TW201527896A - 空間光調變元件模組、光描繪裝置、曝光裝置、空間光調變元件模組製造方法及元件製造方法 - Google Patents

空間光調變元件模組、光描繪裝置、曝光裝置、空間光調變元件模組製造方法及元件製造方法 Download PDF

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Abstract

製造具有大面積之空間光調變元件模組。 空間光調變元件模組，具備：基座構件；以及複數個空間光調變元件陣列；複數個空間光調變元件陣列之各個具有將入射光之強度及相位之至少一者調變後射出之光調變元件；基座構件將複數個空間光調變元件陣列在裸晶狀態下保持在預先決定之相對位置。上述空間光調變元件模組中，複數個空間光調變元件陣列亦可在至少一個方向錯開配置。

Description

空間光調變元件模組、光描繪裝置、曝光裝置、空間光調變元件模組製造方法及元件製造方法
本發明係關於一種空間光調變元件模組、光描繪裝置、曝光裝置、空間光調變元件模組製造方法及元件製造方法。
有一種具備包含空間光調變元件之描繪頭之曝光裝置(例如參照專利文獻1及參照非專利文獻1)。
專利文獻1：日本特開2007-052080號公報
非專利文獻1：Proc. of SPIE Vol.5377, P.777
若空間光調變元件大型化則製造產率會顯著降低。
本發明第一形態之空間光調變元件模組，具備：基座構件；以及複數個空間光調變元件陣列；複數個空間光調變元件陣列之各個具有將入射光之強度及相位之至少一者調變後射出之光調變元件；基座構件將複數個空間光調變元件陣列在裸晶狀態下保持在預先決定之相對位置。
本發明第二形態之光描繪裝置，使用上述空間光調變元件模組描繪光像。
本發明第三形態之曝光裝置，使用上述光描繪裝置使物體曝光。
本發明第四形態之空間光調變元件模組製造方法，具備：準備複數個分別具有複數個反射元件之空間光調變元件陣列之步驟；以及使複數個空間光調變元件陣列之各個沿著基座構件排列之步驟。
本發明第五形態之元件製造方法，包含微影步驟，其特徵在於：使用上述曝光裝置進行曝光。
上述發明內容並未列舉本發明所有特徵。此等特徵群之子集合亦可構成本發明。
100‧‧‧曝光裝置
200‧‧‧控制系
210‧‧‧主控制部
220‧‧‧載台控制部
230‧‧‧光源控制部
240‧‧‧調變控制部
300‧‧‧照明系
301‧‧‧光學系
310‧‧‧光源
320‧‧‧光束放大器
330‧‧‧偏光控制光學元件
340‧‧‧繞射光學元件
352,354‧‧‧中繼光學系
360‧‧‧微透鏡陣列
370‧‧‧中繼透鏡
380‧‧‧視野光闌
382‧‧‧COP
391,392,393‧‧‧反射鏡
400‧‧‧光描繪系
410‧‧‧投影光學系
420‧‧‧晶圓載台
422‧‧‧反射鏡
430‧‧‧載台驅動部
440‧‧‧干涉儀
450‧‧‧半導體晶圓
500,501‧‧‧空間光調變元件模組
509‧‧‧矽晶圓
510,710‧‧‧空間光調變元件陣列
511,581‧‧‧縱槽
512‧‧‧犧牲層
513,583‧‧‧橫槽
514,515,582‧‧‧對準標記
516‧‧‧微凸塊
520,720‧‧‧陣列基板
522‧‧‧CMOS電路
524‧‧‧處理區域
530,730‧‧‧反射元件
540,740‧‧‧柱
550,750‧‧‧撓曲件
560,762,764‧‧‧固定電極
562,572,763,765‧‧‧絕緣膜
570‧‧‧可動電極
580,640‧‧‧模組基板
584‧‧‧接合引線
592,594‧‧‧定位構件
610,611,612,613,614‧‧‧空間光調變元件陣列組裝體
630‧‧‧封裝體
631‧‧‧窗部
632‧‧‧蓋部
633‧‧‧反射防止部
634‧‧‧收容體
635‧‧‧遮光線
圖1係曝光裝置100之示意圖。
圖2係顯示空間光調變元件模組之製造過程之流程圖。
圖3係矽晶圓509之俯視圖。
圖4係空間光調變元件陣列510之示意立體圖。
圖5係空間光調變元件陣列510之示意剖面圖。
圖6係空間光調變元件陣列510之示意剖面圖。
圖7係空間光調變元件陣列510之示意立體圖。
圖8係空間光調變元件陣列710之示意剖面圖。
圖9係空間光調變元件陣列710之示意剖面圖。
圖10係空間光調變元件陣列組裝體610之示意側視圖。
圖11係空間光調變元件陣列組裝體610之示意側視圖。
圖12係空間光調變元件陣列組裝體610之示意俯視圖。
圖13係空間光調變元件陣列組裝體610之示意剖面圖。
圖14係空間光調變元件陣列組裝體611之示意剖面圖。
圖15係空間光調變元件陣列組裝體612之分解立體圖。
圖16係空間光調變元件陣列組裝體612之剖面圖。
圖17係空間光調變元件陣列組裝體613之分解立體圖。
圖18係空間光調變元件陣列組裝體613之剖面圖。
圖19係空間光調變元件模組500之立體圖。
圖20係空間光調變元件模組500之俯視圖。
圖21係空間光調變元件模組500之剖面圖。
圖22係空間光調變元件模組501之俯視圖。
以下，藉由發明之實施形態說明本發明，但以下之實施形態並不限定申請專利範圍之發明。又，在實施形態中說明之特徵之所有組合未必是發明之必要解決手段。
圖1係顯示曝光裝置100之構造之示意圖。曝光裝置100具備控制系200、照明系300及光描繪系400。光描繪系400包含空間光調變元件模組500。
控制系200具有主控制部210、載台控制部220、光源控制部230及調變控制部240。載台控制部220控制載台驅動部430，光源控制部230控制光源310，調變控制部240控制空間光調變元件模組500。
相對於此，主控制部210統籌控制包含載台控制部220、光源控制部230及調變控制部240之曝光裝置100整體。又，主控制部210具有對使用者之介面，接收來自使用者之指示，且將曝光裝置100之動作狀 態向曝光裝置100之外部通知。
照明系300具有光源310及光學系301。光源310，從光源控制部230供應指示發光之時序及發光強度之觸發脈衝，進行脈衝發光。光源310產生之脈衝光為大致平行光束，具有矩形之光束剖面形狀。
作為光源310，可使用例如將波長193nm且脈衝寬1ns程度之雷射光以1~3MHz程度之頻率進行脈衝發光之波長轉換型固體雷射等。又，作為光源310，亦可使用將波長193nm且脈衝寬50ns程度之雷射光以4~6kHz程度之頻率進行脈衝發光之ArF準分子雷射光、以波長248nm進行發光之KrF準分子雷射光、脈衝點燈之發光二極體等。
光學系301具有光束放大器320、偏光控制光學元件330、繞射光學元件340、中繼光學系352,354、微透鏡陣列360、中繼透鏡、視野光闌380等光學構件。光束放大器320將光源310產生之脈衝光之束徑放大。
光學系301之偏光控制光學元件330控制脈衝光之偏光狀態。作為偏光控制光學元件330，可適當地選擇配置使脈衝光之偏光方向旋轉之1/2波長板、將脈衝光轉換成圓偏光之1/4波長板、將脈衝光轉換成隨機偏光(非偏光)之複折射性稜鏡等。
光學系301之繞射光學元件340，轉座所保持之複數個元件之一插入脈衝光之光路。作為繞射光學元件340，除了一般照明用元件外，可使用產生同調因子(σ值)較小之照明光之小σ照明用元件、2極照明用元件、4極照明用元件、輪帶照明用元件等。此外，作為繞射光學元件340，亦可使用反射型之空間調變元件。
在光學系301，從繞射光學元件340射出之脈衝光，係藉由 中繼光學系352導向微透鏡陣列360。光學系301之微透鏡陣列360係藉由多數個微小透鏡元件將脈衝光二維分割，在後側焦點面即光學系301之照明瞳面形成二維光源(面光源)。此外，作為中繼光學系352，亦可使用變焦透鏡。又，作為微透鏡陣列360，亦可使用複眼透鏡。
從形成在照明瞳面之二維光源射出之照明光，通過中繼透鏡370、視野光闌380及另一中繼光學系354朝向空間光調變元件模組500照射。視野光闌380係設在從與投影光學系410之物體面共軛之面COP382往光軸方向偏移之位置。
照射至空間光調變元件模組500之照明光，以大致均勻之照度照明圖中箭頭所示方向中之X方向細長之長方形狀之區域。又，照明光係以具有預先決定之一定傾斜之入射角α射入空間光調變元件模組500之反射面。
此外，光學系301進一步包含插入至光路上之複數個反射鏡391,392,393。反射鏡391,392,393使照明光之光路彎折，藉此使曝光裝置100小型化。
光描繪系400包含空間光調變元件模組500、投影光學系410及晶圓載台420。空間光調變元件模組500，在調變控制部240之控制下，在以均勻之照度照射之照明光形成照度分布。關於空間光調變元件模組500，將參照其他圖之後說明。
投影光學系410形成在空間光調變元件模組500側非遠心且在晶圓載台420側遠心之縮小投影光學系。又，相對於投影光學系410，空間光調變元件模組500與搭載於晶圓載台420之半導體晶圓450之表面位於 共軛關係。
藉此，投影光學系410將具有由空間光調變元件模組500形成之分布之空間像之縮小像形成在半導體晶圓450之表面，使塗布在半導體晶圓450之光阻膜感光。半導體晶圓450，除了單晶矽以外，亦可為化合物半導體等。
投影光學系410具有例如1/10~1/100程度之投影倍率β。又，投影光學系410之解像度為例如空間光調變元件模組500之解像度之1倍~數倍程度。亦即，藉由使空間光調變元件模組500之解像度提升，能使投影光學系410之解像度提升。
然而，控制系200、照明系300、空間光調變元件模組500及投影光學系410分別固定於曝光裝置100。相對於此，晶圓載台420被載台驅動部430驅動，往圖中箭頭所示之掃描方向y位移。藉此，可藉由從投影光學系410射出之投影光掃描半導體晶圓450之表面。
此外，晶圓載台420亦搭載反射鏡422。反射鏡422具有相對於晶圓載台420之移動方向正交之反射面，使從干涉儀440照射之雷射光朝向干涉儀440反射。藉此，載台控制部220高精度檢測晶圓載台420之移動量，高精度控制載台驅動部430。
如上述，在曝光裝置100，不使用光罩或標線片，能藉由以無光罩方式形成之圖案之投影光使半導體晶圓450感光。又，藉由使晶圓載台420移動，能使半導體晶圓450整面感光。
因此，藉由反覆曝光，能在半導體晶圓450之表面形成多數個曝光圖案。又，藉由就各照射區域分別變更圖案，可將較投影光學系410 之投影面積大之圖案形成在半導體晶圓450上。再者，亦可根據半導體晶圓450之區域形成不同圖案。
圖2係顯示空間光調變元件模組500之製造過程之流程圖。空間光調變元件模組500可藉由MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微小電氣機械系統)技術對矽晶圓加工而製造。因此，在空間光調變元件模組500之製造，首先，執行藉由光微影技術對矽晶圓加工之晶圓製程步驟(步驟S101)。
圖3係以示意方式顯示藉由晶圓製程形成有複數個空間光調變元件陣列510之矽晶圓509之圖。如圖示，藉由晶圓製程，在一片矽晶圓509形成複數個空間光調變元件陣列510。又，在各空間光調變元件陣列510形成決定空間光調變元件陣列510之解像度之多數個反射元件530。
使用直徑30cm之矽晶圓509之情形，各空間光調變元件陣列510成為例如2.5cm平方程度之尺寸。又，形成在空間光調變元件陣列510之反射元件530之各個，呈例如一邊長度數μm程度之矩形。
此處，藉由使空間光調變元件陣列510分別大型化，能使單獨之空間光調變元件陣列510之解像度提升。然而，若形成在一個空間光調變元件陣列510之反射元件530之數增加，則空間光調變元件陣列510之產率降低。因此，藉由抑制各空間光調變元件陣列510之解像度，即使在反射元件530之產率不變之情形，亦能使矽晶圓509之利用效率提升。
再次參照圖2，執行對在步驟S101形成有複數個空間光調變元件陣列510之矽晶圓509進行切割以將空間光調變元件陣列510單片化之切割步驟(步驟S102)。矽晶圓509，除了雷射加工外，亦可藉由使用切割 鋸之機械加工進行切割。以此方式，可準備多數個空間光調變元件陣列510。
圖4係顯示單獨之空間光調變元件陣列510之構造之示意立體圖。如圖示，空間光調變元件陣列510具有陣列基板520、配置在陣列基板520上之複數個反射元件530與複數個柱540。
柱540在陣列基板520上整齊地配置成矩陣狀。柱540，如後述，將反射元件530支承成可位移。反射元件530，相對於柱540具有一定之相對位置，配置成矩陣狀。又，反射元件530之表面係配置在與陣列基板520之表面平行之共通面。
圖5係空間光調變元件陣列510之示意剖面圖。在圖示之剖面，在陣列基板520之表面，柱540與反射元件530係藉由撓曲件550彈性結合。
又，在圖示之剖面，在陣列基板520之圖中上面配置固定電極560，在撓曲件550之圖中下面配置可動電極570。此外，在固定電極560及可動電極570，在彼此對向之表面之至少一部分形成絕緣膜562,572。藉此，可防止固定電極560及可動電極570彼此短路。
再者，在圖示之剖面，在陣列基板520之內部配置CMOS電路522。CMOS電路522包含與固定電極560之各個對應之正反器及選擇電路。在CMOS電路522，選擇任一個選擇電路情形，在供應至正反器之時脈訊號之時序，電壓施加至對應之固定電極560。
此外，可動電極570係連接至任意固定電位、例如接地電位。又，在陣列基板520設有將CMOS電路522連接至外部之配線、通孔、焊墊、凸塊等。
在上述空間光調變元件陣列510，CMOS電路522可藉由CMOS製程對矽晶圓509加工而形成。又，反射元件530、柱540、撓曲件550等構造物係藉由沉積在矽晶圓509之氮化矽、聚矽等形成。再者，為了提升反射效率，亦可在反射元件530之表面沉積鋁等之金屬層。
圖6係顯示在圖5所示之空間光調變元件陣列510對一個固定電極560施加電壓之狀態。亦即，對位於圖中左側之固定電極560施加電壓，對向之可動電極570被拉往圖中下方。藉此，撓曲件550變形，反射元件530往圖中下方位移。因此，在與未施加電壓之圖中右側之反射元件530之間產生高度差H。
圖7，如上述，係顯示電壓施加至一部分固定電極560之空間光調變元件陣列510之樣子之立體圖。在圖示之例，圖中左側之A列及圖中右側之C列之反射元件530，保持與圖4所示之空間光調變元件陣列510相同狀態。相對於此，位於圖中中央之B列之反射元件530，相對於圖中以虛線所示之當初之排列平面，往接近陣列基板520之方向位移。
投影光射入空間光調變元件陣列510之情形，藉由上述反射元件530之位移，反射光之光路亦會位移。又，伴隨光路之位移，往外部射出之反射光之相位會變化。如上述，在空間光調變元件陣列510，分別控制設有複數個之反射元件530，能就各反射元件530使反射光之狀態分別變化。
例如，在反射元件530之反射光之相位變化之情形，藉由在反射元件530之反射光與在反射元件530相互間之區域反射之反射光之相互作用，空間光調變元件陣列510之包含該反射元件530之區域之反射光之光 強度變化。藉此，可在空間光調變元件陣列510反射之照明光形成分布。
圖8係替換空間光調變元件陣列510顯示可形成空間光調變元件模組500之另一空間光調變元件陣列710之示意剖面圖。空間光調變元件陣列710具備陣列基板720、反射元件730、柱740及撓曲件750。
陣列基板720具有配置在圖中上面之一對固定電極762,764。固定電極762,764之表面被絕緣膜763,765覆蓋。反射元件730係透過柔軟之撓曲件750被柱740支承。
此處，一對固定電極762,764，相對於反射元件730之支柱，分配配置在陣列基板720之面方向。又，可對固定電極762,764之各個個別地施加驅動電壓。
圖9係說明空間光調變元件陣列710之動作之圖。使空間光調變元件陣列710動作時，如圖示，對固定電極762,764之任一者施加驅動電壓。在圖示之例，對位於圖中左側之固定電極762施加驅動電壓。此外，撓曲件750恆處於基準電位。
對固定電極762施加驅動電壓後，藉由在與撓曲件750之間產生之靜電力，撓曲件750吸附在固定電極762，使撓曲件750所支承之反射元件730傾斜。藉此，被反射元件730反射後之反射光之傳遞方向變化，因此空間光調變元件陣列710可調變入射光。
此外，吸附在固定電極762之撓曲件750，藉由與固定電極762抵接將反射元件730之傾斜定位。此時，設在固定電極762之表面之絕緣膜763防止固定電極762與撓曲件750之短路。
再次參照圖2，在空間光調變元件模組500之製造，執行作 成空間光調變元件陣列組裝體610之布置步驟(步驟S103)。在布置步驟，將複數個空間光調變元件陣列510構裝在模組基板580。模組基板580可藉由例如矽基板形成。
圖10係空間光調變元件陣列組裝體610之示意側視圖。如圖示，在作為基座構件之模組基板580，定位固定有複數個空間光調變元件陣列510。藉此，複數個空間光調變元件陣列510之相互位置被固定。空間光調變元件陣列510對模組基板580之固定，可廣泛地利用金屬接合、有機系接著劑、水玻璃等之無機系接著劑、陽極接合等。
此外，在使接著劑等硬化以將空間光調變元件陣列510永久固定在模組基板580之前，亦可檢查各空間光調變元件陣列510。在此步驟檢查，將受損之空間光調變元件陣列510更換成正常者，藉此可進一步提升空間光調變元件模組500之產率。
又，在空間光調變元件陣列510之各個，反射元件530係可位移地設在陣列基板520。因此，在固定空間光調變元件陣列510之過程，若夾頭、搬送機械臂、銷組等之工具與反射元件530接觸，則有可能使撓曲件550等之柔軟構造之特性改變。
因此，在圖示之例，在空間光調變元件陣列510之各個，將未配置反射元件530之處理區域524設在陣列基板520之周緣。藉此，在處理空間光調變元件陣列510之情形，不與反射元件530接觸即可處理空間光調變元件陣列510。
如上述，在空間光調變元件陣列組裝體610，空間光調變元件陣列510係以裸晶狀態構裝在模組基板580。亦即，構裝在模組基板580 之空間光調變元件陣列510之各個不具備個別之封裝體等，在切割步驟(步驟S102)保持從矽晶圓509單片化之狀態。藉此，空間光調變元件陣列510可高密度地構裝在模組基板580。因此，能以較少零件數使空間光調變元件模組500高解像度化。
再者，在構裝在模組基板580之前，藉由選別空間光調變元件陣列510，可提升矽晶圓509之利用效率。又，藉由選擇構裝無缺陷之空間光調變元件陣列，儘管像素數較多亦可製造無缺陷之空間光調變元件模組500。
然而，在陣列基板520設有處理區域524之情形，空間光調變元件陣列510之面積較配置有反射元件530之區域廣。因此，在模組基板580，反射元件530所占面積之比例與處理區域524對應地減少。
圖11係說明布置步驟(步驟S103)之另一形態之圖。在圖示之例，構裝在模組基板580之空間光調變元件陣列510之各個具有埋入有反射元件530之犧牲層512。藉此，即使在陣列基板520之整面配置有反射元件530，不與反射元件530接觸即可處理空間光調變元件陣列510。
因此，在排列空間光調變元件陣列510之布置步驟(步驟S103)之前，藉由在空間光調變元件陣列510設置犧牲層512，能提升在空間光調變元件陣列510之各個之反射元件530之面積之比例。又，藉由以真空銷組等吸附處理犧牲層512之上面，能縮小在模組基板580之空間光調變元件陣列510之間隔，提升構裝密度。
此外，犧牲層512可由例如在晶圓製程使用之光阻、氧化矽等形成。又，犧牲層512係在將空間光調變元件陣列510構裝在模組基板 580後除去。犧牲層512可藉由使用HF、XeF2等之乾式蝕刻或濕式蝕刻除去，但選擇使用不會使將空間光調變元件陣列510固定在模組基板580之接著劑劣化之蝕刻劑。
再者，犧牲層512亦可利用在半導體製程步驟(步驟S101)形成者，亦可在布置步驟(步驟S103)預先設置在空間光調變元件陣列510。然而，在將空間光調變元件陣列510單片化之前形成犧牲層512，相較於在各晶片設置犧牲層512，可減少步驟。因此，較佳為，犧牲層512係在切割步驟(步驟S102)之前形成。
圖12係空間光調變元件陣列組裝體610之俯視圖。如圖示，空間光調變元件陣列510，在模組基板580，圖中水平2列布置。
此處，排列在圖中上段之空間光調變元件陣列510與排列在圖中下段之空間光調變元件陣列510彼此形成交互配置在排列間距之一半之位置之錯開配置。又，在各列之空間光調變元件陣列510之間隔，如圖中虛線P所示，在圖中水平方向，各空間光調變元件陣列510之兩端之反射元件530具有在圖中上下重疊之間距。
藉此，在空間光調變元件陣列組裝體610，在與圖中以箭頭y所示之曝光裝置100之掃描方向正交之方向，反射元件530無間隙地配置。因此，在曝光裝置100使用空間光調變元件模組500之情形，可提升與掃描方向y正交之方向之解析度。
此外，為了增加曝光裝置100之產率，首先可考慮增加空間光調變元件模組500之像素數。其原因在於，直接增加於X方向，產率與增加之像素數對應地增加。然而，關於Y方向，由於載台之掃描速度、雷 射之反覆頻率、曝光完成所需之曝光量等相互關聯，因此即使增加像素數亦不會單純地反映在產率。因此，Y方向之像素數反而會有依據此等參數決定之情形。又，在Y方向之像素數決定後，藉由使X方向之像素數增加，能有效地增加曝光裝置100之產率。
又，為了增加產率，如上述，增加X方向之像素數係有效。然而，從圓形之矽晶圓製造空間光調變元件模組500之情形，在X方向較長之橫長晶片，從一個晶圓取得之晶片數即片數減少。又，隨著單一晶片之尺寸變大，產率較低之情況變顯著。相對於此，將作為均衡佳之縱橫比之晶片而製造之複數個空間光調變元件陣列510進一步配置成陣列狀，藉此不會產生上述問題，能使空間光調變元件模組500之X方向之像素數增加。
然而，在空間光調變元件陣列510之各個之晶片有未配置反射元件530之區域。因此，在配置複數個空間光調變元件陣列510之晶片之情形，即使使晶片相互對向排列，亦會產生反射元件530不存在之區間。相對於此，如圖12所示，設置複數個空間光調變元件陣列510之列，使此等之列在與掃描方向交叉之方向(Y方向)錯開配置，藉此可形成反射元件530緊密地配置之空間光調變元件模組500。
圖13係說明在布置步驟(步驟S103)之空間光調變元件陣列510之定位方法之圖。在布置步驟執行前，在模組基板580及空間光調變元件陣列510之各個設置對準標記582,514。藉由使用此等對準標記582,514，在模組基板580將空間光調變元件陣列510加以定位，可形成圖12所示之布置。
在模組基板580形成可從模組基板580之表面光學視認之對準標記582。對準標記可為藉由蝕刻等形成之模組基板580表面之起伏、槽、段差等，亦可為形成在模組基板580之表面之配線、焊墊等。
又，亦可為以形成配線等之材料設成對準標記專用之圖案。再者，對準標記582較佳為形成在與構裝空間光調變元件陣列510之面相同之面，但即使設在模組基板580之內部或背面，亦可藉由紅外線攝影機等視認。
同樣地，在布置步驟(步驟S103)之前，在空間光調變元件陣列510亦設置對準標記514。對準標記可在製造空間光調變元件陣列510之步驟形成，亦可在空間光調變元件陣列510形成後預先形成。對準標記514可為形成在陣列基板520表面之起伏、槽、段差等，亦可為反射元件530、柱540、配線、焊墊等。
又，對準標記514，構裝在模組基板580之情形，較佳為設在模組基板580側之從與對準標記582相同側觀察之面。然而，即使設在模組基板580之內部或背面，亦可藉由紅外線攝影機等視認。再者，亦可將模組基板580上之一個對準標記582兼用於複數個空間光調變元件陣列510之定位。
將空間光調變元件陣列510構裝在模組基板580之情形，藉由使上述對準標記514,582之相對位置與預先決定之相對位置一致，可將空間光調變元件陣列510加以定位。因此，藉由就空間光調變元件陣列510分別反覆定位，可預先決定在模組基板580之複數個空間光調變元件陣列510相互之位置。
此外，布置步驟(步驟S103)亦可包含使空間光調變元件陣列510之各個與模組基板580電氣結合之配線步驟。空間光調變元件陣列510與模組基板580可藉由例如接合引線584電氣結合。
圖14係顯示另一空間光調變元件陣列組裝體611之對模組基板580之構裝形態之圖。在圖示之空間光調變元件陣列組裝體611，空間光調變元件陣列510在圖中下面具有微凸塊516。又，空間光調變元件陣列510，除了形成反射元件530等時利用之形成在與反射元件530相同面之對準標記514之外，亦具有將空間光調變元件陣列510覆晶構裝時用於定位之對準標記515。
藉此，在布置步驟(步驟S103)可一次執行空間光調變元件陣列510之構裝與配線。又，由於可省略在空間光調變元件陣列510之周圍設置配線墊，因此可進一步提升在模組基板580之空間光調變元件陣列510之構裝密度。
圖15係說明在空間光調變元件陣列組裝體612將空間光調變元件陣列510定位構裝於模組基板580之另一構造之分解立體圖。在圖示之空間光調變元件陣列組裝體612，不使用對準標記514,582，藉由機械構造將空間光調變元件陣列510加以定位。
在空間光調變元件陣列組裝體612，模組基板580在表面具有形成在圖中縱方向之縱槽581與形成在圖中橫方向之橫槽583。在模組基板580之表面，縱槽581及橫槽583彼此正交。
在空間光調變元件陣列組裝體612，空間光調變元件陣列510在圖中下面具有形成在圖中縱方向之縱槽511與形成在圖中橫方向之橫 槽513。空間光調變元件陣列510之縱槽511及橫槽513與模組基板580之縱槽581及橫槽583之位置對應。
再者，在空間光調變元件陣列組裝體612，在模組基板580及空間光調變元件陣列510之間分別挾持有圓筒狀之定位構件592。定位構件592收容在縱槽511,581及橫槽513,583之內部。因此，定位構件592之長度較縱槽511,581及橫槽513,583之長邊方向之長度短。
圖16係具有圖15所示之構造之空間光調變元件陣列組裝體612之剖面圖。如圖示，縱槽511,581及橫槽513,583分別具有V字形之剖面形狀。因此，圓筒狀之定位構件592與縱槽511,581及橫槽513,583之內部分別線接觸，一意地決定模組基板580與空間光調變元件陣列510之相對位置。
又，如圖15所示，縱槽511,581及橫槽513,583彼此正交。因此，模組基板580與空間光調變元件陣列510之相對位置之間隔與傾斜皆被定位。
此外，在空間光調變元件陣列組裝體612，挾持定位構件592之情形，較佳為，在模組基板580與空間光調變元件陣列510之間殘留有間隙，在兩者不直接接觸程度之深度形成縱槽511,581及橫槽513,583。藉此，空間光調變元件陣列510之定位精度取決於縱槽511,581及橫槽513,583與定位構件592之尺寸精度。
縱槽511,581及橫槽513,583可藉由利用光微影技術之異向性蝕刻高精度形成。又，作為定位構件，可使用形成精度高之陶瓷製圓棒。藉此，空間光調變元件陣列510對模組基板580之定位精度亦變高。又，藉 由使模組基板580及空間光調變元件陣列510之間殘留有間隙，亦可防止兩者之間挾持之接著劑等對定位精度造成影響。
此外，如上述，即使是使用定位構件592將空間光調變元件陣列510加以定位之構造，亦可在空間光調變元件陣列510及模組基板580設置可光學視認之對準標記514,582。藉此，在模組基板580上將空間光調變元件陣列510加以定位之情形，能使移動至構裝位置附近之作業變容易。
圖17係說明在空間光調變元件陣列組裝體613將空間光調變元件陣列510定位構裝於模組基板580之另一構造之分解立體圖。在圖示之空間光調變元件陣列組裝體613，不使用對準標記514,582，藉由機械構造將空間光調變元件陣列510加以定位。
在空間光調變元件陣列組裝體613，空間光調變元件陣列510，與圖15及圖16所示之例相同，在圖中下面具有形成在圖中縱方向之縱槽511與形成在圖中橫方向之橫槽513。在空間光調變元件陣列510，縱槽511及橫槽513彼此正交。
在空間光調變元件陣列組裝體613，模組基板580在表面具有形成在圖中縱方向之一對縱槽581與形成在圖中橫方向之橫槽583。在模組基板580之表面，縱槽581彼此平行。又，在模組基板580之一方之縱槽581係設在與空間光調變元件陣列510之縱槽511對應之位置。在模組基板580之另一方之縱槽581係配置在與空間光調變元件陣列510之橫槽513交叉之位置。
再者，在空間光調變元件陣列組裝體613，在模組基板580及空間光調變元件陣列510之間挾持有圓筒狀之定位構件592與球形之定位 構件594。定位構件592挾持於縱槽511,581之間。又，球形之定位構件594挾持於縱槽581與橫槽513之間。
圖18係具有圖17所示之構造之空間光調變元件陣列組裝體613之剖面圖。如圖示，縱槽511,581及橫槽513分別具有V字形之剖面形狀。
因此，圓筒狀之定位構件592與縱槽511,581之內面線接觸，一意地決定模組基板580與空間光調變元件陣列510之相對位置。又，球形之定位構件594，在空間光調變元件陣列510之橫槽513與模組基板580之縱槽581交叉之位置，與各槽之內面點接觸，一意地決定模組基板580與空間光調變元件陣列510之間隔。藉此，即使在空間光調變元件陣列組裝體613，模組基板580與空間光調變元件陣列510之相對位置之間隔與傾斜亦皆被定位。
此外，即使在空間光調變元件陣列組裝體613，挾持定位構件592,594之情形，較佳為，在模組基板580與空間光調變元件陣列510之間殘留有間隙，在兩者不直接接觸程度之深度形成縱槽511,581及橫槽513,583。藉此，空間光調變元件陣列510之定位精度取決於縱槽511,581及橫槽513,583與定位構件592之尺寸精度。藉此，空間光調變元件陣列510對模組基板580之定位精度亦變高。又，藉由使模組基板580及空間光調變元件陣列510之間殘留有間隙，亦可防止兩者之間挾持之接著劑等對定位精度造成影響。
此外，應用圖15至圖18所示之例，例如，使用三個球形之定位構件，可形成將空間光調變元件陣列510定位於模組基板580之構造。 然而，定位構件594之零件數增加，且空間光調變元件陣列510及模組基板580之槽加工之步驟數亦增加。
再次參照圖2，在空間光調變元件模組500之製造，對藉由上述布置步驟(步驟S103)形成之空間光調變元件陣列組裝體610,611,612,613執行封裝體步驟(步驟S104)。在封裝體步驟，空間光調變元件陣列組裝體610收容在封裝體630。
圖19係空間光調變元件模組500之立體圖。空間光調變元件模組500具備封裝體630及空間光調變元件陣列組裝體610。其中，空間光調變元件陣列組裝體610收容在封裝體630之內部，因此僅空間光調變元件陣列510之反射元件530朝向外部露出。
封裝體630具有容器狀之收容部634與將收容部634之上面加以密封之蓋部632。在蓋部632設有複數個窗部631，空間光調變元件陣列510之反射元件530在窗部631之內部出現。
圖20係空間光調變元件模組500之俯視圖。在空間光調變元件模組500，空間光調變元件陣列510之各個之反射元件530位於封裝體630之設在蓋部632之窗部631之內側，朝向外部露出。亦即，在空間光調變元件陣列510之各個，反射元件530以外之部分被蓋部632遮住。
藉此，從空間光調變元件模組500之外部照射之照明光僅照射至設有反射元件530之區域，除此以外之部分被封裝體630保護不受照明光影響。因此，可防止形成在陣列基板520之CMOS電路因照明光而劣化。
圖21係空間光調變元件模組500之剖面圖，顯示圖19所示之Q-Q剖面。在空間光調變元件模組500，空間光調變元件陣列組裝體610 收容在由收容部634及蓋部632形成之封裝體630內部之空間。封裝體630可由例如氧化鋁等之陶瓷形成。
空間光調變元件陣列組裝體610具有構裝在模組基板580之複數個空間光調變元件陣列510。空間光調變元件陣列510之各個進一步具有能個別地位移之多數個反射元件530。
在空間光調變元件模組500，在封裝體630之蓋部632之圖中上面形成遮光線635。遮光線635具有使入射光往與空間光調變元件模組500之反射元件530之反射光不同之方向反射之具有鋸狀剖面之反射面。藉此，照射至空間光調變元件模組500之照明光中之未照射至在窗部631內側露出之反射元件530而照射至封裝體630之蓋部632之照明光，朝向與反射元件530之反射光不同之光路反射。
因此，可抑制照明光造成之空間光調變元件模組500之溫度上升，且提升在反射元件530反射後朝向外部射出之調變光之調變精度。此外，作為遮光線，除了圖中所示之鋸狀之反射面外，亦可使用炫耀(blaze)型繞射光學元件或繞射光柵等。又，亦可替代遮光線635，設置吸收入射光或反射光之構件。
又，在空間光調變元件模組500，在封裝體630之窗部631之內側及蓋部632之內面等設置反射防止部633。藉此，防止雜散光產生，提升作為空間光調變器輸出之照射光之圖案精度。
上述空間光調變元件模組500，由封裝體630保護空間光調變元件陣列510之各個，因此可長期維持高調變精度。又，因長期間使用而性能降低之情形，由於可就封裝體630分別更換，因此容易維護曝光裝 置100。
又，由於將複數個空間光調變元件陣列510構裝而形成，因此藉由以空間光調變元件陣列510為單位更換，能使局部劣化之空間光調變元件模組500容易地回復功能。藉此，可降低空間光調變元件模組500之成本，因此亦可降低曝光裝置100等之使用空間光調變元件模組500之裝置之運用成本。
此外，封裝體630之形態並不限於圖示者。當然亦可藉由金屬封裝體、樹脂模具封裝體等其他封裝體構造形成空間光調變元件模組500。
圖22係另一空間光調變元件模組501之俯視圖。空間光調變元件模組501具備封裝體630與收容在封裝體630內部之複數個空間光調變元件陣列組裝體614。空間光調變元件陣列組裝體610進一步在構裝在較大之模組基板640之狀態下收容在封裝體630。
在空間光調變元件模組501，空間光調變元件陣列組裝體614具備模組基板580與一列構裝在模組基板580之複數個空間光調變元件陣列510。再者，準備二片構裝有一列空間光調變元件陣列510之模組基板580，構裝在更大之模組基板640。
在較大之模組基板640，一對空間光調變元件陣列組裝體614彼此在長邊方向錯開構裝。藉此，搭載於雙方之空間光調變元件陣列組裝體614之空間光調變元件陣列510彼此為錯開配置。此外，空間光調變元件陣列510之各個之反射元件530從封裝體630之窗部631朝向外部露出之點與空間光調變元件模組500共通。
此外，在上述之例，將分別構裝有一列空間光調變元件陣列510之模組基板580進一步構裝在較大之模組基板640，將空間光調變元件陣列510加以定位。然而，亦可省略較大之模組基板640，將模組基板580之各個在封裝體630內直接定位。
以上，使用實施形態說明了本發明，但本發明之技術範圍並不限於上述實施形態記載之範圍。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可明白，可對上述實施形態施加各種變更或改良。此種施加變更或改良之形態亦可包含在本發明之技術範圍，此由申請專利範圍之記載可明白。
本發明不限於適用半導體元件製造用之曝光裝置，亦可廣泛地適用於例如形成在角型玻璃板之液晶顯示元件或電漿顯示器等之顯示器裝置用之曝光裝置、用以製造攝影元件(CCD等)、微機器、薄膜磁頭、及DNA晶片等之各種元件之曝光裝置。再者，本發明亦可適用於使用微影步驟製造形成有各種元件之光罩圖案之光罩(光罩、標線片等)之曝光裝置。如上述，在上述各實施形態，能量束照射之曝光對象之物體並不限於晶圓，亦可為玻璃板、陶瓷基板、或光罩基板等其他物體。
半導體元件係經由下述步驟製造，即進行元件之功能/性能設計之步驟、由矽材料形成晶圓之步驟、藉由上述實施形態之曝光裝置透過可變成形光罩使晶圓曝光之步驟、形成蝕刻等之電路圖案之步驟、元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝體步驟)、及檢查步驟等。
此外，在上述實施形態，雖說明在曝光裝置使用本發明之空間光調變元件模組之情形，但並不限於此，例如，亦可使用於投影機等投影影像顯示裝置，例如，亦可使用於光學資訊處理裝置、靜電相片印刷裝 置、光通訊所用之光開關、Switched Blazed Grating Device、或在印刷領域使用之印版記錄機等各種用途。
在申請專利範圍、說明書、及圖式中所示之裝置、系統、程式、及方法中之動作、順序、步驟、及階段等之各處理之執行順序，並未特別明示「較早」、「之前」等，又，只要不是在之後處理使用之前處理之輸出，則能以任意順序實現，此應留意。關於申請專利範圍、說明書、及圖式中之動作流程，即使方便上使用「首先」、「接著」等說明，亦非意味著必須以此順序實施。
510‧‧‧空間光調變元件陣列
524‧‧‧處理區域
530‧‧‧反射元件
580‧‧‧模組基板
610‧‧‧空間光調變元件陣列組裝體

Claims (16)

  1. 一種空間光調變元件模組，具備：基座構件；以及複數個空間光調變元件陣列；該複數個空間光調變元件陣列之各個，具有將入射光之強度及相位中之至少一者調變後射出之光調變元件；該基座構件將該複數個空間光調變元件陣列在裸晶狀態下保持在預先決定之相對位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之空間光調變元件模組，其中，該複數個空間光調變元件陣列，在至少一個方向鋸齒狀配置。
  3. 如申請專利範圍第2項之空間光調變元件模組，其中，從與該至少一個方向正交之方向觀察，一個空間光調變元件陣列之至少一個反射元件、與和該一個空間光調變元件陣列相鄰之另一空間光調變元件陣列之至少一個反射元件，係配置在無間隙地相鄰之位置或者重疊之位置。
  4. 如申請專利範圍第1項之空間光調變元件模組，其具備複數個該基座構件與該複數個空間光調變元件陣列之組；該組彼此係以該複數個空間光調變元件陣列成鋸齒狀配置之方式配置。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之空間光調變元件模組，其中，該複數個空間光調變元件陣列之各個，在與該基座構件對向之面具有與該基座構件電氣連接之微凸塊。
  6. 如申請專利範圍第1項之空間光調變元件模組，其進一步具備覆蓋該 基座構件及該複數個空間光調變元件陣列之各個之至少一部分之封裝體部。
  7. 如申請專利範圍第6項之空間光調變元件模組，其中，該封裝體部具有在配置有該複數個空間光調變元件陣列之各個之區域設有開口之光罩部；該光罩部進一步具有包含吸收入射光或反射光之吸收體之反射防止構造。
  8. 如申請專利範圍第6項之空間光調變元件模組，其中，該封裝體部具有在配置有該複數個空間光調變元件陣列之各個之區域設有開口之光罩部；該光罩部包含反射鏡、繞射光柵及炫耀型繞射光學元件中之任一者，且進一步包含使入射光朝向與來自反射元件之反射光不同之光路反射之構造。
  9. 一種光描繪裝置，係使用申請專利範圍第1項之空間光調變元件模組描繪光像。
  10. 一種曝光裝置，係使用申請專利範圍第9項之光描繪裝置使半導體曝光。
  11. 一種空間光調變元件模組製造方法，具備：準備複數個分別具有複數個反射元件之空間光調變元件陣列之步驟；以及使該複數個空間光調變元件陣列之各個沿著基座構件排列之步驟。
  12. 如申請專利範圍第11項之空間光調變元件模組製造方法，其中，在 該準備步驟，在該複數個空間光調變元件陣列之各個設有固定複數個反射元件之犧牲層；進一步具備在該排列步驟之後除去該犧牲層之步驟。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之空間光調變元件模組製造方法，其中，在該基座構件及該複數個空間光調變元件陣列之各個設有對準標記；在該排列步驟，使用該對準標記將該複數個空間光調變元件陣列加以定位。
  14. 如申請專利範圍第11項之空間光調變元件模組製造方法，其中，在該排列步驟，使用挾持於該基座構件與該複數個空間光調變元件陣列之各個之間之定位構件將該複數個空間光調變元件陣列加以定位。
  15. 如申請專利範圍第14項之空間光調變元件模組製造方法，其中，在該基座構件及該複數個空間光調變元件陣列之各個設有收容該定位構件之槽。
  16. 一種元件製造方法，包含微影步驟，其特徵在於：在該微影步驟，使用申請專利範圍第10項之曝光裝置進行曝光。
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