JP2011022583A - パターン形成装置及びパターン形成方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シートSの区画領域SAiに対する走査露光に際して、ステージSST1は、走査領域ASの+X端部の待機位置でシートSの区画領域SAiに対応する裏面部分をシートホルダSH1の保持面に吸着して、マスク(マスクステージ)と同期して、X軸方向(−X方向)に所定ストロークで移動する。この際に、マスクのパターンの一部に対応する照明光が投影光学系を介してシートSに照射されることで、パターンが転写(形成)される。区画領域SAiに対する走査露光後、ステージSST2は、待機位置にXY平面内で移動して、シートSの次の区画領域SAi+1に対応する裏面部分をシートホルダSH1の保持面に吸着後、上述と同様に走査露光方式で露光してパターンを形成する。
【選択図】図5
Description
以下、本発明の第1の実施形態を、図1〜図18に基づいて説明する。
a1. 具体的には、主制御装置50は、例えば先に図6(C)を用いて説明したように、シート搬送系40の搬送ローラ部42の各ローラの回転を止めた上で搬送ローラ部41の各ローラを回転させるなどしてシートSをローラ401から引き出す。あるいは、主制御装置50は、搬送ローラ部43,41の各ローラの回転を止めた上で搬送ローラ部42を逆回転させて、シートSを投影光学系PLの直下の領域から引き戻す。いずれにしても、所定の長さのシートSが、搬送ローラ部41,42間にループ状に撓められる。所定の長さは、搬送ローラ部42,43間の離間距離程度の長さである。
前述の通り、待機位置にステージSST1が位置決めされた状態では、アライメント系AL1〜AL12のそれぞれの検出視野内に区画領域SAiに付設されたアライメントマークが位置決めされている。そこで、主制御装置50は、図11に示されるように、シートS上の区画領域SAiに付設されたアライメントマークをアライメント系AL1〜AL12を用いて検出する(指標中心からのアライメントマークの位置を計測する)。アライメントマークの検出結果と、その検出時のステージ干渉計システム18aからのステージSST1の位置情報と、に基づき、XY座標系上における12個のアライメントマークの位置座標が求められる。主制御装置50は、12個のアライメントマークの位置座標の全部又は一部を用いて、最小二乗法を用いた所定の演算を行って、シートS上の区画領域SAi内に形成済みのパターンの歪み、すなわちXYシフト、回転、XYスケーリング、直交度を求める。
c1. 具体的には、主制御装置50は、アライメント計測の結果、特にXYシフトに基づいて、シートSを保持したステージSST1を、露光のための走査開始位置(加速開始位置)に移動して、マスクMを保持したマスクステージMSTに対して位置合わせを行う。ここで、本実施形態では、ステージSST1(及びSST2)の加速開始位置は、走査領域AS内部の前述の待機位置と同じ位置(又はその近傍)に設定されているので、XY平面内のステージSST1(及びSST2)の位置の微調整が行われる。
c2. 次に、主制御装置50は、両ステージSST1,MSTの走査方向(−X方向)の加速を開始する。これにより、両ステージSST1,MSTの−X方向の移動が開始され、その移動の途中、具体的には、両ステージSST1,MSTの加速終了の前に、図12に示されるように、干渉計18Ya2からの測長ビームが反射面17Y1に当たり始めるので、その直後に、主制御装置50は、ステージSST1のY位置を計測する干渉計を干渉計18Ya1から干渉計18Ya2に切り換える。
c3. そして、両ステージSST1,MSTの加速が終了し、両ステージSST1,MSTが等速同期状態に達すると、照明光IL2,IL4によってマスクM上のパターン領域が照明され始め、露光が開始される。そして、両ステージSST1,MSTの等速同期移動の進行により、図13に示されるように、照明光IL1〜IL5によってそれぞれマスクM上の照明領域IAM1〜IAM5(図2参照)が照明され、照明領域IAM1〜IAM5内のパターンの部分像がそれぞれ投影光学系PL1〜PL5(図3参照)を介してステージSST1上に保持されたシートS上の投影領域IA1〜IA5に投影される。
次に、本発明の第2の実施形態を、図19〜図37に基づいて説明する。ここで、前述した第1実施形態と同一若しくは同等の構成部分には、同一若しくは類似の符号を用いると共に、その説明を省略若しくは簡略する。
f1. 具体的には、主制御装置50は、前述の第1の実施形態のa1.で説明したのと同様に第1シート搬送系40aを制御して、所定の長さのシートSaを、搬送ローラ部41a,42a間にループ状に撓めると同時に、第2シート搬送系40bを制御して、所定の長さのシートSbを、搬送ローラ部41b,42b間にループ状に撓める。所定の長さは、搬送ローラ部42a,43a(42b,43b)の離間距離程度の長さである。
h2. 次に、主制御装置50は、両ステージSST1,MSTaの走査方向(−X方向)の加速を開始する。これにより、両ステージSST1,MSTaの−X方向の移動が開始され、その移動の途中、具体的には、両ステージSST1,MSTaの加速終了の前に、図31に示されるように、干渉計18Ya2からの測長ビームが反射面17Y1に当たり始めるので、その直後に、主制御装置50は、ステージSST1のY位置を計測する干渉計を干渉計18Ya1から干渉計18Ya2に切り換える。
h3. そして、両ステージSST1,MSTaの加速が終了し、両ステージSST1,MSTaが等速同期状態に達すると、照明光IL2,IL4によってマスクMa上のパターン領域が照明され始め、露光が開始される。そして、両ステージSST1,MSTaの等速同期移動の進行により、図32に示されるように、照明光ILa1〜ILa5によってそれぞれマスクMa上の照明領域IAMa1〜IAMa5(図21参照)が照明され、照明領域IAMa1〜IAMa5内のパターンの部分像がそれぞれ投影光学系PLa1〜PLa5(図22参照)を介してステージSST1上に保持されたシートSa上の投影領域IAa1〜IAa5に投影される。
上記各実施形態の露光装置を用いてシート上に所定のパターンを形成することによって、電子デバイス、一例として液晶表示素子を製造することができる。
まず、上記各実施形態の露光装置により、シート上に形成すべきパターンに対応する像が投影光学系を介してレジストが塗布されたシート上に順次形成する、いわゆる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、シート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、露光されたシートは、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、シート上に所定のパターンが形成される。
次に、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カラーフィルタ、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。
カラーフィルタ形成工程の後に、パターン形成工程にて得られた所定パターンを有するシート、及びカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶セルを組み立てる、セル組み立て工程が実行される。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シート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。
その後、組み立てられた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。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、所望の線幅のパターン像を所望の位置に精度良く形成することができ、結果的に液晶表示素子を歩留り良く製造することができる。
Claims (40)
- 所定のパターンに対応するエネルギビームを長尺のシート材に照射しつつ前記シート材を長尺方向に平行な第1軸に沿って走査移動させる走査露光により、前記シート材の表面の複数の領域に前記パターンを形成するパターン形成装置であって、
前記シート材の裏面部分を吸着可能な基準面を有し、前記第1軸を含む前記基準面に平行な2次元平面内で移動可能な第1及び第2可動ステージを備え、
前記第1可動ステージは、所定の吸着位置で前記シート材の第1領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着して、前記第1軸に平行な方向に所定ストロークで移動し、
前記第2可動ステージは、前記所定の吸着位置に前記2次元平面内で移動して、前記シート材の第2領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着するパターン形成装置。 - 前記第2可動ステージは、前記第2領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着して前記第1軸に平行な方向に前記所定ストロークで移動し、
前記第1可動ステージは、前記所定の吸着位置に前記2次元平面内で移動して、前記シート材の第3領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着する請求項1に記載のパターン形成装置。 - 前記第1可動ステージの前記第1軸に平行な方向の移動動作と、前記所定の吸着位置に向かっての前記第2可動ステージの移動動作とは、少なくとも一部並行して行われる請求項1又は2に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージは、前記所定の吸着位置で前記シート材を吸着して前記第1軸に平行な方向に移動する移動動作後、前記シート材の吸着を解除する請求項1〜3のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージは、前記移動動作時と異なる経路を辿って、前記所定の吸着位置に向かって移動する請求項4に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージを、前記2次元平面内で駆動する平面モータをさらに備える請求項1〜5のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージのそれぞれを前記異なる経路に沿って搬送する搬送装置をさらに備える請求項5に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージのそれぞれを前記第1軸に平行な方向に所定ストロークで移動する際に駆動する駆動装置をさらに備える請求項1〜5、7のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記駆動装置は、前記第1及び第2可動ステージのそれぞれを前記2次元平面に平行な方向に微小駆動する第1駆動装置と、該駆動装置を前記第1軸に平行な方向に駆動する第2駆動装置と、を含む請求項8に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージのそれぞれは、前記第1駆動装置の固定子を介して、前記第2駆動装置に着脱可能であり、
前記第1駆動装置は、前記第1及び第2可動ステージのそれぞれに設けられた可動子と、前記固定子とによって構成される請求項9に記載のパターン形成装置。 - 前記第1及び第2可動ステージは、前記2次元平面に平行なガイド面上に浮上支持される請求項1〜10のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記シート材を前記第1軸に平行な方向の一側から他側に送る送り装置をさらに備える請求項1〜11のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記送り装置は、前記シート材を挟持可能な第1の状態と、前記シート材の挟持を解除可能な第2の状態とが設定可能で、前記第1の状態で前記二次元平面内で前記第1軸に垂直な第2軸と平行な軸回りに互いに逆向きに回転する駆動ローラと圧接ローラとを含む請求項12に記載のパターン形成装置。
- 前記パターンに対応するエネルギビームを前記シート材に投射して、前記シート材上に前記パターンに対応する像を形成する投影光学系をさらに備える請求項1〜13のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージの前記2次元平面内の位置情報を計測する計測系と;
前記計測系の計測結果に基づいて前記第1及び第2可動ステージを駆動する制御装置と;をさらに備える請求項14に記載のパターン形成装置。 - 前記シート材上の複数のマークを検出するマーク検出系と;
前記投影光学系の光学特性を調整する調整装置と;をさらに備え、
前記制御装置は、前記第1可動ステージが、前記シート材の前記所定領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着した状態で、前記走査露光に先立って前記マーク検出系を用いて前記シート材上の前記所定領域に付設された複数の位置合わせマークの少なくとも一部を検出し、該検出結果とその検出時の前記計測系の計測結果とに基づいて、前記調整装置及び前記第1可動ステージの少なくとも一方を介して前記像の形成状態を調整する請求項15に記載のパターン形成装置。 - 前記シート材は2つ用意され、
前記2つのシート材の一方を、前記第1軸に平行な方向の一側から他側に送る第1の送り装置と;
前記2つのシート材の他方を、前記第1軸に平行な方向の他側から一側に送る第2の送り装置と;をさらに備え、
前記第1可動ステージが、前記所定の吸着位置で前記一方のシート材の前記所定領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着して、前記第1軸に平行な方向の一側から他側に所定ストロークで移動するのと並行して、前記第2可動ステージが、別の吸着位置で前記他方のシート材の所定領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着して、前記第1軸に平行な方向の他側から一側に所定ストロークで移動し、
前記第1軸に平行な方向の移動の後、前記第2可動ステージが、前記所定の吸着位置に前記2次元平面内で移動するのと並行して、前記第1可動ステージが、前記別の吸着位置に前記2次元平面内で移動する請求項1〜11のいずれか一項に記載のパターン形成装置。 - 所定のパターンに対応するエネルギビームを長尺のシート材に照射して前記シート材の表面の複数の領域に前記パターンを形成するパターン形成装置であって、
長尺の第1のシート材を、2次元平面に沿って該2次元平面内の第1軸に平行な方向の一側から他側に送る第1の送り装置と;
前記2次元平面内で前記第1軸に交差する第2軸に平行な方向に関して、前記第1のシート材から離れた位置で、長尺の第2のシート材を、前記第1軸に平行な方向の他側から一側に送る第2の送り装置と;
前記第1及び第2のシート材の裏面部分を吸着可能な基準面を有し、前記第1軸を含む前記基準面に平行な2次元平面内で移動可能な第1及び第2可動ステージと;を備え、
前記第1可動ステージが、所定の第1吸着位置で前記第1のシート材の第1領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着して、前記第1のシート材の送り方向に所定ストロークで移動するのと並行して、前記第2可動ステージが、所定の第2吸着位置で前記第2のシート材の第2領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着して、前記第2のシート材の送り方向に所定ストロークで移動するパターン形成装置。 - 前記第2可動ステージが、前記第2のシート材の送り方向への移動後に、前記第1吸着位置に前記2次元平面内で移動するのと並行して、前記第1可動ステージが、前記第2吸着位置に前記2次元平面内で移動する請求項18に記載のパターン形成装置。
- 前記第1可動ステージは、前記第1のシート材の送り方向に移動した後、前記第1のシート材の吸着を解除し、前記第2可動ステージは、前記第2のシート材の送り方向に移動した後、前記第2のシート材の吸着を解除する請求項18又は19に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージは、前記第1のシート材の送り方向に所定ストロークで移動する第1経路と、前記第2のシート材の送り方向に所定ストロークで移動する第2経路と、を含む閉じた経路を周回する請求項18〜20のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージのそれぞれを、前記2次元平面内で駆動する平面モータをさらに備える請求項18〜21のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージのそれぞれを前記第1及び第2経路上で駆動する駆動装置をさらに備える請求項21に記載のパターン形成装置。
- 前記駆動装置は、前記第1及び第2可動ステージのそれぞれを前記2次元平面に平行な方向に微小駆動する2つの第1駆動装置と、該2つの第1駆動装置のそれぞれを前記第1、及び第2経路のそれぞれに沿って駆動する2つの第2駆動装置と、を含む請求項23に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージのそれぞれは、前記2つの第1駆動装置それぞれの固定子を介して、前記2つの第2駆動装置に着脱可能であり、
前記2つの第1駆動装置は、前記第1及び第2可動ステージのそれぞれに設けられた可動子と、前記固定子とを含む請求項24に記載のパターン形成装置。 - 前記第1及び第2可動ステージのそれぞれを、前記第1及び第2経路間で搬送する搬送装置をさらに備える請求項23〜25のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージは、前記2次元平面に平行なガイド面上に浮上支持される請求項18〜26のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2の送り装置は、それぞれ、前記第1及び第2のシート材のそれぞれを挟持する第1の状態と、前記第1及び第2のシート材のそれぞれの前記挟持状態を解除する第2の状態とが設定可能で、前記第1の状態では、前記二次元平面内で前記第1軸に垂直な第2軸と平行な軸回りに互いに逆向きに回転する駆動ローラと圧接ローラとを含む請求項18〜27のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 前記第1及び第2可動ステージの前記2次元平面内の位置情報を計測する計測系と;
前記計測系の計測結果に基づいて前記第1及び第2可動ステージを駆動する制御装置と;をさらに備える請求項18〜28のいずれか一項に記載のパターン形成装置。 - 前記パターンに対応するエネルギビームを前記第1及び第2のシート材のそれぞれに投射して、前記第1及び第2のシート材それぞれの上に前記パターンに対応する像を形成する第1及び第2の投影光学系をさらに備える請求項18〜29のいずれか一項に記載のパターン形成装置。
- 第1及び第2のシート材に形成された複数のマークを、それぞれ検出する第1、第2のマーク検出系と;
前記第1及び第2の投影光学系の光学特性を個別に調整する調整装置と;をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第1可動ステージが、前記第1のシート材の前記第1領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着した状態で、前記第1マーク検出系を用いて前記第1領域に付設された複数の位置合わせマークの少なくとも一部を検出し、該検出結果とその検出時の前記計測系の計測結果とに基づいて、前記調整装置及び前記第1可動ステージの少なくとも一方を介して前記第1のシート材上の前記像の形成状態を調整し、
前記第2可動ステージが、前記第2のシート材の前記第2領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着した状態で、前記第2マーク検出系を用いて前記第2領域に付設された複数の位置合わせマークの少なくとも一部を検出し、該検出結果とその検出時の前記計測系の計測結果とに基づいて、前記調整装置及び前記第2可動ステージの少なくとも一方を介して前記第2のシート材上の前記像の形成状態を調整する請求項30に記載のパターン形成装置。 - 所定のパターンに対応するエネルギビームを長尺のシート材に照射しつつ前記シート材を長尺方向に平行な第1軸に沿って走査移動させる走査露光により、前記シート材の表面の複数の領域に前記パターンを形成するパターン形成方法であって、
第1可動ステージが、所定の吸着位置で前記シート材の第1領域に対応する裏面部分を基準面に吸着して、前記第1軸に平行な方向に所定ストロークで移動し、
第2可動ステージが、前記所定の吸着位置に前記2次元平面内で移動して、前記シート材の第2領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着するパターン形成方法。 - 前記第2可動ステージは、前記第2領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着して前記第1軸に平行な方向に前記所定ストロークで移動し、
前記第1可動ステージは、前記所定の吸着位置に前記2次元平面内で移動して、前記シート材の第3領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着する請求項32に記載のパターン形成方法。 - 前記第1可動ステージの前記第1軸に平行な方向の移動動作と、前記所定の吸着位置に向かっての前記第2可動ステージの移動動作とは、少なくとも一部並行して行われる請求項32又は33に記載のパターン形成方法。
- 前記所定の吸着位置で前記シート材を吸着して前記第1軸に平行な方向に移動する移動動作後、前記第1及び第2可動ステージによる前記シート材の吸着が解除される請求項32〜34のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
- 前記第1及び第2可動ステージは、前記移動動作時と異なる経路を辿って、前記所定の吸着位置に向かって移動する請求項35に記載のパターン形成方法。
- 前記シート材は2つ用意され、
前記第1可動ステージが、前記所定の吸着位置で前記一方のシート材の前記第1領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着して、前記第1軸に平行な方向の一側から他側に所定ストロークで移動するのと並行して、前記第2可動ステージが、別の吸着位置で前記他方のシート材の所定領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着して、前記第1軸に平行な方向の他側から一側に所定ストロークで移動し、
しかる後、前記第2可動ステージが、前記所定の吸着位置に前記2次元平面内で移動するのと並行して、前記第1可動ステージが、前記別の吸着位置に前記2次元平面内で移動する請求項32〜36のいずれか一項に記載のパターン形成方法。 - 前記第1及び第2可動ステージの前記2次元平面内の位置情報を計測し、該計測結果に基づいて前記第1及び第2可動ステージを駆動する請求項37に記載のパターン形成方法。
- 前記2つのシート材のそれぞれの上には、前記パターンに対応する像が、第1、第2の投影光学系をそれぞれ介して形成され、
前記第1及び第2可動ステージの一方が、前記2つのシート材の一方の前記所定領域に対応する裏面部分を前記基準面に吸着した状態で、前記走査露光に先立って前記一方のシート材上の前記所定領域に付設された複数の位置合わせマークの少なくとも一部を検出し、該検出結果とその検出時の前記一方の可動ステージの位置情報とに基づいて、前記一方のシート材に対応する投影光学系の光学特性及び前記一方の可動ステージの少なくとも一方を調整することで、前記一方のシート材上の前記像の形成状態を調整する請求項37又は38に記載のパターン形成方法。 - 請求項32〜39のいずれか一項に記載のパターン形成方法を用いて長尺のシート材上にパターンを形成することと;
パターンが形成された前記シート材に処理を施すことと;
を含むデバイス製造方法。
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