JP5034632B2 - Pattern generator, pattern forming apparatus, and pattern generation method - Google Patents
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
本発明は、パターンジェネレータ、パターン形成装置及びパターン生成方法に係り、更に詳しくは、照明光を部分的に透過させて所定の面上に形成すべきパターンを生成するパターンジェネレータ、所定の面上に形成すべきパターンを生成するパターン形成装置及びパターン生成方法に関する。 The present invention relates to a pattern generator, a pattern forming apparatus, and a pattern generation method. More specifically, the present invention relates to a pattern generator that partially transmits illumination light and generates a pattern to be formed on a predetermined surface. The present invention relates to a pattern forming apparatus and a pattern generation method for generating a pattern to be formed.
従来、半導体素子又は液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク(レチクル、フォトマスク等)に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等の感応剤が塗布された基板(ガラスプレート、ウエハ等)上に転写する投影露光装置が用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element, a pattern formed on a mask (reticle, photomask, etc.) is coated with a sensitive agent such as a resist via a projection optical system. Projection exposure apparatuses that transfer onto (glass plates, wafers, etc.) are used.
ところで、近年になって、デバイスパターンの大小にかかわらず、高価なマスク(固定のパターン原版であるマスク)に代えて、可変成形マスク(アクティブマスクとも呼ばれる)を用いたいわゆるマスクレスタイプの走査型露光装置が種々提案されている。このマスクレスタイプの走査型露光装置の一種として、反射型の空間光変調器の一種であるDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス(Digital Micro-mirror Device))を可変成形マスクとして用いる走査型露光装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。 By the way, in recent years, regardless of the size of the device pattern, a so-called maskless type scanning type using a variable shaping mask (also called an active mask) instead of an expensive mask (a mask that is a fixed pattern master). Various exposure apparatuses have been proposed. As one type of the maskless scanning exposure apparatus, a scanning exposure apparatus that uses a DMD (Digital Micro-mirror Device), which is a kind of reflective spatial light modulator, as a variable shaping mask. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかるに、DMDを透過型のマスクに代えて投影露光装置で用いる場合、装置のコストダウン及び小型化が可能である反面、DMDは反射型のデバイスであるため、光学系の構成等を変更する必要がある。このため、光学系の構成等を変更せずに、投影露光装置のマスクに代わる、アクティブマスクとしても用いることが可能なパターンジェネレータ(空間光変調器とも呼ばれる)の開発が期待されていた。 However, when a DMD is used in a projection exposure apparatus instead of a transmissive mask, the cost of the apparatus can be reduced and the size can be reduced. However, since the DMD is a reflection type device, it is necessary to change the configuration of the optical system. There is. Therefore, development of a pattern generator (also referred to as a spatial light modulator) that can be used as an active mask instead of a mask of a projection exposure apparatus without changing the configuration of the optical system and the like has been expected.
本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第1の観点からすると、照明光を部分的に透過させて所定の面上に形成すべきパターンを生成するパターンジェネレータであって、前記所定面とは異なる第1面上に、第1方向に所定間隔で配置された複数の開口パターンをそれぞれ含む複数の開口パターン群が、前記第1面内で第1方向に直交する第2方向に関して所定間隔で、かつ前記第1方向に関して所定距離ずつずれて配置されてなる開口パターン部と;前記開口パターン部の前記照明光の入射側に配置され、前記複数の開口パターンのそれぞれに前記照明光を集光する集光部と;前記複数の開口パターンを個別に開閉可能な開閉機構と;を備え、前記開口パターン部の複数の開口パターン群が形成された前記第1面は、前記照明光の光路上に配置された透明基板の前記照明光の射出側の一方の面であり、前記透明基板の前記照明光の入射側の他方の面には、前記集光部が形成されている第1のパターンジェネレータである。 The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, the present invention is a pattern generator that partially transmits illumination light and generates a pattern to be formed on a predetermined surface. A plurality of opening pattern groups each including a plurality of opening patterns arranged at predetermined intervals in a first direction on a first surface different from the predetermined surface is a second orthogonal to the first direction in the first surface. An opening pattern portion disposed at a predetermined interval with respect to the direction and shifted by a predetermined distance with respect to the first direction; and disposed on the incident light incident side of the opening pattern portion, and each of the plurality of opening patterns A first condensing part for condensing illumination light; and an opening / closing mechanism capable of individually opening and closing the plurality of opening patterns. illumination Of a one side of the exit side of the illumination light arranged transparent substrate on the optical path, the other surface of the incident side of the illumination light of the transparent substrate, the light collection unit is formed 1 pattern generator.
これによれば、開口パターン部は、所定の面とは異なる第1面、すなわち前記照明光の光路上に配置された透明基板の前記照明光の射出側の一方の面上に、第2方向に関して所定間隔で、かつ第2方向に直交する第1方向に関して所定距離ずつずれて配置された複数の開口パターン群を含む。また、各開口パターン群は、第1方向に所定間隔で配置された複数の開口パターンをそれぞれ含む。従って、開口パターン部には、全体として見ると、第1方向に関して、一定間隔(所定間隔より狭い間隔)で複数の開口パターンが存在する。また、開口パターン部の照明光の入射側の前記透明基板の他方の面には、複数の開口パターンのそれぞれに照明光を集光する集光部が配置されている。従って、例えば、集光部を介して開口パターン部に照明光を照射し、開閉機構により複数の開口パターンを個別に開閉する、あるいは開閉機構により複数の開口パターンを個別に開閉しながら、パターンを生成すべき物体を開口パターン部に対して第2方向に関して相対走査することで、その物体上に種々のパターンを精度良く生成することができる。また、第1のパターンジェネレータは、光学系の構成等を変更せずに、投影露光装置のマスクに代わる、アクティブマスクとしても用いることが可能である。 According to this, the opening pattern portion has a second direction on the first surface different from the predetermined surface , that is, on one surface on the emission light emission side of the transparent substrate disposed on the optical path of the illumination light. And a plurality of opening pattern groups arranged at predetermined intervals with respect to the first direction orthogonal to the second direction. Each opening pattern group includes a plurality of opening patterns arranged at predetermined intervals in the first direction. Therefore, when viewed as a whole, the opening pattern portion has a plurality of opening patterns at a constant interval (interval smaller than the predetermined interval) in the first direction. A condensing part for condensing the illumination light is arranged on each of the plurality of opening patterns on the other surface of the transparent substrate on the incident light incident side of the opening pattern part. Therefore, for example, the illumination pattern is irradiated with illumination light through the condensing unit, and the plurality of opening patterns are individually opened and closed by the opening and closing mechanism, or the plurality of opening patterns are individually opened and closed by the opening and closing mechanism. By scanning the object to be generated relative to the opening pattern portion in the second direction, various patterns can be generated on the object with high accuracy. In addition, the first pattern generator can be used as an active mask that replaces the mask of the projection exposure apparatus without changing the configuration of the optical system.
本発明は、第2の観点からすると、所定の面上にパターンを形成するパターン形成装置であって、上記第1のパターンジェネレータと;前記所定の面上に形成すべきパターン情報に基づいて、前記パターンジェネレータの前記開閉機構を制御する制御装置と;を備える第1のパターン形成装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a pattern forming apparatus for forming a pattern on a predetermined surface, the first pattern generator; and based on pattern information to be formed on the predetermined surface, And a control device that controls the opening / closing mechanism of the pattern generator.
これによれば、所定の面上に形成すべきパターン情報に基づいて、制御装置によって、上記第1のパターンジェネレータの開閉機構が制御される。このため、形成すべきパターン情報を種々変更する場合であっても、簡易に所定面上にパターンを形成することが可能である。 According to this, the opening / closing mechanism of the first pattern generator is controlled by the control device based on the pattern information to be formed on the predetermined surface. For this reason, even if the pattern information to be formed is variously changed, it is possible to easily form a pattern on a predetermined surface.
本発明は、第3の観点からすると、所定の面上に形成すべきパターンを生成するパターン生成方法であって、前記所定の面とは異なる第1面上に、第1方向に所定間隔で配置された複数の開口パターンをそれぞれ含む複数の開口パターン群を、前記第1面内で第1方向に直交する第2方向に関して所定間隔で、かつ前記第1方向に関して所定距離ずつずらして配置する第1工程と;前記所定の面上に形成すべきパターン情報に基づいて、前記複数の開口パターンを個別に開閉しつつ、前記複数の開口パターンのそれぞれに集光部を介して照明光を照射する第2工程と;を含み、前記第1工程では、前記照明光の射出側の一方の面に前記複数の開口パターン群が形成され、前記照明光の入射側の他方の面に前記集光部が形成された透明部材を、前記一方の面を前記第1面として前記照明光の光路上に配置するパターン生成方法である。 The present invention is, to a third aspect, there is provided a pattern generation method for generating a pattern to be formed on a predetermined surface, the first surface different from the predetermined surface, at predetermined intervals in a first direction A plurality of opening pattern groups each including a plurality of arranged opening patterns are arranged at predetermined intervals in the second direction perpendicular to the first direction within the first surface and at predetermined intervals with respect to the first direction. A first step; irradiating illumination light to each of the plurality of opening patterns via a condensing part while individually opening and closing the plurality of opening patterns based on pattern information to be formed on the predetermined surface the second step and that; only contains, in the first step, the plurality of opening patterns groups on one side of the exit side of the illumination light is formed, the current on the other surface of the incident side of the illumination light A transparent member with a light part formed, Serial is a pattern generation method of one surface is disposed on an optical path of the illumination light as the first surface.
これによれば、第1工程において、所定の面とは異なる第1面上、すなわち照明光の光路上に配置された透明部材の照明光の射出側の一方の面上に、第1方向に所定間隔で配置された複数の開口パターンをそれぞれ含む複数の開口パターン群を、前記第1面内で第1方向に直交する第2方向に関して所定間隔で、かつ第1方向に関して所定距離ずつずらして配置する。従って、全体として見ると、第1方向に関して、一定間隔(所定間隔より狭い間隔)で開口パターンが配置される。そして、第2工程において、所定の面上に形成すべきパターン情報に基づいて、複数の開口パターンを個別に開閉しつつ、複数の開口パターンのそれぞれに前記透明部材の照明光の入射側の他方の面に形成された集光部を介して照明光を照射する。これにより、形成すべきパターン情報を種々変更する場合であっても、簡易に所定面上にパターン情報に応じたパターンを形成することが可能である。 According to this, in the first step, the first surface different from the predetermined surface, namely on one surface of the exit side of the illumination light transparent member disposed in an optical path of the illumination light, in a first direction A plurality of opening pattern groups each including a plurality of opening patterns arranged at a predetermined interval are shifted by a predetermined distance with respect to a second direction orthogonal to the first direction within the first surface by a predetermined distance with respect to the first direction. Deploy. Accordingly, when viewed as a whole, the opening patterns are arranged at regular intervals (intervals smaller than a predetermined interval) in the first direction. Then, in the second step, based on the pattern information to be formed on the predetermined surface, the plurality of opening patterns are individually opened and closed, and the other of the plurality of opening patterns on the incident light incident side of the transparent member Illumination light is irradiated through a condensing part formed on the surface . Thereby, even if the pattern information to be formed is variously changed, it is possible to easily form a pattern according to the pattern information on the predetermined surface.
本発明は、第4の観点からすると、照明光を部分的に透過させて所定の面上に形成すべきパターンを生成するパターンジェネレータであって、前記所定の面とは異なる一方の面上に第1方向に所定間隔で配置された複数の光透過部を有する光透過部群を複数有し、該複数の光透過部群の前記照明光の入射側に位置する他方の面上に前記光源からの前記照明光を前記複数の光透過部のそれぞれに集光する集光部を有する透明部材を備え、前記光透過部群は、前記第1方向と直交する第2方向に関して互いに異なる位置に配置されるとともに、前記複数の光透過部群のうちの1つに含まれる前記光透過部が、前記第1方向に関して、前記複数の光透過部群のうちの前記1つを除いた他の光透過部群に含まれる光透過部いずれとも異なる位置に配置されている第2のパターンジェネレータである。 The present invention is, to a fourth aspect, the partially transmitting illumination light to a pattern generator for generating a pattern to be formed on a predetermined surface, on a different one of the surfaces and the predetermined surface A plurality of light transmission unit groups having a plurality of light transmission units arranged at predetermined intervals in the first direction, and the light source on the other surface of the plurality of light transmission unit groups located on the illumination light incident side A transparent member having a condensing part that condenses the illumination light from each of the plurality of light transmissive parts, and the light transmissive part groups are located at different positions with respect to a second direction orthogonal to the first direction. The light transmissive part included in one of the plurality of light transmissive part groups is other than the one of the plurality of light transmissive part groups with respect to the first direction. Arranged at a position different from any of the light transmission parts included in the light transmission part group A second pattern generator being.
これによれば、所定の面とは異なる一方の面上に第1方向に所定間隔で配置された複数の光透過部を有する光透過部群を複数有し、該複数の光透過部群の前記照明光の入射側に位置する他方の面上に前記光源からの前記照明光を前記複数の光透過部のそれぞれに集光する集光部を有する透明部材を備えている。前記複数の光透過部群は、第1方向と直交する第2方向に関して互いに異なる位置に配置されるとともに、複数の光透過部群のうちの1つに含まれる前記光透過部が、第1方向に関して、複数の光透過部群のうちの前記1つを除いた他の光透過部群に含まれる光透過部いずれとも異なる位置に配置されている。従って、第1方向に関して、所定間隔より狭い間隔で複数の光透過部が存在する。従って、例えば、各光透過部から光を射出させたりさせなかったりするのと並行して、パターンを生成すべき物体を複数の光透過部群に対して第2方向に相対走査することにより、物体上に種々のパターンを精度良く生成することができる。 According to this, it has a plurality of light transmission part groups having a plurality of light transmission parts arranged at predetermined intervals in the first direction on one surface different from the predetermined surface, and the plurality of light transmission part groups A transparent member having a condensing part for condensing the illumination light from the light source on each of the plurality of light transmitting parts is provided on the other surface located on the incident light incident side . The plurality of light transmission portion groups are arranged at different positions with respect to a second direction orthogonal to the first direction, and the light transmission portion included in one of the plurality of light transmission portion groups is a first direction . With respect to the direction, the light transmissive portions are arranged at positions different from any of the light transmissive portions included in other light transmissive portion groups excluding the one of the plurality of light transmissive portion groups. Therefore, with respect to the first direction, there are a plurality of light transmission parts at intervals smaller than the predetermined interval. Therefore, for example, in parallel with the case where light is not emitted from each light transmitting portion, the object whose pattern is to be generated is relatively scanned in the second direction with respect to the plurality of light transmitting portion groups. Various patterns can be accurately generated on the object.
本発明は、第5の観点からすると、所定の面上にパターンを形成するパターン形成装置であって、複数の光透過部群に含まれる複数の光透過部それぞれに対応して設けられ、対応する前記光透過部から前記照明光を射出させる第1状態と、射出させない第2状態との間で個別にスイッチングするスイッチング機構を更に備える第2のパターンジェネレータと;前記所定の面上に形成すべきパターン情報に基づいて、前記パターンジェネレータの前記スイッチング機構を制御する制御装置と;を備える第2のパターン形成装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a pattern forming apparatus for forming a pattern on a predetermined surface, provided corresponding to each of a plurality of light transmitting portions included in a plurality of light transmitting portion groups. A second pattern generator further comprising a switching mechanism for individually switching between a first state in which the illumination light is emitted from the light transmitting portion and a second state in which the illumination light is not emitted; and formed on the predetermined surface And a control device that controls the switching mechanism of the pattern generator based on power pattern information.
これによれば、制御装置が、所定の面上に形成すべきパターン情報に基づいて、スイッチング機構を制御するので、所定の面上に配置された物体上にパターンを精度良く形成することが可能となる。 According to this, since the control device controls the switching mechanism based on the pattern information to be formed on the predetermined surface, the pattern can be accurately formed on the object arranged on the predetermined surface. It becomes.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図9(F)に基づいて説明する。図1には、一実施形態の露光装置10の概略構成が示されている。露光装置10は、液晶表示素子製造用の露光装置である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of an
露光装置10は、照明系12、該照明系12の図1における下方(−Z側)に水平面(XY平面)に沿って配置されたアクティブマスク14、該アクティブマスク14の下方に配置された複数(ここでは5つ)の投影光学ユニット16A、16B、16C、16D、16Eを含む投影光学系モジュールPLM(図1では、投影光学ユニット16Aは不図示、図2参照)、及び該投影光学系モジュールPLMの図1における下方に配置されたプレートステージ18等を備えている。
The
照明系12は、光源及び該光源から射出される光の照度を均一化する光学系などを含み、アクティブマスク14のほぼ全面(少なくとも後述するパターンジェネレータ部分を包含する領域)を露光用照明光(以下、照明光とも呼ぶ)ILで均一な照度で照明する。光源としては、一例として、紫外域の輝線(例えば波長365nmのi線、波長436nmのg線など)を射出する超高圧水銀ランプが用いられている。なお、光源として、例えば波長365nmのレーザ光を射出する固体レーザ光源(例えばNd−YAGレーザの3倍高調波光源)などを用いても良い。
The
アクティブマスク14は、照明系12の図1における下方に配置され、不図示の保持装置により保持されている。このアクティブマスク14は、平面視(+Z方向から見て)矩形の透明基板15と、該透明基板15の一部に形成された5つのパターンジェネレータ22A、22B,22C,22D,22Eとを備えている。なお、このアクティブマスク14の具体的な構成等については後に詳述する。
The
プレートステージ18上には、矩形板状の大型ガラス基板(以下、「プレート」という)Pが載置されている。このプレートPは、表示デバイス用の基板である。プレートステージ18は、リニアモータ等を含むプレートステージ駆動系19(図1では不図示、図7参照)によって、XY平面内で自在に駆動(Z軸回りの回転(θz回転)を含む)される。また、プレートステージ18は、プレートステージ駆動系19によって、Z軸方向の微小駆動、XY平面に対する傾斜駆動(X軸回りの回転(θx回転)、及びY軸回りの回転(θy回転))が可能である。
On the
プレートステージ18の位置情報(X軸方向、Y軸方向の位置情報の他、回転情報(θz回転、θx回転、及びθy回転)を含む)は、プレートステージ18に形成された(又は設けられた)反射面に計測ビームをそれぞれ照射する複数の干渉計を含む干渉計システム20(図1では不図示、図7参照)によって計測され、計測された位置情報が主制御装置30(図1では不図示、図7参照)に供給される。また、プレートステージ18のZ軸方向の位置情報は、プレートP表面の面位置情報を計測する計測系21(図1では不図示、図7参照)によって間接的に計測される。計測系21としては、例えば特開2001−215718号公報(対応米国特許第6,552,775号明細書)などに開示されるものを用いることができる。なお、干渉計システム20を構成する少なくとも一部の干渉計の代わりに、エンコーダを用いても良いし、あるいは干渉計システム20に加えてエンコーダシステムを設け、干渉計システム20とエンコーダシステムとのハイブリッドシステムによって、プレートステージ18の位置情報を計測するようにしても良い。
Position information of the plate stage 18 (including rotation information (θz rotation, θx rotation, and θy rotation) in addition to position information in the X-axis direction and Y-axis direction) is formed on (or provided on) the plate stage 18. ) The position information measured by the interferometer system 20 (not shown in FIG. 1; see FIG. 7) including a plurality of interferometers each irradiating the measurement surface with the measurement beam is the main controller 30 (not shown in FIG. 1). (See FIG. 7). Further, the position information of the
前記投影光学系モジュールPLMの5つの投影光学ユニット16A、16B、16C、16D、16Eとしては、例えば光軸に沿って光学部品を複数配置した屈折光学系を用いることもできるが、ここでは、反射光学系を一部に有し、等倍の正立像を形成するダイソン型光学系が用いられている。このうち、投影光学ユニット16A、16B、16Cは、図2に示されるように、Y軸方向に沿って所定間隔で配置され、残りの投影光学ユニット16D、16Eはこれらの+X側(図1及び図2における右側)に少しずれてY軸方向に沿って所定間隔で配置されている。すなわち、本実施形態では、5つの投影光学ユニット16A、16B、16C、16D、16Eをいわゆる千鳥状に配置することにより、投影光学ユニットのアレイを構成し、プレートステージ18がX軸方向に走査されたときに、5つの投影光学ユニット16A、16B、16C、16D、16Eのイメージフィールド(投影領域)がプレートPの露光対象の矩形領域(ショット領域)の全面を網羅することができるように構成されている。本実施形態の投影光学系モジュールPLMと同様の構成については、例えば特開2001−215718号公報(対応する米国特許第6,552,775号明細書)などに詳細に開示されている。
As the five projection
なお、投影光学ユニット16A、16B、16C、16D、16Eは、等倍系に限らず、縮小系は勿論、拡大系をも用いることができ、その投影像は倒立像でも構わない。
Note that the projection
さらに、露光装置10は、オフアクシス方式のアライメント系ALG(図1では図示せず、図7参照)を備えている。アライメント系ALGは、複数のアライメントセンサを備え、各アライメントセンサとして、例えばプレートP上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子(CCD)等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサがそれぞれ用いられている。
Further, the
次に、アクティブマスク14の構成等について、図1〜図6に基づいて具体的に説明する。
Next, the configuration and the like of the
アクティブマスク14は、図1に示されるように、矩形板状の透明基板15を備えている。透明基板15には、前述した5つの投影光学ユニット16A〜16Eそれぞれに対応した位置にパターンジェネレータ22A〜22Eが設けられている。従って、パターンジェネレータ22A〜22Eも、図1及び図2の平面図に概略的に示されるように、千鳥状の配置となっている。透明基板15の上面には、パターンジェネレータ22A〜22E部分を除き、そのほぼ全面に遮光膜17が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
パターンジェネレータ22Aは、図2のA−A線断面図(パターンジェネレータ22A部分の断面図)である図3(A)に示されるように、透明基板15の上面(+Z側の面)にエッチングなどの加工を施して形成された集光部31と、該集光部31に対向して透明基板15の下面(−Z側の面)に設けられた素子部224とを有する。
The
素子部224は、パターンジェネレータ22Aの底面図である図3(B)に示されるように、透明基板15の下面に、中心間距離が一定となるようにY軸方向に所定ピッチで配置された複数の表示素子24をそれぞれ含む表示素子群1241〜124N(こここでは、N=16)が、中心のX軸方向に関する間隔が一定となるようにX軸方向に関して所定ピッチで、Y軸方向に関して所定距離ずつ順次ずれて配置されて成る。
As shown in FIG. 3B, which is a bottom view of the
各表示素子24は、図5(A)に示されるように、略正方形の遮光パターンの中心にほぼ正方形の開口パターン32aが形成されて成るパターン領域32と、該パターン領域32が形成された透明基板15の下面(−Z側の面)に一対の線バネ28を介して設けられたシャッタ27と、シャッタ27の裏面(+Z側の面)に設けられた可動電極33と、パターン領域32表面(透明基板15の下面)の開口パターン32aの+Y側に固定された固定電極29と、を含んでいる。一対の線バネ28は、それぞれの一端が、シャッタ27の長手方向(X軸方向)の一端と他端にそれぞれ接続され、それぞれの他端が透明基板15の下面のパターン領域32のX軸方向の一側と他側の端部でかつ開口パターン32aの−Y側の位置に接続されている。
As shown in FIG. 5A, each
パターン領域32(遮光パターン)は、例えば、一辺がLa(Laは、例えば16μm)の正方形状を有し、中心部には、一辺がLb(Lbは、例えば1μm)の正方形状の開口パターン32aが形成されている。従って、パターン領域32では、開口パターン32a以外の部分からは、光が透過しないようになっている。
The pattern region 32 (light-shielding pattern) has, for example, a square shape with one side La (La is, for example, 16 μm), and a
本実施形態では、透明基板15の下面(−Z側の面)の各表示素子24部分のほぼ全面をクロム等の金属から成る遮光膜で覆い、その中央部にパターニング等によって開口を形成することで、パターン領域32を形成している。しかし、これに限らず、透明基板15の下面に透明基板、例えばガラス基板を貼り付け、該透明基板の表面に上記と同様のパターン領域32を形成しても良いし、あるいは、透明基板15の下面に例えばシリコン基板を貼り付け、該シリコン基板に貫通孔(開口)を形成することで、パターン領域32を形成しても良い。
In the present embodiment, almost the entire surface of each
上述のようにして構成された表示素子24では、可動電極33と固定電極29との間に、不図示の電圧源(電源)からの電圧が印加されると、両電極29,33の間に静電力(静電吸引力)が生じ、図5(B)に示されるように、シャッタ27が+Y方向に移動する。これにより、シャッタ27が開口パターン32aを閉塞する。以下では、このシャッタ27により開口パターン32aが閉塞された状態を、表示素子24のオフ状態と呼ぶ。
In the
一方、可動電極33と固定電極29との間の電圧印加が停止されると、線バネ28の元位置復帰力によりシャッタ27が−Y方向に移動し、図5(A)の状態(シャッタ27が開口パターン32aを塞がない状態)に戻る。以下では、このシャッタ27により開口パターン32aが閉塞されていない状態を、表示素子24のオン状態と呼ぶ。
On the other hand, when the voltage application between the
本実施形態では、表示素子24毎に、可動電極33及び固定電極29を含む、シャッタ27の駆動機構26(図7参照)が設けられている。
In the present embodiment, a driving mechanism 26 (see FIG. 7) for the
なお、ここでは、表示素子24として、可動電極33と固定電極29との間に電圧を印加したときに、シャッタ27が開口パターン32aを閉塞する構成を採用したが、これに限らず、可動電極33と固定電極29との間に電圧を印加しないときに、シャッタ27が開口パターン32aを閉塞するような構成を採用することとしても良い。
Here, the
本実施形態では、上記のように構成された表示素子24が、透明基板15の下面にY軸方向に所定ピッチ(中心間距離)Laで(Y軸方向に関して隙間無く)、M個、例えば10000個配列されることで、各表示素子群124i(i=1〜N(=16))が構成されている。また、表示素子群1241〜12416が、透明基板15の下面にX軸方向に関して隙間無く、かつY軸方向に関して、開口パターン32aの一辺と同一距離Lb(例えば、1μm)ずつ順次ずれた状態で、(La/Lb)列(本実施形態では16列)配列されることで、素子部224が構成されている。
In the present embodiment, the number of
したがって、素子部224全体としては、Y軸方向に平行な一対の対向辺が、10000×La(Laが16μmである場合には、16cm)で、X軸方向に関する寸法が、16×La(Laが16μmである場合には、256μm)という、Y軸方向に極端に長い略平行四辺形状の形状を有している。ただし、図1等においては、図示の便宜上から、素子部224のX軸方向に関する寸法が実際より大きく示されている。
Therefore, the
また、上述の説明から明らかなように、本実施形態では、開口パターン32aは、Y軸方向に関して、所定間隔La(例えば、16μm)でM個(例えば10000個)配列されることにより開口パターン群を構成し、その開口パターン群が、X軸方向に関して所定間隔La(例えば16μm)、かつY軸方向に関して所定距離Lb(例えば、1μm)ずつ順次ずれた状態で、(La/Lb)列(例えば、16列)だけ配列されている。このような配列方法が採用された結果、2列分の開口パターン群(パターン領域32の群)を取り出して示す、図4からも分かるように、開口パターン32aは、Y軸方向に関して見れば、隙間無くかつ重複無く、配列されている。換言すれば、図4中に符号32aを付して示されている2つの開口パターン32aは、X軸に平行な同一の直線に接している。
Further, as is apparent from the above description, in this embodiment, the
ここで、素子部224の各表示素子24は、MEMS技術で製造することができる。本実施形態では、多数の表示素子24を有する素子部224は、1枚のガラス基板上に一括して製造されている。
Here, each
図3(A)に戻り、集光部31は、透明基板15の上面(+Z側の面)にエッチング処理を施すなどして形成された複数の球面状の凸面25を含む。複数の凸面25は、直径が表示素子24の一辺と同一(La)の、平面視(+Z方向から見て)円形の形状を有しており、前述した多数の表示素子24と1対1で対応する位置関係となっている。本実施形態では、照明系12から集光部31に照射される照明光ILは、複数の凸面25によって対応する開口パターン32aの内部にそれぞれ集光される。すなわち、透明基板15における複数の凸面25と下面との間の部分によって、マイクロレンズアレイが構成され、各マイクロレンズの焦点面が透明基板15の下面に一致している。
Returning to FIG. 3A, the light condensing unit 31 includes a plurality of spherical
これにより、上方から集光部31に入射され、各開口パターン32aを通過する照明光ILの光量を増加させることが可能となっている。以下においては、集光部31をマイクロレンズアレイ31とも呼び、凸面25をマイクロレンズ25とも呼ぶものとする。各マイクロレンズ25の開口数(N.A.)は、投影光学ユニット16Aの開口数よりも大きく設定されている。
Thereby, it is possible to increase the amount of illumination light IL that is incident on the light collecting unit 31 from above and passes through each
その他のパターンジェネレータ22B〜22Eも、上記のパターンジェネレータ22Aと同様に構成されている。これらパターンジェネレータ22B〜22Eを構成する多数の表示素子24も上記と同様に、MEMS技術で製造することができる。本実施形態では、パターンジェネレータ22A〜22Eを構成する全ての表示素子が、1枚のガラス基板に一括して形成されている。
The
パターンジェネレータ22A〜22Eは、概略的には、図2に示されるような千鳥状の配置となっているが、正確には、図6に、パターンジェネレータ22A,22Dを採り上げて示されるように、パターンジェネレータ22Aの最も−Y側に位置する開口パターン32aの−Y端のY軸方向の位置(Y位置)と、パターンジェネレータ22Dの最も+Y側に位置する開口パターン32aの+Y端のY位置とが一致している。同様に、パターンジェネレータ22Dの最も−Y側に位置する開口パターン32aの−Y端のY位置と、パターンジェネレータ22Bの最も+Y側に位置する開口パターン32aの+Y端のY位置とが一致している。同様に、パターンジェネレータ22Bの最も−Y側に位置する開口パターン32aの−Y端のY位置と、パターンジェネレータ22Eの最も+Y側に位置する開口パターン32aの+Y端のY位置とが一致している。同様に、パターンジェネレータ22Eの最も−Y側に位置する開口パターン32aの−Y端のY位置と、パターンジェネレータ22Cの最も+Y側に位置する開口パターン32aの+Y端のY位置とが一致している。
The
本実施形態では、パターンジェネレータ22B〜22Eの素子部224も、表示素子24毎に電極を含むシャッタ27の駆動機構26を有している。そして、全てのパターンジェネレータ22B〜22Eがそれぞれ備える各MN個(例えば160000個)の駆動機構26、合計5MN個(例えば800000個)の駆動機構26が、主制御装置30からの指示に応じ、シャッタ制御装置40(図7参照)によって個別に制御されるようになっている。すなわち、シャッタ制御装置40と、5MN個(例えば800000個)の駆動機構26とを含んで、全ての開口パターン32aの開閉のためのシャッタ27の駆動(各表示素子24のオン・オフ状態の設定)を個別に行うことが可能な開閉機構50(図7参照)が構成されている。
In the present embodiment, the
図7には、露光装置10の制御系の主要な構成がブロック図にて示されている。
FIG. 7 is a block diagram showing the main configuration of the control system of the
次に、露光装置10のアクティブマスク14を用いた露光動作の原理について、図8(A)〜図8(F)に基づいて説明する。これら図8(A)〜図8(F)には、アクティブマスク14及びプレートPが簡略化して模式的に示されている。また、本実施形態のアクティブマスク14は、パターンジェネレータを5つ有しているが、図8(A)〜図8(F)には、そのうちの2つのみが符号「221、222」を付して示されている。また、パターンジェネレータ221、222は、実際には、多数(例えば、160000個)の開口パターン32aを有しているが、8つの開口パターンのみ有するものとして示されている。ただし、開口パターンの配列方法(Y軸方向に関しては、隙間無くかつ重複無く、配列する配列方法)は図3(B)の場合と同様となっている。
Next, the principle of the exposure operation using the
また、プレートP表面には、ポジ型のフォトレジストが塗布されているものとし、照明光ILが照射された部分が現像液によって溶解されるものとする。また、以下においては、照明光ILをプレートP上のフォトレジストに照射することを、露光又は描画と呼ぶものとする。 Further, it is assumed that a positive type photoresist is applied to the surface of the plate P, and a portion irradiated with the illumination light IL is dissolved by the developer. Hereinafter, irradiating the photoresist on the plate P with the illumination light IL is referred to as exposure or drawing.
露光動作の際には、図8(A)〜図8(F)に示されるように、アクティブマスク14の位置を固定したまま、プレートPをX軸方向に走査する。そして、この走査を行っている間に、例えば、図8(B)に示されるように、プレートP上に描画したいパターン(図8(A)〜図8(F)では、描画したいパターンがアルファベット「F」形状を有するパターン(抜きパターン)であるものとする)上方に位置する開口パターン(図8(B)では、パターンジェネレータ222の最も−X側に位置する開口パターン(この開口パターンが、図8(B)では白抜き正方形にて示されている))から照明光を透過させる。すなわち、主制御装置30の指示の下、これら開口パターン以外の開口パターンを閉塞すべく、対応するシャッタを駆動する。
During the exposure operation, as shown in FIGS. 8A to 8F, the plate P is scanned in the X-axis direction while the position of the
更に、図8(C)〜図8(F)に示されるように、プレートPを走査する間に、描画したいパターン上方に位置する開口パターンを開放するとともに、それ以外の開口パターンをシャッタで閉塞する。これにより、プレートP上に所望のパターン(アルファベット「F」形状のパターン(現像後にレジストが除去された部分に形成される))を描画することが可能である。 Further, as shown in FIGS. 8C to 8F, while scanning the plate P, the opening pattern located above the pattern to be drawn is opened and the other opening patterns are closed by the shutter. To do. Thereby, a desired pattern (alphabet “F” -shaped pattern (formed in a portion where the resist is removed after development)) can be drawn on the plate P.
ここで、図8(A)〜図8(F)では、プレートPがX軸方向に走査されるとともに、パターンジェネレータ221、222に設けられた開口パターンが、Y軸方向に関しては、重複無くかつ隙間無く配列されているので、機能的には、図9(A)〜図9(F)に示されるように開口パターンがY軸方向に沿って配列されたものと等価であるとみなすことができる。すなわち、図9(A)〜図9(F)に示されるように、アクティブマスク14には、開閉可能な開口パターンがY軸方向に沿って重複無く、かつ隙間無く配列されていると看做すことができる。従って、アクティブマスク14とプレートPの位置関係に応じて、開口パターンの開閉を行うだけで、プレートP上に様々なパターンを簡易に描画することができる。
Here, in FIGS. 8A to 8F, the plate P is scanned in the X-axis direction, and the opening patterns provided in the pattern generators 22 1 and 22 2 overlap in the Y-axis direction. Since they are arranged without gaps, they are functionally regarded as equivalent to those in which the opening patterns are arranged along the Y-axis direction as shown in FIGS. 9 (A) to 9 (F). be able to. That is, as shown in FIG. 9A to FIG. 9F, it is considered that the openable / closable opening patterns are arranged in the
本実施形態のアクティブマスク14を用いることで、図8(A)〜図8(F)、及び図9(A)〜図9(F)で説明した場合と同様に露光動作を行うことが可能である。すなわち、本実施形態では、1つのパターンジェネレータ(例えばパターンジェネレータ22A)には、一辺がLb(例えば、1μm)の正方形状の開閉可能な開口パターン32aが、Y軸方向にMN個(例えば160000)個配列されたものと看做すことができ(図4参照)、更に、アクティブマスク14全体では、5つのパターンジェネレータ22A〜22Eにより、開口パターン32aがY軸方向に5MN個(例えば800000(=160000×5)個)配列されたものと看做すことができる。従って、主制御装置30は、プレートステージ18のX軸方向の走査に同期して、開閉機構50(シャッタ制御装置40)を介して、5MN個(例えば80000個)の開口パターン32aのうち、描画すべき所望のパターンに対応する開口パターン32aをシャッタ27で閉塞し、残りの開口パターン32aを開放状態のままとするように、各表示素子24のオフ状態とオン状態とを適宜設定することで、プレートP上に所望のパターンを描画することが可能である。
By using the
なお、説明は前後するが、本実施形態では、上記露光動作に先立って、プレートPのプレートステージ18に対するロード(又は交換)、アライメント系ALGを用いた、プレートP上の対象マークの位置情報の検出動作(アライメント動作)等が、主制御装置30によって行われる。
Although description will be omitted, in this embodiment, prior to the exposure operation, loading (or replacement) of the plate P with respect to the
以上詳細に説明したように、本実施形態によると、プレートP表面と平行な面上に配置されたアクティブマスク14には、パターンジェネレータ22A〜22Eが前述した千鳥状の配置で設けられている。パターンジェネレータ22A〜22Eそれぞれの透明基板15の下面(−Z側の面)には、Y軸方向に所定間隔(La)で配置されたM個(Mは、例えば10000)の開口パターン32aをそれぞれ含むN個(Nは、例えば16個)の開口パターン群(表示素子群124iに含まれる開口パターン群)が、X軸方向に所定間隔(La)で、かつY軸方向に関して所定距離(Lb)ずつ順次ずれて配置されている。すなわち、透明基板15の下面に、N個の開口パターン群(MN個の開口パターン32aを含む)を含む素子部224(開口パターン部)が設けられている。この素子部224には、全体として見ると、Y軸方向に関して、一定間隔(所定間隔Laより狭い間隔Lb)で開口パターン32aが存在する。本実施形態では、Lbは、正方形の開口パターン32aの一辺の長さに一致しており、かつNが、La/Lb(La=16μm、Lb=1μmとして、La/Lb=16)に一致しているので、素子部224には、開口パターン32aが、Y軸方向に関しては、隙間無くかつ重複することなく配置されている。
As described above in detail, according to the present embodiment, the
また、素子部224の照明光ILの入射側には、MN個の開口パターン32aのそれぞれに照明光ILを集光する集光部31(すなわちマイクロレンズアレイ31)が配置されている。
Further, on the incident side of the illumination light IL of the
また、アクティブマスク14のパターンジェネレータ22A〜22Eのそれぞれは、MN個の開口パターン32aを個別に開閉可能なMN個のシャッタ27及び各シャッタ27をそれぞれ駆動するMN個の駆動機構26を備えている。各駆動機構26は、主制御装置30の指示に応じシャッタ制御装置40によって制御される。
Each of the
さらに、本実施形態では、パターンジェネレータ22A〜22E相互の位置関係が、前述したような位置関係になっており、開口パターン32aがY軸方向に5×MN(800000(=160000×5))個配列されたものと看做すことができる。
Further, in the present embodiment, the positional relationship between the
従って、主制御装置30は、集光部31を介して素子部224に照明系12からの照明光ILを照射し、駆動機構26により、MN個の開口パターン32aを個別に開閉しながら、プレートステージ18をアクティブマスク14に対してX軸方向に関して相対走査することで、オン状態にある表示素子24の開口パターン32aを通過した照明光ILにより投影光学系ユニット16A〜16Eをそれぞれ介してプレートPが露光され、プレートステージ18に保持されたプレートP上に、種々のパターンを精度良く生成することができる。
Therefore, the
また、本実施形態の露光装置10によると、主制御装置30によって、プレートP上に形成すべきパターン情報に基づいて、プレートステージ18のX軸方向の走査と同期して、アクティブマスク14のパターンジェネレータ22A〜22Eの各駆動機構26を個別に制御する、シャッタ制御装置40が制御される。このため、形成すべきパターン情報を種々変更する場合であっても、簡易にプレートP上にパターンを形成することが可能である。
Further, according to the
なお、上記実施形態における素子部224の各部の寸法、個数、配置等は例示であって、本発明がこれらに限定されるものではない。例えば、パターンジェネレータ22A〜22Eのそれぞれで、MN個の開口パターン32aが、必ずしもY軸方向に関して隙間無く配置されている必要はない。例えば、MN個の開口パターン32aが、Y軸方向に関して所定の隙間を隔てて配置されている場合には、プレートPをX軸方向に走査する動作と、Y軸方向に所定距離だけステップ移動する動作とを、交互に繰り返すことで、上記実施形態と同様に、プレートP上に種々のパターンを精度良く生成することができる。
In addition, the dimensions, the number, the arrangement, and the like of each part of the
また、上記実施形態では、M個(Mは、例えば10000)の開口パターン32aをそれぞれ含むN個(Nは、例えば16個)の開口パターン群(表示素子群124iに含まれる開口パターン群)が、X軸方向に所定間隔(La)で、かつY軸方向に関して所定距離(Lb)ずつ順次ずれて配置される場合について説明したが、これに限らず、N個(Nは、例えば16個)の開口パターン群は、順不同で所定距離Lbずつずれていても良い。要は、N個の開口パターン群相互間のずれ量が最大でLaを超えず、N個の開口パターン群のそれぞれでY軸方向に関する位置がお互いに一致しないようになっていれば良い。また、開口パターン32aは、平面視(Z軸方向から見て)正方形に限らず、円形は勿論、その他の形状、例えば長方形又は楕円形であっても良い。開口パターンが平面視長方形又は楕円形である場合には、開口パターン群同士は、その開口パターンのY軸方向のサイズの自然数倍の距離だけずれていることが望ましい。
In the above embodiment, N (N is, for example, 16) opening pattern groups (an opening pattern group included in the display element group 124 i ) each including M (M is, for example, 10,000) opening
また、開口パターンとして、正方形又は円形の開口パターンを用いる場合に、開口パターンの1辺の長さ又は直径は、1μmに限られるものではなく、要求される解像度(最小線幅)に応じて定めれば良い。 When a square or circular opening pattern is used as the opening pattern, the length or diameter of one side of the opening pattern is not limited to 1 μm, but is determined according to the required resolution (minimum line width). Just do it.
なお、上記実施形態では、開口パターン32aによって光透過部が形成される場合ついて説明したが、これに限らず、光透過部は、プレートPの面と異なる面上の異なる位置に配置され、光が透過する部材(又はその部分)であれば良い。
In the above-described embodiment, the case where the light transmission part is formed by the
また、上記実施形態では、2つの開口パターン32aに接する接線の方向が、X軸と平行な方向であり、プレートPをX軸方向に走査することにより、プレートP上にパターンを隙間無く形成する場合について説明した。しかし、これに限らず、任意に配置された2つの光透過部(開口パターンなど)に接する接線方向にプレートPを走査することで、接線方向と交差する方向に少なくとも2つの光透過部分のサイズを持つパターンをプレートP上に形成することができる。
In the above embodiment, the direction of the tangent line that contacts the two opening
なお、上記実施形態では、アクティブマスク14が、5つのパターンジェネレータ22A〜22Eを有する場合について説明したが、これに限らず、アクティブマスク14は、1つ、2つ、3つ、4つ、又は6つ以上のパターンジェネレータを有していても良い。また、上記実施形態では、投影光学系モジュールPLMを構成する投影光学ユニット16A〜16Eの配置に合わせて、アクティブマスク14上に図1、図2に示されるような千鳥状の配置で5つのパターンジェネレータ22A〜22Eが設けられるものとした。しかし、投影光学ユニット及びパターンジェネレータは、5つ設ける必要は無く、その配置も上述のような配置に限られるものでない。例えば、パターンジェネレータ及び投影光学ユニットを、Y軸方向に複数所定間隔で並べることとしても良いし、X軸方向に複数所定間隔で並べることとしても良い。これらの場合には、1度のスキャン動作(プレートPのX軸方向に沿った移動)によっては、プレートP全面を露光できない場合も考えられるが、プレートPをY軸方向にずらして、複数回スキャン動作を行うことで、プレートP全面を露光すれば良い。特に後者では、プレートPのX軸方向のスキャン長を短くすることが可能となる。
In the above embodiment, the case where the
また、投影光学ユニット及びパターンジェネレータの少なくとも一方は、1つのみ設けられていても良い。投影光学ユニットのイメージフィールドの非走査方向の長さが、パターンジェネレータの非走査方向の長さの数倍あれば、投影ユニットは1つのみ設ければ良い。反対に、パターンジェネレータの非走査方向の長さが、投影光学ユニットのイメージフィールドの非走査方向の長さの数倍あれば、パターンジェネレータは1つのみ設ければ良い。 Further, at least one of the projection optical unit and the pattern generator may be provided. If the length of the image field of the projection optical unit in the non-scanning direction is several times the length of the pattern generator in the non-scanning direction, only one projection unit may be provided. Conversely, if the length of the pattern generator in the non-scanning direction is several times the length of the image field of the projection optical unit in the non-scanning direction, only one pattern generator may be provided.
なお、上記実施形態において、素子部224の表示素子として、表示素子24に代えて、例えば、図10(A)に示される表示素子24’を採用しても良い。表示素子24’は、表示素子24におけるパターン領域32の開口パターン32aの−Y側(シャッタ27の原位置の−Y側)の位置にも固定電極39が設けられている。このように、固定電極29及び固定電極39を設け、これらの固定電極29,39と可動電極33とを含んで、シャッタ27の駆動機構26を構成することで、シャッタ27による開口パターン32aの開閉を高速で行うことが可能になる。また、固定電極29,39と可動電極33との間に印加する電圧値を調整することにより、開口パターン32aの開度を調整することが可能となる。
In the above embodiment, for example, a
また、上記実施形態において、素子部224の表示素子として、図10(B)に示されるような表示素子24”を採用することも可能である。この表示素子24”は、パターン領域32が形成された透明基板の下面に固定部材41を介してその一部が固定されたシート状のシャッタ27’と、該シャッタ27’に固定された2つの可動電極33A、33Bと、該可動電極33A,33Bに対応して、透明基板(パターン領域32)の下面に固定された固定電極49A,49Bとを有している。シャッタ27’は、例えば形状記憶合金等からなり、いずれの電極間にも電圧が印加されていない状態では、図10(B)に示されるように、丸まった状態となり、開口パターン32aから射出される照明光ILの進行を妨げないようになっている。
In the above embodiment, a
この表示素子24”によると、固定電極49Aと可動電極33Aとの間に電圧が印加されることにより、図10(C)に示されるように、固定電極49Aに可動電極33Aが引き付けられる。そして、図10(C)の状態から、固定電極49Bと可動電極33Bとの間に電圧が印加されることにより、図10(D)に示されるように、固定電極49Bに可動電極33Bが引き付けられ、シャッタ27’によって、開口パターン32aが閉塞される。
According to the
また、上記実施形態において、素子部224の表示素子として、図11(A)に示されるような表示素子124Aを採用することも可能である。この表示素子124Aでは、シャッタ27がヒンジ51及び不図示のねじりバネを介して透明基板(パターン領域32)の下面(−Z側の面)に固定されている。シャッタ27の一方の面,他方の面に、可動電極133A,133Bがそれぞれ固定され、これらに対応して固定電極149A,149Bが、パターン領域32(透明基板)に固定されている。シャッタ27は、いずれの電極間にも電圧が印加されていない状態では、図11(A)に示されるように、XZ面に平行な状態となるように設定されている。
In the above embodiment, a
そして、例えば、固定電極149Aと可動電極133Aとの間に電圧が印加されると、図11(B)に実線で示されるように、シャッタ27が開口パターン32aを閉塞する、表示素子124Aのオフ状態となる。一方、固定電極149Bと可動電極133Bとの間に電圧が印加されると、シャッタ27がヒンジ51を中心に反時計回りに回転し、図11(B)に破線で示される状態となって、開口パターン32aが開放状態(表示素子124Aのオン状態)となる。なお、不図示のねじりバネの原位置復帰力が強い場合には、固定電極149B及び可動電極133Bは、必ずしも設けなくても良い。
For example, when a voltage is applied between the fixed
また、上記実施形態において、素子部224の表示素子として、図11(C)に示されるような表示素子124Bを採用することも可能である。表示素子124Bは、表示素子124Aにおいて、−X側から見て直角二等辺三角形状のブロック52が、透明基板(パターン領域32)に設けられ、このブロックの斜面52aに固定電極149Bが固定されているものに相当する。このような構成を採用することにより、図11(A)の表示素子124Aよりも、シャッタ27の移動範囲(移動角度)を小さくすることができるので、シャッタの開閉に関する応答性を高くすることが可能となる。
In the above embodiment, a
この他、素子部224の表示素子として、例えば、開口パターンの開口の大きさ(開度)を調整するためのシャッタと、その調整後の開口パターンを開閉するシャッタとの、2枚のシャッタを備える構成を採用することも可能である。
In addition, as a display element of the
なお、上記実施形態及び上記各変形例では、アクティブマスク14の透明基板15にパターンジェネレータ22A〜22Eが一体的に形成された場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。アクティブマスク14を、1又2以上の開口が形成された遮光性の板部材と、該板部材の開口部に装着された1又は2以上のパターンジェネレータとを含んで構成しても良い。
In the above embodiment and each of the above modifications, the case where the
また、上記実施形態では、透明基板15の上面にマイクロレンズアレイ31を形成し、透明基板15の下面に直接素子部224を形成するものとしたが、本発明がこれに限定されるものでない。すなわち、素子部224を、マイクロレンズアレイとは別の基板、例えばガラスプレート又はウエハなどの基板に形成し、その基板とマイクロレンズアレイとを所定の位置関係を保って、保持部材で保持することとしても良い。この場合には、素子部224の各開口パターンに対応する基板部分に貫通孔が形成されることとなる。
In the above embodiment, the microlens array 31 is formed on the upper surface of the
なお、上記実施形態では、パターンジェネレータ22A〜22E同士(より正確には開口パターン32a同士)が、図6に示されるように、Y軸方向に関して重ならないように配置された場合について説明したが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。例えば、パターンジェネレータ22A〜22Eそれぞれを、図12(A)に示されるように、開口パターン32a同士が、Y軸方向に関して重なるように配置することとしても良い。この場合、Y軸方向に関して重なる部分(図12(A)においてハッチングが付されている部分)では、相互に重なる開口パターン32a(Y軸方向の位置が一致する開口パターン32a)を透過する照明光ILの光量Iの総和が、その他の開口パターン32aを通過する照明光ILの光量Iと一致するようにすれば良い。
In the above-described embodiment, the
図12(B)には、プレートPの全面を均等に露光する場合における、パターンジェネレータ22A,22Dを透過する照明光ILの光量分布(図12(A)の範囲F内の照明光ILの光量分布)が示されている。この図12(B)から分かるように、パターンジェネレータ22Aの−Y側端部近傍(範囲d内)では、−Y側端部に近づくにしたがって、開口パターン32aを透過する照明光ILの光量Iを小さくし、パターンジェネレータ22Dの+Y側端部近傍(範囲d内)では、+Y側端部に近づくにしたがって、開口パターン32aを透過する照明光ILの光量Iを小さくすることで、範囲d内の光量Iの総和を、その他の部分の光量Iと一致させることができる。この光量の調整方法としては、例えば、シャッタ27(開口パターン32a)の開度をフレキシブルに調整可能な構成を採用することとしても良いし、予め、範囲d内に位置する開口の大きさを徐々に小さくなるように設定しておくこととしても良い。開度をフレキシブルに調整可能とするためには、固定電極を複数用意しておき、開度に合わせて、電圧を印加する固定電極を選択することとすれば良い。
FIG. 12B shows the light amount distribution of the illumination light IL transmitted through the
図12(B)のようにパターンジェネレータ22A,22Dの範囲d内における開口パターン32aを透過する照明光ILの光量Iを徐々に小さくする(又は大きくする)代わりに、図12(C)に示されるように、パターンジェネレータ22A,22Dの範囲d内における開口パターン32aを透過する照明光ILの光量Iを、その他の部分における光量Iの1/2とすることとしても良い。また、パターンジェネレータ22A,22Dの一方で、範囲d内における開口パターン32aを透過する照明光ILの光量Iをその他の部分における光量Iの1/n(nは2よりも大きい数)とし、パターンジェネレータ22A,22Dの他方で、範囲d内における開口パターン32aを透過する照明光ILの光量Iをその他の部分における光量Iの(n−1)/nとすることとしても良い。
Instead of gradually decreasing (or increasing) the light amount I of the illumination light IL that passes through the
いずれの場合においても、パターンジェネレータ22A,22Dの一部で、シャッタの駆動により開口パターンの開度を調整する場合には、そのシャッタの駆動は、主制御装置30の指示に応じ、シャッタ制御装置40によって行われる。
In any case, when the opening degree of the opening pattern is adjusted by driving the shutter in a part of the
なお、上記実施形態及び各変形例では、シャッタ27を静電力を用いて駆動することとしたが、これに限らず、シャッタ27の開閉に、例えば、電磁力(ローレンツ力)を用いる駆動機構や、圧電素子を用いる駆動機構などを採用することも可能である。
In the above-described embodiment and each modified example, the
また、本発明は、液晶表示素子を製造するための露光装置への適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、半導体デバイス製造用の露光装置、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をリソグラフィ工程を用いて製造する露光装置にも適用することができる。以上のように、上記実施形態で照明光ILが照射される露光対象の物体はガラスプレートに限られるものではなく、ウエハ、セラミック基板、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。 Further, the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element. For example, an exposure apparatus for a display apparatus such as a plasma display, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, and an imaging element The present invention can be widely applied to exposure apparatuses for manufacturing various devices such as (CCD, etc.), micromachines, thin film magnetic heads, and DNA chips. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure apparatus that manufactures a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a lithography process. As described above, the object to be exposed to which the illumination light IL is irradiated in the above embodiment is not limited to the glass plate, but may be another object such as a wafer, a ceramic substrate, or a mask blank.
なお、これまでは、本発明が、プレート(基板)のスキャン動作を伴う走査型露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(いわゆるステッパ)あるいはステップ・アンド・スティッチ方式などの、静止露光を行う露光装置にも適用することができる。これらの露光装置に本発明を適用する場合、本発明のパターンジェネレータが複数、相互に重ならない位置関係で同一の部材上に配置されたアクティブマスクを用意し、このアクティブマスクを用いて基板の露光を行う動作と、その基板をステップ移動する動作とを交互に繰り返し行うこととすれば良い。また、本発明は、投影光学系を用いない、プロキシミティ方式の露光装置にも適用することができる。 Heretofore, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus that involves a plate (substrate) scanning operation has been described. However, the present invention is not limited to this, and a step-and-repeat type exposure apparatus (so-called stepper) is used. ) Or an exposure apparatus that performs still exposure, such as a step-and-stitch method. When the present invention is applied to these exposure apparatuses, a plurality of pattern generators of the present invention are provided with active masks arranged on the same member in a positional relationship that does not overlap with each other, and the substrate is exposed using this active mask. It is only necessary to alternately and repeatedly perform the operation of performing the step and the operation of moving the substrate stepwise. The present invention can also be applied to a proximity type exposure apparatus that does not use a projection optical system.
この他、例えば国際公開第2004/053955号パンフレット(対応する米国特許出願公開第2005/0259234号明細書)などに開示される、投影光学系とウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などに本発明を適用しても良い。 In addition to this, immersion exposure in which liquid is filled between the projection optical system and the wafer as disclosed in, for example, WO 2004/053955 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2005/0259234). The present invention may be applied to an apparatus or the like.
これまでの説明から明らかなように、本発明のパターンジェネレータは、光学系の構成等を変更せずに、投影露光装置のマスクに代わる、アクティブマスクとしても用いることが可能である。 As is apparent from the above description, the pattern generator of the present invention can be used as an active mask that replaces the mask of the projection exposure apparatus without changing the configuration of the optical system.
以上説明したように、本発明のパターンジェネレータは、照明光を部分的に透過させて所定の面上に形成すべきパターンを生成するのに適している。また、本発明のパターン生成方法及びパターン生成装置は、所定の面上に形成すべきパターンを生成するのに適している。 As described above, the pattern generator of the present invention is suitable for generating a pattern to be formed on a predetermined surface by partially transmitting illumination light. The pattern generation method and pattern generation apparatus of the present invention are suitable for generating a pattern to be formed on a predetermined surface.
10…露光装置、14…アクティブマスク、15…透明基板、16A〜16E…投影光学ユニット、18…プレートステージ、25…マイクロレンズ、26…駆動機構、27…シャッタ、31…マイクロレンズアレイ、32a…開口パターン、30…主制御装置、50…開閉機構、P…プレート。
DESCRIPTION OF
Claims (31)
前記所定面とは異なる第1面上に、第1方向に所定間隔で配置された複数の開口パターンをそれぞれ含む複数の開口パターン群が、前記第1面内で第1方向に直交する第2方向に関して所定間隔で、かつ前記第1方向に関して所定距離ずつずれて配置されてなる開口パターン部と;
前記開口パターン部の前記照明光の入射側に配置され、前記複数の開口パターンのそれぞれに前記照明光を集光する集光部と;
前記複数の開口パターンを個別に開閉可能な開閉機構と;を備え、
前記開口パターン部の複数の開口パターン群が形成された前記第1面は、前記照明光の光路上に配置された透明基板の前記照明光の射出側の一方の面であり、前記透明基板の前記照明光の入射側の他方の面には、前記集光部が形成されているパターンジェネレータ。 A pattern generator that partially transmits illumination light and generates a pattern to be formed on a predetermined surface,
A plurality of opening pattern groups each including a plurality of opening patterns arranged at predetermined intervals in a first direction on a first surface different from the predetermined surface is a second orthogonal to the first direction in the first surface. Opening pattern portions arranged at predetermined intervals with respect to the direction and shifted by a predetermined distance with respect to the first direction;
A condensing part that is arranged on the incident light incident side of the opening pattern part and condenses the illumination light on each of the plurality of opening patterns;
Wherein a plurality of opening patterns individually openable closing mechanism; equipped with,
The first surface on which the plurality of opening pattern groups of the opening pattern portion is formed is one surface on the emission light emission side of the transparent substrate disposed on the optical path of the illumination light, and wherein the other surface of the incident side of the illumination light, the focusing pattern generator light portions that have been formed.
各開口パターン部の前記照明光の入射側に、それぞれ対応する複数の集光部が配置され、
前記開閉機構は、前記複数の開口パターン部にそれぞれ含まれる複数の開口パターンを個別に開閉可能である請求項1〜9のいずれか一項に記載のパターンジェネレータ。 On the one surface of the transparent substrate , a plurality of the opening pattern portions are arranged at a predetermined distance in the first direction,
A plurality of corresponding light condensing parts are arranged on the illumination light incident side of each opening pattern part,
The opening and closing mechanism, the pattern generator according to any one of the plurality of opening patterns portions more claims aperture pattern can be individually opened and closed respectively included in 1-9.
各開口パターン部の前記照明光の入射側に、それぞれ対応する複数の集光部が配置され、
前記開閉機構は、前記複数の開口パターン部にそれぞれ含まれる複数の開口パターンを個別に開閉可能である請求項1〜10のいずれか一項に記載のパターンジェネレータ。 On the one surface of the transparent substrate , a plurality of the opening pattern portions are arranged apart in the second direction,
A plurality of corresponding light condensing parts are arranged on the illumination light incident side of each opening pattern part,
The opening and closing mechanism, the pattern generator according to any one of claims 1 to 10 plural opening patterns are individually openable and closable respectively included in the plurality of opening patterns unit.
請求項1〜11のいずれか一項に記載のパターンジェネレータと;
前記所定の面上に形成すべきパターン情報に基づいて、前記パターンジェネレータの前記開閉機構を制御する制御装置と;を備えるパターン形成装置。 A pattern forming apparatus for forming a pattern on a predetermined surface,
A pattern generator according to any one of claims 1 to 11 ;
And a control device that controls the opening / closing mechanism of the pattern generator based on pattern information to be formed on the predetermined surface.
該移動体と前記パターンジェネレータとを前記第2方向へ相対移動させる相対移動装置と;
をさらに備え、
前記制御装置は、前記パターン情報に基づいて、前記開閉機構と前記相対移動装置とを同期して制御する請求項12又は13に記載のパターン形成装置。 A moving body that holds an object on the predetermined surface;
A relative movement device for relatively moving the movable body and the pattern generator in the second direction;
Further comprising
Wherein the control device, on the basis of the pattern information, the pattern forming apparatus according to claim 12 or 13, in synchronization with control and the opening and closing mechanism and the relative movement device.
前記所定の面とは異なる第1面上に、第1方向に所定間隔で配置された複数の開口パターンをそれぞれ含む複数の開口パターン群を、前記第1面内で第1方向に直交する第2方向に関して所定間隔で、かつ前記第1方向に関して所定距離ずつずらして配置する第1工程と;
前記所定の面上に形成すべきパターン情報に基づいて、前記複数の開口パターンを個別に開閉しつつ、前記複数の開口パターンのそれぞれに集光部を介して照明光を照射する第2工程と;を含み、
前記第1工程では、前記照明光の射出側の一方の面に前記複数の開口パターン群が形成され、前記照明光の入射側の他方の面に前記集光部が形成された透明部材を、前記一方の面を前記第1面として前記照明光の光路上に配置するパターン生成方法。 A pattern generation method for generating a pattern to be formed on a predetermined surface,
On the first surface different from the predetermined plane, the orthogonal multiple opening patterns arranged at predetermined intervals in a first direction a plurality of openings pattern groups each comprising, in a first direction in the first plane A first step of disposing at a predetermined interval with respect to two directions and a predetermined distance with respect to the first direction;
A second step of irradiating each of the plurality of opening patterns with illumination light via a condensing part while individually opening and closing the plurality of opening patterns based on pattern information to be formed on the predetermined surface; ; only including,
In the first step, a transparent member in which the plurality of aperture pattern groups are formed on one surface on the illumination light emission side and the light condensing part is formed on the other surface on the illumination light incident side, The pattern generation method which arrange | positions the said one surface on the optical path of the said illumination light as said 1st surface .
前記所定の面とは異なる一方の面上に第1方向に所定間隔で配置された複数の光透過部を有する光透過部群を複数有し、該複数の光透過部群の前記照明光の入射側に位置する他方の面上に前記光源からの前記照明光を前記複数の光透過部のそれぞれに集光する集光部を有する透明部材を備え、
前記光透過部群は、前記第1方向と直交する第2方向に関して互いに異なる位置に配置されるとともに、前記複数の光透過部群のうちの1つに含まれる前記光透過部が、前記第1方向に関して、前記複数の光透過部群のうちの前記1つを除いた他の光透過部群に含まれる光透過部いずれとも異なる位置に配置されているパターンジェネレータ。 A pattern generator that partially transmits illumination light and generates a pattern to be formed on a predetermined surface,
Wherein the plurality has a light transmitting portion group having the plurality of light transmitting portions arranged at predetermined intervals in a first direction on a different one of the surfaces and the predetermined surface, the light transmitting part groups of the plurality of the illumination light A transparent member having a condensing part that condenses the illumination light from the light source on each of the plurality of light transmission parts on the other surface located on the incident side ,
The light transmissive portion group is disposed at a position different from each other with respect to a second direction orthogonal to the first direction, and the light transmissive portion included in one of the plurality of light transmissive portion groups includes the first direction. A pattern generator arranged in a position different from any of the light transmission parts included in another light transmission part group except the one of the plurality of light transmission part groups in one direction.
請求項28に記載のパターンジェネレータと;
前記所定の面上に形成すべきパターン情報に基づいて、前記パターンジェネレータの前記スイッチング機構を制御する制御装置と;を備えるパターン形成装置。 A pattern forming apparatus for forming a pattern on a predetermined surface,
A pattern generator according to claim 28 ;
And a control device that controls the switching mechanism of the pattern generator based on pattern information to be formed on the predetermined surface.
該移動体と前記パターンジェネレータとを前記第2方向へ相対移動させる相対移動装置と;
をさらに備え、
前記制御装置は、前記パターン情報に基づいて、前記スイッチング機構と前記相対移動装置とを同期して制御する請求項29又は30に記載のパターン形成装置。 A moving body that holds an object on the predetermined surface;
A relative movement device for relatively moving the movable body and the pattern generator in the second direction;
Further comprising
Wherein the control device, on the basis of the pattern information, the pattern forming apparatus according to claim 29 or 30 in synchronization with control and the switching mechanism and the relative movement device.
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