JP2007025085A - Exposure device, optical element array and multispot beam generator, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置、光学素子アレー及びマルチスポットビームジェネレータ、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、液晶表示素子(液晶パネル)等の製造に際してリソグラフィ工程で用いられる露光装置、該露光装置のパターン形成部に用いて好適な光学素子アレー及びマルチスポットビームジェネレータ、並びに前記露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, an optical element array, a multi-spot beam generator, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an exposure apparatus used in a lithography process in manufacturing a liquid crystal display element (liquid crystal panel) and the like. The present invention relates to an optical element array and a multi-spot beam generator suitable for use in a pattern forming unit, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
従来より、半導体素子又は液晶表示素子等のマイクロデバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク(レチクル、フォトマスク等)に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等の感光剤が塗布されたプレート(ガラスプレート、ウエハ等)上に転写するステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)や、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置などが用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing a microdevice such as a semiconductor element or a liquid crystal display element, a photosensitive agent such as a resist is applied to a pattern formed on a mask (reticle, photomask, etc.) via a projection optical system. Step-and-repeat projection exposure apparatuses (steppers) that transfer onto plates (glass plates, wafers, etc.), step-and-scan projection exposure apparatuses, and the like are used.
ところで、プレート、特にガラスプレートは液晶表示素子の大型化に伴い次第に大型化し、近年では、1m角以上のプレートが比較的多く用いられるようなってきた。将来的には、ガラスプレートが更に大型化することは確実な情勢である。また、ガラスプレートの大型化に伴ってマスクも大型化してきた。しかるに、要求されるパターンルール(実用最小線幅)が同等であれば、マスクの大小にかかわらず、同程度の平面度が要求され、大型のマスクでも小型のマスクと同程度にたわみやうねりを抑える必要がある。従って、大型のマスクの場合、小型のマスクよりも大幅に厚くする必要があり、コストアップの要因となっていた。特に、例えばTFT(Thin Film Transistor)などの製造の際に用いられているマスクには、高価な石英ガラスが用いられるため、大型化によるコストアップは特に問題であった。 By the way, plates, particularly glass plates, have gradually become larger with the increase in size of liquid crystal display elements, and in recent years, plates having a size of 1 m square or more have come to be used relatively frequently. In the future, it is a certain situation that the glass plate will further increase in size. Moreover, the mask has also increased in size with the increase in the size of the glass plate. However, if the required pattern rule (practical minimum line width) is the same, the same degree of flatness is required regardless of the size of the mask, and a large mask can bend and swell as much as a small mask. It is necessary to suppress. Therefore, in the case of a large mask, it is necessary to make it significantly thicker than that of a small mask, which causes an increase in cost. In particular, an expensive quartz glass is used for a mask used in the manufacture of, for example, a TFT (Thin Film Transistor) or the like, and thus cost increase due to an increase in size is a particular problem.
かかる不都合を改善すべく、最近になって、デバイスパターンの大小にかかわらず、高価なマスクを用いることなくデバイスを形成することが可能なマスクレスタイプ(固定のパターン原版であるマスクを用いない)走査型投影露光装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1に記載の走査型投影露光装置は、転写パターンを形成する可変パターン生成装置と、前記可変パターン生成装置により生成された転写パターンを感光性基板上へ投影する投影光学系と、前記感光性基板を走査するための基板ステージとを備えている。そして、前記可変パターン生成装置は、前記基板ステージの走査に同期して、該可変パターン生成装置において生成される転写パターンを変化させ、前記投影光学系は、前記転写パターンの像の調整を行う調整機構を備えている。このため、特許文献1に記載の走査型投影露光装置によれば、基板ステージの走査に同期して可変パターン生成装置において生成される転写パターンを変化させて、所望のパターンを容易に生成することができる。さらに、従来のマスクを用いる露光装置とは異なり、マスクステージを備える必要がないので、露光装置のコストダウン及び小型化が可能であるとともに、投影光学系が転写パターンの像の調整を行う調整機構を備えているため、可変パターン生成装置により生成される転写パターンの像を正確に投影することができる。
Recently, in order to improve such inconvenience, a maskless type capable of forming a device without using an expensive mask regardless of the size of the device pattern (without using a mask which is a fixed pattern master). A scanning projection exposure apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The scanning projection exposure apparatus described in
しかるに、ガラスプレートは世代毎に大型化しており、今や1870mm×2200mmの第7世代に至っており、将来の第8世代では2m角を越えるサイズにまで大型化する。特許文献1などに開示されるマスクレスタイプの走査型露光装置のように、感光性基板を走査するための基板ステージを備える装置に、上述の大型のガラスプレートを載置する場合を考えると、その基板ステージを支持するステージベース(定盤)が大型化、重量化し、例えば第7世代のガラスプレートを使用する場合であっても、その定盤は長辺の長さが4m以上必要であり、その重量は10〔t〕にも達してしまう。このような場合、露光装置が大型化、重量化するのに加え、定盤の搬送(運搬)が困難になるという不都合を有している。また、定盤は、その性質上、一体物で製作する必要があるため、製作、加工も非常に困難となり、製造コストの大幅な上昇を招いてしまう。
However, the size of the glass plate is increasing with each generation, and now it has reached the seventh generation of 1870 mm × 2200 mm, and in the future eighth generation, it will be increased to a size exceeding 2 m square. Considering the case where the above-described large glass plate is placed on an apparatus including a substrate stage for scanning a photosensitive substrate, such as a maskless type scanning exposure apparatus disclosed in
本発明は、第1の観点からすると、基板を露光して該基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、基板をほぼ平坦に保持する基板保持部材と;前記基板上にパターンを形成するパターン形成部と;前記基板保持部材に保持された前記基板と対向して前記パターン形成部に設けられ、前記基板の表面に対して前記パターン形成部の少なくとも一部を重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持する支持部材と;該支持部材によって前記基板に対してその少なくとも一部が重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持された前記パターン形成部を前記基板の表面に沿って駆動する駆動系と;を、備える第1の露光装置である。 From a first aspect, the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate to form a predetermined pattern on the substrate, a substrate holding member that holds the substrate substantially flat; and a pattern on the substrate. A pattern forming portion to be formed; provided in the pattern forming portion so as to face the substrate held by the substrate holding member; and at least a part of the pattern forming portion with respect to the surface of the substrate in a predetermined direction with respect to the direction of gravity A support member supported via a clearance; and driving the pattern forming portion, which is supported by the support member via the predetermined clearance with respect to a direction of gravity along the surface of the substrate, along the surface of the substrate. And a drive system.
これによれば、支持部材によって基板に対してその少なくとも一部が重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持されたパターン形成部が駆動系により所定方向に駆動されるので、その駆動中に(又はその駆動に同期して)パターン形成部で基板上にパターンを形成することで、基板の所定面積の領域に対するパターンの形成、すなわち露光が可能となる。また、マスクステージを備える必要がないので、露光装置のコストダウン及び小型化が可能となる。また、基板(基板保持部材)を固定とし、パターン形成部が移動する構成を採用できるため、基板を保持するステージ等を支持する大型、大重量の定盤が不要となる。従って、従来のマスクレスタイプの走査型投影露光装置に比べても、相当にフットプリントの狭小化、小型化及び軽量化、並びに低コスト化が可能となる。また、小型、軽量のパターン形成部が移動するので、その移動の際の駆動力の反力に起因する振動を抑制することが可能となり、この振動抑制により基板上にパターンを精度良く形成することが可能となる。 According to this, since the pattern forming unit, which is supported by the support member with respect to the substrate through the predetermined clearance with respect to the direction of gravity, is driven in the predetermined direction by the drive system, By forming a pattern on the substrate in the pattern forming unit (synchronously with the driving thereof), it is possible to form a pattern in a predetermined area of the substrate, that is, to perform exposure. Further, since it is not necessary to provide a mask stage, the cost and size of the exposure apparatus can be reduced. In addition, since the substrate (substrate holding member) is fixed and the pattern forming unit can be moved, a large and heavy surface plate that supports a stage or the like for holding the substrate becomes unnecessary. Therefore, compared with the conventional maskless type scanning projection exposure apparatus, it is possible to considerably reduce the footprint, reduce the size and weight, and reduce the cost. In addition, since the small and lightweight pattern forming unit moves, it is possible to suppress vibration caused by the reaction force of the driving force during the movement, and to form the pattern on the substrate accurately by this vibration suppression. Is possible.
本発明は、第2の観点からすると、第1軸とこれに直交する第2軸とを含む2次元面内で前記第2軸に対して所定角度を成す第3軸方向の第1の直線上に所定ピッチで配置された複数の光学素子を含む第1の列の光学素子群と、前記第1の直線から前記第1軸方向に所定間隔を隔てた第2の直線上に前記所定ピッチで配置された複数の光学素子を含む第2の列の光学素子群とが、少なくとも形成されたプレートを含み、前記各光学素子が照明光で照明されたときに所定の面上にスポットを形成する位相型の回折光学素子であることを特徴とする光学素子アレーである。 From a second viewpoint, the present invention provides a first straight line in the third axis direction that forms a predetermined angle with respect to the second axis in a two-dimensional plane including the first axis and a second axis perpendicular thereto. A first row of optical element groups including a plurality of optical elements arranged at a predetermined pitch, and the predetermined pitch on a second straight line spaced from the first straight line by a predetermined distance in the first axial direction; And a second row of optical element groups including a plurality of optical elements arranged at a position including at least a formed plate, and forming a spot on a predetermined surface when each of the optical elements is illuminated with illumination light An optical element array characterized by being a phase type diffractive optical element.
これによれば、光学素子アレーでは、第2軸に対して所定角度を成す相互に平行な第1の直線、第2の直線上に所定ピッチpで複数の位相型の回折光学素子が配置されているので、各回折光学素子が所定の面上に形成するスポットの形状に応じた寸法にピッチを設定することで、光学素子アレーを所定の面に対して第2軸方向に相対移動することで、その所定の面上の所定面積の領域を隙間なくスポットにより露光することが可能になる。 According to this, in the optical element array, a plurality of phase type diffractive optical elements are arranged at a predetermined pitch p on a first straight line and a second straight line that are parallel to each other and have a predetermined angle with respect to the second axis. Therefore, the optical element array can be moved relative to the predetermined surface in the second axis direction by setting the pitch to a dimension corresponding to the shape of the spot formed on the predetermined surface by each diffractive optical element. Thus, it is possible to expose a region of a predetermined area on the predetermined surface with a spot without a gap.
本発明は、第3の観点からすると、所定の面上に複数のスポットビームを形成するためのマルチスポットビームジェネレータであって、本発明の光学素子アレーと;前記光学素子アレーを構成する各光学素子に対する個別の照明光の入射及び非入射を実現する空間光変調器と;を備えるマルチスポットビームジェネレータである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a multi-spot beam generator for forming a plurality of spot beams on a predetermined surface, the optical element array of the present invention; and each optical element constituting the optical element array. A multi-spot beam generator comprising: a spatial light modulator that realizes incidence and non-incidence of individual illumination light on the element.
これによれば、本発明のマルチスポットビームジェネレータを露光対象の基板に対して第2軸方向に相対移動し、その際に空間光変調器により光学素子アレーを構成する各光学素子に対する個別の照明光の入射及び非入射を行うことで、基板表面に形成されるスポットの配置、すなわちパターンの形状、配置等を変化させることができるため、所望のパターンを基板上に容易に形成することができる。この場合、基板上の所定面積の領域の全域で、均一な積算エネルギ量(露光ドーズ量)分布で露光を行うことが可能となる。 According to this, the multi-spot beam generator of the present invention is moved relative to the substrate to be exposed in the second axis direction, and at that time, individual illumination for each optical element constituting the optical element array by the spatial light modulator By making light incident and non-incident, the arrangement of spots formed on the substrate surface, that is, the pattern shape, arrangement, and the like can be changed, so that a desired pattern can be easily formed on the substrate. . In this case, it is possible to perform exposure with a uniform integrated energy amount (exposure dose amount) distribution over the entire area of a predetermined area on the substrate.
本発明は、第4の観点からすると、基板を露光して該基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、基板をほぼ平坦に保持する基板保持部材と;本発明のマルチスポットビームジェネレータを含み、該マルチスポットビームジェネレータによる複数のスポットビームにより前記基板を露光してパターンを形成するパターン形成部と;前記基板保持部材と前記パターン形成部との少なくとも一方を駆動して、前記第2軸方向に相対走査する駆動系とを備える第2の露光装置である。 From a fourth aspect, the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate to form a predetermined pattern on the substrate, a substrate holding member that holds the substrate substantially flat; and the multi-spot beam of the present invention A pattern forming unit that includes a generator and exposes the substrate with a plurality of spot beams by the multi-spot beam generator to form a pattern; and drives at least one of the substrate holding member and the pattern forming unit to It is a 2nd exposure apparatus provided with the drive system which carries out relative scanning to a biaxial direction.
これによれば、駆動系によりパターン形成部が基板に対して第2軸方向に相対走査されるのと同期して、該パターン形成部を構成するマルチスポットビームジェネレータ内部の空間光変調器を制御することで、所望のパターンを基板上に容易に形成することができる。また、物体パターンであるマスク使用時に必要であったマスクステージを備える必要がなくなる。 According to this, the spatial light modulator inside the multi-spot beam generator constituting the pattern forming unit is controlled in synchronization with the pattern forming unit being scanned relative to the substrate in the second axis direction by the drive system. Thus, a desired pattern can be easily formed on the substrate. Further, it is not necessary to provide a mask stage that is necessary when using a mask that is an object pattern.
リソグラフィ工程において、本発明の第1、第2の露光装置を用いて基板を露光することにより、高集積度のデバイスを精度良く形成することが可能となる。従って、本発明は、さらに別の観点からすると、本発明の第1、第2の露光装置のいずれかを用いて基板を露光するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であるとも言える。 In the lithography process, by exposing the substrate using the first and second exposure apparatuses of the present invention, a highly integrated device can be formed with high accuracy. Therefore, from another viewpoint, the present invention can be said to be a device manufacturing method including a lithography step of exposing a substrate using either the first exposure apparatus or the second exposure apparatus of the present invention.
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。図1には、第1の実施形態の露光装置100の構成が概略的に示されている。
<< First Embodiment >>
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a configuration of an
この図1に示される露光装置100は、クリーンルームの床面F上に水平に(XY面に平行に)設置された支持プレート(ベース又は定盤)10、該支持プレート10上に載置され、該支持プレート10に対してXY面内で相対的に微動可能なプレートホルダ12、該プレートホルダ12上に真空吸着等によって保持されたガラスプレート(以下、「プレート」と略述する)Pの上面の上方に配置され、その底部に設けられた支持部材によってプレートPの上面に対して所定のクリアランス(例えば数μm程度)を介して支持されたパターン投影ユニット14、該パターン投影ユニット14をプレートPの上面に沿ってXY面内で駆動する投影ユニット駆動系、前記パターン投影ユニット14に対してケーブル部16を介して接続された追従光学ユニット18、及び該追従光学ユニット18をパターン投影ユニット14に追従して駆動する追従ユニット駆動系等を備えている。
An
前記プレートホルダ12は、その底面に設けられた多数の気体静圧軸受、例えばエアベアリング(不図示)によって支持プレート10の上面に対して所定のクリアランス(例えば数μm程度)を介して支持されている。勿論、プレートホルダ12を、多数のボール又はころ等を介して支持プレート10上に載置しても良い。
The
このプレートホルダ12の内部には、XY2次元方向に所定の間隔で配置された多数のコイルから成るコイルアレーを含む電機子ユニット22が設けられている。この電機子ユニット22を構成するコイルアレーは、X駆動用コイル、Y駆動用コイルの他にZ駆動用コイルをも含んでいる。
Inside the
前記パターン投影ユニット14は、その底部に第1支持部材24が固定された第1部分光学系部14A、該第1部分光学系部14Aの+X側に固定された第2部分光学系部14B、及び該第2部分光学系部14Bの上側に設けられた折り曲げミラー部14C、並びに第2部分光学系部14Bと折り曲げミラー部14Cとの間の接続部14Dとを備えている。この場合、第2部分光学系部14Bの底部の+X側の端面及びY軸方向の両端面に平面視U字状の第2支持部材26が固定されている。すなわち、折り曲げミラー部14C、接続部14D、第1部分光学系部14A及び第2部分光学系部14Bを含んで構成される、パターン投影ユニット14の全体が、第1,第2支持部材24,26によってプレートPの上面の上方に数μm程度のクリアランスを介して浮上支持されている。ここで、第1,第2の支持部材24,26は、その底面に複数の気体静圧軸受、例えばエアベアリングと、磁石アレーを含む磁極ユニットとを有する筐体によってそれぞれ構成されている。磁極ユニットは、上述の電機子ユニット22とともに、パターン投影ユニット14をX軸方向、Y軸方向に自在に駆動するとともに、Z軸方向、θx方向(X軸回りの回転方向)、θy方向(X軸回りの回転方向)及びθz方向(Z軸回りの回転方向)に微小駆動するアクチュエータ、例えば磁気浮上型の平面モータ23(図5参照)を構成している。かかる平面モータ23として、例えば特開2000−852744号公報(対応米国特許第6,304,320号)などに開示される構成のものを採用することができ、この平面モータ23を含んで前述の投影ユニット駆動系が構成されている。
The
前記追従光学ユニット18は、筐体28と該筐体28の内部に収納された光源30等とを備えている。光源30としては、一例としてi線と同一波長の365nmに中心波長を持つ高出力紫外線発光ダイオード(UV-LED)が用いられているものとする。これに限らず、波長400nm、473nm,488nm,491nm,514nm,515nm,532nmの連続光を出力するCWレーザを光源として用いても良い。勿論、超高圧水銀ランプを光源として用い、波長選択フィルタによりi線(365nm)を取り出すようにしても良い。本実施形態では、後述するように、透過型液晶表示素子から成るアクティブ・マスクが用いられているので、波長350nm〜600nmの照明光を出力する光源を用いることが望ましい。これは、光源からの照明光が透過型液晶表示素子を容易に透過するためには波長を350nmより長波長にすることが望ましく、分解能を不要に低下させないためには、照明光の波長を600nmより短波長にすることが望ましいからである。なお、例えば上記波長範囲内で、波長が異なる複数の光、あるいは広帯域光を露光用照明光として用いても良い。また、追従光学ユニット18(光源30など)から発生する熱がパターン投影ユニット14に伝わらないように、例えば追従光学ユニット18に冷却装置を設けるなどの熱対策を施すことが好ましい。
The following
前記折り曲げミラー部14Cは、+Y側の壁に照明光の通路のとなる開口が形成されるとともに、その底面(下面)が開口した筐体32と、該筐体32の内部に水平面に対して45°の角度で斜設され、追従光学ユニット18から出力され上記開口を介して入射した照明光の光路を鉛直下方に向けて折り曲げる折り曲げミラーMとを備えている。
The folding mirror portion 14C has an opening that forms a passage for illumination light on the + Y side wall, and a
前記接続部14Dは、上面及び下面が開口した枠体34を有し、その枠体34の内部で可変パターンを生成可能なアクティブ・マスク36がXY面に平行に保持されている。本実施形態では、このアクティブ・マスク36として照明光によって照明されて画像(パターン)を生成する非発光型画像表示素子の一種である透過型の液晶表示素子(LCD:Liquid Crystal Display)から成る電子マスクが用いられている。このアクティブ・マスク36には、後述する露光領域IA(後述する投影光学系を介したプレートP上の照明光の照射領域(図4参照))に対応した台形状の有効エリアが設けられている。
The connecting
前記第2部分光学系部14Bは、上面、下面がともに開口し、−Y側の面に開口が形成された筐体38を有し、この筐体38の底部の+Y側の端面及びX軸方向の両端面に前述の第2支持部材26が固定されている。また、前記第1部分光学系部14Aは、+Y側の面に開口が形成された筐体40を有し、この筐体40の底部に前述の第1支持部材24が固定されている。筐体38,40の内部にアクティブ・マスク36の有効エリア内に形成されたパターンをプレートP上に投影する投影光学系が収容されている。
The second partial
これを更に詳述すると、図3に示されるように、筐体38の内部には、直角プリズムPrが収納されている。この直角プリズムPrは、直角を挟む一方の斜面から成る第1反射面P1r及び直角を挟む他方の斜面から成る第2反射面P2rをともにXY面に対して45°傾斜させた状態で、かつ側面視で(+X方向から見て)直角の頂点を−Y方向に向けた状態で配置されている。
More specifically, as shown in FIG. 3, a right-angle prism Pr is accommodated in the
また、筐体40の内部には、直角プリズムPr(第1反射面P1r)側から順に、正の屈折力を有する屈折光学系K1と、直角プリズムPr側に凹面を向けた凹面反射鏡M1とが配置されている。屈折光学系K1と凹面反射鏡M1とは、Y軸方向に沿って配置され、全体としてY軸方向の光軸AX1を有する反射屈折系を構成している。光軸AX1は、直角プリズムPrの前述の頂点を通る。上記反射屈折系と前述の直角プリズムPrとを含んで、光軸AX1をその光軸とする反射屈折系から成る投影光学系PLが構成されている。この投影光学系PLによると、アクティブ・マスク36から−Z方向に入射した照明光が直角プリズムPrの第1反射面P1rで−Y方向に反射されて、屈折光学系K1に入射する。この屈折光学系K1に入射した照明光は、凹面反射鏡M1で反射され、その反射光は屈折光学系K1を介して+Y方向に進み、直角プリズムPrの第2反射面P2rに至る。そして、この照明光は、直角プリズムPrの第2反射面P2rで−Z方向に向けて反射され、プレートPに投射される。
Further, inside the
本実施形態では、投影光学系PLとして、その像面上に等倍の正立像を形成する、両側テレセントリックの反射屈折系が用いられている。 In the present embodiment, a bilateral telecentric catadioptric system that forms an equal-magnification erect image on the image plane is used as the projection optical system PL.
上記の説明から明らかなように、投影光学系PLのイメージフィールドIFは、図4に示されるように、半円形の領域であり、このイメージフィールドIFを効率よく利用すべく、イメージフィールドIF内に台形状の露光領域IAを設定している。この場合、前述のアクティブ・マスク36上の有効エリアにより露光領域IAを規定しているが、これに限らず、例えば像面及びアクティブ・マスク36の面と光学的に共役な面に視野絞りを設けて露光領域IAを規定することとしても良い。
As is apparent from the above description, the image field IF of the projection optical system PL is a semicircular region as shown in FIG. 4, and the image field IF is used in the image field IF in order to efficiently use the image field IF. A trapezoidal exposure area IA is set. In this case, the exposure area IA is defined by the effective area on the
この場合において、例えば、直角プリズムPrの第2反射面P2rの下方に、倍率調整用の光学系を配置しても良い。但し、倍率調整用の光学系を採用する場合には、その倍率調整により発生する像ずれを補正するためにアクティブ・マスク36と第1反射面P1rとの間の光路中に転写パターンの結像位置(フォーカス位置)を補正する焦点位置補正用光学系、像シフト補正用の光学系の少なくとも一方を配置することが望ましい。焦点位置補正用光学系としては、一例としていわゆるくさびレンズ(Z軸に垂直な入射面と射出面との距離を調整可能に構成された一対のくさび形の光学部材)を用いることができ、本実施形態ではこのくさびレンズ37が焦点位置補正用光学系として、アクティブ・マスク36と第1反射面P1rとの間の光路中に配置されている。また、像シフト補正用の光学系としては、例えばZ軸に対する傾斜角度が調整可能な平行平面ガラス板などを用いることができる。
In this case, for example, an optical system for adjusting the magnification may be disposed below the second reflecting surface P2r of the right-angle prism Pr. However, when an optical system for adjusting the magnification is employed, an image of a transfer pattern is formed in the optical path between the
前記追従光学ユニット18の筐体28には、取付部材42を介して一対のYスライダ44が取り付けられている。各Yスライダ44は、Yガイド46の周囲に取り付けられ、Y軸方向に沿って所定ピッチで配置された複数の永久磁石を有している。この場合、Y軸方向に関して隣り合う永久磁石同士は、相互に逆極性とされている。また、Yガイド46は、長手方向をY軸方向とし、その内部には、所定ピッチで多数の電機子コイルが配置されている。すなわち、一対のYスライダ44とYガイド46とによって、Yスライダ44に取付部材42を介して取り付けられた追従光学ユニット18を、Yガイド46に沿ってY軸方向に駆動するムービングマグネット型のY軸リニアモータ48が構成されている。
A pair of
ここで、各Yスライダ44のYガイド46に対向する面の少なくとも一部には、不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングを所定間隔で複数設けることとしても良い。
Here, a plurality of non-contact bearings (not shown) such as air bearings may be provided at predetermined intervals on at least a part of the surface of each
前記Yガイド46の長手方向の一側と他側の端面には、+X方向から見て矩形枠状のXスライダ50A,50Bがそれぞれ固定されている。一方のXスライダ50Aは、X軸方向に伸びる断面略正方形のXガイド52Aの外周部に取り付けられている。すなわち、Xガイド52AがXスライダ50Aの開口内に挿入されている。Xスライダ50Aの内面の少なくとも1つの面に、X軸方向に沿って所定間隔で電機子コイルが配置されている。
X-sliders 50A and 50B having a rectangular frame shape as viewed from the + X direction are fixed to one end surface and the other end surface in the longitudinal direction of the
前記Xガイド52Aは、その長手方向の一側と他側の端部を、支持プレート10の上面にその下端が固定された支持部材54Aによってそれぞれ支持されている。このXガイド52Aは、その外面に前記電機子コイルに対向してX軸方向に沿って所定間隔で複数の永久磁石が配置されている。この場合、隣り合う永久磁石同士は相互に逆極性とされている。すなわち、Xスライダ50AとXガイド52Aとによって、Xスライダ50Aを、Xガイド52Aに沿ってX軸方向に駆動するムービングコイル型のX軸リニアモータ56Aが構成されている。
The X guide 52 </ b> A is supported at one end and the other end in the longitudinal direction by a support member 54 </ b> A whose lower end is fixed to the upper surface of the
他方のXスライダ50Bは、上記Xスライダ50Aと同様に構成されている。また、他方のXガイド52Bは、上記Xガイド52Aと同様に構成され、その長手方向の一側と他側の端部を、支持プレート10の上面にその下端が固定された支持部材54Bによってそれぞれ支持されている。この場合も、Xスライダ50BとXガイド52Bとによって、Xスライダ50Bを、Xガイド52Bに沿ってX軸方向に駆動するムービングコイル型のX軸リニアモータ56Bが構成されている。
The
なお、X軸リニアモータ56A、56Bとして、ムービングマグネット型のリニアモータを用いても良いことは勿論である。
Of course, moving magnet type linear motors may be used as the X-axis
また、各Xスライダの対応するXガイドに対向する面の少なくとも一部に、不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングを所定間隔で複数設けることとしても良い。 A plurality of non-contact bearings (not shown) such as air bearings may be provided at predetermined intervals on at least a part of the surface of each X slider facing the corresponding X guide.
上述のように、本実施形態では、Y軸リニアモータ48によって追従光学ユニット18がY軸方向に駆動され、一対のX軸リニアモータ56A,56BによってY軸リニアモータ48と一体で追従光学ユニット18がX軸方向に駆動される。すなわち、X軸リニアモータ56A,56BとY軸リニアモータ48とを含んで、追従光学ユニット18を駆動する駆動系の少なくとも一部が構成されている。
As described above, in this embodiment, the tracking
前記X軸リニアモータ56A,56BによるXスライダ50A,50Bの駆動量(又はXスライダ50A,50BのX軸方向の位置情報)は計測センサ、例えばリニアエンコーダ68(図1では不図示、図5参照)によって計測されている。リニアエンコーダ68の計測値は、主制御装置80(図5参照)に供給されている。
The driving amount of the
さらに、追従光学ユニット18の筐体28と折り曲げミラー部14Cの筐体32とのY軸方向の距離(間隔)は、筐体28に固定された変位センサ(例えば、PSD(Position Sensitive Device)を用いたレーザ変位センサ、渦電流式変位センサ、あるいは静電容量式変位センサなど)70(図1では不図示、図5参照)によって計測されている。この変位センサ70の計測値は、主制御装置80(図5参照)に供給されている。
Further, the distance (interval) in the Y-axis direction between the
前記パターン投影ユニット14のXY面内の位置情報は、プレートホルダ12上に固定された平面ミラー58を介してパターン投影ユニット14に固定されたレーザ干渉計システム60によって、所定の分解能、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時計測されている。
The positional information of the
これをさらに詳述すると、プレートホルダ12及びパターン投影ユニット14を斜視図にて示す図2に示されるように、筐体38の+X側の面には、第1干渉計60Aが固定され、筐体38の−X側の面には、第2干渉計60Bが固定されている。プレートホルダ12上面の+Y側端部には、第1干渉計60Aに対向してY軸方向に直交する反射面を有する第1平面ミラー58YがX軸方向に延設され、プレートホルダ12上面の−X側端部には、第2干渉計60Bに対向してX軸方向に直交する反射面を有する第2平面ミラー58XがY軸方向に延設されている。
More specifically, as shown in FIG. 2 which shows the
第1干渉計60Aは、光源、ビームスプリッタを含む光学系、ディテクタ及び参照鏡等を内蔵しており、光源からのビームをビームスプリッタで測長ビームと参照ビームとに分離し、測長ビームを第1平面ミラー58Yの反射面に照射してその反射光を受光し、その受光した反射光と参照ビームの参照鏡からの反射光とを光学系を介して同軸に合成して干渉させ、その干渉光を受光したディテクタから参照ビームの光路長と測長ビームの光路長との差に対応する干渉信号を出力するものである。但し、本実施形態の場合、平面ミラー58Yがプレートホルダ12上に固定されており、参照鏡が、移動体であるパターン投影ユニット14内に設けられているので、この第1干渉計60Aから出力される干渉信号は、平面ミラー58Yの反射面を基準とするパターン投影ユニット14(参照鏡)のY軸方向に関する位置情報に対応する信号に他ならない。
The
第2干渉計60Bは、光源、少なくとも3つのビームスプリッタを含む光学系、X軸方向用の参照鏡、Y軸方向用の参照鏡、X軸方向位置計測用のディテクタ、Y軸方向位置計測用のディテクタ等を内蔵している。この第2干渉計60Bは、光源からのビームを第1のビームスプリッタで2本のビームに分け、それぞれのビームを第2,第3のビームスプリッタにより測長ビームと参照ビームとにそれぞれ分離する。そして、この第2干渉計60Bは、第2のビームスプリッタで分離された測長ビームを第1平面ミラー58Yの反射面に照射してその反射光を受光し、その受光した反射光とY軸方向用の参照鏡からの反射光とを光学系を介して同軸に合成して干渉させ、その干渉光を受光したY軸方向位置計測用のディテクタから参照ビームの光路長と測長ビームの光路長との差に対応する第1の干渉信号を出力する。また、この第2干渉計60Bは、第3のビームスプリッタで分離された測長ビームを第2平面ミラー58Xの反射面に照射してその反射光を受光し、その受光した反射光とX軸方向用の参照鏡からの反射光とを光学系を介して同軸に合成して干渉させ、その干渉光を受光したX軸方向位置計測用のディテクタから参照ビームの光路長と測長ビームの光路長との差に対応する第2の干渉信号を出力する。この場合も、第2干渉計60Bから出力される第1、第2の干渉信号は、平面ミラー58Yの反射面を基準とするパターン投影ユニット14(参照鏡)のY軸方向に関する位置情報に対応する信号、平面ミラー58Xの反射面を基準とするパターン投影ユニット14(参照鏡)のX軸方向に関する位置情報に対応する信号に他ならない。
The
前記第1干渉計60Aの測長軸及びこれに平行な第2干渉計60Bの一方の測長軸は、投影光学系PLの光軸AX1の延長線から+X側、−X側に同一距離離れた光軸AX1に平行な直線上をそれぞれ通り、第2干渉計60Bの他方の測長軸は投影光学系PLによるパターン投影中心上の点において光軸AX1と垂直に交差する直線上を通るように、各測長軸が設定されている。
The length measurement axis of the
前記第1,第2干渉計60,61からの各干渉信号は、主制御装置80(図5参照)に供給されており、主制御装置80は、干渉計60からの干渉信号と干渉計61からの第1の干渉信号とに基づいて、基準座標系(平面ミラー58Xの反射面の延長線と、平面ミラー58Yの反射面の延長線との交点を原点とする直交座標系(X,Y))上におけるパターン投影ユニット14のY座標及びθz回転誤差(ヨーイング量)を算出する。また、主制御装置80は、干渉計61からの第2の干渉信号に基づいて、基準座標系上におけるパターン投影ユニット14のX座標を算出する。ここで、実際には、第1干渉計60A,第2干渉計60Bは、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、主制御装置80は、これらの干渉計60A,60Bの出力信号に基づいてパターン投影ユニット14のピッチング量(X軸回りの回転誤差(θx方向の回転誤差))、及びローリング量(Y軸回りの回転誤差(θy方向の回転誤差))をも算出する。
The interference signals from the first and
このように、平面ミラー、干渉計はともに複数設けられているが、図1では、これらが代表的に平面ミラー58、干渉計60として示されているものである。
As described above, a plurality of plane mirrors and interferometers are provided, but in FIG. 1, these are typically shown as the
なお、干渉計60A,60Bのそれぞれではその一部(特に熱源となる部材を含む)、例えば光源やディテクタ等を干渉計本体(筐体)の外部、例えば追従光学ユニット18(筐体28)内、あるいはプレートホルダ12の外側などに配置し、これらをリレー系、例えば光ファイバやFOP(fiber optic pickup)を介して干渉計本体の内部のビームスプリッタを含む光学系に光学的に接続しても良い。
In each of the
さらに、筐体38の+Y側には、図2及び図1に示されるように、オフアクシス・アライメント系(以下、「アライメント系」と略述する)ALGが固定されている。このアライメント系としては、ここでは、プレートP上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標(アライメント系ALG内に設けられた指標板上の指標パターン)の像とを撮像素子(CCD等)を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサが用いられている。なお、アライメント系ALGとしては、FIA系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する2つの回折光(例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光)を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。
Further, as shown in FIGS. 2 and 1, an off-axis alignment system (hereinafter abbreviated as “alignment system”) ALG is fixed to the + Y side of the
この場合において、筐体38に固定されたハウジング内にアライメント系ALGを構成する部品の全てを備えていても良いが、その一部(特に熱源となる部材を含む)、例えば光源や撮像素子などは、そのハウジングの外部、例えば追従光学ユニット18(筐体28)内、あるいはプレートホルダ12の外側などに配置し、リレー系、例えば光ファイバやFOPを介してハウジング内部の光学部品と光学的に接続するようにしても良い。アライメント系ALGの出力信号は、前述の主制御装置80に供給されている(図5参照)。
In this case, all of the components constituting the alignment system ALG may be provided in the housing fixed to the
さらに、図1では不図示であるが、筐体38の底部には、図4に示されるようにプレートP上の投影光学系PLを介した台形状の照明光の照射領域、すなわち露光領域IAの走査方向(Y軸方向)の前後にそれぞれ複数、ここでは各4つの検出点AF1〜AF4,AF5〜AF8を有するAF検出系62が設けられている(図5参照)。本実施形態では、このAF検出系62は、一例として筐体38の底面に固定され、上記検出点AF1〜AF4,AF5〜AF8におけるプレートP表面までの距離を検出するエアマイクロメータを含む。このエアマイクロメータとしては、一例として空気の背圧により検出対象までの距離(又は検出対象の変位)を検出するタイプが用いられている。このAF検出系62の計測結果は、主制御装置80に供給されている。主制御装置80では、既知の投影光学系PLによるパターンの像の結像面に対するプレートP表面の各検出点におけるZ軸方向に関する位置ずれ量(デフォーカス量)及びプレートP表面の前記結像面に対する傾斜量を算出するようになっている。
Further, although not shown in FIG. 1, an irradiation area of trapezoidal illumination light via the projection optical system PL on the plate P, that is, an exposure area IA, as shown in FIG.
本実施形態の露光装置100では、プレートホルダ12の−Y方向の端部近傍には、図2に示されるように、プレートPに隣接して基準部材FMが、X軸方向に沿って延設されている。この基準部材FMは、光透過性の部材、例えば石英ガラスなどから成り、その表面が、プレートホルダ12上に吸着保持されたプレートPの表面とほぼ面一になっている。基準部材FM以外のプレートホルダ12表面も基準部材FMとほぼ面一とされている。すなわち、プレートホルダ12上面は、プレートPを含み、ほぼ全面がフルフラットな面とされている。なお、プレートホルダ12のほぼ全面でなく、例えばパターン投影ユニット14の移動範囲内で第1及び第2支持部材24、26が対向することになるプレートホルダ12の一部を、プレートP及び基準部材FMとほぼ面一にするだけでも良い。
In the
基準部材FMの表面には、クロム等の金属から成る遮光膜が形成されており、該遮光膜にパターンニングが施されて、開口パターンから成る空間像計測用マークAIS1〜AISn(nは2以上の整数、例えば6)が基準部材の長手方向(前述の第1平面鏡58Yの反射面の方向に一致)に沿って所定ピッチでそれぞれ形成され、また隣接する空間像計測用マーク相互間の中点にベースライン計測用のマークFI1〜FIn-1がそれぞれ形成されている。上記空間像計測用マークAIS1〜AISnは、空間像計測用スリットを兼ねる。空間像計測用マークAIS1〜AISn及びマークFI1〜FIn-1のそれぞれと第1平面鏡58Yの反射面とのY軸方向に関する位置関係と、空間像計測用マークAIS1〜AISn及びマークFI1〜FIn-1のそれぞれと第2平面鏡58Xの反射面とのX軸方向に関する位置関係は予め計測され、既知であるものとする。
A light shielding film made of a metal such as chromium is formed on the surface of the reference member FM, and patterning is applied to the light shielding film to make aerial image measurement marks AIS 1 to AIS n (n is an opening pattern). An integer of 2 or more, for example, 6 is formed at a predetermined pitch along the longitudinal direction of the reference member (coincides with the direction of the reflection surface of the
基準部材FMの下方のプレートホルダ12内部には、空間像計測用マークAIS1〜AISnのそれぞれに対応して設けられたレンズ系及びPMT(フォト・マルチプライヤ・チューブ)などの受光素子、を含む空間像センサ64(図2等では不図示、図5参照)が収容されている。この空間像センサ64は、基準部材FMの空間像計測用マークAIS1〜AISn、すなわち空間像計測用スリットを透過した光を、レンズ系をそれぞれ介して受光素子で個別に受光する。ここで、空間像センサ64の一部(例えば、少なくとも受光素子を含む)をプレートホルダ12の外部に配置しても良い。なお、空間像センサ64の使用方法については、後述する。
Inside the
本実施形態で用いられるプレートPには、図2に示されるように、外周部の矩形枠状の領域と、該矩形枠状の領域に取り囲まれた矩形の液晶画素部PAとが存在し、矩形枠状の領域内に、k個(kは3以上の整数、例えば9)のアライメントマークm1〜mkが形成されている。 As shown in FIG. 2, the plate P used in the present embodiment includes a rectangular frame-shaped region on the outer peripheral portion and a rectangular liquid crystal pixel portion PA surrounded by the rectangular frame-shaped region, In the rectangular frame-shaped region, k (k is an integer of 3 or more, for example, 9) alignment marks m 1 to m k are formed.
図5には、露光装置100の露光制御に関連する構成各部がブロック図にて示されている。このうち、主制御装置80によって主に制御系が構成されている。主制御装置80は、ワークステーション又はマイクロコンピュータなどを含む。この主制御装置80には、アクティブ・マスク36に表示される後述する基準マークなどが記憶されたマスクパターン記憶部66が併設されている。
FIG. 5 is a block diagram showing the components related to the exposure control of the
この図5からもわかるように、主制御装置80には、レーザ干渉計システム60、リニアエンコーダ68、及び変位センサ70を含む各種計測装置の計測値がそれぞれ入力されるとともに、平面モータ23、X軸リニアリニアモータ56A,56B、Y軸リニアモータ48、及びアクティブ・マスク36などが接続されている。
As can be seen from FIG. 5, the
主制御装置80では、常に、レーザ干渉計システム60の第2干渉計60Bの計測値とリニアエンコーダ68の計測値とに基づいて、パターン投影ユニット14のX軸方向に関する移動量とほぼ同一距離だけ追従光学ユニット18がX軸方向に駆動されるように、X軸リニアモータ56A,56Bを駆動制御する。また、主制御装置80では、常に変位センサ70の計測値に基づいてY軸リニアモータ48を駆動する。すなわち、本実施形態では、このようにして、主制御装置80によって、パターン投影ユニット14に対する追従光学ユニット18の追従制御が常時行われているが、以下では、説明の簡略化のため、追従光学ユニット18の制御についてはその説明を省略する。
In
次に、上述のようにして構成された本実施形態に係る露光装置における動作の流れについて説明する。 Next, an operation flow in the exposure apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described.
まず、プレートホルダ12上にプレートPが搭載されていない状態で、アクティブ・マスク36の位置と、アクティブ・マスク36により生成されるパターンの像が投影される位置との関係を空間像センサ64を用いて求める。すなわち、まず、主制御装置80は、図6に示されるように、パターン投影ユニット14が、プレートホルダ12上のプレートの載置領域外にある状態で、アクティブ・マスク36に表示した一対の基準マーク(これは、前述の台形状の有効エリアの長手方向(X軸方向にほぼ一致)の両端にそれぞれ表示される)の像が基準部材FM上の隣接する2つの空間像計測用マークAISi,AISi+1の近傍にそれぞれ形成されるように、平面モータ23を介してパターン投影ユニット14をXY面内で駆動する。ここで、一対の基準マークのX軸方向の間隔は、基準部材FM上の隣接する2つの空間像計測用マークの間隔とほぼ一致するように定められている。
First, in the state where the plate P is not mounted on the
次いで、主制御装置80は、空間像センサ64を用い、一対の基準マークの像(空間像)を空間像計測用マークAISi,AISi+1をそれぞれ介した、スリットスキャン方式の空間像計測により検出する。なお、スリットスキャン方式の空間像計測については、例えば特開2002−14005号公報(対応する米国特許出願公開第2002/0041377号公報)などに開示されており、公知であるから、詳細説明は省略するが、本実施形態では、この空間像計測に際し、主制御装置80が、平面モータ23を介してパターン投影ユニット14をX軸方向(又はY軸方向)に駆動する。
Next, the
そして、上記の一対の基準マークの空間像の計測結果(空間像の強度信号(横軸をレーザ干渉計システム60の第1干渉計60A又は第2干渉計60Bの計測値とする)に基づいて、前述の基準座標系上における一対の基準マークの空間像の形成位置の座標値(x1,y1)、(x2,y2)を求める。これにより、アクティブ・マスク36とプレートホルダ12との相対位置(位置関係)が求められる。
Then, based on the measurement result of the aerial image of the pair of reference marks (the intensity signal of the aerial image (the horizontal axis is the measurement value of the
なお、上記の計測に先立って、主制御装置80は、アクティブ・マスク36に表示した一対の基準マークの少なくとも一方の投影光学系PLによる像の結像位置が、基準部材FMの表面と一致するように、前述のくさびレンズ37を不図示の駆動系を介して駆動して投影光学系PLのZ軸方向の結像位置の調整を行っている。すなわち、主制御装置80では、くさびレンズ37を所定量ずつ駆動しつつ、各駆動位置で、スリットスキャン方式による基準マークの空間像計測を行い、各駆動位置で得られた空間像の強度信号の例えばコントラストが最大になる駆動位置を見つけ、その位置にくさびレンズ37を調整して、投影光学系PLのZ軸方向の結像位置の調整を行っている。
Prior to the above measurement,
次に、主制御装置80は、上記の座標値(x1,y1)、(x2,y2)に基づいて、座標系(X,Y)上の座標軸に対するパターン投影ユニット14のθz回転誤差、すなわちプレートホルダ12に対するパターン投影ユニット14のヨーイング量(θz回転誤差)を算出し、このヨーイング量が零となるように、レーザ干渉計システム60の計測値をモニタしつつ前述の平面モータ23を介してパターン投影ユニット14をθz方向に回転駆動する。このとき、パターン投影ユニット14は、アクティブ・マスク36に表示した一対の基準マークの中心を回転中心として回転する。
Next,
次に、アライメント系ALGのベースライン、すなわちアクティブ・マスクで生成されるパターンの投影光学系PLによる投影中心とアライメント系ALGの検出中心(アライメント系ALG内部の指標マークの中心に一致)との距離(位置関係)を求める。すなわち、主制御装置80では、前述と同様にしてパターン投影ユニット14及び追従光学ユニット18を、プレートホルダ12に対して−Y方向にベースラインの設計値だけ移動し、アライメント系ALGの検出領域内にマークAISiとマークAISi+1との中央のベースライン計測用のマークFIiを位置決めし、このときのアライメント系ALGの計測結果、すなわちアライメント系ALGの検出中心とマークFIiとの相対位置の情報を取り込む。そして、その相対位置の情報と、そのときのレーザ干渉計システム60の計測値と、パターン投影ユニット14の回転後における一対の基準マークそれぞれの空間像の形成位置(一対の基準マークそれぞれの空間像の形成位置の中心が投影光学系PLによる投影中心となる)の座標値とに基づいて、アライメント系ALGのベースラインを算出する。ここで、パターン投影ユニット14の回転後における一対の基準マークそれぞれの空間像の形成位置の座標値は、ヨーイング量の調整時におけるパターン投影ユニット14のθz方向の回転量に基づき先に計測した座標値(x1,y1)、(x2,y2)をそれぞれ補正することで得ることができる。
Next, the distance between the baseline of the alignment system ALG, that is, the projection center of the pattern generated by the active mask by the projection optical system PL and the detection center of the alignment system ALG (matches the center of the index mark inside the alignment system ALG). (Position relationship) is obtained. That is, in the
次に、主制御装置80は、プレートホルダ12上にプレートPを不図示の搬送系を介して搬送し、アライメント系ALGを用いてアライメントマークm1〜mkのうちの少なくとも2つのアライメントマークの位置情報を検出する。すなわち、主制御装置80は、設計値に従ってレーザ干渉計システム60の計測値をモニタしつつ前述のマークFIiの計測と同様にアライメント系ALGの視野内にアライメントマークを順次位置決めし、その位置決めの都度、アライメントマークをアライメント系ALGを用いて検出し、その検出結果(例えば、アライメント系ALGの検出中心に対するアライメントマークの位置)及びそのときのレーザ干渉計システム60の計測値を取り込み、前述の基準座標系上における各アライメントマークの位置座標を算出する。このアライメントマークの位置座標を設計値と比較することで、プレートPのX軸方向、Y軸方向の位置、及びヨーイングを求める。
Next,
この場合において、主制御装置80は、いわゆるテンプレートのマッチングの手法により、上記のアライメントマーク、あるいはこれに代わるパターンを検出しても良い。例えば、主制御装置80は、プレートP上の液晶画素部PA内部に所定の位置関係で複数の同一のパターンが存在するパターン(便宜上、「特定パターン」と呼ぶ)の任意の1つの画像をアライメント系ALGを用いて取り込み、その画像のデータをテンプレートデータとしてメモリに記憶する。次いで、主制御装置80は、プレートP上の液晶画素部PA内部に所定の位置関係で存在する複数の上記特定パターンのうち、少なくとも3つを、上記テンプレートデータを用いたテンプレートマッチングの手法により検出し、各特定パターンの検出結果とその検出時のレーザ干渉計システム60の計測値とに基づいて、上記少なくとも3つの特定パターンの位置座標を算出する。そして、主制御装置80は、その算出された少なくとも3つの特定パターンの位置座標と各特定パターンの設計値とに基づいて、例えば特開昭61−44429号公報などに開示される統計演算(EGA演算)を行って、液晶画素部PA内部の前記特定パターンに対応する部分領域のXオフセット、Yオフセット、ローテーション、Xスケーリング、Yスケーリング、及び直交度誤差などの誤差パラメータを算出し、算出されたパラメータを用いて特定パターン(及びこれに対応する部分領域)の配列座標を求めることとしても良い。
In this case, the
このようにして、プレートPのアライメントが終了すると、主制御装置80は、そのアライメント結果に基づいて、露光を開始する。
In this way, when the alignment of the plate P is completed, the
すなわち、プレートPに対してパターン投影ユニット14を相対的に移動させるとともに、上記のアライメント結果を考慮してパターン投影ユニット14の位置・姿勢を制御しつつ、パターン投影ユニット14の走査に同期してアクティブ・マスクにおいてパターンを生成し、そのパターンを光源からの照明光で照明する。これにより、投影光学系PLを介して生成されたパターンの像が感光性材料(レジスト)が塗布されたプレートP上に転写される。
That is, the
本実施形態では、図7に示されるような一筆書きの軌跡(経路)に沿って、台形状の露光領域(パターンの投影領域)IAの中心点Cが、プレートP上を移動することで、プレートP上の液晶画素部PAの全面にアクティブ・マスクで生成されるパターンが逐次転写される。図7からもわかるように、本実施形態では、プレートP上でパターン投影ユニット14がY軸方向の一側から他側に向かう往路における台形状の露光領域IAの非走査方向の一端部の傾斜部領域(直角三角形領域)と、プレートP上でパターン投影ユニット14がY軸方向の他側から一側に向かう復路における台形状の露光領域IAの非走査方向の他端部の傾斜部領域(直角三角形領域)とが、オーバーラップするようになっている。この結果、プレートP上の液晶画素部PA内では、X軸方向のいずれの点で見ても投影領域の走査方向の幅は、一定になっており、これにより液晶画素部PAの全面で均一な積算エネルギ量(露光ドーズ量)分布で露光が行われる。
In the present embodiment, the center point C of the trapezoidal exposure area (pattern projection area) IA moves on the plate P along the trajectory (path) of one stroke as shown in FIG. The pattern generated by the active mask is sequentially transferred to the entire surface of the liquid crystal pixel portion PA on the plate P. As can be seen from FIG. 7, in the present embodiment, the inclination of one end of the trapezoidal exposure area IA in the non-scanning direction on the forward path from the one side of the Y-axis direction to the other side of the
上記の露光中、主制御装置80は、AF検出系62の検出結果(検出点AF1〜AF8におけるプレートP表面のZ位置情報(本実施形態ではプレートP表面と投影光学系PLの底面との間の距離の情報)に基づいて、少なくとも露光領域IA内で投影光学系PLの結像面に対するプレートP表面のZ軸方向に関する位置ずれ量(デフォーカス量)及び傾斜量を常時算出し、そのデフォーカス量及び傾斜量に基づいて平面モータ23を駆動し、パターン投影ユニット14のZ軸方向における位置の調整、及びX軸、Y軸まわり方向における姿勢の調整、すなわちレベリング調整を行っている。なお、パターン投影ユニット14をZ軸方向に駆動するのに代えて、あるいはこれと併せて、前述のくさびレンズを駆動することで、デフォーカスを補正しても良い。
During the exposure described above, the
また、露光中などには、平面モータ23によりパターン投影ユニット14が駆動され、その際に、平面モータ14の可動子である電機子ユニット22にその駆動力の反力が作用する。しかるに、電機子ユニット22が設けられたプレートホルダ12は、エアベアリング(不図示)によって支持プレート10の上面に対して所定(例えば数μm程度)のクリアランスを介して支持されているため、上記反力の作用により、運動量保存の法則に従ってパターン投影ユニット14の移動方向とは反対方向に移動する。これにより、反力が完全に吸収されて、振動要因となることがないので、パターン投影ユニット14の駆動に伴う反力が露光に殆ど悪影響を与えることがない。なお、プレートホルダ12の平面ミラー58を用いるレーザ干渉計システム60の計測値に基づいてパターン投影ユニット14の移動を制御するので、例えば露光中に、アクティブ・マスク36で生成されるパターンの像とプレートPとを精度良くアライメントすることが可能となっている。また、パターン投影ユニット14の質量(例えば数10kg)に比べてプレートホルダ12の質量(2000kg〜3000kg)はかなり大きいので、プレートホルダ12の移動量はごく僅か(最大でも数10mm程度)である。
Further, during exposure or the like, the
以上説明したように、本実施形態の露光装置100によると、パターン投影ユニット14の走査に同期して該パターン投影ユニット14を構成するアクティブ・マスク36で生成されるパターンを変化させることができるため、所望のパターンを容易に生成することができる。また、物体パターンである従来のマスク使用時に必要であったマスクステージを備える必要がなく、露光装置のコストダウン及び小型化が可能となる。また、本実施形態の露光装置100では、プレートPが載置されたプレートホルダ12が固定(実際には僅かに移動する)で、パターン投影ユニット14が移動するため、プレートPを保持して移動するステージ及び該ステージを支持する大型、大重量の定盤を設ける必要がない。従って、従来のマスクレスタイプの走査型投影露光装置に比べても、相当にフットプリントの狭小化、小型化及び軽量化、並びにコストの低減が可能となる。また、小型、軽量のパターン投影ユニット14が移動するので、その移動の際の駆動力(推力)の反力に起因する振動を抑制することが可能となり、これによりプレートP上にパターンを精度良く形成することが可能となる。
As described above, according to the
なお、上記実施形態では、パターン投影ユニット14を第1支持部材24及び第2支持部材26にそれぞれ設けられたエアベアリングによってプレートP(又はプレートホルダ12)の上方に浮上支持するものとしたが、これに限らず、例えば取付部材42の−Y側の端面に筐体32の上方にまで延びる延設部を設け、該延設部に磁石(永久磁石又は電磁石)を設けるとともに、該磁石に対向する筐体32の上壁の少なくとも一部に磁性体を設ける(あるいは上壁を磁性体材料で形成する)こととしても良い。このようにすれば、その磁石の磁気的な吸引力による上向きの力及びエアベアリングの浮上力である上向きの力と、パターン投影ユニット14の自重(下向きの力)とのバランスによりパターン投影ユニット14をプレートP(又はプレートホルダ12)の上方に浮上支持することが可能となる。この場合、磁気的な吸引力によりパターン投影ユニット14の自重の大部分を支持するようにしても良い。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態において、例えば第1,第2の支持部材24,26に代えて、これらの支持部材24,26を一体化したような支持部材を設け、この支持部材とパターン投影ユニット14の少なくとも一部との間に微小駆動機構を設け、この微小駆動機構により、パターン投影ユニット14の少なくとも一部を、前記支持部材上で、Z軸方向及びXY面に対する傾斜方向の3自由度方向のうちの少なくとも1自由度方向に微小駆動する構成を採用しても良い。微小駆動機構は、ピエゾ素子その他のアクチュエータを含んで構成することができる。
In the above embodiment, for example, instead of the first and
なお、上記実施形態では、第1,第2の支持部材24,26が、ともに、その底面にエアベアリングと磁極ユニットとを有する場合について説明したが、第1、第2の支持部材24,26の少なくとも一方が、その底面にエアベアリングを有していなくても良い。この場合、その少なくとも一方の支持部材は、Z駆動用コイルと磁極ユニットとの間の磁気力によりパターン投影ユニット14の少なくとも一部の自重を支持することができる。
In the embodiment described above, the first and
また、上記実施形態では、露光装置100が、単一の投影光学系を有するパターン投影ユニット14を1つ備えている場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、露光装置は、パターン投影ユニット14に代えて複数の投影光学系を有するパターン投影ユニットを備えていても良いし、あるいは前述のパターン投影ユニット14と同様のパターン投影ユニットを複数備えていても良い。いずれにしても、複数の投影光学系を同時に用いてプレートPを露光することができるので、上記実施形態に比べてもスループットの向上が可能となる。特に、露光装置がパターン投影ユニットを複数備える場合には、その複数のパターン投影ユニット同士が接触しないような経路でそれぞれのパターン投影ユニットをプレートPに対して移動することが望ましい。このとき、複数のパターン投影ユニットを所定の位置関係で一体に保持して移動することとしても良い。なお、複数の投影光学系を有するパターン投影ユニットを設ける場合と、複数のパターン投影ユニットを設ける場合のいずれでも、各投影光学系による台形状の露光領域の配置が次のような配置となるように、複数の投影光学系又はパターン投影ユニットを構成することが好ましい。すなわち、複数の台形状の露光領域を交互に逆向きに並べることで隙間なく配置した状態から、1つおきに露光領域を取り去った後の配置となるような所定の間隔で複数の台形状の露光領域を非走査方向(X軸方向)に1列に配置する、あるいは、1つおきに露光領域を取り去る代わりに、その1つおきの台形状の露光領域を走査方向に関して所定距離ずらして配置することで、複数の台形状の露光領域が非走査方向と平行で、かつ走査方向に所定距離だけ離れた2列の入れ子状になるように配置する。前者の場合、1回の往復走査(露光領域間隔と同一距離の非走査方向のステッピング動作を含む)により、プレートPの所定範囲の領域の全面をほぼ均一な露光量で露光することができ、後者の場合、走査方向に関する一側から他側(又は他側から一側)への1回の走査によりプレートPの所定範囲の領域の全面をほぼ均一な露光量で露光することができる。
In the above embodiment, the case where the
《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態を、図8〜図16に基づいて説明する。図8には、本第2の実施形態の露光装置200の正面図が示され、図9には、露光装置200の平面図が示されている。また、図10には、図9のA−A線断面図が示され、図11には、図9のB−B線断面図が示されている。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows a front view of the
露光装置200は、図8に示されるように、クリーンルームの床面F(又は床面Fに設置される不図示のベースプレート)上に設置されている。この露光装置200は、床面F上に複数、例えば4つの防振ユニット202を介して水平に支持されたプレートホルダ204、該プレートホルダ204上に保持されたプレートPの上面に沿って水平面(図8におけるXY平面)内で移動可能なパターン形成ユニット206、及び該パターン形成ユニット206を駆動する駆動系208等を備えている。
As shown in FIG. 8, the
前記複数の防振ユニット202によって、床面Fからプレートホルダ204に向かう微振動がマイクロGレベルで絶縁されるようになっている。
The plurality of
プレートホルダ204は、図8及び図9を総合するとわかるように、矩形板状の形状を有し、中央部にプレートPが載置される矩形のプレート載置領域が設けられている。このプレート載置領域には、図11に示されるように、上端面がほぼ同一高さに設定された多数のピン状の支持部205がほぼ均一な配置でほぼ全面に設けられ、所々隣接する支持部205相互間の内部底面に、複数のバキューム用の排気路207の一端がそれぞれ接続されている。各排気路207は、その他端側が不図示の排気幹路からそれぞれ分岐されており、その排気幹路は不図示のバキュームポンプに接続されている。本実施形態では、プレートホルダ204は、その全体若しくは少なくとも上部近傍が、例えばセラミックを素材として形成され、そのセラミック部分の上面にエッチング処理を施すことにより支持部205等が形成されている。プレートホルダ204のプレート載置領域には、このようにしてプレートPを真空吸着するピンチャックが形成されている。
8 and 9, the
このプレートホルダ204上面のプレート載置領域の−Y側には、前述の第1の実施形態と同様の空間像センサ64を備えた基準部材FMが設けられている。空間像センサ64の出力は、主制御装置280に供給されるようになっている(図15参照)。
On the −Y side of the plate mounting area on the upper surface of the
前記パターン形成ユニット206は、図11に示されるように、支持部材210によって下方から支持されている。これを更に詳述すると、支持部材210は、図11及び図9を総合するとわかるように、上部が開口し、底壁が、周壁(側壁)に比べて肉厚が薄く、かつその底壁の中央に正方形開口が形成された平面視正方形の筒状部材のような形状を有し、その底部には周壁の内壁面から内側に突出した張り出し部210aが形成されている。支持部材210には、図11に示されるように、その底部に複数、ここでは4隅の部分に各1つ、合計4つのエアベアリング213が埋め込み状態で設けられており、これらのエアベアリング213からプレートP上面(又はプレートホルダ204上面)に向かって加圧空気が噴出されるようになっている。そして、エアベアリング213(支持部材210)とプレートP上面(又はプレートホルダ204上面)との間の加圧空気の静圧(いわゆる隙間内圧力)によって支持部材210及びパターン形成ユニット206が、プレートP上面(又はプレートホルダ204上面)に対して所定のクリアランス(例えば、数μm程度のクリアランス)を介して支持されている。
The
パターン形成ユニット206は、図11に示されるように、上述の張り出し部210aに上方から載置され、その下端面が支持部材210の底面とほぼ面一になるように設定された第1部分ハウジング211aと、該第1部分ハウジング211aの上部にその下端部近傍の一部が埋め込まれた状態で固定された略円筒状の第2部分ハウジング211bとを備えている。
As shown in FIG. 11, the
前記第1部分ハウジング211aの内部空間に、パターン形成部209が収容されている。前記第2部分ハウジング211bは、概略段付き円筒状の外形を有し、その内部空間にはパターン形成部209に対する照明を行う照明系が収容されている。
A
図12には、上記の第1部分ハウジング211aと第2部分ハウジング211bとによって実質的に構成されるハウジング211(図11参照)の内部のパターン形成光学系212の構成の一例が模式的に示されている。
FIG. 12 schematically shows an example of the configuration of the pattern forming
このパターン形成光学系212は、光源、オプティカル・インテグレータ、レンズ系などを含む光源部214と、その光源部214の下方で水平面に対して45°(より正確には、XZ面内でX軸に対して45°)の角度で斜設された全反射ミラー216と、光源部214から下方に向けて射出された照明光の全反射ミラー216による反射光路上に配置されたコリメータレンズ218と、該コリメータレンズ218を通過した照明光の光路上に水平面に対して45°(より正確には、XZ面内でX軸に対して45°)の角度を成す状態で設けられたDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)220と、該DMD220の全てのミラーエレメントの反射面がXZ面内でX軸に対して45°を成すときの、コリメータレンズ218を通過した照明光のDMD220による反射光路上に、XY面に平行に配置されたパターン形成部209とを備えている。
The pattern forming
パターン形成部209は、複数の光学素子がXY平面上で所定の位置関係で形成されたプレートを含む光学素子アレー222と、該光学素子アレー222の各光学素子にそれぞれ対向して下方に配置された複数のレンズから成るレンズアレー224とを含む。
The
前記DMD220は、反射面の傾斜角度を変更可能な複数のミラーエレメントを有し、各ミラーエレメントがDMD駆動部226(図12では不図示、図15参照)を介して主制御装置280(図15参照)によって個別に傾斜駆動され、これにより光学素子アレー222を構成する各光学素子に対する照明光の入射又は非入射を個別に制御できるようになっている。図13には、上記のDMD駆動部226を介した特定のミラーエレメントの駆動により、光学素子アレー222上の任意の3つの光学素子FLk-1、FLk、FLk+1のうち、光学素子FLk-1、FLk+1に対しては照明光が入射し、光学素子FLkに対しては照明光が入射しないように設定された状態が、模式的に示されている。
The
このように、本実施形態においては、DMD220は空間光変調器(SLM : Spatial Light Modulator)として機能する。従って、他の反射型空間光変調器、例えば反射ミラーアレイなどを、上記のDMD220に代えて用いても良い。
As described above, in this embodiment, the
図14には、光学素子アレー222の平面図が示されている。また、この図14中には、光学素子アレー222の各光学素子FLi,jによって所定の面(結像面)に形成されるスポット像(以下、「スポット」と呼ぶ)SPが併せて図示されている。この図14に示されるように、光学素子アレー222は、m(mは例えば10)×n(nは例えば4)個の光学素子FLi,j(i=1〜m、j=1〜n)が所定の配置で設けられた平面視平行四辺形状のプレート222aを有している。
FIG. 14 shows a plan view of the
プレート222a上には、XY平面内でY軸に対して所定角度θを成す方向の直線L1上に所定ピッチpで配置されたm個の光学素子FLi,1(i=1〜m)を含む第1の列の光学素子群、直線L1から+X方向に所定間隔dを隔てその直線L1に平行に延びる直線L2上に所定ピッチpで配置されたm個の光学素子FLi,2(i=1〜m)を含む第2の列の光学素子群、直線L2から+X方向に所定間隔dを隔てその直線L2に平行に延びる直線L3上に所定ピッチpで配置されたm個の光学素子FLi,3(i=1〜m)を含む第3の列の光学素子群、及び直線L3から+X方向に所定間隔dを隔てその直線L3に平行に延びる第4の直線L4上に所定ピッチpで配置されたm個の光学素子FLi,4(i=1〜m)を含む第4の列の光学素子群等が形成されている。プレート222a上の光学素子が形成されていない領域(スペース領域)の表面は、クロム等の金属の膜から成る遮光膜が形成された遮光領域とされている。
On the
この場合、a.全ての群に含まれる各光学素子FLi,jは、それぞれの中心点をY軸方向に平行移動してX軸方向の同一直線LL上に並べた場合に等間隔となる配置(間隔Δdで並ぶ配置)でプレート222a上に形成されている。また、b.第2の列の光学素子群、第4の列の光学素子群をそれぞれ構成する各光学素子FLi,2、FLi,4(i=1〜m)が、第1の列の光学素子群を構成する各光学素子FLi,1(i=1〜m)に対してY軸方向に関して所定ピッチpより小さな所定距離だけずれているとともに、第3の列の光学素子群を構成する各光学素子FLi,3(i=1〜m)が、第1の列の光学素子群を構成する各光学素子FLi,1(i=1〜m)と、Y軸方向に関して並んでいる。これは、前述の光学素子FLkのように照明光束(ビーム)が非入射状態とされたときに、その照明光束が、いずれの光学素子にも入射しないようにするために、1つの光学素子の全体が収まる所定面積の遮光領域をプレート222a上に確保するために、このような配置にしているのである。これにより、図14中の影線が付された円形領域のような、照明光束が照射される遮光領域をプレート222a上に確保することができる。
In this case, a. The optical elements FL i, j included in all groups are arranged at equal intervals when the center points thereof are translated in the Y-axis direction and arranged on the same straight line LL in the X-axis direction (at intervals Δd). Formed on the
上記のa.及びb.を同時に満足すべく、所定ピッチp,間隔Δd及び一列の光学素子の数mに応じて、前述の角度θが設定されている。 A. And b. Is satisfied in accordance with the predetermined pitch p, the interval Δd, and the number m of optical elements in a row.
また、各光学素子FLi,jとしては、照明光で照明されたときに所定の面上にスポットを形成する位相型の回折光学素子が用いられている。本実施形態では、各光学素子FLi,jは、図14に示されるようなX軸方向に細長い長円形のスポットSPを所定の面上に形成する。スポットSPのX軸方向の長さは、前述の間隔Δdの2倍の長さである。すなわち、同一の列で隣接する光学素子によって形成されるスポットSP同士は、X軸方向に関して1/2ずつオーバーラップするような配置になっている。 Further, as each optical element FL i, j , a phase type diffractive optical element that forms a spot on a predetermined surface when illuminated with illumination light is used. In the present embodiment, each optical element FL i, j forms an oval spot SP elongated in the X-axis direction as shown in FIG. 14 on a predetermined surface. The length of the spot SP in the X-axis direction is twice the distance Δd described above. That is, the spots SP formed by adjacent optical elements in the same row are arranged so as to overlap each other by a half in the X-axis direction.
ここで、各光学素子の中心点同士の位置関係が異ならないのであれば、各光学素子は、スポットSPの長さと同一直径のスポットを所定の面上に形成するフレネル・ゾーン・プレートなどの素子であっても勿論良い。いずれにしても、光学素子アレー222のように、Y軸に対して角度θ(0<θ<90°)を成す相互に平行な複数の直線(L1,L2,L3,L4など)上にそれぞれ所定ピッチpで複数の位相型の回折光学素子が配置されている場合には、各回折光学素子が所定の面(プレートP表面)上に形成するスポットの形状に応じた寸法にピッチpを設定することで、光学素子アレー222をY軸方向に沿ってプレートPに対してY軸方向に移動することで、そのプレートP表面上の所定面積の領域を隙間なくスポットにより露光することが可能になる。特に、本実施形態では、各光学素子FLi,jの中心が、Y軸方向に関して等間隔Δdで配置され、各光学素子FLi,jによって形成されるスポットのX軸方向長さがΔd/2であるので、その所定面積の領域のほぼ全域を均一な露光量分布で露光することが可能になっている。
Here, if the positional relationship between the center points of the optical elements is not different, each optical element is an element such as a Fresnel zone plate that forms a spot having the same diameter as the length of the spot SP on a predetermined surface. But of course. In any case, like the
前記駆動系208は、パターン形成ユニット206をX軸方向に駆動する第1駆動機構と、該第1駆動機構と一体でパターン形成ユニット206をY軸方向に駆動する第2駆動機構とを備えている。
The
これをさらに詳述すると、支持部材210のY軸方向の一側及び他側の面には、図11に示されるように、X軸可動子228A,228Bがそれぞれ突設されている。これらのX軸可動子228A,228Bは、図9及び図11からわかるようにYZ断面が略T字状で、+Z方向から見てX軸方向に細長い長方形状の形状を有し、その内部にX軸方向に沿って配置された複数の電機子コイルを有する電機子ユニットを含む。そして、これらのX軸可動子228A,228Bは、YZ断面U字状で+Z方向から見てX軸方向に細長く延びるX軸固定子230A,230Bの内部空間にそれぞれ挿入されている。これらのX軸固定子230A,230Bは、X軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の永久磁石(隣接する永久磁石は、相互に逆極性とされている)を有する、磁極ユニットによって構成されている。
More specifically, as shown in FIG. 11,
X軸固定子230A,230Bは、それぞれの長手方向の一端と他端とが、図9に示されるように、Y軸方向に細長く延びるY軸スライダ232A,232Bにそれぞれ接続されている。Y軸スライダ232A,232Bは、図10に示されるように、矩形の開口部233,234がそれぞれ形成されたXZ断面が相互に左右対称な五角形状の部材から成り、それぞれの開口部233,234の内壁面には、Y軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイル(不図示)がそれぞれ配置されている。
As shown in FIG. 9, the
前記Y軸スライダ232A,232Bの開口部233,234には、図10に示されるように、XZ断面矩形のY軸ガイド236A,236Bがそれぞれ挿入されている。一方のY軸ガイド236Aの長手方向の一端と他端は、図8に示されるように、床面F上に植設されたフレーム238A、238BによってXY面に平行になるように支持されている。また、他方のY軸ガイド236Bの長手方向の一端と他端は、床面F上に植設されたフレーム238C、238DによってXY面に平行になるように、かつY軸ガイド236Aと同一高さで支持されている(図9参照)。Y軸ガイド236A,236Bは、長手方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置された複数のN極永久磁石とS極永久磁石とを含む磁石群をそれぞれ有している。
As shown in FIG. 10, Y-axis guides 236A and 236B having a rectangular XZ section are inserted into the
本実施形態では、図9からもわかるように、X軸固定子230A,230BとY軸スライダ232A,232Bとによって、矩形状のY軸移動体240が構成されている。
In this embodiment, as can be seen from FIG. 9, the
これまでの説明から明らかなように、X軸固定子230A,230Bと対応するX軸可動子228A,228Bとによって、支持部材210によって支持されたパターン形成ユニット206をX軸方向に駆動する、ムービングマグネット型のリニアモータから成る一対のX軸リニアモータLMX1,LMX2がそれぞれ構成されている(図11参照)。これらのX軸リニアモータLMX1,LMX2のそれぞれが発生する駆動力(推力)を異ならせることにより、パターン形成ユニット206をθz方向(Z軸回りの回転方向)に駆動することができる。
As is apparent from the above description, the
また、Y軸ガイド236A,236Bと対応するY軸スライダ232A,232Bとによって、Y軸移動体240と一体で支持部材210によって支持されたパターン形成ユニット206をY軸方向に駆動する、ムービングマグネット型のリニアモータから成る一対のY軸リニアモータLMY1,LMY2がそれぞれ構成されている(図10参照)。
In addition, the Y-axis guides 236A and 236B and the corresponding Y-
このように、本実施形態では、一対のX軸リニアモータLMX1,LMX2によってパターン形成ユニット206をX軸方向に駆動する第1駆動機構の少なくとも一部が構成され、一対のY軸リニアモータLMY1,LMY2によって第1駆動機構と一体でパターン形成ユニット206をY軸方向に駆動する第2駆動機構の少なくとも一部が構成されている。
As described above, in this embodiment, at least a part of the first drive mechanism that drives the
前記支持部材210の張り出し部210a(図11参照)と、第1部分ハウジング211aとの間には、XY平面内で同一直線上にない3箇所に、第1部分ハウジング211aをZ軸方向に微小駆動する3つのアクチュエータ242a〜242c(図11では不図示、図15参照)が設けられている。各アクチュエータとしては、例えばピエゾ素子、あるいはボイスコイルモータなどを用いることができる。
Between the projecting
前記プレートホルダ204上面の基準部材FMの−Y側には、図9に示されるように、3つのY軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3が、支持部材210の一辺の長さより短い所定の間隔を隔てて配置されている。これらのY軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3からの測長ビームは、図11にY軸レーザ干渉計244Y2からの測長ビームMY2を代表的に採りあげて示されるように、支持部材210の−Y側端面の下端部近傍に設けられたX軸方向に延びる平面ミラーから成るY軸移動鏡246の反射面に照射されている。Y軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3のそれぞれは、測長軸を少なくとも2軸有する多軸干渉計であり、支持部材210(パターン形成ユニット206)のY軸方向の位置のみならず、θz回転をも計測する。
On the −Y side of the reference member FM on the upper surface of the
この場合、測長ビームMY2は、光学素子アレー222の配置された面にほぼ一致する高さ位置に照射されている。その他のY軸レーザ干渉計244Y1,244Y3からの測長ビームも同一の高さ位置に照射されるようになっている。すなわち、Y軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3のいずれも、支持部材210(パターン形成ユニット206)のY軸方向の位置をいわゆるアッベ誤差なく計測できるようになっている。
In this case, the length measurement beam MY 2 is irradiated to a height position substantially coinciding with the surface on which the
また、プレートホルダ204上面の+X側端部近傍には、図9に示されるように、5つのX軸レーザ干渉計244X1,244X2,244X3,244X4,244X5が、支持部材210の一辺の長さより短い所定の間隔を隔てて配置されている。これらのX軸レーザ干渉計244X1,244X2,244X3,244X4,244X5からの測長ビームは、前述の測長ビームMY2と同一の高さの面内の光路を通って支持部材210の+X側端面の下端部近傍に設けられたY軸方向に延びる平面ミラーから成るX軸移動鏡(不図示)の反射面に照射されている。従って、X軸レーザ干渉計244X1,244X2,244X3,244X4,244X5のいずれも、支持部材210(パターン形成ユニット206)のX軸方向の位置をいわゆるアッベ誤差なく計測できるようになっている。なお、X軸及びY軸移動鏡を支持部材210に設ける代わりに、例えば支持部材210の端面(側面)を鏡面加工して反射面として用いるようにしても良い。
Further, in the vicinity of the + X side end of the upper surface of the
上記3つのY軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3及び5つのX軸レーザ干渉計244X1,244X2,244X3,244X4,244X5の計測値は、主制御装置280に供給される(図15参照)。
The measured values of the three Y-axis laser interferometers 244Y 1 , 244Y 2 , 244Y 3 and the five X-axis laser interferometers 244X 1 , 244X 2 , 244X 3 , 244X 4 , 244X 5 are supplied to the
上記の説明からわかるように、本第2の実施形態では、1つのY軸レーザ干渉計からの測長ビームがY軸移動鏡246に当たらなくなる前に、その1つのY軸レーザ干渉計からの測長ビームがY軸移動鏡246に当たっているのと同時に隣接するY軸レーザ干渉計からの測長ビームがY軸移動鏡246に当たる時間が必ず存在する。5つのX軸レーザ干渉計についても同様である。このため、主制御装置280は、2つのY軸レーザ干渉計からの測長ビームがY軸移動鏡246に当たっているいずれかの時点で、それまで制御に用いられていたY軸レーザ干渉計の計測値を用いて、次に制御に用いられる隣のY軸レーザ干渉計の計測値をプリセットする、いわゆるつなぎプリセットを実行する。同様に、主制御装置280は、X軸レーザ干渉計についてもつなぎプリセットを実行する。
As can be seen from the above description, in the second embodiment, before the length measurement beam from one Y-axis laser interferometer does not hit the Y-
また、図8〜図11等では、不図示であるが、パターン形成ユニット206によって前述のスポット群が形成される所定面上の領域の周囲には、前述と同様のAF検出系62が設けらているとともに、パターン形成ユニット206及び支持部材210のいずれかの一部には、前述と同様のアライメント系ALGが設けられている(図15参照)。
Although not shown in FIGS. 8 to 11 and the like, an
図15には、本第2の実施形態の、露光装置200の露光制御に関連する構成各部がブロック図にて示されている。このうち、主制御装置280によって主に制御系が構成されている。主制御装置280は、ワークステーション又はマイクロコンピュータなどを含む。この主制御装置80には、第1の実施形態と同様のマスクパターン記憶部66が併設されている。
FIG. 15 is a block diagram showing constituent parts related to exposure control of the
このようにして構成された本実施系形態の露光装置によると、主制御装置280により、前述の第1の実施形態と同様の手順で、プレートPのX軸方向、Y軸方向の位置、及びヨーイング求めるプレートPのアライメントが行われる。そして、そのプレートPのアライメントが終了すると、主制御装置280は、そのアライメント結果に基づいて、露光を開始する。
According to the exposure apparatus of the present embodiment configured as described above, the
すなわち、主制御装置280は、プレートPに対してパターン形成ユニット206を相対的に移動させるとともに、上記のアライメント結果を考慮してパターン形成ユニット206の位置・姿勢を制御しつつ、パターン形成ユニット206の走査に同期してDMD220のミラーエレメントをDMD駆動部226を介して個別に駆動することで、光学素子アレー222を構成する各光学素子FLi,jに対する照明光の入射又は非入射を個別に制御する。これによって照明光が入射された光学素子のみによってスポットSPがプレートP上に形成され、そのスポットSPによってプレートP上のレジストが感光され、パターンが形成される。このようにして形成されるパターンは、主制御装置280によって、マスクパターン記憶部66の記憶内容に基づいて、パターン形成ユニット206の走査に同期して順次変更される。
That is, the
本実施形態では、前述の第1の実施形態と同様の一筆書きの軌跡(経路)に沿って、パターン形成ユニット206内部の光学素子アレー222(プレート222a)の中心点が、プレートPに対して相対移動することで、プレートP上の液晶画素部の全面にパターンが順次形成される。この場合、パターン形成ユニット206がY軸方向の一側から他側に向かう往路における平行四辺形のプレート222aの非走査方向の一端部の傾斜部領域(直角三角形領域)と、パターン形成ユニット204がY軸方向の他側から一側に向かう復路における平行四辺形のプレート222aの非走査方向の他端部の傾斜部領域(直角三角形領域)とが、光学素子アレー222が配置されたXY平面上でオーバーラップするように、上記の一筆書きの軌跡(経路)に沿ったパターン形成ユニット206の移動及びこれに同期した光学素子アレー222を構成する各光学素子に対する照明光の入射又は非入射の個別制御が行われる(図16参照)。この結果、プレートP表面に形成されるスポットの配置、すなわちパターンの形状、配置等を変化させることができるため、プレートP上の液晶画素部内の全域に所望のパターンが形成されるようなプレートPに対する露光が実現される。この場合、プレートP上の液晶画素部内の全面で、露光対象の領域については均一な積算エネルギ量(露光ドーズ量)の分布で露光が行われる。
In the present embodiment, the central point of the optical element array 222 (
上記の露光中、主制御装置280は、AF検出系62の検出結果に基づいて、スポットSPの形成面に対するプレートP表面のZ軸方向に関する位置ずれ量(デフォーカス量)及び傾斜量を常時算出し、そのデフォーカス量及び傾斜量に基づいて前述のアクチュエータ242a〜242cを駆動し、パターン形成ユニット206のZ軸方向における位置の調整、及びX軸、Y軸まわり方向における姿勢の調整、すなわちレベリング調整を行っている。
During the exposure described above, the
以上説明したように、本第2の実施形態の露光装置200によると、パターン形成ユニット206の走査に同期して該パターン形成ユニット206の一部を構成するDMD220をDMD駆動部226を介して制御することで、プレートP表面に形成されるスポットの配置、すなわちパターンの形状、配置等を変化させることができるため、所望のパターンをプレートP上に容易に形成することができる。また、物体パターンである従来のマスク使用時に必要であったマスクステージを備える必要がなくなる。また、本実施形態の露光装置200では、プレートPが載置されたプレートホルダ204が固定で、パターン形成ユニット206が移動するため、基板を保持するステージ等を支持する大型、大重量の定盤が不要となる。従って、従来のマスクレスタイプの走査型投影露光装置に比べても、相当にフットプリントの狭小化と小型軽量化、並びにコストの低減が可能になる。
As described above, according to the
また、パターン形成ユニット206をX軸方向に駆動する際の駆動力の反力は、Y軸移動体240を介してY軸ガイド236A,236Bに伝達され、パターン形成ユニット206をY軸方向に駆動する際の駆動力の反力は、Y軸ガイド236A,236Bに作用するが、そのY軸ガイド236A,236Bに伝達され、あるいは作用した反力は、フレーム238A〜238Dを介して床面F上に逃がされる。また、床面Fからの振動は防振ユニット202によってプレートホルダ204に伝達されるのが防止されている。従って、パターン形成ユニット206の駆動時の反力が、プレートホルダ204の振動要因となることが殆どなく、この振動の抑制によりプレートP上にパターンを精度良く形成することが可能となる。
Further, the reaction force of the driving force when driving the
なお、上記第2の実施形態では、光学素子アレー222が、第1の列〜第nの列(nは例えば4)の光学素子群を備える場合について説明したが、これに限らず、光学素子アレーは、少なくとも2列、例えば上記第2の実施形態中の第1の列の光学素子群と第2の列の光学素子群とのみを備えていても良い。
In the second embodiment, the case where the
また、上記第2の実施形態では、光学素子アレー222を含むパターン形成ユニット206を、プレートPに対して移動する場合について説明したが、これに限らず、例えば特開2004−327660号公報に開示されるような基板ステージを備えたマスクレスタイプの走査型投影露光装置にも用いることができる。かかる場合にも、マスクステージを備える必要はなくなるとともに所望のパターンを基板上に容易に形成することができる。この場合において、基板ステージのみを可動としても良いし、あるいはパターン形成ユニット206をも可動とし、露光の際に基板ステージとパターン形成ユニット206とを走査方向に相対走査することとしても良い。
In the second embodiment, the case where the
なお、上記第1の実施形態では、光源からの照明光の光路中に設置された非発光型画像表示素子である透過型液晶表示素子(電子マスク36)を備えるパターン投影ユニットを備える露光装置について説明し、上記第2の実施形態では、光学素子アレー222と、光源からの照明光の光路上に配置され光学素子アレー222を構成する各光学素子に対する照明光の入射、非入射を制御するDMD220と、を含んで構成されたパターン形成ユニット206を備えた露光装置について説明したが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。
In the first embodiment, the exposure apparatus includes a pattern projection unit including a transmissive liquid crystal display element (electronic mask 36) that is a non-light-emitting image display element installed in an optical path of illumination light from a light source. As described above, in the second embodiment, the
例えば、第1の実施形態において、透過型液晶表示素子に代えて、下記の非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで非発光型画像表示素子とは、空間光変調器(SLM : Spatial Light Modulator)とも呼ばれ、光の振幅、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子である。この空間光変調器のうち、透過型空間光変調器としては、上述の透過型液晶表示素子以外に、エレクトロクロミックディスプレイ(ECD)等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、前述したDMD(Deformable Micro-mirror Device、又はDigital Micro-mirror Device)、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ(EPD : ElectroPhoretic Display)、電子ペーパー(または電子インク)、光回折型ライトバルブ(Grating Light Valve)等が例として挙げられる。 For example, in the first embodiment, the following non-light-emitting image display element may be used instead of the transmissive liquid crystal display element. Here, the non-light-emitting image display element is also called a spatial light modulator (SLM), and is an element that spatially modulates the amplitude, phase, or polarization state of light. Among these spatial light modulators, examples of the transmissive spatial light modulator include an electrochromic display (ECD) in addition to the above-described transmissive liquid crystal display element. As the reflective spatial light modulator, the above-described DMD (Deformable Micro-mirror Device or Digital Micro-mirror Device), reflective mirror array, reflective liquid crystal display element, electrophoretic display (EPD: ElectroPhoretic Display), electronic Examples include paper (or electronic ink), and a light diffraction type light valve.
上記第1の実施形態において、パターン投影ユニットが、光源とこの光源からの照明光の光路中に設置された非発光型画像表示素子に代えて自発光型画像表示素子を備えていても良い。同様に、上記第2の実施形態において、パターン形成ユニット204に代えて自発光型画像表示素子とレンズアレーとを備えたパターン形成ユニットを用いても良い。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、CRT(Cathode ray tube)、無機ELディスプレイ、有機ELディスプレイ(OLED : Organic Light Emitting Diode)、LEDディスプレイ、LDディスプレイ、電界放出ディスプレイ(FED : Field Emission Display)、プラズマディスプレイ(PDP : Plasma Display Panel)等が挙げられる。また、自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、又は複数の発光点を1枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。
In the first embodiment, the pattern projection unit may include a self-luminous image display element instead of the light source and the non-luminous image display element installed in the optical path of the illumination light from the light source. Similarly, in the second embodiment, a pattern forming unit including a self-luminous image display element and a lens array may be used instead of the
《第3の実施形態》
次に、本発明の第3の実施形態を図17に基づいて説明する。この第3の実施形態の露光装置300は、クリーンルームの床面F上に水平に(XY面に平行に)設置されたベースプレートBS、該ベースプレートBS上に複数の防振ユニット302を介して支持された支持定盤304、該支持定盤304の上方でホルダ支持機構306によってほぼ水平に支持されガラスプレート(以下、「プレート」と略述する)Pを真空吸着等によって保持するプレート支持ホルダ308、該プレート支持ホルダ308に保持されたプレートPの下方に配置され、その底面に設けられた複数の支持部材310によって支持定盤304の上面に対して所定のクリアランス(例えば数μm程度)を介して支持されたパターン形成ユニット312、及びパターン形成ユニット312をプレートPの上面に沿ってXY面内で駆動する駆動系等を備えている。なお、実際には,プレートPはその表面がプレート支持ホルダ308とほぼ面一となるように保持されている。
<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
前記ホルダ支持機構306は、ベースプレートBSの異なる位置にそれぞれ設置されたZ軸方向に延びる複数の支柱305(図17では、そのうち4つの支柱305のみが図示されている)と、該複数の支柱で支持されるとともに、その下面にプレート支持ホルダ308が一体的に設けられた支持機構本体309とを備えている。なお、図示は省略されているが、複数の支柱305にはそれぞれ防振ユニットが設けられ、床などからの振動がホルダ支持機構306に伝わらないようになっている。
The
パターン形成ユニット312は、内部に前述の光源部214と同様の光源部314及び不図示のレンズ等を収納した第1筐体316と、該第1筐体316の+Y側に一体的に接続された第2筐体318と、該第2筐体318の内部に水平面に対して45°(より正確には、YZ面内でY軸に対して45°)の角度を成す状態で設けられた前述のDMD220と同様のDMD320及び不図示のレンズ等と、第2筐体318の上部に固定され、上面及び下面が開口した第3筐体322と、該第3筐体322の内部に配置され、DMD320の上方でほぼ水平に保持された前述のパターン形成部209と同様の構成のパターン形成部324と、を備えている。この場合、第1筐体316、第2筐体318及び第3筐体322によって実質的に構成されるハウジング内に、光源部314、DMD320、パターン形成部324及びレンズ等を含む、前述のパターン形成光学系212と同様のパターン形成光学系が構成されている。
The
パターン形成ユニット312の上記ハウジングの底面に設けられた複数の支持部材310は、その底面に複数の気体静圧軸受、例えばエアベアリングと、複数の永久磁石を含む磁極ユニットとを有する。
The plurality of
前記支持定盤304の内部には、XY2次元方向に所定の間隔で配置された多数のコイルから成るコイルアレーを含む電機子ユニットが設けられている。この電機子ユニットを構成するコイルアレーは、X駆動用コイル、Y駆動用コイルの他にZ駆動用コイルをも含んでいる。電機子ユニットは、磁極ユニットとともに、パターン形成ユニット14をX軸方向、Y軸方向に自在に駆動するとともに、Z軸方向、θx方向(X軸回りの回転方向)、θy方向(X軸回りの回転方向)及びθz方向(Z軸回りの回転方向)に微小駆動するアクチュエータ、例えば前述の平面モータ23と同様の磁気浮上型の平面モータを構成している。この平面モータを含んで前述の駆動系が構成されている。
Inside the supporting
前記支持機構本体309は、正面から見て等脚台形状の形状を有し、その台形の上底と下底との間の位置に、プレート支持ホルダ308及びプレートPの平坦度を調整する平坦度調整機構313が設けられている。この平坦度調整機構313によって、プレートPの平坦度が調整される結果、パターン形成ユニット312の上端面とプレートPとの間のクリアランスが所望の値に設定される。
The support mechanism
支持機構本体309の下端面の端部近傍には、細長い平面ミラーから成る干渉計用移動鏡326A、326Bが固定されている。これらの移動鏡326A、326Bに測長ビームを照射するレーザ干渉計328A、328B等がパターン形成ユニット312の第3筐体322の外面に設けられている。レーザ干渉計328A、328B等を含んで前述のレーザ干渉計システム60と同様のレーザ干渉計システムが構成され、該レーザ干渉計システムによってパターン形成ユニット312のXY面内の位置情報が計測される。
Near the end of the lower end surface of the support mechanism
この露光装置300では、不図示ではあるが、前述の第2実施形態と同様に、アライメント系、AF検出系、空間像センサ及びDMD駆動部、並びに主制御装置などが設けられている。
Although not shown, the
このようにして構成された本第3の実施形態の露光装置300によると、前述の第2の実施形態と同様にしてプレートPに対する露光が行われ、同等の効果を得ることができる。但し、この本第3の実施形態の露光装置300では、パターン形成ユニット312の駆動は、平面モータによって行われる。
According to the
なお、本第3の実施形態ではパターン形成ユニット312の移動時に生じる反力を相殺するために、例えば支持定盤304を、複数の防振ユニット302で支持される固定定盤(ベース)上に非接触に配置し、その反力で支持定盤304が微動可能となるように構成しても良い。
In the third embodiment, in order to cancel the reaction force generated when the
さらに、本第3の実施形態ではパターン形成ユニット312の代わりに、前述の第1の実施形態のパターン投影ユニットを用いても良い。かかる場合にも、上述と同様の効果を得ることができる。
Furthermore, in the third embodiment, the pattern projection unit of the first embodiment described above may be used instead of the
また、上記各実施形態では、プレートPに1つのパターン(液晶ディスプレイ)を形成するものとしたが、これに限らず、例えば、同一プレートに同一のサイズの複数のパターンを形成するようにしても良いし、あるいは同一プレートに異なるサイズの複数のパターンを形成するようにしても良い。特に、後者の場合には、プレートのサイズによらず、プレートの利用効率を最大限にすることができる。 In the above embodiments, one pattern (liquid crystal display) is formed on the plate P. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of patterns of the same size may be formed on the same plate. Alternatively, a plurality of patterns having different sizes may be formed on the same plate. In particular, in the latter case, the plate utilization efficiency can be maximized regardless of the plate size.
《デバイス製造方法》
次に上記各実施形態の露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図18には、マイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートが示されている。
<Device manufacturing method>
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus of each of the above embodiments in a lithography process will be described. FIG. 18 is a flowchart showing a method for manufacturing a liquid crystal display element as a micro device.
まず、図18のステップ402(パターン形成工程)において、上記各実施形態の露光装置を用いて、レジストが塗布されたガラスプレート等の基板を露光し、その基板上に回路パターンを形成する、いわゆる光リソグラフィ工程を実行する。この光リソグラフィ工程によって、基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、ガラスプレート等の基板上に所定のパターンが形成される。 First, in step 402 (pattern formation process) in FIG. 18, a substrate such as a glass plate coated with a resist is exposed using the exposure apparatus of each of the above embodiments, and a circuit pattern is formed on the substrate. An optical lithography process is performed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the substrate. Thereafter, the exposed substrate is subjected to various processes such as a development process, an etching process, and a resist stripping process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate such as a glass plate.
次のステップ404(カラーフィルタ形成工程)では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列された、又はR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組が複数水平走査線方向に配列されたカラーフィルタを形成する。 In the next step 404 (color filter forming process), a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or R, G, and B A set of three stripe filters forms a color filter arranged in a plurality of horizontal scanning line directions.
次のステップ406(セル組み立て工程)では、パターン形成工程(ステップ402)にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形成工程(ステップ404)にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。このステップ406(セル組み立て工程)では、例えば、パターン形成工程にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタとの間に液晶 を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。 In the next step 406 (cell assembly process), a liquid crystal is formed using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation process (step 402), the color filter obtained in the color filter formation process (step 404), and the like. Assemble the panel (liquid crystal cell). In this step 406 (cell assembly process), for example, liquid crystal is injected between the substrate having a predetermined pattern obtained in the pattern formation process and the color filter obtained in the color filter formation process, and a liquid crystal panel ( Liquid crystal cell).
その後、ステップ408(モジュール組立工程)にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。 Thereafter, in step 408 (module assembly process), components such as an electric circuit and a backlight for performing display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete the liquid crystal display element.
従って、このマイクロデバイスの製造方法のパターン形成工程においては、上記各実施形態の露光装置を用いてガラスプレート等の基板を露光して、パターン生成ユニットによる生成されるパターンをその基板上に精度良く転写する、あるいはパターン形成ユニットによりその基板上にパターンを精度良く形成することができる。 Therefore, in the pattern forming process of the microdevice manufacturing method, a substrate such as a glass plate is exposed using the exposure apparatus of each of the above embodiments, and the pattern generated by the pattern generation unit is accurately formed on the substrate. The pattern can be accurately formed on the substrate by transfer or by the pattern forming unit.
以上説明したように、本発明の露光装置は、ガラスプレート等の大型基板の露光に適している。また、本発明の光学素子アレー及びマルチスポットビームジェネレータは、そのような大型基板の露光に用いる露光装置のパターン形成部に用いるのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、液晶表示素等のマイクロデバイスの製造に適している。 As described above, the exposure apparatus of the present invention is suitable for exposure of large substrates such as glass plates. The optical element array and multi-spot beam generator of the present invention are suitable for use in a pattern forming portion of an exposure apparatus used for exposure of such a large substrate. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices such as liquid crystal display elements.
10…支持プレート、12…プレートホルダ、14…パターン投影ユニット、22…電機子ユニット、23…平面モータ、24…第1支持部材、26…第2支持部材、30…光源、34…枠体、36…アクティブ・マスク、48…Y軸リニアモータ、56A,56B…X軸リニアモータ、60…レーザ干渉計システム、100…露光装置、200…露光装置、204…プレートホルダ、206…パターン形成ユニット、212…パターン形成光学系、220…DMD、222…光学素子アレー、222a…プレート、242a〜242b…アクチュエータ、P…プレート、PL…投影光学系、LMX1,LMX2…X軸リニアモータ、LMY1,LMY2…Y軸リニアモータ、FLij…光学素子。
DESCRIPTION OF
Claims (33)
基板をほぼ平坦に保持する基板保持部材と;
前記基板上にパターンを形成するパターン形成部と;
前記基板保持部材に保持された前記基板と対向して前記パターン形成部に設けられ、前記基板の表面に対して前記パターン形成部の少なくとも一部を重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持する支持部材と;
該支持部材によって前記基板に対してその少なくとも一部が重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持された前記パターン形成部を前記基板の表面に沿って駆動する駆動系と;を、
備える露光装置。 An exposure apparatus that exposes a substrate to form a predetermined pattern on the substrate,
A substrate holding member for holding the substrate substantially flat;
A pattern forming portion for forming a pattern on the substrate;
A support that is provided in the pattern forming portion so as to face the substrate held by the substrate holding member, and supports at least a part of the pattern forming portion with respect to the surface of the substrate via a predetermined clearance in the direction of gravity. With members;
A drive system for driving the pattern forming portion, which is supported by the support member with respect to the substrate through a predetermined clearance in the direction of gravity, along the surface of the substrate;
An exposure apparatus provided.
該位置計測装置は、前記第1リニアモータの固定子の重力方向の一側を通って前記パターン形成部に測長ビームを照射して、前記パターン形成部の少なくとも一部の前記第2軸方向に関する位置を計測する干渉計を含むことを特徴とする請求項7又は8に記載の露光装置。 A position measuring device for measuring position information of at least a part of the pattern forming unit;
The position measuring device irradiates the pattern forming unit with a length measuring beam through one side in the gravitational direction of the stator of the first linear motor, and the second axial direction of at least a part of the pattern forming unit The exposure apparatus according to claim 7, further comprising an interferometer that measures a position related to the position.
請求項18〜26のいずれか一項に記載の光学素子アレーと;
前記光学素子アレーを構成する各光学素子に対する個別の照明光の入射及び非入射を実現する空間光変調器と;を備えるマルチスポットビームジェネレータ。 A multi-spot beam generator for forming a plurality of spot beams on a predetermined surface,
An optical element array according to any one of claims 18 to 26;
A multi-spot beam generator comprising: a spatial light modulator that realizes incidence and non-incidence of individual illumination light to each optical element constituting the optical element array.
基板をほぼ平坦に保持する基板保持部材と;
請求項27又は28に記載のマルチスポットビームジェネレータを含み、該マルチスポットビームジェネレータによる複数のスポットビームにより前記基板を露光してパターンを形成するパターン形成部と;
前記基板保持部材と前記パターン形成部との少なくとも一方を駆動して、前記第2軸方向に相対走査する駆動系とを備える露光装置。 An exposure apparatus that exposes a substrate to form a predetermined pattern on the substrate,
A substrate holding member for holding the substrate substantially flat;
29. A pattern forming unit including the multi-spot beam generator according to claim 27 or 28, wherein the substrate is exposed by a plurality of spot beams by the multi-spot beam generator to form a pattern;
An exposure apparatus comprising: a drive system that drives at least one of the substrate holding member and the pattern forming unit and relatively scans in the second axis direction.
The device manufacturing method according to claim 32, wherein in the lithography process, a liquid crystal display is formed on the substrate by the exposure apparatus.
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