装置32获取掩模标记MM的像MMI和工件标记WM作为图像，按照与摄像装置32接近的顺序，依次具有内置半透半反镜34和成像透镜35的成像透镜单元33、光路长度变更光学系统42、以及作为合成光学元件的第一分色棱镜41。
第一分色棱镜41是用于将从掩模标记照明用光源21射出并经过掩模M以及投影透镜18的第一对准光L1、和来自工件W的工件标记WM的光合成而得的合成光向摄像装置32射出的光学元件，在投影透镜18的下方配置于第一对准光L1所通过的位置。
也参照图3(a)，第一分色棱镜41具有如下的结构：一对棱镜43、44通过相对于从投影透镜18射出的第一对准光L1的光轴倾斜了45°的接合面45进行接合。接合面45构成所谓的半透半反镜面。另外，在接合面45的下方配置的棱镜44构成分色面，即，与第一对准光L1的光轴正交的下表面46反射第一对准光L1并使第二对准光L2透过。通过该分色面，在使用作为紫外线的第一对准光L1进行对准时，能够防止该紫外线照射到工件W而使感光材料感光。
光路长度变更光学系统42是使从由第一分色棱镜41合成后的第一对准光L1和来自工件标记WM的光分支出第一对准光L1并汇聚而改变第一对准光L1的光路长度的光学系统。光路长度变更光学系统42具备：第二分色棱镜48，其配置在从第一分色棱镜41的接合面45射出的合成光的光轴LA上；以及一对反射光学元件49，其配置在包含合成光的光轴LA的水平面上，远离合成光的光轴LA即第二分色棱镜48，与该光轴LA平行地排列配置。
也参照图3(b)，第二分色棱镜48由多个(在图所示的实施例中为3个)棱镜53、54、55接合而成。在各棱镜53、54、55之间形成的2个正交的接合面51、52相对于从第一分色棱镜41的接合面45射出的合成光的光轴LA分别倾斜了45°，构成分色面。即，这些接合面51、52也反射第一对准光L1，并使第二对准光L2透过。
一对反射光学元件49由一对棱镜58、59构成，具有与第二分色棱镜48的接合面51平行地配置的第一反射面56、和与第二分色棱镜48的接合面52平行地配置的第二反射面57，第一反射面56和第二反射面57相互正交。而且，由第二分色棱镜48的一个接合面51反射的第一对准光L1被第一反射面56和第二反射面57反射而入射到第二分色棱镜48的接合面52。由此，变更第一对准光L1的光路长度。另外，一对棱镜58、59也可以是一对反射镜。
工件标记照明用光源31将例如可见光等具有与曝光光不同波长的第二对准光L2导入成像透镜单元33内，由相对于第二对准光L2的光轴倾斜45°的半透半反镜34反射，与合成光的光轴LA同轴地射出，经由第二分色棱镜48及第一分色棱镜41照射至工件W的工件标记WM来进行照明。即，从成像透镜单元33导入的第二对准光L2构成模拟地配置在合成光的光轴LA上的同轴落射照明。
另外，有时工件标记WM的外观因涂布于工件W的感光材料的种类而不同。因此，也能够根据感光材料的种类，将能够切换为更容易观察的波长的光的未图示的光学滤波器设置于工件标记照明用光源31。
另外，为了便于说明光路，在图2中以向上方突出的状态描绘了工件标记照明用光源31及反射光学元件49，但实际上，图2中在虚线D内配置的工件标记照明用光源31、成像透镜单元33、第二分色棱镜48及反射光学元件49以将合成光的光轴LA作为中心旋转了90°的状态配置。即，工件标记照明用光源31及反射光学元件49配置在包含合成光的光轴LA的水平面上，具体而言，从上方观察时，工件标记照明用光源31安装在成像透镜单元33的侧面，反射光学元件49配置在第二分色棱镜48的侧方。由此，在投影透镜18与工件W之间的空间内，对准单元30能够在不与投影透镜18、工件W干涉的情况下进退。
在具有这样的结构的摄像光学系统40中，如图4(a)所示，透过投影透镜18后的第一对准光L1在由第一分色棱镜41的构成分色面的下表面46反射后，进一步在接合面45反射而向第二分色棱镜48入射。入射到第二分色棱镜48的第一对准光L1由第二分色棱镜48的接合面51反射，进而由反射光学元件49的第一反射面56和第二反射面57反射而向第二分色棱镜48的接合面52入射。由接合面52反射的第一对准光L1通过成像透镜单元33内的半透半反镜34及成像透镜35而到达摄像装置32。
另一方面，如图4(b)所示，来自被第二对准光L2照明的工件标记WM的光在由第一分色棱镜41的接合面45反射后，通过第二分色棱镜48的接合面51、52以及成像透镜单元33内的半透半反镜34以及成像透镜35而到达摄像装置32。因此，从第二分色棱镜48到摄像装置32的光中，第一对准光L1和来自工件标记WM的光汇聚，再次成为合成光。
这样，通过在第一分色棱镜41与摄像装置32之间配置光路长度变更光学系统42(第二分色棱镜48以及反射光学元件49)，从而能够使从第一分色棱镜41到摄像装置32的第一对准光L1的光路长度比从第一分色棱镜41到摄像装置32的来自工件标记WM的光的光路长度长。并且，在光路长度变更光学系统42的光路上，形成掩模标记MM的像MMI。由此，掩模标记MM的像MMI成为光路长度变更光学系统42的光路上的空中像，因此不易产生异物附着等危险，能够由摄像装置32高精度地获取。
光路长度变更光学系统42通过将图4(a)所示的从在第一对准光L1的光路上成像的掩模标记MM的像MMI到摄像装置32(严格来说是摄像装置32的图像接收面)为止的光路长度L1L与图4(b)所示的从工件标记WM到摄像装置32为止的光路长度L2L设定为相同的长度，并且将工件标记WM和掩模标记MM的像MMI相对于摄像装置32的光学的位置关系设定为相等，从而能够通过摄像装置32将掩模标记MM的像MMI和在工件W上设置的工件标记WM捕捉在同一视野内。即，在第一对准光L1的光路中，掩模标记MM的像MMI和摄像装置是光学共轭的位置关系，在第二对准光L2的光路中，工件标记WM和摄像装置32是光学共轭的位置关系。
然后，根据摄像装置32的视野内的掩模标记MM的像MMI和工件标记WM的位置关系，根据需要来移动掩模M与工件W的相对位置，并且通过校正光学系统17来校正掩模标记MM的像MMI的位置和形状以使掩模标记MM的像MMI和工件标记WM一致，将掩模M和工件W对准。
上述的对准作业在每次对1个曝光区域EA进行曝光时进行，因此能够大幅抑制对准动作与曝光动作之间的干扰所造成的影响，能够高精度地对掩模M的图案进行曝光转印。
如图5所示，针对在工件W上设定的每个曝光区域EA，在曝光区域EA的4个角分别各设置1个工件标记WM、合计4个工件标记WM。为了利用摄像装置32同时捕捉4个工件标记WM，需要使4台对准单元30分别位于工件标记WM上。
特别是，在将图5(a)所示的曝光区域EA1分割为4份的、图5(b)所示的小尺寸的曝光区域EA2中，工件标记WM彼此的间隔也变窄。在这样的接近地配置有工件标记WM的曝光区域EA2中，由于对准单元30相对于第一分色棱镜41在摄像装置32的相反侧不具有光学系统，因此能够使多个对准单元30彼此接近。因此，也能够容易地应对小尺寸的曝光区域EA，对印刷布线基板等中的微细化、高分辨率下的曝光有很大贡献。
如上所述，在本实施方式的投影曝光装置10中，即使对小尺寸的曝光区域EA，利用使与曝光光相同的紫外线(i线)透过投影透镜18的TTL方式的对准，也能够以极高的精度进行对准。
再者，本发明并不限于上述的实施方式，可以进行适当地变形和改良等。
例如，在上述的实施方式中，对掩模的对准标记及工件的对准标记分别各设置有4个的例子进行了说明，但也可以分别各设置3个掩模的对准标记及工件的对准标记，进行掩模与工件的对准。
另外，在上述实施方式中，除了光源部11之外，作为在对准时对掩模的对准标记进行照射的掩模标记照明用光源，还设置有照射与曝光光实质上相同波长的光即第一对准光L1的光源。然而，本发明不限于此，例如，也可以将从光源部11照射的曝光光自身作为第一对准光L1向掩模的对准标记照射。即，光源部11也可以用作掩模标记照明用光源。
在向掩模M的对准标记MM照射曝光光的情况下，如图6所示的变形例那样，同时使用在进行对准时能够进入掩模M上方的1张遮光板60。例如，若观察部位为4处，则在遮光板60上，在与掩模M的各对准标记MM对应的位置形成4处孔部61(在图6中，仅表示2处孔部)。遮光板60在进行对准时，进入掩模M上方，对照射到曝光区域的曝光光进行遮光，并且经由4处孔部61向各对准标记MM照射曝光光。另外，在对准结束后进行曝光时，遮光板60从掩模M上方退避。
另外，如图7所示的其他变形例那样，若观察部位为4处，则也可以同时使用能够进入掩模M上方的4张遮光板60A～60D，该4张遮光板60A～60D分别具有与掩模M的各对准标记MM对应的1处孔部61。由此，在各对准标记MM的位置根据掩模M而变化的情况下，通过使各遮光板60A～60D的位置与各对准标记MM的位置一致地移动，从而也能够在不改变遮光板60A～60D的情况下应对。
另外，本发明优选使用本实施方式那样的能够抑制对准单元的高度方向尺寸的工件标记照明用光源，但在高度方向尺寸允许的情况下，也可以使用环形照明等其他工件标记照明用光源。
如上所述，本说明书中公开了如下内容。
(1)一种投影曝光装置，所述投影曝光装置向掩模照射曝光光，利用投影透镜将形成于所述掩模的图案向工件投影，并将所述图案曝光于所述工件，所述投影曝光装置具备：
掩模标记照明用光源，所述掩模标记照明用光源能够向所述掩模的对准标记照射所述曝光光自身或与所述曝光光实质上相同波长的光即第一对准光；
工件标记照明用光源，所述工件标记照明用光源能够向所述工件的对准标记照射与所述曝光光不同波长的第二对准光；以及
对准单元，所述对准单元具有：摄像装置，所述摄像装置获取基于所述第一对准光的所述掩模的对准标记的像、和所述工件的对准标记；和摄像光学系统，所述摄像光学系统具有合成光学元件，所述合成光学元件将从所述掩模标记照明用光源射出并经过所述掩模和所述投影透镜后的所述第一对准光和来自所述工件的对准标记的光合成而得到的合成光向所述摄像装置射出，所述摄像光学系统用于使所述摄像装置获取所述掩模的对准标记的像和所述工件的对准标记作为图像，
所述摄像光学系统具有光路长度变更光学系统，所述光路长度变更光学系统使所述第一对准光从由所述合成光学元件合成的所述第一对准光和来自所述工件的对准标记的光分支并汇聚，以使第一对准光的从所述合成光学元件到所述摄像装置的光路长度比来自所述工件的对准标记的光的从所述合成光学元件到所述摄像装置的光路长度长，
由所述摄像装置获取的所述掩模的对准标记的像在所述光路长度变更光学系统的光路上成像，
所述工件的对准标记与所述掩模的对准标记的像相对于所述摄像装置的光学位置关系相等。
根据该结构，在使用多个对准单元进行对准时，即使是小尺寸的曝光区域，对准单元彼此也不会干涉，能够进行高精度的对准。
(2)根据(1)所述的投影曝光装置，其中，所述合成光学元件是具有一对棱镜的第一分色棱镜，所述一对棱镜的相对于从所述投影透镜射出的所述第一对准光的光轴倾斜了45°的接合面构成半透半反镜面，
在与所述工件对置的所述棱镜中，与所述第一对准光的光轴正交的面构成反射所述第一对准光并使所述第二对准光透过的分色面。
根据该结构，能够防止具有与曝光光实质上相同波长的第一对准光照射到工件，还能够将第一对准光和第二对准光合成为合成光。
(3)根据(1)或(2)所述的投影曝光装置，其中，所述光路长度变更光学系统具备：
第二分色棱镜，所述第二分色棱镜由多个棱镜构成，所述多个棱镜的两个接合面正交，所述两个接合面相对于从所述合成光学元件射出的所述合成光的光轴分别倾斜了45°并且构成反射所述第一对准光并使所述第二对准光透过的分色面；以及
一对反射光学元件，一对所述反射光学元件分别设置在远离从所述合成光学元件射出的所述合成光的光轴的位置，并且彼此的反射面正交以使由所述第二分色棱镜的一个所述接合面反射后的所述第一对准光入射到所述第二分色棱镜的另一个所述接合面。
根据该结构，能够由从合成光学元件射出的合成光中分离第一对准光，并改变第一对准光的光路长度。
(4)根据(3)所述的投影曝光装置，其中，所述对准单元以能够在所述投影透镜与所述工件之间进退的方式水平移动自如地设置，
所述工件标记照明用光源以及一对所述反射光学元件配置在包含从所述合成光学元件射出的所述合成光的光轴的水平面上。
根据该结构，能够抑制对准单元的高度方向尺寸，由此，能够使对准单元在投影透镜与工件之间的空间内不与投影透镜、工件发生干涉地移动，另外，在曝光转印时，能够使对准单元退避。
(5)一种投影曝光方法，是具备根据(1)至(4)中任一项所述的投影曝光装置的投影曝光方法，所述投影曝光方法具备：
基于由所述摄像装置获取的所述掩模的对准标记的像和所述工件的对准标记，对所述掩模和所述工件进行对准的工序；以及
向掩模照射曝光光，利用投影透镜将形成于所述掩模的图案向工件投影，将所述图案曝光于所述工件的工序。
根据该结构，在使用多个对准单元进行对准时，即使是小尺寸的曝光区域，对准单元彼此也不会干涉，能够进行高精度的对准，能够实现增加了曝光区域的分割数的高分辨率下的曝光。
另外，本申请基于2020年9月14日申请的日本专利申请(日本特愿2020-153975)，其内容作为参照引用于本申请中。

Claims (5)

1.一种投影曝光装置，其特征在于，
所述投影曝光装置向掩模照射曝光光，利用投影透镜将形成于所述掩模的图案向工件投影，并将所述图案曝光于所述工件，
所述投影曝光装置具备：
掩模标记照明用光源，所述掩模标记照明用光源能够向所述掩模的对准标记照射所述曝光光自身或与所述曝光光实质上相同波长的光即第一对准光；
工件标记照明用光源，所述工件标记照明用光源能够向所述工件的对准标记照射与所述曝光光不同波长的第二对准光；以及
对准单元，所述对准单元具有：摄像装置，所述摄像装置获取所述工件的对准标记和基于所述第一对准光的所述掩模的对准标记的像；和摄像光学系统，所述摄像光学系统具有合成光学元件，所述合成光学元件将从所述掩模标记照明用光源射出并经过所述掩模和所述投影透镜后的所述第一对准光和来自所述工件的对准标记的光合成而得到的合成光向所述摄像装置射出，所述摄像光学系统用于使所述摄像装置获取所述掩模的对准标记的像和所述工件的对准标记作为图像，
所述摄像光学系统具有光路长度变更光学系统，所述光路长度变更光学系统使所述第一对准光从由所述合成光学元件合成的所述第一对准光和来自所述工件的对准标记的光分支并汇聚，以使第一对准光的从所述合成光学元件到所述摄像装置的光路长度比来自所述工件的对准标记的光的从所述合成光学元件到所述摄像装置的光路长度长，
由所述摄像装置获取的所述掩模的对准标记的像在所述光路长度变更光学系统的光路上成像，
所述工件的对准标记与所述掩模的对准标记的像相对于所述摄像装置的光学位置关系相等。
2.根据权利要求1所述的投影曝光装置，其特征在于，
所述合成光学元件是具有一对棱镜的第一分色棱镜，所述一对棱镜的相对于从所述投影透镜射出的所述第一对准光的光轴倾斜了45°的接合面构成半透半反镜面，
在与所述工件对置的所述棱镜中，与所述第一对准光的光轴正交的面构成反射所述第一对准光并使所述第二对准光透过的分色面。
3.根据权利要求1或2所述的投影曝光装置，其特征在于，
所述光路长度变更光学系统具备：
第二分色棱镜，所述第二分色棱镜由多个棱镜构成，所述多个棱镜的两个接合面正交，所述两个接合面相对于从所述合成光学元件射出的所述合成光的光轴分别倾斜了45°并且构成反射所述第一对准光并使所述第二对准光透过的分色面；以及
一对反射光学元件，一对所述反射光学元件分别设置在远离从所述合成光学元件射出的所述合成光的光轴的位置，并且一对所述反射光学元件的彼此的反射面正交以使由所述第二分色棱镜的一个所述接合面反射后的所述第一对准光入射到所述第二分色棱镜的另一个所述接合面。
4.根据权利要求3所述的投影曝光装置，其特征在于，
所述对准单元以能够在所述投影透镜与所述工件之间进退的方式设置为水平自由移动，
所述工件标记照明用光源以及一对所述反射光学元件配置在包含从所述合成光学元件射出的所述合成光的光轴的水平面上。
5.一种投影曝光方法，其特征在于，
是具备权利要求1至4中任一项所述的投影曝光装置的投影曝光方法，
所述投影曝光方法具备：
基于由所述摄像装置获取的所述掩模的对准标记的像和所述工件的对准标记，对所述掩模和所述工件进行对准的工序；以及
向掩模照射曝光光，利用投影透镜将形成于所述掩模的图案向工件投影，并将所述图案曝光于所述工件的工序。
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