JP2007108559A - Scanning exposure apparatus and method for manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶表示素子等のフラットパネル表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いたデバイスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a scanning exposure apparatus for manufacturing a microdevice such as a flat panel display element such as a liquid crystal display element in a lithography process and a device manufacturing method using the scanning exposure apparatus.
マイクロデバイスの一つである液晶表示素子等を製造する場合において、マスク(レチクル、フォトマスク等)のパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布されたプレート(ガラスプレート、半導体ウエハ等)上に投影露光する投影露光装置が使用されている。 When manufacturing a liquid crystal display element or the like, which is one of micro devices, a mask (reticle, photomask, etc.) pattern is coated with a photoresist (glass plate, semiconductor wafer, etc.) via a projection optical system. A projection exposure apparatus that performs projection exposure on top is used.
従来は、プレート上の各ショット領域にそれぞれマスクのパターンを一括して露光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)が多用されていた。近年、1つの大型の投影光学系を使用する代わりに、複数の小型の投影光学ユニットを走査方向に沿って所定間隔で複数列に配置し、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつ、各投影光学ユニットにおいてそれぞれのマスクのパターンを連続的にプレート上に露光するステップアンドスキャン方式の投影露光装置が提案されている(特許文献1参照)。 Conventionally, step-and-repeat type projection exposure apparatuses (steppers) that collectively expose a mask pattern to each shot area on a plate have been widely used. In recent years, instead of using one large projection optical system, a plurality of small projection optical units are arranged in a plurality of rows at predetermined intervals along the scanning direction, and the mask stage and the substrate stage are synchronously scanned, There has been proposed a step-and-scan projection exposure apparatus that continuously exposes a mask pattern on a plate in a projection optical unit (see Patent Document 1).
ところで、プレートは液晶表示素子の大型化に伴い大型化しており、現在では1m角以上のプレートも用いられており、同時にマスクも大型化している。露光装置に要求されるデバイスのパターンルールが一定であれば大型のマスクにも小型のマスクと同様の平面度が要求されるため、大型のマスクのたわみやうねりを小型のマスクのたわみやうねりと同程度に抑えるために大型のマスクの厚さを小型のマスクよりも大幅に厚くする必要がある。また、一般にTFTで使用されているマスクは、コスト高の石英ガラスであるため、大型化すれば製造コストが増大する。更に、マスクの平面度を維持するためのコスト、マスクパターンの検査時間の拡大等によるコスト等が増大している。 By the way, the plate has been enlarged with the increase in the size of the liquid crystal display element. Currently, a plate of 1 m square or more is used, and the mask is also enlarged. If the pattern rule of the device required for the exposure apparatus is constant, the large mask needs to have the same flatness as the small mask. Therefore, the deflection and undulation of the large mask can be compared with the deflection and undulation of the small mask. In order to keep the same level, it is necessary to make the thickness of the large mask significantly larger than that of the small mask. In general, a mask used in a TFT is high-cost quartz glass. Therefore, if the size is increased, the manufacturing cost increases. Furthermore, the cost for maintaining the flatness of the mask, the cost due to the expansion of the inspection time of the mask pattern, and the like are increasing.
そこで、マスクの代わりにDMD等を用いてパターンを基板上に露光するマスクレス露光装置が提案されている。このマスクレス露光装置においては、大型のプレートに対して高スループットで露光を行なうことが望まれている。 Therefore, a maskless exposure apparatus that exposes a pattern on a substrate using DMD or the like instead of a mask has been proposed. In this maskless exposure apparatus, it is desired to expose a large plate with high throughput.
この発明の課題は、可変形成マスクを用いた走査型露光装置であって、高いスループットで露光を行なうことができる走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scanning exposure apparatus using a variable formation mask, which can perform exposure with high throughput, and a device manufacturing method using the scanning exposure apparatus. It is.
この発明の走査型露光装置は、任意のパターンを形成する可変成形マスク(8)と、感光基板(P)を載置する基板ステージ(PST)と、前記可変成形マスク(8)からの光ビームにより前記感光基板(P)上に像を露光する露光光学系(LG1,LG2)とを備え、前記基板ステージ(PST)を前記露光光学系(LG1,LG2)に対して相対的に走査させて前記感光基板(P)上に所定のパターンを露光する走査型露光装置において、前記可変成形マスク(8)は、第1可変成形マスク(8)と第2可変成形マスクとを有し、前記露光光学系(LG1,LG2)は、前記第1可変成形マスク(8)に対応して設けられた第1露光光学系(LG1)と、該第1露光光学系(LG1)とは異なり前記第2可変成形マスクに対応して設けられた第2露光光学系(LG2)とを有し、前記第1露光光学系(LG1)と前記第2露光光学系(LG2)は、走査方向に対して所定の間隔を持って前記走査方向の前後の位置関係に配置されることを特徴とする。 The scanning exposure apparatus of the present invention comprises a variable shaping mask (8) for forming an arbitrary pattern, a substrate stage (PST) for placing a photosensitive substrate (P), and a light beam from the variable shaping mask (8). And an exposure optical system (LG1, LG2) for exposing an image on the photosensitive substrate (P), and scanning the substrate stage (PST) relative to the exposure optical system (LG1, LG2). In the scanning exposure apparatus that exposes a predetermined pattern on the photosensitive substrate (P), the variable shaping mask (8) includes a first variable shaping mask (8) and a second variable shaping mask, and the exposure. Unlike the first exposure optical system (LG1) and the second exposure optical system (LG1), the optical system (LG1, LG2) is different from the first exposure optical system (LG1) provided corresponding to the first variable shaping mask (8). Provided for variable molding masks A second exposure optical system (LG2), and the first exposure optical system (LG1) and the second exposure optical system (LG2) have a predetermined interval with respect to the scanning direction. It is characterized by being arranged in a front-rear positional relationship.
また、この発明のデバイスの製造方法は、この発明の走査型露光装置を用いて前記所定のパターンを感光基板(P)上に露光する露光工程(S303)と、前記露光工程(S303)により露光された前記感光基板(P)を現像する現像工程(S304)とを含むことを特徴とする。 Further, the device manufacturing method of the present invention includes an exposure step (S303) in which the predetermined pattern is exposed on the photosensitive substrate (P) using the scanning exposure apparatus of the present invention, and exposure by the exposure step (S303). And a developing step (S304) for developing the photosensitive substrate (P).
また、この発明のデバイスの製造方法は、感光基板(P)に複数のデバイスを製造するデバイスの製造方法において、前記感光基板(P)に前記複数のデバイスに対応して、可変成形マスク(8)を複数設け、前記複数の可変成形マスク(8)からの光ビームにより前記感光基板(P)に所定のパターンを露光する露光工程(S303)と、前記露光工程(S303)により露光された前記感光基板(P)を現像する現像工程(S304)と、前記感光基板(P)から複数のデバイスに切断する切断工程とを含むことを特徴とする。 Further, the device manufacturing method of the present invention is a device manufacturing method for manufacturing a plurality of devices on a photosensitive substrate (P), wherein the variable molding mask (8) corresponds to the plurality of devices on the photosensitive substrate (P). ), An exposure step (S303) in which a predetermined pattern is exposed on the photosensitive substrate (P) by a light beam from the plurality of variable shaping masks (8), and the exposure step (S303) It includes a developing step (S304) for developing the photosensitive substrate (P), and a cutting step for cutting the photosensitive substrate (P) into a plurality of devices.
この発明の走査型露光装置によれば、走査方向に対して所定の間隔を持って走査方向の前後の位置関係に配置されている第1露光光学系と第2露光光学系とを備えているため、第1露光光学系及び第2露光光学系により同時に感光基板上に露光することができる。したがって、従来の露光装置と比較して高スループットで露光を行なうことができる。 According to the scanning exposure apparatus of the present invention, the first exposure optical system and the second exposure optical system that are arranged in a positional relationship before and after the scanning direction with a predetermined interval with respect to the scanning direction are provided. Therefore, the photosensitive substrate can be exposed simultaneously by the first exposure optical system and the second exposure optical system. Therefore, exposure can be performed with high throughput as compared with the conventional exposure apparatus.
また、この発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の走査型露光装置により露光を行なうため、高スループットで露光を行なうことができ、良好なデバイスを得ることができる。 Further, according to the device manufacturing method of the present invention, since exposure is performed by the scanning exposure apparatus of the present invention, exposure can be performed with high throughput and a good device can be obtained.
以下、図面を参照して、この発明の第1の実施の形態にかかる走査型露光装置について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置の概略構成を示す斜視図である。なお、以下の説明においては、図1中に示した直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がプレートPに対して平行となるよう設定され、Z軸がプレートPに対して直交する方向に設定されている。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直方向に設定される。 A scanning exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning exposure apparatus according to the first embodiment. In the following description, the orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the plate P, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the plate P. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set to the vertical direction.
この走査型露光装置は、外径が500mmよりも大きいフラットパネルディスプレイ用のプレートPを載置するプレートステージ(基板ステージ)PSTと、筐体B1内に収容されプレートP上に任意のパターンを露光する第1露光光学系LG1(図2参照)と、筐体B2内に収容されプレートP上に任意のパターンを露光する第2露光光学系LG2(図2参照)と、露光処理に関する動作を統括制御する制御装置CONT(図8参照)とを備え、プレートステージPSTを第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2に対して相対的にX方向に走査させてプレートP上に所定のパターンを露光するステップアンドスキャン方式の走査型投影露光装置である。なお、外径が500mmよりも大きいとは、プレートPの一辺または対角線が500mmよりも大きいということである。 This scanning exposure apparatus exposes a plate stage (substrate stage) PST on which a flat panel display plate P having an outer diameter larger than 500 mm is placed, and an arbitrary pattern on the plate P accommodated in the housing B1. The first exposure optical system LG1 (see FIG. 2), the second exposure optical system LG2 (see FIG. 2) that is accommodated in the housing B2 and exposes an arbitrary pattern on the plate P, and the operations related to the exposure process are integrated. And a control device CONT (see FIG. 8) for controlling the plate stage PST to scan the plate stage PST in the X direction relative to the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 to form a predetermined pattern on the plate P. Is a step-and-scan scanning projection exposure apparatus for exposing Note that the outer diameter being larger than 500 mm means that one side or diagonal of the plate P is larger than 500 mm.
図2は、図1に示す筐体B1内に収容されている第1露光光学系LG1、アライメント系AL1〜AL6及びオートフォーカス系AF1〜AF6の構成、並びに図1に示す筐体B2内に収容されている第2露光光学系LG2、アライメント系AL7〜AL12及びオートフォーカス系AF7〜AF12の構成を示す図である。 2 shows the configurations of the first exposure optical system LG1, the alignment systems AL1 to AL6, and the autofocus systems AF1 to AF6 housed in the housing B1 shown in FIG. 1, and the housing B2 shown in FIG. It is a figure which shows the structure of 2nd exposure optical system LG2, alignment system AL7-AL12, and autofocus system AF7-AF12 being performed.
第1露光光学系LG1は、プレートP上に任意のパターンを露光するための複数の露光光学ユニットL1〜L13を備えている。露光光学ユニットL1〜L13は、Y方向(非走査方向)に対して千鳥状に配置されている。第1露光光学系LG1(露光光学ユニットL1〜L13)は、第1光学系駆動部(移動機構、図8参照)78を駆動させることによりX方向(走査方向)に移動可能に構成されている。露光光学ユニットL1,L3,L5,L7,L9,L11,L13は、走査方向の後方側(−X方向側)であって、Y方向(走査方向と直交する方向)に並んで配置されている。露光光学ユニットL2,L4,L6,L8,L10,L12は、走査方向の前方側(+X方向側)であって、Y方向に並んで配置されている。 The first exposure optical system LG1 includes a plurality of exposure optical units L1 to L13 for exposing an arbitrary pattern on the plate P. The exposure optical units L1 to L13 are arranged in a staggered manner with respect to the Y direction (non-scanning direction). The first exposure optical system LG1 (exposure optical units L1 to L13) is configured to be movable in the X direction (scanning direction) by driving a first optical system driving unit (moving mechanism, see FIG. 8) 78. . The exposure optical units L1, L3, L5, L7, L9, L11, and L13 are arranged on the rear side (−X direction side) in the scanning direction and in the Y direction (direction perpendicular to the scanning direction). . The exposure optical units L2, L4, L6, L8, L10, and L12 are arranged in the Y direction on the front side (+ X direction side) in the scanning direction.
また、第1露光光学系LG1とは異なる第2露光光学系LG2は、プレートP上に任意のパターンを露光するための複数の露光光学ユニットL21〜L33を備えている。露光光学ユニットL21〜L33は、Y方向(非走査方向)に対して千鳥状に配置されている。第2露光光学系LG2は、第1露光光学系に対してX方向(走査方向)に対して所定の間隔を持ってX方向の前側(+X方向側)の位置関係に配置されている。第2露光光学系LG2(露光光学ユニットL21〜33)は、第2光学系駆動部(移動機構、図8参照)80を駆動させることによりX方向に移動可能に構成されている。露光光学ユニットL21,L23,L25,L27,L29,L31,L33は、走査方向の後方側(−X方向側)であって、Y方向(走査方向と直交する方向)に並んで配置されている。露光光学ユニットL22,L24,L26,L28,L30,L32は、走査方向の前方側であって、Y方向に並んで配置されている。 In addition, the second exposure optical system LG2 different from the first exposure optical system LG1 includes a plurality of exposure optical units L21 to L33 for exposing an arbitrary pattern on the plate P. The exposure optical units L21 to L33 are arranged in a staggered manner with respect to the Y direction (non-scanning direction). The second exposure optical system LG2 is arranged in a positional relationship on the front side (+ X direction side) in the X direction with a predetermined interval with respect to the X direction (scanning direction) with respect to the first exposure optical system. The second exposure optical system LG2 (exposure optical units L21 to L33) is configured to be movable in the X direction by driving a second optical system drive unit (moving mechanism, see FIG. 8) 80. The exposure optical units L21, L23, L25, L27, L29, L31, and L33 are arranged on the rear side (−X direction side) in the scanning direction and in the Y direction (direction orthogonal to the scanning direction). . The exposure optical units L22, L24, L26, L28, L30 and L32 are arranged in the Y direction on the front side in the scanning direction.
第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2の少なくとも一方をX方向に移動させることにより、第1露光光学系LG1と第2露光光学系LG2とのX方向における相対的な間隔を変更することができる。第1露光光学系LG1と第2露光光学系LG2との相対位置は後述するレーザ干渉システムにより計測され、第1露光光学系LG1と第2露光光学系LG2との間隔はプレートPのX方向(走査方向)における長さに対して1/3から2/3の間に設定されている。第1露光光学系LG1と第2露光光学系LG2との間隔は、例えば、プレートP上に形成されているデバイスパターンの分割数に応じて、第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2の少なくとも一方を移動機構を用いてX方向に移動させることにより調整される。 The relative distance in the X direction between the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 is changed by moving at least one of the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 in the X direction. be able to. The relative position between the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 is measured by a laser interference system described later, and the distance between the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 is the X direction of the plate P ( It is set between 1/3 and 2/3 of the length in the scanning direction). The distance between the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 is, for example, according to the number of divisions of the device pattern formed on the plate P, for example, the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2. Is adjusted by moving at least one of them in the X direction using a moving mechanism.
図3は、露光光学ユニットL1の概略構成を示す図である。図示しないLD光源部から射出した光ビームは、ファイバ2に入射する。ファイバ2に入射した光ビームは、ファイバ2の射出端から射出し、コリメート光学系4及びミラー6を介して、露光光学ユニットL1を構成するDMD(Digital Micromirror DeviceまたはDeformable Micromirror Device)8を均一に照明する。なお、DMD8を露光光学ユニットL1とは別に設けるようにしてもよい。
FIG. 3 is a view showing a schematic configuration of the exposure optical unit L1. A light beam emitted from an LD light source unit (not shown) enters the
図4は、DMD8の構成を示す図である。DMD8は、微小領域に区分されたデバイスとしての多数のマイクロミラー8aを有している。各マイクロミラー8aはその角度をそれぞれ独立に変更可能に構成されており、DMD8は各マイクロミラー8aの角度を変化させることにより光ビームを所定の画像データに応じて変調する可変成形マスク(第1可変成形マスク、可変成形マスクユニット)として機能する。即ち、プレートPの走査に同期して、反射光が後述するリレー光学系10に導かれるように一部のマイクロミラー8aの角度を変化させ、反射光がリレー光学系10とは異なる方向に進行するように他部のマイクロミラー8aの角度を変化させることにより、対応する露光領域に投影される任意のパターンを順次生成する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the
DMD8(一部のマイクロミラー8a)により反射された光ビームは、リレー光学系10に入射する。リレー光学系10から射出した光ビームは、拡大されて、マイクロレンズアレイ16に入射する。図5は、マイクロレンズアレイ16及び後述する点像視野絞り18の一部の構成を示す図である。マイクロレンズアレイ16は、DMD8を構成するマイクロミラー8aのそれぞれに対応する多数の要素レンズ16aを有しており、プレートPと光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。また、マイクロレンズアレイ16は、XY平面に対して傾斜可能に構成されている。
The light beam reflected by the DMD 8 (a part of the
マイクロレンズアレイ16の各要素レンズ16aを通過した光ビームは、点像視野絞り18を通過する。点像視野絞り18は、マイクロレンズアレイ16を構成する要素レンズ16aのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部18aを有している。点像視野絞り18の各開口部18aを通過することにより、露光光学ユニットL1内で発生するゴースト及びDMD8のオンオフ時に発生する像流れによる露光への悪影響を防止することができる。
The light beam that has passed through each
また、他の露光光学ユニットL2〜L13及び第2露光光学系を構成する露光光学ユニットL21〜L33も、DMD(第1及び第2可変成形マスク)、リレー光学系、マイクロレンズアレイ及び点像視野絞りを備えており、これらDMD、リレー光学系、マイクロレンズアレイ及び点像視野絞りは、DMD8、リレー光学系10、マイクロレンズアレイ16、点像視野絞り18と同様の構成を有している。
The other exposure optical units L2 to L13 and the exposure optical units L21 to L33 constituting the second exposure optical system are also DMD (first and second variable shaping masks), a relay optical system, a microlens array, and a point image field. The DMD, the relay optical system, the micro lens array, and the point image field stop have the same configuration as the
点像視野絞り18の各開口部18aを通過した光ビームは、図3に示すように、投影光学系PL1に入射する。図6は、露光光学ユニットL1を構成する投影光学系PL1及び露光光学ユニットL2を構成する投影光学系PL2の構成を示す図である。投影光学系PL1に入射した光ビームは、投影光学系PL1を構成するフォーカス調整機構20に入射する。フォーカス調整機構20は、第1光学部材20aと第2光学部材20bを備えている。第1光学部材20a及び第2光学部材20bは、くさび状に形成され光ブームを透過可能なガラス板であり、一対のくさび型光学部材を構成している。また、第1光学部材20a及び第2光学部材20bは、相対的に移動可能に構成されている。第2光学部材20bに対して第1光学部材20aをX方向にスライドするように移動させることにより、投影光学系PL1の像面位置がZ方向に移動する。
As shown in FIG. 3, the light beam that has passed through each
フォーカス調整機構20を通過した光ビームは、シフト調整機構22に入射する。シフト調整機構22は、Y軸まわりに回転可能に構成されている平行平面ガラス板22aと、X軸まわりに回転可能に構成されている平行平面ガラス板22bを備えている。平行平面ガラス板22aがY軸まわりに回転することによりプレートP上におけるパターンの像はX軸方向にシフトする。平行平面ガラス板22bがX軸まわりに回転することによりプレートP上におけるパターンの像はY軸方向にシフトする。
The light beam that has passed through the
シフト調整機構22を通過した光ビームは、回転調整機構としての直角プリズム24に入射する。直角プリズム24は、Z軸まわりに回転可能に構成されている。直角プリズム24がZ軸まわりに回転することによりプレートP上におけるパターンの像はZ軸まわりに回転する。直角プリズム24により反射された光ビームは、レンズ群26を介してミラー28により反射される。ミラー28により反射された光ビームは、再びレンズ群26及び直角プリズム24を介して、倍率調整機構30に入射する。
The light beam that has passed through the shift adjustment mechanism 22 enters a right-
倍率調整機構30は、3つのレンズ30a,30b,30cを備えている。3つのレンズ30a〜30cは例えば凹レンズ30a、凸レンズ30b、凹レンズ30cから構成されており、凸レンズ30bをZ方向に移動させることによりプレートP上に形成されるパターン像の倍率の調整を行なうことができる。倍率調整機構30を通過した光ビームは、外径が500mmよりも大きいフラットパネルディスプレイ用のプレートP上の所定の露光領域に所定のパターン像を形成する。なお、他の露光光学ユニットL2〜L13及びL21〜L33を構成する投影光学系(以下、投影光学系PL2〜PL13及びPL21〜PL33という)は、投影光学系PL1と同一の構成を有する。
The
図1に示すように、プレートPを載置するプレートステージPSTは、防振台32a,32b及び図示しない防振台(以下、防振台32cという。)に支持されているベース34上に設けられている。防振台32a〜32cは、外部からの振動を露光装置に伝えないようにし、通常3つ以上設置される。プレートステージPSTは、リニアモータ36により走査方向(X方向)に移動可能に構成されており、ガイド37に対してエアギャップで浮上させる所謂エアステージの構成を有している。また、プレートステージPSTは、Y方向及びZ方向にも微量移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the plate stage PST on which the plate P is placed is provided on a base 34 supported by a vibration isolation table 32a, 32b and a vibration isolation table (not shown) (hereinafter referred to as a vibration isolation table 32c). It has been. Three or more
また、この走査型露光装置は、プレートステージPSTの位置を計測するレーザ干渉システム(計測手段)を備えている。図7は、レーザ干渉システムの構成を示す図である。レーザ干渉システムは、プレートステージPSTのX方向における位置を計測するXレーザ干渉計38と、プレートステージPSTのY方向における位置を計測するYレーザ干渉計(図示せず)を備えている。また、プレートステージPSTの−X側の−Y側の端縁にはX移動鏡40が設けられ、プレートステージPSTの−Y側の端縁にはX方向に延びるY移動鏡42が設けられている。
The scanning exposure apparatus also includes a laser interference system (measuring unit) that measures the position of the plate stage PST. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the laser interference system. The laser interference system includes an
また、第1露光光学系LG1等を収容する筐体B1の−Y側の端部には第1X参照鏡39aが設けられ、第2露光光学系LG2等を収容する筐体B2の−Y側の端部には第2X参照鏡39bが設けられている。第1X参照鏡39a及び第2X参照鏡39bは後述する2つの参照光E2,E3が干渉しないように設置されている。即ち、第1X参照鏡39aは筐体B1の下側(−Z側)に設けられ、第2X参照鏡39bは筐体B2の上側(+Z側)に設けられている。また、筐体B1の−Y側の端部には第1Y参照鏡(図示せず)が設けられ、筐体B2の−Y側の端部には第2Y参照鏡が設けられている。
A first X reference mirror 39a is provided at the −Y side end of the housing B1 that houses the first exposure optical system LG1, etc., and the −Y side of the housing B2 that houses the second exposure optical system LG2, etc. Is provided with a second
Xレーザ干渉計38は、X移動鏡40に測長ビームE1を照射するとともに、第1X参照鏡39a及び第2X参照鏡39bにそれぞれ参照ビームE2,E3を照射する。照射した測長ビームE1及び参照ビームE2,E3に基づくX移動鏡40、第1X参照鏡39a及び第2X移動鏡39bそれぞれからの反射光はXレーザ干渉計38の受光部で受光される。Xレーザ干渉計38は、干渉光を検出し、検出結果に基づいて、参照ビームE2,E3の光路長を基準とした測長ビームE1の光路長の変化量、ひいては、第1X参照鏡39a及び第2X参照鏡39bを基準としたX移動鏡40の位置(座標)を計測する。制御装置CONTは、計測結果に基づいて、第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2に対するプレートステージPSTのX方向における位置を求める。また、制御装置CONTは、第1露光光学系LG1に対するプレートステージPSTのX方向の位置、及び第2露光光学系LG2に対するプレートステージPSTのX方向の位置に基づいて、第1露光光学系LG1と第2露光光学系LG2とのX方向における相対位置を求める。
The
なお、レーザ干渉システムは、プレートステージPSTの−X側の+Y側の端縁に図示しないX移動鏡、筐体B1の+Y側の端部に図示しないX参照鏡、筐体B2の+Y側の端部に図示しないX参照鏡を備えている。Xレーザ干渉計38は、X移動鏡に測長ビーム、各X参照鏡に参照ビームを照射し、干渉光を検出し、検出結果に基づいて、各X参照鏡を基準とした図示しないX移動鏡の位置(座標)を計測する。
The laser interference system includes an X movable mirror (not shown) at the −Y side + Y side edge of the plate stage PST, an X reference mirror (not shown) at the + Y side end of the housing B1, and the + Y side of the housing B2. An X reference mirror (not shown) is provided at the end. The
また、図示しないYレーザ干渉計は、Y移動鏡42に測長ビームを照射するとともに、図示しない第1及び第2Y参照鏡それぞれに参照ビームを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくY移動鏡42及び第1及び第2Y参照鏡それぞれからの反射光はYレーザ干渉計の受光で受光される。Yレーザ干渉計は、干渉光を検出し、検出結果に基づいて、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては第1及び第2Y参照鏡を基準としたY移動鏡42の位置(座標)を計測する。制御装置CONTは、計測結果に基づいて、第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2に対するプレートステージPSTのY方向における位置を求める。
A Y laser interferometer (not shown) irradiates the
また、この走査型露光装置は、図2に示すように、第1露光光学系LG1(露光光学ユニットL1〜L13)の走査方向の後方側(−X方向側)に、複数のアライメント系AL1〜AL6を備えた第1アライメント群及びオートフォーカス系AF1〜AF6を備えている。アライメント系AL1〜AL6及びオートフォーカス系AF1〜AF6は、Y方向(走査方向と直交する方向)に並んで、第1露光光学系LG1に対応するように配置されている。 Further, as shown in FIG. 2, the scanning exposure apparatus includes a plurality of alignment systems AL1 on the rear side (−X direction side) in the scanning direction of the first exposure optical system LG1 (exposure optical units L1 to L13). A first alignment group provided with AL6 and autofocus systems AF1 to AF6 are provided. The alignment systems AL1 to AL6 and the autofocus systems AF1 to AF6 are arranged in the Y direction (direction perpendicular to the scanning direction) so as to correspond to the first exposure optical system LG1.
また、この走査型露光装置は、第2露光光学系LG2(露光光学ユニットL21〜L33)の走査方向の後方側(−X方向側)に、複数のアライメント系AL7〜AL12を備えた第2アライメント群及びプレートPのZ方向における位置を検出するオートフォーカス系AF7〜AF12を備えている。アライメント系AL7〜AL12及びオートフォーカス系AF7〜AF12は、アライメント系AL1〜AL6及びオートフォーカス系AF1〜AF6とY方向(走査方向と直交する方向)に離間し、Y方向に並んで、第2露光光学系LG2に対応するように配置されている。 Further, this scanning exposure apparatus includes a second alignment having a plurality of alignment systems AL7 to AL12 on the rear side (−X direction side) in the scanning direction of the second exposure optical system LG2 (exposure optical units L21 to L33). Auto focus systems AF7 to AF12 for detecting the position of the group and the plate P in the Z direction are provided. The alignment systems AL7 to AL12 and the autofocus systems AF7 to AF12 are separated from the alignment systems AL1 to AL6 and the autofocus systems AF1 to AF6 in the Y direction (direction perpendicular to the scanning direction), and are aligned in the Y direction to perform second exposure. They are arranged so as to correspond to the optical system LG2.
第1アライメント群(第2アライメント群)は、第1露光光学系LG1(第2露光光学系LG2)により2回目以降のレイヤ(層)の露光が行なわれる際に、プレートP上の第1露光光学系LG1(第2露光光学系LG2)により露光が行なわれるデバイスパターン近傍のアライメントマークの位置を計測する。第1アライメント群(第2アライメント群)による計測結果は制御装置CONTに対して出力され、制御装置CONTは計測結果に基づいて第1露光光学系LG1(第2露光光学系LG2)により露光が行なわれるデバイスパターンの位置を検出する。デバイスパターンの位置ずれが生じている場合には、制御装置CONTは、露光光学系L1〜L13(L21〜L33)が備えるDMDにより形成されるパターンデータを補正することによる像位置の調整、または投影光学系PL1〜PL13(PL21〜PL33)が備えるシフト調整機構や直角プリズム(回転調整機構)を用いて像位置の調整を行なう。 The first alignment group (second alignment group) is the first exposure on the plate P when the second and subsequent layers are exposed by the first exposure optical system LG1 (second exposure optical system LG2). The position of the alignment mark near the device pattern to be exposed is measured by the optical system LG1 (second exposure optical system LG2). The measurement result of the first alignment group (second alignment group) is output to the control device CONT, and the control device CONT performs exposure by the first exposure optical system LG1 (second exposure optical system LG2) based on the measurement result. The position of the device pattern to be detected is detected. When the device pattern is misaligned, the controller CONT adjusts or projects the image position by correcting pattern data formed by the DMD included in the exposure optical systems L1 to L13 (L21 to L33). The image position is adjusted using a shift adjustment mechanism or a right-angle prism (rotation adjustment mechanism) provided in the optical systems PL1 to PL13 (PL21 to PL33).
オートフォーカス系AF1〜AF6(AF7〜AF12)は、プレートP上に形成され第1露光光学系LG1(第2露光光学系LG2)により露光を行なうデバイスパターンのZ方向における位置を計測する。オートフォーカス系AF1〜AF6(AF7〜AF12)による計測結果は制御装置CONTに対して出力され、制御装置CONTは、フォーカス位置のずれが生じている場合には、投影光学系PL1〜PL13(PL21〜PL33)が備えるフォーカス調整機構を用いて像位置の調整を行なう。 The autofocus systems AF1 to AF6 (AF7 to AF12) measure the position in the Z direction of the device pattern formed on the plate P and exposed by the first exposure optical system LG1 (second exposure optical system LG2). The measurement results by the autofocus systems AF1 to AF6 (AF7 to AF12) are output to the control device CONT, and the control device CONT projects the projection optical systems PL1 to PL13 (PL21 to PL21) when the focus position shifts. The image position is adjusted using a focus adjustment mechanism provided in PL33).
また、プレートステージPSTの−X方向の端部には、Y方向に複数並んだAISマークを有する基準部材44が設けられている。また、基準部材44の下方には空間像計測センサ(AIS)が設けられており、空間像計測センサはプレートステージPSTに埋設されている。
Further, a
空間像計測センサは、各DMDの位置と、各DMDにより形成される転写パターンの像がプレートP上に投影される位置の関係を求めるために用いられる。即ち、DMDにより形成される基準マークとAISマークが一致するようにプレートステージPSTを移動し、基準マークの像とAISマークとを空間像計測センサで検出し、この検出結果に基づいてDMDの位置とDMDにより形成される転写パターンの像がプレートP上に投影される位置との関係を求める。なお、この場合にDMDにより形成される基準マークは、後述するパターン記憶部74(図8参照)に記憶されているものであり、プレートステージPSTの位置はXレーザ干渉計38及びYレーザ干渉計により検出される。
The aerial image measurement sensor is used to obtain the relationship between the position of each DMD and the position at which the image of the transfer pattern formed by each DMD is projected on the plate P. That is, the plate stage PST is moved so that the fiducial mark formed by the DMD and the AIS mark coincide with each other, and the fiducial mark image and the AIS mark are detected by the aerial image measurement sensor. And the position at which the image of the transfer pattern formed by the DMD is projected onto the plate P is obtained. In this case, the reference mark formed by the DMD is stored in a pattern storage unit 74 (see FIG. 8) described later, and the positions of the plate stage PST are the
図8は、この実施の形態にかかる走査型露光装置のシステム構成を示すブロック図である。図8に示すように、この走査型露光装置は、露光処理に関する動作を総括制御する制御装置CONTを備えている。制御装置CONTには、DMD8の各マイクロミラー8aを個別に駆動するDMD駆動部(第1駆動部)60が接続されている。同様に、制御装置CONTには露光光学系L2〜L13を構成するDMDの各マイクロミラーを個別に駆動するDMD駆動部(図示せず)、第2露光光学系LG2を構成する露光光学系L21〜L33を構成するDMDの各マイクロミラーを個別に駆動するDMD駆動部(第2駆動部、図示せず)が接続されている。また、制御装置CONTには、マイクロレンズアレイ16を駆動するレンズアレイ駆動部62が接続されている。同様に、制御装置CONTには露光光学系L2〜L13を構成するマイクロレンズアレイを駆動するレンズアレイ駆動部(図示せず)が接続されている。
FIG. 8 is a block diagram showing the system configuration of the scanning exposure apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 8, the scanning exposure apparatus includes a control unit CONT that comprehensively controls operations related to exposure processing. A DMD driving unit (first driving unit) 60 that individually drives each micromirror 8a of the
また、制御装置CONTには、フォーカス調整機構20を駆動するフォーカス調整機構駆動部64、シフト調整機構22を駆動するシフト調整機構駆動部66、直角プリズム24を駆動する直角プリズム駆動部68、倍率調整機構30を駆動する倍率調整機構駆動部70が接続されている。同様に、各投影光学系PL2〜PL13,PL21〜PL33を構成するフォーカス調整機構を駆動するフォーカス調整機構駆動部(図示せず)、シフト調整機構を駆動するシフト調整機構駆動部(図示せず)、直角プリズムを駆動する直角プリズム駆動部、倍率調整機構を駆動する倍率調整機構駆動部が接続されている。
The control device CONT includes a focus adjustment mechanism drive unit 64 that drives the
また、制御装置CONTには、第1露光光学系LG1をX方向に移動する第1光学系駆動部78、第2露光光学系LG2をX方向に移動する第2光学系駆動部80が接続されている。また、制御装置CONTには、プレートステージPSTを走査方向であるX方向に沿って移動させ、かつY方向及びZ方向に微小移動させるプレートステージ駆動部72が接続されている。
Further, the control device CONT is connected with a first optical
また、制御装置CONTには、アライメント系AL1〜AL12、オートフォーカス系AF1〜AF12、空間像計測センサ、Xレーザ干渉計38及びYレーザ干渉計が接続されている。また、制御装置CONTには、DMD8において形成する転写パターンや、アライメントや空間像計測に用いられる基準マークを記憶するパターン記憶部74が接続されている。また、制御装置CONTには、露光データが記憶されている露光データ記憶部76が接続されている。
In addition, alignment systems AL1 to AL12, autofocus systems AF1 to AF12, an aerial image measurement sensor, an
この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、DMD8のマイクロミラー8a、マイクロレンズアレイ16の各要素レンズ16a及び点像視野絞り18の各開口部18aが、XY平面内においてX方向及びY方向に平行な方向に二次元的に配列されている。点像視野絞り18の各開口部18aを通過した光ビームのそれぞれがX方向及びY方向に平行な位置に到達する状態で走査露光した場合、X方向に平行な線状のパターンを形成することができるが、Y方向に平行な線状のパターンを形成することができない。したがって、Y方向に平行な線状のパターンも露光することができるように、例えばマイクロレンズアレイ16及び点像視野絞り18をZ軸まわりに所定角度α回転させて設置し、図9に示すように、回転させた点像視野絞り18の各開口部18aを通過した光ビームがプレートP上に到達するようにする。この際、マイクロレンズアレイ16の各要素レンズ16、点像視野絞り18の各開口部18aに対応するように、DMD8の各マイクロミラー8aの角度を調整する。この状態で走査露光した場合、X方向及びY方向に平行な線状のパターンを形成することができる。
In the scanning exposure apparatus according to this embodiment, the
なお、制御装置CONTは、他の露光光学ユニットL2〜L13のそれぞれが備えるマイクロレンズアレイ及び点像視野絞りをZ軸に対して回転駆動させ、DMDの各マイクロミラーの角度を調整する、または、直角プリズムをZ軸に対して回転駆動させる。こうすることにより、点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームが、点像視野絞り18の各開口部18aを通過した光ビームと同様に、Z軸まわりに所定角度α回転させてプレートP上に到達するようにする。
The control device CONT adjusts the angle of each micromirror of the DMD by rotating the microlens array and the point image field stop included in each of the other exposure optical units L2 to L13 with respect to the Z axis, or The right angle prism is driven to rotate about the Z axis. In this way, the light beam that has passed through each opening of the point
次に、この実施の形態にかかる走査型露光装置の露光動作について説明する。まず、図10に示すように、4つのデバイスパターンP1〜P4が形成されているX方向における長さが2400mmのプレートPの露光を行なう場合について説明する。図10に示す位置からプレートPを−X方向に移動することにより、第1露光光学系LG1がデバイスパターンP1,P3の露光を行なっている間に、第2露光光学系LG2がデバイスパターンP2,P4の露光を行なう。 Next, the exposure operation of the scanning exposure apparatus according to this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 10, a description will be given of a case where exposure is performed on a plate P having a length of 2400 mm in the X direction in which four device patterns P1 to P4 are formed. By moving the plate P in the −X direction from the position shown in FIG. 10, the second exposure optical system LG2 moves to the device pattern P2, while the first exposure optical system LG1 performs exposure of the device patterns P1 and P3. P4 exposure is performed.
ここで、比較のために、1つの露光光学系を備えた走査型露光装置によりプレートPの露光を行なった際の露光動作の情報(スキャン長、スキャン時間、スキャンスピード、露光量、150mm当たりの時間、必要照度、フィールド面積、必要パワー、位置分解能、DMD応答)を図11の表に示す。また、図12の表は、この実施の形態にかかる第1露光光学系LG1または第2露光光学系LG2の露光動作の情報を示す。この露光動作の情報は、露光データ記憶部76に記憶されている。スキャン長とスキャン時間は、図11の表に示すスキャン長とスキャン時間の半分である。即ち、2つの露光光学系LG1,LG2によりプレートPの露光を行なっているため、1つの露光光学系によりプレートPの露光を行なうのと比較して、半分のスキャン時間で露光を行なうことができ、スループットが向上する。
Here, for comparison, information on the exposure operation (scan length, scan time, scan speed, exposure amount, per 150 mm) when the plate P is exposed by the scanning exposure apparatus having one exposure optical system. The table of FIG. 11 shows time, required illuminance, field area, required power, position resolution, and DMD response. In addition, the table of FIG. 12 shows information of the exposure operation of the first exposure optical system LG1 or the second exposure optical system LG2 according to this embodiment. Information on the exposure operation is stored in the exposure
図13の表は、この実施の形態にかかる第1露光光学系LG1または第2露光光学系LGの位置分解能を高めた場合における露光動作の情報を示す。即ち、位置分解能は、図11に示す位置分解能より高くしている。この場合には、半分の量の照度(必要照度)及びパワー(必要パワー)で露光を行なう。位置分解能を高くした場合においても、1つの露光光学系によりプレートPの露光を行なうのと比較して、スループットを向上させることができる。 The table in FIG. 13 shows information on the exposure operation when the position resolution of the first exposure optical system LG1 or the second exposure optical system LG according to this embodiment is increased. That is, the position resolution is higher than the position resolution shown in FIG. In this case, exposure is performed with half the amount of illuminance (required illuminance) and power (required power). Even when the position resolution is increased, the throughput can be improved as compared with the case where the exposure of the plate P is performed by one exposure optical system.
図14の表は、プレートP上に塗布されるレジストの感度により露光量を増大させる必要が生じた場合における露光動作の情報を示す。即ち、露光量は、図11に示す露光量の倍である。1つの露光光学系によりプレートPの露光を行なうのと比較して、露光量が2倍となるまではスループットを低下させることなく露光を良好に行なうことができる。 The table of FIG. 14 shows information on the exposure operation when it is necessary to increase the exposure amount due to the sensitivity of the resist applied on the plate P. That is, the exposure amount is twice the exposure amount shown in FIG. Compared to the exposure of the plate P by one exposure optical system, the exposure can be performed satisfactorily without reducing the throughput until the exposure amount is doubled.
次に、図15〜図17に示すように、6つのデバイスパターンP5〜P10が形成されているX方向における長さが2400mmのプレートPの露光を行なう場合について説明する。デバイスパターンP5〜P10に同一のパターンを露光する場合には、制御装置CONTは、第1露光光学系LG1のDMD駆動部及び第2露光光学系LG2のDMD駆動部に対して、パターン記憶部74に記憶されている同一の露光パターンデータを出力する。その際、第1露光光学系LG1と第2露光光学系LG2とが露光するパターンは同一であるが、パターンを各デバイス上に露光する時間は異なる。
Next, as shown in FIGS. 15 to 17, a case will be described in which exposure is performed on a plate P having a length of 2400 mm in the X direction in which six device patterns P5 to P10 are formed. When exposing the same pattern to the device patterns P5 to P10, the control device CONT has a
図15に示す位置からプレートPを−X方向に移動することにより、第1露光光学系LG1はデバイスパターンP5,P6の露光を開始する。この時点では、第2露光光学系LG2は露光を開始しない。即ち、第1露光光学系を構成する露光光学系L1〜L13のそれぞれが備えるDMD駆動部は、制御装置CONTからの制御信号に基づいて、各DMDからの光ビームをONまたはOFFにする。一方、第2露光光学系LG2を構成する露光光学系L21〜L33のそれぞれが備えるDMD駆動部は、制御装置CONTからの制御信号に基づいて、各DMDからの光ビームをOFFにする。このように、露光光学系L1〜L13,L21〜L33が備えるDMDそれぞれからの光ビームを個別にON、OFF制御することができる。 By moving the plate P in the −X direction from the position shown in FIG. 15, the first exposure optical system LG1 starts exposure of the device patterns P5 and P6. At this time, the second exposure optical system LG2 does not start exposure. That is, the DMD driving unit provided in each of the exposure optical systems L1 to L13 constituting the first exposure optical system turns on or off the light beam from each DMD based on a control signal from the control device CONT. On the other hand, the DMD driving unit provided in each of the exposure optical systems L21 to L33 constituting the second exposure optical system LG2 turns off the light beam from each DMD based on a control signal from the control device CONT. In this manner, the light beams from the DMDs included in the exposure optical systems L1 to L13 and L21 to L33 can be individually turned on and off.
第1露光光学系LG1による露光が図16に示す位置まで終了したとき、即ち第2露光光学系LG2がデバイスパターンP7,P10の露光開始位置まで到達したとき、第2露光光学系LG2は、デバイスパターンP7,P10の露光を開始する。第2露光光学系LG2が露光を開始することにより、第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2による露光を同時に行なうことができる。 When the exposure by the first exposure optical system LG1 is completed to the position shown in FIG. 16, that is, when the second exposure optical system LG2 reaches the exposure start position of the device patterns P7 and P10, the second exposure optical system LG2 Exposure of the patterns P7 and P10 is started. When the second exposure optical system LG2 starts exposure, exposure by the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 can be performed simultaneously.
第2露光光学系LG2によるデバイスパターンP7,P10の露光が終了したとき、即ち第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2が図17に示す位置に到達したとき、第2露光光学系LG2は露光を終了し、第1露光光学系LG1はデバイスパターンP6,P9の露光を続行する。第1露光光学系LG1がデバイスパターンP6,P9の露光を終了することにより、プレートP全体の露光を終了する。 When the exposure of the device patterns P7 and P10 by the second exposure optical system LG2 is completed, that is, when the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 reach the position shown in FIG. 17, the second exposure optical system LG2 Ends the exposure, and the first exposure optical system LG1 continues the exposure of the device patterns P6 and P9. When the first exposure optical system LG1 finishes the exposure of the device patterns P6 and P9, the exposure of the entire plate P is finished.
図18の表は、第1露光光学系LG1または第2露光光学系LG2の露光動作の情報を示す。スキャン長とスキャン時間は、図11の表に示すスキャン長とスキャン時間の2/3である。1つの露光光学系により6つのデバイスパターンP5〜P10の露光を行なうのと比較して、第1露光光学系LG1により4つのデバイスパターンP5,P6,P8,P9、第2露光光学系LG2により2つのデバイスパターンP7,P10の露光を行なうため、スキャン時間を2/3に短縮することができ、スループットが向上する。 The table of FIG. 18 shows information on the exposure operation of the first exposure optical system LG1 or the second exposure optical system LG2. The scan length and scan time are 2/3 of the scan length and scan time shown in the table of FIG. Compared with exposure of six device patterns P5 to P10 by one exposure optical system, four device patterns P5, P6, P8, P9 by the first exposure optical system LG1, and 2 by the second exposure optical system LG2. Since the exposure of the two device patterns P7 and P10 is performed, the scan time can be shortened to 2/3, and the throughput is improved.
図19の表は、第1露光光学系LG1または第2露光光学系LGの位置分解能を高めた場合における露光動作の情報を示す。即ち、位置分解能は、図11に示す位置分解能より高くしている。この場合には、2/3の量の照度(必要照度)及びパワー(必要パワー)で露光を行なう。位置分解能を高くした場合においても、1つの露光光学系によりプレートPの露光を行なうのと比較して、スループットを向上させることができる。 The table in FIG. 19 shows information on the exposure operation when the position resolution of the first exposure optical system LG1 or the second exposure optical system LG is increased. That is, the position resolution is higher than the position resolution shown in FIG. In this case, exposure is performed with illuminance (required illuminance) and power (required power) of 2/3. Even when the position resolution is increased, the throughput can be improved as compared with the case where the exposure of the plate P is performed by one exposure optical system.
図20の表は、プレートP上に塗布されるレジストの感度により露光量を増大させる必要が生じた場合における露光動作の情報を示す。即ち、露光量は、図11に示す露光量の3/2倍である。1つの露光光学系によりプレートPの露光を行なうのと比較して、露光量が3/2倍となるまではスループットを低下させることなく露光を良好に行なうことができる。 The table of FIG. 20 shows information on the exposure operation when it is necessary to increase the exposure amount due to the sensitivity of the resist applied on the plate P. That is, the exposure amount is 3/2 times the exposure amount shown in FIG. Compared with the exposure of the plate P by one exposure optical system, the exposure can be performed satisfactorily without reducing the throughput until the exposure amount becomes 3/2 times.
この実施の形態にかかる走査型露光装置によれば、走査方向に対して所定の間隔を持って走査方向の前後の位置関係に配置されている第1露光光学系と第2露光光学系とを備えているため、第1露光光学系及び第2露光光学系により同時にプレート上に露光することができる。したがって、従来の露光装置と同一の露光量で露光を行なう場合においてはスループットを向上させることができ、従来の露光装置と同一のスループットで露光を行なう場合においては露光量を増大させることができる。 According to the scanning exposure apparatus of this embodiment, the first exposure optical system and the second exposure optical system that are arranged in a positional relationship before and after the scanning direction with a predetermined interval with respect to the scanning direction. Since it is provided, the plate can be exposed simultaneously by the first exposure optical system and the second exposure optical system. Therefore, the throughput can be improved when exposure is performed with the same exposure amount as that of the conventional exposure apparatus, and the exposure amount can be increased when exposure is performed with the same throughput as that of the conventional exposure apparatus.
なお、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、プレートステージPSTをX方向のみならずY方向に移動可能に構成し、かつ第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2の少なくとも1つをプレートPの面内方向に回転させる回転機構を備えるようにするとよい。例えば、プレートP上に形成されているデバイスパターンが図21に示すようなP1〜P4である場合、プレートPを−X方向に移動させることにより、第1露光光学系LG1がデバイスパターンP1の露光を行なっている間に、第2露光光学系LG2がデバイスパターンP2の露光を行なう。更に、プレートPを+Y方向にステップ移動し、+X方向に移動させることにより、第1露光光学系LG1はデバイスパターンP3の露光を行い、第2露光光学系LG2はデバイスパターンP4の露光を行なう。 In the scanning exposure apparatus according to this embodiment, the plate stage PST is configured to be movable not only in the X direction but also in the Y direction, and at least one of the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2. A rotation mechanism that rotates the plate in the in-plane direction of the plate P may be provided. For example, when the device patterns formed on the plate P are P1 to P4 as shown in FIG. 21, the first exposure optical system LG1 exposes the device pattern P1 by moving the plate P in the −X direction. While performing the above, the second exposure optical system LG2 exposes the device pattern P2. Further, by moving the plate P stepwise in the + Y direction and moving in the + X direction, the first exposure optical system LG1 performs exposure of the device pattern P3, and the second exposure optical system LG2 performs exposure of the device pattern P4.
ここで、例えば、プレートP上に形成されているデバイスパターンが図22に示すようなP5〜P7である場合、第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2を回転機構を用いてXY平面内を時計回りに90度回転させ、プレートPをY方向に移動させて露光を行なうほうが効率がよい。即ち、第1露光光学系LG1及び第2露光光学系LG2を図中破線位置から実線位置まで回転移動させ、プレートPを+Y方向に移動させることにより、第1露光光学系LG1はデバイスパターンP5の露光を行ない、第2露光光学系LG2はデバイスパターンP6の露光を行なう。更に、プレートPを−X方向にステップ移動し、第1露光光学系LG1または第2露光光学系LG2はデバイスパターンP7の露光を行なう。 Here, for example, when the device pattern formed on the plate P is P5 to P7 as shown in FIG. 22, the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 are rotated on the XY plane. It is more efficient to perform exposure by rotating the inside 90 degrees clockwise and moving the plate P in the Y direction. That is, the first exposure optical system LG1 and the second exposure optical system LG2 are rotationally moved from the broken line position to the solid line position in the drawing, and the plate P is moved in the + Y direction, so that the first exposure optical system LG1 has the device pattern P5. Exposure is performed, and the second exposure optical system LG2 exposes the device pattern P6. Further, the plate P is moved stepwise in the −X direction, and the first exposure optical system LG1 or the second exposure optical system LG2 performs exposure of the device pattern P7.
また、この実施の形態にかかつ走査型露光装置においては、点像視野絞り及び投影光学系を介した光ビームによりパターン像をプレートP上に形成しているが、図23に示すように、マイクロレンズアレイを通過した光ビームによりパターン像をプレートP上に形成するようにしてもよい。即ち、点像視野絞り及び投影光学系を備えない構成にしてもよい。この場合には、装置本体をコンパクト化及び低コスト化することができる。 In the scanning exposure apparatus according to this embodiment, the pattern image is formed on the plate P by the light beam via the point image field stop and the projection optical system, but as shown in FIG. A pattern image may be formed on the plate P by the light beam that has passed through the microlens array. In other words, the point image field stop and the projection optical system may be omitted. In this case, the apparatus main body can be downsized and reduced in cost.
また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、露光光学ユニットが千鳥状に2列に配列されている第1露光光学系及び第2露光光学系を備えているが、露光光学ユニットがY方向に1列に配列されている2つの露光光学系を備えるようにしてもよい。 In the scanning exposure apparatus according to this embodiment, the exposure optical units include the first exposure optical system and the second exposure optical system arranged in two rows in a staggered manner. Two exposure optical systems arranged in a line in the Y direction may be provided.
また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、第1アライメント群と第2アライメント群をY方向に離間して備えているが、1つのアライメントまたは1つのアライメント群を備え、1つのアライメントまたは1つのアライメント群によりプレートの位置を計測するようにしてもよい。 In the scanning exposure apparatus according to this embodiment, the first alignment group and the second alignment group are separated from each other in the Y direction. However, the alignment apparatus includes one alignment or one alignment group, and one alignment group. Alternatively, the position of the plate may be measured by one alignment group.
また、この実施の形態においては、プレートステージをX方向に移動させることによりプレート上に所定のパターンを走査露光しているが、第1露光光学系及び第2露光光学系をX方向に移動させることによりプレート上のパターンを走査露光するようにしてもよく、この場合には第1露光光学系と第2露光光学系とを個別に移動制御可能に構成するのが好ましい。この場合においては、装置のストロークやフットプリントを小さくすることができ、ひいては装置自体を小型化することができる。 In this embodiment, a predetermined pattern is scanned and exposed on the plate by moving the plate stage in the X direction. However, the first exposure optical system and the second exposure optical system are moved in the X direction. Thus, the pattern on the plate may be subjected to scanning exposure. In this case, it is preferable that the first exposure optical system and the second exposure optical system can be individually controlled to move. In this case, the stroke and footprint of the apparatus can be reduced, and the apparatus itself can be downsized.
また、この実施の形態においては、2つの露光光学系を備えているが、3つ以上の露光光学系を備えるようにしてもよい。 In this embodiment, two exposure optical systems are provided, but three or more exposure optical systems may be provided.
また、この実施の形態においては、1つの露光光学系がプレートP上に形成されている1つのデバイスパターンの全領域の露光を行なっているが、2つ以上の露光光学系が1つのデバイスパターンの所定の領域の露光を行なうようにしてもよい。 In this embodiment, one exposure optical system performs exposure of the entire region of one device pattern formed on the plate P. However, two or more exposure optical systems have one device pattern. The predetermined area may be exposed.
上述の実施の形態にかかる走査型露光装置では、投影光学系を用いて可変成形マスクにより形成された転写用のパターンを感光性基板(プレート)に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて感光性基板としてのプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図24のフローチャートを参照して説明する。 In the scanning exposure apparatus according to the above-described embodiment, a micropattern (exposure process) is performed by exposing a photosensitive pattern (plate) to a transfer pattern formed by a variable shaping mask using a projection optical system (exposure process). Semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured. FIG. 24 shows an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a plate as a photosensitive substrate using the scanning exposure apparatus according to the above-described embodiment. This will be described with reference to the flowchart of FIG.
先ず、図24のステップS301において、1ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップS302において、その1ロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップS303において、上述の実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて、可変成形マスクにより形成されたパターンの像が投影光学系を介して、その1ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップS304において、その1ロットのプレート上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップS305において、その1ロットのプレート上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、可変成形マスクにより形成されたパターンに対応する回路パターンが、各プレート上の各ショット領域に形成される。 First, in step S301 in FIG. 24, a metal film is deposited on one lot of plates. In the next step S302, a photoresist is applied on the metal film on the one lot of plates. Thereafter, in step S303, using the scanning exposure apparatus according to the above-described embodiment, an image of the pattern formed by the variable shaping mask is applied to each shot area on the one lot of plates via the projection optical system. Sequential exposure transfer is performed. After that, in step S304, the photoresist on the one lot of plates is developed, and in step S305, the resist pattern is used as an etching mask on the one lot of plates to form a variable molding mask. A circuit pattern corresponding to the formed pattern is formed in each shot region on each plate.
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行ない、プレートから複数のデバイスに切断され(切断工程)、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、上述の露光装置を用いて露光を行なっているため、良好な半導体デバイスを得ることができる。なお、ステップS301〜ステップS305では、プレート上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレート上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。 Thereafter, the circuit pattern of the upper layer is formed and the like, and the plate is cut into a plurality of devices (cutting step) to manufacture a device such as a semiconductor element. According to the semiconductor device manufacturing method described above, since the exposure is performed using the exposure apparatus described above, a good semiconductor device can be obtained. In steps S301 to S305, a metal is vapor-deposited on the plate, a resist is applied on the metal film, and exposure, development and etching processes are performed. Prior to these processes, the process is performed on the plate. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.
また、上述の実施の形態にかかる走査型露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図25のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。まず、図25において、パターン形成工程S401では、上述の実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて可変成形マスクにより形成されたパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性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、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程S402へ移行する。 In the scanning exposure apparatus according to the above-described embodiment, a liquid crystal display element as a micro device may be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). it can. Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in FIG. 25, in the pattern formation step S401, the pattern formed by the variable molding mask is transferred to a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist) using the scanning exposure apparatus according to the above-described embodiment. A so-called photolithographic process of exposing is performed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step S402.
次に、カラーフィルタ形成工程S402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り、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程S402の後に、セル組み立て工程S403が実行される。セル組み立て工程S403では、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程S402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。セル組み立て工程S403では、例えば、パターン形成工程S401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S402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。 Next, in the color filter forming step S402, a large number of groups of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter formation step S402, a cell assembly step S403 is executed. In the cell assembly step S403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401, the color filter obtained in the color filter formation step S402, and the like. In the cell assembly step S403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401 and the color filter obtained in the color filter formation step S402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell ).
その後、モジュール組み立て工程S404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。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の露光装置を用いて露光を行なっているため、良好な液晶表示素子を得ることができる。 Thereafter, in a module assembly step S404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, since exposure is performed using the above-described exposure apparatus, a good liquid crystal display element can be obtained.
2…ファイバ、4…コリメート光学系、8…DMD、10…リレー光学系、16…マイクロレンズアレイ、18…点像視野絞り、20…フォーカス調整機構、22…シフト調整機構、24…直角プリズム、30…倍率調整機構、LG1…第1露光光学系、LG2…第2露光光学系、P…プレート、PST…プレートステージ、CONT…制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記可変成形マスクは、第1可変成形マスクと第2可変成形マスクとを有し、
前記露光光学系は、前記第1可変成形マスクに対応して設けられた第1露光光学系と、該第1露光光学系とは異なり前記第2可変成形マスクに対応して設けられた第2露光光学系とを有し、
前記第1露光光学系と前記第2露光光学系は、走査方向に対して所定の間隔を持って前記走査方向の前後の位置関係に配置されることを特徴とする走査型露光装置。 A variable shaping mask that forms an arbitrary pattern; a substrate stage on which a photosensitive substrate is placed; and an exposure optical system that exposes an image on the photosensitive substrate by a light beam from the variable shaping mask; In a scanning exposure apparatus that exposes a predetermined pattern on the photosensitive substrate by scanning relative to the exposure optical system,
The variable shaping mask has a first variable shaping mask and a second variable shaping mask,
The exposure optical system includes a first exposure optical system provided corresponding to the first variable shaping mask, and a second exposure optical system provided corresponding to the second variable shaping mask unlike the first exposure optical system. Exposure optical system,
The scanning exposure apparatus, wherein the first exposure optical system and the second exposure optical system are arranged in a positional relationship before and after the scanning direction with a predetermined interval with respect to the scanning direction.
前記感光基板に露光されるパターンに応じて、前記計測手段の計測結果に基づき前記第1可変成形マスクを駆動する第1駆動部または前記第2可変成形マスクを駆動する第2駆動部を制御することを特徴とする請求項1または請求項2記載の走査型露光装置。 Measuring means for measuring a relative position between the first exposure optical system and the second exposure optical system;
The first driving unit that drives the first variable molding mask or the second driving unit that drives the second variable molding mask is controlled based on the measurement result of the measuring unit according to the pattern exposed to the photosensitive substrate. The scanning exposure apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記少なくとも2つのアライメント系は、前記走査方向と交差する方向に配置することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の走査型露光装置。 Comprising at least two alignment systems for measuring the position of a device pattern formed on the photosensitive substrate;
6. The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein the at least two alignment systems are arranged in a direction intersecting the scanning direction.
該第1アライメント群とは前記走査方向と交差する方向に離間し、前記少なくとも2つのアライメント系を配置した第2アライメント群とを備え、
前記第1アライメント群は、前記第1露光光学系に対応するように配置され、
前記第2アライメント群は、前記第2露光光学系に対応するように配置されることを特徴とする請求項6記載の走査型露光装置。 A first alignment group in which the at least two alignment systems are arranged;
The first alignment group includes a second alignment group spaced apart in a direction intersecting the scanning direction and having the at least two alignment systems disposed thereon,
The first alignment group is arranged to correspond to the first exposure optical system,
The scanning exposure apparatus according to claim 6, wherein the second alignment group is disposed so as to correspond to the second exposure optical system.
前記第1露光光学系と前記第2露光光学系とは、前記複数のデバイスのうちそれぞれ異なるデバイスを露光することを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れか一項に記載の走査型露光装置。 The photosensitive substrate is configured to be capable of forming a plurality of devices,
The scanning type according to any one of claims 1 to 11, wherein the first exposure optical system and the second exposure optical system expose different devices among the plurality of devices. Exposure device.
前記露光工程により露光された前記感光基板を現像する現像工程と
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。 An exposure step of exposing the predetermined pattern on a photosensitive substrate using the scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 12,
And a development step of developing the photosensitive substrate exposed in the exposure step.
前記感光基板に前記複数のデバイスに対応して、可変成形マスクを複数設け、
前記複数の可変成形マスクからの光ビームにより前記感光基板に所定のパターンを露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光基板を現像する現像工程と、
前記感光基板から複数のデバイスに切断する切断工程と
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。 In a device manufacturing method for manufacturing a plurality of devices on a photosensitive substrate,
Provide a plurality of variable molding masks corresponding to the plurality of devices on the photosensitive substrate,
An exposure step of exposing a predetermined pattern on the photosensitive substrate with a light beam from the plurality of variable shaping masks;
A development step of developing the photosensitive substrate exposed by the exposure step;
A device manufacturing method comprising: a cutting step of cutting the photosensitive substrate into a plurality of devices.
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