JP2011248125A - 露光方法、露光装置、マスク及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板に形成される未露光領域の面積を低減すること。
【解決手段】基板を露光する露光方法であって、第一パターンと、当該第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、第一パターンを基板に複数回転写する第一転写工程と、基板のうち第一パターンが転写された領域から外れた領域に、第一パターンの一部及び周辺パターンを含む第二パターンを転写する第二転写工程とを含む。
【選択図】図15
【解決手段】基板を露光する露光方法であって、第一パターンと、当該第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、第一パターンを基板に複数回転写する第一転写工程と、基板のうち第一パターンが転写された領域から外れた領域に、第一パターンの一部及び周辺パターンを含む第二パターンを転写する第二転写工程とを含む。
【選択図】図15
Description
本発明は、露光方法、露光装置、マスク及びデバイス製造方法に関する。
例えばフラットパネルディスプレイ等の電子デバイスは、大面積化が進んでいるとともに、更なるデザイン・ルールの微細化を取りつつ、スループットの高速化による生産性の向上が要求されている。そのため、例えばプレート上の複数の露光領域に投影することにより、1枚のプレートから複数のデバイス(パネル)を得る、いわゆる多面取りを行うことが求められている。
上記の電子デバイスの製造工程には、下記特許文献に開示されているような、マスクを介した露光光で基板を露光する工程が含まれている。露光工程では、デバイスパターンの大面積化や多面取りに対応するため、マスクおよびガラスプレートのステップ移動を繰り返す、いわゆるステップ・アンド・スキャンタイプの露光装置が用いられている。この種の露光装置は、マスクとプレートとを投影光学系に対して同期移動(走査)することにより、プレート上に複数のパターンを順次転写するものである。
近年では、1枚のプレートから生産するパネルの枚数、パネルのレイアウト、といった設定事項の選択肢が多くなっている。これらの設定事項の選択によっては、例えば1枚のプレートにある程度大きな未使用領域が発生する場合もある。
プレート上に広い面積の未露光領域が発生した場合、現像時におけるレジストの定着安定性に影響を及ぼすことがある。また、例えば現像後の工程で当該未露光領域の全面にメタル層が形成されると、当該メタル層に発生する熱変形による歪みが増大し、デバイスパターンの重ね合わせ精度に影響を及ぼす場合がある。したがって、基板に広い面積の未露光領域が形成されるのを回避することが求められている。
以上のような事情に鑑み、本発明の態様は、基板に形成される未露光領域の面積を低減することが可能な露光方法、露光装置、マスク及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第一の態様に従えば、基板を露光する露光方法であって、第一パターンと、当該第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、第一パターンを基板に複数回転写する第一転写工程と、基板のうち第一パターンが転写された領域から外れた領域に、第一パターンの一部及び周辺パターンを含む第二パターンを転写する第二転写工程とを含む露光方法が提供される。
本発明の第二の態様に従えば、基板を露光する露光方法であって、第一パターンと、当該第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、第一パターンを介した露光光を基板の第一方向に走査させて基板に第一パターンを転写する第一転写工程と、基板のうち第一パターンが転写された領域から外れた領域に第一パターンの一部及び周辺パターンを含む第二パターンを介した露光光を第一方向に走査させて第二パターンを転写する第二転写工程と、一回の走査による第二パターンの走査領域の第一方向と直交する第二方向における寸法が一回の走査による第一パターンの走査領域の第二方向における寸法よりも大きくなるように、第一パターンの走査領域及び第二パターンの走査領域を調整する調整工程とを含む露光方法が提供される。
本発明の第三の態様に従えば、基板を露光する露光装置であって、第一パターンと、当該第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、第一パターンを基板に複数回転写させると共に、基板のうち第一パターンが転写された領域から外れた領域に、第一パターンの一部及び周辺パターンを含む第二パターンを転写させる制御装置を備える露光装置が提供される。
本発明の第四の態様に従えば、基板を露光する露光装置であって、第一パターンと、当該第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、第一パターンを介した露光光を基板の第一方向に走査させて基板に第一パターンを転写させると共に、基板のうち第一パターンが転写された領域から外れた領域に第一パターンの一部及び周辺パターンを含む第二パターンを介した露光光を第一方向に走査させて第二パターンを転写させる制御装置と、一回の走査による第二パターンの走査領域の第一方向と直交する第二方向における寸法が一回の走査による第一パターンの走査領域の第二方向における寸法よりも大きくなるように、第一パターンの走査領域及び第二パターンの走査領域を調整する調整装置とを含む露光装置が提供される。
本発明の第五の態様に従えば、基板に転写させる第一パターンと、基板のうち前記第一パターンが転写される領域から外れた領域に転写させる第二パターンと、を有し、当該第二パターンは、第一パターンの一部分、及び、第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンを含むマスクが提供される。
本発明の第六の態様に従えば、本発明の態様に従う露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像して、第一パターン及び第二パターンに対応する露光パターン層を形成することと、露光パターン層を介して基板を加工することとを含むデバイス製造方法が提供される。
本発明の態様によれば、基板に形成される未露光領域の面積を低減することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明においては、XYZ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。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
図1は、本実施形態に係る露光装置EXの一例を示す概略構成図、図2は、斜視図である。図1及び図2において、露光装置EXは、マスクMを保持して移動可能なマスクステージ1と、基板Pを保持して移動可能な基板ステージ2と、マスクステージ1を移動する駆動システム3と、基板ステージ2を移動する駆動システム4と、マスクMを露光光ELで照明する照明システムISと、露光光ELで照明されたマスクMのパターンの像を基板Pに投影する投影システムPSと、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置CONTとを備えている。
本実施形態の露光装置EXは、マスクステージ1及び基板ステージ2の位置情報を計測する干渉計システム6と、マスクMの表面の位置情報を検出する第1検出システム7と、基板Pの表面の位置情報を検出する第2検出システム8と、基板Pのアライメントマークを検出するアライメントシステム40を備えている。
露光装置EXは、ボディ13を備えている。ボディ13は、例えばクリーンルーム内の支持面(例えば床面)FL上に防振台BLを介して配置されたベースプレート10と、ベースプレート10上に配置された第1コラム11と、第1コラム11上に配置された第2コラム12とを有する。
ボディ13は、投影システムPS、マスクステージ1、及び基板ステージ2のそれぞれを支持する。投影システムPSは、定盤14を介して、第1コラム11に支持される。マスクステージ1は、第2コラム12に対して移動可能に支持される。基板ステージ2は、ベースプレート10に対して移動可能に支持される。
露光装置EXは、マスクMと基板Pとを所定の走査方向に同期移動しながら、マスクMのパターンの像を基板Pに投影する。すなわち、本実施形態の露光装置EXは、所謂、マルチレンズ型スキャン露光装置である。露光装置EXには、7つの投影光学系PL1〜PL7を有する投影システムPSが設けられている。また、露光装置EXには、照明システムISが設けられている。なお、投影光学系及び照明モジュールの数は7つに限定されず、例えば投影システムPSが、投影光学系を11個有し、照明システムISが、照明モジュールを11個有してもよい。
照明システムISは、例えば7つの照明モジュールIL1〜IL7を有する。照明モジュールIL1〜IL7は、例えばマスクMのうち7つの照明領域IR1〜IR7をそれぞれほぼ均一な照度分布とされた露光光ELで照明する。照明システムISから射出される露光光ELとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線(g線、h線、i線)などが用いられる。
マスクステージ1は、マスクMを保持した状態で、照明領域IR1〜IR7に対して移動可能である。マスクステージ1は、マスクMを保持可能なマスク保持部15を有する。マスク保持部15は、マスクMを真空吸着可能なチャック機構を含み、マスクMをリリース可能に保持する。マスク保持部15は、マスクMの下面(パターン形成面)とXY平面とがほぼ平行となるように、マスクMを保持する。
駆動システム3は、例えばリニアモータを含み、第2コラム12のガイド面12G上においてマスクステージ1を移動可能である。マスクステージ1は、駆動システム3の作動により、マスク保持部15でマスクMを保持した状態で、ガイド面12G上を、X軸、Y軸、及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。
投影システムPSは、所定の投影領域PR1〜PR7に露光光ELを投影する複数の投影光学系を有する。投影領域PR1〜PR7は、各投影光学系PL1〜PL7から射出される露光光ELの照射領域に相当する。投影システムPSは、異なる7つの投影領域PR1〜PR7にそれぞれパターンの像を投影する。投影システムPSは、基板Pのうち投影領域PR1〜PR7に配置された部分に、マスクMのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。
基板ステージ2は、基板Pを保持した状態で、投影領域PR1〜PR7に対して移動可能である。基板ステージ2は、基板Pを保持可能な基板保持部16を有する。基板保持部16は、基板Pを真空吸着可能なチャック機構を含み、基板Pをリリース可能に保持する。基板保持部16は、基板Pの表面(露光面)とXY平面とがほぼ平行となるように、基板Pを保持する。駆動システム4は、例えばリニアモータを含み、ベースプレート10のガイド面10G上において基板ステージ2を移動可能である。基板ステージ2は、駆動システム4の作動により、基板保持部16で基板Pを保持した状態で、ガイド面10G上を、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。
図3は、本実施形態に係る照明システムISの一例を示す概略構成図である。図3において、照明システムISは、超高圧水銀ランプからなる光源17と、光源17から射出された光を反射する楕円鏡18と、楕円鏡18からの光の少なくとも一部を反射するダイクロイックミラー19と、ダイクロイックミラー19からの光の進行を遮断可能なシャッタ装置20と、ダイクロイックミラー19からの光が入射するコリメートレンズ21A及び集光レンズ21Bを含むリレー光学系21と、所定波長領域の光のみを通過させる干渉フィルタ22と、リレー光学系21からの光を分岐して、複数の照明モジュールIL1〜IL7のそれぞれに供給するライトガイドユニット23とを備えている。
なお、図3においては、第1〜第7照明モジュールIL1〜IL7のうち、第1照明モジュールIL1のみが示されている。第2〜第7照明モジュールIL2〜IL7は、第1照明モジュールIL1と同等の構成である。以下の説明においては、第1〜第7照明モジュールIL1〜IL7のうち、第1照明モジュールIL1について主に説明し、第2〜第7照明モジュールIL2〜IL7についての説明は簡略若しくは省略する。
リレー光学系21からの光は、ライトガイドユニット23の入射端24に入射し、複数の射出端25A〜25Gから射出される。第1照明モジュールIL1は、射出端25Aからの光の進行を遮断可能なシャッタ装置26と、射出端25Aからの光が供給されるコリメートレンズ27と、コリメートレンズ27からの光が供給されるフライアイインテグレータ28と、フライアイインテグレータ28からの光が供給されるコンデンサレンズ29とを備えている。コンデンサレンズ29から射出された露光光ELは、照明領域IR1に照射される。第1照明モジュールIL1は、照明領域IR1を均一な照度分布の露光光ELで照明する。
第2〜第7照明モジュールIL2〜IL7は、第1照明モジュールIL1と同等の構成である。第2〜第7照明モジュールIL2〜IL7のそれぞれは、各照明領域IR2〜IR7を均一な照度分布の露光光ELで照明する。照明システムISは、照明領域IR1〜IR7に配置されたマスクMの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ELで照明する。
図4は、本実施形態に係る投影システムPS、第1検出システム7、第2検出システム8、アライメントシステム9、及び投影領域PR1〜PR7に配置された基板ステージ2の一例を示す図である。
まず、第1投影光学系PL1について説明する。図4において、第1投影光学系PL1は、第1照明モジュールIL1により露光光ELで照明されたマスクMのパターンの像を基板Pに投影する。第1投影光学系PL1は、像面調整部33と、シフト調整部34と、二組の反射屈折型光学系31,32と、視野絞り35と、スケーリング調整部36とを備えている。
照明領域IR1に照射され、マスクMを透過した露光光ELは、像面調整部33に入射する。像面調整部33は、第1投影光学系PL1の像面の位置(Z軸、θX、及びθY方向に関する位置)を調整可能である。像面調整部33は、マスクM及び基板Pに対して光学的にほぼ共役な位置に配置されている。像面調整部33は、第1光学部材33A及び第2光学部材33Bと、第2光学部材33Bに対して第1光学部材33Aを移動可能な駆動装置(不図示)とを備えている。第1光学部材33Aと第2光学部材33Bとは、気体軸受により、所定のギャップを介して対向する。第1光学部材33A及び第2光学部材33Bは、露光光ELを透過可能なガラス板であり、それぞれくさび形状を有する。制御装置5は、駆動装置を作動して、第1光学部材33Aと第2光学部材33Bとの位置関係を調整することにより、第1投影光学系PL1の像面の位置を調整することができる。像面調整部33を通過した露光光ELは、シフト調整部34に入射する。
シフト調整部34は、基板P上におけるマスクMのパターンの像をX軸方向及びY軸方向にシフトさせることができる。シフト調整部34を透過した露光光ELは、1組目の反射屈折型光学系31に入射する。反射屈折型光学系31は、マスクMのパターンの中間像を形成する。反射屈折型光学系31から射出された露光光ELは、視野絞り35に供給される。
視野絞り35は、反射屈折型光学系31により形成されるパターンの中間像の位置に配置されている。視野絞り35は、投影領域PR1を規定する。本実施形態において、視野絞り35は、基板P上における投影領域PR1を台形状に規定する。視野絞り35を通過した露光光ELは、2組目の反射屈折型光学系32に入射する。
反射屈折型光学系32は、反射屈折型光学系31と同様に構成されている。反射屈折型光学系32から射出された露光光ELは、スケーリング調整部36に入射する。スケーリング調整部36は、マスクMのパターンの像の倍率(スケーリング)を調整することができる。スケーリング調整部36を介した露光光ELは、基板Pに照射される。本実施形態において、第1投影光学系PL1は、マスクMのパターンの像を、基板P上に、正立等倍で投影する。
上述の像面調整部33、シフト調整部34、及びスケーリング調整部36により、第1投影光学系PL1の結像特性(光学特性)を調整する結像特性調整装置30が構成される。結像特性調整装置30は、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6つの方向に関する第1投影光学系PL1の像面の位置を調整可能であり、パターンの像の倍率を調整可能である。
以上、第1投影光学系PL1について説明した。第2〜第7投影光学系PL2〜PL7は、第1投影光学系PL1と同等の構成を有する。第2〜第7投影光学系PL2〜PL7についての説明は省略する。
図2及び図4に示すように、基板保持部16に対して+X側の基板ステージ2の上面には、基準部材43が配置されている。基準部材43の上面44は、基板保持部16に保持された基板Pの表面とほぼ同一平面内に配置される。また、基準部材43の上面44に、露光光ELを透過可能な透過部45が配置されている。基準部材43の下方には、透過部45を透過した光を受光可能な受光装置46が配置されている。受光装置46は、透過部45を介した光が入射するレンズ系47と、レンズ系47を介した光を受光する光センサ48とを有する。本実施形態において、光センサ48は、撮像素子(CCD)を含む。光センサ48は、受光した光に応じた信号を制御装置5に出力する。
また、基板保持部16に対して−X側の基板ステージ2の上面には、透過部49を有する光学部材50が配置されている。光学部材50の下方には、透過部49を透過した光を受光可能な受光装置51が配置されている。受光装置51は、透過部49を介した光が入射するレンズ系52と、レンズ系52を介した光を受光する光センサ53とを有する。光センサ53は、受光した光に応じた信号を制御装置5に出力する。
次に、干渉計システム6、第1,第2検出システム7,8、及びアライメントシステム9について説明する。図1及び図2において、干渉計システム6は、マスクステージ1の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット6Aと、基板ステージ2の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット6Bとを有する。レーザ干渉計ユニット6Aは、マスクステージ1に配置された計測ミラー1Rを用いて、マスクステージ1の位置情報を計測可能である。
レーザ干渉計ユニット6Bは、基板ステージ2に配置された計測ミラー2Rを用いて、基板ステージ2の位置情報を計測可能である。本実施形態において、干渉計システム6は、レーザ干渉計ユニット6A,6Bを用いて、X軸、Y軸、及びθX方向に関するマスクステージ1及び基板ステージ2それぞれの位置情報を計測可能である。
レーザ干渉計ユニット6Bは、基板ステージ2に配置された計測ミラー2Rを用いて、基板ステージ2の位置情報を計測可能である。本実施形態において、干渉計システム6は、レーザ干渉計ユニット6A,6Bを用いて、X軸、Y軸、及びθX方向に関するマスクステージ1及び基板ステージ2それぞれの位置情報を計測可能である。
第1検出システム7は、マスクMの下面(パターン形成面)のZ軸方向の位置を検出する。第1検出システム7は、所謂、斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図4に示すように、マスクステージ1に保持されたマスクMの下面と対向配置される複数の検出器7A〜7Fを有する。検出器7A〜7Fのそれぞれは、検出領域MZ1〜MZ6に検出光を照射する投射部と、検出領域MZ1〜MZ6に配置されたマスクMの下面からの検出光を受光可能な受光部とを有する。
第2検出システム8は、基板Pの表面(露光面)のZ軸方向の位置を検出する。第2検出システム8は、所謂、斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図4に示すように、基板ステージ2に保持された基板Pの表面と対向配置される複数の検出器8A〜8Hを有する。検出器8A〜8Hのそれぞれは、検出領域PZ1〜PZ8に検出光を照射する投射部と、検出領域PZ1〜PZ8に配置された基板Pの表面からの検出光を受光可能な受光部とを有する。
図5は、検出器7Aの一例を示す概略構成図である。図5に示すように、検出器7Aは、検出領域MZ1に検出光を照射する投光部54と、検出領域MZ1に配置されたマスクMの下面からの検出光を受光可能な受光部55とを有する。投光部54は、検出光を射出する光源56と、光源56から射出した検出光が入射される送光レンズ系57と、送光レンズ系57を通過した光を、マスクMの下面に傾斜方向から導くミラー58とを備えている。受光部55は、マスクMの下面に照射され、その下面で反射した検出光を受光レンズ系60に導くミラー59と、受光レンズ系60を通過した光を受光する撮像素子(CCD)61とを備えている。送光レンズ系57は、検出光を例えばスリット状に整形してからマスクMに照射する。図5に示すように、検出領域MZ1に配置されたマスクMの下面のZ軸方向に関する位置が変化した場合、そのマスクMの下面のZ軸方向に関する変位量に応じて、撮像素子61に対する検出光の入射位置がX軸方向に変位する。撮像素子61の撮像信号は、制御装置5に出力され、制御装置5は、撮像素子61からの信号に基づいて、検出領域MZ1に配置されたマスクMの下面のZ軸方向に関する位置を求めることができる。
検出器7B〜7F、及び検出器8A〜8Hのそれぞれの構成は、図5に示した検出器7Aの構成と同等である。検出器7B〜7Fは、検出領域MZ2〜MZ6に配置されたマスクMの下面のZ軸方向に関する位置を求めることができる。検出器8A〜8Hは、検出領域PZ1〜PZ8に配置された基板Pの表面のZ軸方向に関する位置を求めることができる。
アライメントシステム9は、基板Pに設けられているアライメントマークを検出する。
アライメントシステム9は、所謂、オフアクシス方式のアライメントシステムであり、図4に示すように、基板ステージ2に保持された基板Pの表面と対向配置される複数の顕微鏡9A〜9Fを有する。検出器9A〜9Fのそれぞれは、検出領域AL1〜AL6に検出光を照射する投射部と、検出領域AL1〜AL6に配置されたアライメントマークの光学像を取得可能な受光部とを有する。
アライメントシステム9は、所謂、オフアクシス方式のアライメントシステムであり、図4に示すように、基板ステージ2に保持された基板Pの表面と対向配置される複数の顕微鏡9A〜9Fを有する。検出器9A〜9Fのそれぞれは、検出領域AL1〜AL6に検出光を照射する投射部と、検出領域AL1〜AL6に配置されたアライメントマークの光学像を取得可能な受光部とを有する。
図6は、照明領域IR1〜IR7と、検出領域MZ1〜MZ6と、マスクMとの位置関係の一例を示す模式図であり、マスクMの下面を含む平面内の位置関係を示している。
本実施形態において、照明領域IR1〜IR7のそれぞれは、XY平面内において矩形である。本実施形態において、照明モジュールIL1、IL3、IL5、IL7による照明領域IR1、IR3、IR5、IR7が、Y軸方向にほぼ等間隔で配置され、照明モジュールIL2、IL4、IL6による照明領域IR2、IR4、IR6が、Y軸方向にほぼ等間隔で配置されている。照明領域IR1、IR3、IR5、IR7は、照明領域IR2、IR4、IR6に対して−X側に配置されている。また、Y軸方向に関して、照明領域IR1、IR3、IR5、IR7の間に、照明領域IR2、IR4、IR6が配置される。
本実施形態において、検出器7A、7C、7Eによる検出領域MZ1、MZ3、MZ5が、照明領域IR1〜IR7に対して−X側に配置され、検出器7B、7D、7Fによる検出領域MZ2、MZ4、MZ6が、照明領域IR1〜IR7に対して+X側に配置される。また、検出領域MZ1、MZ3、MZ5が、Y軸方向にほぼ等間隔で配置され、検出領域MZ2、MZ4、MZ6が、Y軸方向にほぼ等間隔で配置される。
複数の検出領域MZ1〜MZ6のうち、Y軸方向に関して外側2つの検出領域MZ1と検出領域MZ5との間隔(検出領域MZ2と検出領域MZ6との間隔)は、複数の照明領域IR1〜IR7のうち、Y軸方向に関して外側2つの照明領域IR1の−Y側のエッジと照明領域IR7の+Y側のエッジとの間隔より小さい。
また、複数の検出領域MZ1〜MZ6のうち、Y軸方向に関して外側2つの検出領域MZ1と検出領域MZ5との間隔(検出領域MZ2と検出領域MZ6との間隔)は、パターン領域の−Y側のエッジと+Y側のエッジとの間隔とほぼ等しいか、わずかに小さくしている。
制御装置5は、マスクステージ1をX軸方向に移動して、検出器7A〜7Fの検出領域MZ1〜MZ6に対してマスクステージ1に保持されたマスクMの−Z側の面をX軸方向に移動して、検出器7A〜7Fの検出領域MZ1〜MZ6に、マスクMの−Z側の面に設定された複数の検出点を配置して、それら複数の検出点のZ軸方向の位置を検出可能である。制御装置5は、第1検出システム7から出力される、複数の検出点のそれぞれで検出されたマスクMの下面のZ軸方向の位置に基づいて、マスクMの−Z側の面のZ軸、θX、及びθY方向に関する位置情報(マップデータ)を取得可能である。
図7は、マスクMの構成を示す平面図である。
図7に示すように、マスクMの−Z側の面には、基板Pに投影される第一パターンMP1及び周辺パターンMPAが形成されている。第一パターンMP1は、マスクMの中央部の矩形領域内に形成されており、例えば電子デバイスの配線パターン(デバイスパターン)などが挙げられる。
図7に示すように、マスクMの−Z側の面には、基板Pに投影される第一パターンMP1及び周辺パターンMPAが形成されている。第一パターンMP1は、マスクMの中央部の矩形領域内に形成されており、例えば電子デバイスの配線パターン(デバイスパターン)などが挙げられる。
周辺パターンMPAは、第一パターンMP1の周辺に設けられている。本実施形態では、例えば第一パターンMP1の+X側端部をY方向に挟む一対の矩形領域内に形成されている。周辺パターンMPAは、第一パターンMP1と連なるように形成されている。
周辺パターンMPAは、単位面積あたりの露光光の透過率が第一パターンMP1とほぼ等しくなるように形成されている。当該周辺パターンMPAの具体的なパターンの形状としては、例えば第一パターンMP1の少なくとも一部と等しい形状を含んでいても構わないし、第一パターンMP1とは異なる形状(例えばテスト用パターンなど)であっても構わない。また、本実施形態では、一対の周辺パターンMPAの全部と、第一パターンMP1のうち当該一対の周辺パターンMPAに挟まれた部分とを合わせた部分(図7中破線で囲んだ部分)を第二パターンMP2としている。
照明領域IR1〜IR7のうち照明領域IR3〜IR5の全部と照明領域IR2及びIR6の一部とによって第一パターンMP1が照明されるようになっている。また、照明領域IR2〜IR6の全部と照明領域IR1及びIR7の一部とによって第二パターンMP2が照明されるようになっている。
図8は、マスクステージ1の一部の構成を示す斜視図である。
図8に示すように、マスクステージ1には、2つのXブラインドBX(BX1及びBX2)と、2つのYブラインドBY(BY1及びBY2)とが設けられている。これらXブラインドBX及びYブラインドBYは、マスクMに照明される露光光の少なくとも一部を遮光する。
図8に示すように、マスクステージ1には、2つのXブラインドBX(BX1及びBX2)と、2つのYブラインドBY(BY1及びBY2)とが設けられている。これらXブラインドBX及びYブラインドBYは、マスクMに照明される露光光の少なくとも一部を遮光する。
各XブラインドBXは、それぞれY方向に長手方向を有するように形成されている。各XブラインドBXは、X方向に延在するガイドレールGXに支持されており、当該ガイドレールGXに沿って移動可能に設けられている。各XブラインドBXは、例えば駆動機構ACXに接続されており、当該駆動機構ACXが制御装置CONTの制御によってXブラインドBXの移動量や移動のタイミングを調整可能になっている。このような駆動機構ACXとして、例えばリニアモータや電動モータ、エアシリンダなどを用いることができる。2つのXブラインドBXのうち−X側に配置されたXブラインドBX1は、+X側に配置されたXブラインドBX2に比べてX方向の寸法が大きくなるように形成されている。2つのXブラインドBXは、マスクMよりも+Z側を移動可能に設けられている。
各YブラインドBYは、それぞれX方向に長手方向を有するように形成されている。各YブラインドBYは、Y方向に延在するガイドレールGYに支持されており、当該ガイドレールGYに沿って移動可能に設けられている。各YブラインドBYは、例えば駆動機構ACYに接続されており、当該駆動機構ACYが制御装置CONTの制御によってYブラインドBYの移動量や移動のタイミングを調整可能になっている。このような駆動機構ACYとして、駆動機構ACXと同様、例えばリニアモータや電動モータ、エアシリンダなどを用いることができる。各YブラインドBYは、それぞれY方向の寸法が等しくなるように形成されている。2つのYブラインドBYは、マスクMよりも+Z側であって各XブラインドBXよりも−Z側を移動可能に設けられている。このように、XブラインドBXとYブラインドBYとの間で移動が妨げられることが無いような配置となっている。
図9及び図10は、XブラインドBX及びYブラインドBYの配置を示す図である。
図9は、第一パターンMP1を転写するときのXブラインドBX及びYブラインドBYの配置(第一配置)を示している。図9に示すように、第一パターンMP1を転写する場合には、例えばXブラインドBX1は、当該XブラインドBX1の+X側端辺と第一パターンMP1の−X側端辺とが一致するように配置される。XブラインドBX2は、当該XブラインドBX2の−X側端辺と第一パターンMP1の+X側端辺とが一致するように配置される。
図9は、第一パターンMP1を転写するときのXブラインドBX及びYブラインドBYの配置(第一配置)を示している。図9に示すように、第一パターンMP1を転写する場合には、例えばXブラインドBX1は、当該XブラインドBX1の+X側端辺と第一パターンMP1の−X側端辺とが一致するように配置される。XブラインドBX2は、当該XブラインドBX2の−X側端辺と第一パターンMP1の+X側端辺とが一致するように配置される。
また、例えばYブラインドBY1は、当該YブラインドBY1の+Y側端辺と第一パターンMP1の−Y側端辺とが一致するように配置される。YブラインドBY2は、当該YブラインドBY2の−Y側端辺と第一パターンMP1の+Y側端辺とが一致するように配置される。第一パターンMP1を転写する場合には、周辺パターンMPAがYブラインドBYによって覆われた状態となる。このため、照明領域IR1及びIR7を照明する露光光の全部が遮光され、照明領域IR2及びIR6を照明する露光光の一部が遮光されることになる。
図10は、第二パターンMP2を転写するときのXブラインドBX及びYブラインドBYの配置(第二配置)を示している。図10に示すように、第二パターンMP2を転写する場合には、例えばXブラインドBX1は当該XブラインドBX1の+X側端辺と第二パターンMP2の−X側端辺(周辺パターンMPAの−X側端辺)とが一致するように配置される。また、XブラインドBX2は、当該XブラインドBX2の−X側端辺と第一パターンMP1の+X側端辺(周辺パターンMPAの+X側端辺)とが一致するように配置される。
また、例えばYブラインドBY1は、当該YブラインドBY1の+Y側端辺と周辺パターンMPAの−Y側端辺とが一致するように配置される。YブラインドBY2は、当該YブラインドBY2の−Y側端辺と周辺パターンMPAの+Y側端辺とが一致するように配置される。第二パターンMP2を転写する場合には、第一パターンMP1のうち第二パターンMP2に含まれない部分がXブラインドBXによって覆われた状態となる。このため、照明領域IR1及びIR7を照明する露光光の一部が遮光されることになる。
図11Aは、基板Pの構成を示す図である。
基板Pは、例えばガラスプレート等の基材と、その基材上に形成された感光膜(塗布された感光剤)とを含む。基板Pは、大型のガラスプレートを含み、その基板Pの一辺のサイズは、例えば500mm以上である。基板Pの基材としては、例えば約2250mm×1950mmの矩形のガラスプレートなどが用いられる。
基板Pは、例えばガラスプレート等の基材と、その基材上に形成された感光膜(塗布された感光剤)とを含む。基板Pは、大型のガラスプレートを含み、その基板Pの一辺のサイズは、例えば500mm以上である。基板Pの基材としては、例えば約2250mm×1950mmの矩形のガラスプレートなどが用いられる。
図11Aに示すように、基板Pには、マスクMの第一パターンMP1が転写される露光領域PA1〜PA3と、マスクMの第二パターンMP2が転写される露光領域PA4及びPA5とが設けられている。露光領域PA1〜PA3は、例えば電子デバイスなどのパネルとなる領域であり、矩形に形成されている。本実施形態では、露光領域PA1〜PA3は、例えば57インチ程度の大きさに設定されている。露光領域PA4及びPA5は、基板Pのうち露光領域PA1〜PA3から外れた領域に設けられている。すなわち、露光領域PA4及びPA5は、基板Pのうちパネルとして用いられない未使用領域に設けられている。
露光領域PA1〜PA3のうち−X側角部にはアライメントマークAM1が配置されている。アライメントマークAM1は、Y方向に一列に並ぶように配置されている。露光領域PA1〜PA3のうち+X側角部にはアライメントマークAM2が配置されている。アライメントマークAM2は、例えばY方向に一列に並ぶように配置されている。
また、図11Aには、基板P上に投影領域PR1〜PR7が配置された状態が示されている。投影領域PR1〜PR7のそれぞれは、XY平面内において台形に形成される。投影領域PR1、PR3、PR5、PR7は、Y軸方向にほぼ等間隔で配置されている。投影領域PR2、PR4、PR6は、Y軸方向にほぼ等間隔で配置されている。投影領域PR1、PR3、PR5、PR7は、投影領域PR2、PR4、PR6に対して−X側に配置されている。Y軸方向に関して、投影領域PR1、PR3、PR5、PR7の間に、投影領域PR2、PR4、PR6が配置されている。
図11Bは、投影領域PR1〜PR7と、検出領域PZ1〜PZ8と、検出領域AL1〜AL6との位置関係の一例を示す模式図である。
検出器8A、8C、8E、8G、8Hによる検出領域PZ1、PZ3、PZ5、PZ7、PZ8が、投影領域PR1〜PR7に対して−X側に配置され、検出器8B、8D、8Fによる検出領域PZ2、PZ4、PZ6が、投影領域PR1〜PR7に対して+X側に配置される。また、検出領域PZ1、PZ3、PZ5、PZ7、PZ8が、Y軸方向にほぼ等間隔で配置され、検出領域PZ2、PZ4、PZ6が、Y軸方向にほぼ等間隔で配置される。
検出器8A、8C、8E、8G、8Hによる検出領域PZ1、PZ3、PZ5、PZ7、PZ8が、投影領域PR1〜PR7に対して−X側に配置され、検出器8B、8D、8Fによる検出領域PZ2、PZ4、PZ6が、投影領域PR1〜PR7に対して+X側に配置される。また、検出領域PZ1、PZ3、PZ5、PZ7、PZ8が、Y軸方向にほぼ等間隔で配置され、検出領域PZ2、PZ4、PZ6が、Y軸方向にほぼ等間隔で配置される。
複数の検出領域PZ1〜PZ8のうち、Y軸方向に関して外側2つの検出領域PZ1と検出領域PZ8との間隔は、複数の投影領域PR1〜PR7のうち、外側2つの投影領域PR1の−Y側のエッジと投影領域PR7の+Y側のエッジとの間隔より大きい。また、Y軸方向に関して中央のPZ2〜PZ7のうち、Y軸方向に関して外側2つの検出領域PZ3と検出領域PZ7との間隔(検出領域PZ2と検出領域PZ6との間隔)は、複数の投影領域PR1〜PR7のうち、外側2つの投影領域PR1の−Y側のエッジと投影領域PR7の+Y側のエッジとの間隔より小さい。
また、複数の検出領域PZ1〜PZ8のうち、Y軸方向に関して外側2つの検出領域PZ1と検出領域PZ8との間隔は、複数の露光領域PA1〜PA3のうち、露光領域PA3の−Y側のエッジと露光領域PA2の+Y側のエッジとの間隔より僅かに小さく、露光領域PA1の−Y側のエッジと露光領域PA1の+Y側のエッジとの間隔より大きい。
制御装置5は、基板ステージ2をX軸方向に移動して、検出器8A〜8Hの検出領域PZ1〜PZ8に対して基板ステージ2に保持された基板Pの表面をX軸方向に移動して、検出器8A〜8Hの検出領域PZ1〜PZ8に、基板Pの表面(露光領域PA1〜PA3)に設定された複数の検出点を配置して、それら複数の検出点のZ軸方向の位置を検出可能である。制御装置5は、第2検出システム8から出力される、複数の検出点のそれぞれで検出された基板Pの表面のZ軸方向の位置に基づいて、基板Pの表面(露光領域PA1〜PA3)のZ軸、θX、及びθY方向に関する位置情報(マップデータ)を取得可能である。
本実施形態において、顕微鏡9A〜9Fによる検出領域AL1〜AL6が、検出領域PZ1、PZ3、PZ5、PR7、PZ8に対して−X側に配置されている。検出領域AL1〜AL6は、Y軸方向に離れて配置される。複数の検出領域AL1〜AL6のうち、Y軸方向に関して外側2つの検出領域AL1と検出領域AL6との間隔は、複数の露光領域PA1〜PA3のうち、露光領域PA3の−Y側のエッジと露光領域PA2の+Y側のエッジとの間隔とほぼ等しい。
アライメントシステム9は、基板Pに設けられている複数のアライメントマークAM1及びAM2を検出する。本実施形態においては、基板P上においてY軸方向に離れて配置された6つのアライメントマークAM1、AM2のそれぞれに対応するように、顕微鏡9A〜9F(検出領域AL1〜AL6)が配置されている。顕微鏡9A〜9Fは、アライメントマークAM1、AM2が検出領域AL1〜AL6に同時に配置されるように設けられている。アライメントシステム9は、顕微鏡9A〜9Fを用いて、6つのアライメントマークAM1、AM2を同時に検出可能である。
次に、上述の構成を有する露光装置EXを用いて基板Pを露光する方法の一例について図12〜図16の模式図を参照しながら説明する。
まず、制御装置CONTは、マスクMをマスクステージ1に搬入する。マスクMがマスクステージ1に保持された後、露光レシピに基づいて、マスクMのアライメント処理、各種計測処理、及びキャリブレーション処理を含むセットアップ処理が実行される。
まず、制御装置CONTは、マスクMをマスクステージ1に搬入する。マスクMがマスクステージ1に保持された後、露光レシピに基づいて、マスクMのアライメント処理、各種計測処理、及びキャリブレーション処理を含むセットアップ処理が実行される。
マスクMのアライメント処理は、マスクMに配置されたアライメントマーク(不図示)の像を投影し、不図示の検出装置で当該像を検出することで、XY平面内におけるマスクMの位置を計測する処理を含む。計測処理としては、例えば各投影光学系PL1〜PL7より射出される露光光ELの照度を計測する処理や、各投影光学系PL1〜PL7の結像特性を計測する処理の少なくとも一つを含む。キャリブレーション処理は、計測処理の結果を用いて、各照明モジュールIL1〜IL7から射出される露光光ELの照度を調整する処理や、結像特性の計測結果に基づいて、各投影光学系PL1〜PL7の結像特性を調整する処理の少なくとも一つを含む。なお、露光装置EXには、これらのセットアップ処理を行うための各種セットアップ装置が適宜設けられている。
制御装置CONTは、上記各処理を完了させた後、所定のタイミングで、基板Pを基板ステージ2に搬入する。当該基板Pは、予め別途塗布装置などによって表面にレジストなどの感光材料が塗布された状態にしておく。基板Pが基板ステージ2に保持された後、露光レシピに基づいて、基板Pの位置及び姿勢を調整する基板調整処理(第一基板調整工程)が実行される。基板調整処理では、制御装置CONTは、まず基板Pに設けられるアライメントマークAM1の一列を検出させ、次にアライメントマークAM2の一列を検出させる。アライメントマークAM1及びAM2の検出後、制御装置CONTは、検出結果に応じて基板ステージ2を駆動させ、基板Pの位置及び姿勢を調整する。
基板調整処理の後、露光領域PA1〜PA3に対して第一パターンMP1を転写する(第一転写工程)。第一転写工程では、まず露光領域PA1を露光する。この露光処理では、制御装置CONTは、XブラインドBX及びYブラインドBYを図9で示した第一配置とし、照明領域IR1〜IR7に対してマスクMを−X方向に移動させる。また、制御装置CONTは、マスクMの移動に同期させるように、基板Pを投影領域PR1〜PR7に対して−X方向に移動させる。
XブラインドBX及びYブラインドBYが第一配置になっているため、照明領域IR2及びIR6の一部と照明領域IR3〜IR5の全部において露光光がマスクMに照射される。このため、基板Pには、投影領域PR1〜PR7のうち投影領域PR2及びPR6の一部と投影領域PR3〜PR5の全部に像が投影される。この状態でマスクMと基板Pとが同期して−X方向に移動することにより、図12に示すように、露光領域PA1が投影領域PR2〜PR6によって走査され、露光領域PA1には第一パターンMP1の転写像が形成される。
露光領域PA1に第一パターンMP1の転写像が形成された後、制御装置CONTは、露光領域PA2に第一パターンMP1の転写像を形成させる。制御装置CONTは、投影領域IR2〜IR6が露光領域PA2内に配置されるように基板ステージ2を−Y方向に移動させ、図13に示すように露光領域PA1の露光時とは反対の方向、すなわち+X方向にマスクMと基板Pとを同期移動させる。この動作により、露光領域PA2が投影領域IR2〜IR6によって走査され、露光領域PA2に第一パターンMP1の転写像が形成される。
露光領域PA2に第一パターンMP1の転写像が形成された後、制御装置CONTは、露光領域PA3に第一パターンMP1の転写像を形成させる。制御装置CONTは、投影領域IR2〜IR6が露光領域PA3内に配置されるように基板ステージ2を+Y方向に移動させ、図14に示すように露光領域PA2の露光時とは反対の方向、すなわち−X方向にマスクMと基板Pとを同期移動させる。この動作により、露光領域PA3が投影領域IR2〜IR6によって走査され、露光領域PA3に第一パターンMP1の転写像が形成される。
次に、制御装置CONTは、露光領域PA4及びPA5に第二パターンMP2の転写像を形成する(第二転写工程)。第二転写工程では、制御装置CONTは、XブラインドBX及びYブラインドBYを図10で示した第二配置とする。また、照明領域IR1〜IR7と露光領域PA4とのY方向の位置が合うように基板ステージ2を−Y方向に移動させる。このとき、制御装置CONTは、上記のアライメントマークAM1及びAM2の検出結果を用いて基板ステージ2を駆動させ、基板Pの位置及び姿勢を調整する基板調整処理を行わせる。
制御装置CONTには、アライメントマークAM1及びAM2の検出結果に対する基板ステージ2の移動量を予め設定しておき、記憶させておくようにする。基板ステージ2を駆動する際には、制御装置CONTは、当該移動量の分、基板ステージ2を移動させるようにする。露光領域PA4及びPA5の露光については、上記の露光領域PA1〜PA3に干渉しない範囲であれば、ある程度の位置ずれや重ね合わせのズレが許容されうる。このため、必ずしも厳密にアライメントマークの検出を行う必要が無く、上記の処理であっても十分に露光領域PA4及びPA5の位置精度が確保されることになる。このため、処理速度が向上することになる。
制御装置CONTは、基板ステージ2の位置調整を行った後、照明領域IR1〜IR7に対してマスクMを+X方向に移動させると共に、マスクMの移動に同期させるように基板Pを投影領域PR1〜PR7に対して+X方向に移動させる。
XブラインドBX及びYブラインドBYが第二配置になっているため、照明領域IR1及びIR7の一部と照明領域IR2〜IR6の全部において露光光がマスクMに照射される。このため、基板Pには、投影領域PR1及びPR7の一部と投影領域PR2〜PR6の全部とに像が投影される。この状態でマスクMと基板Pとが同期して−X方向に移動することにより、図15に示すように、露光領域PA4が投影領域PR1〜PR7によって走査され、露光領域PA1には第二パターンMP2の転写像が形成される。
露光領域PA4に第二パターンMP2の転写像が形成された後、制御装置CONTは、露光領域PA5に第二パターンMP2の転写像を形成させる。制御装置CONTは、投影領域PR1〜PR7が露光領域PA5内に配置されるように基板ステージ2を−Y方向に移動させる。その後、制御装置CONTは、照明領域IR1〜IR7に対してマスクMを+X方向に移動させると共に、マスクMの移動に同期させるように基板Pを投影領域PR1〜PR7に対して+X方向に移動させる。この動作により、図16に示すように、露光領域PA5が投影領域PR1〜PR7によって走査され、露光領域PA5に第一パターンMP1の転写像が形成される。
以下、同一ロットにおいて、上記の処理が繰り返される。同一ロットは、同一のマスクMを用いて露光される複数の基板Pのグループを含む。少なくとも同一ロットにおいては、同一の露光レシピの下で、露光が実行される。なお、露光が行われた基板Pは、露光装置EXの外部に搬出され、例えば現像工程や、配線層形成工程などの各工程が適宜行われることになる。
例えば1枚の基板Pに対して第一パターンMP1の転写領域を複数配置する場合、そのレイアウトの選択によっては、本実施形態のように基板Pにある程度大きな未使用領域が発生する場合がある。この未使用領域に露光を行わず転写領域のみ露光を行うと、基板P上に広い面積の未露光領域が形成されることとなり、現像時におけるレジストの定着安定性に影響を及ぼすことがある。
また、例えば現像後の工程で当該未露光領域の全面にメタル層が形成されると、配線層が形成された部分に比べて当該メタル層に発生する熱変形による歪みが増大し、デバイスパターン(配線パターン)の重ね合わせ精度に影響を及ぼす場合がある。したがって、基板Pに広い面積の未露光領域が形成されるのを回避することが求められている。
これに対して、本実施形態では、基板Pを露光する際に、第一パターンMP1と、当該第一パターンMP1の周囲に設けられる周辺パターンMPAとを有するマスクMのうち、第一パターンMP1を基板Pに複数回転写する第一転写工程と、基板Pのうち第一パターンMP1が転写された領域から外れた領域(未使用領域)に、第一パターンMP1の一部と周辺パターンMPAとを含む第二パターンMP2を転写する第二転写工程とを含むこととしたので、未使用領域の大部分が未露光領域となることを回避することができる。すなわち、本実施形態によると、基板Pに形成される未露光領域の面積を、従来技術に比して低減させることができる。
加えて、本実施形態においては、マスクMに第一パターンMP1と第二パターンMP2(第一パターンMP1の一部と周辺パターンMPA)とが形成されており、露光領域PA1〜PA3には第一パターンMP1を転写し、露光領域PA4及びPA5には第一パターンMP1よりもY方向(走査方向の直交方向)の寸法が大きい第二パターンMP2を転写するため、基板P上に形成される転写像のY方向の寸法は、露光領域PA1〜PA3よりも露光領域PA4及びPA5の方が大きくなる。このため、1回あたりの転写において、露光領域PA1〜PA3に対する転写に比べて、露光領域PA4及びPA5に対する転写の方が広い範囲に転写することができる。
具体的には、露光領域PA4及びPA5に第二パターンMP2の転写像を形成する際の一回の走査では、投影領域PR1及びPR7の一部と、投影領域PR2〜PR6の全部とを合わせた領域が投影領域全体である。また、露光領域PA1〜PA3に第一パターンMP1を形成する際の一回の走査では、投影領域PR2及びPR6の一部と、投影領域PR3〜PR5の全部とを合わせた領域が投影領域全体である。このため、第二パターンMP2の転写像形成時における投影領域全体のY方向の寸法は、第一パターンMP1の転写像形成時における投影領域全体のY方向の寸法よりも大きくなる。
したがって、基板Pの未使用領域(露光領域PA4及びPA5)に第二パターンMP2を転写する場合、露光領域PA1〜PA3に転写する回数よりも少ない回数の転写で済むことになる。このように、基板Pのうち露光領域PA1〜PA3以外の未使用領域に転写する回数を極力少なくすることにより、生産性の低下を防ぐことができる。
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、露光領域PA4及びPA5の露光を行う際に、制御装置CONTが露光領域PA1〜PA3の露光前に検出したアライメントマークAM1及びAM2の検出結果を用いて基板ステージ2の位置調整を行うこととしたが、これに限られることは無い。例えば、プリアライメントのみを行うようにしても構わない。
例えば、上記実施形態においては、露光領域PA4及びPA5の露光を行う際に、制御装置CONTが露光領域PA1〜PA3の露光前に検出したアライメントマークAM1及びAM2の検出結果を用いて基板ステージ2の位置調整を行うこととしたが、これに限られることは無い。例えば、プリアライメントのみを行うようにしても構わない。
また、図17に示すように、基板Pのうち露光領域PA4及び露光領域PA5に例えばアライメントマークAM3及びAM4を配置し、露光領域PA4及びPA5の露光時においては当該アライメントマークAM3及びAM4の検出を行い、検出結果を用いて基板ステージ2の位置調整を行う(第二基板調整工程)ようにしても構わない。
また、上記実施形態において、周辺パターンMPAが第一パターンMP1の一端部に連なって配置され、当該一端部を挟むように配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば周辺パターンMPAが第一パターンMP1の一方の側に配置された構成であっても構わない。また、周辺パターンMPAが第一パターンMP1の一端部ではなく例えば中央部に連なって配置された構成であっても構わない。
また、上記実施形態においては、露光領域PA1〜PA3に第一パターンMP1を転写した後、露光領域PA4及びPA5に第二パターンMP2を転写することとしたが、これに限られることは無く、例えば露光領域PA4及びPA5に第二パターンMP2を転写した後に露光領域PA1〜PA3に第一パターンMP1を転写することとしても構わない。
なお、露光装置EXの用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適用できる。
本実施形態の露光装置EXの光源は、g線(436nm)、h線(405nm)、i線(365nm)のみならず、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)を用いることができる。
投影光学系PL1〜PL5の各倍率は等倍系のみならず、縮小系及び拡大系のいずれでもよい。
また、前述した実施形態においては、液晶表示素子を製造する場合を例に挙げて説明したが、もちろん、液晶表示素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、半導体素子等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンを半導体基板上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも本発明を適用することができる。
また、上述の実施形態では、各投影光学系PL1〜PL5が一対の反射屈折型光学系31,32を有するマルチ走査型投影露光装置について本発明を適用しているが、各投影光学系が1つ又は3つ以上の結像光学系を有する型式のマルチ走査型投影露光装置に対しても本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、投影光学系PL1〜PL5がマルチ型に構成された場合を例に挙げて説明したが、本発明はマルチ型以外の投影光学系、つまり鏡筒が1つの投影光学系にも適用することができる。
次に本発明の一実施形態による露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図18は、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する際の製造工程の一部を示すフローチャートである。まず、図18のステップS10において、1ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップS12において、その1ロットのウエハ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S14において、図1に示す露光装置EXを用いて、マスクM上のパターンの像がその投影光学系(投影システム)を介して、その1ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される(転写工程)。
その後、ステップS16において、その1ロットのウエハ上のフォトレジストの現像(現像工程)が行われた後、ステップS18において、その1ロットのウエハ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、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、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、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
また、図1に示す露光装置EXでは、基板P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19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。図19は、マイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造する際の製造工程の一部を示すフローチャートである。
図19中のパターン形成工程S20では、本実施形態の露光装置EXを用いてマスクMの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、レチクル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S22へ移行する。
次に、カラーフィルタ形成工程S22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、又は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S22の後に、セル組み立て工程S24が実行される。セル組み立て工程S24では、パターン形成工程S20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S22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S24では、例えば、パターン形成工程S20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S22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、モジュール組立工程S26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、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
EX…露光装置 M…マスク P…基板 MP1…第一パターン MP2…第二パターン MPA…周辺パターン BX(BX1、BX2)…Xブラインド BY(BY1、BY2)…Yブラインド ACX、ACY…駆動機構 CONT…制御装置
Claims (18)
- 基板を露光する露光方法であって、
第一パターンと、前記第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、前記第一パターンを前記基板に複数回転写する第一転写工程と、
前記基板のうち前記第一パターンが転写された領域から外れた領域に、前記第一パターンの一部及び前記周辺パターンを含む第二パターンを転写する第二転写工程と
を含む露光方法。 - 前記第二転写工程では、前記第一転写工程における転写回数よりも少ない回数前記第二パターンを転写する
請求項1に記載の露光方法。 - 前記第一転写工程は、露光光を第一方向に走査させて前記第一パターンを転写することを含み、
前記第二転写工程は、前記露光光を前記第一方向に走査させて前記第二パターンを転写することを含み、
前記露光光の一部を遮光する遮光部を前記露光光の光路上に進退させて前記露光光の遮光量を調整することで、一回の走査による前記第二パターンの走査領域の前記第一方向と直交する第二方向における寸法が一回の走査による前記第一パターンの走査領域の前記第二方向における寸法よりも大きくなるように、前記第一パターンの走査領域及び前記第二パターンの走査領域を調整する調整工程を更に備える
請求項1又は請求項2に記載の露光方法。 - 基板を露光する露光方法であって、
第一パターンと、前記第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、前記第一パターンを介した露光光を前記基板の第一方向に走査させて前記基板に前記第一パターンを転写する第一転写工程と、
前記基板のうち前記第一パターンが転写された領域から外れた領域に前記第一パターンの一部及び前記周辺パターンを含む第二パターンを介した前記露光光を前記第一方向に走査させて前記第二パターンを転写する第二転写工程と、
一回の走査による前記第二パターンの走査領域の前記第一方向と直交する第二方向における寸法が一回の走査による前記第一パターンの走査領域の前記第二方向における寸法よりも大きくなるように、前記第一パターンの走査領域及び前記第二パターンの走査領域を調整する調整工程と
を含む露光方法。 - 前記第一転写工程は、前記第二転写工程に先立って行われる
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の露光方法。 - 前記第一転写工程及び前記第二転写工程のうち少なくとも一方に先立って、前記基板の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整する基板調整工程
を更に含む請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の露光方法。 - 前記基板調整工程は、前記基板の位置及び姿勢に関する情報を検出し、検出結果に基づいて前記基板の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整することを含む
請求項6に記載の露光方法。 - 前記第一転写工程は、前記第二転写工程に先立って行われ、
前記基板調整工程は、前記第一転写工程に先立って行われる第一基板調整工程と、前記第二転写工程に先立って行われる第二基板調整工程と、を含み、
前記第一基板調整工程は、前記基板の位置及び姿勢に関する情報を検出し、検出結果に基づいて前記基板の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整することを含み、
前記第二基板調整工程は、前記第一基板調整工程における検出結果に基づいて前記基板の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整することを含む
請求項6又は請求項7に記載の露光方法。 - 基板を露光する露光装置であって、
第一パターンと、前記第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、前記第一パターンを前記基板に複数回転写させると共に、前記基板のうち前記第一パターンが転写された領域から外れた領域に、前記第一パターンの一部及び前記周辺パターンを含む第二パターンを転写させる制御装置
を備える露光装置。 - 前記制御装置は、露光光を第一方向に走査させて前記第一パターンを転写させると共に前記露光光を前記第一方向に走査させて前記第二パターンを転写させ、
一回の走査による前記第二パターンの走査領域の前記第一方向と直交する第二方向における寸法が一回の走査による前記第一パターンの走査領域の前記第二方向における寸法よりも大きくなるように、前記第一パターンの走査領域及び前記第二パターンの走査領域を調整する調整装置を更に備え、
前記調整装置は、前記露光光の光路上に出し入れされるように移動可能に設けられ前記露光光の一部を遮光する遮光部と、前記遮光部を移動させて前記露光光の遮光量を調整する位置調整部と、を有する
請求項9に記載の露光方法。 - 基板を露光する露光装置であって、
第一パターンと、前記第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンと、を有するマスクのうち、前記第一パターンを介した露光光を前記基板の第一方向に走査させて前記基板に前記第一パターンを転写させると共に、前記基板のうち前記第一パターンが転写された領域から外れた領域に前記第一パターンの一部及び前記周辺パターンを含む第二パターンを介した前記露光光を前記第一方向に走査させて前記第二パターンを転写させる制御装置と、
一回の走査による前記第二パターンの走査領域の前記第一方向と直交する第二方向における寸法が一回の走査による前記第一パターンの走査領域の前記第二方向における寸法よりも大きくなるように、前記第一パターンの走査領域及び前記第二パターンの走査領域を調整する調整装置と
を含む露光装置。 - 前記調整装置は、前記露光光の光路上に出し入れされるように移動可能に設けられ前記露光光の一部を遮光する遮光部と、前記遮光部を移動させて前記露光光の遮光量を調整する位置調整部と、を有する
請求項11に記載の露光装置。 - 基板に転写させる第一パターンと、
前記基板のうち前記第一パターンが転写される領域から外れた領域に転写させる第二パターンと、を有し、
前記第二パターンは、前記第一パターンの一部分、及び、前記第一パターンの周囲に設けられる周辺パターンを含む
マスク。 - 前記周辺パターンは、前記第一パターンに連なるように形成されている
請求項13に記載のマスク。 - 前記周辺パターンは、前記第一パターンとの間で単位面積あたりの前記露光光の透過率が等しくなるように形成されている
請求項13又は請求項14に記載のマスク。 - 前記周辺パターンは、前記第一パターンと等しい形状を含んでいる
請求項13から請求項15のうちいずれか一項に記載のマスク。 - 前記周辺パターンは、前記第一パターンとは異なる形状に形成されている
請求項13から請求項15のうちいずれか一項に記載のマスク。 - 請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載の露光方法を用いて前記基板を露光することと、
露光された前記基板を現像して、前記第一パターン及び前記第二パターンに対応する露光パターン層を形成することと、
前記露光パターン層を介して前記基板を加工することと
を含むデバイス製造方法。
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