JP2013213983A - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。 The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method.
露光装置等の基板処理装置は、例えば下記の特許文献1に記載されているように、各種デバイスの製造に利用されている。基板処理装置は、照明領域に配置されたマスクMに形成されているパターンの像を、投影領域に配置されている基板等に投影することができる。基板処理装置に用いられるマスクMは、平面状のもの、円筒状のもの等がある。円筒状のマスクを用いた場合には、ステージを往復運動させたり、マスクを保持する複数のステージを用いたりする必要が無く、コストを低減することができる。 A substrate processing apparatus such as an exposure apparatus is used for manufacturing various devices as described in Patent Document 1 below, for example. The substrate processing apparatus can project an image of a pattern formed on the mask M arranged in the illumination area onto a substrate or the like arranged in the projection area. The mask M used in the substrate processing apparatus includes a planar one and a cylindrical one. When a cylindrical mask is used, it is not necessary to reciprocate the stage or use a plurality of stages for holding the mask, and the cost can be reduced.
また、デバイスを製造する手法の1つとして、例えば下記の特許文献2に記載されているようなロール・ツー・ロール方式が知られている。ロール・ツー・ロール方式は、送出用のロールから回収用のロールへフィルム等の基板を搬送しながら、搬送経路上において基板に各種処理を行う方式である。基板は、例えば搬送ローラーの間等において、実質的に平面である状態で処理が施されることがある。また、基板は、例えばローラーの表面上等において、湾曲している状態で処理が施されることもある。 As one of the methods for manufacturing a device, for example, a roll-to-roll method as described in Patent Document 2 below is known. The roll-to-roll system is a system in which various processes are performed on a substrate on a transport path while a substrate such as a film is transported from a delivery roll to a collection roll. The substrate may be processed in a substantially flat state, for example, between transport rollers. Further, the substrate may be processed in a curved state, for example, on the surface of a roller.
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
円筒状マスクの回転と、基板を湾曲させて保持する搬送ローラーの回転とを高精度に同期させる必要があり、これを実現するためには構造が複雑になるという問題が生じる。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
It is necessary to synchronize the rotation of the cylindrical mask and the rotation of the conveyance roller that holds the substrate in a curved manner with high accuracy. To realize this, there arises a problem that the structure becomes complicated.
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、構造の複雑化を防止しつつ、シート状の基板に効率的に露光できる露光装置及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object thereof is to provide an exposure apparatus and a device manufacturing method capable of efficiently exposing a sheet-like substrate while preventing the structure from becoming complicated. To do.
本発明の第1の態様に従えば、マスクに形成されたパターンをシート状の基板に転写する露光装置であって、円筒状に形成され第1円筒面に沿ってマスクを保持して所定の軸線周りに回転可能なマスク保持部と、円筒状に形成され第2円筒面に沿って基板を保持して所定の軸線周りに回転可能な基板保持部と、パターンの像を基板に所定倍率で投影する投影光学系と、マスク保持部及び基板保持部を一体的に回転駆動する駆動装置と、を備える露光装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto a sheet-like substrate, wherein the exposure apparatus is formed in a cylindrical shape and holds the mask along the first cylindrical surface. A mask holding portion that can rotate around an axis, a substrate holding portion that is formed in a cylindrical shape and holds the substrate along the second cylindrical surface and can rotate around a predetermined axis, and a pattern image on the substrate at a predetermined magnification An exposure apparatus is provided that includes a projection optical system for projecting, and a driving device that integrally rotates the mask holding unit and the substrate holding unit.
本発明の第2の態様に従えば、基板を処理してデバイスを製造するデバイス製造方法であって、本発明の第1の態様の露光装置を用いて、基板にパターンを転写することと、パターンが転写された基板をパターンに基づいて加工することと、を含むデバイス製造方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method for processing a substrate to manufacture a device, using the exposure apparatus according to the first aspect of the present invention to transfer a pattern to the substrate; And processing a substrate on which the pattern has been transferred based on the pattern.
本発明では、構造の複雑化を防止しつつ、シート状の基板に効率的に露光処理を実施することが可能になる。 In the present invention, it is possible to efficiently perform exposure processing on a sheet-like substrate while preventing the structure from becoming complicated.
以下、本発明の露光装置及びデバイス製造方法の実施の形態を、図1ないし図11を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る露光装置EXの概略的な構成図であり、図2は図1に示す露光装置EXを+Y側から視た概略的な側面図である。
露光装置EXは、いわゆる走査露光装置であり、円筒マスク(マスク)DMの回転と可撓性の基板Pの送りとを同期駆動させつつ、照明光学系IL1〜IL3からの照明光で照明された円筒マスクDMに形成されているパターンの像を、正立等倍の投影光学系PL(PL1〜PL3)を介して基板Pに投影する。なお、図1乃至図11において、直交座標系XYZのY軸を円筒状の円筒マスクDMの回転中心線AXと平行に設定し、Z軸を走査露光の方向、即ち、露光位置での基板Pの搬送方向に設定する。
Embodiments of the exposure apparatus and device manufacturing method of the present invention will be described below with reference to FIGS.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic block diagram of an exposure apparatus EX according to the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic side view of the exposure apparatus EX shown in FIG. 1 viewed from the + Y side.
The exposure apparatus EX is a so-called scanning exposure apparatus, and is illuminated with illumination light from the illumination optical systems IL1 to IL3 while synchronously driving rotation of the cylindrical mask (mask) DM and feeding of the flexible substrate P. The image of the pattern formed on the cylindrical mask DM is projected onto the substrate P via the erecting equal magnification projection optical system PL (PL1 to PL3). 1 to 11, the Y axis of the orthogonal coordinate system XYZ is set parallel to the rotation center line AX of the cylindrical cylindrical mask DM, and the Z axis is the direction of scanning exposure, that is, the substrate P in the exposure position. Set to the transport direction.
本実施形態において、基板Pは、いわゆるフレキシブル基板等のような可撓性(フレキシビリティ)を有する基板である。本実施形態の露光装置EXは、可撓性を有する基板Pによって、可撓性を有するデバイスを製造することができる。基板Pは、露光装置EXにおいて屈曲した場合に、破断しない程度の可撓性を有するように選択される。 In this embodiment, the board | substrate P is a board | substrate which has flexibility (flexibility) like what is called a flexible substrate. The exposure apparatus EX of the present embodiment can manufacture a flexible device by using the flexible substrate P. The substrate P is selected so as to be flexible enough not to be broken when bent in the exposure apparatus EX.
なお、露光処理時における基板Pの可撓性は、例えば、基板Pの材質、大きさ、厚さ等によって調整することができ、また露光処理時の湿度、温度等の環境条件等によって調整することもできる。 The flexibility of the substrate P during the exposure process can be adjusted by, for example, the material, size, thickness, and the like of the substrate P, and is adjusted by environmental conditions such as humidity and temperature during the exposure process. You can also.
可撓性を有する基板Pは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼等の金属又は合金からなる箔(フォイル)等である。樹脂フィルムの材質は、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち1又は2以上を含む。 The board | substrate P which has flexibility is foil (foil) etc. which consist of metals or alloys, such as a resin film and stainless steel, for example. The material of the resin film is, for example, one of polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, and vinyl acetate resin. Or two or more.
基板Pは、例えば、基板Pに施される各種処理において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数等の特性が設定される。熱膨張係数は、例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって、プロセス温度等に応じた閾値よりも小さく設定されていてもよい。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素等でもよい。また、基板Pは、フロート法等で製造された厚さ100μm程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上記の樹脂フィルム、箔等を貼り合わせた積層体であってもよい。 For example, the substrate P is set with characteristics such as a coefficient of thermal expansion so that the amount of deformation caused by heat in various processes applied to the substrate P can be substantially ignored. The thermal expansion coefficient may be set smaller than a threshold corresponding to the process temperature or the like, for example, by mixing an inorganic filler with a resin film. The inorganic filler may be, for example, titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon oxide or the like. The substrate P may be a single layer of ultrathin glass having a thickness of about 100 μm manufactured by a float process or the like, or a laminate in which the above resin film, foil, or the like is bonded to the ultrathin glass. It may be.
円筒マスクDMは、マスク保持部(第1円筒体)12に保持される。マスク保持部12は、その外周面で円筒マスクDMを円筒状に保持して、Y方向に延在する第1回転軸AX1周りに回転する。円筒マスクDMは、例えば平坦性の良い短冊状の極薄ガラス板(例えば厚さ100〜500μm)の一方の面にクロム等の遮光層でパターンを形成した透過型の平面状シートマスクとして作成され、それをマスク保持部12の外周面に倣って湾曲させ、この外周面に巻き付けた(貼り付けた)状態で使用される。なお、円筒マスクDMとしては、透明円筒母材によるマスク保持部12の外周面に直接クロム等の遮光層によるマスクパターンを描画形成して一体化してもよい。この場合も、マスク保持部が円筒マスクDMの支持部材として機能する。
The cylindrical mask DM is held by a mask holding unit (first cylindrical body) 12. The
基板Pは、供給ロール(不図示)から引き出されて基板保持部(第2円筒体)22に保持され、露光処理が施された後に、不図示の回収ロールに巻き上げられる。
基板保持部22は、外周面の一部で基板Pを円筒状に保持して、Y方向に延在する第2回転軸AX2周りに回転する。第2回転軸AX2は、第1回転軸AX1と同軸に、且つ結合部材(接続装置)14により一体的に回転可能及び着脱自在に接続されている。マスク保持部12の半径、及び基板保持部22の半径は、マスク保持部12に保持された円筒マスクDMにおけるパターン面と、基板保持部22に保持された基板Pの露光面とが同一半径、すなわち同一の周速度(回転速度)となる値に設定されている。本実施形態において、マスク保持部12及び基板保持部22は、電動モーター等のアクチュエータを含む駆動部(不図示)から、第1、第2回転軸AX1、AX2を介して供給されるトルクによって回転する。
The substrate P is pulled out from a supply roll (not shown), held on a substrate holding part (second cylindrical body) 22, and after being subjected to an exposure process, is wound up on a collection roll (not shown).
The
照明光学系IL1〜IL3は、マスク保持部12に保持された円筒マスクDMの一部(照明領域IR1〜IR3)をパターン領域として、図2に示すように、第1回転軸AX1周り方向に離間した位置で均一な明るさで照明する。照明光の光源としては、例えばランプ光源から射出される輝線(g線、h線、i線)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)等である。
The illumination optical systems IL1 to IL3 are separated in the direction around the first rotation axis AX1, as shown in FIG. 2, using a part of the cylindrical mask DM (illumination regions IR1 to IR3) held by the
図3は、マスク保持部12及び円筒マスクDMの展開図である。図3中の符号Xsは、マスク保持部12及びは円筒マスクDMの移動方向(回転方向)を示す。
図3に示すように、照明領域IR1〜IR3のそれぞれはY方向で隣り合う台形状の照明領域の斜辺部の三角部が重なるように(オーバーラップするように)配置されている。そのため、例えば、マスク保持部12の回転によって照明領域IR1を通過する円筒マスクDM上の領域は、マスク保持部12の回転によって照明領域IR2を通過する円筒マスクDM上の領域と一部重複する。
FIG. 3 is a development view of the
As shown in FIG. 3, each of the illumination areas IR1 to IR3 is arranged such that the triangular portions of the oblique sides of the trapezoidal illumination areas adjacent in the Y direction overlap (overlapping). Therefore, for example, a region on the cylindrical mask DM that passes through the illumination region IR1 due to the rotation of the
本実施形態において、円筒マスクDMのパターン形成領域MAは、マスク保持部12の回転に伴って方向Xsに移動し、パターン形成領域のうちのY軸方向の各部分領域は、照明領域IR1〜IR3のいずれかを通過する。換言すると、照明領域IR1〜IR3は、パターン形成領域のY軸方向の全幅をカバーするように、配置されている。
In the present embodiment, the pattern formation area MA of the cylindrical mask DM moves in the direction Xs as the
各投影光学系PL1〜PL3は、照明光学系IL1〜IL3のそれぞれに対応し、各照明光学系IL1〜IL3によって照明される照明領域IR1〜IR3における円筒マスクDMのパターンの像を、図4に示すように、基板P上で対応する投影領域PA1〜PA3に正立等倍で投影する。各投影光学系PL1〜PL3は、円筒マスクDMの照明領域IR1〜IR3と対向配置された第1投影モジュールPL11〜PL13、投影領域PA1〜PA3と対向する位置に配置された第2投影モジュールPL21〜PL23、各投影モジュール間に配置された反射部材RF11〜RF13、RF21〜RF23を備えている。 Each projection optical system PL1 to PL3 corresponds to each of the illumination optical systems IL1 to IL3, and FIG. 4 shows an image of the pattern of the cylindrical mask DM in the illumination areas IR1 to IR3 illuminated by the illumination optical systems IL1 to IL3. As shown in the figure, the image is projected on the substrate P to the corresponding projection areas PA1 to PA3 at an erecting equal magnification. Each of the projection optical systems PL1 to PL3 includes a first projection module PL11 to PL13 that is disposed to face the illumination areas IR1 to IR3 of the cylindrical mask DM, and a second projection module PL21 to PL that is disposed to face the projection areas PA1 to PA3. PL23, reflection members RF11 to RF13 and RF21 to RF23 disposed between the projection modules are provided.
投影領域PA1〜PA3のそれぞれは、第2回転軸AX2周りの周方向に沿ってみた場合に、第2回転軸AX2方向において隣り合う投影領域と、端部(台形の三角部分)が重なるように配置されている。そのため、例えば、基板保持部22の回転によって投影領域PA1を通過する基板P上の領域は、基板保持部22の回転によって投影領域PA2を通過する基板P上の領域と一部重複する。投影領域PA1と投影領域PA2は、周方向で重複する領域での露光量が、重複しない領域の露光量と実質的に同じになるように、それぞれの形状等が設定されている。
Each of the projection areas PA1 to PA3, when viewed along the circumferential direction around the second rotation axis AX2, the adjacent projection area in the direction of the second rotation axis AX2 and an end (a trapezoidal triangular portion) overlap each other. Has been placed. Therefore, for example, the area on the substrate P that passes through the projection area PA1 due to the rotation of the
上記構成の露光装置EXにおいては、駆動部により第1回転軸AX1及び第2回転軸AX2が回転駆動されることにより、マスク保持部12及び基板保持部22が一体的に回転する。そして、マスク保持部12に保持された円筒マスクDMは、照明光学系IL1〜IL3からの照明光で照明され、各照明領域IR1〜IR3における円筒マスクDMのパターンの像は、投影光学系PLを介して基板P上の投影領域PA1〜PA3に正立等倍で投影される。
In the exposure apparatus EX configured as described above, the first rotary shaft AX1 and the second rotary shaft AX2 are rotationally driven by the drive unit, whereby the
このとき、マスク保持部12及び基板保持部22は、第1回転軸AX1及び第2回転軸AX2が一体的に接続・結合されていることから、同一の角速度で回転することになる。また、円筒マスクDMのパターン面と基板Pの感光面とが同一の半径上にあることから、各面は同一の周速度で回転した状態で露光処理が行われ、基板Pには3つの投影領域PA1〜PA3に投影された像が合成されたパターンが形成される。
At this time, the
なお、本実施形態では、円筒マスクDMを交換する際には、結合部材14による第1回転軸AX1と第2回転軸AX2との結合を解除した後に、第1回転軸AX1、マスク保持部12、円筒マスクDMを一体的に交換すればよい。
In this embodiment, when exchanging the cylindrical mask DM, after the coupling between the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 by the
以上説明したように、本実施形態では、第1回転軸AX1及び第2回転軸AX2が結合され、マスク保持部12及び基板保持部22が一体的に回転駆動されるため、マスク保持部12及び基板保持部22、すなわち円筒マスクDM及び基板Pを同期させるための機構を別途設けることなく円筒マスクDMのパターンを連続的に基板Pに露光することが可能となり、構造の複雑化を防止しつつ、円筒マスクDMのパターンを効率的に基板Pに形成することができる。
As described above, in the present embodiment, since the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 are coupled and the
また、本実施形態では、第1回転軸AX1及び第2回転軸AX2が結合部材14により着脱自在に接続されているため、予め別のマスク保持部に保持させておいた円筒マスクDMに容易に交換することが可能になる。
Further, in the present embodiment, since the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 are detachably connected by the
(第2実施形態)
次に、露光装置EXの第2実施形態について、図5乃至図7を参照して説明する。
この図において、図1乃至図4に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
上記第1実施形態では、一つの円筒マスクDMのパターンを基板Pに露光する構成としたが、本実施形態では複数(ここでは2つ)の円筒マスクを用い、より大きなパターンを基板Pに露光する場合について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the exposure apparatus EX will be described with reference to FIGS.
In this figure, the same components as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the first embodiment, the pattern of one cylindrical mask DM is exposed on the substrate P. However, in this embodiment, a plurality of (in this case, two) cylindrical masks are used and a larger pattern is exposed on the substrate P. The case where it does is demonstrated.
図5は、第2実施形態に係る露光装置EXの概略的な構成図である。
本実施形態の露光装置EXには、基板保持部22を挟んだY方向の両側にマスク保持部12A、12Bが配設され、マスク保持部12Aに対応して投影光学系PL1A〜PL2Aが設けられ、マスク保持部12Bに対応して投影光学系PL1B〜PL2Bが設けられている。
FIG. 5 is a schematic block diagram of an exposure apparatus EX according to the second embodiment.
In the exposure apparatus EX of the present embodiment,
マスク保持部12Aは、その外周面で円筒マスクDMAを円筒状に保持して、Y方向に延在する第1回転軸AX1A周りに回転する。同様に、マスク保持部12Bは、その外周面で円筒マスクDMBを円筒状に保持して、Y方向に延在する第1回転軸AX1B周りに回転する。基板Pは、Y方向の幅が円筒マスクDMA、DMBの二倍程度(円筒マスクDMA、DMBの幅の合計幅程度)に設定されている。
The
第2回転軸AX2は、第1回転軸AX1Aと同軸に、且つ結合部材(接続装置)14Aにより一体的に回転可能及び着脱自在に接続されるとともに、第1回転軸AX1Bと同軸に、且つ結合部材(接続装置)14Bにより一体的に回転可能及び着脱自在に接続される。 The second rotation axis AX2 is coaxially connected to the first rotation axis AX1A and is integrally and detachably connected by a coupling member (connection device) 14A, and is coaxially coupled to the first rotation axis AX1B. The member (connection device) 14B is integrally connected to be rotatable and detachable.
円筒マスクDMAは、図6に示すように、照明領域IR1A、IR2Aを有する照明光学系からの照明光で照明される。2つの照明領域IR1A、IR2Aは、Y方向で隣り合う台形状の照明領域の斜辺部の三角部が周方向で重なるように(オーバーラップするように)、周方向で離間して配置されている。同様に、円筒マスクDMBは、照明領域IR1B、IR2Bを有する照明光学系からの照明光で照明される。2つの照明領域IR1B、IR2Bは、Y方向で隣り合う台形状の照明領域の斜辺部の三角部が周方向で重なるように(オーバーラップするように)、周方向で離間して配置されている。 As shown in FIG. 6, the cylindrical mask DMA is illuminated with illumination light from an illumination optical system having illumination areas IR1A and IR2A. The two illumination areas IR1A and IR2A are spaced apart from each other in the circumferential direction so that the triangular portions of the hypotenuses of the trapezoidal illumination areas adjacent in the Y direction overlap in the circumferential direction (so as to overlap). . Similarly, the cylindrical mask DMB is illuminated with illumination light from an illumination optical system having illumination areas IR1B and IR2B. The two illumination regions IR1B and IR2B are spaced apart from each other in the circumferential direction so that the triangular portions of the hypotenuses of adjacent trapezoidal illumination regions in the Y direction overlap in the circumferential direction (so as to overlap). .
投影光学系PL1Aは、照明領域IR1Aにおける円筒マスクDMAのパターンの像を、図7に示すように、基板P上で対応する投影領域PA1Aに正立等倍で投影する。投影光学系PL2Aは、照明領域IR2Aにおける円筒マスクDMAのパターンの像を基板P上で対応する投影領域PA2Aに正立等倍で投影する。同様に、投影光学系PL1Bは、照明領域IR1Bにおける円筒マスクDMBのパターンの像を基板P上で対応する投影領域PA1Bに正立等倍で投影し、投影光学系PL2Bは、照明領域IR2Bにおける円筒マスクDMBのパターンの像を基板P上で対応する投影領域PA2Bに正立等倍で投影する。 The projection optical system PL1A projects an image of the pattern of the cylindrical mask DMA in the illumination area IR1A onto the corresponding projection area PA1A on the substrate P at an equal magnification as shown in FIG. The projection optical system PL2A projects an image of the pattern of the cylindrical mask DMA in the illumination area IR2A onto the corresponding projection area PA2A on the substrate P at an erecting equal magnification. Similarly, the projection optical system PL1B projects an image of the pattern of the cylindrical mask DMB in the illumination area IR1B onto the corresponding projection area PA1B on the substrate P at an equal magnification, and the projection optical system PL2B is a cylinder in the illumination area IR2B. An image of the pattern of the mask DMB is projected onto the corresponding projection area PA2B on the substrate P at an erecting equal magnification.
上記投影領域PA1A〜PA2Bのそれぞれは、第2回転軸AX2周りの周方向に沿ってみた場合に、第2回転軸AX2方向において隣り合う投影領域と、端部(台形の三角部分)が重なるように配置されている。そのため、投影領域PA1A〜PA2Bのおいては、周方向で重複する領域での露光量が、重複しない領域の露光量と実質的に同じとなっている。 When viewed along the circumferential direction around the second rotation axis AX2, each of the projection areas PA1A to PA2B overlaps with an adjacent projection area in the second rotation axis AX2 direction and an end (trapezoidal triangular portion). Is arranged. Therefore, in the projection areas PA1A to PA2B, the exposure amount in the overlapping area in the circumferential direction is substantially the same as the exposure amount in the non-overlapping area.
従って、本実施形態では、上記第1実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、基板P上には、円筒マスクDMAのパターンと円筒マスクDMBのパターンとが合成されて転写されることになり、構造の複雑化を防止しつつ、より大面積のパターンを効率的に基板Pに形成することができる。 Therefore, in this embodiment, in addition to the same operation and effect as the first embodiment, the pattern of the cylindrical mask DMA and the pattern of the cylindrical mask DMB are synthesized and transferred onto the substrate P. As a result, a pattern having a larger area can be efficiently formed on the substrate P while preventing the structure from becoming complicated.
(第3実施形態)
次に、露光装置EXの第3実施形態について、図8及び図9を参照して説明する。
これらの図において、図1乃至図7に示す第1、第2実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
上記第1、第2実施形態では、マスク保持部12と基板保持部22とをそれぞれ個別に設ける構成としたが、第3実施形態ではマスク保持部12と基板保持部22とが一つの円筒部材にて構成される例について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the exposure apparatus EX will be described with reference to FIGS.
In these drawings, the same components as those in the first and second embodiments shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the first and second embodiments, the
図8(a)は、露光装置EXをY方向からみた概略図、図8(b)はZ方向からみた概略図、図9は露光装置EXを構成する投影光学系の概略構成図である。
本実施形態における露光装置EXにおいては、円筒マスクDMを保持するマスク保持部12が基板保持部22を構成している。
FIG. 8A is a schematic view of the exposure apparatus EX viewed from the Y direction, FIG. 8B is a schematic view of the exposure apparatus EX viewed from the Z direction, and FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a projection optical system that constitutes the exposure apparatus EX.
In the exposure apparatus EX of the present embodiment, the
すなわち、マスク保持部12は、−X側の円筒面(外周面)の一部領域が、巻き付けられた基板Pを押さえロッド19との間で保持する基板保持部22を構成している。マスク保持部12の+X側の基板Pが保持されていない領域には照明光学系ILが対向配置され、照明光学系ILの照明領域IRにおける円筒マスクDMのパターンの像は、投影光学系PLを介して、基板保持部22に保持された基板Pに等倍倒立像として投影される。
That is, in the
投影光学系PLは、照明光学系ILで照明された円筒マスクDMのパターン像を受光する第1部分光学系PP1、円筒マスクDMのパターン像を基板Pに投影する第2部分光学系PP2、これらの間に配置された第3部分光学系PP3を備える。図9に、第1、第2部分光学系PP1、PP2の一例を示す。第1、第2部分光学系PP1、PP2は、ほぼ同様の構成を有しているため、図9では、円筒マスクDMからのパターン像を受光する側を第1部分光学系PP1とし、基板Pにパターン像を投影する側を第2部分光学系PP2とする。 The projection optical system PL includes a first partial optical system PP1 that receives the pattern image of the cylindrical mask DM illuminated by the illumination optical system IL, a second partial optical system PP2 that projects the pattern image of the cylindrical mask DM onto the substrate P, and these Is provided with a third partial optical system PP3. FIG. 9 shows an example of the first and second partial optical systems PP1 and PP2. Since the first and second partial optical systems PP1 and PP2 have substantially the same configuration, in FIG. 9, the side that receives the pattern image from the cylindrical mask DM is the first partial optical system PP1, and the substrate P The side on which the pattern image is projected is defined as a second partial optical system PP2.
第1部分光学系PP1は、円筒マスクDMから入射し、X方向と平行な第1光軸AX11に沿って進む光束を第1光軸AXと平行な第2光軸AX12に折り返す凹面鏡等を有し、第3部分光学系PP3との間の像面位置MI1に第1中間像を形成する。第3部分光学系PP3は、第1部分光学系PP1を介した光束が入射し、第2部分光学系PP2との間の像面位置MI2に第2中間像を形成する。第2部分光学系PP2は、第3部分光学系PP3を介した光束が第2光軸AX12に沿って入射し、凹面鏡等により第1光軸AX1に沿った光束に折り返し、基板Pにパターン像を投影する。 The first partial optical system PP1 has a concave mirror or the like that returns a light beam incident from the cylindrical mask DM and traveling along the first optical axis AX11 parallel to the X direction to the second optical axis AX12 parallel to the first optical axis AX. Then, a first intermediate image is formed at the image plane position MI1 between the third partial optical system PP3. The third partial optical system PP3 receives a light beam that has passed through the first partial optical system PP1, and forms a second intermediate image at an image plane position MI2 with the second partial optical system PP2. In the second partial optical system PP2, a light beam that has passed through the third partial optical system PP3 is incident along the second optical axis AX12, and is turned back into a light beam along the first optical axis AX1 by a concave mirror or the like. Project.
上記構成の露光装置EXでは、照明光学系ILで照明されたマスク保持部12に保持された円筒マスクDMのパターン像は、投影光学系PLを介して、マスク保持部12に保持された基板Pに投影される。従って、本実施形態では、上記実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、基板Pを保持するためのドラムを別途設ける必要がなくなり、装置の小型化、低価格化に寄与することができる。
In the exposure apparatus EX configured as described above, the pattern image of the cylindrical mask DM held by the
また、本実施形態では、第1部分光学系PP1及び第2部分光学系PP2における光軸AX11は同軸であり、また第1回転軸AX1を挟んで第1部分光学系PP1及び第2部分光学系PP2が同一距離で対向配置されることにより、例えば、マスク保持部12がX方向に変位した場合であっても、マスク保持部12の変位による像面側と物体側との結像位置の変化が同一となってキャンセル(相殺)されることになり、マスク保持部12の変位による露光精度の低下を未然に回避することが可能である。
In the present embodiment, the optical axis AX11 in the first partial optical system PP1 and the second partial optical system PP2 is coaxial, and the first partial optical system PP1 and the second partial optical system with the first rotation axis AX1 interposed therebetween. By arranging the PP2 so as to face each other at the same distance, for example, even when the
(デバイス製造方法)
次に、デバイス製造方法について説明する。図10は、本実施形態のデバイス製造方法を示すフローチャートである。
(Device manufacturing method)
Next, a device manufacturing method will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the device manufacturing method of this embodiment.
図10に示すデバイス製造方法では、まず、例えば有機EL表示パネル等のデバイスの機能・性能設計を行う(ステップ201)。次いで、デバイスの設計に基づいて、円筒マスクDMを製作する(ステップ202)。また、デバイスの基材である透明フィルムやシート、或いは極薄の金属箔等の基板を、購入や製造等によって準備しておく(ステップ203)。 In the device manufacturing method shown in FIG. 10, first, function / performance design of a device such as an organic EL display panel is performed (step 201). Next, a cylindrical mask DM is manufactured based on the design of the device (step 202). In addition, a substrate such as a transparent film or sheet, which is a base material of the device, or an extremely thin metal foil is prepared by purchase or manufacture (step 203).
次いで、準備した基板をロール式、パッチ式の製造ラインに投入し、その基板上にデバイスを構成する電極や配線、絶縁膜、半導体膜等のTFTバックプレーン層や、画素部となる有機EL発光層を形成する(ステップ204)。ステップ204には、典型的には、基板上の膜の上にレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンをマスクにして上記膜をエッチングする工程とが含まれる。レジストパターンの形成には、レジスト膜を基板表面に一様に形成する工程、上記の各実施形態に従って、円筒マスクDMを経由してパターン化された露光光で基板のレジスト膜を露光する工程、その露光によってマスクパターンの潜像が形成されたレジスト膜を現像する工程、が実施される。 Next, the prepared substrate is put into a roll type or patch type production line, and TFT backplane layers such as electrodes, wiring, insulating film, semiconductor film, etc. constituting the device on the substrate, and organic EL light emission that becomes a pixel portion A layer is formed (step 204). Step 204 typically includes a step of forming a resist pattern on a film on the substrate and a step of etching the film using the resist pattern as a mask. For the formation of the resist pattern, a step of uniformly forming a resist film on the substrate surface, a step of exposing the resist film of the substrate with exposure light patterned through the cylindrical mask DM according to each of the above embodiments, A step of developing the resist film on which the latent image of the mask pattern is formed by the exposure is performed.
印刷技術等を併用したフレキシブル・デバイス製造の場合は、基板表面に機能性感光層(感光性シランカップリング材等)を塗布式により形成する工程、上記の各実施形態に従って、円筒マスクDMを経由してパターン化された露光光を機能性感光層に照射し、機能性感光層にパターン形状に応じて親水化した部分と撥水化した部分を形成する工程、機能性感光層の親水性の高い部分にメッキ下地液等を塗工し、無電解メッキにより金属性のパターンを析出形成する工程、等が実施される。 In the case of flexible device manufacturing using printing technology, etc., a process of forming a functional photosensitive layer (photosensitive silane coupling material, etc.) on the substrate surface by a coating method, via the cylindrical mask DM according to each of the above embodiments The step of irradiating the functional photosensitive layer with patterned exposure light to form a hydrophilic portion and a water-repellent portion according to the pattern shape on the functional photosensitive layer, the hydrophilicity of the functional photosensitive layer A step of applying a plating base solution or the like to a high portion and depositing and forming a metallic pattern by electroless plating is performed.
次いで、製造するデバイスに応じて、例えば、基板をダイシング、或いはカットすることや、別工程で製造された他の基板、例えば封止機能を持ったシート状のカラーフィルターや薄いガラス基板等を貼り合せる工程が実施され、デバイスを組み立てる(ステップ205)。次いで、デバイスに検査等の後処理を行う(ステップ206)。以上のようにして、デバイスを製造することができる。 Then, depending on the device to be manufactured, for example, the substrate is diced or cut, or another substrate manufactured in a separate process, for example, a sheet-like color filter having a sealing function or a thin glass substrate is pasted. The combining process is performed to assemble the device (step 205). Next, post-processing such as inspection is performed on the device (step 206). A device can be manufactured as described above.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記第3実施形態では、一つの回転ドラムがマスク保持部12及び基板保持部22を備える構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば図11に示すように、マスク保持部12と基板保持部22とがY方向に離間して設けられ、第1回転軸AX1と第2回転軸AX2とが結合部材14で接続される構成にも適用可能である。
この構成では、第1投影光学系PL1を形成する、第1照明領域IR1で照明された円筒マスクDMのパターン像が入射する第1倒立等倍投影光学系PP11と、第1照明領域IR1で照明された円筒マスクDMのパターン像を基板Pの第1投影領域PA1に投影する第2倒立等倍投影光学系PP12とを回転軸AX1、AX2を挟んで逆側の位置に設け、第2投影光学系PL2を形成する、第2照明領域IR2で照明された円筒マスクDMのパターン像が入射する第3倒立等倍投影光学系PP21と、第2照明領域IR2で照明された円筒マスクDMのパターン像を基板Pの第2投影領域PA2に投影する第4倒立等倍投影光学系PP22とを回転軸AX1、AX2を挟んで逆側の位置に設ければよい。
For example, in the third embodiment, the configuration in which one rotating drum includes the
In this configuration, the first inverted equal magnification projection optical system PP11 that forms the first projection optical system PL1 and the pattern image of the cylindrical mask DM illuminated by the first illumination region IR1 enters, and the first illumination region IR1 illuminates. A second inverted equal magnification projection optical system PP12 that projects the patterned image of the cylindrical mask DM onto the first projection area PA1 of the substrate P is provided at a position on the opposite side across the rotation axes AX1 and AX2. A pattern image of the third inverted equal magnification projection optical system PP21 that forms the system PL2 and is incident on the pattern image of the cylindrical mask DM illuminated by the second illumination region IR2, and the pattern image of the cylindrical mask DM that is illuminated by the second illumination region IR2. And the fourth inverted equal magnification projection optical system PP22 for projecting the image onto the second projection area PA2 of the substrate P may be provided at a position on the opposite side across the rotation axes AX1 and AX2.
また、上記実施形態では、マスク保持部12に保持された円筒マスクDMのパターンの像を、基板保持部22に保持された基板Pに等倍で投影する構成としたが、これに限定されるものではなく、拡大像あるいは縮小像を投影する構成であってもよい。例えば投影光学系の投影倍率をβ、円筒マスクDMの半径をr、基板保持部22の半径をRとすると、
R=β×r
を満たすように、各半径を設定すればよい。
In the above embodiment, the pattern image of the cylindrical mask DM held by the
R = β × r
Each radius may be set to satisfy the above.
12、12A、12B…マスク保持部(第1円筒体)、 14、14A、14B結合部材(接続装置)、 22…基板保持部(第2円筒体)、 AX1、AX1A、AX1B…第1回転軸、 AX2…第2回転軸、 DM、DMA、DMB…円筒マスク(マスク)、 EX…露光装置、 P…基板、 PL、PL1、PL2…投影光学系、 PP1…第1部分光学系、 PP2…第2部分光学系 12, 12A, 12B ... Mask holding part (first cylindrical body), 14, 14A, 14B coupling member (connecting device), 22 ... Substrate holding part (second cylindrical body), AX1, AX1A, AX1B ... First rotating shaft AX2 ... second rotation axis, DM, DMA, DMB ... cylindrical mask (mask), EX ... exposure apparatus, P ... substrate, PL, PL1, PL2 ... projection optical system, PP1 ... first partial optical system, PP2 ... first Two-part optical system
Claims (10)
円筒状に形成され第1円筒面に沿って前記マスクを保持して所定の軸線周りに回転可能なマスク保持部と、
円筒状に形成され第2円筒面に沿って前記基板を保持して前記所定の軸線周りに回転可能な基板保持部と、
前記パターンの像を前記基板に所定倍率で投影する投影光学系と、
前記マスク保持部及び前記基板保持部を一体的に回転駆動する駆動装置と、
を備える露光装置。 An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask to a sheet-like substrate,
A mask holding part which is formed in a cylindrical shape and holds the mask along the first cylindrical surface and is rotatable around a predetermined axis;
A substrate holding portion that is formed in a cylindrical shape and holds the substrate along the second cylindrical surface and is rotatable about the predetermined axis;
A projection optical system that projects the image of the pattern onto the substrate at a predetermined magnification;
A driving device that integrally rotates the mask holding unit and the substrate holding unit;
An exposure apparatus comprising:
前記基板保持部は、前記第1回転軸線と同一軸線上に配置された第2回転軸線周りに回転可能、且つ前記第1円筒体に対して前記第1回転軸線方向に離間して配置された第2円筒体に設けられる請求項1に記載の露光装置。 The mask holding part is provided in a first cylindrical body that is rotatable around a first rotation axis,
The substrate holding part is rotatable around a second rotation axis disposed on the same axis as the first rotation axis, and is disposed away from the first cylindrical body in the first rotation axis direction. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is provided on the second cylindrical body.
前記基板保持部は、前記マスク保持部が設けられた円筒面のうち、前記パターンを照明する照明領域とは異なる領域に設けられる請求項1に記載の露光装置。 The mask holding portion is provided on a cylindrical surface of a cylindrical body rotatable around a predetermined rotation axis,
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the substrate holding unit is provided in an area different from an illumination area that illuminates the pattern on a cylindrical surface provided with the mask holding part.
前記パターンから発した光を受光する第1部分光学系と、
前記第1部分光学系を介した光を前記基板に投影する第2部分光学系とを備え、
前記第1部分光学系と前記第2部分光学系とは、前記マスク保持部及び前記基板保持部を挟んで対向配置され、
前記第1部分光学系の光軸と前記第2部分光学系の光軸とは互いに平行に、且つ前記所定の軸線からの距離が同一に配置される請求項1から5のいずれか一項に記載の露光装置。 The projection optical system is
A first partial optical system for receiving light emitted from the pattern;
A second partial optical system that projects light through the first partial optical system onto the substrate;
The first partial optical system and the second partial optical system are arranged to face each other with the mask holding unit and the substrate holding unit interposed therebetween,
6. The optical axis of the first partial optical system and the optical axis of the second partial optical system are arranged in parallel to each other and at the same distance from the predetermined axis. The exposure apparatus described.
前記投影光学系は、前記複数のパターン領域毎に複数設けられる請求項1から6のいずれか一項に記載の露光装置。 The mask has a plurality of pattern regions along the predetermined axial direction,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the projection optical systems are provided for each of the plurality of pattern areas.
請求項1〜9のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、前記基板にパターンを転写することと、
前記パターンが転写された前記基板を該パターンに基づいて加工することと、
を含むデバイス製造方法。 A device manufacturing method for manufacturing a device by processing a substrate,
Using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 9, transferring a pattern to the substrate;
Processing the substrate to which the pattern is transferred based on the pattern;
A device manufacturing method including:
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WO2014171270A1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-23 | 株式会社ニコン | Substrate processing apparatus, device manufacturing method, scanning exposure method, exposure apparatus, device manufacturing system, and device manufacturing method |
EP3061120A4 (en) * | 2013-10-22 | 2017-06-28 | Applied Materials, Inc. | Roll to roll mask-less lithography with active alignment |
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- 2012-04-03 JP JP2012084818A patent/JP2013213983A/en active Pending
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