JPWO2011105461A1 - Light irradiation apparatus for exposure apparatus, exposure apparatus, exposure method, substrate manufacturing method, mask, and substrate to be exposed - Google Patents
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Abstract
高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能な露光装置用光照射装置、近接露光装置、及び近接露光方法、並びに基板の製造方法を提供する。また、カラーフィルタまたは液晶パネルを効率よく製造することができるマスク、被露光基板、露光装置及び露光方法を提供する。近接露光装置は、複数の光源部73から出射される光の主光軸Lがインテグレータ74の周辺部に分散して入射される。また、マスクは、被露光基板に露光するパターンが形成された露光パターンと、露光パターンの外縁の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマークと、露光パターンの外縁の第1の辺に対向する第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマークと、を有し、第1のアライメントマークは、ステップ方向から見た場合において、第2のアライメントマークが形成されている位置とは、重ならない位置に配置されている。Provided are a light irradiation apparatus for an exposure apparatus, a proximity exposure apparatus, a proximity exposure method, and a substrate manufacturing method capable of improving resolution without using an expensive mask. In addition, a mask, a substrate to be exposed, an exposure apparatus, and an exposure method capable of efficiently producing a color filter or a liquid crystal panel are provided. In the proximity exposure apparatus, the main optical axis L of the light emitted from the plurality of light source units 73 is dispersedly incident on the peripheral portion of the integrator 74. The mask includes an exposure pattern in which a pattern to be exposed on the substrate to be exposed is formed, a first alignment mark formed at a position adjacent to the first edge of the outer edge of the exposure pattern, and a first edge of the outer edge of the exposure pattern. A second alignment mark formed at a position adjacent to the second side opposite to the first side, and the first alignment mark is a second alignment mark when viewed from the step direction. It is arranged at a position that does not overlap with the formed position.
Description
本発明は、露光装置用光照射装置、露光装置、露光方法、基板の製造方法、マスク、及び被露光基板に関し、より詳細には、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイの基板上にマスクのマスクパターンを露光転写する露光装置に適用可能な、露光装置用光照射装置、露光装置、露光方法、基板の製造方法、マスク、及び被露光基板に関する。 The present invention relates to a light irradiation apparatus for an exposure apparatus, an exposure apparatus, an exposure method, a substrate manufacturing method, a mask, and a substrate to be exposed, and more particularly, on a substrate of a large flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display. The present invention relates to a light irradiation apparatus for exposure apparatus, an exposure apparatus, an exposure method, a substrate manufacturing method, a mask, and a substrate to be exposed, which can be applied to an exposure apparatus that exposes and transfers a mask pattern of a mask.
従来、フラットパネルディスプレイ装置のカラーフィルタ等のパネルを製造する装置として、基板とマスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、基板に対して露光用の光をマスクを介して照射する近接露光装置が知られている。近接露光装置のうち、分割逐次近接露光装置では、基板より小さいマスクをマスクステージで保持すると共に基板をワークステージで保持して両者を近接して対向配置した後、ワークステージをマスクに対してステップ移動させて各ステップ毎にマスク側から基板にパターン露光用の光を照射することにより、マスクに描かれた複数のパターンを基板上に露光転写して、一枚の基板に複数のパネルを製作する。また、スキャン露光装置では、マスクに対して所定の隙間が設けられた状態で、一定速度で搬送されている基板に対して、露光用の光をマスクを介して照射し、基板上にマスクのパターンを露光転写する。 Conventionally, as a device for manufacturing a panel such as a color filter of a flat panel display device, exposure light is irradiated to the substrate through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask. Proximity exposure apparatuses are known. Among the proximity exposure apparatuses, the division sequential proximity exposure apparatus holds a mask smaller than the substrate on the mask stage, holds the substrate on the work stage, and places both of them in close proximity to each other, and then steps the work stage relative to the mask. By irradiating the pattern exposure light onto the substrate from the mask side at each step by moving it, multiple patterns drawn on the mask are exposed and transferred onto the substrate to produce multiple panels on a single substrate To do. Further, in the scanning exposure apparatus, the substrate is transported at a constant speed with a predetermined gap with respect to the mask, and the exposure light is irradiated through the mask. The pattern is exposed and transferred.
また、他の露光方法である投影露光装置において、オプチカルインテグレータの出射側にアパーチャーを設置し、2次光源形状を決定するようにしたものが考案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Further, in a projection exposure apparatus that is another exposure method, an apparatus is devised in which an aperture is installed on the exit side of an optical integrator so as to determine a secondary light source shape (see, for example, Patent Document 1).
また、特許文献2には、マスクホルダに保持されたパターン形成用のマスクよりも大きな露光対象基板を搬入して露光チャックに保持し、該露光チャックを該マスクに対してステップ移動軸に沿う方向にステップ移動することにより、該露光対象基板を該マスクに対して複数回に分けて異なる露光位置に順次位置決めし、位置決めされた各露光位置でそれぞれ露光処理を行う露光装置が記載されている。
In
また、特許文献3には、1つのマスクを用いて、基板上に複数の着色パターンの露光を行うカラーフィルタ基板の露光装置であって、マスク及び基板が、着色パターン毎に異なる間隔で複数のアライメントマークを有し、マスクと基板との位置合わせを行う位置合わせ手段と、マスクのアライメントマーク及び基板のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得手段と、前記複数の画像取得手段が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの位置と基板のアライメントマークの位置とのずれ量を検出する画像信号処理手段と、前記画像信号処理手段の検出結果に基づき、マスクに設けた複数のアライメントマークの位置と基板に設けた複数のアライメントマークの位置とがそれぞれ合う様に前記位置合わせ手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするカラーフィルタ基板の露光装置が記載されている。
ところで、近接露光装置では、マスクと基板との間に100μm程度の隙間があるため、露光光を結像することができないため、解像度には限界があり、投影光学系より解像度が低い。即ち、近接露光のようなインコヒーレント光学系の場合、レンズで結像して高解像度を得ることはできない。
また、いわゆるグレートーンやハーフトーンマスクを使用し、光の位相や透過率を積極的に工夫することにより露光面での光学像を改良することで、高解像度を得ることができるが、マスクのコストが嵩むという課題がある。
特許文献1に記載の露光装置では、アパーチャーをマスクパターンに応じて変更し、最適なNAに変更しているが、近接露光装置では、NAという概念が存在しない。By the way, in the proximity exposure apparatus, since there is a gap of about 100 μm between the mask and the substrate, the exposure light cannot be imaged. Therefore, the resolution is limited and the resolution is lower than that of the projection optical system. That is, in the case of an incoherent optical system such as proximity exposure, high resolution cannot be obtained by imaging with a lens.
In addition, using a so-called gray-tone or half-tone mask, high resolution can be obtained by improving the optical image on the exposure surface by positively devising the phase and transmittance of light. There is a problem that the cost increases.
In the exposure apparatus described in
また、特許文献2及び特許文献3に記載されているように、露光装置は、アライメントマーク等を用いて、基板とマスクの位置合わせを行いつつ、露光を行うことで、カラーフィルタの形成される位置がずれることを抑制する。
Further, as described in
ここで、基板とマスクとを高い精度で位置合わせを行うためには、基板にアライメントマークを形成する必要があるが、アライメントマークを形成した領域はカラーフィルタとして利用することができない。そのため、アライメントマークを形成すると基板に無駄な領域が発生してしまう。 Here, in order to align the substrate and the mask with high accuracy, it is necessary to form an alignment mark on the substrate, but the region where the alignment mark is formed cannot be used as a color filter. Therefore, when the alignment mark is formed, a useless area is generated on the substrate.
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能な露光装置用光照射装置、近接露光装置、及び近接露光方法、並びに基板の製造方法を提供することにある。また、第2の目的は、カラーフィルタまたは液晶パネルを効率よく製造することができるマスク、被露光基板、露光装置及び露光方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and a first object of the present invention is to provide a light irradiation apparatus for an exposure apparatus, a proximity exposure apparatus, and the like that can improve resolution without using an expensive mask. And a proximity exposure method and a substrate manufacturing method. A second object is to provide a mask, a substrate to be exposed, an exposure apparatus, and an exposure method that can efficiently produce a color filter or a liquid crystal panel.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、
前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、
発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部、該複数の光源部からの光が入射するインテグレータ、該インテグレータから出射した光を略平行光に変換するコリメーションミラー、及び該光源部からの光を透過又は遮断するように開閉制御するシャッターを有する照明光学系と、
を備え、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する近接露光装置であって、
前記複数の光源部の少なくとも一つから出射される光は、その主光軸が前記インテグレータの中心からずれた位置を通って前記インテグレータに入射されることを特徴とする近接露光装置。
(2) 前記照明光学系は、所定数の前記光源部をそれぞれ取り付け可能な複数のカセットと、該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、を備え、
前記各カセットには、前記所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点がほぼ一致するように前記所定数の光源部が取り付けられ、
前記支持体には、前記各カセットの所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点が異なる位置となるように、前記複数のカセットが取り付けられることを特徴とする(1)に記載の近接露光装置。
(3) 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、
前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、
発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系を含む光源部、該光源部からの光が入射するインテグレータ、該インテグレータから出射した光を略平行光に変換するコリメーションミラー、及び該光源部からの光を透過又は遮断するように開閉制御するシャッターを有する照明光学系と、
を備え、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する近接露光装置であって、
前記光源部の出射面近傍には、該出射面から出射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられることを特徴とする近接露光装置。
(4) 前記光強度調整部は、前記出射面の中央部を含んで部分的に遮蔽するアパーチャーであることを特徴とする(3)に記載の近接露光装置。
(5) 前記光源部は、前記発光部と前記反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部を備え、
前記光強度調整部は、前記複数の光源部にそれぞれ設けられることを特徴とする(3)又は(4)に記載の近接露光装置。
(6) 前記照明光学系は、所定数の前記光源部をそれぞれ取り付け可能な複数のカセットと、該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、を備え、
前記光強度調整部は、前記カセット内に取り付けられた前記所定数の光源部全ての各出射面の中央部を含んで各出射面を部分的に遮蔽するアパーチャーであることを特徴とする(5)に記載の近接露光装置。
(7) 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、
前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、
発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系を含む光源部、該光源部からの光が入射するインテグレータ、該インテグレータから出射した光を略平行光に変換するコリメーションミラー、及び該光源部からの光を透過又は遮断するように開閉制御するシャッターを有する照明光学系と、
を備え、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する近接露光装置であって、
前記インテグレータの入射面には、該入射面に入射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられることを特徴とする近接露光装置。
(8) 前記インテグレータは、複数のレンズエレメントを縦横に配列したフライアイインテグレータ又はロッドインテグレータであり、
前記光強度調整部は、前記各レンズエレメントの入射面の中央部を含んで部分的に遮蔽する複数のアパーチャーであることを特徴とする(7)に記載の近接露光装置。
(9) 前記光源部と前記インテグレータの間には、前記光源部からの光を拡散させる拡散レンズが設けられることを特徴とする(1)〜(8)の何れか1つに記載の近接露光装置。
(10) 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、
所定数の前記光源部をそれぞれ取付可能な複数のカセットと、
該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、
を備え、
前記各カセットには、前記所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点がほぼ一致するように前記所定数の光源部が取り付けられ、
前記支持体には、前記各カセットの所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点が異なる位置となるように、前記複数のカセットが取り付けられることを特徴とする露光装置用光照射装置。
(11) 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、
所定数の前記光源部をそれぞれ取付可能な複数のカセットと、
該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、
前記各カセットにそれぞれ設けられ、前記カセット内に取り付けられた前記所定数の光源部全ての各出射面の中央部を含んで各出射面を部分的に遮蔽する複数のアパーチャーと、
を備えることを特徴とする露光装置用光照射装置。
(12) 前記アパーチャーは、前記カセットに着脱自在に取り付けられることを特徴とする(11)に記載の露光装置用光照射装置。
(13) 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部、該複数の光源部からの光が入射するインテグレータ、該インテグレータから出射した光を略平行光に変換するコリメーションミラー、及び該光源部からの光を透過又は遮断するように開閉制御するシャッターを有する照明光学系と、を備える近接露光装置を用いた近接露光方法であって、
前記複数の光源部の少なくとも一つから出射される光は、その主光軸が前記インテグレータの中心からずれた位置を通って前記インテグレータに入射されるように、前記複数の光源部を配置する工程と、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する工程と、
を有することを特徴とする近接露光方法。
(14) 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系を含む光源部、該光源部からの光が入射するインテグレータ、該インテグレータから出射した光を略平行光に変換するコリメーションミラー、及び該光源部からの光を透過又は遮断するように開閉制御するシャッターを有する照明光学系と、を備える近接露光装置を用いた近接露光方法であって、
前記光源部の出射面近傍に、該出射面から出射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられる工程と、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する工程と、
を有することを特徴とする近接露光方法。
(15) 前記光強度調整部は、前記露光される基板に応じて、前記出射面の中央部を含んで部分的に遮蔽する遮蔽面積がそれぞれ異なる複数のアパーチャーを備え、
前記光源部の出射面近傍には、前記露光される基板に応じて所望の前記アパーチャーが設けられることを特徴とする(14)に記載の近接露光方法。
(16) 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系を含む光源部、該光源部からの光が入射するインテグレータ、該インテグレータから出射した光を略平行光に変換するコリメーションミラー、及び該光源部からの光を透過又は遮断するように開閉制御するシャッターを有する照明光学系と、を備える近接露光装置を用いた近接露光方法であって、
前記インテグレータの入射面に、該入射面に入射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられる工程と、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する工程と、
を有することを特徴とする近接露光方法。
(17) 前記光源部と前記インテグレータの間には、前記光源部からの光を拡散させる拡散レンズが設けられることを特徴とする(13)〜(16)の何れか1つに記載の近接露光方法。
(18) (13)〜(17)の何れか1つに記載の近接露光方法を用いて製造することを特徴とする基板の製造方法。
(19) 被露光基板とステップ方向に相対移動することで前記被露光基板にパターンを露光するマスクであって、
前記被露光基板に露光するパターンが形成された露光パターンと、
前記露光パターンの外縁の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマークと、
前記露光パターンの外縁の前記第1の辺に対向する第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマークと、を有し、
前記第1のアライメントマークは、前記ステップ方向から見た場合において、前記第2のアライメントマークが形成されている位置とは、重ならない位置に配置されていることを特徴とするマスク。
(20) 前記第1の辺に隣接した位置に形成された第1測定窓と、
前記第2の辺に隣接した位置に形成された第2測定窓と、をさらに有することを特徴とする(19)に記載のマスク。
(21) 前記第1測定窓と、前記ステップ方向から見た場合において、前記第2測定窓が形成されている位置とは、重ならない位置に形成されていることを特徴とする(20)に記載のマスク。
(22) 被露光基板にパターンを露光するマスクにおいて、
前記被露光基板に露光するパターンが形成された露光パターンと、
前記露光パターンの外縁の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマークと、
前記露光パターンの外周の前記第1の辺とは異なる方向に伸びた第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマークと、を有することを特徴とするマスク。
(23) マスクとステップ方向に相対移動することでパターンが形成される被露光基板であって、
透明な板状部材と、
前記板状部材の表面にパターンが形成されたパターン部、前記板状部材の表面の、前記パターン部の外周の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマーク、及び、前記板状部材の表面の、前記パターン領域の外周の前記第1の辺に対向する第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマーク、で構成されたショットユニットと、を有し、
前記第1のアライメントマークは、前記ステップ方向から見た場合において、前記第2のアライメントマークが形成されている位置とは、重ならない位置に形成されていることを特徴とする被露光基板。
(24) 前記ショットユニットは、前記第1の辺に隣接した位置に形成された第1測定用領域と、
前記第2の辺に隣接した位置に形成された第2測定用領域と、をさらに有することを特徴とする(23)に記載の被露光基板。
(25) 前記第1測定用領域は、前記ステップ方向から見た場合において、前記第2測定窓が形成されている位置とは、重ならない位置に形成されていることを特徴とする(24)に記載の被露光基板。
(26) 透明な板状部材と、
前記板状部材の表面にパターンが形成されたパターン部、前記板状部材の表面の、前記パターン部の外周の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマーク、及び、前記板状部材の表面の、前記パターン領域の外周の前記第1の辺とは異なる方向に延在する第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマーク、で構成されたショットユニットと、を有することを特徴とする被露光基板。
(27) 前記ショットユニットを、複数有し、
前記パターン部と、前記第1の辺、または、前記第2の辺に隣接して配置されたパターン部と、の間隔をL1とし、
前記パターン部の端から前記アライメントマークの前記パターン部の端から離れている側の端までの距離をL2とすると、
0<L1<2L2であることを特徴とする(23)から(26)のいずれか1つに記載の被露光基板。
(28) 前記アライメントマークは、対応するパターン部よりも隣接するパターンの方が近いことを特徴とする(23)から(27)のいずれか1つに記載の被露光基板。
(29) (19)から(22)のいずれか1つに記載のマスクと、
前記マスクを支持するマスク支持機構と、
被露光基板を支持する基板保持機構と、
前記マスクと前記被露光基板とを相対的に移動させる移動機構と、
前記被露光基板に前記マスクを通過した光を照射する照射光学系と、
前記移動機構の移動及び前記照射光学系による光の照射を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記マスクの露光パターンの前記第1の辺が、前記被露光基板に露光されたパターン部の前記第2の辺に相当する辺に隣接し、かつ、前記露光パターンの露光位置と、前記露光されたパターン部との間隔をL1とし、前記パターン部の端から前記アライメントマークの前記パターン部の端から離れている側の端までの距離をL2とすると、0<L1<2L2となる位置に前記マスクと前記被露光基板とを相対的に移動させ、前記露光パターンを前記被露光基板に露光させることを特徴とする露光装置。
(30) 前記被露光基板に形成されたアライメントマークと、前記マスクに形成されたアライメントマークとを撮影した画像を取得するアライメントカメラと、前記アライメントカメラを移動させるカメラ移動機構とをさらに有し、
前記制御装置は、前記アライメントカメラで取得した画像のアライメントマークの位置に基づいて、前記移動機構により前記マスクと前記被露光基板とを相対的に移動させることを特徴とする(29)に記載の露光装置。
(31) 前記マスクと前記被露光基板との距離を計測するギャップセンサをさらに有することを特徴とする(29)または(30)に記載の露光装置。
(32) 前記マスク支持機構は、前記マスクを前記被露光基板に近接した位置に保持することを特徴とする(29)から(31)のいずれか1つに記載の露光装置。
(33) 前記マスクと前記被露基板とをステップ方向に相対的に移動させて、マスクに形成された露光パターンを1枚の被露光基板の複数位置に露光する露光方法であって、
前記露光パターンの外縁の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマークと、前記露光パターンの外周の前記第1の辺に対向する第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマークと、を有し、前記第1のアライメントマークが、ステップ方向から見た場合において、前記第2のアライメントマークが形成されている位置とは、重ならない位置に配置されているマスクを用い、
前記マスクの露光パターンの前記第1の辺が、前記被露光基板に露光されたパターン部の前記第2の辺に相当する辺に隣接し、かつ、前記露光パターンの露光位置と、前記露光されたパターン部との間隔をL1とし、前記パターン部の端から前記アライメントマークの前記パターン部の端から離れている側の端までの距離をL2とすると、0<L1<2L2となる位置に前記マスクと前記被露光基板とを相対的に前記ステップ方向に移動させ、前記露光パターンを前記被露光基板に露光させることを特徴とする露光方法。
(34) 前記露光パターンを、前記被露光基板の、前記マスクのアライメントマークよりも前記被露光基板に露光されたパターン部に隣接するアライメントマークの近くに露光させることを特徴とする(33)に記載の露光方法。The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) a substrate holding unit for holding a substrate as an exposed material;
A mask holding unit for holding a mask so as to face the substrate;
A plurality of light source units each including a light emitting unit and a reflection optical system that emits light with directivity emitted from the light emitting unit, an integrator to which light from the plurality of light source units is incident, light emitted from the integrator An illumination optical system having a collimation mirror for converting into substantially parallel light, and a shutter for controlling opening and closing so as to transmit or block light from the light source unit;
With
A proximity exposure apparatus that irradiates the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask,
The proximity exposure apparatus, wherein light emitted from at least one of the plurality of light source units is incident on the integrator through a position where a main optical axis thereof is shifted from a center of the integrator.
(2) The illumination optical system includes a plurality of cassettes to which a predetermined number of the light source units can be respectively attached, and a support body to which the plurality of cassettes can be attached.
The predetermined number of light source units is attached to each cassette so that the intersections of the main optical axes of the light emitted from the predetermined number of light source units substantially coincide with each other,
The plurality of cassettes are attached to the support so that intersections of main optical axes of light emitted from a predetermined number of light source units of the cassettes are at different positions (1) The proximity exposure apparatus according to 1.
(3) a substrate holding unit for holding a substrate as an exposed material;
A mask holding unit for holding a mask so as to face the substrate;
A light source unit including a light emitting unit and a reflection optical system that emits light with directivity emitted from the light emitting unit, an integrator that receives light from the light source unit, and converts light emitted from the integrator into substantially parallel light An illumination optical system having a collimation mirror, and a shutter that controls opening and closing so as to transmit or block light from the light source unit;
With
A proximity exposure apparatus that irradiates the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask,
A proximity exposure apparatus, wherein a light intensity adjusting unit for adjusting the intensity of light emitted from the light emitting surface is provided in the vicinity of the light emitting surface of the light source unit.
(4) The proximity exposure apparatus according to (3), wherein the light intensity adjustment unit is an aperture that partially shields including a central portion of the emission surface.
(5) The light source unit includes a plurality of light source units each including the light emitting unit and the reflective optical system,
The proximity exposure apparatus according to (3) or (4), wherein the light intensity adjustment unit is provided in each of the plurality of light source units.
(6) The illumination optical system includes a plurality of cassettes to which a predetermined number of the light source units can be respectively attached, and a support body to which the plurality of cassettes can be attached.
The light intensity adjusting unit is an aperture that partially includes a central portion of each of the emission surfaces of the predetermined number of light source units mounted in the cassette and partially shields each of the emission surfaces (5 ) Proximity exposure apparatus.
(7) a substrate holding unit for holding a substrate as an exposed material;
A mask holding unit for holding a mask so as to face the substrate;
A light source unit including a light emitting unit and a reflection optical system that emits light with directivity emitted from the light emitting unit, an integrator that receives light from the light source unit, and converts light emitted from the integrator into substantially parallel light An illumination optical system having a collimation mirror, and a shutter that controls opening and closing so as to transmit or block light from the light source unit;
With
A proximity exposure apparatus that irradiates the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask,
A proximity exposure apparatus, wherein an incident surface of the integrator is provided with a light intensity adjusting unit that adjusts the intensity of light incident on the incident surface.
(8) The integrator is a fly eye integrator or a rod integrator in which a plurality of lens elements are arranged vertically and horizontally,
The proximity exposure apparatus according to (7), wherein the light intensity adjusting unit is a plurality of apertures that partially shield including a central part of an incident surface of each lens element.
(9) The proximity exposure according to any one of (1) to (8), wherein a diffusion lens that diffuses light from the light source unit is provided between the light source unit and the integrator. apparatus.
(10) a plurality of light source units each including a light emitting unit and a reflective optical system that emits light having a directivity emitted from the light emitting unit;
A plurality of cassettes to which a predetermined number of the light source units can be respectively attached;
A support to which the plurality of cassettes can be attached;
With
The predetermined number of light source units is attached to each cassette so that the intersections of the main optical axes of the light emitted from the predetermined number of light source units substantially coincide with each other,
For the exposure apparatus, the plurality of cassettes are attached to the support so that the intersections of the main optical axes of light emitted from a predetermined number of light source units of the cassettes are at different positions. Light irradiation device.
(11) a plurality of light source units each including a light emitting unit and a reflective optical system that emits light having a directivity emitted from the light emitting unit;
A plurality of cassettes to which a predetermined number of the light source units can be respectively attached;
A support to which the plurality of cassettes can be attached;
A plurality of apertures that are provided in each of the cassettes and partially shield each of the emission surfaces including the central portion of each of the emission surfaces of all the predetermined number of light source units attached in the cassette;
A light irradiation apparatus for an exposure apparatus, comprising:
(12) The light irradiation apparatus for an exposure apparatus according to (11), wherein the aperture is detachably attached to the cassette.
(13) A substrate holding unit for holding a substrate as an exposed material, a mask holding unit for holding a mask so as to face the substrate, a light emitting unit, and directing light generated from the light emitting unit A plurality of light source units each including a reflection optical system to be emitted, an integrator on which light from the plurality of light source units is incident, a collimation mirror that converts light emitted from the integrator into substantially parallel light, and light from the light source unit A proximity exposure method using a proximity exposure apparatus comprising: an illumination optical system having a shutter that is controlled to be opened or closed so as to transmit or block;
The step of arranging the plurality of light source units so that light emitted from at least one of the plurality of light source units is incident on the integrator through a position where a main optical axis is shifted from the center of the integrator. When,
Irradiating the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask;
A proximity exposure method characterized by comprising:
(14) A substrate holding unit for holding a substrate as an exposed material, a mask holding unit for holding a mask so as to face the substrate, a light emitting unit, and directing light emitted from the light emitting unit A light source unit including a reflective optical system that emits light, an integrator that receives light from the light source unit, a collimation mirror that converts light emitted from the integrator into substantially parallel light, and a light that transmits or blocks light from the light source unit A proximity exposure method using a proximity exposure apparatus comprising: an illumination optical system having a shutter that controls opening and closing;
A step of providing a light intensity adjustment unit for adjusting the intensity of light emitted from the emission surface in the vicinity of the emission surface of the light source unit;
Irradiating the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask;
A proximity exposure method characterized by comprising:
(15) The light intensity adjusting unit includes a plurality of apertures having different shielding areas, each including a central portion of the exit surface, depending on the substrate to be exposed,
The proximity exposure method according to (14), wherein a desired aperture is provided in the vicinity of an emission surface of the light source unit according to the substrate to be exposed.
(16) A substrate holding unit for holding a substrate as an exposed material, a mask holding unit for holding a mask so as to face the substrate, a light emitting unit, and directing light generated from the light emitting unit A light source unit including a reflective optical system that emits light, an integrator that receives light from the light source unit, a collimation mirror that converts light emitted from the integrator into substantially parallel light, and a light that transmits or blocks light from the light source unit A proximity exposure method using a proximity exposure apparatus comprising: an illumination optical system having a shutter that controls opening and closing;
A step of providing a light intensity adjusting unit for adjusting the intensity of light incident on the incident surface on the incident surface of the integrator;
Irradiating the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask;
A proximity exposure method characterized by comprising:
(17) The proximity exposure according to any one of (13) to (16), wherein a diffusion lens that diffuses light from the light source unit is provided between the light source unit and the integrator. Method.
(18) A method for manufacturing a substrate, which is manufactured using the proximity exposure method according to any one of (13) to (17).
(19) A mask that exposes a pattern on the substrate to be exposed by moving relative to the substrate to be exposed in a step direction,
An exposure pattern in which a pattern to be exposed on the substrate to be exposed is formed;
A first alignment mark formed at a position adjacent to the first side of the outer edge of the exposure pattern;
A second alignment mark formed at a position adjacent to the second side opposite to the first side of the outer edge of the exposure pattern;
The mask, wherein the first alignment mark is arranged at a position that does not overlap with a position where the second alignment mark is formed when viewed from the step direction.
(20) a first measurement window formed at a position adjacent to the first side;
The mask according to (19), further comprising: a second measurement window formed at a position adjacent to the second side.
(21) In (20), the first measurement window and the position where the second measurement window is formed are not overlapped when viewed from the step direction. The mask described.
(22) In a mask for exposing a pattern to a substrate to be exposed,
An exposure pattern in which a pattern to be exposed on the substrate to be exposed is formed;
A first alignment mark formed at a position adjacent to the first side of the outer edge of the exposure pattern;
And a second alignment mark formed at a position adjacent to a second side extending in a direction different from the first side of the outer periphery of the exposure pattern.
(23) A substrate to be exposed on which a pattern is formed by relatively moving in a step direction with a mask,
A transparent plate member;
A pattern portion having a pattern formed on the surface of the plate-like member, a first alignment mark formed at a position adjacent to a first side of the outer periphery of the pattern portion on the surface of the plate-like member, and A shot unit composed of a second alignment mark formed on the surface of the plate-like member at a position adjacent to the second side opposite to the first side of the outer periphery of the pattern region. ,
The substrate to be exposed, wherein the first alignment mark is formed at a position that does not overlap with a position where the second alignment mark is formed when viewed from the step direction.
(24) The shot unit includes a first measurement region formed at a position adjacent to the first side;
The exposed substrate according to (23), further comprising a second measurement region formed at a position adjacent to the second side.
(25) The first measurement region is formed at a position that does not overlap with a position where the second measurement window is formed when viewed from the step direction (24). The to-be-exposed board | substrate of description.
(26) a transparent plate-like member;
A pattern portion having a pattern formed on the surface of the plate-like member, a first alignment mark formed at a position adjacent to a first side of the outer periphery of the pattern portion on the surface of the plate-like member, and A shot unit composed of a second alignment mark formed at a position adjacent to a second side extending in a direction different from the first side of the outer periphery of the pattern region on the surface of the plate member And a substrate to be exposed.
(27) having a plurality of the shot units,
L 1 is an interval between the pattern portion and the pattern portion disposed adjacent to the first side or the second side,
When the distance from the end of the pattern portion to the end of the side away from the end of the pattern portion of the alignment mark and L 2,
The substrate to be exposed according to any one of (23) to (26), wherein 0 <L 1 <2L 2 .
(28) The substrate to be exposed according to any one of (23) to (27), wherein the alignment mark is closer to an adjacent pattern than a corresponding pattern portion.
(29) The mask according to any one of (19) to (22);
A mask support mechanism for supporting the mask;
A substrate holding mechanism for supporting the substrate to be exposed;
A moving mechanism for relatively moving the mask and the substrate to be exposed;
An irradiation optical system for irradiating the substrate to be exposed with light that has passed through the mask;
A control device for controlling movement of the moving mechanism and light irradiation by the irradiation optical system,
The control device is configured such that the first side of the exposure pattern of the mask is adjacent to a side corresponding to the second side of the pattern portion exposed on the substrate to be exposed, and an exposure position of the exposure pattern If, when the distance between the exposed pattern portion and L 1, the distance from the end of the pattern portion to the end on the side where the away from the end of the pattern portion of the alignment mark and
(30) It further includes an alignment camera that acquires an image of the alignment mark formed on the substrate to be exposed and the alignment mark formed on the mask, and a camera moving mechanism that moves the alignment camera.
The control device moves the mask and the substrate to be exposed relatively by the moving mechanism based on the position of the alignment mark of the image acquired by the alignment camera. Exposure device.
(31) The exposure apparatus according to (29) or (30), further including a gap sensor that measures a distance between the mask and the substrate to be exposed.
(32) The exposure apparatus according to any one of (29) to (31), wherein the mask support mechanism holds the mask at a position close to the substrate to be exposed.
(33) An exposure method in which the mask and the substrate to be exposed are relatively moved in a step direction to expose an exposure pattern formed on the mask at a plurality of positions on one substrate to be exposed,
A first alignment mark formed at a position adjacent to the first side of the outer edge of the exposure pattern, and a position adjacent to the second side of the outer periphery of the exposure pattern facing the first side. A second alignment mark, and when the first alignment mark is viewed from the step direction, the second alignment mark is disposed at a position that does not overlap with the position where the second alignment mark is formed. Using the mask
The first side of the exposure pattern of the mask is adjacent to a side corresponding to the second side of the pattern portion exposed on the substrate to be exposed, and the exposure position of the exposure pattern is exposed. When the distance from the pattern portion is L 1 and the distance from the end of the pattern portion to the end of the alignment mark that is away from the end of the pattern portion is L 2 , 0 <L 1 <2L 2 An exposure method, wherein the mask and the substrate to be exposed are moved relative to each other in the step direction to expose the exposure pattern on the substrate to be exposed.
(34) The exposure pattern may be exposed closer to an alignment mark adjacent to a pattern portion exposed on the substrate to be exposed than to an alignment mark of the mask on the substrate to be exposed. The exposure method as described.
本発明の近接露光装置及び近接露光方法によれば、複数の光源部の少なくとも一つから出射される光は、その主光軸が前記インテグレータの中心からずれた位置を通って前記インテグレータに入射されるようにしたので、基板とマスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、基板に対して照明光学系からの光をマスクを介して照射する際、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化して、露光光の幅を細くすることができる。これにより、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能である。 According to the proximity exposure apparatus and the proximity exposure method of the present invention, the light emitted from at least one of the plurality of light source units is incident on the integrator through a position whose main optical axis is shifted from the center of the integrator. As a result, when the substrate is irradiated with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask, it is within the collimation angle of light on the exposure surface. The illuminance distribution at can be changed, and the width of the exposure light can be narrowed. Thereby, the resolution can be improved without using an expensive mask.
また、本発明の近接露光装置用光照射装置によれば、各カセットには、所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点がほぼ一致するように所定数の光源部が取り付けられ、支持体には、各カセットの所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点が異なる位置となるように、複数のカセットが取り付けられるので、基板とマスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、基板に対して照明光学系からの光をマスクを介して照射する際、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化して、露光光の幅を細くすることができる。これにより、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能であるとともに、光源部の交換をカセット毎に行っても上記効果を容易に達成することができる。 According to the light irradiation device for a proximity exposure apparatus of the present invention, each cassette has a predetermined number of light source units so that the intersections of the main optical axes of light emitted from the predetermined number of light source units substantially coincide. A plurality of cassettes are attached to the support so that the intersections of the main optical axes of the light emitted from the predetermined number of light source units of each cassette are at different positions. When the substrate is irradiated with light from the illumination optical system through a mask in a state where a predetermined gap is provided, the illuminance distribution within the collimation angle of the light on the exposure surface changes, and the exposure light The width can be reduced. Thereby, the resolution can be improved without using an expensive mask, and the above-described effect can be easily achieved even if the light source unit is replaced for each cassette.
また、本発明の近接露光装置及び近接露光方法によれば、光源部の出射面近傍には、出射面から出射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられるので、基板とマスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、基板に対して照明光学系からの光をマスクを介して照射する際、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化して、露光光の幅を細くすることができる。これにより、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能である。 Further, according to the proximity exposure apparatus and the proximity exposure method of the present invention, the light intensity adjustment unit that adjusts the intensity of light emitted from the emission surface is provided in the vicinity of the emission surface of the light source unit. When irradiating the substrate with light from the illumination optical system through a mask with a predetermined gap between them, the illuminance distribution within the collimation angle of the light on the exposure surface changes and exposure is performed. The width of light can be reduced. Thereby, the resolution can be improved without using an expensive mask.
また、本発明の近接露光装置及び近接露光方法によれば、インテグレータレンズの入射面には、該入射面に入射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられるので、基板とマスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、基板に対して照明光学系からの光をマスクを介して照射する際、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化して、露光光の幅を細くすることができる。これにより、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能である。 Further, according to the proximity exposure apparatus and the proximity exposure method of the present invention, the incident surface of the integrator lens is provided with a light intensity adjusting unit that adjusts the intensity of light incident on the incident surface. When irradiating the substrate with light from the illumination optical system through a mask with a predetermined gap between them, the illuminance distribution within the collimation angle of the light on the exposure surface changes and exposure is performed. The width of light can be reduced. Thereby, the resolution can be improved without using an expensive mask.
さらに、本発明の露光装置用光照射装置によれば、各カセットに設けられ、カセット内に取り付けられた所定数の光源部全ての各出射面の中央部を含んで各出射面を部分的に遮蔽するアパーチャーを備えるので、基板とマスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、基板に対して照明光学系からの光をマスクを介して照射する際、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化して、露光光の幅を細くすることができる。これにより、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能であるとともに、アパーチャーの交換を容易に行うことができる。 Furthermore, according to the light irradiation device for an exposure apparatus of the present invention, each emission surface is partially provided including the central portion of each emission surface of all the predetermined number of light source units provided in each cassette and attached in the cassette. Since the aperture is shielded, the collimation angle of the light on the exposure surface when irradiating the substrate with the light from the illumination optical system through the mask with a predetermined gap between the substrate and the mask. The illuminance distribution inside changes, and the width of the exposure light can be narrowed. Accordingly, the resolution can be improved without using an expensive mask, and the aperture can be easily replaced.
また、本発明にかかるマスク、被露光基板、露光装置及び露光方法によれば、無駄なスペースを少なくして基板にカラーフィルタを形成することができ、カラーフィルタまたは液晶パネルを効率よく製造することができる。 In addition, according to the mask, the substrate to be exposed, the exposure apparatus, and the exposure method according to the present invention, it is possible to form a color filter on the substrate with less wasted space, and to efficiently manufacture the color filter or the liquid crystal panel. Can do.
以下、本発明の光照射装置、露光装置及び露光方法に係る各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments according to the light irradiation apparatus, the exposure apparatus, and the exposure method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1及び図2に示すように、第1実施形態の分割逐次近接露光装置PEは、マスクMを保持するマスクステージ10と、ガラス基板(被露光材)Wを保持する基板ステージ20と、パターン露光用の光を照射する照明光学系70と、を備えている。(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the divided successive proximity exposure apparatus PE of the first embodiment includes a
なお、ガラス基板W(以下、単に「基板W」と称する。)は、マスクMに対向配置されており、このマスクMに描かれたパターンを露光転写すべく表面(マスクMの対向面側)に感光剤が塗布されている。 A glass substrate W (hereinafter simply referred to as “substrate W”) is disposed to face the mask M, and a surface (on the opposite surface side of the mask M) for exposing and transferring a pattern drawn on the mask M. A photosensitive agent is applied to the surface.
マスクステージ10は、中央部に矩形形状の開口11aが形成されるマスクステージベース11と、マスクステージベース11の開口11aにX軸,Y軸,θ方向に移動可能に装着されるマスク保持部であるマスク保持枠12と、マスクステージベース11の上面に設けられ、マスク保持枠12をX軸,Y軸,θ方向に移動させて、マスクMの位置を調整するマスク駆動機構16と、を備える。
The
マスクステージベース11は、装置ベース50上に立設される支柱51、及び支柱51の上端部に設けられるZ軸移動装置52によりZ軸方向に移動可能に支持され(図2参照。)、基板ステージ20の上方に配置される。
The
図3に示すように、マスクステージベース11の開口11aの周縁部の上面には、平面ベアリング13が複数箇所配置されており、マスク保持枠12は、その上端外周縁部に設けられるフランジ12aを平面ベアリング13に載置している。これにより、マスク保持枠12は、マスクステージベース11の開口11aに所定のすき間を介して挿入されるので、このすき間分だけX軸,Y軸,θ方向に移動可能となる。
As shown in FIG. 3, a plurality of
また、マスク保持枠12の下面には、マスクMを保持するチャック部14が間座15を介して固定されている。このチャック部14には、マスクMのマスクパターンが描かれていない周縁部を吸着するための複数の吸引ノズル14aが開設されており、マスクMは、吸引ノズル14aを介して図示しない真空式吸着装置によりチャック部14に着脱自在に保持される。また、チャック部14は、マスク保持枠12と共にマスクステージベース11に対してX軸,Y軸,θ方向に移動可能である。
A
マスク駆動機構16は、マスク保持枠12のX軸方向に沿う一辺に取り付けられる2台のY軸方向駆動装置16yと、マスク保持枠12のY軸方向に沿う一辺に取り付けられる1台のX軸方向駆動装置16xと、を備える。
The
Y軸方向駆動装置16yは、マスクステージベース11上に設置され、Y軸方向に伸縮するロッド16bを有する駆動用アクチュエータ(例えば、電動アクチュエータ等)16aと、ロッド16bの先端にピン支持機構16cを介して連結されるスライダ16dと、マスク保持枠12のX軸方向に沿う辺部に取り付けられ、スライダ16dを移動可能に取り付ける案内レール16eと、を備える。なお、X軸方向駆動装置16xも、Y軸方向駆動装置16yと同様の構成を有する。
The Y-axis
そして、マスク駆動機構16では、1台のX軸方向駆動装置16xを駆動させることによりマスク保持枠12をX軸方向に移動させ、2台のY軸方向駆動装置16yを同等に駆動させることによりマスク保持枠12をY軸方向に移動させる。また、2台のY軸方向駆動装置16yのどちらか一方を駆動することによりマスク保持枠12をθ方向に移動(Z軸回りの回転)させる。
In the
さらに、マスクステージベース11の上面には、図1に示すように、マスクMと基板Wとの対向面間のギャップを測定するギャップセンサ17と、チャック部14に保持されるマスクMの取り付け位置を確認するためのアライメントカメラ18と、が設けられる。これらギャップセンサ17及びアライメントカメラ18は、移動機構19を介してX軸,Y軸方向に移動可能に保持され、マスク保持枠12内に配置される。
Further, on the upper surface of the
また、マスク保持枠12上には、図1に示すように、マスクステージベース11の開口11aのX軸方向の両端部に、マスクMの両端部を必要に応じて遮蔽するアパーチャブレード38が設けられる。このアパーチャブレード38は、モータ、ボールねじ、及びリニアガイド等からなるアパーチャブレード駆動機構39によりX軸方向に移動可能とされて、マスクMの両端部の遮蔽面積を調整する。なお、アパーチャブレード38は、開口11aのX軸方向の両端部だけでなく、開口11aのY軸方向の両端部に同様に設けられている。
On the
基板ステージ20は、図1及び図2に示すように、基板Wを保持する基板保持部21と、基板保持部21を装置ベース50に対してX軸,Y軸,Z軸方向に移動する基板駆動機構22と、を備える。基板保持部21は、図示しない真空吸着機構によって基板Wを着脱自在に保持する。基板駆動機構22は、基板保持部21の下方に、Y軸テーブル23、Y軸送り機構24、X軸テーブル25、X軸送り機構26、及びZ−チルト調整機構27と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
Y軸送り機構24は、図2に示すように、リニアガイド28と送り駆動機構29とを備えて構成され、Y軸テーブル23の裏面に取り付けられたスライダ30が、装置ベース50上に延びる2本の案内レール31に転動体(図示せず)を介して跨架されると共に、モータ32とボールねじ装置33とによってY軸テーブル23を案内レール31に沿って駆動する。
As shown in FIG. 2, the Y-
なお、X軸送り機構26もY軸送り機構24と同様の構成を有し、X軸テーブル25をY軸テーブル23に対してX方向に駆動する。また、Z−チルト調整機構27は、くさび状の移動体34,35と送り駆動機構36とを組み合わせてなる可動くさび機構をX方向の一端側に1台、他端側に2台配置することで構成される。なお、送り駆動機構29,36は、モータとボールねじ装置とを組み合わせた構成であってもよく、固定子と可動子とを有するリニアモータであってもよい。また、Z-チルト調整機構27の設置数は任意である。
The
これにより、基板駆動機構22は、基板保持部21をX方向及びY方向に送り駆動するとともに、マスクMと基板Wとの対向面間のギャップを微調整するように、基板保持部21をZ軸方向に微動且つチルト調整する。
Thereby, the
基板保持部21のX方向側部とY方向側部にはそれぞれバーミラー61,62が取り付けられ、また、装置ベース50のY方向端部とX方向端部には、計3台のレーザー干渉計63,64,65が設けられている。これにより、レーザー干渉計63,64,65からレーザー光をバーミラー61,62に照射し、バーミラー61、62により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光とバーミラー61,62により反射されたレーザー光との干渉を測定して基板ステージ20の位置を検出する。
Bar mirrors 61 and 62 are respectively attached to the X-direction side and Y-direction side of the
図2及び図4に示すように、照明光学系70は、発光部としての超高圧水銀ランプ71と、このランプ71から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系としての反射鏡72と、をそれぞれ含む複数の光源部73と、複数の光源部73から出射された光束が入射されるインテグレータレンズ74と、各光源部73のランプ71の点灯と消灯の切り替えを含む電圧制御可能な光学制御部76と、インテグレータレンズ74の出射面から出射された光を反射して、略平行光(より詳細には、所定の照射角度であるコリメーション角を有する光)に変換するコリメーションミラー77と、複数の光源部73とインテグレータレンズ74との間に配置されて照射された光を透過・遮断するように開閉制御する露光制御用シャッター78と、を備える。なお、インテグレータレンズ74と露光面との間には、DUVカットフィルタ、偏光フィルタ、バンドパスフィルタが配置されてもよく、また、コリメーションミラー77には、ミラーの曲率を手動または自動で変更可能なデクリネーション角補正手段が設けられてもよい。発光部としては、超高圧水銀ランプ71の代わりに、LEDが適用されてもよい。また、インテグレータレンズ74は、同じ光学機構を持って縦横に配列された複数のレンズエレメント74Aを構成するフライアイインテグレータ74であってもよいが、ロッドインテグレータであってもよい。
As shown in FIGS. 2 and 4, the illumination
なお、照明光学系70において、160Wの超高圧水銀ランプ71を使用した場合、第6世代のフラットパネルを製造する露光装置では374個の光源部、第7世代のフラットパネルを製造する露光装置では572個の光源部、第8世代のフラットパネルを製造する露光装置では、774個の光源部が必要とされる。但し、本実施形態では、説明を簡略化するため、図4に示すように、α方向に4段、β方向に6列の計24個の光源部73が支持体82に取り付けられたものとして説明する。なお、支持体82は、光源部73の配置をα、β方向に同数とした正方形形状も考えられるが、α、β方向に異なる数とした長方形形状が適用される。また、本実施形態の光源部73では、反射鏡72の開口部72bが略正方形形状に形成されており、四辺がα、β方向に沿うように配置されている。
In the illumination
なお、各光源部73には、後述する実施形態と同様、ランプ71に電力を供給する点灯電源及び制御回路が個々に接続されており、光学制御部76は、各ランプ71の制御回路に制御信号を送信し、各ランプ71の点灯又は消灯、及び該点灯時にランプ71に供給する電圧又は電力を制御する電圧制御を行う。
Each
このように構成された露光装置PEでは、照明光学系70において、露光時に露光制御用シャッター78が開制御されると、超高圧水銀ランプ71から照射された光が、インテグレータレンズ74の入射面に入射される。そして、インテグレータレンズ74の出射面から発せられた光は、コリメーションミラー77によってその進行方向が変えられるとともに平行光に変換される。そして、この平行光は、マスクステージ10に保持されるマスクM、さらには基板ステージ20に保持される基板Wの表面に対して略垂直にパターン露光用の光として照射され、マスクMのパターンPが基板W上に露光転写される。
In the exposure apparatus PE configured as described above, when the
ここで、支持体82の光源部73が取り付けられる面は、それぞれ傾斜して形成されており、図5及び図6に示すように、複数の光源部73から出射される光の主光軸Lはインテグレータ74の中心からずれた位置、即ち、インテグレータ74の周辺に略均等に分散して入射されるように支持体82に取り付けられている。
Here, the surface of the
このようにしてインテグレータ74に入射された光は、該インテグレータ74を通過して均一化され、露光面における光のコリメーション角内の照度分布は、図7に示すようになる。このような照度分布とすることで、後述の実施例で述べるように、露光光の幅が細くなるため高解像度化することができる。
The light incident on the
以上説明したように、本実施形態の近接露光装置によれば、複数の光源部73から出射される光の主光軸Lはインテグレータ74の中心からずれた位置に入射されるようにしたので、基板WとマスクMとの間に所定の隙間が設けられた状態で、基板に対して照明光学系からの光をマスクMを介して照射する際、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化して、露光光の幅を細くすることができる。これにより、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能である。
As described above, according to the proximity exposure apparatus of the present embodiment, the main optical axis L of the light emitted from the plurality of
(第2実施形態)
次に、図8〜図23を参照して、本発明の第2実施形態に係る分割逐次近接露光装置PEについて説明する。なお、本実施形態は、照明光学系70の複数の光源部73がカセット81によってユニット化された点で第1実施形態のものと異なるのみであるため、その他の構成については同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。(Second Embodiment)
Next, a divided sequential proximity exposure apparatus PE according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that this embodiment is different from that of the first embodiment only in that the plurality of
図8に示すように、照明光学系70は、複数の光源部73を備えた光照射装置80と、複数の光源部73から出射された光束が入射されるインテグレータレンズ74と、各光源部73のランプ71の点灯と消灯の切り替えを含む電圧制御可能な光学制御部76と、インテグレータレンズ74の出射面から出射された光を反射して、略平行光(より詳細には、所定の照射角度であるコリメーション角を有する光)に変換するコリメーションミラー77と、複数の光源部73とインテグレータレンズ74との間に配置されて照射された光を透過・遮断するように開閉制御する露光制御用シャッター78と、を備える。なお、第1実施形態と同様、インテグレータレンズ74と露光面との間には、DUVカットフィルタ、偏光フィルタ、バンドパスフィルタが配置されてもよく、また、コリメーションミラー77には、ミラーの曲率を手動または自動で変更可能なデクリネーション角補正手段が設けられてもよい。
As shown in FIG. 8, the illumination
図8〜図10に示すように、光照射装置80は、発光部としての超高圧水銀ランプ71と、このランプ71から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系としての反射鏡72と、をそれぞれ含む複数の光源部73と、複数の光源部73のうち、所定数の光源部73をそれぞれ取り付け可能な複数のカセット81と、複数のカセット81を取り付け可能な支持体82と、を備える。発光部としては、超高圧水銀ランプ71の代わりに、LEDが適用されてもよい。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
なお、照明光学系70において、本実施形態においても、説明を簡略化するため、図8に示すように、α方向に3段、β方向に2列の計6個の光源部73が取り付けられたカセット81を4段×3列の計12個配した、72個の光源部73を有するものとして説明する。なお、カセット81や支持体82は、光源部73の配置をα、β方向に同数とした正方形形状も考えられるが、α、β方向に異なる数とした長方形形状が適用される。また、本実施形態の光源部73では、反射鏡72の開口部72bが略正方形形状に形成されており、四辺がα、β方向に沿うように配置されている。
In the illumination
各カセット81は、所定数の光源部73を支持する光源支持部83と、光源支持部83に支持された光源部73を押さえて、該光源支持部83に取り付けられる凹状のランプ押さえカバー(カバー部材)84と、を備えた略直方体形状に形成されており、それぞれ同一構成を有する。
Each
光源支持部83には、光源部73の数に対応して設けられ、光源部73からの光を発光する複数の窓部83aと、該窓部83aのカバー側に設けられ、反射鏡72の開口部72a(又は、反射鏡72が取り付けられる反射鏡取り付け部の開口部)を囲うランプ用凹部83bと、が形成される。また、該窓部83aの反カバー側には、複数のカバーガラス85がそれぞれ取り付けられている。なお、カバーガラス85の取り付けは任意であり、設けられなくてもよい。
The light
図9に示すように、各ランプ用凹部83bの底面は、所定数の光源部73から出射される光の各主光軸Lの交点pが、各α、β方向において単一の曲面、例えば、球面r上に位置するように、平面又は曲面(本実施形態では、平面)に形成される。
As shown in FIG. 9, the bottom surface of each
ランプ押さえカバー84の底面には、光源部73の後部に当接する当接部86が設けられており、各当接部86には、モータやシリンダのようなアクチュエータ、ばね押さえ、ねじ止め等によって構成されるランプ押さえ機構87が設けられている。これにより、各光源部73は、反射鏡72の開口部72aを光源支持部83のランプ用凹部83bに嵌合させ、ランプ押さえカバー84を光源支持部83に取り付け、ランプ押さえ機構87によって光源部73の後部を押さえつけることで、カセット81に位置決めされる。従って、図9(c)に示すように、カセット81に位置決めされた所定数の光源部73の光が照射する各照射面と、全ての光源部73から照射される光のうち、略80%〜100%の光が入射されるインテグレータレンズ74の入射面までの各主光軸Lの距離が略一定となる。また、光源支持部83とランプ押さえカバー84との間の収納空間内では、隣接する光源部73の反射鏡72の背面72cは直接対向しており、光源部73、ランプ押さえ機構87等以外には該収納空間内の空気の流れを遮るものがなく、良好な空気の流動性が与えられる。
A
なお、ランプ押さえ機構87は、当接部86毎に設けられてもよいが、図11に示すように、ランプ押さえカバー84の側壁に形成されてもよい。この場合にも、当接部86は、各光源部73に個々に設けられてもよいが、2つ以上の光源部73の後部に当接するようにしてもよい。
The lamp
また、支持体82は、複数のカセット81を取り付ける複数のカセット取り付け部90を有する支持体本体91と、該支持体本体91に取り付けられ、各カセット81の後部を覆う支持体カバー92と、を有する。
The
図12に示すように、各カセット取り付け部90には、光源支持部83が臨む開口部90aが形成され、該開口部90aの周囲には、光源支持部83の周囲の矩形平面が対向する平面90bを底面としたカセット用凹部90cが形成される。また、支持体本体91のカセット用凹部90cの周囲には、カセット81を固定するためのカセット固定手段93が設けられており、本実施形態では、カセット81に形成された凹部81aに係合されて、カセット81を固定する。
As shown in FIG. 12, each
図13に示すように、α方向或いはβ方向に並ぶカセット用凹部90cの各平面90bは、各カセット81の所定数の光源部73から出射された光の主光軸Lの交点pが異なる位置、即ち、インテグレータ74の周辺部となるように形成されている。
As shown in FIG. 13, the
従って、各カセット81は、これら光源支持部83を各カセット取り付け部90のカセット用凹部90cに嵌合させて位置決めした状態で、カセット固定手段93をカセット81の凹部81aに係合させることで、支持体82にそれぞれ固定される。そして、これら各カセット81が支持体本体91に取り付けられた状態で、該支持体本体91に支持体カバー92が取り付けられる。
Therefore, each
このように支持体82内に各光源部73を配置することで、第1実施形態と同様、複数の光源部73から出射される光の主光軸Lはインテグレータ74の中心からずれた位置、即ち、インテグレータ74の周辺に略均等に分散して入射される。そして、インテグレータ74に入射された光は、該インテグレータ74を通過して均一化され、第1実施形態の図7で示したものと同様の照度分布とすることができ、露光光の幅が細くなるため高解像度化することができる。
By disposing each
また、図14に示すように、各カセット81の光源部73には、ランプ71に電力を供給する点灯電源95及び制御回路96が個々に接続されており、各光源部73から後方に延びる各配線97は、各カセット81に設けられた少なくとも一つのコネクタ98に接続されてまとめられている。そして、各カセット81のコネクタ98と、支持体82の外側に設けられた光学制御部76との間は、他の配線99によってそれぞれ接続される。これにより、光学制御部76は、各ランプ71の制御回路96に制御信号を送信し、各ランプ71の点灯又は消灯、及び該点灯時にランプ71に供給する電圧を制御する電圧制御を行う。
なお、各光源部73の点灯電源95及び制御回路96は、カセット81に集約して設けられてもよいし、カセットの外部に設けられてもよい。また、ランプ押さえカバー84の当接部86は、各光源部73からの各配線97と干渉しないように形成されている。Further, as shown in FIG. 14, a
Note that the
さらに、図15に示すように、ランプ71毎にヒューズ94aを含む寿命時間検出手段94を設けて、タイマ96aによって点灯時間をカウントし、定格の寿命時間が来た段階でヒューズ94aに電流を流してヒューズ94aを切断する。従って、ヒューズ94aの切断の有無を確認することで、ランプ71を定格の寿命時間使用しているかどうかを検出することができる。なお、寿命時間検出手段94は、ヒューズ94aを含むものに限定されるものでなく、ランプ交換のメンテナンス時にランプ71の定格の寿命時間が一目でわかるようなものであればよい。例えば、ランプ71毎にICタグを配置して、ICタグによってランプ71を定格の寿命時間使用したかどうか確認できるもの、或いは、ランプ71の使用時間が確認できるようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 15, a life
また、光照射装置80の各光源部73、各カセット81、及び支持体82には、各ランプ71を冷却するための冷却構造が設けられている。具体的に、図10に示すように、各光源部73のランプ71と反射鏡72が取り付けられるベース部75には、冷却路75aが形成されており、カセット81の各カバーガラス85には、一つ又は複数の貫通孔85aが形成されている。また、カセット81のランプ押さえカバー84の底面には、複数の排気孔(連通孔)84aが形成され(図9(c)参照。)、支持体82の支持体カバー92にも、複数の排気孔92aが形成されている(図8(c)参照。)。また、各排気孔92aには、支持体82の外部に形成されたブロアユニット(強制排気手段)79が排気管79aを介して接続されている。従って、ブロアユニット79によって支持体82内のエアを引いて排気することで、カバーガラス85の貫通孔85aから吸引された外部のエアが、矢印で示した方向へランプ71と反射鏡72との間の隙間sを通過し、光源部73のベース部75に形成された冷却路75aへ導かれて、エアにより各光源部73の冷却を行っている。
In addition, each
なお、強制排気手段としては、ブロアユニット79に限定されるものでなく、ファン、インバータ、真空ポンプ等、支持体82内のエアを引くものであればよい。また、ブロアユニット79によるエアの排気は、後方からに限らず、上方、下方、左方、右方のいずれの側方からでもよい。例えば、図16に示すように、支持体の側方に接続された複数の排気管79aをダンパー79bを介してブロアユニット79にそれぞれ接続するようにしてもよい。
Note that the forced exhaust means is not limited to the
また、ランプ押さえカバー84に形成される排気孔84aは、図9(c)に示すように底面に複数形成されてもよいし、図17(a)に示すように底面の中央に形成されてもよく、図17(b)、(c)に示すように長手方向、短手方向の側面に形成されてもよい。また、排気孔84aの他、ランプ押さえカバー84の開口縁から切欠いた連通溝を形成することで、光源支持部83とランプ押さえカバー84との間の収納空間と外部とを連通してもよい。 なお、ランプ押さえカバー84は、複数の支持体により構成される骨組構造とし、該支持体に連通孔や連通溝が形成されたカバー板を別途取り付けることで、連通孔や連通溝を構成するようにしてもよい。
Further, a plurality of
さらに、支持体本体91の周縁には、水冷管(冷却用配管)91aが設けられており、水ポンプ69によって水冷管91a内に冷却水を循環させることでも、各光源部73を冷却している。なお、水冷管91aは、図8に示すように、支持体本体91内に形成されてもよいし、支持体本体91の表面に取り付けられても良い。また、上記排気式の冷却構造と水冷式の冷却構造は、いずれか一つのみ設けられてもよい。また、水冷管91aは、図4に示すような配置に限定されるものでなく、図18(a)及び図18(b)に示すように水冷管91aを全てのカセット81の周囲を通るように配置、又は、全てのカセット81の周囲の一部を通るようにジグザグに配置して、冷却水を循環させてもよい。
Further, a water cooling pipe (cooling pipe) 91a is provided at the periphery of the
このように構成された露光装置PEでは、照明光学系70において、露光時に露光制御用シャッター78が開制御されると、超高圧水銀ランプ71から照射された光が、インテグレータレンズ74の入射面に入射される。そして、インテグレータレンズ74の出射面から発せられた光は、コリメーションミラー77によってその進行方向が変えられるとともに平行光に変換される。そして、この平行光は、マスクステージ10に保持されるマスクM、さらには基板ステージ20に保持される基板Wの表面に対して略垂直にパターン露光用の光として照射され、マスクMのパターンPが基板W上に露光転写される。
In the exposure apparatus PE configured as described above, when the
ここで、光源部73を交換する際には、カセット81毎に交換される。各カセット81では、所定数の光源部73が予め位置決めされ、且つ、各光源部73からの配線97がコネクタ98に接続されている。このため、交換が必要なカセット81を支持体82の光が出射される方向とは逆方向から取り外し、新しいカセット81を支持体82のカセット用凹部90cに嵌合させて支持体82に取り付けることで、カセット81内の光源部73のアライメントを完了する。また、コネクタ98に他の配線99を接続することで、配線作業も完了するので、光源部73の交換作業を容易に行うことができる。また、カセット交換の際には装置を止める必要がある。理由としては、カセット81には複数のランプ(9個以上)が配置されており、カセット一つ一つが露光面での照度分布に大きく寄与するためである。しかしながら、前述したように複数のカセット81を交換する場合であっても作業が容易で且つ交換時間自体も短くすることができるため、有用な方法である。
Here, when the
また、支持体82のカセット取り付け部90は、平面90bを底面とした凹部90cに形成され、カセット81は、カセット取り付け部90の凹部90cに嵌合されるので、カセット81を支持体82にがたつきなく固定することができる。
Further, the
また、カセット81は、光源支持部83に支持された所定数の光源部73を囲った状態で、光源支持部83に取り付けられるランプ押さえカバー84を有し、光源支持部83とランプ押さえカバー84との間の収納空間内において、隣接する光源部73の反射鏡72の背面72cは直接対向しているので、収納空間内において良好な空気の流動性が与えられ、各光源部73を冷却する際に、収納空間内のエアを効率的に排気することができる。
Further, the
また、ランプ押さえカバー84には、収納空間とランプ押さえカバー84の外部とを連通する連通孔84aが形成されているので、簡単な構成でカセット81の外部へエアを排気することができる。
Further, since the
さらに、支持体82には、各光源部73を冷却するため、冷却水が循環する水冷管91aが設けられているので、冷却水によって各光源部73を効率的に冷却することができる。
Furthermore, since the
また、各光源部73の光が照射する各照射面に対して後方及び側方の少なくとも一方から支持体82内のエアを強制排気するブロアユニット79を有するので、支持体82内のエアを循環させることができ、各光源部73を効率的に冷却することができる。
Further, since the
また、露光する品種(着色層、BM、フォトスペーサ、光配向膜、TFT層等)、または同品種でのレジストの種類によっては必要な露光量が異なるため、図19に示すように、支持体82の複数のカセット取り付け部90にカセット81をすべて取り付ける必要がない場合がある。この場合には、カセット81が配置されないカセット取り付け部90には、蓋部材89が取り付けられ、蓋部材89には、カバーガラス85の貫通孔85aと同じ径で、同じ個数の貫通孔89aが形成される。これにより、外部のエアが、カバーガラス85の貫通孔85aに加え、蓋部材89の貫通孔89aからも吸引される。従って、カセット81がすべてのカセット取り付け部90に取り付けられない場合であっても、蓋部材89を配置することでカセット81がすべてのカセット取り付け部90に配置された場合と同様の空気の流動性が与えられ、光源部73の冷却が行われる。
なお、各光源部73を確実に冷却するため、すべてのカセット取り付け部90にカセット81または蓋部材89が取り付けられていない状態では、光照射装置80を運転できないようにロックしてもよい。Further, as shown in FIG. 19, since the required exposure amount varies depending on the type of exposure (colored layer, BM, photo spacer, photo-alignment film, TFT layer, etc.) or the type of resist of the same type, In some cases, it is not necessary to attach all the
In addition, in order to cool each
したがって、本実施形態では、一部のカセット取り付け部90にカセット81を配置しないように工夫することで、残りのカセット取り付け部90に配置した各カセット81の光源部73から出射される光の主光軸Lがインテグレータ74の中心からずれた位置に入射されるようにしてもよい。
Therefore, in this embodiment, by devising not to arrange the
なお、上記実施形態では、説明を簡略化するため、α方向に3段、β方向に2列の計6個の光源部73が取り付けられたカセット81を例に挙げたが、実際にはカセット81に配置される光源部73は8個以上であり、図20(a)及び(b)に示されるような配置で点対称又は線対称でカセット81に取り付けられる。即ち、光源部73をα方向、β方向で異なる数として配置しており、カセット81の光源支持部83に取り付けられた最外周に位置する光源部73の中心を四辺で結んだ線が長方形形状をなす。また、各カセット81が取り付けられる支持体82のカセット取り付け部90は、図21に示すように互いに直交するα、β方向に配置される各個数n(n:2以上の正の整数)を一致させて長方形形状に形成されている。ここで、この長方形形状は後述するインテグレータエレメントの各レンズエレメントの縦横毎の入射開口角比に対応させ、カセットの行数、列数を同数とした場合が最も効率が良いが異数でも良い。
In the above embodiment, in order to simplify the description, a
ここで、インテグレータレンズ74の各レンズエレメントのアスペクト比(縦/横比)は、露光領域のエリアのアスペクト比に対応して決定されている。また、インテグレータレンズの各々のレンズエレメントは、その入射開口角以上の角度から入射される光を取り込むことができない構造となっている。つまり、レンズエレメントは長辺側に対して短辺側の入射開口角が小さくなる。このため、支持体82に配置された光源部73全体のアスペクト比(縦/横比)を、インテグレータレンズ74の入射面のアスペクト比に対応した長方形形状の配置とすることで、光の使用効率が良好となる。
Here, the aspect ratio (length / width ratio) of each lens element of the
このように構成された分割逐次近接露光装置PEでは、必要な照度に応じて、光学制御部76によって各光源部73のランプ71をカセット81毎に点灯、消灯、または電圧制御することにより照度を変化させる。即ち、光学制御部76は、各カセット81内における所定数の光源部73のランプ71が点対称に点灯するように制御するとともに、複数のカセット81の所定数の光源部73のランプ71が同一の点灯パターンで点対称に点灯するように制御することで、支持体82内の全ての光源部73が点対称に点灯する。例えば、図22(a)は、各カセット81の100%のランプ71(本実施形態では、24個)を点灯させる場合を示し、図22(b)は、各カセット81の全てのランプ71の75%(本実施形態では、18個)を点灯させる場合を示し、図22(c)は、各カセット81の全てのランプ71の50%(本実施形態では、12個)を点灯させる場合を示し、図22(d)は、各カセット81の全てのランプ71の25%(本実施形態では、6個)を点灯させる場合を示している。これにより、露光面の照度分布を変化することなく、照度を変化させることができ、また、カセット毎に同時制御のため、基板の大きさ(世代)の変更やランプ灯数に関係なく、ランプ71の点灯を容易に制御することができる。
なお、「照度」とは、1cm2の面積が1秒間に受けるエネルギー[mW/cm2]をいう。In the divided sequential proximity exposure apparatus PE configured as described above, the illuminance is controlled by turning on / off or voltage-controlling the
“Illuminance” refers to energy [mW / cm 2 ] received per second by an area of 1 cm 2 .
また、光学制御部76は、全点灯の場合は別として、所望の照度に応じて点灯するランプ71の数がそれぞれ異なる、カセット81内の各光源部73のランプ71の点灯又は消灯を点対称に制御する複数(本実施形態では、4つ)の点灯パターンをそれぞれ有する複数(本実施形態では、3つ)の点灯パターン群を有する。具体的に、図23(a)に示すように、カセット81内の75%のランプ71を点灯する第1のパターン群は、A1〜D1の4つのパターンを有する。また、図23(b)に示すように、カセット81内の50%のランプ71を点灯する第2のパターン群は、A2〜D2の4つのパターンを有する。さらに、図23(c)に示すように、カセット81内の25%のランプ71を点灯する第3のパターン群は、A3〜D3の4つの点灯パターンを有する。これら各点灯パターンA1〜D1、A2〜D2、A3〜D3はすべてカセット81内のランプ71が点対称に点灯するように設定されている。なお、図22及び図23において、光源部73に斜線をいれたものは消灯したランプ71を示している。
Moreover, the
そして、光学制御部76は、所望の照度に応じて、第1〜第3点灯パターン群のいずれかの点灯パターン群を選択するとともに、選択された点灯パターン群のうちのいずれかの点灯パターンが選択される。この点灯パターンの選択は、選択された点灯パターン群の複数の点灯パターンを所定のタイミングで複数のカセット81同時に順に切り替えるようにしてもよい。あるいは、該選択は、各光源部73のランプ71の点灯時間に基づいて、具体的には、点灯時間の最も少ない点灯パターンを選択するようにしてもよい。このような点灯パターンの切り替えや選択により、ランプの点灯時間を均一にすることができる。
Then, the
なお、点灯時間の最も少ない点灯パターンとは、点灯時間の最も少ない光源部73のランプ71を含む点灯パターンとしてもよいし、点灯すべき光源部73のランプ71の点灯時間の合計が最も少ない点灯パターンであってもよい。さらに、光学制御部76は、各光源部73のランプ71の点灯時間、及び点灯時に供給された電圧に基づいて各光源部73のランプ71の残存寿命を計算し、該残存寿命に基づいて点灯パターンを選択するようにしてもよい。さらに、残存寿命が短いランプ71を含む点灯パターンを避けるように、点灯パターンを切り替えるようにしてもよい。
The lighting pattern with the shortest lighting time may be a lighting pattern including the
また、所望の照度が、第1〜第3の点灯パターン群により得られる照度と異なるとき、所望の照度に近い照度が得られる点灯パターン群を選択するとともに、点灯する光源部73のランプ71に供給する電圧を定格以上又は定格以下に調整する。例えば、所望の照度が100%点灯時の60%の照度である場合には、50%点灯の点灯パターン群のいずれかの点灯パターンを選択し、該点灯する光源部73のランプ71の電圧を上げることで与えられる。
In addition, when the desired illuminance is different from the illuminance obtained by the first to third lighting pattern groups, the lighting pattern group that obtains the illuminance close to the desired illuminance is selected, and the
さらに、全てのカセット81の点灯するランプ71の電圧を等しく調整すると所望の照度からずれてしまう場合には、点対称に配置された位置の各カセット81のランプ71の電圧は等しくなるように調整しつつ、カセット81の位置に応じて異なる電圧を印加するようにしてもよい。具体的には、図22において、周囲に位置する各カセット81のランプ71の電圧は等しく調整しつつ、中央に位置するカセット81のランプの電圧を、周囲に位置する各カセット81のランプ71の電圧と異なるように調整する。これにより、露光面の照度分布を変化することなく、所望の照度に微調整することが可能である。
Further, if the voltages of the
また、一部のカセット81のみを、新しいランプ71を備えたカセット81に交換した場合には、残りのカセット81のランプ71の点灯に併せて交換したカセット81のランプ71を点対称に点灯させる。その際、新しいカセット81のランプ71から出射される照度は残りのカセット81のランプ71から出射される照度よりも強い傾向がある。このため、点対称に配置された位置の各カセット81のランプ71から出射される照度が均一となるように、新しいカセット81の各ランプ71の電圧を下げるように調整する。
Further, when only a part of the
なお、ランプ71の点灯又は消灯する制御としては、図示しない照度計で測定された実照度と予め設定された適正照度とを比較することによって実照度の過不足を判定するとともに、実照度の過不足を解消するようにランプ71の電圧を上げるように、制御回路96または光学制御部76を制御してもよい。
また、本実施形態では、光学制御部76は、ランプ71に供給する電圧を制御するようにしたが、電力を制御するようにしてもよい。The control of turning on or off the
In the present embodiment, the
以上説明したように、本実施形態の近接露光装置及び近接露光装置用光照射装置80によれば、各カセット81には、所定数の光源部73から出射された光の各主光軸Lの交点pがほぼ一致するように所定数の光源部73が取り付けられ、支持体82には、各カセット81の所定数の光源部73から出射された光の各主光軸Lの交点pが異なる位置となるように、複数のカセット81が取り付けられるので、基板WとマスクMとの間に所定の隙間が設けられた状態で、基板Wに対して照明光学系70からの光をマスクMを介して照射する際、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化して、露光光の幅を細くすることができる。これにより、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能であるとともに、光源部73の交換をカセット81毎に行っても上記効果を容易に達成することができる。
As described above, according to the proximity exposure apparatus and the proximity exposure apparatus
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る分割逐次近接露光装置PEについて説明する。なお、本実施形態は、照明光学系70の光照射装置の構成において第1実施形態のものと異なるのみであるため、その他の構成については同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。(Third embodiment)
Next, a divided successive proximity exposure apparatus PE according to a third embodiment of the present invention will be described. Note that the present embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the light irradiation device of the illumination
図24〜図26に示すように、光照射装置80は、発光部としての超高圧水銀ランプ71と、このランプ71から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系としての反射鏡72と、をそれぞれ含む複数の光源部73と、複数の光源部73のうち、所定数の光源部73をそれぞれ取り付け可能な複数のカセット81と、複数のカセット81を取り付け可能な支持体82と、を備える。発光部としては、超高圧水銀ランプ71の代わりに、LEDが適用されてもよい。
As shown in FIGS. 24 to 26, the
なお、照明光学系70は、本実施形態においても、説明を簡略化するため、図24に示すように、α方向に3段、β方向に2列の計6個の光源部73が取り付けられたカセット81を3段×3列の計9個配した、54個の光源部73を有するものとして説明する。なお、カセット81や支持体82は、光源部73の配置をα、β方向に同数とした正方形形状も考えられるが、α、β方向に異なる数とした長方形形状が適用される。また、本実施形態の光源部73では、反射鏡72の開口部72bが略正方形形状に形成されており、四辺がα、β方向に沿うように配置されている。
In the present embodiment, in order to simplify the description of the illumination
各カセット81は、所定数の光源部73を支持する光源支持部83と、光源支持部83に支持された光源部73を押さえて、該光源支持部83に取り付けられる凹状のランプ押さえカバー(カバー部材)84と、を備えた略直方体形状に形成されており、それぞれ同一構成を有する。
Each
光源支持部83には、光源部73の数に対応して設けられ、光源部73からの光を発光する複数の窓部83aと、該窓部83aのカバー側に設けられ、反射鏡72の開口部72a(又は、反射鏡72が取り付けられる反射鏡取り付け部の開口部)を囲うランプ用凹部83bと、が形成される。また、該窓部83aの反カバー側には、複数のカバーガラス85がそれぞれ取り付けられている。なお、カバーガラス85の取り付けは任意であり、設けられなくてもよい。
The light
各ランプ用凹部83bの底面は、光源部73の光を照射する照射面(ここでは、反射鏡72の開口部72b)と、光源部73の光軸Lとの交点pが、各α、β方向において単一の曲面、例えば、球面r上に位置するように、平面又は曲面(本実施形態では、平面)に形成される。
The bottom surface of each
ランプ押さえカバー84の底面には、光源部73の後部に当接する当接部86が設けられており、各当接部86には、モータやシリンダのようなアクチュエータ、ばね押さえ、ねじ止め等によって構成されるランプ押さえ機構87が設けられている。これにより、各光源部73は、反射鏡72の開口部72aを光源支持部83のランプ用凹部83bに嵌合させ、ランプ押さえカバー84を光源支持部83に取り付け、ランプ押さえ機構87によって光源部73の後部を押さえつけることで、カセット81に位置決めされる。従って、図25(c)に示すように、カセット81に位置決めされた所定数の光源部73の光が照射する各照射面と、全ての光源部73から照射される光のうち、略80%〜100%の光が入射されるインテグレータレンズ74の入射面までの各光軸Lの距離が略一定となる。また、光源支持部83とランプ押さえカバー84との間の収納空間内では、隣接する光源部73の反射鏡72の背面72cは直接対向しており、光源部73、ランプ押さえ機構87等以外には該収納空間内の空気の流れを遮るものがなく、良好な空気の流動性が与えられる。
A
また、支持体82は、複数のカセット81を取り付ける複数のカセット取り付け部90を有する支持体本体91と、該支持体本体91に取り付けられ、各カセット81の後部を覆う支持体カバー92と、を有する。
The
図27に示すように、各カセット取り付け部90には、光源支持部83が臨む開口部90aが形成され、該開口部90aの周囲には、光源支持部83の周囲の矩形平面が対向する平面90bを底面としたカセット用凹部90cが形成される。また、支持体本体91のカセット用凹部90cの周囲には、カセット81を固定するためのカセット固定手段93が設けられており、本実施形態では、カセット81に形成された凹部81aに係合されて、カセット81を固定する。
As shown in FIG. 27, each
α方向或いはβ方向に並ぶカセット用凹部90cの各平面90bは、各カセット81の全ての光源部73の光を照射する照射面と、光源部73の光軸Lとの交点pが、各α、β方向において単一の曲面、例えば、球面r上に位置するように(図28参照。)、所定の角度γで交差するように形成される。
Each
従って、各カセット81は、これら光源支持部83を各カセット取り付け部90のカセット用凹部90cに嵌合させて位置決めした状態で、カセット固定手段93をカセット81の凹部81aに係合させることで、支持体82にそれぞれ固定される。そして、これら各カセット81が支持体本体91に取り付けられた状態で、該支持体本体91に支持体カバー92が取り付けられる。従って、図28に示すように、各カセット81に位置決めされた全ての光源部73の光が照射する各照射面と、全ての光源部73から照射される光のうち、略80%〜100%の光が入射されるインテグレータレンズ74の入射面までの各光軸Lの距離も略一定となる。このため、カセット81を用いることで、支持体82に大きな曲面加工を行うことなく、全ての光源部73の照射面を単一の曲面上に配置することができる。
Therefore, each
具体的に、支持体82の複数のカセット取り付け部90は、カセット81の光源支持部83が臨む開口部90aと、光源支持部83の周囲に形成された平面部と当接する平面90bと、をそれぞれ備え、所定の方向に並んだ複数のカセット取り付け部90の各平面90bは、所定の角度で交差しているので、カセット取り付け部90が簡単な加工で、所定数の光源部73の光が照射する各照射面と、インテグレータレンズ74の入射面までの各光軸Lの距離が略一定となるように形成することができる。
Specifically, the plurality of
また、図25に示すように、各光源部73の出射面近傍となる、反射鏡72の開口部72bには、出射面(開口部72b)の中央部を含んで部分的に遮蔽する複数のアパーチャー40(光強度調整部)がそれぞれ取り付けられている。各アパーチャー40には、このアパーチャー40を固定するための複数(本実施形態では、4本)の腕部41が設けられている。
In addition, as shown in FIG. 25, the
各アパーチャー40は、露光すべき基板などに応じて容易に交換できるように、複数の腕部41を反射鏡72に着脱自在に直接取り付ける、または、反射鏡72の開口部72bと光源支持部83の突き当て面との間に挟持することで、各光源部73の出射面近傍に設置される。また、各アパーチャー40は、各光源部73からの熱による変形を防止するため、アルミニウム等の金属によって構成される。なお、アルミニウムによって構成される場合、表面を黒色アルマイト処理が施されてもよい。
In each
このようなアパーチャー40を各光源部73の出射面近傍に設けることで、インテグレータレンズ74を通過して均一化された光は、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化する。即ち、アパーチャー40により光の中心部が遮光されているので、照度は低下するが、露光光の幅が細くなるため高解像度化することができる。
By providing such an
なお、アパーチャー40の略中央部分は、円形の他、楕円形や矩形など任意の形状に形成でき、また、露光すべき基板などに応じて、略中央部分の遮蔽面積を変更するようにしてもよい。また、アパーチャー40の略中央部分には、孔が形成されていてもよい。さらに、アパーチャー40は、図29に示すように、腕部41を有しない構成であってもよく、その場合、アパーチャー40は、カバーガラス85に取り付けられてもよいし、反射鏡72の開口部72bに光透過部材が設けられている場合には、該光透過部材に取り付けられてもよい。
The substantially central portion of the
また、図30(a)及び(b)に示すように、アパーチャー40は、カセット81内に取り付けられた所定数の光源部73全ての各出射面の中央部を含んで各出射面を部分的に遮蔽するように構成され、カセット81に対して着脱自在に取り付けられてもよい。この場合、カセット81に対して1枚のアパーチャー40を交換するだけで、全ての光源部73から出射される光の照度を調整することができる。また、アパーチャー40は、各出射面の中央部を2本の腕部41でそれぞれ連結してもよいし、4本の腕部41でそれぞれ連結してもよい。さらに、図31に示すように、アパーチャー40は、ロンキー格子によって構成されてもよい。
In addition, as shown in FIGS. 30A and 30B, the
さらに、光源部の出射面近傍には、出射面から出射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられればよく、アパーチャー40の代わりに、可変濃度フィルタが使用されてもよいし、特定波長を透過させない波長カットフィルターが使用されてもよい。また、これらのフィルターは、アパーチャー40が遮光をしている部分に適用される。
Furthermore, a light intensity adjustment unit that adjusts the intensity of light emitted from the emission surface may be provided near the emission surface of the light source unit, and a variable density filter may be used instead of the
なお、各光源部73の制御構成及び寿命時間検出手段(図32及び図33参照。)や、支持体内の冷却構造は、第2実施形態と同様に構成されており、また、ランプ71の点灯制御方法も第2実施形態と同様である。ここで、アパーチャー40や可変濃度フィルタ等の光強度調整部を用いる本実施形態においては、照度低下によって露光時間が長くなるのを防止するため、第2実施形態で示した制御を用いて、点灯するランプ71の数を通常より増加したり、ランプ71の電圧又は電力を上げるようにすればよい。
The control configuration of each
以上説明したように、本実施形態の近接露光装置によれば、光源部73の出射面近傍には、出射面の中央部を含んで部分的に遮蔽することで、出射面から出射される光の強度を調整するアパーチャー40が設けられるので、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能となる。
As described above, according to the proximity exposure apparatus of the present embodiment, the light emitted from the emission surface is partially shielded in the vicinity of the emission surface of the
また、ランプ71と反射鏡72をそれぞれ含む複数の光源部73には、複数のアパーチャー40がそれぞれ設けられるので、高解像度が得られるとともに、光源部の出力も高めることができ、露光時間を短縮することができる。
In addition, since the plurality of
さらに、照明光学系70は、所定数の光源部73をそれぞれ取り付け可能な複数のカセット81と、複数のカセット81を取り付け可能な支持体82と、を備え、アパーチャー40は、カセット81内に取り付けられた所定数の光源部全ての各出射面の中央部を含んで各出射面を部分的に遮蔽する一枚のアパーチャーで構成することで、アパーチャー40の交換作業を容易に行うことができる。
Furthermore, the illumination
図34(a)及び(b)は、第3実施形態の変形例である光強度調整部を示している。即ち、この変形例では、フライアイインテグレータ74を構成する、同じ光学機構を持って縦横に配列された複数のレンズエレメント74Aの各入射面74A1に、各レンズエレメント74Aの入射面74A1の中央部を含んで部分的に遮蔽する複数のアパーチャー40が配置されている。
FIGS. 34A and 34B show a light intensity adjustment unit which is a modification of the third embodiment. That is, in this modified example, the central portion of the incident surface 74A1 of each
この変形例においても、上記実施形態と同様、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化して、露光光の幅を細くすることができ、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能である。
なお、この変形例では、フライアイインテグレータに光強度調整部材であるアパーチャーを適用する場合について説明したが、インテグレータがロッドインテグレータである場合にも、アパーチャーが該ロッドインテグレータの入射面の中央部を含んで遮蔽するように構成すればよい。Also in this modified example, as in the above embodiment, the illuminance distribution within the collimation angle of the light on the exposure surface changes, and the width of the exposure light can be reduced, and the resolution can be reduced without using an expensive mask. It is possible to improve.
In this modified example, the case where the aperture which is the light intensity adjusting member is applied to the fly eye integrator has been described. However, even when the integrator is a rod integrator, the aperture includes the central portion of the incident surface of the rod integrator. What is necessary is just to comprise so that it may shield.
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る近接スキャン露光装置について、図35〜図40を参照して説明する。(Fourth embodiment)
Next, a proximity scan exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
近接スキャン露光装置101は、図38に示すように、マスクMに近接しながら所定方向に搬送される略矩形状の基板Wに対して、パターンPを形成した複数のマスクMを介して露光用光Lを照射し、基板WにパターンPを露光転写する。即ち、該露光装置101は、基板Wを複数のマスクMに対して相対移動しながら露光転写が行われるスキャン露光方式を採用している。なお、本実施形態で使用されるマスクのサイズは、350mm×250mmに設定されており、パターンPのX方向長さは、有効露光領域のX方向長さに対応する。
As shown in FIG. 38, the proximity
近接スキャン露光装置101は、図35及び図36に示すように、基板Wを浮上させて支持すると共に、基板Wを所定方向(図において、X方向)に搬送する基板搬送機構120と、複数のマスクMをそれぞれ保持し、所定方向と交差する方向(図において、Y方向)に沿って千鳥状に二列配置される複数のマスク保持部171を有するマスク保持機構170と、複数のマスク保持部171の上部にそれぞれ配置され、露光用光Lを照射する照明光学系としての複数の照射部180と、複数の照射部180と複数のマスク保持部171との間にそれぞれ配置され、照射部180から出射された露光用光Lを遮光する複数の遮光装置190と、を備える。
As shown in FIGS. 35 and 36, the proximity
これら基板搬送機構120、マスク保持機構170、複数の照射部180、及び、遮光装置190は、レベルブロック(図示せず)を介して地面に設置される装置ベース102上に配置されている。ここで、図36に示すように、基板搬送機構120が基板Wを搬送する領域のうち、上方にマスク保持機構170が配置される領域をマスク配置領域EA、マスク配置領域EAに対して上流側の領域を基板搬入側領域IA、マスク配置領域EAに対して下流側の領域を基板搬出側領域OAと称す。
The
基板搬送機構120は、装置ベース102上に他のレベルブロック(図示せず)を介して設置された搬入フレーム105、精密フレーム106、搬出フレーム107上に配置され、エアで基板Wを浮上させて支持する基板保持部としての浮上ユニット121と、浮上ユニット121のY方向側方で、装置ベース102上にさらに他のレベルブロック108を介して設置されたフレーム109上に配置され、基板Wを把持すると共に、基板WをX方向に搬送する基板駆動ユニット140と、を備える。
The
浮上ユニット121は、図37に示すように、搬入出及び精密フレーム105,106,107の上面から上方に延びる複数の連結棒122が下面にそれぞれ取り付けられる長尺状の複数の排気エアパッド123(図36参照),124及び長尺状の複数の吸排気エアパッド125a,125bと、各エアパッド123,124,125a,125bに形成された複数の排気孔126からエアを排出するエア排出系130及びエア排出用ポンプ131と、吸排気エアパッド125a,125bに形成された吸気孔127からエアを吸引するためのエア吸引系132及びエア吸引用ポンプ133と、を備える。
As shown in FIG. 37, the
また、吸排気エアパッド125a,125bは、複数の排気孔126及び複数の吸気孔127を有しており、エアパッド125a,125bの支持面134と基板Wとの間のエア圧をバランス調整し、所定の浮上量に高精度で設定することができ、安定した高さで水平支持することができる。
The intake /
基板駆動ユニット140は、図36に示すように、真空吸着により基板Wを把持する把持部材141と、把持部材141をX方向に沿って案内するリニアガイド142と、把持部材141をX方向に沿って駆動する駆動モータ143及びボールねじ機構144と、フレーム109の上面から突出するように、基板搬入側領域IAにおけるフレーム109の側方にZ方向に移動可能且つ回転自在に取り付けられ、マスク保持機構170への搬送待ちの基板Wの下面を支持する複数のワーク衝突防止ローラ145と、を備える。
As shown in FIG. 36, the
また、基板搬送機構120は、基板搬入側領域IAに設けられ、この基板搬入側領域IAで待機される基板Wのプリアライメントを行う基板プリアライメント機構150と、基板Wのアライメントを行う基板アライメント機構160と、を有している。
In addition, the
マスク保持機構170は、図36及び図37に示すように、上述した複数のマスク保持部171と、マスク保持部171毎に設けられ、マスク保持部171をX,Y,Z,θ方向、即ち、所定方向、交差方向、所定方向及び交差方向との水平面に対する鉛直方向、及び、該水平面の法線回りに駆動する複数のマスク駆動部172と、を有する。
As shown in FIGS. 36 and 37, the
Y方向に沿って千鳥状に二列配置される複数のマスク保持部171は、上流側に配置される複数の上流側マスク保持部171a(本実施形態では、6個)と、下流側に配置される複数の下流側マスク保持部171b(本実施形態では、6個)と、で構成され、装置ベース2のY方向両側に立設した柱部112(図35参照。)間で上流側と下流側に2本ずつ架設されたメインフレーム113にマスク駆動部172を介してそれぞれ支持されている。各マスク保持部171は、Z方向に貫通する開口177を有すると共に、その周縁部下面にマスクMが真空吸着されている。
The plurality of
マスク駆動部172は、メインフレーム113に取り付けられ、X方向に沿って移動するX方向駆動部173と、X方向駆動部173の先端に取り付けられ、Z方向に駆動するZ方向駆動部174と、Z方向駆動部174に取り付けられ、Y方向に駆動するY方向駆動部175と、Y方向駆動部175に取り付けられ、θ方向に駆動するθ方向駆動部176と、を有し、θ方向駆動部176の先端にマスク保持部171が取り付けられている。
The
複数の照射部180は、図39及び図40に示すように、筐体181内に、第1実施形態と同様に構成される光照射装置80A、インテグレータレンズ74、光学制御部76、コリメーションミラー77、及び、露光制御用シャッター78、を備えると共に、光源部73Aと露光制御用シャッター78間、及びインテグレータレンズ74とコリメーションミラー77間に配置される平面ミラー280,281,282を備える。なお、コリメーションミラー77または折り返しミラーとしての平面ミラー282には、ミラーの曲率を手動または自動で変更可能なデクリネーション角補正手段が設けられてもよい。
As shown in FIGS. 39 and 40, the plurality of
光照射装置80Aは、超高圧水銀ランプ71と反射鏡72とをそれぞれ含む、例えば、3段2列の6個の光源部73を含むカセット81Aを直線状に4個並べた支持体82Aを有している。第1実施形態と同様、カセット81Aでは、6個の光源部73が支持された光源支持部83にランプ押さえカバー84を取り付けることで、6個の光源部73の光が照射する各照射面と、6個の光源部73から照射される光のうち、略80%〜100%の光が入射されるインテグレータレンズ74の入射面までの各光軸Lの距離が略一定となるように、光源部73が位置決めされる。
The
また、第2実施形態と同様、各カセット81Aには、所定数の光源部73から出射された光の各主光軸Lの交点pがほぼ一致するように所定数の光源部73が取り付けられる。また、各カセット81の複数の光源部73から出射される光の主光軸Lはインテグレータ74の中心からずれた位置、即ち、インテグレータ74の周辺に略均等に分散して入射されるように、カセット81Aが支持体82に取り付けられる。これにより、インテグレータ74に入射された光は、該インテグレータ74を通過して均一化され、第1実施形態の図7で示したものと同様の照度分布とすることができ、露光光の幅が細くなるため高解像度化することができる。
なお、各光源部73からの配線の取り回しや、支持体内の冷却構造は、第2実施形態と同様に構成されており、またランプ71の点灯制御方法も第2実施形態と同様である。Similarly to the second embodiment, a predetermined number of
The wiring from each
複数の遮光装置190は、図37に示すように、傾斜角度を変更する一対の板状のブラインド部材208,209を有し、ブラインド駆動ユニット192によって一対のブラインド部材208,209の傾斜角度を変更する。これにより、マスク保持部171に保持されたマスクMの近傍で、照射部180から出射された露光用光Lを遮光するとともに、露光用光Lを遮光する所定方向における遮光幅、即ち、Z方向から見た投影面積を可変とすることができる。
As shown in FIG. 37, the plurality of
なお、近接スキャン露光装置101には、マスクMを保持する一対のマスクトレー部(図示せず)をY方向に駆動することで、上流側及び下流側マスク保持部171a,171bに保持されたマスクMを交換するマスクチェンジャー220が設けられると共に、マスク交換の前に、マスクトレー部に対して浮上支持されるマスクMを押さえつけながら、位置決めピン(図示せず)をマスクMに当接させることでプリアライメントを行うマスクプリアライメント機構240が設けられている。
In the proximity
さらに、図37に示すように、近接スキャン露光装置101には、レーザー変位計260、マスクアライメント用カメラ(図示せず)、追従用カメラ(図示せず)、追従用照明273等の各種検出手段が配置されている。
Further, as shown in FIG. 37, the proximity
次に、以上のように構成される近接スキャン露光装置101を用いて、基板Wの露光転写について説明する。なお、本実施形態では、下地パターン(例えば、ブラックマトリクス)が描画されたカラーフィルタ基板Wに対して、R(赤)、G(緑)、B(青)のいずれかのパターンを描画する場合について説明する。
Next, exposure transfer of the substrate W will be described using the proximity
近接スキャン露光装置101は、図示しないローダ等によって、基板搬入領域IAに搬送された基板Wを排気エアパッド123からのエアによって浮上させて支持し、基板Wのプリアライメント作業、アライメント作業を行った後、基板駆動ユニット140の把持部材141にてチャックされた基板Wをマスク配置領域EAに搬送する。
After the proximity
その後、基板Wは、基板駆動ユニット140の駆動モータ143を駆動させることで、リニアガイド142に沿ってX方向に移動する。そして、基板Wがマスク配置領域EAに設けられた排気エアパッド124及び吸排気エアパッド125a,125b上に移動させ、振動を極力排除した状態で浮上させて支持される。そして、照射部180内の光源から露光用光Lを出射すると、かかる露光用光Lは、マスク保持部171に保持されたマスクMを通過し、パターンを基板Wに露光転写する。
Thereafter, the substrate W moves in the X direction along the
また、当該露光装置101は追従用カメラ(図示せず)やレーザー変位計260を有しているので、露光動作中、マスクMと基板Wとの相対位置ズレを検出し、検出された相対位置ズレに基づいてマスク駆動部172を駆動させ、マスクMの位置を基板Wにリアルタイムで追従させる。同時に、マスクMと基板Wとのギャップを検出し、検出されたギャップに基づいてマスク駆動部172を駆動させ、マスクMと基板Wのギャップをリアルタイムで補正する。
Further, since the
以上、同様にして、連続露光することで、基板W全体にパターンの露光を行うことができる。マスク保持部171に保持されたマスクMは、千鳥状に配置されているので、上流側或いは下流側のマスク保持部171a,171bに保持されるマスクMが離間して並べられていても、基板Wに隙間なくパターンを形成することができる。
As described above, pattern exposure can be performed on the entire substrate W by performing continuous exposure in the same manner. Since the masks M held by the
また、基板Wから複数のパネルを切り出すような場合には、隣接するパネル同士の間に対応する領域に露光用光Lを照射しない非露光領域を形成する。このため、露光動作中、一対のブラインド部材208,209を開閉して、非露光領域にブラインド部材208,209が位置するように、基板Wの送り速度に合わせて基板Wの送り方向と同じ方向にブラインド部材208,209を移動させる。
Further, when a plurality of panels are cut out from the substrate W, a non-exposure area where the exposure light L is not irradiated is formed in a corresponding area between adjacent panels. For this reason, during the exposure operation, the pair of
従って、本実施形態のような近接スキャン露光装置及び露光装置用光照射装置80においても、各カセット81には、所定数の光源部73から出射された光の各主光軸Lの交点pがほぼ一致するように所定数の光源部73が取り付けられ、支持体82には、各カセット81の所定数の光源部73から出射された光の各主光軸Lの交点pが異なる位置となるように、複数のカセット81が取り付けられるので、基板WとマスクMとの間に所定の隙間が設けられた状態で、基板Wに対して照明光学系70からの光をマスクMを介して照射する際、露光面における光のコリメーション角度内での照度分布が変化して、露光光の幅を細くすることができる。これにより、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能であるとともに、光源部73の交換をカセット81毎に行っても上記効果を容易に達成することができる。
Therefore, also in the proximity scan exposure apparatus and exposure apparatus
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態に係る近接スキャン露光装置について、図41及び42を参照して説明する。なお、第5実施形態の近接スキャン露光装置101は、第4実施形態の近接スキャン露光装置に第3実施形態の光照射装置を適用したものである。したがって、本実施形態は、光照射装置80Aの構成において第4実施形態と異なるのみであるため、その他の構成については同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。(Fifth embodiment)
Next, a proximity scan exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The proximity
図41に示すように、光照射装置80Aは、超高圧水銀ランプ71と反射鏡72とをそれぞれ含む、例えば、4段2列の8個の光源部73を含むカセット81Aを直線状に3個並べた支持体82Aを有している。第3実施形態と同様、カセット81Aでは、8個の光源部73が支持された光源支持部83にランプ押さえカバー84を取り付けることで、8個の光源部73の光が照射する各照射面と、8個の光源部73から照射される光のうち、略80%〜100%の光が入射されるインテグレータレンズ74の入射面までの各光軸Lの距離が略一定となるように、光源部73が位置決めされる。また、本実施形態においても、光源部73の出射面である反射鏡72の開口部72b近傍には、出射面(開口部72b)の中央部を含んで部分的に遮蔽することで、出射面から出射される光の強度を調整するアパーチャー40がそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 41, the
支持体82Aの複数のカセット取り付け部90に各カセット81Aが取り付けられることで、全ての光源部73の光が照射する各照射面と、該光源部73の光が入射されるインテグレータレンズ74の入射面までの各光軸Lの距離が略一定となるように、各カセット81Aが位置決めされる。なお、各光源部73からの配線の取り回しや、支持体内の冷却構造は、第3実施形態と同様に構成されており、またランプ71の点灯制御方法も第3実施形態と同様である。
By attaching each
従って、本実施形態のような近接スキャン露光装置においても、光源部73の出射面近傍には、出射面の中央部を含んで部分的に遮蔽することで、出射面から出射される光の強度を調整するアパーチャー40が設けられるので、高価なマスクを用いることなく、解像度を改善することが可能となる。
Therefore, also in the proximity scanning exposure apparatus as in this embodiment, the intensity of light emitted from the exit surface is partially shielded in the vicinity of the exit surface of the
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
例えば、本実施形態のランプ押さえカバー84は、凹状のボックス形状としたが、これに限定されず、当接部によって光源部を位置決め固定できるものであれば、例えば、メッシュ形状であってもよい。また、各光源部73を光源支持部83に嵌合してさらに固定するようにした場合には、ランプ押さえカバー84を設けないで構成することも可能である。
また、支持体カバー92の形状も照明光学系70の配置に応じて、任意に設計可能である。For example, the
Also, the shape of the
また、カセット81に配置される光源部73を8個以上とし、支持体82に配置される全光源部は8個〜約800個とする。800個程度であれば、実用性及び効率が良くなる。さらに、支持体82に装着されるカセット81の数は全体の光源部73の数の5%以下とすることが好ましく、この場合には、1つのカセット81に配置される光源部73の数が5%以上となる。
Further, the number of
また、第1実施形態の支持体82の光源部73が取り付けられる面形状や、第2及び第4実施形態の支持体82,82Aにカセット81が取り付けられるカセット取り付け部90の平面90bの形状は、複数の光源部73から出射される光の主光軸Lがインテグレータ74の中心からずれた位置に入射されるものであれば、任意に設定してもよい。
Further, the surface shape of the
また、第3実施形態及び第5実施形態における光強度調整部が設けられる光源部73は、所定数の光源部73が取り付けられる複数のカセット81を支持体82に設置した複数の光源部73に適用する場合について説明したが、図42に示すように、複数の光源部73が単一の支持体82に直接取り付けられる場合にも勿論適用可能である。また、単一の高圧水銀ランプ71を用いた光源部73に光強度調整部を適用する場合にも、本発明の効果を奏することが可能である。
The
また、第1実施形態のように単一の支持体82に取り付けられた各光源部73には、それぞれ光軸の向きを変えることができる機構を設けてもよく、第2〜5実施形態のように支持体82に設置したカセット81に取り付けられた各光源部73に、それぞれ該機構を設けてもよい。
Moreover, each
また、図43に示すように、照明光学系70の光源部73とインテグレータ74の間には、光源部73からの光を拡散させる拡散レンズ210が設けられてもよい。拡散レンズ210は、例えば、図示したように、光が入射する第1レンズ面212と、インテグレータ74側に配置され、第1レンズ面212から入射した光を外部に拡散させる凹凸形状の第2レンズ面214と、を有するものが適用されるが、これに限定されず、公知の拡散レンズ(例えば、凹レンズ)を適用してもよい。このように光を拡散させる拡散レンズ210を、光源部73とインテグレータ74の間に設けたことによって、図44に示すようにインテグレータ74の端部にも光を入射させることが可能となる。
43, a diffusing
このように、拡散レンズ210を介してインテグレータ74に入射された光は、該インテグレータ74を通過して均一化され、露光面における光のコリメーション角内の照度分布は、図45に示すように、中心付近の照度が低くなるように分布する。このような照度分布とすることで、露光光の幅が細くなるため高解像度化することができる。
Thus, the light incident on the
また、例えば、上記実施形態では、近接露光装置として分割逐次近接露光装置と走査式近接露光装置とを説明したが、これに限定されず、一括式、逐次式、走査式等のいずれの近接露光装置にも適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the divided sequential proximity exposure apparatus and the scanning proximity exposure apparatus are described as the proximity exposure apparatuses, but the proximity exposure apparatus is not limited to this, and any proximity exposure such as a batch type, a sequential type, or a scanning type is possible. It can also be applied to devices.
ここで、図46及び図47に示すような、複数の光源部73から出射される光の主光軸Lがインテグレータ74の中心に入射される比較例としての照明光学系を用いて、図6に示すような本発明の照明光学系を用いた場合との露光光の線幅の違いについて確認した。なお、マスクと基板との露光ギャップは100μmとし、マスク開口幅は8μm、コリメーション角は2°とする。また、図6及び図47の網掛け部分は光が照射されている部分を示している。
46 and 47, an illumination optical system as a comparative example in which the main optical axis L of the light emitted from the plurality of
露光面における光のコリメーション角内の照度分布は、本発明の照明光学系では、図7に示すように、中心付近での照度が低くなる一方、比較例の照明光学系では、図48に示すように中心付近での照度が高くなる。この結果、図49に示すように、露光しきい値が0.5の時、本発明の照明光学系の場合には、露光光の幅は約9μmであるのに対して、比較例の照明光学系の場合には、露光光の幅は約11μmとなった。これにより、本発明の照明光学系を用いることで、高解像度化を実現することができることが確認された。 The illuminance distribution within the collimation angle of light on the exposure surface is as shown in FIG. 48 in the illumination optical system of the present invention, while the illuminance near the center is low as shown in FIG. Thus, the illuminance near the center increases. As a result, as shown in FIG. 49, when the exposure threshold is 0.5, in the case of the illumination optical system of the present invention, the width of the exposure light is about 9 μm, whereas the illumination of the comparative example In the case of the optical system, the width of the exposure light is about 11 μm. Thus, it was confirmed that high resolution can be realized by using the illumination optical system of the present invention.
また、図50(a)に示すような、単一の高圧水銀ランプ71を用いた照明光学系70において、アパーチャー40を用いた場合と、アパーチャーを用いない場合とで露光した際、露光光の線幅の違いについて確認した。図50(b)に示すように、アパーチャー40は、ランプ出射口の中央部を含んで、出射口の直径の40%を遮蔽するものとする。また、マスクと基板との露光ギャップは100μmとし、マスク開口幅は8μm、コリメーション角は2°とする。
Further, in the illumination
図51に示すように、露光しきい値が0.5の時、アパーチャーなしの場合には、露光光の幅は7.0μmであるのに対して、アパーチャーありの場合には、露光光の幅は4.8μmとなった。これにより、アパーチャーを用いることで、高解像度化を実現することができることが確認された。 As shown in FIG. 51, when the exposure threshold is 0.5, the width of the exposure light is 7.0 μm when there is no aperture, whereas the width of the exposure light when there is an aperture. The width was 4.8 μm. As a result, it was confirmed that high resolution can be realized by using an aperture.
ランプから出た光が、露光面まで到達するとき、光はランプカセットのカバー、フライアイレンズ、フォトマスク等いくつかの開口を通過する。この開口が大きいほど、開口の周辺部が広がることから、回折像の中心付近に回折光が集中する。また、図52に示すように、開口の周辺を通る光の振幅は、回折像の中心付近の強度に寄与し、反対に開口の中心付近の光の振幅は、回折像の周辺の強度に寄与する。従って、開口の中心付近を通過する光を遮光板やフィルタで減少させると、強度分布の周辺部分における強度が減少する。開口のサイズは変わらないままなので、中心部の強度は変わらず、結果として、中心部を狭めることになり、光学像を改善することができる。 When the light emitted from the lamp reaches the exposure surface, the light passes through several openings such as a lamp cassette cover, a fly-eye lens, and a photomask. The larger the aperture, the wider the periphery of the aperture, so that the diffracted light is concentrated near the center of the diffraction image. As shown in FIG. 52, the amplitude of light passing through the periphery of the aperture contributes to the intensity near the center of the diffraction image, and conversely, the amplitude of light near the center of the aperture contributes to the intensity of the periphery of the diffraction image. To do. Therefore, if the light passing through the vicinity of the center of the opening is reduced by the light shielding plate or the filter, the intensity in the peripheral portion of the intensity distribution is reduced. Since the size of the opening remains unchanged, the intensity of the central portion does not change, and as a result, the central portion is narrowed, and the optical image can be improved.
(第6実施形態)
図53は、本発明の第6実施形態に係る露光装置を一部分解して示す斜視図である。図53に示すように、露光装置301は、露光時にマスク300Mを介してガラス基板300Wに光(露光のための光)を照射する照明光学系303と、マスク300Mを保持するマスクステージ304と、ガラス基板(被露光材)300Wを保持するワークステージ305と、マスクステージ304及びワークステージ305を支持する装置ベース306とを備える。露光装置301は、マスクステージ304とワークステージ305とを相対的に移動させつつ、マスク300Mを用いてガラス基板300Wに複数回(つまり複数の位置に)露光を行うことで、1つのガラス基板300Wにマスク300Mを転写(露光)したパターンを複数、作製する分割逐次露光装置である。また、露光装置301は、ガラス基板300Wとマスク300Mとを近接させて露光を行う。(Sixth embodiment)
FIG. 53 is a partially exploded perspective view showing an exposure apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 53, the
ここで、ガラス基板300W(以下、単に「基板300W」という。)は、透光性を備える板であり、露光装置301への装着時にマスク300Mに対向する面に感光剤(感光材料)が塗布されている。基板300Wの感光剤とマスク300Mとが対向している状態で、露光を行うことで、感光剤にマスク300Mに描かれたマスクパターンを露光転写することができる。
Here, the glass substrate 300 </ b> W (hereinafter simply referred to as “substrate 300 </ b> W”) is a light-transmitting plate, and a photosensitive agent (photosensitive material) is applied to the surface facing the mask 300 </ b> M when mounted on the
まず、照明光学系303は、紫外線照射用の光源である高圧水銀ランプ331と、高圧水銀ランプ331から照射された光を集光する凹面鏡332と、凹面鏡332の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテグレータ333と、オプチカルインテグレータ333を通過した照射光の光路上に配置され開閉制御する露光制御用シャッター334と、露光制御用シャッター334を通過した光を露光位置まで案内する、平面ミラー335、平面ミラー336及び球面ミラー337とを備える。
First, the illumination
照明光学系303は、露光制御用シャッター334を開とすることで、高圧水銀ランプ331から照射された光が、図53に示す光路300Lを経て、パターン露光用の光として、マスクステージ304に保持されるマスク300M及びワークステージ305に保持される基板300Wの表面に照射される。この時、マスク300M及び基板300Wに照射される光は、マスク300M及び基板300Wに対して垂直な平行光となる。これにより、マスク300Mのマスクパターン300Pが基板300W上に露光転写される。また、照明光学系303は、露光制御用シャッター334を閉とすることで、高圧水銀ランプ331から照射された光を光路300Lの途中で遮断し、照射光がマスク300M及び基板300Wに到達しないようにすることができる。これにより、高圧水銀ランプ331を点灯状態で維持しても露光前に、照射光がマスク300M及び基板300Wに到達しないようにすることができる。
The illumination
なお、照明光学系303は、本実施形態に限定されず、基板300Wに照射光を照射し、露光を行うことができれば種々の構成(光学系)とすることができる。
The illumination
次に、マスクステージ304は、マスクステージベース310と、一方の端部が装置ベース306に固定され他方の端部がマスクステージベース310に固定されている複数のマスクステージ支柱311と、マスク保持枠312と、マスク位置調整手段313と、を備える。また、マスクステージ304のマスクステージベース310には、マスク300Mと基板300Wとの対向面間のギャップを測定する4つのギャップセンサ314と、マスク300Mと位置合わせ基準との平面ずれ量を検出する2つのアライメントカメラ315とが配置されている。マスクステージ304は、マスクステージ支柱311によりマスクステージベース310を支持し、マスクステージ304は、ワークステージ305の上方(光路300Lの上流側)に配置されている。以下、図53、図54、図55及び図56を用いてマスクステージ304について詳細に説明する。ここで、図54は、図53に示すマスクステージの拡大斜視図である。また、図55は、図54のLV−LV線断面図であり、図56は、図55のマスク位置調整手段を示す上面図である。
Next, the
マスクステージベース310は、略矩形形状であり、中央部に開口310aが形成されている。
The
マスク保持枠312は、開口310aの周辺部に、X,Y軸方向に移動可能に装着されている。マスク保持枠312は、図55に示すように、その上端外周部に設けられたフランジ312aをマスクステージベース310の開口310a近傍の上面に載置し、マスクステージベース310の開口310aの内周との間に所定のすき間を介して挿入されている。これにより、マスク保持枠312は、このすき間分だけX,Y軸方向に移動可能となる。
The
マスク保持枠312の下面には、チャック部316が間座320を介して固定されており、マスク保持枠312とともにマスクステージベース310に対してX,Y軸方向に移動可能である。チャック部316には、図55に示すように、マスク300Mを吸着固定するための吸引ノズル316aが配置されている。チャック部316は、吸引ノズル316aによりマスク300Mを吸引することで、マスク300Mをマスク保持枠312に保持する。なお、マスクステージベース310は、吸引ノズル316aによる吸引を制御することで、マスク300Mを着脱することができる。
A
マスク位置調整手段313は、マスクステージベース310の上面(チャック部316が配置されている面とは反対側の面)に設けられている。マスク位置調整手段313は、後述のアライメントカメラ315による検出結果、又は後述するレーザ測長装置360による測定結果に基づき、マスク保持枠312をXY平面内で移動させ、このマスク保持枠312に保持されたマスク300Mの位置及び姿勢を調整する。
The mask position adjusting means 313 is provided on the upper surface of the mask stage base 310 (the surface opposite to the surface on which the
マスク位置調整手段313は、図53及び図54に示すように、マスク保持枠312のY軸方向に沿う(つまり、平行な)一辺に取り付けられたX軸方向駆動装置313xと、マスク保持枠312のX軸方向に沿う一辺に取り付けられた二台のY軸方向駆動装置313yとを備えている。
As shown in FIGS. 53 and 54, the mask position adjusting means 313 includes an X-axis
X軸方向駆動装置313xは、図55及び図56に示すように、X軸方向に伸縮するロッド431rを有する駆動用アクチュエータ(例えば電動アクチュエータ)431と、マスク保持枠312のY軸方向に沿う辺部に取り付けられたリニアガイド(直動軸受案内)433とを備えている。リニアガイド433の案内レール433rは、Y軸方向に延びてマスク保持枠312に固定される。また、案内レール433rに移動可能に取り付けられたスライダ433sは、マスクステージベース310に固設されたロッド431rの先端に、ピン支持機構432を介して連結されている。
As shown in FIGS. 55 and 56, the X-axis
一方、Y軸方向駆動装置313yも、X軸方向駆動装置313xと同様の構成であって、Y軸方向に伸縮するロッド431rを有する駆動用アクチュエータ(例えば電動アクチュエータ)431と、マスク保持枠312のX軸方向に沿う辺部に取り付けられたリニアガイド(直動軸受案内)433とを備えている。リニアガイド433の案内レール433rはX軸方向に延びてマスク保持枠312に固定されている。また、案内レール433rに移動可能に取り付けられたスライダ433sは、ロッド431rの先端にピン支持機構432を介して連結されている。そして、X軸方向駆動装置313xによりマスク保持枠312のX軸方向の調整を行い、二台のY軸方向駆動装置313yによりマスク保持枠312のY軸方向及びθ軸方向(Z軸まわりの揺動)の調整を行う。
On the other hand, the Y-axis
次に、マスク保持枠312のX軸方向に互いに対向する二辺の内側には、それぞれ2つのギャップセンサ314と、1つのアライメントカメラ315とが配置されている。具体的には、開口310aの内周のX軸に平行な一方の辺に2つのギャップセンサ314と1つのアライメントカメラ315が配置され、開口310aの内周のX軸に平行な他方の辺にも2つのギャップセンサ314と1つのアライメントカメラ315が配置されている。それぞれの辺に設けられたギャップセンサ314及びアライメントカメラ315は、共に移動機構319を介してX軸方向に移動可能とされている。
Next, two
移動機構319は、図54に示すように、マスク保持枠312のX軸方向に互いに対向する二辺の上面側に2つ配置されている。1つの移動機構319は、Y軸方向に延びて配置され、2つのギャップセンサ314と1つのアライメントカメラ315を保持する保持架台491と、保持架台491のY軸方向駆動装置313yから離間する側の端部に設けられ、保持架台491を支持するリニアガイド492と、リニアガイド492に沿って、保持架台491を移動させる駆動用アクチュエータ493と、リニアガイド492と駆動用アクチュエータ493とを支持しこれらを移動させる駆動機構494とを備える。リニアガイド492は、マスクステージベース310上に設置されてX軸方向に沿って延びる案内レール492rと、案内レール492r上を移動するスライダとを備える。リニアガイド492は、スライダに保持架台491の端部が固定されている。また、駆動用アクチュエータ493は、スライダをモータ及びボールねじからなり、リニアガイド492のスライダを案内レール492rに沿って移動させる。また、駆動機構494は、保持架台495と、リニアガイド496と、駆動用アクチュエータ497とを備える。保持架台495は、リニアガイド492と駆動用アクチュエータ493を支持している。また、リニアガイド496と、駆動用アクチュエータ497とは、リニアガイド492と駆動用アクチュエータ493と同様の駆動機構である。なお、リニアガイド496は、リニアガイド492に対して直交する方向に配置されている。
As shown in FIG. 54, two moving
移動機構319は、駆動用アクチュエータ493を駆動し、リニアガイド492に沿って保持架台491を移動させることで、保持架台491に固定されたギャップセンサ314及びアライメントカメラ315をX軸方向に移動させる。これにより、移動機構319は、ギャップセンサ314、アライメントカメラ315をマスク保持枠312の領域外に移動させることが可能となる。また、移動機構319は、駆動機構494を駆動し、保持架台495を移動させることで、保持架台491に固定されたギャップセンサ314及びアライメントカメラ315をY軸方向に移動させる。
The moving
ギャップセンサ314は、図57に示すように、マスク300Mと基板300Wとの対向面間のギャップを測定する。より具体的には、ギャップセンサ314は、基板Wの設置面に垂直な方向における、マスク300Mの基板300W側の面の位置と、基板300Wのマスク300M側の面の位置を検出し、2つの面の間隔を検出する。ギャップセンサ314は、検出した情報を制御装置380に送る。
As shown in FIG. 57, the
アライメントカメラ315は、CCDカメラ等の撮影装置であり、図56に示すように、マスクステージの下面に保持されているマスク300Mのアライメントマーク401と、基板Wのアライメントマーク402とを光学的に検出する。アライメントカメラ315は、ピント調整機構451によりマスク300Mに対して接近離間移動してピント調整がなされるようになっている。アライメントカメラ315は、検出した情報を制御装置380に送る。
The
また、マスキングアパーチャ(遮蔽板)317は、図53及び図54に示すように、マスクステージベース310の開口310aのX軸方向の両端部に、それぞれ配置されている。マスキングアパーチャ317は、マスク300Mよりも上方(光路300Lの上流)で、ギャップセンサ314及びアライメントカメラ315よりも下流に配置されている。マスキングアパーチャ317は、モータ,ボールねじ及びリニアガイドよりなるマスキングアパーチャ駆動装置318によりX軸方向に移動可能とされてマスク300Mの両端部(ギャップセンサ314及びアライメントカメラ315が配置されている辺)の遮蔽面積を調整できるようになっている。
Further, as shown in FIGS. 53 and 54, the masking apertures (shielding plates) 317 are respectively disposed at both ends in the X-axis direction of the
図53に戻り露光装置301の説明を続ける。ワークステージ305は、装置ベース306上に設置されており、マスク300Mと基板300Wとの対向面間のすき間を所定量に調整するZ軸送り台(ギャップ調整手段)305Aと、このZ軸送り台305A上に配設されてワークステージ305をXY軸方向に移動させるワークステージ送り機構305Bと、ワークステージ送り機構305B上に配設され、基板300Wを支持するワークチャック308と、を備えている。以下、図53及び図58を用いてワークステージ305について説明する。ここで、図58は、図53に示す露光装置の正面図である。
Returning to FIG. 53, the description of the
Z軸送り台305Aは、図58に示すように、装置ベース306上に立設された上下粗動装置321と、上下粗動装置321によってZ軸方向に粗動可能に支持されたZ軸粗動ステージ322と、Z軸粗動ステージ322の上に設置された上下微動装置323と、上下微動装置323を介して支持されたZ軸微動ステージ324と、を備えている。上下粗動装置321は、例えばモータ及びボールねじ等からなる電動アクチュエータ、或いは空圧シリングが用いられており、単純な上下動作を行うことにより、Z軸粗動ステージ322を昇降させる。ここで、本実施形態では、上下粗動装置321は、マスク300Mと基板300Wとのすき間の測定を行うことなく、Z軸粗動ステージ322を予め設定した位置まで昇降させる。
As shown in FIG. 58, the Z-
上下微動装置323は、図53に示すように、Z軸粗動ステージ322の上面に設置したモータ3231と、モータ3231によって回転されるねじ軸3232と、ねじ軸3232に螺合され、Z軸微動ステージ324の下面の支持部とZ軸粗動ステージ322の間に係合されたボールねじナット3233とを有する可動くさび機構である。なお、Z軸微動ステージ324の下面の支持部は、Z軸粗動ステージ322の面に対して傾斜したくさび541である。また、ボールねじナット3233もくさび541と接触する面が、くさび541と同一角度で傾斜した斜面となる。
As shown in FIG. 53, the vertical
上下微動装置323は、ボールねじのねじ軸3232を回転駆動させると、ボールねじナット3233がY軸方向に水平微動し、この水平微動運動がボールねじナット3233とくさび541の斜面作用により高精度の上下微動運動に変換される。つまり、ボールねじナット3233を移動させることで、ボールねじナット3233とくさび541との合計高さを変化させることができ、Z軸微動ステージ324を上下方向に移動させることができる。
When the ball screw screw shaft 3232 is driven to rotate, the vertical
なお、上下微動装置323は、Z軸微動ステージ324のY軸方向の一端側(図53の手前側)に2台、他端側に1台(図示せず)、合計3台設置されており、それぞれが独立に駆動制御されるようになっている。これにより、上下微動装置323は、チルト機能を備える。つまり、上下微動装置323は、4台のギャップセンサ314によるマスク300Mと基板300Wとのすき間の測定結果に基づき、Z軸微動ステージ324の高さを微調整することで、マスク300Mと基板300Wとが平行かつ所定のすき間を介して対向させることができる。なお、上下粗動装置321及び上下微動装置323はY軸送り台352の部分に設けるようにしてもよい。
Note that a total of three vertical
次に、ワークステージ送り機構305Bは、図58に示すように、Z軸微動ステージ324の上面に、Y軸方向に互いに離間配置されてそれぞれX軸方向に沿って延設された二組の転がり案内の一種であるリニアガイド341と、このリニアガイド341のスライダ341aに取り付けられたX軸送り台342と、X軸送り台342をX軸方向に移動させるX軸送り駆動装置343とを備えており、X軸送り駆動装置343のモータ3431によって回転駆動されるボールねじ軸3432に螺合されたボールねじナット733にX軸送り台342が連結されている。
Next, as shown in FIG. 58, the work
また、このX軸送り台342の上面には、X軸方向に互いに離間配置されてそれぞれY軸方向に沿って延設された二組の転がり案内の一種であるリニアガイド351と、該リニアガイド351のスライダ351aに取り付けられたY軸送り台352と、Y軸送り台352をY軸方向に移動させるY軸送り駆動装置353とを備えており、Y軸送り駆動装置353のモータ354によって回転駆動するボールねじ軸355に螺合されたボールねじナット(図示せず)に、Y軸送り台352が連結されている。このY軸送り台352の上面には、ワークステージ305が取り付けられている。
Further, on the upper surface of the
そして、ワークステージ305のX軸,Y軸位置を検出する移動距離測定部としてのレーザ測長装置360が、装置ベース306に設けられている。上記のように構成されたワークステージ305では、ボールねじやリニアガイド自体の形状等の誤差や、これらの取り付け誤差などに起因し、ワークステージ305の移動に際し、位置決め誤差、ヨーイング、真直度などの発生は不可避である。そこで、これらの誤差の測定を目的とするのがこのレーザ測長装置360である。このレーザ測長装置360は、図53に示すように、ワークステージ305のY軸方向端部に対向して設けレーザを備えた一対のY軸干渉計362,363と、ワークステージ305のX軸方向端部に設けレーザを備えた一つのX軸干渉計364と、ワークステージ305のY軸干渉計362,363と対向する位置に配設されたY軸用ミラー366と、ワークステージ305のX軸干渉計364と対向する位置に配設されたX軸用ミラー368とで構成されている。
A laser
このように、Y軸方向についてY軸干渉計362,363を2台設けていることにより、ワークステージ305のY軸方向位置の情報のみでなく、Y軸干渉計362、363の位置データの差分によりヨーイング誤差を知ることもできる。Y軸方向位置については、両者の平均値に、ワークステージ305のX軸方向位置、ヨーイング誤差を加味して適宜、補正を加えることにより算出することができる。
Thus, by providing two Y-
そして、ワークステージ305のXY軸方向位置やY軸送り台352、ひいては前のパターンの露光に続いて次のパターンをつなぎ露光する際に、基板300Wを次のエリアに送る段階で、各干渉計362〜364より出力する検出信号を、図59に示すように、制御装置380に入力するようにしている。この制御装置380は、この検出信号に基づいて分割露光のためのXY軸方向の移動量を調整するためにX軸送り駆動装置343及びY軸送り駆動装置353を制御すると共に、X軸干渉計364による検出結果及びY軸干渉計362,363による検出結果に基づき、つなぎ露光のための位置決め補正量を算出して、その算出結果をマスク位置調整手段313(及び必要に応じて上下微動装置323)に出力する。これにより、この補正量に応じてマスク位置調整手段313等が駆動され、X軸送り駆動装置343又はY軸送り駆動装置353による位置決め誤差、真直度誤差、及びヨーイング等の影響が解消される。露光装置301は、以上のような構成である。また、制御装置380は、予め入力されている設定に基づいて、上下粗動装置321により、基板300Wとマスク300Mとの相対位置を移動させる。
Then, when the next pattern is connected and exposed following the exposure of the
次に、図60を用いて、マスク300Mについて説明する。図60は、マスクの一例を示す正面図である。図60に示すマスク300Mは、透明な板状の基材409と、基板300Wに露光するパターンが形成された露光パターン410と、露光パターン410の周囲に形成された、アライメントマーク411、412と、ギャップ測定窓414、416、418、419とを有する。なお、露光パターン410は、露光する部分は、光が透過する材料が形成され、露光しない部分には、遮光材(例えばクロム)が配置されている。例えば、カラーフィルタの1つの色のパターンを露光する場合、露光パターン410は、その色を形成する部分が、光を透過材料で形成され、その他の部分(他の色が配置される部分や、ブラックマトリックスが配置される部分)が、遮光されている。なお、本実施形態では、マスク300Mの基材409を透明な板状部材としているため、露光パターン410は、基材409の被露光基板と対向する面(表面または裏面)に遮光材を配置することで形成される。
Next, the
アライメントマーク411と、アライメントマーク412とは、上述したように露光時に、アライメントカメラ315により撮影することで、基板300Wとマスク300Mとの位置合わせを行うための目印である。なお、アライメントマーク411と、アライメントマーク412とは、配置位置を説明するために異なる符号としたが、上述したアライメントマーク410と同一のものである。アライメントマーク411と、アライメントマーク412とは、露光パターン410のX軸方向の両端、つまり、露光パターン410のX軸方向と平行な辺に隣接して配置されている。なお、アライメントマーク411とアライメントマーク412とは、露光パターン410よりも外側に配置されている。また、アライメントマーク411は、露光パターン410のX軸方向と平行な2つの辺のうち一方の辺に隣接しており、アライメントマーク412は、露光パターン410のX軸方向と平行な2つの辺のうち他方の辺に隣接している。なお、本実施形態では、アライメントマーク411とアライメントマーク412とを同一形状としたが、異なる形状としてもよい。
The
ここで、アライメントマーク411と、アライメントマーク412とは、Y軸と平行な方向における位置が、重ならない位置に配置されている。つまりアライメントマーク411と、アライメントマーク412とは、Y軸座標が異なる座標に配置されている。なお、アライメントマーク411と、アライメントマーク412とは、露光パターン410のX軸方向と平行な辺の略中央部分に隣接している。
Here, the
次に、ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓416と、ギャップ測定窓418と、ギャップ測定窓419とは、上述したギャップセンサ44による基板300Wとマスク300Mとのギャップの検出に用いるための窓であり、透明な材料で形成されている。つまり、ギャップ測定窓414は、基材409のみで構成されており、ギャップセンサ314がギャップ測定窓を介して基板300Wを検出できる構成となっている。なお、ギャップ測定窓418は、マスク300Mの位置を測定するための目印を設けるようにしてもよい。
Next, the
ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓416と、ギャップ測定窓418と、ギャップ測定窓419とは、露光パターン410のX軸方向の両端、つまり、露光パターン410のX軸方向と平行な辺に隣接して配置されている。なお、ギャップ測定窓414、ギャップ測定窓416、ギャップ測定窓418、ギャップ測定窓419も、露光パターン410よりも外側に配置されている。また、ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓418とは、露光パターン410のX軸方向と平行な2つの辺のうち一方の辺に隣接している。つまり、ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓418とは、アライメントマーク411と同じ辺に配置されている。また、ギャップ測定窓416と、ギャップ測定窓419とは、露光パターン410のX軸方向と平行な2つの辺のうち他方の辺に隣接している。つまり、ギャップ測定窓416と、ギャップ測定窓419とは、アライメントマーク412と同じ辺に配置されている。また、ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓416とは、露光パターン410のX軸方向と平行な辺の一方の端部近傍に配置され、ギャップ測定窓418と、ギャップ測定窓419とは、露光パターン410のX軸方向と平行な辺の他方の端部近傍に配置されている。つまり、ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓418とは、アライメントマーク411を挟むように配置され、ギャップ測定窓416と、ギャップ測定窓419とは、アライメントマーク412を挟むように配置されている。
The
また、ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓416とは、Y軸と平行な方向における位置が、重ならない位置に配置されている。つまり、ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓416とは、Y軸座標が異なる座標に配置されている。また、ギャップ測定窓418と、ギャップ測定窓419とは、Y軸と平行な方向における位置が、重ならない位置に配置されている。つまり、ギャップ測定窓418と、ギャップ測定窓419とは、Y軸座標が異なる座標に配置されている。このように、露光パターン410のX軸方向と平行な辺の端部近傍、つまり、Y軸と平行な方向における位置が対応付けられたギャップ測定窓同士も重ならないように形成されている。
In addition, the
以上より、マスク300Mは、アライメントマーク411と、アライメントマーク412と、ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓416と、ギャップ測定窓418と、ギャップ測定窓419とが、いずれも、Y軸と平行な方向における位置が、重ならない位置に配置されている。
As described above, in the
次に、図61および図62を用いて、基板300Wについて説明する。図61は、基板の一例を示す正面図であり、図62は、図61に示すギャップ測定用領域の近傍の拡大図である。なお、図61に示す基板300Wは、少なくとも1回の露光が完了している基板である。基板300Wは、図61に示すように、4つのパターン420a、420b、420c、420dが形成されている。なお、パターン420aとパターン420bとは、X軸方向に隣接しており、パターン420aとパターン420cとは、Y軸方向に隣接しており、パターン420cとパターン420dとは、X軸方向に隣接している。つまり、基板Wには、4つのパターンが桝目上に配置されている。
Next, the
また、基板300Wは、4つのパターン420a、420b、420c、420dの夫々の周囲には、マスク300Mと同様に、アライメントマークと、ギャップ測定用領域が形成されている。なお、アライメントマーク、ギャップ測定用領域は、それぞれ、マスク300Mのアライメントマーク、ギャップ測定窓に対応して設けられたものであり、マスクの各部と同様の機能、つまり、アライメントマークは、マスク300Mと基板300Wとの位置合わせの基準となり、ギャップ測定用領域は、マスク300Mと基板300Wとのギャップの測定の基準となる。
Further, in the
ここで、パターン420aのY軸と平行な2つの辺のうち一方の辺に隣接した位置には、アライメントマーク421aと、ギャップ測定用領域424aと、ギャップ測定用領域428aとが形成され、パターン420aのY軸と平行な2つの辺のうち他方の辺に隣接した位置には、アライメントマーク422aと、ギャップ測定用領域426aと、ギャップ測定用領域429aとが形成されている。なお、基板300Wにおいては、パターン420aと、アライメントマーク421a、422aと、ギャップ測定用領域424a、426a、428a、429aとが1つのショットユニットとなる。ここで、1つのショットユニットとは、1回の露光で使用されるまたは露光される部分である。また、パターン420bのY軸と平行な2つの辺のうち一方の辺に隣接した位置には、アライメントマーク421bと、ギャップ測定用領域424bと、ギャップ測定用領域428bとが形成され、パターン420bのY軸と平行な2つの辺のうち他方の辺に隣接した位置には、アライメントマーク422bと、ギャップ測定用領域426bと、ギャップ測定用領域429bとが形成されている。同様に、パターン420cに対応した位置には、アライメントマーク421c、422c、ギャップ測定用領域424c、426c、428c、429cが形成され、パターン420dに対応した位置には、アライメントマーク421d、422d、ギャップ測定用領域424d、426d、428d、429dが形成されている。つまり、基板300Wでは、1つパターンと、2つのアライメントマークと4つのギャップ測定用領域が1つのショットユニットとなる。
Here, an
ここで、基板300Wに形成された、1つのパターンに対応して設けられた2つのアライメントマーク、4つのギャップ測定用領域は、上述したマスク300Mのアライメントマーク、ギャップ測定窓と同様に、Y軸方向における位置が重ならない位置に設けられている。したがって、X軸方向に隣接した2つのパターンの間、例えば、パターン420aの他方の辺とパターン420bの一方の間に形成されたアライメントマーク421b、422aと、ギャップ測定用領域424b、426a、428b、429aとが重ならないようにすることができる。これにより、図63に示すように、マスク300M1と基板300W1に形成した各アライメントマーク、ギャップ測定窓のY軸方向における位置を重なる位置(つまりY軸座標を同一位置)とした場合よりも、パターン420aとパターン420bとの間隔を小さくできる。なお、図63は、基板の他の例を示す正面図である。つまり、図61および図62に示す基板300Wは、パターンと隣接するパターンとの間隔L1を、パターンの端からアライメントマークの外側(パターンの端から離れている側の端)までの距離L2の2倍よりも短い配置間隔、すなわち0<L1<2L2を満たすような配置間隔でパターンを形成しているため、基板300W1のパターンとパターンの間隔よりも間隔が短くなっている。Here, two alignment marks provided corresponding to one pattern formed on the
以上より、基板300Wは、隣接するパターンを、アライメントマークを形成しつつ、アライメントマークが形成されている辺に平行な方向(Y軸方向)における位置を同じ位置に配置し、隣接するパターンの間隔を小さくすることができる。これにより、基板300Wに効率よくパターンを形成することができ、基板300Wにより多くのパターンを形成することができる。また、露光することができる領域がより多くなるため、同一枚数のパターンを形成する場合でも1つのパターンの大きさをより大きくすることができる。また、それぞれのパターンに対応してアライメントマークを形成しているため、製造時に、マスク300Mと基板300Wとの位置合わせをより適切に行うことができ、より位置ずれの少ないパターンを形成することができる。
As described above, the
なお、アライメントマーク及びギャップ測定用領域のいずれがパターンの一方の辺に対応し、いずれがパターンの他方の辺に対応しているかは、基板の両辺、つまり、複数のパターンが形成されており、アライメントマーク及びギャップ測定用領域が形成されている側の両辺を比較することで、識別することができる。つまり、基板の一方の辺に形成されているアライメントマーク及びギャップ測定用領域がパターンの一方の辺の対応するアライメントマーク及びギャップ測定用領域であり、基板の他方の辺に形成されているアライメントマーク及びギャップ測定用領域がパターンの他方の辺の対応するアライメントマーク及びギャップ測定用領域である。 Note that which of the alignment mark and the gap measurement region corresponds to one side of the pattern and which corresponds to the other side of the pattern, both sides of the substrate, that is, a plurality of patterns are formed. It can be identified by comparing both sides on the side where the alignment mark and the gap measurement region are formed. That is, the alignment mark and gap measurement region formed on one side of the substrate are the corresponding alignment mark and gap measurement region on one side of the pattern, and the alignment mark is formed on the other side of the substrate. And the gap measurement region is the alignment mark and gap measurement region corresponding to the other side of the pattern.
また、基板300Wは、ギャップ測定用領域も同様に、ギャップ測定用領域を形成しつつ、ギャップ測定用領域が形成されている辺に平行な方向(Y軸方向)における位置を同じ位置に配置し、隣接するパターンの間隔を小さくすることができる。これにより、基板300Wに効率よくパターンを形成することができ、基板により多くのパターンを形成することができる。また、露光することができる領域がより多くなるため、同一枚数のパターンを形成する場合でも1つのパターンの大きさをより大きくすることができる。また、それぞれのパターンに対応してギャップ測定用領域を形成しているため、製造時に、マスクと基板との高さ方向の位置合わせをより適切に行うことができ、より位置ずれの少ない、つまりぼけの少ないパターンを形成することができる。
Similarly, the
また、マスク300Mを、アライメントマーク411と、アライメントマーク412と、Y軸と平行な方向における位置が、重ならない位置に配置されている形状とすることで、基板300Wとアライメントマークで位置合わせをしつつ、また、基板300Wにアライメントマークを形成しつつ、アライメントマークが形成されている辺に平行な方向(Y軸方向)における位置を同じ位置に配置し、隣接するパターンの間隔を小さくすることができる。これにより、基板300Wに効率よく複数のパターンを形成することができ、基板により多くのパターンを形成することができる。また、露光することができる領域がより多くなるため、同一枚数のパターンを形成する場合でも1つのパターンの大きさをより大きくすることができる。
In addition, the
また、マスク300Mを、ギャップ測定窓414と、ギャップ測定窓416と、ギャップ測定窓418と、ギャップ測定窓419とが、いずれも、Y軸と平行な方向における位置が、重ならない位置に配置されている形状とすることで、ギャップ測定窓で基板300Wと位置合わせをしつつ、ギャップ測定窓が形成されている辺に平行な方向(Y軸方向)における位置を同じ位置に配置し、隣接するパターンの間隔を小さくすることができる。これにより、基板300Wに効率よく複数のパターンを形成することができ、基板により多くのパターンを形成することができる。また、露光することができる領域がより多くなるため、同一枚数のパターンを形成する場合でも1つのパターンの大きさをより大きくすることができる。また、上記実施形態では、基板300Wとマスク300MのY軸と平行な辺に隣接して、アライメントマークとギャップ測定窓、ギャップ測定用領域を配置したが、本発明はこれに限定されず、X軸と平行な辺に隣接してアライメントマークとギャップ測定窓、ギャップ測定用領域を配置してもよい。つまり、XY座標を転換した場合も対応する形状とすることで、同様の効果を得ることができる。
Further, the
次に、図64から図66を用いて露光装置による露光動作について説明する。ここで、図64から図66は、それぞれ、露光装置の動作を説明するための説明図である。まず、露光装置301は、図64に示すように4つのパターン(各パターンは同じパターン)が形成された基板300Wに対して、次のパターンを図中の番号順に露光する。つまり、4つのパターンの夫々に対して、次のパターンを重ねて露光する。例えば、ブラックマトリックスのパターンが形成されている基板300Wに、Rのパターンを形成する。露光装置301は、露光時にマスクステージ304とワークステージ305とを相対的に移動させて、図65に示すように、基板300Wの「1」のパターンの上に、マスク300Mが配置されるように、つまり、「1」のパターンとマスク300Mの露光パターンとが重なる位置に、マスク300Mと基板300Wとを相対移動させる。なお、この時、露光装置301は、アライメントカメラ315を用いて、基板300Wの「1」のパターンに対応して形成されたアライメントマークと、マスク300Mのアライメントマークとの位置合わせを行い、さらに、ギャップセンサ314と、基板300Wの「1」のパターンに対応して形成されたギャップ測定用領域と、マスク300Mのギャップ測定窓とを用いて、マスク300Mと基板300Wとの位置合わせを行う。
Next, the exposure operation by the exposure apparatus will be described with reference to FIGS. Here, FIGS. 64 to 66 are explanatory diagrams for explaining the operation of the exposure apparatus, respectively. First, the
露光装置301は、マスク300Mと基板300Wの「1」のパターンとの位置合わせが完了したら、図66に示すように、マスク300Mのアライメントマークとギャップ測定窓が形成されている領域にマスキングアパーチャ317を重ねる。露光装置301は、マスキングアパーチャ317をマスク300Mのアライメントマークとギャップ測定窓が形成されている領域に重ねたら、露光を行い、マスク300Mの露光パターンを基板300Wの「1」のパターンの上に転写する。これにより「1」のパターンの上の感光材は、露光パターンの遮光板がない部分に対応した領域が露光され、それ以外の領域は露光されない。また、基板300Wは、マスク300Mのアライメントマークとギャップ測定窓に対応する領域もマスキングアパーチャ317が重ねられているため、露光しない。
When the alignment between the
露光装置301は、以上のようにして、マスク300Mを用いて、基板300Wに露光を行うことで、基板300Wに効率よくパターンを形成することができる。また、露光装置301は、アライメントカメラ315と、ギャップセンサ314を移動可能な状態で支持しているため、アライメントマーク、ギャップ測定窓の位置にあわせて移動させることができる。これにより、種々のずれ量のマスクに対して用いることができる。
The
また、露光装置301は、パターンが何も形成されていない基板300Wにパターンを形成する場合は、マスク300Mを用いて、パターンと隣接するパターンとの間隔を、パターンの端からアライメントマークの外側(パターンの端から離れている側の端)までの距離の2倍よりも短い配置間隔でパターンを形成する。露光装置301は、以上のように基板にパターンを形成することで、パターンとパターンとの間隔を短くすることができる。また、このようにパターンを形成した場合でも、マスク300Mを用いることで、アライメントマークが重なることを抑制することができる。
Further, when forming a pattern on the
ここで、図67は、アライメントマークとパターンとの関係の一例を説明するための説明図であり、図68は、アライメントマークとパターンとの関係の他の例を説明するための説明図である。また、図69は、露光装置の露光動作を説明するための説明図である。上記実施形態では、図67に示すように、基板300Wに、パターン420aに対応するアライメントマーク422aと、パターン420bに対応するアライメントマーク421bとを平行、つまり、X軸座標が同一となる位置に配置したが、本発明はこれに限定されない。図68に示すように、基板300W´には、形成するアライメントマークは、パターン420aに対応するアライメントマーク422a´を、パターン420aよりも隣接するパターン420bの近くに配置し、パターン420bに対応するアライメントマーク421b´を、パターン420bよりも隣接するパターン420aの近くに配置することが好ましい。つまり、パターンの間に挟まれるアライメントマークは、対応するパターンとの間隔よりも、隣接するパターンとの間隔を小さくすることが好ましい。ギャップ測定窓(ギャップ測定用領域)も同様である。
Here, FIG. 67 is an explanatory diagram for explaining an example of the relationship between the alignment mark and the pattern, and FIG. 68 is an explanatory diagram for explaining another example of the relationship between the alignment mark and the pattern. . FIG. 69 is an explanatory diagram for explaining the exposure operation of the exposure apparatus. In the above embodiment, as shown in FIG. 67, the
ここで、上述したように基板は、図69に示すように、露光時にアライメントマーク及びギャップ測定窓をマスキングアパーチャ317で覆う。なお、図69では、図面を簡単にするため、ギャップ測定窓、ギャップ測定用領域の図示を省略し、アライメントマークのみを示す。なお、ギャップ測定窓、ギャップ測定用領域もアライメントマークと同様の配置位置とすることで、同様の効果を得ることができる。また、図69で基板300Wの露光の対象となるパターン及びそのパターンに対応するアライメントマークを実線で、露光の対象とならないパターン及びそのパターンに対応するアライメントマークを点線で示す。ここで、マスキングアパーチャ317は、マスク300Mとは異なる位置に配置されているため、マスキングアパーチャ317の端部から一定距離は、マスキングアパーチャ317の端部を通過した光が広がる領域となる。つまり、マスキングアパーチャ317を配置したことによって、基板に到達する照射光の強度が他の領域とは異なる強度となる。つまり、均一に露光ができない領域となる。このため、露光時に隠す必要があるアライメントマーク422aと、パターン420aとは、図69に示すようにマスキングアパーチャ317を配置したことにより影響がでる領域分、離れた位置に配置することが好ましい。
Here, as described above, as shown in FIG. 69, the substrate covers the alignment mark and the gap measurement window with the masking
これに対して、パターン420aの露光時には使用しないアライメントマーク421bは、パターン420aの露光時は、マスク300Mにより隠れるため、パターン420aの露光によってアライメントマーク421bが露光されることは抑制できる。また、アライメントマーク421bをアライメントマークとして使用する場合も、露光時は、アライメントマークと露光するパターンとの間までマスキングアパーチャ317を配置する。このため、パターン420aとアライメントマーク421bとは近接していてもパターンの露光に影響を与えない。このため、対応していないパターンとアライメントマークとの間隔は短くすることができる。また、マスキングアパーチャ317をアライメントマークと露光するパターンとの間に配置することで、露光時に到達する光がアライメントマークに到達することを抑制することができる。
On the other hand, since the
以上より、パターンの間に挟まれるアライメントマークは、対応するパターンとの間隔よりも、隣接するパターンとの間隔を小さくすることで、パターンを好適に露光でき、かつ、基板にパターンをより効率よく形成することができる。つまり、基板のパターンが形成されていない領域を少なくすることができ、基板を効率よく利用することができる。 As described above, the alignment marks sandwiched between the patterns can be exposed favorably by reducing the interval between adjacent patterns rather than the corresponding pattern, and the pattern can be more efficiently applied to the substrate. Can be formed. That is, the area where the substrate pattern is not formed can be reduced, and the substrate can be used efficiently.
また、上記実施形態では、露光時に、アライメントマーク、ギャップ測定窓に対して1つのマスキングアパーチャ317を重ねて、アライメントマーク、ギャップ測定窓を露光しないようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数の遮光材、つまり、露光時にアライメントマーク、ギャップ測定窓に対して別々の遮光材を重ねるようにしてもよい。また、一部の遮光材は共通としてもよい。
In the above-described embodiment, one
また、必要に応じて、アライメントマーク、ギャップ測定窓に遮光材で重ねない状態で露光するようにしてもよい。例えば、基板300Wに最初に露光を行う場合(例えばブラックマトリックスを露光する場合)は、基板上にアライメントマークを形成する必要があるので、アライメントマークに遮光材で重ねずに露光し、基板にアライメントマークを形成する。また、アライメントマークには、遮光材を重ねず、ギャップ測定窓のみに遮光材を重ねて露光するようにしてもよい。
Further, if necessary, the exposure may be performed without overlapping the alignment mark and the gap measurement window with a light shielding material. For example, when the
また、上記実施形態では、マスク、基板ともに、アライメントマークとギャップ測定窓(ギャップ測定用領域)との両方をY軸方向における位置を重ならないようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、アライメントマークは、Y軸方向における位置を重ならないようにし、ギャップ測定窓は、Y軸方向における位置を重なる位置としてもよい。また、基板においては、パターンに挟まれた位置にあるギャップ測定用領域は、隣接した両方のパターンのギャップ測定用領域として用いてもよい。以下、図70と図71を用いて説明する。ここで、図70は、マスクの他の例を示す正面図であり、図71は、基板の他の例を示す正面図である。 In the above embodiment, both the alignment mark and the gap measurement window (gap measurement region) are not overlapped in the Y-axis direction in both the mask and the substrate, but the present invention is not limited to this. For example, the alignment mark may not overlap the position in the Y-axis direction, and the gap measurement window may have a position overlapping the position in the Y-axis direction. In the substrate, the gap measurement region located between the patterns may be used as a gap measurement region for both adjacent patterns. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 70 and 71. Here, FIG. 70 is a front view showing another example of the mask, and FIG. 71 is a front view showing another example of the substrate.
図70に示すマスク300M2は、基材409と、基材409の表面に形成された、露光パターン410と、アライメントマーク411a、412aと、ギャップ測定窓414a、416a、418a、419aとを有する。なお、マスク300M2は、各部の配置関係が異なるのみで、機能は、マスク300Mと同様である。
マスク300M2のアライメントマーク411aと、アライメントマーク412aとは、Y軸と平行な方向における位置が、重ならない位置に配置されている。つまりアライメントマーク411aと、アライメントマーク412aとは、Y軸座標が異なる座標に配置されている。なお、アライメントマーク411aと、アライメントマーク412aとは、露光パターン410のX軸方向と平行な辺の略中央部分に隣接している。An
これに対して、ギャップ測定窓414aと、ギャップ測定窓416aとは、Y軸と平行な方向における位置が、重なる位置に配置されている。つまり、ギャップ測定窓414aと、ギャップ測定窓416aとは、Y軸座標が同一となる座標に配置されている。また、ギャップ測定窓418aと、ギャップ測定窓419aとも、Y軸と平行な方向における位置が、重なる位置に配置されている。つまり、ギャップ測定窓418aと、ギャップ測定窓419aとは、Y軸座標が同一となる座標に配置されている。
On the other hand, the
次に、基板300W2は、図71に示すように、4つのパターン420a、420b、420c、420dが形成されている。基板300W2の4つのパターンも、夫々のパターンに対応してアライメントマークとギャップ測定用領域とが形成されているが、パターン420aと、パターン420bとの間に挟まれたギャップ測定用領域と、パターン420cと、パターン420dとの間に挟まれたギャップ測定用領域とが、隣接する2つのパターンの両方でギャップ測定用領域として用いられる。具体的には、パターン420aの一方の辺の近傍には、アライメントマーク621aと、ギャップ測定用領域624、ギャップ測定用領域626が形成され、パターン420aの他方の辺と、パターン420bの一方の辺との間には、アライメントマーク621b、622aと、ギャップ測定用領域628、ギャップ測定用領域630が形成されている。なお、アライメントマーク622aは、パターン420aに対応したアライメントマークであり、アライメントマーク621bは、パターン420bに対応したアライメントマークである。また、パターン420bの一方の他方の近傍には、アライメントマーク622bと、ギャップ測定用領域634、ギャップ測定用領域636が形成されている。Next, the
また、パターン420c、420dに対してもパターン420a、420bと同様にアライメントマーク621c、621d、622c、622d、ギャップ測定用領域624´、626´、628´、630´、634´、636´が設けられている。
Similarly to the
基板300W2は、以上のような構成であり、パターン420aの露光のために基板300W2と、マスク300M2とを位置合わせする場合は、アライメントマーク621a、622aと、ギャップ測定用領域624、626、628、630を使用する。また、パターン420bの露光のために基板300W2と、マスク300M2とを位置合わせする場合は、アライメントマーク621b、622bと、ギャップ測定用領域628、630、634、636を使用する。このように、アライメントマークの位置はずらし、ギャップ測定用領域の一部を共通とした場合も、隣接するパターン間の距離を短くすることができる。これにより、基板を効率よく利用することができる。The
また、マスク300M2のように、アライメントマークのみがずれた形状としても、基板300W2に示すように、パターンとパターンとの間隔を短くすることができるため、基板に効率よくパターンを形成することができる。Further, as the
なお、上記実施形態では、ギャップ測定窓(ギャップ測定用領域)、つまり、ギャップを測定する地点を4箇所としたが、少なくとも3点でギャップを測定することができれば、ギャップ測定窓(ギャップ測定用領域)の数は限定されない。 In the above embodiment, the gap measurement window (gap measurement region), that is, the number of points at which the gap is measured is four. However, if the gap can be measured at least at three points, the gap measurement window (for gap measurement) The number of (regions) is not limited.
また、上記実施形態では、マスクの露光パターン、または、基板のパターンの外側にギャップ測定窓(ギャップ測定用領域)を設けたが、本発明はこれに限定されない。露光パターンの一部に一定以上の開口面積の露光領域(つまり、遮光材が配置されていない領域)がある場合は、その露光領域をギャップ測定窓として用いるようにしてもよい。 In the above embodiment, the gap measurement window (gap measurement region) is provided outside the exposure pattern of the mask or the pattern of the substrate. However, the present invention is not limited to this. If there is an exposure area with a certain opening area or more (that is, an area where no light shielding material is disposed) in a part of the exposure pattern, the exposure area may be used as a gap measurement window.
ここで、図72は、基板に形成されるパターンの一例を示す模式図である。図73は、図72に示すパターンの一部を拡大して示す拡大模式図である。図74は、露光パターンの一例を示す模式図である。例えば、液晶パネルのカラーフィルタを製造するために露光を行う場合は、まず、図72に示すように基板上に、ブラックマトリックスがパターン650として形成される。このパターン650は、図72及び図73に示すように、内部が桝目(カラーフィルタを配置するための桝目)になっており、外周側が桝目の線よりも太い外周部652が形成されている。
Here, FIG. 72 is a schematic diagram showing an example of a pattern formed on the substrate. FIG. 73 is an enlarged schematic diagram showing a part of the pattern shown in FIG. 72 in an enlarged manner. FIG. 74 is a schematic diagram showing an example of an exposure pattern. For example, when exposure is performed to manufacture a color filter of a liquid crystal panel, a black matrix is first formed as a
この桝目の線と外周部652は、パターンが残る領域である。そのため、図74に示すようにマスクの露光パターン654は、このパターンが残る領域が透明となるため、外周部に対応する領域656が透明となる。そのため、領域656は、マスクを配置した場合でも基板を確認できる領域となる。このため、この領域656をギャップ測定窓として用いることで、パターンの外側にギャップ測定窓を設ける必要がなくなる。なお、ギャップ測定窓として用いる露光領域は、領域656のように、露光パターンの端辺近傍であることが好ましい。
The grid lines and the outer
また、このように露光パターン654の内側の領域をギャップ測定窓として用いるときは、位置合わせ時は、ギャップセンサを領域に対応する領域まで移動させ、露光時は、露光パターン654が配置されていない領域まで、ギャップセンサを退避させる。
Further, when the area inside the
また、マスクの露光パターンには、種々のパターンを用いることができる。例えば、カラーフィルタを露光パターンとする場合は、1枚のマスクで複数個分のカラーフィルタが露光できる露光パターンを用いるようにしてもよい。ここで、図75は、マスクの他の例を示す正面図であり、図76は、基板の他の例を示す正面図であり、図77は、基板のアライメントマークの近傍を拡大して示す拡大正面図である。具体的には、図75に示すように、マスク300M3の露光パターン650として、テレビに用いるカラーフィルタを3枚分露光するパターンが形成されている。また、露光パターン650の外周には、一方の辺にアライメントマーク654a、ギャップ測定窓656a、658aが形成され、他方の辺にアライメントマーク654b、ギャップ測定窓656b、658bが形成されている。なお、各部は、形成されている辺に平行な方向における位置が重ならない配置となっている。Various patterns can be used for the exposure pattern of the mask. For example, when a color filter is used as an exposure pattern, an exposure pattern that can expose a plurality of color filters with a single mask may be used. 75 is a front view showing another example of the mask, FIG. 76 is a front view showing another example of the substrate, and FIG. 77 is an enlarged view of the vicinity of the alignment mark on the substrate. It is an enlarged front view. Specifically, as shown in FIG. 75, as an
このようなマスク300M3を用いて基板に複数回露光を行うことで、図76に示す基板300W3のように、マスク300M3に対応した領域660にパターンとアライメントマークとギャップ測定用領域が形成される。基板300W3は、マスク300M3を用いて6回の露光を行った場合であり、図76中のパターンに表示されているshotの順番とアライメント及びギャップ測定用領域の内部に表示されている数字とは、1回目から6回目のいずれの露光で基板に形成されるかを示している。By performing exposure a plurality of times to a substrate using such a
このように、マスク300M3を用いて露光を行うことで、図76及び図77に示すように、隣接するパターンの距離Laにすることができる。具体的には、図77に示すようにマスキングアパーチャの影響を抑制するためのアライメントマークと対応するパターンとの間隔Lbとし、アライメントマークの幅Lcとし、アライメントマークと対応しないパターンとの間隔Ldとすると、La=Lb+Lc+Ldとすることができる。ここで、距離Ld<距離Lbとなる。これにより、パターン間の間隔を短くすることができる。つまり、Y軸座標が同一座標となる位置にアライメントマークを配置する場合は、La=2Lb+2Lc+αとなる。ここで、幅αは、アライメントマークとアライメントマークとの間の距離である。また、図67のように、アライメントマークを平行に配置した場合は、La=2Lb+Lcまたは、La=Lc+2Ldのうち、より大きいほうとなる。したがって、図77のようにアライメントマークの位置をずらし、パターンとパターンとの間隔を、Lb+Lc+Ldとすることで、いずれの場合よりも、パターン間の間隔を短くすることができる。Thus, by performing exposure using a
また、上記実施形態では、マスクの全面を基板に複数回転写するようにしたが、本発明はこれに限定されず、マスクの一部のみを基板に転写させる露光を含んでも良い。つまり、基板のスペースがマスクの整数倍ではない場合でも、例えば、マスクの半分のみ、3分の1のみの部分を基板に露光するようにしても良い。また、この場合は、転写させる領域にアライメントマークを配置することが好ましい。また、基板に転写しないマスク部分は、アパーチャ(遮光板)等で塞ぐようにすることが好ましい。これにより、より効率よく基板にパターンを形成することができる。なお、マスクの一部のみを基板に転写させる場合は、マスクの転写させる領域が、整数個のユニット、例えば、1つのカラーフィルタに相当する領域とすることが好ましい。 In the above embodiment, the entire surface of the mask is transferred to the substrate a plurality of times. However, the present invention is not limited to this, and exposure including transferring only a part of the mask to the substrate may be included. That is, even when the space of the substrate is not an integral multiple of the mask, for example, only half of the mask and only one third of the mask may be exposed on the substrate. In this case, it is preferable to arrange alignment marks in the region to be transferred. Further, it is preferable that the mask portion not transferred to the substrate is closed with an aperture (light-shielding plate) or the like. Thereby, a pattern can be formed on a substrate more efficiently. When only a part of the mask is transferred to the substrate, it is preferable that the transfer area of the mask be an area corresponding to an integer number of units, for example, one color filter.
以下、図78から図80を用いて具体的に説明すする。図78は、マスクの他の例を示す正面図であり、図79は、基板の他の例を示す正面図であり、図80は、露光時のマスクとアパーチャとの関係を示す正面図である。図78に示すマスク300M5は、露光パターン670とアライメントマーク676a、676bを備えている。また、露光パターン670は、同一形状の2つのユニット(例えばカラーフィルタ)672、674とで構成されている。また、アライメントマーク676a、676bは、ユニット674の辺に隣接する領域に配置されている。また、アライメントマーク676aとアライメントマーク676bは、それぞれ、ユニット674の互いに対向する辺に設けられている。また、アライメントマーク676aとアライメントマーク676bとは、露光パターン670の辺のうちアライメントマークが隣接している辺に平行な方向における位置が重ならない位置となる。なお、本実施形態では、ユニット672、674のうち、一定面積以上となる開口部をギャップ測定窓として使用している。Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS. 78 to 80. 78 is a front view showing another example of the mask, FIG. 79 is a front view showing another example of the substrate, and FIG. 80 is a front view showing the relationship between the mask and the aperture at the time of exposure. is there.
次に、図79に示す基板300L5は、マスク300M5によりパターンを露光することができる基板であり、ユニットに対応するパターンが6個、形成されている。この基板300L5は、マスク300M5により4回露光することで、全てのパターンを形成することができる。具体的には、基板300L5は、1回目の露光(ショット)で領域678aの2つのユニットに対応する領域が露光され、2回目の露光で領域678bの2つのユニットに対応する領域が露光される。なお、各領域に含まれるアライメントマークは、最初の露光時、ブラックマトリックス作成時には、露光され作成されるが、他の露光時は、アパーチャによって隠される。次に、基板300L5は、3回目の露光で領域678cの1つのユニットに対応する領域が露光され、4回目の露光で領域678dの1つのユニットに対応する領域が露光される。なお、領域678aと領域678bとが重なっている領域のアライメントマーク、領域678cと領域678dとが重なっている領域のアライメントマークは、上述したパターンの間にあるアライメントマークと同様の構成である。これにより、ユニット間の隙間を小さくすることができる。Next, a
なお、3回目、4回目の露光時、マスク300M5の露光しない側のユニットは、図80に示すように、アパーチャ679で遮蔽される。これにより、例えば、3回目の露光時、マスク300M5のユニット672は、領域678bと対面した状態となるが、ユニット672が基板300W5に転写されることを抑制できる。このようにマスクの一部のみを用いて露光を行うことで、基板に効率よく、ユニットのパターンを形成することができる。Incidentally, the third, at the fourth exposure, the exposure does not side unit of the
また、図78及び図79に示すように、アライメントマークを3回目、4回目で利用するユニット側に配置することで、マスクの一部のみを用いて露光を行う場合でも、アライメントマークを用いて、適切に位置合わせをすることができる。これにより、位置ずれを抑制しつつ、基板にパターンを形成することができる。つまり、基板を、マスクの一部のみを用いて露光を行う場合に対応するアライメントマークを形成することで、より位置ずれが抑制されたユニットのパターンを形成することができる。また、マスクの一部のみを用いた露光ができることで、マスクの設計自由度を高くすることができる。 In addition, as shown in FIGS. 78 and 79, the alignment mark is arranged on the unit side used for the third time and the fourth time, so that even when exposure is performed using only a part of the mask, the alignment mark is used. , Can be properly aligned. Thereby, it is possible to form a pattern on the substrate while suppressing displacement. That is, by forming an alignment mark corresponding to the case where the substrate is exposed using only a part of the mask, a pattern of a unit in which the positional deviation is further suppressed can be formed. Further, since exposure using only a part of the mask can be performed, the degree of freedom in designing the mask can be increased.
なお、上記実施形態では、基板をより有効に活用できるため、露光パターン670の辺のうちアライメントマークが隣接している辺に平行な方向における位置が重ならない位置としたがこれに限定されない。マスク及び基板は、アライメントマークを平行な方向における位置が重なる位置に配置した場合も、マスクの一部のみを用いて露光を行う場合に使用される領域にアライメントマークを設けることで、位置ずれを抑制しつつ、基板にパターンを形成することができる。ここで、図81は、マスクの他の例を示す正面図であり、図82は、基板の他の例を示す正面図である。図81に示すマスク300M6は、同一形状の2つのユニット(例えばカラーフィルタ)672、674とで構成されている露光パターン670とアライメントマーク682a、682bを備えている。また、アライメントマーク682a、682bは、ユニット674の辺に隣接する領域に配置されている。また、アライメントマーク682aとアライメントマーク682bは、それぞれ、ユニット674の互いに対向する辺に設けられている。また、アライメントマーク682aとアライメントマーク682bとは、露光パターン670の辺のうちアライメントマークが隣接している辺に平行な方向における位置が重なる位置となる。なお、本実施形態でも、ユニット672、674のうち、一定面積以上となる開口部をギャップ測定窓として使用している。In the above embodiment, since the substrate can be used more effectively, the position in the direction parallel to the side adjacent to the alignment mark among the sides of the
次に、図82に示す基板300L6は、マスク300M6によりパターンを露光することができる基板であり、ユニットに対応するパターンが6個、形成されている。この基板300L6は、基板300L5と同様に、マスク300M6により4回露光することで、全てのパターンを形成することができる。具体的には、基板300L6は、1回目の露光(ショット)で領域684aの2つのユニットに対応する領域が露光され、2回目の露光で領域684bの2つのユニットに対応する領域が露光される。なお、各領域に含まれるアライメントマークは、最初の露光時、ブラックマトリックス作成時には、露光され作成されるが、他の露光時は、アパーチャによって隠される。次に、基板300L5は、3回目の露光で領域684cの1つのユニットに対応する領域が露光され、4回目の露光で領域684dの1つのユニットに対応する領域が露光される。Next, the
なお、この場合も3回目、4回目の露光時、マスク300M6の露光しない側のユニットは、アパーチャで遮蔽される。これにより、例えば3回目の露光時、マスク300M6のユニット672は、領域684bと対面した状態となるが、ユニット672が基板300W6に転写されることを抑制できる。このようにマスクの一部のみを用いて露光を行うことで、基板に効率よく、ユニットのパターンを形成することができる。このように、アライメントマークを平行な方向における位置が重なる位置に配置した場合も、基板300L5に比べてユニット間の間隔は大きくなるが、マスクの一部のみを用いて露光を行う場合に使用される領域にアライメントマークを設けることで、位置ずれを抑制しつつ、基板にパターンを形成することができる。また、マスクの一部のみを用いた露光ができることで、マスクの設計自由度を高くすることができる。Incidentally, the third Again, during the fourth exposure, the side of the unit not exposed
(第7実施形態)
ここで、図83は、本発明の第7実施形態に係る露光装置を、照射部を取り外した状態で示す平面図である。図84は、図83における露光装置の正面図である。(Seventh embodiment)
Here, FIG. 83 is a plan view showing the exposure apparatus according to the seventh embodiment of the present invention with the irradiation section removed. FIG. 84 is a front view of the exposure apparatus in FIG.
まず、第7実施形態の露光装置801の概略構成について説明する。図83及び図84に示すように、露光装置801は、基板300W4を浮上させて支持すると共に、所定方向(図83のX軸方向)に搬送する基板搬送機構810と、複数のマスク300M4をそれぞれ保持し、所定方向と交差する方向(図83のY軸方向)に沿って千鳥状に二列配置された複数(図83に示す実施形態において、左右それぞれ6個)のマスク保持部811と、マスク保持部811を駆動するマスク駆動部812と、複数のマスク保持部811の上部にそれぞれ配置されて露光用光を照射する複数の照射部814(図84参照)と、露光装置801の各作動部分の動作を制御する制御装置815と、を主に備える。First, a schematic configuration of an
基板搬送機構810は、基板300W4をX軸方向に搬送する領域、即ち、複数のマスク保持部811の下方領域、及びその下方領域からX軸方向両側に亘る領域に設けられた浮上ユニット816と、基板300W4のY軸方向一側(図83において上辺)を保持してX軸方向に搬送する基板駆動ユニット817とを備える。浮上ユニット816は、複数のフレーム819上にそれぞれ設けられた排気のみ或いは排気と吸気を同時に行なう複数のエアパッド820を備え、ポンプ(図示せず)やソレノイドバルブ(図示せず)を介してエアパッド820からエアを排気或いは、吸排気する。基板駆動ユニット817は、図83に示すように、浮上ユニット816によって浮上、支持された基板300W4の一端を保持する吸着パッド822を備え、モータ823、ボールねじ824、及びナット(図示せず)からなるX軸方向搬送機構であるボールねじ機構825によって、ガイドレール826に沿って基板300W4をX軸方向に搬送する。なお、図84に示すように、複数のフレーム819は、地面にレベルブロック818を介して設置された装置ベース827上に他のレベルブロック828を介して配置されている。また、基板300W4は、ボールねじ機構825の代わりに、リニアサーボアクチュエータによって搬送されてもよい。
マスク駆動部812は、フレーム(図示せず)に取り付けられ、マスク保持部811をX軸方向に沿って駆動するX軸方向駆動部831と、X軸方向駆動部831の先端に取り付けられ、マスク保持部811をY軸方向に沿って駆動するY軸方向駆動部832と、Y軸方向駆動部832の先端に取り付けられ、マスク保持部811をθ方向(X,Y軸方向からなる水平面の法線回り)に回転駆動するθ方向駆動部833と、θ方向駆動部833の先端に取り付けられ、マスク保持部811をZ方向(X,Y軸方向からなる水平面の鉛直方向)に駆動するZ方向駆動部834と、を有する。これにより、Z方向駆動部834の先端に取り付けられたマスク保持部811は、マスク駆動部812によってX,Y,Z,θ方向に駆動可能である。なお、X方向駆動部831,Y方向駆動部832,θ方向駆動部833,Z方向駆動部834の配置の順序は、適宜変更可能である。なお、本実施形態では、マスク駆動部812は、アライメントカメラ835によって撮像された基板300W4のアライメントマークとマスク300M4のアライメントマークに基づいて、マスク300M4と基板300W4との相対的なずれを補正する補正手段を構成する。The
また、図83に示すように、Y軸方向に沿ってそれぞれ直線状に配置された上流側及び下流側の各マスク保持部811a,811b間には、各マスク保持部811のマスク300M4を同時に交換可能なマスクチェンジャ802が配設されている。マスクチェンジャ802により搬送される使用済み或いは未使用のマスク300M4は、マスクストッカ803,804との間でマスクローダー805により受け渡しが行なわれる。なお、マスクストッカ803とマスクチェンジャ802とで受け渡しが行なわれる間にマスクプリアライメント機構(図示せず)によってマスク300M4のプリアライメントが行なわれる。Further, as shown in FIG. 83, Y-axis direction are arranged in a straight line along each of the upstream and downstream of the
図84に示すように、マスク保持部811の上部に配置される照射部814は、紫外線を含んだ露光用光ELを放射する、超高圧水銀ランプからなる光源841と、光源841から照射された光を集光する凹面鏡842と、この凹面鏡842の焦点近傍に光路方向に移動可能な機構を有するオプチカルインテグレータ843と、光路の向きを変えるための平面ミラー845及び球面ミラー846と、この平面ミラー845とオプチカルインテグレータ843との間に配置された照射光路を開閉制御するシャッター844と、を備える。
As shown in FIG. 84, the
ここで、図85は、マスクの一例を示す平面図である。また、図85には、説明の都合上3つのマスク300M4a、300M4b、300M4cを示しているが、本実施形態のマスクは、上述したように12枚ある。マスク保持部811に保持されるマスク300M4aは、図85に示すように、露光パターン881aと、露光パターン881aのY軸方向の両端、つまり、露光パターン881aの基板の搬送方向と平行な2つの辺のうち一方の辺の近傍に配置されたアライメントマーク882aと、露光パターン881aの基板の搬送方向と平行な2つの辺のうち他方の辺の近傍に配置されたアライメントマーク884aとを有する。なお、マスク300M4bも同様に、露光パターン881bと、アライメントマーク882b、884bとを有し、マスク300M4cも同様に、露光パターン881cと、アライメントマーク882c、884cとを有する。なお、300M4a、300M4b、300M4cは、配置位置が異なるのみで、露光パターン等は同様の形状である。なお、露光パターンは各マスクで異なる形状としても良い。Here, FIG. 85 is a plan view showing an example of a mask. FIG. 85 shows three
ここで、マスク300M4aのアライメントマーク882aと、アライメントマーク884aとは、X軸と平行な方向における位置が、重ならない位置に配置されている。つまりアライメントマーク411と、アライメントマーク412とは、X軸座標が異なる座標に配置されている。なお、マスク300M4b、300M4cも同様の構成である。Here, the
また、マスク300M4aと、マスク300M4bとは、つまり、Y軸方向に隣接するマスク同士は、露光パターン881aと露光パターン881bとのY軸方向における距離が、パターンの端からアライメントマークの外側(パターンの端から離れている側の端)までの距離の2倍よりも短い配置間隔で配置されている。In addition, the
ここで、図86は、基板の概略構成の一例を示す平面図である。次に、基板300W4は、図86に示すように、パターン890a、パターン890b、パターン890cが形成されている。なお、図86は、基板300W4の一部のみを示しており、基板300W4には、3つ以上のパターンが形成されている。また、パターン890aのY軸方向の両端、つまり、パターン890aの基板の搬送方向と平行な2つの辺のうち一方の辺の近傍に配置されたアライメントマーク892aと、パターン890aの基板の搬送方向と平行な2つの辺のうち他方の辺の近傍に配置されたアライメントマーク894aとを有する。なお、パターン890bも同様に、アライメントマーク892b、894bとを有し、パターン890cも同様に、アライメントマーク892c、894cとを有する。また、パターン890cの他方の辺には、隣接したパターンに対応したアライメントマーク892dが設けられている。Here, FIG. 86 is a plan view showing an example of a schematic configuration of the substrate. Next, the
また、基板のパターン同士の配置間隔も、Y軸方向における距離が、パターンの端からアライメントマークの外側(パターンの端から離れている側の端)までの距離の2倍よりも短い配置間隔で配置されている。なお、パターンの配置間隔と露光パターンの配置間隔は同じである。 Further, the arrangement interval between the patterns on the substrate is also an arrangement interval in which the distance in the Y-axis direction is shorter than twice the distance from the end of the pattern to the outside of the alignment mark (the end on the side away from the end of the pattern). Has been placed. The pattern arrangement interval and the exposure pattern arrangement interval are the same.
また、マスク保持部811の上方は、基板300W4とマスク300M4の相対位置を検知する撮像手段であるアライメントカメラ835が、マスク300M4のアライメントマークを観測可能な位置で、複数のマスク保持部811ごとに配置されている。アライメントカメラ835としては、公知の構成のものが適用され、基板300W4のアライメントマークの位置とマスク300M4のアライメントマークの位置から、基板300W4とマスク300M4の相対位置を検知する。Further, above the
次に、このような露光装置801を用いて、ブラックマトリクスが形成された基板300W4に着色層R,G,Bのいずれかを露光転写する方法について図87、図88から図91を参照しながら説明する。ここで、図87は、図83に示す露光装置の動作を示すフロー図である。また、図88から図91は、それぞれ図83に示す露光装置の動作を説明するための説明図である。なお、図88から図91では、簡略化のため、上流側及び下流側のマスク300M4をそれぞれ3つとしている。まず、露光装置801は、照射部814の光源841を点灯してシャッター344を閉じた状態で、浮上ユニット816のエアパッド820の空気流によって基板300W4を浮上させて保持し、基板300W4の一端を基板駆動ユニット817で吸着してX軸方向に搬送する(ステップS312)。そして、図88に示すように、基板300W4がステップ移動開始位置に到着すると(ステップS314)、基板300W4をステップ移動させる(ステップS316)。露光装置801は、ステップS316で基板300W4をステップ移動させて、基板300W4が上流側のマスク保持部811aの下方に入り込むと、各アライメントカメラ835により、基板300W4のアライメントマークとマスク300M4のアライメントマークとを撮像し(ステップS318)、撮像によって得られた画像を処理して相対的な位置ずれ量を観測する(ステップS320)。そして、この位置ずれ量のデータに基づいてマスク駆動部812を駆動し、マスク300M4と基板300W4とのずれを補正してマスク300M4と基板300W4とを位置合わせする(ステップS322)。Then, by using such an
そして、基板300W4が位置合わせされて停止した状態で、照射部814のシャッター844を開制御し(ステップS326)、照射部814からの露光用光ELがマスク300M4を介して基板300W4に照射され、マスク300M4のパターン885が先頭の被露光部において、基板300W4に塗布されたカラーレジストに転写(露光)される(ステップS328)。そして、所定の光量分だけ露光転写が行なわれると、シャッター644が閉制御される(ステップS330)。Then, with the
これにより、先頭の被露光部の露光転写が完了すると、上記と同様に、次に露光転写が行なわれる後続の被露光部がマスク300M4のパターン883の下方位置にくるまで基板300W4をステップ移動させ、その後、位置合わせを行う(図90参照)。そして、シャッター844を開閉制御することで、後続の被露光部に露光用光ELを所定の光量分だけ基板300W4に照射し、露光転写が行なわれる。Step Thereby, when the exposure transfer of the top of the exposed portion is completed, similarly to the above, subsequent to be exposed section exposed next transfer is performed to the
さらに、上流側のマスク300M4によって露光された転写パターン883間に存在する未露光部は、下流側のマスク300M4によって露光転写される被露光部となる。このため、ステップ移動によって、基板300W4が下流側のマスク保持部811bの下方位置に移動した際に、上流側のマスク300M4の露光と同期して下流側のマスク300M4による露光が行なわれるように、マスク保持部811のX軸方向の位置が設定されている。そして、ステップ移動動作が行われる際には、下流側のマスク駆動部812もY軸方向へのマスクの位置合わせが行なわれ、ステップ移動が停止した際に、下流側のマスク300M4でも露光転写が行なわれる(図91参照)。Further, the unexposed portions existing between the
このような露光が基板300W4全体に対して行なわれたかどうかをステップS332にて判断し、ステップS332で基板300W4全体に対して行なわれていない(No)と判定したら、ステップS316に進む。このようにステップ移動動作と、位置合わせ動作と、露光動作とが基板300W4全体が露光されるまで繰り返し行われる。また、露光装置801は、ステップS332で基板300W4全体に対して行なわれた(Yes)と判定したら、処理を終了する。これにより、基板300W4の露光領域全体に亘って両方の動作を繰り返すことで、いずれかの着色層が基板全体に露光転写される。Once whether such exposure is performed on the
さらに、このような露光動作を各色R,G,Bに対して行なうことで、ブラックマトリックスに3色のパターンが露光転写される。なお、残りの色の露光転写を行なう際には、基板300W4のY軸方向の位置をずらして搬送すれば、同一のマスク300M4を用いることができる。Further, by performing such an exposure operation for each of the colors R, G, and B, a three-color pattern is exposed and transferred to the black matrix. Incidentally, when performing exposure and transfer of the remaining colors, if conveyed by shifting the position of the Y-axis direction of the
以上説明したように、本実施形態の露光装置801及び近接露光方法によれば、制御装置815の制御により、基板300W4を移動させて、基板300W4の被露光部を各マスク300M4のパターン883の下方位置で停止させるステップ移動と、各ステップ移動において停止した基板300W4に対して複数のマスク300M4を介して露光用光ELを照射し、基板300W4に各マスク300M4のパターン883を露光する露光動作とを繰り返すようにしたので、任意な繰り返しパターンを露光することができる。As described above, according to the
また、露光装置801のようにマスクを複数設け、基板を一方向に簡潔搬送させつつ、パターンの露光を行う場合も、マスクのアライメントマークの位置をずらし、かつ、露光パターン間の距離を調整することで、基板に効率よくパターンを形成することができる。また、複数のマスクに同一のマスクを用いることができる。ここで、図92は、マスクの配置位置の他の例を示す平面図である。例えば、図92に示すように基板300W5の進行方向に平行な方向における位置が同じとなるアライメントマークを有するマスク300M5を用いる場合は、基板300W5に形成されるアライメントマークの位置が同じ位置となるため、パターン部とパターン部との距離を、Y軸方向における距離が、パターンの端からアライメントマークの外側(パターンの端から離れている側の端)までの距離の2倍以上とする必要がある。そのため、パターン部とパターン部との間隔が広くなるが、本実施形態では、このパターン部とパターン部との間隔をより狭くすることができる。Also, when exposing a pattern while providing a plurality of masks as in the
さらに、各照射部814は、超高圧水銀ランプからなる光源841と、光源841とマスク保持部811との間で露光用光ELを遮光可能なシャッター844と、備えることで、YAGフラッシュレーザ光源を使用する場合に比べて比較的安価に構成することができる。加えて、カラーフィルタに使用される感光剤であるフォトレジストも、水銀ランプを露光した場合に最適となる通常のものを適用することができ、YAGフラッシュレーザ光源を使用する場合に必要なフォトレジストの調整を行なう必要がない。なおこのような効果を得ることができるため、水銀ランプを用いることが好ましいが、フラッシュレーザ光源を用いても良い。なお、図53に示す露光装置の照明光学系3も同様である。
Further, each
また、露光装置801では、マスク300M4を12枚配置した構成をしたが、マスクの和は、これに限定されず、2枚以上であればよい。また、マスクの配置方法も2段の千鳥配置に限定されない。例えば、3段の千鳥配置としてもよい。Further, in
ここで、上記実施形態では、いずれも一つの露光パターンに対応した1辺には、1つのアライメントマークと、2つのギャップ測定窓を形成し、1つのパターン部に対応した一辺には、1つのアライメントマークと、2つのギャップ測定用領域を形成したが、一辺に設けるアライメントマーク、ギャップ測定窓、ギャップ測定用領域の数は特に限定されない。例えば、マスクの露光パターン、または、被露光基板のパターン部の一辺に2つ(2箇所)にアライメントマークを設けてもよく、4つのアライメントマークを設けてもよい。なお、複数のアライメントマークを設けた場合も、全てのアライメントマークの位置が重ならないように、つまり、Y軸と平行な方向における位置が、重ならない位置に配置することで、被露光基板のパターン部の間の距離を短くることができる。なお、一辺に複数のアライメントマークを配置する場合の配置方法も特に限定されず、等間隔に配置しても、辺の端部に配置してもよい。 Here, in the above embodiment, one alignment mark and two gap measurement windows are formed on one side corresponding to one exposure pattern, and one side on one side corresponding to one pattern portion. Although the alignment mark and two gap measurement regions are formed, the number of alignment marks, gap measurement windows, and gap measurement regions provided on one side is not particularly limited. For example, two (two) alignment marks may be provided on one side of the exposure pattern of the mask or the pattern portion of the substrate to be exposed, and four alignment marks may be provided. Even when a plurality of alignment marks are provided, the pattern of the substrate to be exposed is arranged so that the positions of all the alignment marks do not overlap, that is, the positions in the direction parallel to the Y axis do not overlap. The distance between the parts can be shortened. In addition, the arrangement | positioning method in the case of arrange | positioning several alignment mark on one side is not specifically limited, either, it may arrange | position at equal intervals and may arrange | position to the edge part of an edge | side.
また、上記実施形態では、マスクの露光パターン、基板のパターン部を外縁が矩形形状となる形状としたが、本発明はこれに限定されない。マスクの露光パターン、パターン部は、例えば、外周が台形形状、多角形形状、一部が曲線となる形状としてもよい。なお、いずれの場合であっても、露光パターン、パターン部第1の辺に隣接して一方のアライメントマークを形成し、第1の辺に対向する第2の辺に他方のアライメントマークを形成し、第1の辺と第2の辺との中心線に平行な方向において(つまり中心線に直交する方向から見た場合において)、一方のアライメントマークと他方のアライメントマークとを、互いに重ならない位置に配置することで、上記と同様の効果を得ることができる。なお、第1の辺と第2の辺との中心線とは、パターンと隣接パターンとが向かい合う辺の平均線に平行な線である。つまり、第1の辺と第2の辺とが対向する辺として、露光パターン、パターン部の外縁を矩形形状に近似した場合の中心線となる。なお、露光パターンまたはパターン部の外縁を矩形形状に近似する方法は、対向する一方の辺が第1の辺と外接し、対向する他方の辺が第2の辺と外接するように、矩形形状を露光パターンまたはパターン部の外縁に外接させる。なお、近似の際に、第1の辺と第2の辺との角度は変更してもよい。なお、中心線は、露光時にアライメントマークが形成されている辺に隣接する位置にパターンを形成する場合に基板とマスクとが相対的に移動する方向に直交する方向である。このように、マスクの露光パターン、基板のパターン部の形状によらず、複数回露光する場合に、アライメントマークの位置を対称位置からずらし、重ならない位置とすることで、基板のスペースをより有効に活用することができる。なお、ギャップ測定窓、ギャップ測定用領域も同様である。 In the above embodiment, the exposure pattern of the mask and the pattern part of the substrate are formed in a shape having a rectangular outer edge, but the present invention is not limited to this. For example, the exposure pattern and pattern portion of the mask may have a trapezoidal shape, a polygonal shape on the outer periphery, and a shape in which a part is a curve. In either case, one alignment mark is formed adjacent to the exposure pattern and the first side of the pattern portion, and the other alignment mark is formed on the second side opposite to the first side. In the direction parallel to the center line of the first side and the second side (that is, when viewed from the direction orthogonal to the center line), the position where one alignment mark and the other alignment mark do not overlap each other By arranging in, it is possible to obtain the same effect as described above. The center line of the first side and the second side is a line parallel to the average line of the sides where the pattern and the adjacent pattern face each other. That is, as the side where the first side and the second side face each other, it becomes the center line when the outer edge of the exposure pattern and the pattern portion is approximated to a rectangular shape. Note that the method of approximating the outer edge of the exposure pattern or pattern portion to a rectangular shape is a rectangular shape so that one opposite side circumscribes the first side and the other opposite side circumscribes the second side. Is circumscribed on the outer edge of the exposure pattern or pattern portion. In the approximation, the angle between the first side and the second side may be changed. The center line is a direction orthogonal to the direction in which the substrate and the mask move relatively when a pattern is formed at a position adjacent to the side where the alignment mark is formed during exposure. In this way, when exposing multiple times, regardless of the mask exposure pattern and the shape of the pattern part of the substrate, the position of the alignment mark is shifted from the symmetric position so that it does not overlap. It can be used for. The same applies to the gap measurement window and the gap measurement region.
なお、マスク、被露光基板は、対向する2辺にそれぞれ形成するアライメントマーク、ギャップ測定窓、ギャップ測定用領域の形成位置を、少なくともステップ方向から見た場合において(、つまりステップ方向に直交する方向において、すなわち、ステップ方向に直交する軸方向の座標が)、重ならない位置に形成すればよい。ここで、ステップ方向とは、マスクと基板との相対移動する面において、パターンと隣接するパターンとの間で、同一位置を結んだ線分と平行な方向である。なお、マスクにおいても同様である。 Note that the mask and the substrate to be exposed have at least the alignment marks, gap measurement windows, and gap measurement regions formed on the two opposite sides when viewed from at least the step direction (that is, the direction orthogonal to the step direction). In other words, the coordinates in the axial direction orthogonal to the step direction may be formed at positions that do not overlap. Here, the step direction is a direction parallel to a line segment connecting the same position between the pattern and the adjacent pattern on the surface where the mask and the substrate move relative to each other. The same applies to the mask.
また、上記実施形態では、マスクの露光パターン、基板のパターン部を矩形に近似した場合、矩形の対向する2つの辺のみにアライメントを設けたが、対向する2辺に直交する辺にもアライメントマークを設けてもよい。つまり、基板のパターン部を矩形に近似した場合の矩形の3辺以上にアライメントマークを設けてもよく、4辺の全てにアライメントマークを設けてもよい。なお、4辺にアライメントマークを形成する場合は、より基板を有効活用できるため、対向する2組の辺のそれぞれのアライメントマークが互いに重ならないに配置することが好ましいが、1組の対向する辺は、アライメントマークを重なる位置に配置してもよい。 In the above embodiment, when the exposure pattern of the mask and the pattern part of the substrate are approximated to a rectangle, alignment is provided only on two opposing sides of the rectangle, but alignment marks are also provided on the sides orthogonal to the two opposing sides. May be provided. That is, alignment marks may be provided on three or more sides of a rectangle when the pattern portion of the substrate is approximated to a rectangle, or alignment marks may be provided on all four sides. In the case where alignment marks are formed on four sides, the substrate can be used more effectively. Therefore, it is preferable that the alignment marks of the two opposing sides are arranged so that they do not overlap each other. May arrange the alignment marks at overlapping positions.
また、上記実施形態はいずれも、少なくとも対向する2辺にアライメントマークを形成した場合について説明した。ここで、マスク、被露光基板は、マスクの露光パターン、基板のパターン部を矩形に近似した場合、アライメントマークを、互いに直交する2辺に隣接する位置に配置してもよい。以下、図93、図94を用いて説明する。ここで、図93は、マスクの他の例を示す正面図であり、図94は、基板の他の例を示す正面図である。なお、図93に示すマスクの露光パターン、図94に示す基板のパターン部は、ともに矩形形状である。また、マスクの露光パターン、アライメントマーク、ギャップ測定窓、基板のパターン、アライメントマーク、ギャップ測定用領域は、配置位置が異なるのみで上述した、マスク、基板と同様であるので、その詳細な説明は省略する。 Moreover, all the said embodiment demonstrated the case where the alignment mark was formed in at least two opposing sides. Here, in the mask and the substrate to be exposed, when the exposure pattern of the mask and the pattern portion of the substrate are approximated to a rectangle, the alignment mark may be disposed at a position adjacent to two mutually orthogonal sides. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 93 and 94. Here, FIG. 93 is a front view showing another example of the mask, and FIG. 94 is a front view showing another example of the substrate. The mask exposure pattern shown in FIG. 93 and the substrate pattern shown in FIG. 94 are both rectangular. The mask exposure pattern, alignment mark, gap measurement window, substrate pattern, alignment mark, and gap measurement region are the same as the mask and substrate described above except for the arrangement position. Omitted.
図93に示すマスク300M7は、透明な板状の基材909と、基板300Wに露光するパターンが形成された露光パターン910と、露光パターン910の周囲に形成された、アライメントマーク911、912と、ギャップ測定窓914、916、918、919とを有する。
アライメントマーク911は、露光パターン910のX軸方向と平行な辺に隣接して配置されている。アライメントマーク912とは、露光パターン910のY軸方向と平行な辺に隣接して配置されている。つまり、アライメントマーク911と、アライメントマーク912とは、露光パターン910の互いに直交する辺にそれぞれ隣接して配置されている。なお、アライメントマーク911とアライメントマーク912とは、露光パターン910よりも外側に配置されている。
The
ギャップ測定窓914と、ギャップ測定窓916は、露光パターン910のX軸方向と平行な辺に隣接して配置されている。また、ギャップ測定窓918と、ギャップ測定窓919とは、露光パターン910のY軸方向と平行な辺に隣接して配置されている。なお、ギャップ測定窓914、ギャップ測定窓916、ギャップ測定窓918、ギャップ測定窓919も、露光パターン910よりも外側に配置されている。また、ギャップ測定窓914と、ギャップ測定窓918とは、アライメントマーク911と同じ辺に配置されている。また、ギャップ測定窓916と、ギャップ測定窓919とは、アライメントマーク912と同じ辺に配置されている。また、ギャップ測定窓914と、ギャップ測定窓918とは、アライメントマーク911を挟むように配置され、ギャップ測定窓916と、ギャップ測定窓919とは、アライメントマーク912を挟むように配置されている。
The
次に、図94を用いて、基板300W7について説明する。基板300W7は、図94に示すように、4つのパターン920a、920b、920c、920dが形成されている。なお、パターン920aとパターン920bとは、X軸方向に隣接しており、パターン920aとパターン920cとは、Y軸方向に隣接しており、パターン920cとパターン920dとは、X軸方向に隣接している。つまり、基板300Wには、4つのパターンが桝目上に配置されている。Next, with reference to FIG. 94, a description will be given of a
また、基板300W7は、4つのパターン920a、920b、920c、920dの夫々の周囲には、マスク300M7と同様に、アライメントマークと、ギャップ測定用領域が形成されている。Further, the
ここで、パターン920aのY軸と平行な2つの辺のうち一方の辺(パターン920bに対向していない辺)に隣接した位置には、アライメントマーク921aと、ギャップ測定用領域924aと、ギャップ測定用領域928aとが形成され、パターン920aのX軸と平行な2つの辺のうち一方の辺(パターン920cに対向している辺)に隣接した位置には、アライメントマーク922aと、ギャップ測定用領域926aと、ギャップ測定用領域929aとが形成されている。なお、基板300W7においては、パターン920aと、アライメントマーク921a、922aと、ギャップ測定用領域924a、926a、928a、929aとが1つのショットユニットとなる。また、パターン920bのY軸と平行な2つの辺のうち一方の辺(パターン920aに対向している辺)に隣接した位置には、アライメントマーク921bと、ギャップ測定用領域924bと、ギャップ測定用領域928bとが形成され、パターン920bのX軸と平行な2つの辺のうち他方の辺(パターン920dに対向している辺)に隣接した位置には、アライメントマーク922bと、ギャップ測定用領域926bと、ギャップ測定用領域929bとが形成されている。同様に、パターン920cに対応した位置には、アライメントマーク921c、922c、ギャップ測定用領域924c、926c、928c、929cが形成され、パターン920dに対応した位置には、アライメントマーク921d、922d、ギャップ測定用領域924d、926d、928d、929dが形成されている。Here, at a position adjacent to one of the two sides parallel to the Y axis of the
ここで、基板300W7も、パターンと隣接するパターンとの間隔を、パターンの端からアライメントマークの外側(パターンの端から離れている側の端)までの距離の2倍よりも短い配置間隔でパターンを形成することができ、基板300W7のパターンとパターンの間隔よりも間隔が短くなっている。Here, the
マスク300M7、基板300W7のように、4つの辺のうち、互いに直交する2つの辺のみにアライメントマーク及び/またはギャップ測定窓(ギャップ測定用領域)を設けることで、パターンとパターンとの間に、一方のパターンのショットユニットのアライメントマーク及び/またはギャップ測定窓(ギャップ測定用領域)を形成することができる。これにより、アライメントマーク及び/またはギャップ測定窓(ギャップ測定用領域)が重ならない構造とすることができる。以上より、4つの辺のうち、互いに直交する2つの辺のみにアライメントマーク及び/またはギャップ測定窓(ギャップ測定用領域)を設けることでも、パターンとパターンとの間の距離を短くすることができる。By providing an alignment mark and / or a gap measurement window (gap measurement region) on only two sides orthogonal to each other among the four sides like the
本出願は、2010年2月24日出願の日本特許出願2010−039025、2010年2月25日出願の日本特許出願2010−040353、2010年2月26日出願の日本特許出願2010−042532、2011年2月16日出願の日本特許出願2011−031272、2011年2月16日出願の日本特許出願2011−031273に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。 The present application is Japanese Patent Application 2010-039025 filed on February 24, 2010, Japanese Patent Application 2010-040353 filed on February 25, 2010, Japanese Patent Application 2010-042532, 2011 filed on February 26, 2010. This is based on Japanese Patent Application 2011-031272 filed on February 16, 2011 and Japanese Patent Application 2011-031273 filed on February 16, 2011, the contents of which are incorporated herein by reference.
10 マスクステージ
18 アライメントカメラ
20 基板ステージ
40 アパーチャー(光強度調整部)
70 照明光学系
71 ランプ
72 反射鏡
73 光源部
74 インテグレータレンズ(インテグレータ)
76 光学制御部(制御部)
80,80A 光照射装置
81,81A カセット
82,82A 支持体
83 光源支持部
84 ランプ押さえカバー
87 ランプ押さえ機構
90 カセット取り付け部
91 支持体本体
92 支持体カバー
96a タイマ
101 近接スキャン露光装置(露光装置)
120 基板搬送機構
121 浮上ユニット
140 基板駆動ユニット
150 基板プリアライメント機構
160 基板アライメント機構
170 マスク保持機構
171 マスク保持部
172 マスク駆動部
180 照射部
190 遮光装置
210 拡散レンズ
301、501 露光装置
303 照明光学系
304 マスクステージ
305 ワークステージ
410 露光パターン
411、112 アライメントマーク
414、416、418、419 ギャップ測定窓
M、300M マスク
P パターン
PE 逐次近接露光装置(露光装置)
W、300W ガラス基板(被露光材、基板、被露光基板)10
70 Illumination
76 Optical control unit (control unit)
80, 80A
DESCRIPTION OF
W, 300W glass substrate (material to be exposed, substrate, substrate to be exposed)
Claims (34)
前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、
発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部、該複数の光源部からの光が入射するインテグレータ、該インテグレータから出射した光を略平行光に変換するコリメーションミラー、及び該光源部からの光を透過又は遮断するように開閉制御するシャッターを有する照明光学系と、
を備え、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する近接露光装置であって、
前記複数の光源部の少なくとも一つから出射される光は、その主光軸が前記インテグレータの中心からずれた位置を通って前記インテグレータに入射されることを特徴とする近接露光装置。A substrate holder for holding a substrate as an exposed material;
A mask holding unit for holding a mask so as to face the substrate;
A plurality of light source units each including a light emitting unit and a reflection optical system that emits light with directivity emitted from the light emitting unit, an integrator to which light from the plurality of light source units is incident, light emitted from the integrator An illumination optical system having a collimation mirror for converting into substantially parallel light, and a shutter for controlling opening and closing so as to transmit or block light from the light source unit;
With
A proximity exposure apparatus that irradiates the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask,
The proximity exposure apparatus, wherein light emitted from at least one of the plurality of light source units is incident on the integrator through a position where a main optical axis thereof is shifted from a center of the integrator.
前記各カセットには、前記所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点がほぼ一致するように前記所定数の光源部が取り付けられ、
前記支持体には、前記各カセットの所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点が異なる位置となるように、前記複数のカセットが取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の近接露光装置。The illumination optical system includes a plurality of cassettes to which a predetermined number of the light source units can be respectively attached, and a support to which the plurality of cassettes can be attached.
The predetermined number of light source units is attached to each cassette so that the intersections of the main optical axes of the light emitted from the predetermined number of light source units substantially coincide with each other,
The plurality of cassettes are attached to the support so that the intersections of the main optical axes of light emitted from a predetermined number of light source units of the cassettes are at different positions. The proximity exposure apparatus according to 1.
前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、
発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系を含む光源部、該光源部からの光が入射するインテグレータ、該インテグレータから出射した光を略平行光に変換するコリメーションミラー、及び該光源部からの光を透過又は遮断するように開閉制御するシャッターを有する照明光学系と、
を備え、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する近接露光装置であって、
前記光源部の出射面近傍には、該出射面から出射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられることを特徴とする近接露光装置。A substrate holder for holding a substrate as an exposed material;
A mask holding unit for holding a mask so as to face the substrate;
A light source unit including a light emitting unit and a reflection optical system that emits light with directivity emitted from the light emitting unit, an integrator that receives light from the light source unit, and converts light emitted from the integrator into substantially parallel light An illumination optical system having a collimation mirror, and a shutter that controls opening and closing so as to transmit or block light from the light source unit;
With
A proximity exposure apparatus that irradiates the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask,
A proximity exposure apparatus, wherein a light intensity adjusting unit for adjusting the intensity of light emitted from the light emitting surface is provided in the vicinity of the light emitting surface of the light source unit.
前記光強度調整部は、前記複数の光源部にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項3又は4に記載の近接露光装置。The light source unit includes a plurality of light source units each including the light emitting unit and the reflective optical system,
The proximity exposure apparatus according to claim 3, wherein the light intensity adjustment unit is provided in each of the plurality of light source units.
前記光強度調整部は、前記カセット内に取り付けられた前記所定数の光源部全ての各出射面の中央部を含んで各出射面を部分的に遮蔽するアパーチャーであることを特徴とする請求項5に記載の近接露光装置。The illumination optical system includes a plurality of cassettes to which a predetermined number of the light source units can be respectively attached, and a support to which the plurality of cassettes can be attached.
The light intensity adjusting unit is an aperture that partially shields each emission surface including a central portion of each emission surface of all of the predetermined number of light source units mounted in the cassette. 5. The proximity exposure apparatus according to 5.
前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、
発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて出射する反射光学系を含む光源部、該光源部からの光が入射するインテグレータ、該インテグレータから出射した光を略平行光に変換するコリメーションミラー、及び該光源部からの光を透過又は遮断するように開閉制御するシャッターを有する照明光学系と、
を備え、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する近接露光装置であって、
前記インテグレータの入射面には、該入射面に入射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられることを特徴とする近接露光装置。A substrate holder for holding a substrate as an exposed material;
A mask holding unit for holding a mask so as to face the substrate;
A light source unit including a light emitting unit and a reflection optical system that emits light with directivity emitted from the light emitting unit, an integrator that receives light from the light source unit, and converts light emitted from the integrator into substantially parallel light An illumination optical system having a collimation mirror, and a shutter that controls opening and closing so as to transmit or block light from the light source unit;
With
A proximity exposure apparatus that irradiates the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask,
A proximity exposure apparatus, wherein an incident surface of the integrator is provided with a light intensity adjusting unit that adjusts the intensity of light incident on the incident surface.
前記光強度調整部は、前記各レンズエレメントの入射面の中央部を含んで部分的に遮蔽する複数のアパーチャーであることを特徴とする請求項7に記載の近接露光装置。The integrator is a fly eye integrator or a rod integrator in which a plurality of lens elements are arranged vertically and horizontally,
8. The proximity exposure apparatus according to claim 7, wherein the light intensity adjusting unit is a plurality of apertures that partially shield including a central portion of an incident surface of each lens element.
所定数の前記光源部をそれぞれ取付可能な複数のカセットと、
該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、
を備え、
前記各カセットには、前記所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点がほぼ一致するように前記所定数の光源部が取り付けられ、
前記支持体には、前記各カセットの所定数の光源部から出射された光の各主光軸の交点が異なる位置となるように、前記複数のカセットが取り付けられることを特徴とする露光装置用光照射装置。A plurality of light source units each including a light emitting unit and a reflective optical system that emits light with directivity emitted from the light emitting unit;
A plurality of cassettes to which a predetermined number of the light source units can be respectively attached;
A support to which the plurality of cassettes can be attached;
With
The predetermined number of light source units is attached to each cassette so that the intersections of the main optical axes of the light emitted from the predetermined number of light source units substantially coincide with each other,
For the exposure apparatus, the plurality of cassettes are attached to the support so that the intersections of the main optical axes of light emitted from a predetermined number of light source units of the cassettes are at different positions. Light irradiation device.
所定数の前記光源部をそれぞれ取付可能な複数のカセットと、
該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、
前記各カセットにそれぞれ設けられ、前記カセット内に取り付けられた前記所定数の光源部全ての各出射面の中央部を含んで各出射面を部分的に遮蔽する複数のアパーチャーと、
を備えることを特徴とする露光装置用光照射装置。A plurality of light source units each including a light emitting unit and a reflective optical system that emits light with directivity emitted from the light emitting unit;
A plurality of cassettes to which a predetermined number of the light source units can be respectively attached;
A support to which the plurality of cassettes can be attached;
A plurality of apertures that are provided in each of the cassettes and partially shield each of the emission surfaces including the central portion of each of the emission surfaces of all the predetermined number of light source units attached in the cassette;
A light irradiation apparatus for an exposure apparatus, comprising:
前記複数の光源部の少なくとも一つから出射される光は、その主光軸が前記インテグレータの中心からずれた位置を通って前記インテグレータに入射されるように、前記複数の光源部を配置する工程と、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する工程と、
を有することを特徴とする近接露光方法。A substrate holding portion for holding a substrate as an exposed material; a mask holding portion for holding a mask so as to face the substrate; a light emitting portion; and a reflection emitted from the light emitting portion with directivity. A plurality of light source units each including an optical system, an integrator in which light from the plurality of light source units is incident, a collimation mirror that converts light emitted from the integrator into substantially parallel light, and light transmitted from or blocked by the light source unit A proximity exposure method using a proximity exposure apparatus comprising: an illumination optical system having a shutter that is controlled to open and close;
The step of arranging the plurality of light source units so that light emitted from at least one of the plurality of light source units is incident on the integrator through a position where a main optical axis is shifted from the center of the integrator. When,
Irradiating the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask;
A proximity exposure method characterized by comprising:
前記光源部の出射面近傍に、該出射面から出射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられる工程と、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する工程と、
を有することを特徴とする近接露光方法。A substrate holding portion for holding a substrate as an exposed material; a mask holding portion for holding a mask so as to face the substrate; a light emitting portion; and a reflection emitted from the light emitting portion with directivity. A light source unit including an optical system, an integrator on which light from the light source unit is incident, a collimation mirror that converts light emitted from the integrator into substantially parallel light, and open / close control so as to transmit or block light from the light source unit A proximity exposure method using a proximity exposure apparatus comprising:
A step of providing a light intensity adjustment unit for adjusting the intensity of light emitted from the emission surface in the vicinity of the emission surface of the light source unit;
Irradiating the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask;
A proximity exposure method characterized by comprising:
前記光源部の出射面近傍には、前記露光される基板に応じて所望の前記アパーチャーが設けられることを特徴とする請求項14に記載の近接露光方法。The light intensity adjusting unit includes a plurality of apertures each having a different shielding area including a central portion of the exit surface, depending on the substrate to be exposed,
The proximity exposure method according to claim 14, wherein a desired aperture is provided in the vicinity of an emission surface of the light source unit according to the substrate to be exposed.
前記インテグレータの入射面に、該入射面に入射される光の強度を調整する光強度調整部が設けられる工程と、
前記基板と前記マスクとの間に所定の隙間が設けられた状態で、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射する工程と、
を有することを特徴とする近接露光方法。A substrate holding portion for holding a substrate as an exposed material; a mask holding portion for holding a mask so as to face the substrate; a light emitting portion; and a reflection emitted from the light emitting portion with directivity. A light source unit including an optical system, an integrator on which light from the light source unit is incident, a collimation mirror that converts light emitted from the integrator into substantially parallel light, and open / close control so as to transmit or block light from the light source unit A proximity exposure method using a proximity exposure apparatus comprising:
A step of providing a light intensity adjusting unit for adjusting the intensity of light incident on the incident surface on the incident surface of the integrator;
Irradiating the substrate with light from the illumination optical system through the mask in a state where a predetermined gap is provided between the substrate and the mask;
A proximity exposure method characterized by comprising:
前記被露光基板に露光するパターンが形成された露光パターンと、
前記露光パターンの外縁の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマークと、
前記露光パターンの外縁の前記第1の辺に対向する第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマークと、を有し、
前記第1のアライメントマークは、前記ステップ方向から見た場合において、前記第2のアライメントマークが形成されている位置とは、重ならない位置に配置されていることを特徴とするマスク。A mask that exposes a pattern on the substrate to be exposed by moving relative to the substrate to be exposed in the step direction,
An exposure pattern in which a pattern to be exposed on the substrate to be exposed is formed;
A first alignment mark formed at a position adjacent to the first side of the outer edge of the exposure pattern;
A second alignment mark formed at a position adjacent to the second side opposite to the first side of the outer edge of the exposure pattern;
The mask, wherein the first alignment mark is arranged at a position that does not overlap with a position where the second alignment mark is formed when viewed from the step direction.
前記第2の辺に隣接した位置に形成された第2測定窓と、をさらに有することを特徴とする請求項19に記載のマスク。A first measurement window formed at a position adjacent to the first side;
The mask according to claim 19, further comprising a second measurement window formed at a position adjacent to the second side.
前記被露光基板に露光するパターンが形成された露光パターンと、
前記露光パターンの外縁の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマークと、
前記露光パターンの外周の前記第1の辺とは異なる方向に伸びた第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマークと、を有することを特徴とするマスク。In a mask that exposes a pattern on a substrate to be exposed,
An exposure pattern in which a pattern to be exposed on the substrate to be exposed is formed;
A first alignment mark formed at a position adjacent to the first side of the outer edge of the exposure pattern;
And a second alignment mark formed at a position adjacent to a second side extending in a direction different from the first side of the outer periphery of the exposure pattern.
透明な板状部材と、
前記板状部材の表面にパターンが形成されたパターン部、前記板状部材の表面の、前記パターン部の外周の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマーク、及び、前記板状部材の表面の、前記パターン領域の外周の前記第1の辺に対向する第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマーク、で構成されたショットユニットと、を有し、
前記第1のアライメントマークは、前記ステップ方向から見た場合において、前記第2のアライメントマークが形成されている位置とは、重ならない位置に形成されていることを特徴とする被露光基板。A substrate to be exposed on which a pattern is formed by relative movement in a step direction with a mask,
A transparent plate member;
A pattern portion having a pattern formed on the surface of the plate-like member, a first alignment mark formed at a position adjacent to a first side of the outer periphery of the pattern portion on the surface of the plate-like member, and A shot unit composed of a second alignment mark formed on the surface of the plate-like member at a position adjacent to the second side opposite to the first side of the outer periphery of the pattern region. ,
The substrate to be exposed, wherein the first alignment mark is formed at a position that does not overlap with a position where the second alignment mark is formed when viewed from the step direction.
前記第2の辺に隣接した位置に形成された第2測定用領域と、をさらに有することを特徴とする請求項23に記載の被露光基板。The shot unit includes a first measurement region formed at a position adjacent to the first side;
24. The substrate to be exposed according to claim 23, further comprising a second measurement region formed at a position adjacent to the second side.
前記板状部材の表面にパターンが形成されたパターン部、前記板状部材の表面の、前記パターン部の外周の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマーク、及び、前記板状部材の表面の、前記パターン領域の外周の前記第1の辺とは異なる方向に延在する第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマーク、で構成されたショットユニットと、を有することを特徴とする被露光基板。A transparent plate member;
A pattern portion having a pattern formed on the surface of the plate-like member, a first alignment mark formed at a position adjacent to a first side of the outer periphery of the pattern portion on the surface of the plate-like member, and A shot unit composed of a second alignment mark formed at a position adjacent to a second side extending in a direction different from the first side of the outer periphery of the pattern region on the surface of the plate member And a substrate to be exposed.
前記パターン部と、前記第1の辺、または、前記第2の辺に隣接して配置されたパターン部と、の間隔をL1とし、
前記パターン部の端から前記アライメントマークの前記パターン部の端から離れている側の端までの距離をL2とすると、
0<L1<2L2であることを特徴とする請求項23から26のいずれか1項に記載の被露光基板。A plurality of the shot units;
L 1 is an interval between the pattern portion and the pattern portion disposed adjacent to the first side or the second side,
When the distance from the end of the pattern portion to the end of the side away from the end of the pattern portion of the alignment mark and L 2,
27. The substrate to be exposed according to any one of claims 23 to 26, wherein 0 <L 1 <2L 2 .
前記マスクを支持するマスク支持機構と、
被露光基板を支持する基板保持機構と、
前記マスクと前記被露光基板とを相対的に移動させる移動機構と、
前記被露光基板に前記マスクを通過した光を照射する照射光学系と、
前記移動機構の移動及び前記照射光学系による光の照射を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記マスクの露光パターンの前記第1の辺が、前記被露光基板に露光されたパターン部の前記第2の辺に相当する辺に隣接し、かつ、前記露光パターンの露光位置と、前記露光されたパターン部との間隔をL1とし、前記パターン部の端から前記アライメントマークの前記パターン部の端から離れている側の端までの距離をL2とすると、0<L1<2L2となる位置に前記マスクと前記被露光基板とを相対的に移動させ、前記露光パターンを前記被露光基板に露光させることを特徴とする露光装置。A mask according to any one of claims 19 to 22,
A mask support mechanism for supporting the mask;
A substrate holding mechanism for supporting the substrate to be exposed;
A moving mechanism for relatively moving the mask and the substrate to be exposed;
An irradiation optical system for irradiating the substrate to be exposed with light that has passed through the mask;
A control device for controlling movement of the moving mechanism and light irradiation by the irradiation optical system,
The control device is configured such that the first side of the exposure pattern of the mask is adjacent to a side corresponding to the second side of the pattern portion exposed on the substrate to be exposed, and an exposure position of the exposure pattern If, when the distance between the exposed pattern portion and L 1, the distance from the end of the pattern portion to the end on the side where the away from the end of the pattern portion of the alignment mark and L 2, 0 <L An exposure apparatus, wherein the mask and the substrate to be exposed are relatively moved to a position where 1 <2L 2 and the exposure pattern is exposed to the substrate to be exposed.
前記制御装置は、前記アライメントカメラで取得した画像のアライメントマークの位置に基づいて、前記移動機構により前記マスクと前記被露光基板とを相対的に移動させることを特徴とする請求項29に記載の露光装置。An alignment camera that captures an image of the alignment mark formed on the substrate to be exposed and the alignment mark formed on the mask; and a camera moving mechanism that moves the alignment camera;
30. The control device according to claim 29, wherein the controller relatively moves the mask and the substrate to be exposed by the moving mechanism based on a position of an alignment mark of an image acquired by the alignment camera. Exposure device.
前記露光パターンの外縁の第1の辺に隣接した位置に形成された第1のアライメントマークと、前記露光パターンの外周の前記第1の辺に対向する第2の辺に隣接した位置に形成された第2のアライメントマークと、を有し、前記第1のアライメントマークが、ステップ方向から見た場合において、前記第2のアライメントマークが形成されている位置とは、重ならない位置に配置されているマスクを用い、
前記マスクの露光パターンの前記第1の辺が、前記被露光基板に露光されたパターン部の前記第2の辺に相当する辺に隣接し、かつ、前記露光パターンの露光位置と、前記露光されたパターン部との間隔をL1とし、前記パターン部の端から前記アライメントマークの前記パターン部の端から離れている側の端までの距離をL2とすると、0<L1<2L2となる位置に前記マスクと前記被露光基板とを相対的に前記ステップ方向に移動させ、前記露光パターンを前記被露光基板に露光させることを特徴とする露光方法。An exposure method in which the mask and the substrate to be exposed are moved relative to each other in a step direction, and an exposure pattern formed on the mask is exposed at a plurality of positions on one substrate to be exposed,
A first alignment mark formed at a position adjacent to the first side of the outer edge of the exposure pattern, and a position adjacent to the second side of the outer periphery of the exposure pattern facing the first side. A second alignment mark, and when the first alignment mark is viewed from the step direction, the second alignment mark is disposed at a position that does not overlap with the position where the second alignment mark is formed. Using the mask
The first side of the exposure pattern of the mask is adjacent to a side corresponding to the second side of the pattern portion exposed on the substrate to be exposed, and the exposure position of the exposure pattern is exposed. When the distance from the pattern portion is L 1 and the distance from the end of the pattern portion to the end of the alignment mark that is away from the end of the pattern portion is L 2 , 0 <L 1 <2L 2 An exposure method, wherein the mask and the substrate to be exposed are moved relative to each other in the step direction to expose the exposure pattern on the substrate to be exposed.
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