CN1444101A - 曝光方法及曝光装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种曝光方法及曝光装置,是在一面补正像特性一面扫描曝光时,通过进行良好精度的补正可使图案以良好精度重叠于所定的位置关系,能进行精度良好的曝光处理。解决手段,在一面使光罩(M)与感光基板(P)以同步移动一面经介投影光学系统(PL1~PL5)使光罩(M)的图案投影于感光基板(P)的曝光装置(EX),包括补正机构、驱动装置及控制装置,其中,补正机构设置在投影光学系统(PL1~PL5),使投影于感光基板的图案的像特性加以补正,驱动装置驱动补正机构,控制装置按照同步移动速度在驱动装置加以设定驱动速度及驱动量之中的至少一方。
Description
技术领域
本发明关于一种曝光方法及曝光装置,特别是关于一面使光罩(mask)与基板以同步移动一面使光罩的图案(pattern)曝光于基板的一种扫描式的曝光方法及曝光装置。
背景技术
液晶显示元件或半导体元件等的电子元件使在光罩上所形成的图案转移于感光基板上,由所谓微影蚀刻法(lithography)制造。在此微影蚀刻工艺所使用的曝光装置,包括光罩机台(stage)与基板机台,其中,光罩机台载置具有图案的光罩以二维方式移动,基板机台载置感光基板以二维方式移动,使在光罩上所形成的图案以逐次移动光罩机台及板机台经介投影光学系统投影曝光于感光基板。对于曝光装置主要有总括型曝光装置与扫描型曝光装置的两种,其中,总括型曝光装置使光罩的图案全体以同时转印于感光基板上,扫描型曝光装置一面使光罩机台与基板机台以同步扫描一面使光罩的图案连续的转印于感光基板上。此中,制造液晶显示元件时,显示领域的大型化的要求是以使用扫描型曝光装置为主。
电子元件包含微影蚀刻工艺由各工艺处理在基板上使多个图案以所定的位置关系重叠加以形成,基板会由工艺处理而变形的场合。例如,基板为液晶显示元件用的玻璃基板的场合,会由各工艺处理的热作用而变形,或者,在玻璃基板上形成金属层时玻璃基板具有似如由金属层所拉受在面方向的力的作用而变形的场合。由工艺处理而基板变形时,在基板上使图案重叠之际,图案彼此有偏离的场合。于是,先前,在曝光装置的投影光学系统设补正机构以补正在基板上所投影的像特性,使用此补正机构,一面进行按照基板的非线形变形的图案像在基板上的位置或形状的补正一面进行曝光处理。即,曝光装置,是按照基板的非线形变形以补正机构一面补正位移(shift)(像的X轴方向及Y轴方向的位置误差)、倍率(scaling)(像的扩大或缩小误差)、回转(rotation)(Z轴周围的回转误差)、直交度(以像的X轴为基准的Y轴方向的倾倒量)等的像特性,一面使图案像投影曝光于基板上。
在此,补正机构例如可举设在投影光学系统的平行平面玻璃板,通过使此平行平面玻璃板以马达等的驱动装置加以回转,以补正像特性。然而,在一面使光罩与基板以同步移动一面经介投影光学系统使图案投影于感光基板的扫描型曝光装置,按照基板的非线性变形,一面驱动上述补正机构一面进行扫描曝光。此时,先前的补正机构是由马达的驱动机构以一定速度驱动(回转)。
图13A表示按照基板的非线形变形一面补正图案的像特性(像的位置)一面进行扫描曝光时,在基板上的图案像的模式图。在图13A,箭头X1表示基板的扫描方向。然而,图案像一面扫描基板一面使驱动机构以一定速度驱动(回转)投影于基板上。如上所述,补正机构的驱动速度(补正速度)为一定,在图13A系以倾斜Vd表示。又,基板的扫描速度(同步移动速度)Va为一定,位置P1~P5表示在扫描方向于基板上以等间隔设定的位置。然而,在图13A的间隔Ta表示对基准点(例如投影光学系统的光轴)从位置P1(P2、P3、P4)通过至位置P2(P3、P4、P5)通过的时间。即,时间Ta为短的场合表示扫描速度较快,时间Ta为长的场合表示扫描速度较慢。又,虚线表示目标非线形补正量,实线表示实际的非线形补正量(实际的图案)。然而,补正机构的驱动开始点为基板向扫描方向移动所定量的时点,也就是设定于各位置P1~P5通过基准点的时点。在图13A所示之例,基板的扫描速度Va与按照基板的变形的补正机构的驱动速度(补正速度)Vd的关为适当,目标非线形补正量与实际的非线形补正成为一致。
但是,先前的曝光装置的补正机构产生以下所述的问题点。
曝光装置对光罩具有使曝光光照射的光源,此光源随使用时间的经过而劣化以致光量(照度)低降。因而,在一面使光罩与基板以同步移动一面经介投影光学系统使光罩的图案投影曝光于感光基板的扫描型曝光装置,通过按照光源的光量低降使同步移动速度加以变化,具体的是通过按照光源的光量降低使同步移动速度变慢,可控制基板上的曝光量使在所期望的值。
但是,先前的补正机构是以一定的驱动速度Vd驱动的关系,如图13B所示的模式图,为取得所期望的曝光量而使感光基板的扫描速度比Va较慢变为Vb时(此时,时间Tb比时间Ta长),补正机构的驱动开始点设定在各位置P1~P5通过基准点的时点的关系,对基准点从基板上的位置P1通过至位置P2通过之间补正机构的驱动停止(驱动速度Vd变成0),目标非线形补正量与实际的非线形补正量成为不一致的状态,特别在此场合,如图13B所示,补正量变成断续,不能以圆滑的加以进行。
一方面,例如,由不同方法使光源的输出加以变化时而将扫描速度变快的场合,此种场合,如图13C所示,使感光基板的扫描速度比Va较快变为Vc时(此时,时间Tc比时间Ta短),补正机构的驱动开始点设定在各位置P1~P5通过基准点的时点同时驱动速度Vd为一定的关系,对基准点从基板上的位置P1通过至位置P2通过之间补正机构的驱动不完了。实际的非线形补正量与目标非线形补正量成为不一致的状态。
如此,目标补正量与实际的补正量产生偏离时,对已经在基板所形成的图案产生无法使下次图案以良好精度重叠于所定位置关系的问题。先前,如上述的目标非线形补正量与实际的非线形补正量的偏离虽在容许范围,近年来由图案的微细化要求,对目标非线形补正量的实际的非线形补正量的偏离己在不可忽视的程度。
发明内容
本发明的目的为鉴于此种问题点加以进行的,以提供一种曝光方法及曝光装置,在一面补正像特性扫描曝光时,通过进行良好精度的补正,可一面使图案以良好精度重叠于所定的位置关系,进行精度良好的曝光处理。
解决上述课题的本发明采用对应于以下结构。
本明的曝光方法为在一面使光罩与基板以同步移动一面经介投影光系统使光罩的图案投影于基板的曝光方法,其特征在于,由设于投影光学系统的补正机构加以补正投影于基板的图案像的位置同时,使补正像的位置的补正速度或补正量按照同步移动速度加以设定。
依照本发明,按照光罩与基板的同步移动速度,加以设定补正投影于基板的图案像的位置的补正速度或补正量的关系,虽同步移动速度变化也可使目标补正量与实际的补正量一致。因而,可使图案以良好精度重叠于所定的位置关系,能进行精度良好的曝光处理。
本发明的曝光装置在一面使光罩与基板以同步移动一面经介投影光学系统使光罩的图案投影于基板的曝光装置,其特征在于,包括补正机构、驱动装置以及控制装置。其中,补正机构设在投影光学系统,加以补正投影于基板的图案的像特性。驱动装置驱动补正机构。控制装置按照同步移动速度,在驱动装置设定驱动速度及驱动量中的至少任何一方。
依照本发明,在投影光学系统设补正投影于基板的图案的像特性的补正机构,按照光罩与基板的同步移动速度,以设定驱动补正机构的驱动装置的驱动速度或驱动量的关系,虽同步移动速度变化时也能使目标补正量与实际的补正量一致。因而,可使图案在所定位置关系以良好精度重叠,能进行良好精度的曝光处理。
本发明的曝光装置在一面使光罩与基板以同步移动一面经介投影光学系统使光罩的图案投影于基板的曝光装置,其特征在于,包括补正机构、驱动装置以及控制装置。其中,补正机构设在投影光学系统,对投影于基板的图案的像特性加以补正。驱动装置驱动补正机构。控制装置按照光罩或基板的位置,在驱动装置设定驱动速度及驱动量中的至少任何一方。
依照本发明,在投影光学系统设补正投影于基板的图案的像特性的补正机构,按照光罩或基板的位置以设定驱动补正机构的驱动装置的驱动速度或驱动量的关系,虽基板变形时也能使目标补正量与实际的补正量一致可良好进行非线形补正。因而,可使图案在所定的位置关系以良好精度重叠,能进行良好精度的曝光处理。
依照本发明的曝光方法及曝光装置,按照光罩与基板的同步移动速度,以设定使投影于基板的图案的像位置加以补正的补正速度或补正量的关系,虽同步移动速度变化时也可使目标补正量与实际的补正量一致。因而,可使图案在所定的位置关系以良好精度重叠,能以良好精度进行曝光处理。
附图说明
图1表示本发明的曝光装置的一实施例的概略结构图。
图2表示本发明的曝光装置的一实施例的概略斜视图。
图3表示具有补正机构的投影光学系统的结构图。
图4表示投影领域的平面图。
图5A表示位移调整机构的模式图,图5B经位移调整的图案像的说明图。
图6A为经回转调整的图案像的说明图。
图6B为经倍率调整图案像的说明图。
图7表示光罩的图案的平面图。
图8表示感光基板的图案的平面图。
图9表示本发明的曝光方法的第一实例的流程图。
图10A、图10B、图10C为说明一面调整补正速度及补正量一面使图案像曝光的情形的模式图。
图11表示本发明的曝光方法的第二实施例的流程图。
图12表示半导元件的制造工艺的一例之流程图。
图13A、图13B、图13C说明先前的曝光方法的课题的模式图。
23:位移调整机构(补正机构)
27:倍率调整机构(补正机构)
28、31:回转调整机构(直角棱镜、补正机构)
49a、49b:定位系统(位置检测部)
50A、50B:驱动装置
51A、51B:驱动装置
52:驱动装置
CONT:控制装置
EX:曝光装置
M:光罩
P:感光基板(基板)
PL1~PL5:投影光学系统
具体实施方式
以下,对于本发明的曝光方法及曝光装置一面参照图面一面加以说明。图1表示本发明的曝光装置的一实施例的概略构成图,图2为图1的概略斜视图。
在图1及图2,曝光装置EX包括照明光学系统IL、光罩机台MST、多个投影光学系统PL1~P5、基板机台PST、光罩侧激光干涉仪39a、39b、基板侧激光干涉仪39a、39b。其中,照明光学系统IL具有以曝光光照明光罩M的多个照明系统元件(Module)10a~10e。光罩机台MST支承光罩M。多个投影光学系统PL1~PL5配置成对应于各照明系统元件10a~10e,使以曝光光所照明的光罩M的图案的像投影于感光基板(基板)P上。基板机台PST支承感光基板P。光罩侧激光干涉仪39a、39b使用激光检测光罩机台MST的位置。基板侧激光干涉仪43a、43b使用激光检测基板机台PST的位置。在本实施例,照明系统元件有10a~10e的五个,在图1为方便起见仅表示对应于照明系统元件10a者,各照明系统元件10a~10e具有同样结构。感光基板P在玻璃板涂布光阻(感光剂)者。
在本实施形态的曝光装置EX,一面使支承于光罩机台MST的光罩M与支承于基板机台PST的感光基板P以同步移动一面经介投影光学系统PL使光罩M的图案投影曝光于感光基板P的扫描型曝光装置。在以下的说明,使投影光学系统PL的光轴方向为Z轴方向,与Z轴方向成成垂直的方向而在光罩M及感光基板P的同步移动方向(扫描方向)为X轴方向,直交于Z轴方向及X轴方向的方向(非扫描方向)为Y轴方向。
如图1所示,照明光学系统IL包括曝光用光源6、椭图镜6a、二向色镜(dichroic mirror)7、波长选择滤光器(filter)8、及光导向器(lightguide)9。椭图镜6a使从光源6射出的光束聚光。二向色镜7从椭图镜6a所聚光的光束中使曝光所必要波长的光束反射,其它波长的光束透过。波长选择滤光器8从二向色镜7反射光束中更再仅使曝光所必要波长通过。光导尚器9使从波长选择滤光器8的光束分岐为多个条(在本实施例为五条),经介反射镜11入射于各照明系统元件10a~10e。在本实施例的曝光用光源6使用水银灯,曝光光是由波长选择滤光器8、使用曝光所必要波长的g线(436nm)、h线(405nm)、i线(365nm)等。
照明系统元件10a包括照明快门(shutter)12,中继透镜(relaylens)13、光学积分器(optical integrator)14、及聚焦透镜(condenserlens)15。其中,光学积分器14调整通过中继透镜13的光束使成为大略均一照度分布的光束以变换为曝光光。聚焦透镜15使从光学积分器14的曝光光聚光以均一照度照明光罩M。在本实施例,与照明系统元件10a同样结构的照明系统元件10b~10e以一定之间隔配置于X轴方向与Y轴方向。
照明快门12在光导向器9的光路下游侧对光束的光路配置成能以进退自如,以司光束的遮蔽.解除。在照明快门12设使此照明快门12对光路加以进退移动的快门驱动部12D,由控制置CONT控制其驱动。
照明系统元件10a(10b~10e)具有光量调整机构18。光量调整机构18通过在每一光路设定光束的照度以调整各光路的曝光量,包括半透明反射镜(half-mirror)19、检测器(detector)20、滤光器(filter)21、及滤光器驱动部21D。半透明反射镜19配置在滤光器21与中继透镜13间的光路中,使透过滤光器21的光束的一部分入射于检测器20。各检测器20经常是以独立检测入射光束的照度,所检测的照度信号向控制装置CONT输出。
滤光器21在玻璃板上用铬(Cr)等以条纹状加以图案化,以形成为透射率沿Y轴方向在某范围逐渐变化成线形,配置在各光路中的照明快门12与半透明反射镜19之间。此等半透明反射镜19、检测器20及滤光器21各配设于多个的各光路。滤光器驱动部21D依据控制装置CONT的指示使滤光器21向Y轴方向移动。通过滤光器驱动部21D驱动滤光器21,以调整各光路的光量。
透过光量调整机构18的光束经介中继透镜13到达光学积分器14。在光学积分器14的射出面侧形成二次光源,从光学积分器14的曝光光经介聚焦透镜15以均一照度照射支承于光罩机台MST的光罩M。然而,从各照明系统元件10a~10e所射出的曝光光照明在光罩M上的各相异照明领域。
支承光罩M的光罩机台MST设成可能移动,具有实行一维的扫描曝光的X轴方向的长行程和,在与扫描方向直交的Y轴方向的所定距离的行程。如图1所示,光罩机台MST具有使此光罩机台MST向X轴方向及Y轴方向驱动的光罩机台驱动部MSTD。光罩机台驱动部MSTD是由控制装置CONT所控制。
如图2所示,光罩侧激光干涉仪包括X激光干涉仪39a与Y激光干涉仪39b。其中,X激光干涉仪检测光罩机台MST在X轴方向的位置,Y激光干涉仪39b检测光罩机台MST在Y轴方向的位置。在光罩机台MST的+X侧端缘系设延伸于Y轴方向的X移动镜38a。一方面,在光罩机台MST的+Y侧端缘设以延伸在X轴方向与X移动镜38a直交的Y移动镜38b。在X移动镜38a,X激光干涉仪39a是以对向配置,在Y移动镜38b,Y激光干涉仪39b是以对向配置。
X激光干涉仪39a使激光照射X移动镜38a。由激光的照射在X移动镜38a所产生的光(反射光)是由X激光干涉仪39a内部的检测器受光。X激光干涉仪39a是依据从X移动镜38a的反射光,以内部的参照镜位置为基准检测X移动镜38a的位置,即光罩机台MST在X轴方向的位置。尚且,光罩M的位置的通过预先计测对光罩机台MST的光罩M的各位置,可由激光干涉仪的检查值加以监视。
Y轴激光干涉仪39b使激光照射Y移动镜38b。由激光的照射在Y移动镜38b所产生的光(反射光)是由Y激光干涉仪39b内部的检测器受光。Y激光干涉仪39b是依据从Y移动镜38b的反射光,以内部的参照镜位置为基准检测Y移动镜38b的位置,即光罩机台MST(由此为光罩M)在Y轴方向的位置。
激光干涉仪39a、39b的各检出结果为输出于控制装置CONT。控制装置CONT为依照激光干涉仪39a、39b的各检出结果,以经介光罩机台驱动部MSTD驱动光罩机台MST,进行光罩M的位置控制。
透过光罩M的曝光光入射于各投影光学系统PL1~PL5。各投影光学系统PL1~PL5使存在于光罩M的照明领域的图案像投影曝光于感光基板P,配置成对应于各照明系统元件10a~10e。投影光学系统PL1、PL3、PL5与投影光学系统PL2、PL4是以曲折状配成二列。即,以曲折状配置的各投影光学系统PL1~PL5,彼此相邻的投影学系统(例如,投影光学系统PL1与PL2、PL2与PL3)是以所定变位量配置在X轴方向。透过各投影光学系统PL1~PL5的曝光光,使对应于光罩M的照射领域的图案像结像在由基板机台PST所支承的感光基板P上的相异投影领域。照明领域的光罩M的图案系以具有所定的结像特性转印于涂光阻的感光基板P上。
支承感光基板P的基板机台PST设成可能移动,具有进行一维扫描曝光的在X轴方向的长行程和,在与扫描方向直交的方向以步位移动的Y轴方向的长行程。又,基板机台PST具有使此基板机台PST在X轴方向及Y轴方向,更在Z轴方向加以驱动的基板机台驱动部PSTD。基板机台驱动部PSTD由控制装置CONT所控制。
如图2所示,基板侧激光干涉仪包括X激光干涉仪43a与Y激光干涉仪43b。其中,X激光干涉仪43a为检测基板机台PST的在X轴方向的位置,Y激光干涉仪43b为检测基板机台PST的在Y轴方向的位置。在基板机台PST的+X侧的端缘设延伸于Y轴方向的X移动镜42a。在基板机台PST的-Y侧的端缘设以直交于X移动镜42a在X轴方向延伸的Y移动镜42b。在X移动镜42a是以对向配置X激光干涉仪43a,在Y移动镜42b是以对向配置Y激光干涉仪43b。
X激光干涉仪43a使激光照射X移动镜42a。由激光的照射在X移动镜42a所产生的光(反射光)是在X激光干涉仪43a内部的检测器受光。X激光干涉仪43a是依据从X移动镜42a的反射光,以内部的参照镜的位置为基准加以检测X移动镜42a的位置,即基板机台PST(由此系感光基板P)在X轴方向的位置。
Y激光干涉仪43b使激光照射于Y移动镜42b。由激光的照射在Y移动镜42b所产生的光(反射光)是在Y激光干涉仪43b内部的检测器受光。Y激光干涉仪43b为依据从Y移动镜42b的反射光,以内部的参照镜的位置为基准加以检测Y移动镜42b的位置,即基板机台PST在Y轴方向的位置。尚且,感光基板P的位置通过预先计测对基板机台PST的感光基板P的各位置,可由激光干涉仪的检查值加以监视。
激光干涉仪43a、43b的各检出结果输出于控制装置CONT。
更且,基板机台PST所保持的感光基板P在Z轴方向的位置为斜入射方式的焦点检测系统之一的多点聚焦位置检测系统(未图标)加以检出。多点聚焦位置检测系统的检出结果输出于控制装置CONT。控制装置CONT依据激光干涉仪43a、43b及多点聚焦位置检测系统的各检出结果,经介基板机台驱动部PSTD驱动基板机台PST,以进行感光基板P的位置控制。
各光罩机台MST及基板机台PST在控制装置CONT的控制下,由光罩机台驱动部MSTD及基板机台驱动部PSTD可以独立移动。然而,在本实施例,支承光罩M的光罩机台MST与支承感光基板P的基板机台PST对投影光学系统PL成为以任意的扫描速度(同步移动速度)在X轴方向同步移动。
在此,如图2所示,曝光装置EX包括光罩机台速度检测装置71与基板机台速度检测装置72。其中,光罩机台速度检测装置71系检测光罩机台MST在X轴方向的移动速度(即,同步移动速度),基板机台速度检测装置72为检测基板机台PST在X轴方向的移动速度(即,同步移动速度)。光罩机台速度检测装置71及基板机台速度检测装置72的各检出结果输出于控制装置CONT。
图3投影光学系统PL1(PL2~PL5)的概略构成图。在此,图3仅表示对应于投影光学系统PL1,各投影光学系统PL1~PL5具有同样构成。
如图3所示,各投影光学系统PL1~PL5包括位移调整机构23、二组的反射折射型光学系统24、25、视野光圈26及倍率调整机构(补正机构)27。
透过光罩M的光束系入射于位移调整机构23。位移调整机构23在Y轴周围设可回转的平行平面玻璃板(补正机构)23A与,在X轴周围设可回转的平行平面玻璃板(补正机构)23B。平行平面玻璃板23A是由马达等的驱动装置50A在Y轴周围回转,平行平面玻璃板23B是由马达等的驱动装置50B在X轴周围回转。通过平行平面玻璃板23A在Y轴周围回转感光基板P上的光罩M的图案像在X轴方向位移,通过平行平面玻璃板23B在X轴周围回转感光基板P上的光罩M的图案像在Y轴方向位移。驱动装置50A、50B的驱动速度及驱动量是由控制装置CONT各以独立控制。各驱动装置50A、50B依据控制装置CONT的控制,使各平行平面玻璃板23A、23B以所定速度回转所定量(所定角度)。
透过位移调整机构23的光束为入射于第一组反射折射型光学系统24。反射折射型光学系统24形成光罩M的图案的中间像,包括直角棱镜(补正机构)28、透镜29及凹面镜30。
直角棱镜28设成可在Z轴周围回转,由马达等的驱动装置51A在Z轴周围回转。通过直角棱镜28在Z轴周围回转在感光基板P上的光罩M的图案像在Z轴周围回转。即,直角棱镜28具有回转机构的机能。驱动装置51A的驱动速度及驱动量是由控制装置CONT所控制。驱动装置51A依据控制装置CONT的控制,使直角棱镜28以所定量(所定角度)回转。
在由反射折射型光学系统24所形成的图案的中间像位置系配置视野光圈26。视野光圈26设定感光基板P上的投影领域。透过视野光圈26的光束为入射于第二组的反射折射型光学系统25。
反射折射型光学系统25与反射折射型光学系统24同样,包括以具有回转调整机能的直角棱镜(补正机构)31、透镜32及凹面镜33。直角棱镜31也由马达等的驱动装置51B的驱动在Z轴周围回转,通过回转使感光基板P上的光罩M的图案像在Z轴周围回转。驱动装置51B的驱动速度及驱动量是由控制装置CONT所控制,驱动装置51B为依据控制装置CONT的控制,使直角陵镜31以所定速度回转所定量(所定角度)。
从反射折射型光学系统25射出的光束是通过倍率调整机构(补正机构)27,在感光基板P上使光罩M的图案像以正立等倍结像。倍率调整机构27为例如由平凸透镜、两凸透镜、平凸透镜的三片透镜所构成,通过使在平凸透镜与平凸透镜间位置的两凸透镜移动于Z轴方向,以进行调整光罩M的图案像的倍率(scaling)。此时,两凸透镜是由驱动装置52所移动,驱动装置52是由控制装置CONT所控制。驱动装置52系依据控制装置CONT的控制,使两凸透镜以所定速度移动所定量。
图4表示在感光基板P上的各投影光学系统PL1~PL5的投影领域34a~34e的平面图。
各投影领域34a~34e的每一领域是由视野光圈26设定成为所定形状,在本实施例具有台形形状。投影领域34a、34c、34e与投影领域34b、34d是以对向配置于X轴方向。更且,投影领域34a~34e的每一邻接的投影领域的彼此端部(境界部)(35a与35b、35c与35d、35e与35f、35g与35h)如两点虚线所示,在Y轴方向以重叠方式并联配置,设定成为X轴方向的投影领域的幅度总计大略为相等。即,设定成在X轴方向扫描曝光时曝光量为相等。
如此,由各投影领域34a~34e的每一领域所重叠的接合部36a~36d,在接合部36a~36d的光学像差的变化或照度变化成为圆滑。尚且,本实施例的投影领域34a~34e的形状虽为台形,也可为六角形或菱形,或者为平行四边形。
回至图1,在基板机台PST上大略与感光基板P的曝光面同高处配设检测器41。检测器41检测关于感光基板P上的曝光光的光量的信息(照度)的照度感应器由CCD感应器所构成,检测在感光基板P上的各投影光学系统PL1~PL5所对应的每一位置的曝光光的照度,使其所检出的检出信号输出于控制装置CONT。检测器41是由在基板机台PST上以Y轴方向配设的导轴(未图标)加以设置在与感光基板P同一平面的高度,设成可由检测器驱动部能在与扫描方向(X轴方向)直交的方向(Y轴方向)移动。检测器41在一次或多个次曝光之前,通过基板机台PST在X轴方向的移动与由照度感应器驱动部的Y轴方向的移动,在投影光学系统PL1~PL5所对应的各投影领域34a~3e之下加以扫描。因而,在感光基板P上的投影领域34a~34e及此等各投影领域34a~34e的各境界部35a~35h的曝光光的照度是由检测器41以二维方式加以检测。由检测器41所检出的曝光光的照度输出于控制装置CONT。此时,控制装置CONT是由基板机台驱动部PSTD及检测器驱动部的各驱动量,可加以检测检测器41的位置。
图5A、图5B表示由投影光学系统PL1的位移调整机构23补正在感光基板P上的投影领域(图案像)34a的位置的情形模式图。
如图5A所示,位移调整机构23之中平行平面玻璃板23A在以图中实线所示的基准位置的场合,即,平行平面玻璃板23A的法线与Z轴平行的场合,如图5B以实线所示,在感光基板P上投影领域43a(43a1)设定于所定位置。一方面,如图5A的虚线所示,平行平面玻璃板23A由驱动装置50A的驱动在Y轴周围以所定量回转的场合,如图5B以虚线所示,在感光基板P上投影领域34a(34a2)的位置在X轴方向以所定量移动(shift)。在此,在感光基板P上从投影领域34a1至投影领域34a2的移动量(补正量)x34a,即,在感光基板P上投影领域34a的在X轴方向的位置,按照平行平面玻璃板23A的Y轴周围的回转量(角度)θ,即,驱动装置50A的驱动量加以设定。又,从投影领域34a1向投影领域34a2的移动速度(补正速度)Vx34a是按照平行平面玻璃板23A的Y轴周围的回转速度Vθ,即,驱动装置50A的驱动速度所设定。
同样,在感光基板P上投影领域34a的在Y轴方向的移动量(补正量)y34a是按照平行平面玻璃板23B的在X轴周围的回转量,即,驱动装置50B的驱动量加以设定,投影领域34a的在Y轴方向的移动速度(补正速度)Vy34a是按照平行平面玻璃板23B在X轴周围的回转速度,即,驱动装置50B的驱动速度加以设定。
更且,在回转补正也同样,如图6A所示,在感光基板P上投影领域34a的回转量R34a,即,在感光基板P上投影领域34a在Z轴周围方向的位置,是按照三角棱镜28、31在Z轴周围的回转量,即,驱动装置51A、51B的驱动量加以设定,投影领域34a的回转速度(补正速度)VR34a按照三角棱镜28、31在Z轴周围的回转速度,即,驱动装置51A、51B的驱动速度加以设定。
对倍率补正也同样,如图6B所示,在感光基板P上的投影领域34a的倍率(补正量)Sk按照倍率调整机构27在Z轴方向的移动量,即,驱动装置52的驱动量加以设定,投影领域的倍率变化速度(补正速度)VSk按照倍率调整机构27在Z轴方向的移动速度,即,驱动装置52的驱动速度加以设定。
然而,通过使此等各位移调整机构、回转调整机构、及倍率调整机构以同时或选择性的驱动,投影领域34a在感光基板上的位置及形状可任意加以设定。
以上,对投影领域34a加以说明,对其他投影领域3b~34e,也可通过使在各投影光学系统PL2~PL5所设的各位移调整机构、回转调整机构、及倍率调整机构以同时或以选择性的驱动,感光基板P上的位置及形状,可任意加以设定。
如图7所示,在光罩M的图案领域形成像素(pixel)图案(共同图案)44与,在该像素图案44的Y轴方向两端位置的周边电路图案(非共同图案)45a、45b。在像素图案44形成依照多个像素的多个电极以正确规则排列的图案。在周边电路图案45a、45b形成驱动像素44的电极的驱动电路等。
又,在光罩M的图案领域的周围,是在该光罩M的角隅部位置形成光罩标识45a~46d。光罩标识46a~46d使用在光罩M的定位时的各种补正量算出,是以铬(Cr)等形成十字形状。
更且,在光罩M,沿X轴方向的两侧缘中央(即,光罩M的Y轴方向两端的中央)的近傍位置各形成光罩定位标识56a、56b。光罩定位标识是在与感光基板P的位置对准时使用,与上述光罩标识46a~46d同样,是由铬等形成十字形状。
与光罩M同样,如图8所示,在感光基板P的投影领域周围,于该感光基板P的角隅部位置形成基板标识47a~47d。基板标识47a~47d使用于感光基板的定位时的各种补正量算出,是由铬等形成十字形状的透过部48。
在感光基板P,也沿X轴方向的两侧缘中央(即,感光基板P的Y轴方向两端的中央)的近傍位置各形成基板定位标识57a、57b。基板定位标识与光罩M的位置对准时使用,与上述基板标识47a~47d同样,是由铬等形成十字形状的透过部。
此等光罩标识46a~46d、基板标识47a~47d及光罩定位标识56a、56b、基板定位标识57a、57b是由设置在图2光罩M上方的定位系统(位置检测部)49a、49b加以检测。定位系统49a、49b具有向X轴方向移动的驱动机构(未图标),构成为在扫描曝光时从照明领域内退避的结构。
其次,说明使用上述的曝光装置使光罩M的图案曝光于感光基板P的方法。
在此,以下的说明,如图4所示,在台形形状的投影领域34a~34e的长边长度为L1,短边的长度为L2,相邻投影领域的间隔(在投影领域的Y轴方向的间距)为L3。又,如图8所示,在感光基板P形成像素图案50与,在像素图案50的Y轴方向两端的周边电路图案51a、51b,感光基板P的周边电路图案51a、51b使图7所示光罩M的周边电路图案45a、45b通过多个投影光学系统中的两端外侧的投影光学系统PL1、PL5加以投影曝光来形成。此时,光罩M的周边电路图案45a、45b经介投影光学系统PL1、PL5投影曝光于感光基板P以形成周边电路图案51a、51b的方式,加以形成在光罩M上。然而,感光基板P的周边电路图案51a、51b与,光罩M的周边电路图案45a、45b形成为同一尺寸、同形状。又,在感光基板P的像素图案50,X轴方向的长度为L5、Y轴方向的长度为L6。一方面,在光罩M的像素图案44,Y轴方向的长度为L9,仅由两端外侧的投影光学系统PL1、PL5所曝光的Y轴方向的长度各为L10、L11。在此,在光罩M的像素图案44在X轴方向的长度与感光基板P的像素图案50同为L5。
在本实施例的曝光处理,如图8所示,将感光基板P上的全体曝光图案分割为在Y轴方向具有长度L12,包含周边电路图案51a及像素图案50的一部分的分割图案53、在Y轴方向具有长度L13具有像素图案50的一部分的分割图案54、及在Y轴方向具有长度L14,包含周边电路图案51b和像素图案50的一部分的分割图案55等的三领域,以进行合计三次的扫描曝光。
长度L12为投影领域34a的短边的+Y方向端点与投影领域34d的长边的-Y方向端点间的在Y轴方向的距离。长度L13为投影领域34b的长边的+Y方向端点与投影领域34c的长边的-Y方向端点间的在Y轴方向的距离。长度L14为投影领域34b的长边的+Y方向端点与投影领域34e的短边的-Y方向端点间的在Y轴方向的距离。
又,分割图案53与分割图案54在接合部58a重叠,分割图案54与分割图案55在接合部58b重叠。又,接合部58a、58b各与投影领域34a~34e的接合部36a~36d以同一距离重叠。
图9表示关于本发明的曝光方法的流程图。以下,参考图9说明本发明的曝光方法的第一实施例。
曝光装置EX开始曝光动作(阶段SA0)。
首先,设在基板机台PST的检测器41检测投影领域34a~36e的照度(阶段SAI)。
具体的是控制装置CONT向滤光器驱动部21D输出指示,为使从光源6的光束以最大透射率透过滤光器21而移动滤光器21。当滤光器21移动时,从光源6经介椭圆镜6a照射光束。照射的光束透过滤光器21、半透明反射镜19、光罩M、投影光学系统PL1~PL5等后。到达基板机台PST上。此时,光罩M未支承于光罩机台MST,或者为使在照明领域成为未形成图案等的位置而退避同时,感光基板P也未支承于基板机台PST。
与此同时,检测器41移动于X轴方向及Y轴方向,扫描各投影光学系统PL1~PL5所对应的投影领域34a~34e。由扫描的检测器41,顺次检测在各投影领域34a~34e的照度及在境界部35a~35h的照度Wa~Wh。检测器41使包含境界部35a~35h及投影领域34a~34e的照度的检出结果输出于控制装置CONT。
同时,从光源6照射的光束,是由半透明反射镜使其一部分射入于检测器20。检测器20检测入射光束的照度,将照度的检出结果输出于控制装置CONT。控制装置CONT将以检测器20、41所计测的各光路的照度及在境界部35a~35h的照度Wa~Wh加以存储。
控制装置CONT依据检测器41的检出结果,为使各投影领域34a~34e的照度大略相等,且为使(|Wa-Wb|、|We-Wd|、|We-Wf|)成为最小。由检测器41一面计测照度一面驱动各照明系统元件10a~10e的每一滤光器21。由此,加以补正各光路的每一光束的光量。
尚且,此时,从光源6照射的光束是由半透明反射镜19使其一部分入射于检测器20,检测器20检测入射光束的照度,将检出的照度信号输出于控制装置CONT。因而,控制装置CONT依据检测器20所检出的光束照度,为使此照度成为所定值也可控制滤光器驱动部21D以调整各光路的每一光量。
控制装置CONT依据以检测器41所检测的在投影领域34a~34e的照度检出结果与,要在感光基板P上曝光的曝光量的目标曝光量,以设定光罩M与感光基板P的同步移动速度(阶段SA2)。
即,在感光基板P上的曝光量为照度与时间的积的关系,按照检测器41所检测在感光基板P上的照度与,预先所设定的目标曝光量,以一义设定同步移动速度。例如,在照度低的场合同步移动速度设定于低速,在照度高的场合同步移动速度设定于高速。在此,在控制装置CONT存储要取得所定光量的同步移动速度与照度的关系(数据表)。控制装置CONT依据上述关系,设定同步移动速度。
控制装置CONT存储关于所设定的同步移动速度的信息。
其次,使光罩M及感光基板P搬送支承于各光罩机台MST及基板机台PST。控制装置CONT使用定位系统(位置检测部)49a、49b,将光罩M与感光基板P加以位置对准(定位)(阶段SA3)。
具体的当使光罩M及感光基板p搬送支承于各光罩机台MST及基板机台PST时,由非感光于光阻的波长所构成的照明光从定位系统49a经介未图标的反射镜入射于-Z轴方向。射出的照明光照射于光罩M的光罩定位标织56a同时,透过光罩M经介在外侧位置的投影光学系统PL1照射于感光基板上的基板定位标织57a。在基板定位标织57a所产生的光(反射光)经介投影光学系统PL1、光罩M及反射镜入射于定位系统49a。一方面,在光罩定位标织56a所反射的反射光也经介反射镜入射于定位系统49a。
定位系统49a依据从光罩M及感光基板P的反射光加以检测各定位标织56a、57a的位置。具体的是,定位系统49a经介该定位系统49a中的未图标的结像光学系统使从光罩M及感光基板P的反射光以同时结像于二维CCD的摄像面上,使光罩定位标织56a在基板定位标织57a的透过部48重叠的摄像画像加以画像处理。定位系统49a的检出结果输出于控制装置CONT,控制装置CONT依据定位系统49a的检出结果,以求光罩定位标织56a与基板定位标织57a的位置偏离量,即,光罩M与感光基板P的位置偏离量。
其次,基板机台PST对光罩机台MST移动于+Y轴方向。然而,与上述同样顺序,定位系统49b检测光罩定位标织56b及基板定立标织57b。定位系统49b的检出结果系输出于控制装置CONT,控制装置CONT依据定位系统49b的检出结果以求光罩M与感光基板P的位置偏离量。控制装置CONT从上述所求的结果,使光罩机台MST或基板机台PST微动,以进行光罩M与感光基板P的位置对准。尚且,此时的照明光照射于光罩M的光罩定位标织56b同时,透过光罩M经介在外侧位置的投影光学系统PL5照射于感光基板P上的基板定位标织57b。
更且,由与上述光罩定位标织56a、56b及基板定位标织57a、57b的检测顺序同样顺序,一面使光罩机台MST与基板机台PST以步位方式移动一面使光罩标织46a~46d与基板标织47a~47d顺次重叠,由定位系统49a、49b检测标织位置。定位系统49a、49b的检出结果输出于控制装置CONT,控制装置CONT依据定位系统49a、49b的检出结果,以求光罩标织46a~46d与基板标织47a~47d的位置偏离量。控制装置CONT依据上述所求的结果,以检测光罩M与感光基板P的位置偏离量。
控制装置CONT依据所求的位置偏离量,加以设定关于光罩M与感光基板P的相对位移、回转、倍率的补正量(阶段SA4)。
即,控制装置CONT为光罩M与感光基板P的位置对准使用定位系统49a、49b加以检测光罩标织46a~46d及基板标织47a~47d的位置信息,对所得的位置信息进行统计运算以求在感光基板P上所设定的全体图案位置。然而,依据所求的位置信息与理想位置(理想格子)以求图案的像特性,即,位移、回转、倍率,进而感光基板P的变形量。然而,对先在感光基板P所形成的图案,为使其次的图案能以所定的位置关系重叠,以求各投影光学系统PL1~PL5所设的位移调整机构23、回转调整机构28、31,倍率调整机构27的各补正量,即求使用图5A、图5B及图6A、图6B所说明的x34a、y34a、R34a,Sk等。换言之,控制装置CONT依据定位系统49a、49b的定位结果,以设定驱动装置50A、50B、51A、51B、52的驱动量。
其次,控制装置CONT依据在阶段SA2所设定的同步移动速度,以求各投影光学系统PL1~PL5所设的位移调整机构23,回转调整机构28、31,倍率调整机构27的各补正速度,即,求使用图5A、图5B及图6A、图6B所说明的Vx34a、Vx34a、Vx34a、VSk等(阶段SA5)。
换言之,控制装置CONT照所设定的同步移动速度,以设定驱动装置50A、50B、51A、51B、52的驱动速度。
如此,通过按照同步移动速度加以设定驱动装置的驱动速度,虽同步移动速度变化,对先在感光基板P所形成的图案,也可使其次的图案以所定的位置关系重叠。将此情形参照图10A、图10B、图10C加以说明。
图10A表示向箭头印x1方向扫描的感光基板P的同步移动速度Va与,按照感光基板P的变形的补正机构的驱动速度Vd的关为适当时的图。尚且,如前述,感光基板P的变形可依据定位系统29a、49b的检出结果求得。在图10A,虚线所示的目标非线形补正量与实线所示的实际非线补正量为一致。位置P1~p5与图13A同样,表示在扫描方向于感光基板P上以等间隔所设定的位置。又,图10A的间隔Ta表示对基准点(例如投影光学系统的光轴)从位置P1(P2、P3、P4)通过至位置P2(P3、P4、P5)通过的时间。即,在时间Ta为短的场合表示同步移动速度较快,在时间为长的场合,表示同步移动速度较慢。然而,补正机构的驱动开始点为感光基板在扫描方向移动所定量的时点,即,设定基准点的各位置P1~P5通过的时点。
如图10B所示,例如光源6的输出低降由检测器41所检出的照度低降,使同步移动速度Va变慢为Vb的场合(此时,时间Pb比时间Pa长),按照同步移动速度Vb,通过使补正机构的驱动速度Vd变慢为Vd1,虽使补正机构的驱动开始点,设定于各位置P1~P5通过基准点的时点,可使虚线所示的目标非线形补正量与实线所示的实际非线形补正量一致。
一方面,如图10C所示,例如由方法的变化光源6的输出上升检测器41的检出照度上升,使同步移动速度Va变快为Vc的场合(此时,时间Tc比时间Ta短),按照同步移动速度Vc,通过使补正机构的驱动速度比Vd变快为Vd2,虽使补正机构的驱动开始点,设定于各位置P1~P5通过基准点的时点,也可使虚线所示的目标非线形补正量与实线所示的实际非线形补正量一致。
在此,于图10A、图10B、图10C,补正速度及补正量配合同步移动逐次以连续值加以设定。借此,由补正机构可圆滑进行像特性的补正。
尚且,替代按照同步移动速度设定补正速度,也可按照同步移动速度,设定在感光基板P上的扫描方向的在各位置的补正量。
又,在使用图10A~图10C的说明,补正机构的驱动开始点虽系感光基板P向扫描方向移动所定量的时点,即,设定于各位置P1~P5通过基准点的时点,也可预先求得驱动装置的时间的反应特性,按照此项求得的结果及同步移动速度,以设定驱动补正机构的驱动开始点。
例如,同步移动速度变快时,驱动装置的马达由时间反应的迟延有无法跟踪于同步移动速度的可能。此种场合,预先求得马达的时间反应特性,例如同步移动速度变成设定值以上时,控制装置CONT依据上述求得的时间反应特性,对马达使发出驱动开始信号的时序,设定在比各位置P1~P5通过基准点的时点较提前的时点。借此,虽同步移动速度较快时,也可由补正机构圆滑进行像特性的补正。
如以上依据同步移动速度设定补正机构的补正速度及补正量时,可以实际对感光基板P进行曝光处理。
首先,进行对应于分割图案53部分的曝光处理。
此种场合,对应于投影光学系统PL5的照明系统元件10e的照明快门12经介快门驱动部12D插入光路中,如图8所示,对应于投影领域34e的光路的照明光加以遮光。此时,照明系统元件10a~10d的照明快门12开放各光路。借此,在光罩M,设置包含周边电路45a与像素图案44的一部分的Y轴方向长度为L12的照明领域(阶段SA6)。
其次,控制装置CONT使光罩机台MST所支承的光罩M与基板机台PST所支承的感光基板P以同步移动于X轴方向进行第一次的扫描曝光(阶段SA7)。
由此,如图8所示,在感光基板P上,使对应于由投影光学系统PL1、PL2、PL3、PL4所设定的投影领域的分割图案53加以曝光。
在此,扫描曝光时的同步移动速度在阶段SA2所设定的值。又,扫描曝光是由按照同步移动速度加以设定驱动速度或驱动量的补正机构(位移调整机构23、回转调整机构28、31、倍率调整机构27)一面补正像特性(位移、回转、倍率)一面进行扫描曝光。此时的补正机构的驱动速度或驱动量在阶段SA4或阶段SA5加以设定。
其次,为进行第二次扫描曝光,控制装置CONT使基板机台PST对所定位置加以对准位置。具体的是控制装置CONT使基板机台PST以所定距离PS1步位移动于+Y方向同时进行位置的微调整。此距离PS1相当于在投影领域的Y轴方向的间距L3的三个分。
又,控制装置CONT使光罩机台MST对所定位置加以对准位置。具体的是,控制装置CONT对在感光基板P上的图案接合部58a,为使像素图案50成为连续起见,使光罩机台MST以所定距离位移于Y轴方向(阶段SA8)。
控制装置CONT是以投影领域34b、34c进行第二次扫描曝光的关系,加以补正此投影领域34b、34c的照度。更且,控制装置CONT对投影领域34d与投影领域34b的照度加以补正。其中,投影领域34d在第一次扫描曝光时使感光基板P的接合部58a加以曝光,投影领域34b在第二次扫描曝光时将要使接合部58a加以曝光。具体的是,为使投影领域34b、34c的端部35c、35d间的照度差(|Wc-Wa|),及第一次扫描曝光时的投影领域34d的端部35g与第二次扫描曝光时的投影领域34b的端部35b间的照度差(|Wg-Wb|)成为最小起见,控制装置CONT对各照明系统元件10b、10c以检测器20一面计测各光路的照度一面驱动滤光器21。由此,补正各光路的光束的光量。
控制装置CONT使对应于投影光学系统PL1、PL4、PL5的照明系统元件10a、10d、10e的照明快门12经介快门驱动部12D插入光路中,对各投影领域34a、34d、34e的光路的照明光加以遮光(各照明系统元件10b、10c的照明快门12使各光路开放)。由此,在光罩M设定包含像素图案44的一部分在Y轴方向的长度为L13的照明领域(阶段SA9)。
控制装置CONT使光罩M与感光基板P再度以同步移动于X轴方向加以进行第二次扫描曝光(阶段SA10)。
由此,如图8所示,在感光基板P上,使对应于由投影光学系统PL2、PL3的投影领域34b、34c所设定的照明领域的分割图案54,在接合部58a与分割图案53以重复状态加以曝光。
在此,扫描曝光时的同步移动速度系在阶段SA2所设定之值。又,扫描曝光是由按照同步移动速度加以设定驱动速度或驱动量的补正机构(位移调整机构23、回转调整机构28、31,倍率调整机构27)一面补正像特性(位移、回转、倍率)一面进行扫描曝光。此时的补正机构的驱动速度或驱动量在阶段SA4或阶段SA5所设定。
其次,控制装置CONT使基板机台PST以距离PS2分步位移动于+Y方向。此距离PS2相当于投影领域的Y轴方向的间距L3的二个分。又,控制装置CONT对感光基板P上的图案接合部58b,为使像素图案50成为连续起见,使光罩机台MST对第一次扫描曝光时的光罩M的位置,以所定距离位移于Y轴方向(阶段SA11)。
控制装置CONT是以投影领域34b~34e进行第三次扫描曝光的关系,加以补正该投影领域34b~34e的照度。更且,控制装置CONT加以补正投影领域34c与投影领域34b的照度。其中,投影领域34c在第二次扫描曝光时使感光基板P的接合部58b加以曝光,投影领域34b是将在第三次扫描曝光时使接合部58b加以曝光。具体的为使投影领域34b~34e的端部35c、35d间、端部35e、35f间、端部35g、35b间的照度差(|Wc-Wd|、|We-Wf|、|Wg-Wh|)及第二次扫描曝光时的投影领域34c的端部35e与第三次扫描曝光时的投影领域34b的端部35b间的照度差(|Wc-Wb|)成为最小起见,控制装置CONT对各照明系统元件10b~10e以检测器20一面计测各光路的光束的照度一面驱动滤光器21。由此,补正各光路的光束的光量。
控制装置CONT使对应于投影光学系统。PL1的照明系统元件10a的照明快门12,经介快门驱动部16插入于光路中,如图8所示,对投影领域34a的光路的照明光加以遮光(照明系统元件10b~10e的照明快门12使各光路开放)。由此,在光罩M设定包含周边电路图案45b与像素图案44的一部分Y轴方向的长度为L14的照明领域(阶段SA12)。
控制装置CONT使光罩M与感光基板P再度以同步移动于X轴方向进行第三扫描曝光(阶段SA13)。
由此,如图8所示,在感光基板P上,使对应于由投影光学系统PL2~PL5的投影领域34b~34e所设定的照明领域的分割图案55,在接合部58b与分割图案54以重复状态加以曝光。
在此,扫描曝光时的同步移动速度在阶段SA2所设定的值。又,扫描曝光是由按照同步移动速度加以设定驱动速度或驱动量的补正机构(位移调整机构23、回转调整机构28、31倍率调整机构27)一面补正像特性(位移、回转、倍率)一面进行扫描曝光。此时的补正机构的驱动速度或驱动量在阶段SA4或阶段SA5所设定。
如此,使用一片的光罩M,对在比该光罩M较大的感光基板P的接合曝光可加以完成(阶段SA14)。
如以上说明,按照光罩M与感光基板P的同步移动速度,加以设定补正投影在感光基板P的图案的像特性所需的补正速度或补正量的关系,虽同步移动速度变化也可使目标补正量与实际补正量一致。因而,可使图案在所定的位置关系以良好精度重叠,能进行优良精度的曝光处理。
在此,在本实施例的曝光方法为一面使光罩M与感光基板P以同步移动一面曝光的扫描曝光的关系,仅以设置位移调整机构为补正机构,通过一面以此位移调整机构补正像的位置一面进行扫描曝光,可进行非线形补正。另一方面,各设置位移调整机构、回转调整机构、倍率调整机构为补正机构,通过一面以此等三调整机构补正像的位置或大小(形状)一面进行扫描曝光,可进行精度更优良的非线形补正。
尚且,在上述实施例的曝光装置EX为具有互相邻接的多个光学系统为所谓多透镜扫描型曝光装置,对于投影光学系统为一个的扫描型曝光装置,也可加以适用本发明。
尚且,在上述实施例,对一次的扫描曝光的同步移动速度虽是以等速加以说明,也可使用连续变化。补正机构系按照同步移动速度的变化,通过使补正速度及补正量的任何一方设定在逐次连续值,可进行像的非线形补正。
其次,对本发明的曝光方法的第二实施例,参照图11加以说明。
曝光装置EX开始曝光动作(阶段SB0)。
在各别光罩机台MST及基板机台PST使光罩M及感光基板P搬送,支承后,控制装置CONT使用定位系统(位置检测部)49a、49b加以检测光罩标纤46a~46d及基板标织47a~47d,依据此检出结果以求感光基板P的图案的位移,回转、倍率、进而感光基板P的变形量(阶段SB1)。
其次,控制装置CONT是按照上述定位系统49a、49b的定位结果,即,光罩M或感光基板P的位置,加以设定驱动补正机构的驱动装置的驱动速度或驱动量(阶段SB2)。
然而,控制装置CONT一面依据按照光罩M或感光基板P的位置所设定的补正速度或补正量加以补正像特性,一面使光罩M与感光基板P以同步移动使光罩M的图案投影曝光于感光基板P。
此时,光罩机台MST及基板机台PST在同步移动方向的移动速度(扫描速度)是由速度检测装置71、72加以检测。速度检测装置71、72的检出结果输出于控制装置CONT。
又,对应于各投影领域34a~34e的每一光路的照度在扫描曝光中是由设在各照明系统元件10a~10e的检测器20加以检测。检测器20的检出结果输出于控制装置CONT(阶段SB3)。
在此,由任何理由光源6的输出低降,由检测器20所检出的照度低下时。低下的照度信息经介检测器20输出于控制装置CONT,控制装置CONT依据检测器20的检出照度信息,为使感光基板P能以所定曝光量加以曝光而将基板机台PST及光罩机台MST的扫描速度降低起见,加以设定新扫描速度(阶段SB4)。
尚且,此新设定的基板机台PST及光罩机台MST的扫描速度依据预先存储于控制装置CONT的目标曝光量与照度和扫描速度的关系(数据表)加以设定。
降低速度的基板机台PST及光罩机台MST在同步移动方向的速度信息是由速度检测装置71、72加以检测。速度检测装置71、72的检出结果输出于控制装置CONT,控制装置CONT按照基板机台PST及光罩机台MST的速度变化,加以调整补正机构的补正速度及补正量(阶段SB5)。
即,速度检测装置71、72的检出结果例如从Va降低至Vb时,控制装置CONT使补正机构的驱动速度从Vd变化至Vd1。尚且此时控制装置CONT使补正机构的驱动速度从Vd至Vd1变更之际,不以步位变化,而配合同步移动以逐次连续值加以变化。
一方面,速度检测装置71、72的检出结果从Va向Vc上升时,控制装置CONT使补正机构的驱动速度从Vd变化至Vd2。此时控制装置CONT使补正机构的驱动速度从Vd变更至Vd2之际,不以步位变化,而配合同步移动以逐次连续值加以变化。
如此,完成使用光罩M,对感光基板P的接合曝光(阶段BS6)。
如以上的说明,也可使实际的同步移动速度以速度检测装置71、72(参照图1)检测,控制装置CONT依据速度检出装置71、72的检出结果以控制补正机构的驱动速度。
尚且,在上述各实施例的补正机构虽为平行平面玻璃板或直角棱镜等,并非限定于此。例如对位移调整机构,使一对偏角棱镜设置于曝光光的光路上,通过使此在Z轴周围回转,或在Z轴方向移动,也可调整在感光基板P上的像的位置。
尚且,曝光装置EX的用途并不限定于在角型玻璃板使液晶显示元件图案加以曝光的液晶用的曝光装置,例如,也广加适用于半导体制造用的曝光装置或制造薄膜磁头的曝光装置。
本实施例的曝光装置EX的光源系不仅使用g线(436nm)、h线(405nm)、i线(365nm)、也可使用ArF准分子激光(excimerlaser)(193nm)、F2激光(157nm)。
投影光学系统PL的倍率不仅为等倍系列,也可为缩小系列及扩大系列的任何者。
投影光学系统PL在使用准分子激光等的远紫外线的场合玻璃材料使用能透射远紫外线的石英或萤石等,使用F2激光的场合为反射折射系统或折射系统的光学系统。
在基板机台PST或光罩机台MST使用线型马达(linear motor)的场合,可采用,使用气浮轴承(air bearing)的气浮型及使用洛伦兹力(Lorentz force)或电抗力(reactance force)的磁浮型的任何者。又,机台可用沿导轨移动的类型,也可用不设导轨的无导轨型。
机台的驱动装置使用平面马达的场合,使磁铁元件与衔铁元件的任何一方接续于机台,使磁铁元件与衔铁元件的他方装设于机台的移动面侧(底盘)即可。
由基板机台PST的移动所产生的反作用力,如日本专利特开平8-166475号公报所述,也可使用框架构件以机械方式导向于大地。本发明也可适用于具有此项结构的曝光装置。
由光罩机台MST的移动所产生的反作用力如日本专利特开平8-330224号公报所述,也可使用框架构件以机械方式导向于大地。本发明系也可适用于具有此项结构的曝光装置。
如以上所述,本申请案的实施例的曝光装置使包含本申请案所举的各构成要素的各种子系统,以保持所定的机械精度,电精度,光学精度加以组立制造。为确保此等各种精度,在其组立前后,对各种光学系统进行达成光学精度所需的调整,对各种机械系统进行达成机械精度所需的调整,对各种电系统进行达成电精度所需的调整。从各种子系统构成为曝光装置的组立工艺包含各种子系统相互之,机械接连,电路的配线接连,气压管路的配管接连等。在从各种子系统构成为曝光装置的组立工艺前,不需待言具有各子系统的个个组立工艺。各种子系统的构成曝光装置的组立工艺完成后,进行总合调整,以确保构成为曝光装置全体的各种精度。尚且,曝光装置的制造是以在温度及清净度经管理的净化室进行为宜。
半导体元件如图12所示,经进行元件机能、性能设计的阶段201,依据此设计阶段的制作光罩(光栅)的阶段202,制造元件基材的基板(晶圆、玻璃板)的阶段203,由上述实施例的曝光装置使光栅的图案曝光于晶圆的晶圆处理阶段204,元件的组立阶段(包含切割(dicing)工艺、结合(bonding)工艺;封装(packaging)工艺)205,检查阶段206等加以制造。
Claims (11)
1.一种曝光方法,是在一面使一光罩与一基板以同步移动一面经介一投影光学系统使该光罩的一图案曝光于该基板的曝光方法,其特征在于,
由设置在该投影光学系统的一补正机构加以补正投影于该基板的该图案的一像位置同时,按照该同步移动速度加以设定补正该像位置的一补正速度或一补正量。
2.如权利要求1所述的曝光方法,其特征在于,使该光罩与该基板加以一位置对准,按照该位置对准结果加以设定该补正速度或该补正量。
3.如权利要求1或2所述的曝光方法,其特征在于,按照曝光于该基板上的一曝光量的一目标曝光量预先设定该同步移动速度同时,加以控制该补正速度或该补正量。
4.如权利要求1或2所述的曝光方法,其特征在于,加以检测该光罩或该基板的一移动速度,依据检出的该移动速度加以设定该补正速度或该补正量。
5.如权利要求3所述的曝光方法,其特征在于,加以检测该光罩或该基板的一移动速度,依据检出的该移动速度加以设定该补正速度或该补正量。
6.如权利要求1或2所述的曝光方法,其特征在于,使该补正速度或该补正量,配合该同步移动加以设定成为一逐次连续值。
7.如权利要求3所述的曝光方法,其特征在于,使该补正速度或该补正量,配合该同步移动加以设定成为一逐次连续值。
8.如权利要求4所述的曝光方法,其特征在于,使该补正速度或该补正量,配合该同步移动加以设定成为一逐次连续值。
9.一种曝光装置,是在一面使一光罩与一基板以同步移动一面经介一投影光学系统使该光罩发一图案投影于该基板发曝光装置,其特征在于,包括:
一补正机构,设置于该投影光学系统,使投影于该基板的该图案的一像特性加以补正;
一驱动装置,其驱动该补正机构;以及
一控制装置,其按照该同步移动速度,在该驱动装置加以设定该驱动速度或该驱动量,或者该驱动速度及该驱动量。
10.如权利要求9所述的曝光装置,其特征在于,包括:
一位置检测部,为使该光罩与该基本进行位置对准;以及
该控制装置,依据该位置检测部的一检出结果,加以设定该驱动速度或该驱动量,或者该驱动速度及该驱动量。
11.一种曝光装置,是在一面使一光罩与一基板以同步移动一面经介一投影光学系统使该光罩的一图案投影于该基板的曝光装置,其特征在于,包括:
一补正机构,设置于该投影光学系统,使投影于该基板的该图案的一像特性加以补正;
一驱动装置,其驱动该补正机构;以及
一控制装置,其按照该光罩或该基板的一位置,加以设定该驱动速度或该驱动量,或者该驱动速度及该驱动量。
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