JP5305251B2 - アライメント方法、露光方法、電子デバイスの製造方法、アライメント装置及び露光装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献2は大型のガラス基板を露光する露光装置を開示する。この露光装置は基準部材を使ってマスクとオフアクシス方式のアライメント検出系との相対位置であるベースライン量を求める技術を開示している。ベースライン量の計測後、アライメント検出系はガラス基板に形成されたアライメントマークを検出している。
を備えるアライメント装置が提供される。
本発明の第6の態様によれば、ディスプレイ用のパターンの露光光を可撓性の帯状の基板上に照射し、該基板の帯状の方向に所定の間隔を空けてディスプレイ用のパターンの複数を順次形成するデバイス製造方法であって、基板を保持して前記帯状の方向に移動させるステージ装置に設けられた基準部材と、露光光を発するパターン部材との相対位置に関する第1情報を基板の所定位置に設けられた貫通孔を介して検出する第1の工程と、パターンが形成されるべき基板上の露光領域に対して所定の位置関係で基板上に設けられたアライメントマークを検出する検出器によって、アライメントマークの位置に関する第2情報を検出する第2の工程と、検出器と基準部材との相対位置に関する第3情報を、基板の貫通孔を介して検出する第3の工程と、第1、第2及び第3情報に基づいて、基板上の露光領域と前記パターン部材からの露光光とが相対的に位置合わせされるように、パターン部材とステージ装置を制御する第4の工程と、を備えるデバイス製造方法が提供される。
以下、本発明の実施形態の露光装置EXについて図1を参照しながら説明する。図1(a)は本実施形態の露光装置EXを示す概略平面図であり、理解を助けるため帯状の基板FBより下側の部分が描かれている。図1(b)は露光装置EXの概略側面図である。
<基板ステージの構成>
帯状の基板FBを支持する基板ステージFBSは真空吸着孔21を有しており、真空吸着孔21を介して帯状の基板FBを保持する。真空吸着孔21は不図示の真空ポンプなどに接続されている。基板ステージFBSは、X軸方向の一次元の走査露光を行うべくX軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するY軸方向に位置合わせするための短いストロークとを移動できるように、この基板ステージFBSの下側にX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の中心としたθZ方向(回転方向)に移動させる基板ステージ移動部28を備えている。基板ステージ移動部28は不図示の制御装置により制御される。基板ステージFBSがX軸方向に大きく移動した状態を点線で示している。
なお、基板ステージFBSに設けられた真空吸着孔21に加えて、圧着固定部30を設けても良い。このような構成にすれば、帯状の基板FBの位置ずれがより少なくなる。
再び図2に戻り、アライメントカメラACについて説明する。アライメントカメラACは、帯状の基板FBに設けられているアライメントマークAMを検出する。アライメントカメラACは、交互に並んだ投影光学系PLの間で帯状の基板FBに対向するようにY軸方向に4つ並んで設けられている。
次にラフアライメントカメラRAについて説明する。ラフアライメントカメラRAは、帯状の基板FBに設けられている4つの貫通孔THの位置を検出する。このラフアライメントカメラRAはアライメントカメラACが貫通孔THを介して基板側AISマーク93を検出するために設けられている。ラフアライメントカメラRAはアライメントカメラACと同じように、交互に並んだ投影光学系PLの間で帯状の基板FBに対向するようにY軸方向に2つ又は4つ並んで設けられている。
図4はラフアライメントカメラRAによる貫通孔THを検出する状態を示した概念図である。図4(a)はその平面概念図であり、図4(b)はX軸方向から見た概略側面図である。
なお、本実施形態では、ラフアライメントカメラRAは、帯状の基板FBの両端側の2つの貫通孔THを検出するようにY軸方向に2つ並べて配置されている。4つの貫通孔THはほぼX軸方向に同じ位置に形成されているため、4つの貫通孔THに対してラフアライメントカメラRAを4つ用意する必要はなく、1つ用意するだけでもよい。
図5はアライメントカメラACによる基板側AISマーク93を検出する状態を示した概念図である。図5(a)はその平面概念図であり、図5(b)はX軸方向から見た概略側面図である。
本実施形態において、アライメントマークAMを検出するに際し、マスクMとアライメントカメラACとの相対位置であるベースライン量が前もって計測される。
ステップS113では、所定の位置で停止している基板ステージFBSが高さ調整部26によって上昇し、帯状の基板FBと基板ステージFBSとが接する。そして基板ステージFBSの真空吸着孔21が帯状の基板FBを吸着する。
ステップS116では、いわゆるスルー・ザ・レンズ(TTL)方式により、マスクMのマスク側AISマーク91と基板ステージFBS上の基板側AISマーク93とをAIS撮像素子99で検出する。より具体的には、マスク側AISマーク91を通過した照明光は投影光学系PLを通過するとともに貫通孔THを通過して基板側AISマーク93を照明する。AIS撮像素子99は、マスク側AISマーク91の像と基板側AISマーク93の像とをレンズ系97を介して撮像する。この際にマスクステージMST及び基板ステージFBSのX軸方向及びY軸方方向の位置がレーザ干渉計LM及びレーザ干渉計MMによって計測される。これによりパターン部材であるマスクMと基板側AISマーク93との相対位置に関する情報を得ることができる。図7(b)はAIS撮像素子99が貫通孔THを通してマスク側AISマーク91及び基板側AISマーク93を検出する状態を示している。
なお、ステップS114からS117までのベースライン量の計測は、露光処理開始毎に行ってもよいし、予め設定した所定ロット数毎または一つロール状に巻かれた帯状の基板FBの交換時に行うようにしてもよい。
ステップS123では、露光領域EAの露光が終了した後、帯状の基板FBの真空吸着が解除される。そして基板ステージFBSは高さ調整部26によって下降する。図8(e)は露光領域EAが露光終了し基板ステージFBSが下降した状態を示している。
ステップS124では、帯状の基板FBの貫通孔THがラフアライメントカメラRAの下側に移送されるように、供給ローラFR及び巻き取りローラWRが帯状の基板FBを移送させる。また基板ステージFBSは初期位置に移動する。
第1例とは異なり、第2例では、ラフアライメントカメラRAがX軸方向に一列、アライメントカメラACがX軸方向に2列配置された例を示す。先頭側のアライメントマークAM(F)と後尾側のアライメントマークAM(B)とを、図10又は図11に示されるX軸方向に2列配置されたアライメントカメラAC1及びアライメントカメラAC2がそれぞれ検出する。アライメントカメラAC1とアライメントカメラAC2とは構成は同じで、X軸方向に先頭側のアライメントマークAM(F)から後尾側のアライメントマークAM(B)まで離れている。
ステップS313では、所定の位置で停止している基板ステージFBSが高さ調整部26によって上昇し、帯状の基板FBと基板ステージFBSとが接する。そして基板ステージFBSの真空吸着孔21が帯状の基板FBを吸着する。
ステップS316では、帯状の基板FBを吸着した基板ステージFBSが基板側AISマーク93をアライメントカメラAC1の真下まで移動する。この帯状の基板FBの移動によって、アライメントカメラAC1は貫通孔THを通して基板側AISマーク93を検出する。この際に基板ステージFBSのX軸方向及びY軸方方向の位置がレーザ干渉計MMによって計測される。図10(b)はアライメントカメラAC1が貫通孔THを通して基板側AISマーク93を検出する状態を示している。
ステップS318では、いわゆるスルー・ザ・レンズ(TTL)方式により、マスクMのマスク側AISマーク91と基板ステージFBS上の基板側AISマーク93とをAIS撮像素子99で検出する。この検出結果に基づいてマスクMと基板ステージFBSとの相対位置を求める。この際にマスクステージMST及び基板ステージFBSのX軸方向及びY軸方方向の位置がレーザ干渉計LM及びレーザ干渉計MMによって計測される。これによりパターン部材であるマスクMと基板側AISマーク93との相対位置に関する情報を得ることができる。図10(c)はAIS撮像素子99が貫通孔THを通してマスク側AISマーク91及び基板側AISマーク93を検出する状態を示している。
なお、ステップS314からS319までのベースライン量の計測は、露光処理開始毎に行ってもよいし、予め設定した所定ロット数毎または一つロール状に巻かれた帯状の基板FBの交換時に行うようにしてもよい。
ステップS323では、露光領域EAの露光が終了した後、帯状の基板FBの真空吸着が解除される。そして基板ステージFBSは高さ調整部26によって下降する。図11(e)は露光領域EAが露光終了し基板ステージFBSが下降した状態を示している。
ステップS324では、帯状の基板FBの貫通孔THがラフアライメントカメラRAの下側に移送されるように、供給ローラFR及び巻き取りローラWRが帯状の基板FBを移送させる。また基板ステージFBSは初期位置に移動する。
21 … 真空吸着孔
26 … 高さ調整部
28 … 基板ステージ移動部
30 … 圧着固定部
33 … ピストン部
35 … 圧着板
81 … アライメント用光源
82 … リレーレンズ
83 … ハーフミラー
84 … 対物レンズ
85 … ビームスプリッタ
86 … 高倍用レンズ
91 … マスク側AISマーク
93 … 基板側AISマーク
95 … 基準部材
97 … レンズ系
99 … AIS撮像素子
AC … アライメントカメラ
ACC … 高倍用撮像素子
AM … アライメントマーク
EA … 露光領域
EL … 露光光
EX … 露光装置
FB … 基板
FBS … 基板ステージ
FR … 供給ローラ
LM,LMx … レーザ干渉計
M … マスク
MST … マスクステージ
MM,MMx … レーザ干渉計
PI … 投影像
PL … 投影光学系
RA … ラフアライメントカメラ
RCC … 低倍用撮像素子
TH … 貫通孔
WR … 巻き取りローラ
Claims (22)
- 帯状の基板と、該基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを行うアライメント方法において、
前記基板を保持して移動するステージ装置に設けられた基準部材と前記パターン部材との相対位置に関する第1情報を前記基板に設けられた貫通孔を介して検出する工程と、
前記基板に設けられたアライメントマークを検出する検出器によって、前記アライメントマークの位置に関する第2情報を検出する工程と、
前記検出器と前記基準部材との相対位置に関する第3情報を、前記貫通孔を介して検出する工程と、
前記第1、第2及び第3情報に基づいて、前記ステージ装置を駆動する工程と、
を備えるアライメント方法。 - 前記ステージ装置と前記貫通孔との相対位置に関する第4情報を検出する工程と、
前記第4情報に基づいて前記基準部材と前記貫通孔との位置合せを行い、該位置合せが行われた前記基板を前記ステージ装置によって保持する工程と、
を備える請求項1に記載のアライメント方法。 - 前記第1情報を検出する工程と前記第2情報を検出する工程とは同時に行われる請求項1又は2に記載のアライメント方法。
- 前記基板に前記貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔が形成された前記基板を移送して前記貫通孔を前記ステージ装置上に配置する工程と、
を備える請求項1から3のいずれか一項に記載のアライメント方法。 - パターン部材に設けられたパターンを帯状の基板に露光する露光方法において、
請求項1から4のいずれか一項に記載のアライメント方法を用いて前記基板と前記パターン部材との位置合せを行う工程と、
前記パターン部材に対して前記位置合わせが行われた前記基板に、前記パターンを介して露光光を照射する工程と、
を備える露光方法。 - 前記露光光を照射する工程が前記基板に前記露光光を連続して照射する照射期間に、前記基板を保持した前記ステージ装置を前記基板上の前記露光光の照射領域に対して該基板の長手方向に沿って移動させる工程を備える請求項5に記載の露光方法。
- 前記位置合せを行う工程は前記照射期間に前記位置合せを連続的に行う請求項6に記載の露光方法。
- 請求項5から7のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、感光剤が塗布された前記基板に前記パターンを転写する工程と、
前記パターンが転写された前記基板の前記感光剤を現像して、前記パターンに対応する凹凸形状を有した転写パーン層を形成する工程と、
前記転写パターン層を介して前記基板を加工する工程と、
を備えるデバイス製造方法。 - 帯状の基板と、該基板に露光されるパターンが設けられたパターン部材との位置合わせを行うアライメント装置において、
前記基板を保持して移動するステージ装置と、
前記ステージ装置に配置された基準部材と、
前記基板に設けられた貫通孔を介して前記基準部材と前記パターン部材との相対位置に関する第1情報を検出する第1検出器と、
前記基板に設けられたアライメントマークの位置に関する第2情報を検出する第2検出器と、
前記貫通孔を介して前記第2検出器と前記基準部材との相対位置に関する第3情報を検出する第3検出器と、
前記第1、第2及び第3情報に基づいて、前記ステージ装置を駆動する駆動機構と、
を備えるアライメント装置。 - 前記ステージ装置と前記貫通孔との相対位置に関する第4情報を検出する第4検出器と、
前記基板を移送して前記貫通孔を前記ステージ装置上に配置する移送機構と、を備え、
前記駆動機構および前記移送機構の少なくとも一方は、前記第4情報に基づいて前記基準部材と前記貫通孔との位置合せを行い、前記ステージ装置はこの位置合せが行われた前記基板を保持する請求項9に記載のアライメント装置。 - 前記基板に前記貫通孔を形成する穿孔器と、
前記貫通孔が形成された前記基板を移送して前記貫通孔を前記ステージ装置上に配置する移送機構と、
を備える請求項9に記載のアライメント装置。 - パターン部材に設けられたパターンを帯状の基板に露光する露光装置において、
前記基板と前記パターン部材との相対的な位置合せを行う請求項9から11のいずれか一項に記載のアライメント装置と、
前記相対的に位置合わせされた前記基板に、前記パターンを介して露光光を照射する照射装置と、
を備える露光装置。 - 前記照射は、前記基板に前記露光光を所定期間照射し、前記駆動機構は、前記基板を保持した前記ステージ装置を前記基板上の前記露光光の照射領域に対して該基板の長手方向に沿って移動させる請求項12に記載の露光装置。
- 前記アライメント装置は前記所定期間に前記位置合せを連続的に行う請求項13に記載の露光装置。
- 前記照射装置は第1照射装置と第2照射装置とを含み、
前記第1照射装置によって露光される第1照射領域と前記第2照射装置によって露光される第2照射領域とは前記基板の長手方向と交差する方向に重複する重複領域があり、
前記基板は、前記貫通孔が前記重複領域と重なるように保持される請求項12から14のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第2検出器は、前記基板の長手方向に空間的に離れた第1アライメントマーク検出器と第2アライメントマーク検出器とを含む請求項12から15のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記貫通孔は、前記照射領域の外側に形成されている請求項12から請求項16のいずれか一項に記載の露光装置。
- ディスプレイ用のパターンの露光光を可撓性の帯状の基板上に照射し、該基板の帯状の方向に所定の間隔を空けて前記ディスプレイ用のパターンの複数を順次形成するデバイス製造方法であって、
前記基板を保持して前記帯状の方向に移動させるステージ装置に設けられた基準部材と、前記露光光を発するパターン部材との相対位置に関する第1情報を前記基板の所定位置に設けられた貫通孔を介して検出する第1の工程と、
前記パターンが形成されるべき前記基板上の露光領域に対して所定の位置関係で前記基板上に設けられたアライメントマークを検出する検出器によって、前記アライメントマークの位置に関する第2情報を検出する第2の工程と、
前記検出器と前記基準部材との相対位置に関する第3情報を、前記基板の貫通孔を介して検出する第3の工程と、
前記第1、第2及び第3情報に基づいて、前記基板上の露光領域と前記パターン部材からの露光光とが相対的に位置合わせされるように、前記パターン部材と前記ステージ装置を制御する第4の工程と、
を備えるデバイス製造方法。 - 前記第1の工程、又は前記第3の工程は、前記基板に設けられた前記貫通孔の位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記基準部材が前記貫通孔を介して検出されるように、前記ステージ装置と前記基板との相対位置を変える工程を含む請求項18に記載のデバイス製造方法。
- 前記基板上の露光領域は前記基板の帯状の方向に所定の間隔を空けて順次配置され、前記貫通孔は前記帯状の方向に隣接する2つの露光領域の間に設けられる請求項18、又は請求項19に記載のデバイス製造方法。
- 前記貫通孔は、前記基板の帯状の方向と交差する方向の複数個所に設けられる請求項20に記載のデバイス製造方法。
- 前記パターン部材は、前記パターンをガラスに描画したマスク、又は、複数の小ミラーを有するDMD素子である請求項18に記載のデバイス製造方法。
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