JP2019049723A - 投影光学装置、走査露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態の基板処理装置は、基板に露光処理を施す露光装置であり、露光装置は、露光後の基板に各種処理を施してデバイスを製造するデバイス製造システムに組み込まれている。先ず、デバイス製造システムについて説明する。
図1は、第1実施形態のデバイス製造システムの構成を示す図である。図1に示すデバイス製造システム1は、デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレーを製造するライン(フレキシブル・ディスプレー製造ライン)である。フレキシブル・ディスプレーとしては、例えば有機ELディスプレー等がある。このデバイス製造システム1は、可撓性の基板Pをロール状に巻回した供給用ロールFR1から、該基板Pが送り出され、送り出された基板Pに対して各種処理を連続的に施した後、処理後の基板Pを可撓性のデバイスとして回収用ロールFR2に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)方式となっている。第1実施形態のデバイス製造システム1では、フィルム状のシートである基板Pが供給用ロールFR1から送り出され、供給用ロールFR1から送り出された基板Pが、順次、n台の処理装置U1,U2,U3,U4,U5,…Unを経て、回収用ロールFR2に巻き取られるまでの例を示している。先ず、デバイス製造システム1の処理対象となる基板Pについて説明する。
次に、第1実施形態の処理装置U3としての露光装置(基板処理装置)の構成について、図2から図4を参照して説明する。図2は、第1実施形態の露光装置(基板処理装置)の全体構成を示す図である。図3は、図2に示す露光装置の照明領域及び投影領域の配置を示す図である。図4は、図2に示す露光装置の照明光学系及び投影光学系の構成を示す図である。
次に、図6を参照して、デバイス製造方法について説明する。図6は、第1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。
次に、図7を参照して、第2実施形態の露光装置U3について説明する。なお、第2実施形態では、第1実施形態と重複する記載を避けるべく、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第1実施形態と同様の構成要素については、第1実施形態と同じ符号を付して説明する。図7は、第2実施形態の露光装置の照明光学系及び投影光学系の構成を示す図である。第1実施形態の露光装置U3は、投影光学系PLの反射光学系62において視野分離を行うことで、漏れ光を生じ難くした。第2実施形態の露光装置U3は、投影光学系PLの反射光学系100において、投影光束EL2により形成される投影像の結像位置と、漏れ光により形成される不良像の結像位置とを、基板Pの走査方向において異ならせている。
次に、図8を参照して、第3実施形態の露光装置U3について説明する。なお、第3実施形態でも、第2実施形態と重複する記載を避けるべく、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第2実施形態と同様の構成要素については、第2実施形態と同じ符号を付して説明する。図8は、第3実施形態の露光装置の投影光学系の構成を示す図である。第2実施形態の露光装置U3は、投影光学系PLの反射光学系100において、第2投影光束EL2bにより形成される投影像の結像位置と、漏れ光により形成される不良像の結像位置とを、基板Pの走査方向に異ならせた。第3実施形態の露光装置U3は、投影光学系PLの反射光学系130において、投影光束EL2により形成される投影像の結像位置と、漏れ光により形成される不良像の結像位置とを、深度方向(フォーカス方向)において異ならせている。なお、図8では、第3実施形態における説明を簡単にするために、部分光学系131及び反射光学系130のみを図示する。また、図8では、マスク面P1と基板PとをXY面に平行に配置し、マスク面P1からの第1投影光束EL2aの主光線をXY面に垂直にし、基板Pへの第2投影光束EL2bの主光線をXY面に垂直にしている。
次に、図9を参照して、第4実施形態の露光装置U3について説明する。なお、第4実施形態でも、重複する記載を避けるべく、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第1実施形態と同様の構成要素については、第1実施形態と同じ符号を付して説明する。図9は、第4実施形態の露光装置(基板処理装置)の全体構成を示す図である。第1実施形態の露光装置U3は、基板Pを、円周面となる支持面P2を有する基板支持ドラム25により支持する構成であったが、第4実施形態の露光装置U3は、基板Pを平面状に支持する構成となっている。
2 基板供給装置
4 基板回収装置
5 上位制御装置
11 マスク保持機構
12 基板支持機構
13 光源装置
16 下位制御装置
21 マスク保持ドラム
25 基板支持ドラム
31 光源部
32 導光部材
41 1/4波長板
51 コリメータレンズ
52 フライアイレンズ
53 コンデンサーレンズ
54 シリンドリカルレンズ
55 照明視野絞り
56 リレーレンズ
61 部分光学系
62 反射光学系
63 投影視野絞り
64 フォーカス補正光学部材
65 像シフト用光学部材
66 倍率補正用光学部材
67 ローテーション補正機構
68 偏光調整機構
71 第1レンズ群
72 第1凹面鏡
76 第1偏向部材
77 第2偏向部材
78 第3偏向部材
79 第4偏向部材
91 第1プリズム
92 第2プリズム
93 偏光分離面
100 反射光学系(第2実施形態)
104 1/2波長板(第2実施形態)
105 第1偏向部材(第2実施形態)
106 第2偏向部材(第2実施形態)
107 1/2波長板(第2実施形態)
111 第1遮光板(第2実施形態)
112 第2遮光板(第2実施形態)
130 反射光学系(第3実施形態)
131 部分光学系(第3実施形態)
150 基板支持機構(第4実施形態)
151 駆動ローラ(第4実施形態)
P 基板
FR1 供給用ロール
FR2 回収用ロール
U1〜Un 処理装置
U3 露光装置(基板処理装置)
M マスク
AX1 第1軸
AX2 第2軸
P1 マスク面
P2 支持面
P3 第1反射面
P4 第2反射面
P5 第3反射面
P6 第4反射面
P7 中間像面
P10 第1偏光分離面(第2実施形態)
P11 第2偏光分離面(第2実施形態)
P12 第1反射面(第2実施形態)
P13 第2反射面(第2実施形態)
P15 仮想上のマスク面(第3実施形態)
P16 仮想上の中間像面(第3実施形態)
EL1 照明光束
EL2a 第1投影光束
EL2b 第2投影光束
EL3 仮想上の第1投影光束(第3実施形態)
EL4 仮想上の第1投影光束(第3実施形態)
Rm 曲率半径
Rfa 曲率半径
CL 中心面
PBS 偏光ビームスプリッタ
PBS1 第1偏光ビームスプリッタ(第2実施形態)
PBS2 第2偏光ビームスプリッタ(第2実施形態)
IR1〜IR6 照明領域
IL1〜IL6 照明光学系
ILM 照明光学モジュール
PA1〜PA6 投影領域
PL1〜PL6 投影光学系
PLM 投影光学モジュール
BX1 第1光軸
BX2 第2光軸
Claims (15)
- 第1方向に細長く延びてマスク上に設定される照明領域中のマスクパターンの像を、基板上に設定される投影領域に結像させつつ、前記マスクと前記基板の前記第1方向と交差した第2方向への走査により、前記マスクパターンの像を前記基板に露光する為に使われる投影光学装置であって、
前記マスクと前記基板との間に設けられ、前記第2方向に延びる光軸を中心点とした円形の結像視野を有する屈折レンズ群と、
該屈折レンズ群による瞳面に配置される反射光学部材と、
前記屈折レンズ群の前記結像視野のうちの前記中心点から前記第2方向に偏心した第1の像高部分に対応した位置に配置され、前記照明領域からの結像光束を前記屈折レンズ群に向けて反射させる第1の偏光ビームスプリッタと、
前記屈折レンズ群の前記結像視野のうちの前記中心点を挟んで前記第1の像高部分と反対側の第2の像高部分に対応した位置に配置され、前記屈折レンズ群から射出する結像光束を前記投影領域に向けて反射させる第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の偏光ビームスプリッタから射出して前記屈折レンズ群、前記反射光学部材、及び前記屈折レンズ群の順に通って前記第2の偏光ビームスプリッタに入射する結像光束の偏光状態を変える波長板と、
前記第2の偏光ビームスプリッタを透過した結像光束を反射させて前記第1の偏光ビームスプリッタに導くと共に、前記第2の偏光ビームスプリッタと前記第1の偏光ビームスプリッタの間に前記照明領域と前記投影領域の各々と共役な中間像面を形成するように光路を偏向する偏向部材と、を備え、
前記第2の偏光ビームスプリッタから前記投影領域に至る光路を、前記第2の偏光ビームスプリッタから前記中間像面に至る光路よりも長く設定すると共に、前記照明領域から前記第1の偏光ビームスプリッタに至る光路を、前記中間像面から前記第1の偏光ビームスプリッタに至る光路よりも長く設定した、
投影光学装置。 - 請求項1に記載の投影光学装置であって、
前記照明領域から前記第1の偏光ビームスプリッタに入射する結像光束は、第1の偏光状態に設定され、
前記第1の偏光ビームスプリッタは、前記照明領域からの前記第1の偏光状態の結像光束を前記屈折レンズ群に向けて反射させると共に、前記波長板によって前記第1の偏光状態と異なる第2の偏光状態に変化した結像光束を透過させる偏光分離面を有し、
前記第2の偏光ビームスプリッタは、前記屈折レンズ群から射出する前記第1の偏光状態の結像光束を前記投影領域に向けて反射させると共に、前記波長板によって変化した前記第2の偏光状態の結像光束を透過させる偏光分離面を有する、
投影光学装置。 - 請求項2に記載の投影光学装置であって、
前記偏向部材は、
前記第2の偏光ビームスプリッタを透過して前記光軸と平行に進む前記第2の偏光状態の結像光束を、前記光軸に向かうように反射させる第1の反射面と、該第1の反射された前記第2の偏光状態の結像光束を、前記光軸と平行に前記第1の偏光ビームスプリッタに向かうように反射させる第2の反射面とを備える、
投影光学装置。 - 請求項3に記載の投影光学装置であって、
前記中間像面は、前記第1の反射面から前記第2の反射面に向かう前記第2の偏光状態の結像光束の光路中に形成される、
投影光学装置。 - 請求項2〜4のいずれか一項に記載の投影光学装置であって、
前記第1の偏光状態と前記第2の偏光状態とが互いに直交した直線偏光のとき、前記波長板は、前記第1の偏光ビームスプリッタと前記屈折レンズ群との間の光路中に配置される1/2波長板である、
投影光学装置。 - 第1方向に細長く延びてマスク上に設定される照明領域に照明光を照射し、前記照明領域中のマスクパターンの一部の像を、投影光学系を介して基板上に設定される投影領域に結像させつつ、前記マスクと前記基板とを前記第1方向と交差した第2方向に走査して、前記マスクパターンの像を前記基板に露光する走査露光装置であって、
前記投影光学系は、前記マスクと前記基板との間で前記第2方向に延びる光軸を中心点とする円形の結像視野を有する屈折レンズ群と、瞳面に配置される反射光学部材とで構成され、
前記屈折レンズ群の前記結像視野のうちの前記中心点から前記第2方向に偏心した第1の像高部分に対応した位置に配置され、前記照明領域からの結像光束を前記屈折レンズ群に向けて反射させる第1の偏光ビームスプリッタと、
前記屈折レンズ群の前記結像視野のうちの前記中心点を挟んで前記第1の像高部分と反対側の第2の像高部分に対応した位置に配置され、前記屈折レンズ群から射出する結像光束を前記投影領域に向けて反射させる第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の偏光ビームスプリッタから射出して前記屈折レンズ群、前記反射光学部材、及び前記屈折レンズ群の順に通って前記第2の偏光ビームスプリッタに入射する結像光束の偏光状態を変える波長板と、
前記第2の偏光ビームスプリッタを透過した結像光束を反射させて前記第1の偏光ビームスプリッタに導くと共に、前記第2の偏光ビームスプリッタと前記第1の偏光ビームスプリッタの間に前記照明領域と前記投影領域の各々と共役な中間像面を形成するように光路を偏向する偏向部材と、を備え、
前記第2の偏光ビームスプリッタから前記投影領域に至る光路を、前記第2の偏光ビームスプリッタから前記中間像面に至る光路よりも長く設定した、
走査露光装置。 - 請求項6に記載の走査露光装置であって、
前記照明領域から前記第1の偏光ビームスプリッタに入射する結像光束は、第1の偏光状態に設定され、
前記第1の偏光ビームスプリッタは、前記照明領域からの前記第1の偏光状態の結像光束を前記屈折レンズ群に向けて反射させると共に、前記波長板によって前記第1の偏光状態と異なる第2の偏光状態に変化した結像光束を透過させる偏光分離面を有し、
前記第2の偏光ビームスプリッタは、前記屈折レンズ群から射出する前記第1の偏光状態の結像光束を前記投影領域に向けて反射させると共に、前記波長板によって変化した前記第2の偏光状態の結像光束を透過させる偏光分離面を有する、
走査露光装置。 - 請求項7に記載の走査露光装置であって、
更に、前記マスク上の前記照明領域から前記第1の偏光ビームスプリッタに至る光路を、前記中間像面から前記第1の偏光ビームスプリッタに至る光路よりも長く設定した、
走査露光装置。 - 請求項8に記載の走査露光装置であって、
前記偏向部材は、
前記第2の偏光ビームスプリッタを透過して前記光軸と平行に進む前記第2の偏光状態の結像光束を、前記光軸に向かうように反射させる第1の反射面と、該第1の反射された前記第2の偏光状態の結像光束を、前記光軸と平行に前記第1の偏光ビームスプリッタに向かうように反射させる第2の反射面とを備える、
走査露光装置。 - 請求項9に記載の走査露光装置であって、
前記中間像面は、前記第1の反射面から前記第2の反射面に向かう前記第2の偏光状態の結像光束の光路中に形成される、
走査露光装置。 - 請求項7〜10のいずれか一項に記載の走査露光装置であって、
前記第1の偏光状態と前記第2の偏光状態とが互いに直交した直線偏光のとき、前記波長板は、前記第1の偏光ビームスプリッタと前記屈折レンズ群との間の光路中に配置される1/2波長板である、
走査露光装置。 - 請求項6〜10のいずれか一項に記載の走査露光装置であって、
前記投影領域は、前記基板の走査方向である前記第2方向の長さと、前記基板の幅方向である前記第1方向の長さとの比である、走査方向の長さ/幅方向の長さが1/4以下となるような矩形領域に設定される、
走査露光装置。 - 請求項6〜10のいずれか一項に記載の走査露光装置であって、
前記マスクは、
前記第1方向に延びた第1軸の回りに回転可能に設けられ、前記第1軸から一定半径の円筒状の外周面に沿って前記マスクパターンを保持する円筒状マスクである、
走査露光装置。 - 請求項13に記載の走査露光装置であって、
前記基板は、前記第2方向に長尺の可撓性を有する長尺基板であり、
前記第1軸と平行な第2軸の回りに回転可能に設けられ、前記第2軸から一定半径の円筒状の支持面の一部で前記長尺基板を支持しつつ、前記長尺基板を前記投影領域の位置で長尺の方向である前記第2方向に移動させる基板支持ドラムを、更に備える、
走査露光装置。 - 基板上にデバイスを形成するデバイス製造方法であって、
前記基板の表面に感光性機能層を形成することと、
請求項6〜14のいずれか一項に記載の走査露光装置を用いて、前記基板の前記感光性機能層に前記デバイスに対応した前記マスクパターンの像を走査露光することと、
露光された前記基板を湿式処理することによって、前記基板の表面に前記マスクパターンに応じたデバイスを形成することと、
を含むデバイス製造方法。
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