CN117597632A - 曝光装置、曝光方法、平板显示器的制造方法及曝光数据生成方法 - Google Patents

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CN117597632A CN202280047260.7A CN202280047260A CN117597632A CN 117597632 A CN117597632 A CN 117597632A CN 202280047260 A CN202280047260 A CN 202280047260A CN 117597632 A CN117597632 A CN 117597632A
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Abstract

曝光装置具备照明光学系统、被来自照明光学系统的光照明的多个空间光调制器、将从空间光调制器射出的光照射到曝光对象的多个投影光学系统、和供曝光对象载置的载台。载台一边通过多个投影光学系统使扫描曝光视野重叠一边使曝光对象沿预定的扫描方向移动，由此照射到曝光对象的光在曝光对象上进行扫描。空间光调制器进行设定，以使得在曝光中在曝光对象上重叠地受到曝光的重叠部(Oa)的照度比在曝光对象上非重叠地受到曝光的非重叠部(Sa、Sb)的照度高。

Description

曝光装置、曝光方法、平板显示器的制造方法及曝光数据生成 方法
技术领域
本发明涉及曝光装置、曝光方法、平板显示器的制造方法以及曝光数据生成方法。
本申请基于2021年7月5日申请的日本国特愿2021-111848号主张优先权，并在此援用其内容。
背景技术
以往，作为经由光学系统向基板照射照明光的曝光装置，已知有如下曝光装置：使利用空间光调制器调制的光通过投影光学系统，使由该光所得的像在涂布于基板的抗蚀剂上成像而进行曝光(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2005-266779号公报
发明内容
根据本发明的第1方式，提供一种曝光装置，其具备：具有多个元件的多个空间光调制器；照明光学系统，其通过脉冲光对上述多个空间光调制器进行照明；多个投影光学系统，其将从上述空间光调制器射出的光照射到曝光对象；供上述曝光对象载置的载台；以及控制部，其将上述多个元件切换为将上述脉冲光引导至上述投影光学系统的第1状态、和不将上述脉冲光引导至上述投影光学系统的第2状态，上述载台一边通过多个上述投影光学系统使扫描曝光视野重叠一边使上述曝光对象沿预定的扫描方向移动，由此照射到上述曝光对象的光在上述曝光对象上进行扫描，上述控制部在曝光中对上述多个元件的上述第1状态和上述第2状态进行切换，以经由上述投影光学系统照射到重叠部的上述脉冲光的数量比经由上述投影光学系统照射到非重叠部的上述脉冲光的数量多的方式，控制上述多个元件，其中，上述重叠部是上述曝光对象上重叠地受到曝光的部分，上述非重叠部是上述曝光对象上非重叠地受到曝光的部分。
根据本发明的第2方式，提供一种曝光方法，是使用上述曝光装置对曝光对象进行曝光的方法，上述载台一边通过多个上述投影光学系统使扫描曝光视野重叠一边使上述曝光对象沿预定的扫描方向移动，由此照射到上述曝光对象的光在上述曝光对象上进行扫描，此时，在曝光中对上述多个元件的上述第1状态和上述第2状态进行切换，以经由上述投影光学系统照射到重叠部的上述脉冲光的数量比经由上述投影光学系统照射到非重叠部的上述脉冲光的数量多的方式，控制上述多个元件，其中，上述重叠部是上述曝光对象上重叠地受到曝光的部分，上述非重叠部是上述曝光对象上非重叠地受到曝光的部分。
根据本发明的第3方式，提供一种平板显示器的制造方法，包括：通过上述曝光方法对曝光对象进行曝光；和对经曝光的上述曝光对象进行显影。
根据本发明的第4方式，提供一种曝光数据生成方法，在曝光装置中使用，上述曝光装置具备：具有多个元件的多个空间光调制器；照明光学系统，其通过脉冲光对上述多个空间光调制器进行照明；多个投影光学系统，其将从上述空间光调制器射出的光照射到曝光对象；供上述曝光对象载置的载台；以及控制部，其将上述多个元件切换为将上述脉冲光引导至上述投影光学系统的第1状态、和不将上述脉冲光引导至上述投影光学系统的第2状态，上述载台一边通过多个上述投影光学系统使扫描曝光视野重叠一边使上述曝光对象沿预定的扫描方向移动，由此照射到上述曝光对象的光在上述曝光对象上进行扫描，上述曝光数据生成方法生成以下的曝光数据：在曝光中对上述多个元件的上述第1状态和上述第2状态进行切换，以经由上述投影光学系统照射到重叠部的上述脉冲光的数量比经由上述投影光学系统照射到非重叠部的上述脉冲光的数量多的方式，控制上述多个元件，其中，上述重叠部是上述曝光对象上重叠地受到曝光的部分，上述非重叠部是上述曝光对象上非重叠地受到曝光的部分。
附图说明
图1是表示第1实施方式的曝光装置的外观结构的概要的图。
图2是表示照明模块及投影模块的结构的概要的图。
图3是表示照明模块的结构的概要的图。
图4是表示光调制部的结构的概要的图。
图5是表示光调制部的结构的概要的图，是表示纸面中央的镜的开状态的图。
图6是表示光调制部的结构的概要的图，是表示纸面中央的镜的闭状态的图。
图7的(A)是表示两个投影模块的曝光视野的图。图7的(B)是表示形成在曝光对象物上的曝光区域的图。图7的(C)是表示基于扫描曝光的感光量的图表。图7的(D)是表示照射于曝光对象物的光的累计照度(累计曝光量)的图表。
图8的(A)是表示两个投影模块的曝光视野的图。图8的(B)是表示形成在曝光对象物上的曝光区域的图。图8的(C)是表示基于扫描曝光的感光量的图表。图8的(D)是表示照射于曝光对象物的光的累计照度(累计曝光量)的图表。
图9是示意性示出第2实施方式的曝光装置的投影在基板上的空间光调制器的矩形投影区域的配置例的图。
图10是表示仅基于图9中的两个投影区域的拼接曝光(通常曝光模式)的状况的图。
图11是示意性示出负性抗蚀剂的情况下的特殊曝光模式的一例的图。
图12是表示变形例中在拼接区域内曝光的开状态的镜的累计个数在Y方向上的分布的一例的图。图12的(A)是表示通常曝光模式下的分布的一例的图，图12的(B)是表示特殊曝光模式下的分布的一例的图。
图13的(A)是表示第3实施方式的对曝光对象物进行曝光时形成于曝光对象物上的曝光区域的图。图13的(B)是表示形成于曝光对象物上的曝光区域的图。图13的(C)是表示基于扫描曝光的累计脉冲数的图表。
图14是示意性示出第4实施方式的曝光装置的曝光模式的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。本发明的以下详细说明仅是例示性的，而非限定性说明。在附图以及以下详细说明整体中，使用相同或相似的附图标记。
[第1实施方式]
[曝光装置]
图1是表示第1实施方式的曝光装置1的外观结构的概要的图。曝光装置1是对曝光对象物照射调制光的装置。在特定实施方式中，曝光装置1是将在液晶显示装置(平板显示器)等电子器件中使用的矩形(方型)玻璃基板作为曝光对象物的步进扫描方式的投影曝光装置、即所谓扫描仪。作为曝光对象物的玻璃基板的至少一条边的长度或对角长可以为500mm以上。作为曝光对象物的玻璃基板也可以是平板显示器用的基板。通过曝光装置1曝光出的曝光对象物(例如平板显示器用的基板)通过显影而用于产品。在曝光对象物的表面形成抗蚀剂(例如负性抗蚀剂)。
曝光装置1的装置主体与例如美国专利申请公开第2008/0030702号说明书所公开的装置主体同样地构成。
曝光装置1具备底座11、防振台12、主柱(main column)13、载台14、光学定盘15、照明模块16、投影模块17(投影光学系统)、光源单元18、光纤19、光调制部20(图1中未图示)以及控制部21。
以下，根据需要使用如下的三维正交坐标系进行说明：将与投影模块17的光轴方向平行的方向设为Z轴方向，将与Z轴正交的预定平面的方向设为X轴方向、Y轴方向，其中投影模块17将由光调制部20调制出的光向曝光对象物照射。X轴方向和Y轴方向是彼此正交(交叉)的方向。在本实施方式中，X轴方向是曝光对象物(基板)23的扫描移动方向，Y轴方向是曝光对象物(基板)23的步进方向。
底座11是曝光装置1的基台，设置于防振台12之上。底座11以能够在X轴方向及Y轴方向上移动的方式支承供曝光对象物载置的载台14。
载台14是支承曝光对象物的部件。载台14是用于在扫描曝光中相对于经由投影模块17所投影的电路图案的多个部分像而高精度地定位曝光对象物的部件。载台14在6个自由度方向(上述X轴、Y轴和Z轴方向以及相对于各个轴的旋转方向)上驱动曝光对象物。
载台14在扫描曝光时沿X轴方向以预定的等速度移动，在变更曝光对象物上的曝光对象区域时沿Y轴方向步进移动。需要说明的是，曝光对象物形成有多个曝光对象区域。载台14在扫描方向上使曝光对象物和投影模块17相对移动。
曝光装置1能够在1片曝光对象物上分别对多个曝光对象区域进行曝光。作为载台14的结构，没有特别限定，能够使用在美国专利申请公开第2012/0057140号说明书等中公开那样的载台装置。载台装置例如是所谓的粗微动结构的载台装置，包括龙门型(gantrytype)的二维粗动载台、和相对于该二维粗动载台而受到微小驱动的微动载台。粗微动结构的载台装置能够通过粗动载台而使曝光对象物在水平面内的3个自由度方向上移动，并且能够通过微动载台而使曝光对象物在6个自由度方向上微动。
主柱13在载台14的上方(Z轴正向)支承光学定盘15。光学定盘15支承照明模块16、投影模块17和光调制部20。
图2是表示照明模块16、投影模块17和光调制部20的结构的概要的图。
照明模块16配置在光学定盘15的上方，经由光纤19与光源单元18连接。在本实施方式的一例中，照明模块16中包含第1照明模块16A、第2照明模块16B、第3照明模块16C以及第4照明模块16D。以下说明中，在不区分第1照明模块16A～第4照明模块16D的情况下，将它们总称而记载为照明模块16。
第1照明模块16A～第4照明模块16D的每一个将经由光纤19的从光源单元18射出的光导向第1光调制部20A、第2光调制部20B、第3光调制部20C以及第4光调制部20D的每一个。照明模块16对光调制部20进行照明。
光调制部20将在下文中进一步详述，其基于待转印至作为曝光对象物的基板23的电路图案的描绘数据(二维的点阵图(bit map)形式等的数字数据)而受到控制，根据待曝光图案而动态地调制来自照明模块16的照明光的空间强度分布。由光调制部20调制得到的调制光引导至投影模块17。第1光调制部20A～第4光调制部20D配置在XY平面上内彼此不同的位置。以下说明中，在不区分第1光调制部20A～第4光调制部20D的情况下，将它们总称而记载为光调制部20。
投影模块17配置在光学定盘15的下方，将由光调制部20调制得到的调制光照射到载置于载台14上的基板23(表面具有感光层)。投影模块17使由光调制部20调制得到的光(与图案相应的光强度分布的像)在基板23上成像，对基板23的感光层(光致抗蚀剂)进行曝光。换言之，投影模块17将由光调制部20生成的动态的可变图案的像投影到基板23。在本实施方式的一例中，投影模块17中包含与上述第1照明模块16A～第4照明模块16D以及第1光调制部20A～第4光调制部20D对应的、第1投影模块17A～第4投影模块17D。以下说明中，在不区分第1投影模块17A～第4投影模块17D的情况下，将它们总称而记载为投影模块17。
将由第1照明模块16A、第1光调制部20A和第1投影模块17A构成的单元称为第1曝光模块。同样地，将由第2照明模块16B、第2光调制部20B和第2投影模块17B构成的单元称为第2曝光模块。各曝光模块设于XY平面上彼此不同的位置，能够在载置于载台14的曝光对象物的不同位置曝光出图案。载台14相对于曝光模块在作为扫描方向的X轴方向上相对移动，由此能够对曝光对象物整面或者曝光对象区域整面进行扫描曝光。另外，从图1也可得知，图2中的第1照明模块16A、第1投影模块17A以及第1光调制部20A的第1曝光模块也在Y轴方向上排列配置有多个。同样地，图2中的第2照明模块16B、第2投影模块17B以及第2光调制部20B的第2曝光模块也在Y轴方向上排列配置有多个。同样地，图2中的由第3照明模块16C、第3投影模块17C以及第3光调制部20C构成的第3曝光模块也在Y轴方向上排列配置有多个。同样地，图2中的由第4照明模块16D、第4投影模块17D以及第4光调制部20D构成的第4曝光模块也在Y轴方向上排列配置有多个。
此外，照明模块16也称为照明系统。照明模块16(照明系统)对光调制部20的后述空间光调制器201(空间光调制元件)进行照明。
另外，投影模块17也称为投影部。投影模块17(投影部)可以是将光调制部20上的图案的像等倍投影的等倍系统，也可以是放大系统或缩小系统。另外，投影模块17优选由单一或两种玻璃材料(尤其是石英或萤石)构成。
如图1所示，光源单元18设有一对(光源单元R18R、光源单元L18L)。作为光源单元18，能够采用将干涉性高的激光作为光源的光源单元、使用半导体激光型的UV-LD(Ultraviolet-Laser Diode:紫外光激光二极管)那样的光源的光源单元、以及利用透镜中继式的延迟器的光源单元。作为光源单元18所具备的光源18a，可列举射出405nm或365nm等波长的灯或激光二极管等。光源单元18也可以包括对各光纤19供给大致相同照度的照明光(脉冲光)的光分配系统。另外，作为光源单元18，也能够利用光纤放大器激光光源，该光纤放大器激光光源能够以100KHz以上的频率输出在紫外波段(300～436nm)内的特定波长具有波峰强度且发光时间极短为例如数十皮秒以内的紫外脉冲。
曝光装置1在上述各部分的基础上还具备由干涉仪或编码器等构成的位置测量部(未图示)，测量载台14相对于光学定盘15的相对位置。曝光装置1在上述各部分的基础上还具备测量载台14或载台14上的基板23在Z轴方向上的位置的AF(Auto Focus：自动对焦)部42。曝光装置1还具备对准部41，在对既已曝光在基板23上的图案(基底层)重叠曝光其他图案时，为了使各个图案的相对位置对准，对准部41测量形成于基底层的对准标记的位置。AF部42及/或对准部41也可以是经由投影模块17测量的TTL(Through the lens：经由镜头)的结构。
图3是表示曝光模块的结构的概要的图。以第1曝光模块为一例，对照明模块16、光调制部20和投影模块17的具体结构的一例进行说明。
照明模块16具备模块快门161和照明光学系统162。模块快门161切换是否将从光纤19以预定强度、预定周期供给的脉冲光导光到照明光学系统162。
照明光学系统162将从光纤19供给的脉冲光经由准直透镜162A、复眼透镜162C、聚光透镜162E等向光调制部20射出，由此大致均匀地照射光调制部20。复眼透镜162C对入射至复眼透镜162C的脉冲光进行波面分割，聚光透镜162E使波面分割得到的光在光调制部20上重叠。需要说明的是，照明光学系统162也可以具备积分柱(rod integrator)来代替复眼透镜162C。本实施方式的照明光学系统162还具备可变减光滤光片162B、可变孔径光阑162D以及平面镜162F。可变减光滤光片162B使入射到复眼透镜162C的照明光(脉冲光)的照度衰减而调整曝光量。可变孔径光阑162D调整在复眼透镜162C的射出面侧形成的大致圆形的光源像的大小(直径)而使照明σ变化。平面镜162F以来自聚光透镜162E的照明光(脉冲光)对光调制部20倾斜照明的方式进行反射。
光调制部20具备空间光调制器(SLM：Spatial Light Modulator)201和偏离光吸收片202，空间光调制器201作为可变光罩发挥功能，基于描绘数据对照明光的反射光的空间强度分布高速地进行图案变更。
空间光调制器201是数字镜设备(数字微镜设备、DMD)。空间光调制器201能够空间性且时间性地调制照明光。
图4是表示本实施方式的空间光调制器201的结构的概要的图。该图中，使用Xm轴、Ym轴、Zm轴的三维正交坐标系进行说明。空间光调制器201具备在XmYm平面排列的多个微镜203(镜)。微镜203构成空间光调制器201的元件(像素)。微镜203能够分别绕Xm轴及Ym轴变更倾斜角。例如如图5所示，微镜203通过绕Ym轴倾斜而成为开状态(第1状态)。如图6所示，微镜203通过绕Xm轴倾斜而成为闭状态(第2状态)。开状态的微镜203向投影模块17引导脉冲光。闭状态的微镜203不向投影模块17引导脉冲光。
空间光调制器201对每个微镜203切换微镜203的倾斜方向，由此对每个微镜(元件)控制将入射光反射的方向。作为一例，空间光调制器201的数字微镜设备具有4M pixel左右的像素数，能够以10kHz左右的周期切换微镜203的开状态和闭状态。
空间光调制器201以预定时间间隔单独控制多个元件。在空间光调制器201为DMD的情况下，元件为微镜203，预定时间间隔为对微镜203的开状态和闭状态进行切换的周期(例如周期10kHz)。
返回图3，偏离光吸收片202将从空间光调制器201的被设为闭状态的元件射出(反射)的光(偏离光)吸收。从空间光调制器201的被设为开状态的元件射出的光被导光至投影模块17。
投影模块17将从空间光调制器201的被设为开状态的元件射出的光投影到曝光对象物上。投影模块17具备倍率调整部171和焦点调整部172。由空间光调制器201调制得到的光(调制光)入射至倍率调整部171。
倍率调整部171通过沿光轴方向驱动一部分透镜，而调整从空间光调制器201射出的调制光的成像面163的倍率。成像面163是由投影模块17形成的、与空间光调制器201的整体反射面共轭的成像面(最佳聚焦面)。换言之，倍率调整部171调整作为曝光对象物的基板23的表面中的像的倍率。
焦点调整部172通过沿光轴方向驱动透镜群全体来调整成像位置即焦点，以使得从空间光调制器201射出的调制光在由上述AF部42测量的基板23的表面成像。
投影模块17仅将从空间光调制器201的被设为开状态的元件射出的光的像投影到曝光对象物的表面。因此，投影模块17能够将通过空间光调制器201的开元件形成的图案的像投影曝光至基板23的表面。也就是说，投影模块17能够在基板23的表面形成经空间性调制的可变光罩的像。另外，如上述那样，空间光调制器201能够以预定周期(频率)切换微镜203的开状态和闭状态，因此投影模块17能够在基板23的表面形成经时间性调制的调制光(即，由空间光调制器201反射并入射到投影模块17的成像光束在XY面内的明暗形状(光分布)随时间高速变化的调制光)。
在投影模块17的光瞳位置设有可变孔径光阑173，该可变孔径光阑173在调整(限制)由空间光调制器201的开状态的微镜反射的成像光束的基板23侧的数值孔径(NA)，使分辨率或焦点深度DOF变化时使用。可变孔径光阑162D和可变孔径光阑173为光学上大致共轭的关系。
如上述那样，空间光调制器201由以预定周期供给的脉冲光照明。因此，空间光调制器201以脉冲光的周期的整数倍周期驱动。例如，在将空间光调制器201的微镜的驱动频率(10KHz)的周期设为Tm、将脉冲光的周期设为Tp时，设定成Tm/Tp为整数。投影模块17将由空间光调制器201调制得到的脉冲光照射至基板23。利用脉冲光的集合体在基板23形成图案。通过投影模块17引导至曝光对象物的多个脉冲光(其中心位置)被引导至基板23上的不同位置。
在图4至图6所示的空间光调制器201中，Xm轴与X轴平行，Ym轴与Y轴平行。由此，开状态的微镜203(绕Ym轴倾斜的微镜203)相对于作为扫描方向的X轴方向倾斜。
Ym轴也称为第1倾转轴T1。空间光调制器201中，多个微镜203分别绕第1倾转轴T1(Ym轴)旋转，调整多个微镜203相对于各自的扫描方向的倾斜而成为开状态，由此向投影模块17射出光。
此外，空间光调制器201中，多个微镜203在扫描方向上呈直线状排列，并且多个微镜203也在第1倾转轴T1方向上排列。
如图2所示，控制部21例如由具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等运算部和存储部的计算机构成。计算机按照执行曝光处理中动作的各部分的控制的程序，控制曝光装置1的各部分。控制部21例如控制照明模块16、光调制部20、投影模块17以及载台14的动作。控制部21将多个微镜203切换为开状态(第1状态)和闭状态(第2状态)。
存储部使用存储器等计算机可读取的存储介质装置而构成。存储部存储与曝光处理有关的各种信息。存储部例如存储与曝光处理时的曝光图案有关的信息(除描绘数据之外还包括目标曝光量、扫描速度等配方信息)。存储部例如存储经由通信部或输入部输入的信息。通信部包括用于将曝光装置与外部装置连接的通信接口而构成。输入部包括鼠标和/或键盘、触摸面板等输入装置而构成。输入部受理对曝光装置的各种信息的输入。
[曝光方法]
载台14使基板23相对于曝光模块沿预定的扫描方向相对地移动。由此，由曝光模块照射的光基于存储于存储部的与曝光图案有关的信息对基板23进行扫描，形成预定的曝光图案。
图7的(A)是表示基板23上的、相邻的两个投影模块17的曝光视野PIa、PIb的图。如图7的(A)所示，曝光视野PIa、PIb为矩形。曝光视野PIa、PIb的长边方向相对于X方向及Y方向倾斜。曝光视野PIa、PIb分别为与空间光调制器201的多个微镜所排列的区域整体的形状相似的形状。
将曝光视野PIa中的、两条长边在X方向上重叠的区域称为中央区域PIac。将曝光视野PIa中的、未包含在中央区域PIac的-Y侧的端部区域称为第1端区域PIa1。将曝光视野PIa中的、未包含在中央区域PIac的+Y侧的端部区域称为第2端区域PIa2。
将曝光视野PIb中的、两条长边在X方向上重叠的区域称为中央区域PIbc。将曝光视野PIb中的、未包含在中央区域PIbc的-Y侧的端部区域称为第1端区域PIb1。将曝光视野PIb中的、未包含在中央区域PIbc的+Y侧的端部区域称为第2端区域PIb2。
曝光视野PIa、PIb的中央区域PIac、PIbc在Y方向上的长度均为宽度Ws。第1端区域PIa1、PIb1及第2端区域PIa2、PIb2的长度均为宽度Wo。在沿Y方向相邻的曝光视野PIa、PIb，第1端区域PIa1和第2端区域PIb2在X方向上的位置大致一致。
曝光视野PIa、PIb的形状及位置的设定通过曝光模块的配置、光阑等的设定来进行。
图7的(B)是表示通过载台14沿X方向对曝光对象物进行扫描并通过曝光视野PIa、PIb进行曝光时，形成于基板23上的曝光区域的图。如图7的(B)所示，在基板23上形成通过曝光视野PIa曝光的扫描曝光区域SIa和通过曝光视野PIb曝光的扫描曝光区域SIb。
扫描曝光区域SIa、SIb可以说通过沿X方向的扫描曝光将曝光视野PIa、PIb在X方向上延长而成。扫描曝光区域SIa、SIb的非扫描方向的端部与相邻的其他扫描曝光区域SIa、SIb的非扫描方向的端部重叠。例如，由第1端区域PIa1得到的曝光区域和由第2端区域PIb2得到的曝光区域一致。“非扫描方向”是与扫描方向交叉的方向。
图7的(C)是表示通过沿X方向的扫描曝光而感光的基板23上的感光量的图表。图表的纵轴为感光量。感光量是表示相对于后述的“非重叠区域”中的曝光对象物上的感光量的、“重叠区域”中的感光量的值。横轴为Y方向的坐标。
如图7的(C)所示，曝光对象物上的感光量E为固定的值E1。即，Y方向中，由扫描曝光视野SIa、SIb中的一个所曝光的部分(以下也称为“非重叠部”)Sa、Sb中的感光量E、和扫描曝光视野SIa、SIb二者重叠而曝光的部分(以下也称为“重叠部”)Oa中的感光量E均是，感光量E的值为E1。因此，非重叠部Sa、Sb中的感光量E和重叠部Oa中的感光量E相等。
非重叠部Sa、Sb为不重叠地受到曝光的区域。
图7的(D)是表示通过沿X方向的扫描曝光而照射于曝光对象物的光的累计照度(累计曝光量)的图表。图表的纵轴为累计照度。累计照度是“非重叠区域”和“重叠区域”各自中照射于曝光对象物的(脉冲)光的总和。即，脉冲数越多则累计照度越大，脉冲数越少则累计照度越小。横轴为Y方向的坐标。
如图7的(D)所示，重叠部Oa中的累计照度比非重叠部Sa、Sb中的累计照度高。由此，非重叠部Sa、Sb中的感光量E和重叠部Oa中的感光量E相等。
为了使重叠部Oa中的累计照度比非重叠部Sa、Sb中的累计照度高，采用以下的方法。
控制部21在与曝光视野PIa、PIb的区域(第1端区域PIa1及第2端区域PIb2)相当的区域，控制空间光调制器201的微镜203的开状态及闭状态。详细而言，控制部21以照射于重叠部Oa的脉冲光的数量比照射于非重叠部Sa、Sb的脉冲光的数量多的方式控制多个微镜203。例如，能够使重叠部Oa中的、每单位面积的开状态的微镜203的数量比非重叠部Sa、Sb中的、每单位面积的开状态的微镜203的数量多。
由此，能够使重叠部Oa中的累计照度比非重叠部Sa、Sb中的累计照度高。
曝光装置1中，控制部21以使得照射于重叠部Oa的脉冲光的数量比照射于非重叠部Sa、Sb的脉冲光的数量多的方式控制多个微镜203。由此，非重叠部Sa、Sb中的感光量E和重叠部Oa中的感光量E相等。因此，能够抑制非重叠部Sa、Sb与重叠部Oa的感光量的偏差。
在使用曝光装置1的曝光方法中，以使得照射于重叠部Oa的脉冲光的数量比照射于非重叠部Sa、Sb的脉冲光的数量多的方式控制多个微镜203。由此，非重叠部Sa、Sb中的感光量E与重叠部Oa中的感光量E相等。因此，能够抑制非重叠部Sa、Sb与重叠部Oa的感光量的偏差。
曝光装置1也可以具备成为同步用基准的主时钟(发出主时钟的振荡器)(未图示)。在曝光装置1中，例如载台14、照明模块16、投影模块17、光调制部20等器件也可以以主时钟为基准进行驱动。控制部21能够以主时钟为基准来控制光源18的脉冲发光的定时和/或各器件的动作。通过参照主时钟，分别适当地调整各器件的动作定时，并且适当地设定多个器件之间的动作定时的关系。
为了明确实施方式的曝光装置1的效果，提示比较方式。
图8的(A)～(B)示出比较方式。图8的(A)是表示相邻的两个投影模块17的曝光视野PIa、PIb的图。图8的(B)是表示通过曝光视野PIa、PIb进行曝光时形成于基板23上的曝光区域的图。
图8的(C)是表示由沿着X方向的扫描曝光所得到的感光量的图表。图8的(D)是表示通过沿着X方向的扫描曝光而照射于基板23的光的累计照度的图表。
如图8的(D)所示，重叠部Oa中的累计照度与非重叠部Sa、Sb中的累计照度相等。如图8的(C)所示，重叠部Oa中的感光量E比非重叠部Sa、Sb的感光量E2低。该比较方式中，在重叠部Oa中发生感光量下降。因此，非重叠部Sa、Sb与重叠部Oa的感光量的偏差变大。该比较方式中，例如照射到重叠部Oa的脉冲光的数量与照射到非重叠部Sa、Sb的脉冲光的数量相等。
如图7的(A)所示，在曝光装置1中，第1端区域PIa1与第2端区域PIb2在X方向上的位置大致一致，但第1端区域PIa1与第2端区域PIb2的位置关系不限定于图示例。若与图7的(A)相比而向彼此接近的方向或远离的方向对曝光视野PIa和曝光视野PIb进行位置调整，则能够调整重叠部中的累计照度。例如，若曝光视野PIa和曝光视野PIb彼此接近，则重叠部中的累计照度变大。
[曝光数据生成方法]
对生成图7的(C)及(D)所示的曝光数据的方法的一例进行说明。
对图2所示的控制部21输入用于对重叠部Oa及非重叠部Sa、Sb中的开状态的微镜203的数量进行调整的信息。由此，得到照射于重叠部Oa的脉冲光的数量比照射于非重叠部Sa、Sb的脉冲光的数量多那样的曝光数据。
在曝光装置1中，也可以如以下所示那样不仅调整开状态的微镜的数量还并用使用遮光部件的方法。作为遮光部件的结构，没有特别限定，能够使用国际公开2020/145044号、国际公开2020/203002号、国际公开2020/203003号、国际公开2020/203111号以及国际公开2020/138497号所公开那样的遮光部件、或者减光滤光片。
遮光部件能够将向曝光视野PIa、PIb(参照图7的(A))中的中央区域PIac、PIbc照射的光遮蔽。由此，能够使中央区域PIac、PIbc的累计照度比第1端区域PIa1及第2端区域PIb2低。
在实施方式的曝光装置中，存在如下情况：若在扫描曝光视野的边沿部进行开状态的微镜的数量调整，则扫描曝光视野的边沿部的位置向扩宽方向偏移。若在靠近扫描曝光视野的中央的位置进行开状态的微镜的数量调整，则不易发生这样的位置偏移。优选的是，考虑该情况来选择设为开状态的微镜。
存在若在扫描曝光视野的两个边沿部均等地进行开状态的微镜的数量调整，则容易抑制位置偏移的情况。也可以是，通过在扫描曝光视野的两个边沿部不均等地进行开状态的微镜的数量调整，有意地产生位置偏移。
[平板显示器的制造方法]
曝光装置1能够使用上述曝光方法制造出液晶显示装置(平板显示器)等电子器件。
[第2实施方式]
图9是示意性示出通过图2所示的投影模块17A、17B的每一个投影到基板23上的空间光调制器201的矩形状的投影区域PIa、PIb的配置例的图。一边参照该图，一边对第2实施方式的曝光装置1及曝光方法的一例进行说明。以下说明中，存在对与第1实施方式相同的结构赋予相同的附图标记并省略说明的情况。需要说明的是，图9中对投影模块17A、17B以外的投影模块17C、17D省略图示，可以说投影模块17C、17D也与投影模块17A、17B相同。
17a、17b表示圆形的投影视野。此处，将投影视野17a、17b各自的中心Axa、Axb分别设为投影模块17A、17B的光轴位置，设为与曝光视野(以下也称为投影区域)PIa、PIb各自的中心一致。在Y方向上隔开一定间隔而排列的多个投影区域PIa、和在Y方向上隔开一定间隔而排列的投影区域PIb在X方向上也以一定的间隔配置。而且，投影区域PIa和投影区域PIb在与基板23的表面平行的XY面内倾斜角度θp而配置，并且在Y方向上彼此隔开预定间隔而配置。通过基板23的X方向上的扫描曝光而使投影区域PIa、PIb各自的Y方向的端部重叠，由此进行拼接曝光。
在此，将投影区域PIa、PIb重叠的部分设为拼接区域(拼接部)PIw，将不重叠的部分设为非拼接区域PIac、PIbc。将拼接区域PIw的宽度设为Wo，将非拼接区域PIac、PIbc的宽度设为Ws。需要说明的是，角度θp通过空间光调制器201上的微镜的尺寸或排列间距、经由投影模块17投影到基板23上的图案线宽的描绘精度(描绘解析度)等决定，但大致为10度以内。
另外，若将投影区域PIa、PIb的短边(沿X方向延伸的边)的尺寸设为Dx，则考虑使各空间光调制器201在XY方向上微小移位或者在XY面内微小旋转的情况下的调整范围，而将拼接区域PIw的Y方向上的宽度Wo设为Wo＞Dx·sinθp。
接下来，通过图10示意性说明基于两个投影区域PIa、PIb的通常拼接曝光的状态(通常)。图10是表示仅基于图9中的两个投影区域PIa、PIb的拼接曝光(通常曝光模式)的状况的图。图10中的投影区域PIa、PIb各自的内部的黑点(圆点)表示成为开状态的微镜的配置的例子。
如图10所示，在基板23上，设想在投影区域PIb内的非拼接区域Ws内通过的基板23上的线L1、L2，在线L1、L2上曝光出图案部分的情况下，选择分别位于线L1上及线L2上的多个微镜，与基板23的扫描移动位置以及脉冲光的周期同步地依次成为开状态(圆点)。因此，1条线L1上或L2上的多个圆点在基板23上在X方向的同一点上进行脉冲曝光。
在非拼接区域Ws内位于线L1、L2上的开状态的微镜的数量(圆点数)成为根据目标曝光量而决定的数量。因此，如图10的下段所示，在非拼接区域Ws，与目标曝光量对应地决定开状态的微镜的累计个数(脉冲数)Nt。
以上情况在相邻的投影区域PIa内的非拼接区域Ws内的线L6、L7的各位置处也是同样的，以开状态的微镜的累计个数(脉冲数)成为Nt的方式进行设定。需要说明的是，在图10的下段，累计个数成为零的Y方向上的部分为将微镜设定为闭状态而不进行曝光的区域(描绘数据上非曝光的部分)。
另一方面，分别位于通过图10中的拼接区域Wo内的线L3、L4、L5上的开状态的微镜(圆点)的累计个数也以成为与目标曝光量对应的Nt的方式进行设定。在此，如图9中说明那样设定为Wo＞Dx·sinθp，因此在位于拼接区域Wo的Y方向上的宽度中心的线L4上，仅在投影区域PIa侧、以及仅在PIb侧，分别得到圆点的累计个数Nt，但该情况下会导致拼接区域Wo成为过曝光状态。因此，在通常曝光的模式下，在投影区域PIa侧的拼接区域Wo内位于线L3、L4、L5的每一条上的圆点数和在投影区域PIb侧的拼接区域Wo内位于线LL3、L4、L5的每一条上的圆点数之和以成为累计个数(脉冲数)Nt的方式进行设定。
此外，在空间光调制器201的微镜与4K画面的像素数(3840×1920)对应的情况下，也取决于照明光的照度和角度θp，但期望的是，非拼接区域Ws内的线L1、L2、L6、L7上的开状态的微镜(圆点)的累计个数Nt为30个以上，优选的是50个以上。另外，基板23上的1个圆点的大小为1μm左右。
然而，对于一部分光致抗蚀剂、例如负性抗蚀剂而言，即便对拼接区域Wo赋予与非拼接区域Ws相同的曝光量(累计个数Nt)，抗蚀剂显影后也有其曝光量不足的显影(由感光特性的非线性导致的线宽的变化等)。
图11是示意性示出负性抗蚀剂的情况下的特殊曝光模式的一例的图。图11中的投影区域PIa、PIb、线L1～L7分别与图10中相同，由投影区域PIa、PIb曝光的图案也与图10相同。
如在图10中说明那样，设定为Wo＞Dx·sinθp。由此，在拼接区域PIw内，以使得投影区域PIa内的线L3、L4、L5上的圆点数(开状态的微镜的数量)和投影区域PIb内的线L3、L4、L5上的圆点数(开状态的微镜的数量)的累计个数比与目标曝光量对应的数Nt多的方式，生成对DMD的镜进行驱动的描绘图案数据。
图11中所示的圆点中的、箭头所示的圆点是对图10中的圆点追加的圆点。在拼接区域PIw内使圆点数(开状态的微镜的数量)增加何种程度、即对拼接区域PIw赋予的曝光量增加何种程度，是通过考虑了负性抗蚀剂的种类和/或抗蚀剂层的厚度等的事前测试曝光等而求出的。图11中，拼接区域PIw的宽度方向上的中心位置(线L4上)处的累计个数Np比Nt大，为最大值。
这种曝光装置1中，要求将相对于目标曝光量的误差设为百分之几以下，期望的是2％以下。假设在用于得到目标曝光量的累计个数Nt(参照图10、11)设定为50个的情况下，其内的1个圆点的增减成为±2％的误差。因此，期望与目标曝光量对应的累计个数Nt尽可能多，但有时描绘图案数据也会与之相应地增大。
另外，该情况意味着关于Y方向上的位置能够比较自由地调整累计个数Nt，因此也能够对应于出现在投影区域PIa、PIb内的待曝光的图案，使累计个数Nt相差±1圆点以上，对曝光量进行微调整。因此，在投影区域PIa、PIb内同时存在微细的线与间隙(L&S)图案和接触孔(过孔)等的情况下，即同时存在周期性图案与孤立图案的情况下，也能够对它们赋予稍微不同的曝光量。因此，能够在由各曝光模块(投影模块17)曝光的图案中的局部性部分对曝光量进行微调整，能够进行更为精密的线宽(显影后的抗蚀剂像的尺寸)控制。
[变形例]
图12是表示在拼接区域PIw内曝光的开状态的镜(圆点)的累计个数在Y方向上的分布的变形例的图。图12的(A)及(B)示意性示出投影到生成左侧的投影区域PIb的空间光调制器201、与投影到生成右侧的投影区域PIa的空间光调制器201的照明光的照度产生差异的情况下的对应。而且，图12的(A)与图10的通常曝光模式的情况对应，图12的(B)与图11的特殊曝光模式的情况对应。
在图12的(A)中，左侧的投影区域PIb的照度比右侧的投影区域PIa高。因此，在投影区域PIb侧得到目标曝光量所需的开状态的镜的累计个数Nt1设定得比在投影区域PIa侧得到目标曝光量所需的开状态的镜的累计个数Nt2少。并且，如图12的(A)那样，拼接区域PIw内的累计个数设定为在Nt1与Nt2之间根据Y方向上的位置而线性地变化。
图12的(B)也与图12的(A)同样地，为在左侧和右侧产生照度差的情况，在拼接区域PIw内设定为累计个数比图12的(A)的线性变化多。本变形例适用于无法在多个曝光模块间使向空间光调制器201的照明光的照度精密地一致的情况，或者无法在模块间使来自空间光调制器201的反射光强度精密地一致的情况等，能够使曝光装置的稳定运转的运用时间延长。
在以上的第2实施方式和变形例中，存在如下情况：若在存在于图11所示的拼接区域PIw内的图案沿X方向延伸的边沿部进行开状态的微镜的数量调整，则图案的边沿部的位置在Y方向上偏移(线宽扩大)。该情况下，以追加的开状态的微镜与以开状态投影的图案的边沿部相比位于内侧的方式选定。由此，能够抑制存在于拼接区域PIw内的图案的位置偏移和/或线宽的变动。另外，在负性抗蚀剂的曝光时拼接区域PIw内的图案的线宽因非线性影响而变细的倾向的情况下，也能够以存在于拼接区域PIw内的图案的Y方向上的两个边沿部稍微扩宽的方式，有意地追加与两个边沿部对应的微镜并设为开状态。
[第3实施方式]
图13的(A)是表示第3实施方式的、对曝光对象物(基板23)进行曝光时形成于曝光对象物上的曝光区域的图。图13的(B)是表示形成于曝光对象物上的曝光区域的图。图13的(C)是表示基于扫描曝光的累计脉冲数的图表。一边参照该图，一边对第3实施方式的曝光装置1及曝光方法的一例进行说明。以下说明中，存在对与第1实施方式相同的结构赋予相同的附图标记并省略说明的情况。
图7中例示了下述例子：使用在与扫描方向交叉的方向(例如Y方向)上相邻的两个投影模块17，对重叠部Oa进行曝光，而在图13的(A)中例示了下述例子：使用在扫描方向上相邻的两个投影模块17(例如17b和17d)，使重叠部Oa中的累计脉冲数比非重叠部Sa、Sb的累计脉冲数高。
图13的(A)表示通过载台14沿X方向扫描曝光对象物并通过曝光视野PIa、PIb进行曝光时，形成在曝光对象物上的曝光区域。如图13的(A)所示，在曝光对象物上形成通过曝光视野PIa曝光的扫描曝光区域SIa、和通过曝光视野PIb曝光的扫描曝光区域SIb。
扫描曝光区域SIa、SIb可以说通过沿X方向的扫描曝光将曝光视野PIa、PIb在X方向上延长而成。扫描曝光区域SIa的扫描方向上的端部与相邻的扫描曝光区域SIb的扫描方向上的端部重叠。
非重叠部Sa、Sb是扫描曝光区域SIa与扫描曝光区域SIb不重叠，仅通过扫描曝光区域SIa、或者仅通过扫描曝光区域SIb曝光的区域。能够使重叠部Oa中的累计脉冲数比非重叠部Sa、Sb中的累计脉冲数高。此外，扫描曝光区域SIa和扫描曝光区域SIb能够如图7所示那样在非扫描方向上具有重叠部Oa。
由此，能够将负性抗蚀剂的线宽设为预定量并且减小载台14的扫描方向上的移动距离。
此外，即使在使用1个投影模块17的情况下，也能够形成重叠部Oa。该情况下，能够通过载台14向+X方向扫描曝光对象物，形成扫描曝光区域SIa之后，使载台14向-X方向移动与重叠部Oa对应的量，之后，通过载台14向+X方向扫描曝光对象物，形成扫描曝光区域SIb。
本例(使用1个投影模块17的情况)中，通过向相同方向扫描曝光对象物而形成扫描曝光区域SIa、扫描曝光区域SIb，但也可以使在形成扫描曝光区域SIa时对曝光对象物进行扫描的方向和在形成扫描曝光区域SIb时对曝光对象物进行扫描的方向设为相反方向。
图13中，能够变更重叠部Oa的扫描方向上的宽度。例如，若增大宽度，则能够使扫描曝光时可能发生的载台的移动误差的影响平均化而降低该影响。若缩短宽度，则能够缩短重叠部Oa的曝光时间，能够缩短载台行进的整体距离。
图13的(C)中，横轴表示曝光对象物的扫描方向上的位置。纵轴为累计脉冲数。在通过曝光视野PIa对重叠部Oa进行曝光时，能够使累计脉冲数单调变化(单调增加或单调减少)。在通过曝光视野PIb对重叠部Oa进行曝光时，能够使累计脉冲数单调变化(单调增加或单调减少)。单调变化不仅包括如图13的(C)那样线性单调变化的情况，还包括非线性单调变化的情况。在抗蚀剂的感光特性为非线性的情况下，在对重叠部Oa进行曝光时使累计脉冲数非线性变化尤其有效。
[第4实施方式]
图14是示意性示出第4实施方式的曝光装置的曝光模式的一例的图。一边参照该图，一边对第4实施方式的曝光装置1及曝光方法的一例进行说明。以下说明中，存在对第1实施方式相同的结构赋予相同的附图标记并省略说明的情况。
如图14所示，也可以是，在对非重叠部Sa、Sb进行曝光时，使用空间光调制器201的多个微镜的二维排列中形成长边和短边的周边区域(网点部)的微镜以外的微镜进行曝光，在对重叠部Oa进行曝光时，也使用周边区域(网点部)的微镜进行曝光。由此，在负性抗蚀剂的曝光时，能够使照射到重叠部Oa的累计脉冲光的数量比照射到非重叠部Sa、Sb的累计脉冲光的数量多。也就是说，能够使对重叠部Oa进行曝光而可使用的微镜的数量比对非重叠部Sa、Sb进行曝光而可使用的微镜的数量多。
需要说明的是，援用与上述实施方式所引用的曝光装置等有关的所有美国专利申请公开说明书及美国专利说明书的公开内容，并作为本说明书的记载的一部分。
以上，参照附图对本发明的一个实施方式进行了详细说明，但具体结构不限于上述内容，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种设计变更等。
在上述实施方式中，通过使曝光的长度(即脉冲数)增加或使脉冲数减少而在重叠部相对提高实质的累计照度，但调整重叠部的累计照度的方法不限于此。例如，也可以考虑基于实际的曝光结果进行修正以使线宽成为设计值的方法。该情况下，能够通过在实际曝光的线的边缘附近追加、删除脉冲而使负性抗蚀剂的线宽成为预定量。因此，能够形成实质上均匀的图案。此外，也可以对线宽修正(基于使向曝光的图案的图案附近的脉冲数增减而进行)和形状修正(基于使向图案边沿部以外的场所的脉冲数增减而进行)，根据曝光结果进行修正，以使得由重叠部和非重叠部的负性抗蚀剂形成的图案的形状及线宽实质上彼此相同。
实施方式的曝光方法包括以下方案。
一种曝光方法，以使得非重叠部的曝光图案的线宽和形状与重叠部的曝光图案的线宽和形状大致相同的方式，使非重叠部或重叠部、或者这两者的曝光图案附近的脉冲数增减或使图案附近以外的内部的脉冲数增减。
形成于曝光对象的抗蚀剂为例如光所照射的部分通过光反应在显影后形成的负性抗蚀剂。
实施方式的曝光数据生成方法包括以下方案。
一种曝光数据生成方法，以使得非重叠部的曝光图案的线宽和形状与重叠部的曝光图案的线宽和形状大致相同的方式，使非重叠部或重叠部、或者这两者的曝光图案附近的脉冲数增减或使图案附近以外的内部的脉冲数增减。
形成于曝光对象的抗蚀剂为例如光所照射的部分通过光反应在显影后形成的负性抗蚀剂。
附图标记说明
1 曝光装置
14 载台
17投影模块(投影光学系统)
162 照明光学系统
201 空间光调制器
203微镜(元件)
Oa重叠部
Sa、Sb非重叠部。

Claims (4)

1.一种曝光装置，具备：
具有多个元件的多个空间光调制器；
照明光学系统，其通过脉冲光对所述多个空间光调制器进行照明；
多个投影光学系统，其将从所述空间光调制器射出的光照射到曝光对象；
供所述曝光对象载置的载台；以及
控制部，其将所述多个元件切换为将所述脉冲光引导至所述投影光学系统的第1状态、和不将所述脉冲光引导至所述投影光学系统的第2状态，
所述载台一边通过多个所述投影光学系统使扫描曝光视野重叠一边使所述曝光对象沿预定的扫描方向移动，由此照射到所述曝光对象的光在所述曝光对象上进行扫描，
所述控制部在曝光中对所述多个元件的所述第1状态和所述第2状态进行切换，以经由所述投影光学系统照射到重叠部的所述脉冲光的数量比经由所述投影光学系统照射到非重叠部的所述脉冲光的数量多的方式，控制所述多个元件，其中，所述重叠部是所述曝光对象上重叠地受到曝光的部分，所述非重叠部是所述曝光对象上非重叠地受到曝光的部分。
2.一种曝光方法，是使用权利要求1所述的曝光装置对曝光对象进行曝光的方法，其中，
所述载台一边通过多个所述投影光学系统使扫描曝光视野重叠一边使所述曝光对象沿预定的扫描方向移动，由此照射到所述曝光对象的光在所述曝光对象上进行扫描，
此时，在曝光中对所述多个元件的所述第1状态和所述第2状态进行切换，以经由所述投影光学系统照射到重叠部的所述脉冲光的数量比经由所述投影光学系统照射到非重叠部的所述脉冲光的数量多的方式，控制所述多个元件，其中，所述重叠部是所述曝光对象上重叠地受到曝光的部分，所述非重叠部是所述曝光对象上非重叠地受到曝光的部分。
3.一种平板显示器的制造方法，包括：
通过权利要求2所述的曝光方法对曝光对象进行曝光；和
对经曝光的所述曝光对象进行显影。
4.一种曝光数据生成方法，在曝光装置中使用，所述曝光装置具备：具有多个元件的多个空间光调制器；照明光学系统，其通过脉冲光对所述多个空间光调制器进行照明；多个投影光学系统，其将从所述空间光调制器射出的光照射到曝光对象；供所述曝光对象载置的载台；以及控制部，其将所述多个元件切换为将所述脉冲光引导至所述投影光学系统的第1状态、和不将所述脉冲光引导至所述投影光学系统的第2状态，所述载台一边通过多个所述投影光学系统使扫描曝光视野重叠一边使所述曝光对象沿预定的扫描方向移动，由此照射到所述曝光对象的光在所述曝光对象上进行扫描，
所述曝光数据生成方法生成以下的曝光数据：在曝光中对所述多个元件的所述第1状态和所述第2状态进行切换，以经由所述投影光学系统照射到重叠部的所述脉冲光的数量比经由所述投影光学系统照射到非重叠部的所述脉冲光的数量多的方式，控制所述多个元件，其中，所述重叠部是所述曝光对象上重叠地受到曝光的部分，所述非重叠部是所述曝光对象上非重叠地受到曝光的部分。
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