CN117616341A - 曝光装置 - Google Patents

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中岛利治
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Abstract

为了以高生产量实现精度高的曝光，曝光装置具备：保持并移动基板的基板保持架；模块，其包括具有二维排列的光调制元件的空间光调制器、向所述空间光调制器照射照明光的照明单元、以及投影单元，该投影单元向在所述基板上沿第1方向以及垂直于所述第1方向的第2方向二维排列的光照射区域分别引导来自所述光调制元件的所述照明光；以及沿扫描方向驱动所述基板保持架的控制部，所述光调制元件相对于所述扫描方向以及与该扫描方向正交的非扫描方向倾斜规定角度θ来二维排列，0°＜θ＜90°，所述控制部在对所述基板的规定范围进行曝光时，以使表示向所述规定范围内照射的从所述光调制元件分别射出的所述照明光的中心的光点位置交错配置这样的速度，对所述基板保持架进行扫描。

Description

曝光装置
技术领域
涉及曝光装置。
背景技术
以往，在制造基于液晶或有机EL的显示面板、半导体元件(集成电路等)等的电子器件(微型器件)的光刻工序中，使用步进重复方式的投影曝光装置(所谓的步进光刻机)、或者步进扫描方式的投影曝光装置(所谓的扫描/步进光刻机(也被称为扫描仪))等。这种曝光装置在对玻璃基板、半导体晶片、印刷布线基板、树脂薄膜等的被曝光基板(以下也简称为基板)的表面涂敷的感光层投影曝光了电子器件用的掩膜图案。
已知由于制作固定形成该掩膜图案的掩膜基板需要花费时间和费用，所以取代掩膜基板，而使用了规则性地排列了微小位移的微镜的多个数字反射镜器件(DMD)等的空间光调制元件(可变掩膜图案生成器)的曝光装置(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中公开的曝光装置中，例如，将利用多模式的纤维束混合了来自波长375nm的激光二极管(LD)的光和来自波长405nm的LD的光而得到的照明光照射至数字反射镜器件(DMD)，将来自被进行了倾斜控制的多个微镜的每一个的反射光经由成像光学系统、微型透镜阵列而投影曝光至基板。
在曝光装置中，期望以高生产量实现精度高的曝光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2019-23748号公报
发明内容
根据公开的方式，曝光装置具备：保持并移动基板的基板保持架；模块，其包括具有二维排列的光调制元件的空间光调制器、向所述空间光调制器照射照明光的照明单元、以及投影单元，该投影单元向在所述基板上沿第1方向以及垂直于所述第1方向的第2方向二维排列的光照射区域组分别引导来自所述光调制元件的所述照明光；以及沿扫描方向驱动所述基板保持架的控制部，所述光调制元件相对于所述扫描方向以及与该扫描方向正交的非扫描方向倾斜规定角度θ(0°＜θ＜90°)来二维排列，所述控制部在对所述基板的规定范围进行曝光时，以使表示向所述规定范围内照射的从所述光调制元件分别射出的所述照明光的中心的光点位置交错配置这样的速度，对所述基板保持架进行扫描。
此外，也可以适当改善后述的实施方式的构成，另外，还可以是至少一部分由其他构成物代替。而且，针对配置没有特别限定的构成要件不限于在实施方式中公开的配置，能够配置在能够实现其功能的位置。
附图说明
图1是示出一实施方式的曝光装置的外观构成的概要的立体图。
图2是示出利用多个曝光模块各自的投影单元而投射至基板上的DMD的投影区域的配置例的图。
图3是说明在图2中基于特定的四个投影区域的每个投影区域的接连曝光的状态的图。
图4是在XZ面内观察了沿X方向(扫描曝光方向)排列的两个曝光模块的具体构成的光学配置图。
图5的(a)是概略性示出DMD的图，图5的(b)是示出电源关闭的情况的DMD的图，图5的(c)是用于说明打开状态的反射镜的图，图5的(d)是用于说明关闭状态的反射镜的图。
图6是示出设于附设在曝光装置的基板保持架上的端部的校正用基准部的对准装置的概略构成的图。
图7是示意性示出投影区域(光照射区域组)、以及基板上的曝光对象区域(对线条图案进行曝光的区域)的图。
图8是示出作为线条状的曝光对象区域的一部分的矩形区域、以及投影区域(光照射区域组)的图。
图9的(a)～图9的(c)是用于说明在矩形区域中光点位置排列成正方形的情况下的例子的图。
图10的(a)～图10的(c)是用于说明在矩形区域中光点位置交错配置的情况下的例子的图。
图11是示出交错曝光中的光点位置的配置例的表。
图12是用于说明接连部中的交错曝光的图。
图13是用于说明在接连部中利用两个DMD分担曝光的例子的图。
图14的(a)～图14的(k)是用于说明线条图案的位置修正的图。
图15是示出在利用图14的(a)～图14的(k)的方法进行了线条图案的位置修正时的、位置测量结果的线图。
图16的(a)～图16的(k)是用于说明线条图案的线宽调节的图(其1)。
图17的(a)～图17的(l)是用于说明线条图案的线宽调节的图(其2)。
图18是示出在利用图16的(a)～图17的(l)的方法进行了线条图案的线宽调节时的、线宽测量结果的线图。
图19的(a)～图19的(g)是用于说明基于畸变测定结果的修正的图。
图20的(a)～图20的(g)是用于说明基于照度分布的测定结果的修正的图。
具体实施方式
参照附图说明一实施方式的图案曝光装置(以下简称为曝光装置)。
[曝光装置的整体构成]
图1是示出一实施方式的曝光装置EX的外观构成的概要的立体图。曝光装置EX为利用空间光调制元件(SLM：Spatial Light Modulator)将在空间内的强度分布被动态调制的曝光用光成像投影于被曝光基板的装置。作为空间光调制器的例子，举出有液晶元件、数字微镜器件(DMD：Digital Micromirror Device)、磁光学空间光调制器(MOSLM：MagnetoOptic Spatial Light Modulator)等。本实施方式的曝光装置EX作为空间光调制器而具有DMD10，但也可以具备其他空间光调制器。
在特定的实施方式中，曝光装置EX为将显示装置(平板显示器)等所使用的矩形(正方形)的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(扫描仪)。该玻璃基板被设为至少一边的长度或者对角长为500mm以上、厚度为1mm以下的平板显示器用的基板P。曝光装置EX将由DMD制造的图案的投影像曝光至在基板P的表面上以一定的厚度形成的感光层(光致抗蚀剂)。在曝光后从曝光装置EX搬出的基板P在显影工序之后被送至规定的工艺工序(成膜工序、蚀刻工序、镀敷工序等)。
曝光装置EX具备载台装置，该载台装置由在主动防振单元1a、1b、1c、1d(1d未图示)上载置的底座2、在底座2上载置的平板3、在平板3上能够二维地移动的XY载台4A、在XY载台4A上将基板P吸附保持在平面上的基板保持架4B、测量基板保持架4B(基板P)的二维的移动位置的激光测长干涉仪(以下也简称为干涉仪)IFX、IFY1～IFY4来构成。这种载台装置例如在美国专利公开第2010/0018950号说明书、美国专利公开第2012/0057140号说明书中公开。
在图1中，正交坐标系XYZ的XY面被设定为与载台装置的平板3的平坦的表面平行，XY载台4A被设定为在XY面内能够进行并进移动。另外，在本实施方式中，与坐标系XYZ的X轴平行的方向被设定为扫描曝光时的基板P(XY载台4A)的扫描移动方向。利用干涉仪IFX依次测量基板P的X轴方向上的移动位置，利用四个干涉仪IFY1～IFY4中的至少一个(优选地两个)以上依次测量Y轴方向上的移动位置。基板保持架4B构成为能够相对于XY载台4A在与XY面垂直的Z轴的方向上微小移动、且能够相对于XY面向任意的方向微小倾斜，主动进行基板P的表面与投影的图案的成像面的聚焦调节和调平(平行度)调节。而且，基板保持架4B构成为为了主动调节在XY面内的基板P的倾斜，能够绕与Z轴平行的轴线微小旋转(θz旋转)。
曝光装置EX还具备保持多个曝光(描绘)模块MU(A)、MU(B)、MU(C)的光学平板5、以及从底座2支承光学平板5的主栏6a、6b、6c、6d(6d未图示)。多个曝光模块MU(A)、MU(B)、MU(C)分别安装于光学平板5的+Z方向侧。此外，多个曝光模块MU(A)、MU(B)、MU(C)可以分别个别地安装于光学平板5，也可以在利用两个以上曝光模块彼此的连结来提高刚性的状态下安装于光学平板5。多个曝光模块MU(A)、MU(B)、MU(C)分别安装于光学平板5的+Z方向侧，具有入射来自光纤单元FBU的照明光的照明单元ILU、以及安装于光学平板5的-Z方向侧且具有与Z轴平行的光轴的投影单元PLU。而且，曝光模块MU(A)、MU(B)、MU(C)的每一个具备使来自照明单元ILU的照明光朝向-Z方向反射并入射至投影单元PLU的作为光调制部的DMD10。在后面说明基于照明单元ILU、DMD10、投影单元PLU的曝光模块的详细构成。
在曝光装置EX的光学平板5的-Z方向侧安装有检测在基板P上的规定的多个位置形成的对准标记的多个对准系统(显微镜)ALG。另外，在基板保持架4B上的-X方向的端部设有校准用的校正用基准部CU。校准包含对对准系统ALG的各个检测视野在XY面内的相对的位置关系的确认(校准)、对从曝光模块MU(A)、MU(B)、MU(C)各自的投影单元PLU投射的图案像的各投影位置与对准系统ALG的各个检测视野的位置的基线误差的确认(校准)、以及对从投影单元PLU投射的图案像的位置或图像质量的确认的至少一项。此外，在图1中未图示一部分，在本实施方式中，作为一例，曝光模块MU(A)、MU(B)、MU(C)分别有9个模块沿Y方向以一定间隔排列，但其模块数可以比9个少，也可以比9个多。另外，在图1中，在X轴方向上配置了三列曝光模块，但在X轴方向上配置的曝光模块的列的数量可以为2列以下，也可以为4列以上。
图2是示出利用曝光模块MU(A)、MU(B)、MU(C)各自的投影单元PLU而投射至基板P上的DMD10的投影区域IAn的配置例的图，正交坐标系XYZ被设定为与图1相同。投影区域Ian由DMD10所具有的多个微镜10a反射，可以说为利用投影单元PLU向基板P上导入的照明光的照射范围(光照射区域组)。在本实施方式中，在X方向上分开配置的第1列的曝光模块MU(A)、第2列的曝光模块MU(B)、第3列的曝光模块MU(C)的每一个由在Y方向上排列的9个模块构成。曝光模块MU(A)由在+Y方向上配置的9个模块MU1～MU9构成，曝光模块MU(B)由在-Y方向上配置的9个模块MU10～MU18构成，曝光模块MU(C)由在+Y方向上配置的9个模块MU19～MU27构成。模块MU1～MU27全部为相同构成，在将曝光模块MU(A)和曝光模块MU(B)设为在X方向上面对面的关系时，曝光模块MU(B)和曝光模块MU(C)处于在X方向上背靠背的关系。
在图2中，基于模块MU1～MU27的每一个的投影区域IA1、IA2、IA3、……、IA27(有时也将n设为1～27而表示为IAn)的形状作为一例为以大致1：2的纵横比沿着Y方向延伸的长方形。在本实施方式中，伴随基板P的+X方向上的扫描移动，利用第1列的投影区域IA1～IA9各自的-Y方向的端部和第2列的投影区域IA10～IA18各自的+Y方向的端部进行接连曝光。而且，没有被第1列和第2列的投影区域IA1～IA18的任一个曝光的基板P上的区域利用第3列的投影区域IA19～IA27的每一个来接连曝光。第1列的投影区域IA1～IA9的各个中心点位于与Y轴平行的线k1上，第2列的投影区域IA10～IA18的各个中心点位于与Y轴平行的线k2上，第3列的投影区域IA19～IA27的各个中心点位于与Y轴平行的线k3上。线k1与线k2的X方向上的间隔被设定为距离XL1，线k2与线k3的X方向上的间隔被设定为距离XL2。
在此，在将投影区域IA9的-Y方向的端部与投影区域IA10的+Y方向的端部的接连部设为OLa、将投影区域IA10的-Y方向的端部与投影区域IA27的+Y方向的端部的接连部设为OLb、而且将投影区域IA8的+Y方向的端部与投影区域IA27的-Y方向的端部的接连部设为OLc时，利用图3说明该接连曝光的状态。在图3中，正交坐标系XYZ被设定为与图1、图2相同，投影区域IA8、IA9、IA10、IA27(以及其他所有投影区域IAn)内的坐标系X’Y’被设定为相对于正交坐标系XYZ的X轴、Y轴(线k1～k3)仅倾斜角度θk(0°＜θk＜90°)。即，被投影了由DMD10的多个微镜反射的照明光的基板P上的区域(光照射区域)沿着X’轴以及Y’轴二维排列。
图3中的包含投影区域IA8、IA9、IA10、IA27(以及其他所有投影区域Ian也相同)的每一个在内的圆形的区域表示投影单元PLU的圆形像场PLf’。在接连部OLa，被设定为使投影区域IA9的-Y’方向的端部的(以角度θk)倾斜排列的微镜的投影像(光照射区域)、与投影区域IA10的+Y’方向的端部的(以角度θk)倾斜排列的微镜的投影像(光照射区域)重叠。另外，在接连部OLb，被设定为使投影区域IA10的-Y’方向的端部的(以角度θk)倾斜排列的微镜的投影像(光照射区域)、与投影区域IA27的+Y’方向的端部的(以角度θk)倾斜排列的微镜的投影像(光照射区域)重叠。同样地，在接连部OLc，被设定为使投影区域IA8的+Y’方向的端部的(以角度θk)倾斜排列的微镜的投影像(光照射区域)、与投影区域IA27的-Y’方向的端部的(以角度θk)倾斜排列的微镜的投影像(光照射区域)重叠。
[照明单元的构成]
图4是在XZ面内观察了图1、图2示出的曝光模块MU(B)中的模块MU18、以及曝光模块MU(C)中的模块MU19的具体构成的光学配置图。图4的正交坐标系XYZ被设定为与图1～图3的正交坐标系XYZ相同。另外，如从图2示出的各模块的在XY面内的配置可明确的那样，模块MU18相对于模块MU19在+Y方向仅错开一定间隔，并且以彼此背靠背的关系来设置。模块MU18内的各光学构件与模块MU19内的各光学构件分别利用相同材料相同地构成，因此，在此主要详细说明模块MU18的光学构成。此外，图1示出的光纤单元FBU与图2示出的27个模块MU1～MU27的每一个对应，由27根光纤束FB1～FB27来构成。
模块MU18的照明单元ILU由对从光纤束FB18的射出端向-Z方向行进的照明光ILm进行反射的反射镜100、将来自反射镜100的照明光ILm向-Z方向反射的反射镜102、作为准直透镜发挥作用的输入透镜系统104、照度调节滤光片106、包含微型蝇眼(MFE)透镜或场透镜等在内的光学积分器108、聚光镜系统110、以及将来自聚光镜系统110的照明光ILm朝向DMD10反射的倾斜反射镜112来构成。反射镜102、输入透镜系统104、光学积分器108、聚光镜系统110、以及倾斜反射镜112沿着与Z轴平行的光轴AXc来配置。
光纤束FB18将1根光纤线、或者多根光纤线捆绑成束来构成。从光纤束FB18(光纤线的每一个)的射出端照射的照明光ILm被设定为入射至后级的输入透镜系统104而不会被其遮蔽的这种数值孔径(NA、也称为发散角)。输入透镜系统104的前侧焦点的位置在设计上被设定为与光纤束FB18的射出端的位置相同。而且，输入透镜系统104的后侧焦点的位置被设定为使来自形成于光纤束FB18的射出端的单一或者多个点光源的照明光ILm在光学积分器108的MFE透镜108A的入射面侧重叠。因此，MFE透镜108A的入射面利用来自光纤束FB18的射出端的照明光ILm进行科勒照明。此外，在初始状态下，光纤束FB18的射出端的XY面内的几何学上的中心点位于光轴AXc上，来自光纤线的射出端的点光源的照明光ILm的主光线(中心线)成为与光轴AXc平行(或者同轴)。
来自输入透镜系统104的照明光ILm在利用照度调节滤光片106以0％～90％的范围的任意的值使照度衰减之后，从光学积分器108(MFE透镜108A、场透镜等)通过而入射至聚光镜系统110。在MFE透镜108A二维排列多个数十μm见方的矩形的微型透镜，其整体的形状被设定为在XY面内与DMD10的镜面整体的形状(纵横比约为1：2)基本相似。另外，聚光镜系统110的前侧焦点的位置被设定为与MFE透镜108A的射出面的位置基本相同。因此，来自形成于MFE透镜108A的多个微型透镜的各射出侧的点光源的照明光分别利用聚光镜系统110而转换为基本平行的光束并由倾斜反射镜112反射之后，在DMD10上重叠而成为均匀的照度分布。根据在MFE透镜108A的射出面生成多个点光源(集光点)二维密集排列的面光源，作为面光源化构件发挥作用。
在图4示出的模块MU18内，从聚光镜系统110通过的与Z轴平行的光轴AXc被倾斜反射镜112弯曲而到达DMD10，将倾斜反射镜112与DMD10之间的光轴设为光轴AXb。在本实施方式中，包括DMD10的多个微镜的各中心点在内的中立面被设定为与XY面平行。因此，该中立面的法线(与Z轴平行)与光轴AXb所成的角度成为相对于DMD10的照明光ILm的入射角θα。DMD10安装于固设于照明单元ILU的支承柱的安装部10M的下侧。为了对DMD10的位置或姿势进行微调节，例如，在安装部10M设有将在国际公开专利2006/120927号公开的平行连杆机构和能够伸缩的压电元件组合的微动载台。
[DMD的构成]
图5的(a)是概略性示出DMD10的图，图5的(b)是示出在电源关闭的情况下的DMD10的图，图5的(c)是用于说明打开状态的反射镜的图，图5的(d)是用于说明关闭状态的反射镜的图。此外，在图5的(a)～图5的(d)中，用阴影线表示处于打开状态的反射镜。
DMD10具有多个能够进行反射角变更控制的微镜10a。在本实施方式中，DMD10采用利用微镜10a的滚动方向倾斜和俯仰方向倾斜来切换打开状态与关闭状态的滚动&俯仰驱动方式。
如图5的(a)所示，在电源为关断的状态时，各微镜10a的反射面被设定为与X’Y’面平行。将各微镜10a的X’方向上的排列间距设为Pdx(μm)，将Y’方向的排列间距设为Pdy(μm)，但实用上被设定为Pdx＝Pdy。
各微镜10a通过绕Y’轴倾斜而成为打开状态。在图5的(c)中，示出了仅将中央的微镜10a设为打开状态并且其他微镜10a成为中性的状态(既不是打开也不是关闭的状态)的情况。另外，各微镜10a通过绕X’轴倾斜而成为关闭状态。在图5的(d)中，示出了仅将中央的微镜10a设为关闭状态并且其他微镜10a成为中性的状态的情况。此外，为了简化而未图示，但打开状态的微镜10a以使向打开状态的微镜10a照射的照明光向XZ平面的X方向反射的方式被驱动为从X’Y’平面倾斜规定的角度。另外，关闭状态的微镜10a以使照射至打开状态的微镜10a的照明光反射至YZ面内的Y方向的方式被驱动为从X’Y’平面倾斜规定的角度。DMD10通过切换各微镜10a的打开状态以及关闭状态，生成曝光图案。
由关闭状态的反射镜反射的照明光由未图示的光吸收体吸收。
此外，作为空间光调制器的一例而说明了DMD10，因此，说明了对激光进行反射的反射型，但空间光调制器可以为透射激光的透射型，也可以为衍射激光的衍射型。空间光调制器能够在空间和时间上调制激光。
返回至图4，向DMD10的微镜10a中的打开状态的微镜10a照射的照明光ILm以趋向投影单元PLU的方式反射至XZ面内的X方向。另一方面，照射至DMD10的微镜10a中的关闭状态的微镜10a的照明光ILm以不趋向投影单元PLU的方式反射至YZ面内的Y方向。
在从DMD10到投影单元PLU之间的光路中，以能够插入和拆卸的方式设有在非曝光期间中用于遮挡来自DMD10的反射光的可动快门114。可动快门114如在模块MU19侧图示的那样，在曝光期间中转动至从光路退避的角度位置，在非曝光期间中如在模块MU18侧图示的那样在光路中转动至倾斜插入的角度位置。在可动快门114的DMD10侧形成有反射面，由其反射的来自DMD10的光被照射至光吸收体117。光吸收体117不使紫外波长域(400nm以下的波长)的光能再次反射而吸收并转换成热能。因此，在光吸收体117还设有散热机构(散热风扇或冷却机构)。此外，在图4中未图示，但在曝光期间中来自成为关闭状态的DMD10的微镜10a的反射光如上述那样利用相对于DMD10和投影单元PLU之间的光路而在Y方向(与图4的纸面正交的方向)上设置的同样的光吸收体(在图4中未图示)来吸收。
[投影单元的构成]
安装于光学平板5的下侧的投影单元PLU构成为由沿着与Z轴平行的光轴AXa配置的第1透镜组116和第2透镜组118构成的两侧远心的成像投影透镜系统。第1透镜组116和第2透镜组118分别构成为相对于固设于光学平板5的下侧的支承柱在沿着Z轴(光轴AXa)的方向利用微动致动器并进移动。基于第1透镜组116和第2透镜组118的成像投影透镜系统的投影倍率Mp利用DMD10上的微镜的排列间距Pd与投影至基板P上的投影区域IAn(n＝1～27)内的图案的最小线宽(最小像素尺寸)Pg的关系来决定。
作为一例，在所需的最小线宽(最小像素尺寸)Pg为1μm且微镜的排列间距Pd为5.4μm的情况下，还考虑利用之前的图3说明的投影区域IAn(DMD10)的在XY面内的倾斜角θk，将投影倍率Mp设定为约1/6。基于透镜组116、118的成像投影透镜系统使DMD10的镜面整体的缩小像倒立/反转而在基板P上的投影区域IA18(IAn)上成像。
投影单元PLU的第1透镜组116为了对投影倍率Mp进行微调节(±数十ppm程度)，而设为能够利用致动器在光轴AXa方向上微动，第2透镜组118为了聚焦的高速调节，而设为能够利用致动器在光轴AXa方向上微动。而且，为了以亚微米以下的精度测量基板P的表面的Z轴方向上的位置变化，在光学平板5的下侧设有多个斜入射光式的聚焦传感器120。多个聚焦传感器120测量基板P整体在Z轴方向上的位置变化、与投影区域IAn(n＝1～27)的每一个对应的基板P上的部分区域在Z轴方向上的位置变化、或者基板P的局部的倾斜变化等。
以上的这种照明单元ILU和投影单元PLUi如在之前的图3中说明的那样，在XY面内投影区域Ian需要倾斜角度θk，因此，图4中的DMD10与照明单元ILU(至少沿着光轴AXc的反射镜102～反射镜112的光路部分)被配置为整体在XY面内倾斜角度θk。
仅利用来自DMD10的各微镜10a中的处于打开状态的微镜10a的反射光形成的光束(即，空间调制后的光束)经由投影单元PLU而照射至相对于微镜10a光学共轭的基板P上的区域。此外，以下将与各微镜10a共轭的基板P上的区域称为光照射区域，将光照射区域的集合称为光照射区域组。此外，投影区域Ian与光照射区域组一致。即，基板P上的光照射区域组具有沿二维方向(X’方向以及Y’方向)排列的多个光照射区域。
[曝光控制装置的构成]
在具有上述构成的曝光装置EX中进行的、包含扫描曝光处理在内的各种处理利用曝光控制装置300来控制。图6是示出本实施方式的曝光装置EX所具备的曝光控制装置300的功能构成的功能框图。
曝光控制装置300具备描绘数据存储部310、控制数据创建部301、驱动控制部304、曝光控制部306。
在描绘数据存储部310存储有利用多个模块MUn(n＝1～27)的每个模块来曝光的显示面板用的图案的描绘数据。描绘数据存储部310向图2示出的27个模块MU1～MU27各自的DMD10发送图案曝光用的描绘数据MD1～MD27。模块MUn(n＝1～27)基于描绘数据MDn选择性地驱动DMD10的微镜10a而生成与描绘数据MDn对应的图案，并向基板P投影曝光。即，描绘数据为使DMD10的各微镜10a的打开状态与关闭状态切换的数据。
驱动控制部304基于干涉仪IFX的测量结果而创建控制数据CD1～CD27并发送至模块MU1～MU27。另外，驱动控制部304基于干涉仪IFX的测量结果，沿扫描方向(X轴方向)以规定速度对XY载台4A进行扫描。
模块MU1～MU27在扫描曝光中，基于描绘数据MD1～MD27、以及从驱动控制部304送出的控制数据CD1～CD27，控制DMD10的微镜10a的驱动。在此，控制数据CD1～CD27为复位脉冲。各微镜10a当接收复位脉冲时按照描绘数据MD1～MD27成为规定的姿势。此时，各微镜10a每当接收复位脉冲时，变化为与接收了复位脉冲的次数对应的姿势。
曝光控制部(定序器)306与基板P的扫描曝光(移动位置)同步地，控制将来自描绘数据存储部310的描绘数据MD1～MD27向模块MU1～MU27的送出、以及来自驱动控制部304的控制数据CD1～CD27(复位脉冲)的送出。
[线条图案的曝光处理]
图7是示意性示出投影区域(光照射区域组)IAn、以及基板P上的曝光对象区域(对线条图案进行曝光的区域)30的图。在本实施方式中，曝光对象区域30相对于投影区域(光照射区域组)被进行扫描，DMD10在投影区域(光照射区域组)IAn所包含的光照射区域32的中心(称为光点位置)位于曝光对象区域30内的定时，将与当该光照射区域32对应的微镜10a设为打开状态。
在此，如图8所示，关于作为线条状的曝光对象区域30的一部分的矩形区域34(参照图7的虚线框(附图标记34))。该矩形区域34例如是一边为1μm的正方形区域。另外，与各微镜10a对应的光照射区域32也是一边为1μm的正方形区域。而且，θk(相对于X轴的X’轴的倾斜角度)为满足tanθk＝1/5的角度。
以下，说明与基板P的扫描速度的不同对应的、被曝光的矩形区域34的不同。
(第一扫描速度的情况)
第一扫描速度如图8所示为在矩形区域34位于位置34A的定时DMD10从驱动控制部304接收复位脉冲而将与光照射区域210a对应的微镜设为打开状态、且DMD10接收下一个复位脉冲而将与光照射区域210c对应的微镜设为打开状态时矩形区域34位于位置34C这样的速度。在该情况下，矩形区域34在复位脉冲的期间内移动图8示出的空走距离(空转距离)。也就是说，空走距离是指位于位置34A的矩形区域34与位于位置34C的矩形区域34之间的距离。
在此，在位置34C的近前的位置34B(参照虚线矩形框)，矩形区域34的中心位置与光照射区域210b的中心位置一致。另外，在位置34A中，矩形区域34的中心位置也与光照射区域210a的中心位置一致。因此，若省略空走距离，则在以第一扫描速度扫描基板P的情况下的、矩形区域34与光照射区域组的位置关系能够如图9的(a)那样来体现。在图9的(a)中，示出了每当DMD10使微镜10a的状态变化时的矩形区域34的位置、以及与对矩形区域34进行曝光的微镜10a对应的光照射区域32的中心位置(●)。此外，图9的(b)是从图9的(a)省略了光照射区域32的图示的图。在像这样对矩形区域34进行了曝光的情况下，以利用26个脉冲使光点位置处于6×6的正方形配置的方式(光点位置位于在沿XY方向排列的格子点上)曝光出矩形区域34。此时，相邻的光点位置间的、X轴方向以及Y轴方向的间隔成为0.2μm。
(第二扫描速度的情况)
第二扫描速度如图8所示为在矩形区域34位于位置34D的定时DMD10从驱动控制部304接收复位脉冲而将与光照射区域210d对应的微镜设为打开状态、且DMD10接收下一个复位脉冲而将与光照射区域210f对应的微镜设为打开状态时矩形区域34位于位置34F这样的速度。在该情况下，矩形区域34在复位脉冲的期间内移动图8示出的空走距离+1/5(μm)。
在此，在位置34F的近前的位置34E，矩形区域34的中心位置与光照射区域210e的中心位置一致。另外，位置34D中的矩形区域34的中心位置与光照射区域210d的中心位置一致。因此，若省略空走距离，则在以第二扫描速度扫描基板P的情况下的、矩形区域34与光照射区域组的位置关系能够如图10的(a)那样来表示。在图10的(a)中，示出了DMD10每当接收复位脉冲而使微镜10a的状态变化时的矩形区域34的位置、和与对矩形区域34进行曝光的微镜10a对应的光照射区域32的中心位置(●)。此外，图10的(b)是从图10的(a)省略了光照射区域32的图示的图。在像这样对矩形区域34进行了曝光的情况下，利用14个脉冲如图10的(c)所示在配置(交错配置)了18处光点位置的状态下曝光出矩形区域34。此时，相邻的光点位置的X轴方向以及Y轴方向上的间隔成为0.2μm。
通过像这样交错配置(参照图10的(c))，即使脉冲数比正方形配置(图9的(c))少也能够与正方形配置的情况同等地进行密集的曝光。即，通过设为交错配置，能够利用与正方形配置的情况同等的分辨率进行曝光。由此，能够加速基板P的扫描速度，能够实现高生产量化。因此，在本实施方式中，以使光点位置成为图10的(c)的这种交错配置的方式决定θk和基板P的扫描速度。以下，将图10的(c)这种曝光称为交错曝光。
此外，在图8～图10的例子中，说明了tanθk＝1/5的情况，但为了进行交错曝光，只要将tanθk＝1/A的A设为5、7、9、11……即可。此外，通过减小旋转角(θk)，能够有效地使用DMD10的长度，因此，只要在曝光装置中实质设为1：B的旋转角即可(但B为整数)。
例如，在设为tanθk＝1/11并在矩形区域34(一边1μm)内使光点位置交错配置的情况(相邻的光点位置的X轴、Y轴方向的间隔＝0.1μm)下，如图11的配置(1)那样，能够设为使光点位置位于矩形区域34的四角部的配置。另外，还能够如配置(2)那样设为不使光点位置位于矩形区域34的四角部的配置。另外，还能够如配置(3)那样设为使各光点位置位于矩形区域34的内侧。如图11所示，在配置(1)、(2)中，必要脉冲数为61，与之相对地，在配置(3)中，能够将必要脉冲数设为50。因此，例如能够配合涂敷至基板P上的抗蚀剂的灵敏度来选择配置(1)、(2)或者(3)的某一个。
[使用了接连部的线条图案的曝光]
图12是示意性示出在接连部(例如接连部OLa)中对线条图案进行曝光的状态的图。如图12所示，在接连部OLa中对线条图案进行曝光的情况下，在本实施方式中，也在矩形区域34内交错曝光。在该情况下，在能够利用对接连部OLa进行曝光的一个DMD(例如与投影区域IA10对应的DMD)对线条图案整体进行曝光的情况下，也可以仅利用一个DMD来曝光线条图案。另外，在若不使用两个DMD则无法曝光线条图案的情况下，也可以设为利用一个DMD曝光其能够曝光的位置，并利用另一个DMD对剩余的位置进行曝光。另外，也可以相对于两个DMD的每一个大致均等地分担曝光脉冲数。在该情况下，也可以随机设定使用各DMD进行曝光的位置(光点位置)，在如图13中“黑圈(●)”和“白圈(○)”示出的那样，也可以设为一个DMD曝光的位置的比率在非扫描方向(Y轴方向)或扫描方向上逐渐增减。
此外，在图12中，说明接连部为使用两个DMD进行曝光的位置的情况，但不限于此。例如，在进行反复进行动作的步进&扫描方式的曝光的情况下，DMD的投影区域连续两次通过的位置为接连部，反复进行的动作为相对于一个DMD的投影区域沿扫描方向对基板P进行扫描，在向非扫描方向步进之后向与之前的扫描方向相反的方向进行扫描的动作。在对该接连部进行曝光时也能够如上述那样进行交错曝光。
[线条图案的位置修正]
如图14的(a)所示，说明在以网格为0.1μm间隔即交错拍摄实现1μm宽的线条图案的情况下以10nm(＝0.01μm)为单位修正线条图案的在非扫描方向上的位置的方法。
在使图14的(a)的线条图案例如向左方向(-Y方向)偏移100nm的情况下，能够如图14的(k)所示，通过去掉右端的光点列(用白圈表示的五个光点位置)并在左侧(想要移动线条图案一侧)的相邻的位置追加1列新的光点列(用双黑圈表示的五个光点位置)来实现。
另一方面，针对使线条图案向左方向偏移作为100nm的1/5的20nm的情况，能够如图14的(c)所示，通过去掉右端的光点列的中央附近的一个光点位置(用白圈表示的光点位置)并在左侧追加一个新的光点位置(用双黑圈表示的光点位置)来实现。
另外，在使线条图案向左方向偏移10nm的情况下，能够如图14的(b)所示，通过去掉中央的光点位置(用白圈表示的光点位置)并在左侧追加一个新的光点位置(用双黑圈表示的光点位置)来实现。线条图案通过去掉/追加线条图案的边缘上或者靠近边缘的光点位置，与去掉/追加线条图案的中央部或者其附近的光点位置相比，能够增大偏移量。
通过像这样改变在左侧追加新的光点以及删除(或者不删除)原本存在的光点位置的一部分的组合，如图14的(b)～图14的(k)所示，能够以10nm、20nm、……、90nm、100nm的方式以10nm增量向左侧偏移线条图案。
图15示出了在利用图14的(a)～图14的(k)的方法进行了线条图案的位置修正时的位置测量结果。在该位置测量中，在图14的(a)中用箭头表示的X轴方向上的11处测量出了线条图案的位置被向Y轴方向修正(偏移)了多大程度。从图15可知，在X轴方向上的任一位置中，均实现了将线条图案的位置修正为大致期望的位置。
在本实施方式中，在想要以交错配置的网格间隔(光点位置的X、Y方向上的间隔)以下的距离来修正线条图案的位置的情况下，以进行用图14的(b)～图14的(k)表示的交错曝光的方式，控制DMD10的微镜10a的打开/关闭状态。由此，能够在期望的位置曝光图案。此外，在进行将线条图案的位置向右侧(+Y方向)偏移的修正的情况下，只要使图14的(b)～图14的(k)左右反转来适用即可。
[线条图案的线宽调节]
如图16的(a)所示，说明在以相邻的光点位置的间隔(X轴以及Y轴方向上的间隔)为0.1μm的交错配置实现1μm宽的线条图案的情况下以10nm(＝0.01μm)为单位对线条图案的在非扫描方向(Y轴方向)上的宽度(线宽)进行调节的方法。在本实施方式中，利用在图16的(a)示出的原本的线条图案(称为基准图案)的两外侧的相邻的位置配置相同数量的新的光点位置、以及删除(或者不删除)基准图案的一部分的光点位置的组合对线宽进行调节。
例如，如图16的(b)所示，在图16的(a)的基准图案的两外侧分别配置一个新的光点位置(双黑圈)，并且删除两个基准图案的光点位置(白圈)，由此能够将线宽增大10nm。另外，在将线宽增大20nm的情况下，如图16的(c)所示，只要在基准图案的两外侧分别配置一个新的光点位置(双黑圈)，并且删除两个基准图案的光点位置(与图16的(b)不同的光点位置)即可。
另外，在将线宽增大30nm的情况下，如图16的(d)所示，只要在基准图案的两外侧分别配置一个新的光点位置(双黑圈)，并且删除三个基准图案的中央列的光点位置即可。而且，在将线宽增大40nm的情况下，如图16的(e)所示，只要在基准图案的两外侧分别配置一个新的光点位置(双黑圈)，并且不删除基准图案的光点即可。
在将线宽增大50nm、60nm、……220nm的情况下，也如图16的(f)～图16的(k)、图17的(a)～图17的(l)所示的那样，能够利用在图16的(a)的基准图案的两外侧配置相同数量的新的光点位置以及删除(或者不删除)基准图案的光点位置的一部分的组合来调节线宽。
图18示出了在利用图16的(a)～图17的(l)的方法进行了线条图案的线宽调节时的线宽的测量结果。在该线宽测量中，在图16的(a)中用箭头表示的X轴方向的11处测量出了线条图案的线宽(Y轴方向上的宽度)成为多大程度。从图18可知，在X轴方向的任一位置中均能够将线条图案的线宽调节为大致期望的线宽。
在本实施方式中，在想要以交错配置的网格间隔(光点位置的X、Y方向上的间隔)以下的大小调节线条图案的线宽的情况下，以进行如图16的(b)～图17的(l)示出的这种曝光的方式对MD10的微镜10a的打开/关闭状态进行控制。由此，能够高精度地得到期望的线条图案。
[基于畸变测定结果的修正]
图19的(a)示出了利用测试曝光等测定了曝光模块所包含的模块的投影像的失真(畸变)的结果的一例。在各点中示出的箭头表示畸变的方向和大小。畸变的测定包括使用了测试图案的基板P的曝光(测试曝光)、在基板P上曝光的像(转印像)的检测、以及使用该检测结果的像失真数据(畸变数据)的创建。
在例如对一边为1μm的正方形的区域进行曝光时，畸变的影响被抵消，因此进行以下的这种曝光。
例如，在得到了图19的(a)示出的这种畸变的测定结果的情况下，算出非扫描方向一致的点的畸变的平均值。在图19的(b)中示出每个非扫描方向的畸变的平均值的算出结果的一例。使用每个该非扫描方向的畸变的平均值，针对每个非扫描方向的位置设计在对正方形的区域进行曝光时的光点位置。例如，如图19的(b)的左端所示，在畸变的平均值为X方向：0.05μm、Y方向：-0.06μm的情况下，如图19的(c)所示，只要在成为基准的交错曝光图案(基准图案)的左侧和下侧分别配置三个新的光点位置(双黑圈)，并且删除五个原来的正方形图案的光点位置即可。
另外，在其他非扫描方向的位置中，也只要对照畸变的平均值，如图19的(d)～图19的(g)所示那样变更光点位置即可。由此，能够抑制畸变对曝光精度的影响。此外，在本例中，算出每个非扫描方向的畸变的平均值来用于处理，因此能够将处理简化。另外，通过使用每个非扫描方向的畸变的平均值，例如能够防止沿扫描方向延伸的图案被曝光成锯齿的形状。
[基于照度分布测定结果的修正]
图20的(a)示出了一个曝光区域中的照度分布的测定结果的一例。
在例如对一边为1μm的正方形的区域进行曝光时，抑制基于照度分布的影响，因此进行以下的这种曝光。
在得到图20的(a)示出的这种照度分布的测定结果的情况下，算出非扫描方向一致的点的照度的平均值。在图20的(b)中示出每个非扫描方向的照度的平均值的算出结果的一例。在图20的(b)的例子中，从左起算出结果为1.0％、0.4％、0.2％、0.0％、0.3％。另外，在本例中，根据光致抗蚀剂的条件，当照度提升到1.0％时，线宽变宽50nm，以照度越高则线宽越大的方式进行曝光。此外，扩大线宽的方法与图16的(b)～图17的(l)相同。
例如，如图20的(b)的左端所示，在照度为1.0％的情况下使线宽扩大50nm，因此如图20的(c)所示，在成为基准的交错曝光图案(基准图案)的两侧分别配置两个新的光点位置(双黑圈)，并且删除两个基准图案的光点位置。
另外，在其他非扫描方向的位置中，也与照度对应地如图20的(d)～图20的(g)所示那样从基准图案变更光点位置。由此，能够抑制照度分布对曝光精度的影响。此外，在本例中，算出每个非扫描方向的照度的平均值并用于处理，因此能够将处理简化。另外，通过使用每个非扫描方向的照度的平均值，能够防止例如沿扫描方向延伸的图案被曝光成锯齿的形状。
以上，如详细说明的那样，根据本实施方式，具备保持基板P并移动的基板保持架4B、具有DMD10的曝光模块MU(A)、MU(B)、MU(C)、以及沿扫描方向驱动基板保持架4B的驱动控制部304。然后，曝光模块的光照射区域组中的光照射区域的排列方向(X’轴、Y’轴)相对于扫描方向以及非扫描方向倾斜角度θk，驱动控制部304以在对基板P的规定范围进行曝光时成为交错曝光的(光点位置交错配置)这种速度扫描基板保持架4B。由此，即便与光点位置排列成正方形的情况相比脉冲数更少(6成程度)，也能够以与正方形配置同等的分辨率进行曝光。DMD10在扫描方向上的微镜10a的数量有限，但通过以较少的脉冲数对图案进行曝光，能够提高能够在一次扫描的期间内曝光出期望的图案的可能性。另外，由于能够以较少的脉冲数曝光图案，所以能够加快载台的速度，能够提高曝光装置的生产量。
另外，在本实施方式中，在使用两个DMD10对接连部进行曝光的情况下也进行交错曝光，因此，能够在接连部中也曝光出与接连部以外同样的图案。
另外，在本实施方式中，在想要以比网格间隔小的距离偏移线条图案来曝光的情况下，以使在偏移之前的线条图案内的光点位置的一部分在线条图案的外侧(想要偏移的方向的外侧)曝光的方式来驱动DMD10。由此，能够简单地以比网格间隔小的距离偏移线条图案来曝光。
另外，在本实施方式中，在想要以比网格间隔小的尺寸增大线条图案的线宽的情况下，在原本的线条图案(基准图案)的两外侧以相同数量配置新的光点位置并且以减少(或者不减少)原本的线条图案的光点位置的方式驱动DMD10。由此，能够简单地以比网格间隔小的尺寸增大线条图案的线宽来曝光。
另外，在本实施方式中，基于模块的畸变或照度分布，以抑制畸变或照度分布的影响的方式变更线条图案的光点位置。由此，能够简单地抑制畸变或照度分布对曝光精度的影响。
此外，在上述实施方式的照明单元ILU中，为了提高解像度，能够将NA或σ设为可变，或者将照明条件设为可变，或者使用OPC(Optical Proximity Correction：光学邻近修正)技术(利用辅助图案克服光学邻近效应的技术)等。
上述实施方式是本发明的优选的实施例。但不限于此，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。
附图标记说明
4B 基板保持架
10DMD
10a 微镜
304 驱动控制部
EX 曝光装置
P 基板。

Claims (10)

1.一种曝光装置，其具备：
保持并移动基板的基板保持架；
模块，其包括具有二维排列的光调制元件的空间光调制器、向所述空间光调制器照射照明光的照明单元、以及投影单元，该投影单元向在所述基板上沿第1方向以及垂直于所述第1方向的第2方向二维排列的光照射区域组分别导入来自所述光调制元件的所述照明光；以及
沿扫描方向驱动所述基板保持架的控制部，
所述光调制元件相对于所述扫描方向以及与该扫描方向正交的非扫描方向倾斜规定角度θ来二维排列，其中，0°＜θ＜90°，
所述控制部在对所述基板的规定范围进行曝光时，以使表示向所述规定范围内照射的从所述光调制元件分别射出的所述照明光的中心的光点位置成为交错配置这样的速度，对所述基板保持架进行扫描。
2.根据权利要求1所述的曝光装置，其中，
具有多个所述模块，
所述控制部在曝光第1范围时，以所述第1范围内的所述光点位置的配置成为交错配置这样的速度对所述基板保持架进行扫描，所述第1范围为能够使用所述多个模块中的第一模块、以及与所述第一模块相邻的第二模块进行曝光的范围。
3.根据权利要求2所述的曝光装置，其中，
所述模块利用所述第一模块以及所述第二模块这两个模块对所述第1范围进行曝光。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的曝光装置，其中，
具备接受部，该接受部接受对以成为所述交错配置的方式对所述规定范围进行曝光、以成为在沿所述扫描方向以及所述非扫描方向排列的格子点上配置有所述光点位置的正方形配置的方式对所述规定范围进行曝光、以及以成为在所述规定范围的内侧交错配置有所述光点位置的内侧交错配置的方式对所述规定范围进行曝光的某一者的选择。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的曝光装置，其中，
通过使用以使在对所述规定范围内进行曝光时的所述光点位置的一部分位于所述规定范围的外侧的在所述非扫描方向上相邻的位置的方式变更后的描绘数据来驱动所述空间光调制器，曝光出从所述规定范围向所述非扫描方向偏移的范围。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的曝光装置，其中，
通过使用以使在对所述规定范围内进行曝光时的所述光点位置的一部分减少或者不减少、且在与所述规定范围的所述非扫描方向上的两侧相邻的位置追加新的光点位置的方式变更后的描绘数据来驱动所述空间光调制器，曝光出与所述规定范围相比在所述非扫描方向上宽度更宽的范围。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的曝光装置，其中，
基于由所述模块投影的投影像的失真的测定结果，生成以使在以所述投影像没有失真的状态对所述规定范围内进行曝光时的所述光点位置的一部分减少或者不减少、且在所述规定范围的外侧的在所述非扫描方向上相邻的位置追加新的光点位置的方式变更后的描绘数据，通过使用生成的所述描绘数据来驱动所述空间光调制器，对所述规定范围进行曝光。
8.根据权利要求7所述的曝光装置，其中，
在二维面内的多处测定所述投影像的失真，基于所述非扫描方向上的位置一致之处的平均值，生成与所述非扫描方向的各位置对应的描绘数据。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的曝光装置，其中，
基于所述模块的照明分布的测定结果，生成以使在所述照明分布以理想的状态对所述规定范围内进行曝光时的所述光点位置的一部分减少或者不减少、且在与所述规定范围的所述非扫描方向上的两侧相邻的位置追加新的光点位置的方式变更后的描绘数据，通过使用生成的所述描绘数据来驱动所述空间光调制器，对所述规定范围进行曝光。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的曝光装置，其中，
所述规定角度θ是tanθ＝1/A中的A的值为5、7、9、11的角度。
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