TW202141575A - 曝光裝置 - Google Patents

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木村一彦
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日商奈米系統解決股份有限公司
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Abstract

[課題] 提供可一面確保處理量一面提高曝光精度的曝光裝置。 [解決手段] 曝光裝置(100)具備反射型液晶調變裝置(21、22)、將反射型液晶調變裝置(21、22)以均勻化的紫外線波長範圍的脈衝狀的雷射光均勻地進行照明的光源裝置(10)、將被透過反射型液晶調變裝置(21、22)進行調變的反射光予以成像的投影光學系統(30)及支撐透過被透過投影光學系統(30)而成像的圖案進行曝光的對象的載台(40)。

Description

曝光裝置
本發明涉及以雷射為光源的曝光裝置，尤其涉及使用了反射型液晶調變裝置的曝光裝置。
曝光裝置方面，已周知具備包含以照明光進行掃描的掃描裝置的照明裝置、使掃描光入射的為全像記錄媒體之光學元件、被透過來自光學元件的光而照明的空間光調變器及使被透過空間光調變器而調變的光成像於對象上的成像光學系統者(專利文獻1)。在此專利文獻1的裝置，作為空間光調變器，已提出例如LCOS的使用。
然而，使用掃描裝置進行的曝光中，需要掃描所需的時間，若無法使掃描密集則無法提高照明的均勻度，要一面確保曝光精度一面使處理量提升存在極限。
別的曝光裝置方面，已周知具備照明光源、強度一樣化光學系統、形成圖案的數位微型反射鏡裝置及將被透過數位微型反射鏡裝置而形成的圖案進行投影的投影透鏡者(專利文獻2)。
然而，數位微型反射鏡裝置方面，微型反射鏡的傾斜角的面內不均大，此外裝置間的個體差大，要確保面內照度的均勻性並非容易。此外，數位微型反射鏡裝置方面，精細地進行階調的控制並非容易，在精細地控制階調的情況下，因以時分割控制階調的關係，顯示時間傾向於變長，故曝光的處理量提升方面存在極限。數位微型反射鏡裝置方面，需要斜入射照明，光學系統的組裝並非容易。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-114358號公報 [專利文獻2]日本特開2001-135562號公報
本發明為鑑於上述先前技術而創作者，目的在於提供可一面確保處理量一面提高曝光精度的曝光裝置。
為了達成上述目的，涉及本發明的曝光裝置具備：反射型液晶調變裝置；光源裝置，其將反射型液晶調變裝置以均勻化的紫外線波長範圍的脈衝狀的雷射光均勻地進行照明；投影光學系統，將被透過反射型液晶調變裝置而調變的反射光予以成像；及載台，其支撐透過被透過投影光學系統而成像的圖案從而進行曝光的對象。
在上述曝光裝置，將反射型液晶調變裝置以脈衝狀的雷射光均勻地照明，透過使被透過反射型液晶調變裝置而調變的反射光透過投影光學系統被成像的圖案將載台上的對象進行曝光，故可一面高精度地進行透過反射型液晶調變裝置之照度調整一面亦可維持曝光的處理量。另外，一面使載台移動一面變更區域而進行曝光的情況下，確保高精度的載台移動的觀點下移動速度方面存在一定的極限，以對應於此速度界限的速度進行各畫面的反射型液晶調變裝置的圖案改寫為容易。
依本發明的具體的方案時，於上述曝光裝置，一面透過載台使對象移動一面以既定的週期性的時序進行曝光，且在曝光的空閒就反射型液晶調變裝置進行圖案的改寫。此情況下，可一面連續地使載台移動一面進行曝光，可迅速地進行高精度的曝光。
依本發明的別的方案時，一面使載台移動一面將對象的不同的部分區域依序進行曝光而將對象整體進行曝光。此情況下，能以比反射型液晶調變裝置的像素密度高的空間分辨度轉印曝光圖案。
依本發明的再別的方案時，光源裝置包含脈衝雷射，以視為載台實質上停止的脈寬產生曝光光。此情況下，可一面使載台的移動穩定一面透過脈衝雷射進行短脈衝的曝光，可提高曝光圖案的精度。
依本發明的再別的方案時，以像素間距以下的既定的偏移量進行重疊曝光。此情況下，可透過既定的偏移量的設定與重疊圖案的組合而使解析度提升。
依本發明的再別的方案時，具備2個反射型液晶調變裝置及將來自光源裝置的雷射光依偏光狀態分支為2個反射型液晶調變裝置而分配的分束器，其中分束器合成被透過2個反射型液晶調變裝置而調變的反射光。此情況下，可進行多重曝光，可加快曝光的處理速度。
依本發明的再別的方案時，分束器為偏光分束器，對於2個反射型液晶調變裝置使不同的偏光狀態的光入射，合成在2個反射型液晶調變裝置被調變的偏光狀態不同的反射光。此情況下，可效率佳地利用來自光源裝置的雷射光。
依本發明的再別的方案時，2個反射型液晶調變裝置具有大致相同的像素排列圖案，被配置為使透過偏光分束器而合成的圖像產生既定的偏移。此情況下，可透過既定的偏移量的設定與形成於2個反射型液晶調變裝置的圖案的組合而使解析度提升。
依本發明的再別的方案時，既定的偏移為像素間距以下。此情況下，可透過既定的偏移量的設定與形成於2個反射型液晶調變裝置的圖案的組合而使解析度提升。
依本發明的再別的方案時，光源裝置一面監控脈衝雷射光源及來自脈衝雷射光源的雷射光的能量，一面在到達既定的閾值時遮斷雷射光的輸出。一面使載台移動一面重複曝光的情況下，可防止能量水平按曝光發生變動，可在重複曝光的圖案的整體上提高曝光精度。
依本發明的再別的方案時，反射型液晶調變裝置依反射光的階調的控制而調整應曝光於對象的圖案的線寬。反射型液晶調變裝置比數位微鏡裝置容易細致地控制階調，可增加圖案的線寬的調整範圍，可進行高精細的曝光。
依本發明的再別的方案時，具有監控相對於載台上的對象之圖案的對準狀態的表面觀察系統， 表面觀察系統可將反射型液晶調變裝置上的圖案與設於載台上的對象的圖案重疊而觀察。
依本發明的再別的方案時，具有監控對於載台上的對象之成像狀態的自動對焦系統。
以下，參照圖式，就作為本發明的一實施方式之曝光裝置及其動作進行說明。
參照圖1，實施方式的曝光裝置100具備光源裝置10、光調變部20、投影光學系統30、對象用載台40、透鏡用載台50及控制裝置90。曝光裝置100具備表面觀察系統60及自動對焦系統70作為附隨於曝光動作之部分。
光源裝置10為紫外線的照明光源，此處紫外線雖表示波長10～400nm，惟實用上以波長300～400nm為對象。光源裝置10具備脈衝雷射11、雷射輸出穩定化裝置12、λ/2波長板13、均化器14、中繼透鏡15a、15b及雷射控制器19。脈衝雷射11為Q開關脈衝YAG雷射，將例如波長355nm的紫外線雷射脈衝依來自外部的觸發信號而輸出。雷射輸出穩定化裝置12為就從光源裝置10予以輸出的雷射脈衝的能量值進行控制用的部分，之後詳述。λ/2波長板13被為了就從脈衝雷射11經由雷射輸出穩定化裝置12而輸出的雷射束的偏光方向進行調整而配置。均化器14將雷射束2維地均勻化，中繼透鏡15a、15b為用於將被均勻化的雷射光束L11以適切的尺寸導至光調變部20的部分。均化器14雖可採用以2階使用了蠅眼透鏡的構成，惟可使用光通道或其他構件。雷射控制器19在控制裝置90及台控制器49的控制下動作，對脈衝雷射11輸出觸發信號，控制紫外線的雷射脈衝的輸出時序。
光調變部20具備2個反射型液晶調變裝置21、22、偏光分束器23、透鏡24、25及調變控制裝置29。2個反射型液晶調變裝置21、22具有相同構造。第1反射型液晶調變裝置21亦被稱為LCOS(Liquid crystal on silicon)並包含使偏光狀態變化的矩陣排列的像素。第1反射型液晶調變裝置21將在偏光分束器23被反射的S偏光成分的雷射光束的偏光狀態空間地調變。第2反射型液晶調變裝置22亦被稱為LCOS並包含使偏光狀態變化的矩陣排列的像素。第2反射型液晶調變裝置22將透射過偏光分束器23的P偏光成分的雷射光束的偏光狀態空間地調變。此處，第1反射型液晶調變裝置21與第2反射型液晶調變裝置22具有大致相同的像素排列圖案。對於第1反射型液晶調變裝置21與第2反射型液晶調變裝置22，由於透過偏光分束器23之光分支，使得會入射不同的偏光狀態的雷射光束。透鏡24、25具有使將反射型液晶調變裝置21、22進行照明的雷射光束的主光線為平行光束的角色。透鏡24、25用於將反射型液晶調變裝置21、22的圖案面21p、22p投影於作為對象的工件WO的表面上，作用為投影光學系統30的一部分。被透過第1反射型液晶調變裝置21而調變的屬P偏光成分的圖案光L12通過偏光分束器23從而被變換為反映了亮度圖案的資訊並被入射於接物鏡31。被透過第2反射型液晶調變裝置22而調變的屬S偏光成分的圖案光L12在偏光分束器23被反射從而被變換為反映了亮度圖案的資訊並被入射於接物鏡31。調變控制裝置29在控制裝置90的控制下動作，以像素單位控制應透過反射型液晶調變裝置21、22形成的圖案或偏光角的旋轉量。
圖2為就第1反射型液晶調變裝置21的構造的一例進行說明的剖面圖。第1反射型液晶調變裝置21具有在光透射基板21a與電路功能層21b之間夾著液晶層21c的構造。於光透射基板21a的表面，形成有透明電極21t。電路功能層21b在Si基板21e上包含電路層21g、遮光層21h、反射像素電極層21i。於覆蓋光透射基板21a的透明電極21t的表面形成有配向膜21j，於反射像素電極層21i的液晶層21c側的表面形成有配向膜21k與介電體多層膜21u。第1反射型液晶調變裝置21以在紫外線波長範圍的使用為前提，光透射基板21a為合成石英製，液晶層21c在紫外區(尤其比波長300nm長的波段)的吸收少，配向膜21j、21k為SiO2 製，反射像素電極層21i被以介電體多層膜而形成。第1反射型液晶調變裝置21具有可承受在紫外線範圍的長期間使用的構造。雖省略圖示，惟第2反射型液晶調變裝置22亦具有與第1反射型液晶調變裝置21同樣的構造，為可承受在紫外線範圍的長期間使用者。第1反射型液晶調變裝置21及第2反射型液晶調變裝置22方面，具有比起數位微型反射鏡裝置即使增加階調的情況下顯示時間仍幾乎不變化的特徵。具體而言，能以10位元的資訊達成約1000階調，將具有目標之能量的雷射光束L11脈衝狀地照射即可達成目標的光強度。另外，數位微型反射鏡裝置的情況下，需要透過時間調變之階調表現，存在越增加階調則曝光所需的時間越增加如此的問題。
返回圖1，於投影光學系統30，接物鏡31與光調變部20的透鏡24、25協作而將被透過光調變部20調變的圖案光投影於被支撐於對象用載台40上的工件WO的表面上，具體而言被投影於抗蝕膜上。接物鏡31為可對應於紫外線而達成高解析度者。抗蝕膜方面，只要給予必要的能量量的光，則不會瞬時發生化學反應而為感光逐漸進展。透過投影光學系統30之投影倍率方面無特別限制，可為例如1倍的投影，亦可為1/16倍的投影。具體的接物鏡31為1/16倍的縮小投影型，例如使NA為0.75程度。進行1/16倍的投影的情況下，反射型液晶調變裝置21、22的像素或像素尺寸為8μm，工件WO的表面上的像素尺寸為0.5μm。
對象用載台40可支撐工件WO而予以移動於XY方向，可繞X軸、Y軸及Z軸予以旋轉。對象用載台40可被透過台控制器49控制動作，在控制裝置90的控制下使工件WO精密地移動至既定位置，可使工件WO沿著既定的路徑以期望的速度進行移動。工件WO例如為曝光用的遮罩，亦可為半導體晶圓等。
透鏡用載台50可使接物鏡31升降於上下的Z方向。透鏡用載台50可被透過台控制器49而控制動作，在控制裝置90的控制下，使接物鏡31微動於Z方向而調整投影於工件WO上的圖案的聚焦狀態。
表面觀察系統60a具備表面觀察用光源61、偏光板62、二向色半反射鏡棱鏡63、透鏡64、偏光板65、λ/4板66及CCD相機67。表面觀察系統60被相對於光調變部20而相對地固定。
圖3中，將表面觀察系統60取出而顯示。表面觀察用光源61被以例如LED等構成，射出對形成於對象用載台40上的工件WO表面的抗蝕層實質上無感光性的長波長的照明光(例如波長567nm的紅色光或可見光)L21。偏光板62為切割S偏光者，對於二向色半反射鏡棱鏡63使P偏光選擇性入射。二向色半反射鏡棱鏡63將照明光L21選擇性反射，使P偏光狀態的照明光L21經由偏光分束器23及透鏡24入射於第1反射型液晶調變裝置21。來自第1反射型液晶調變裝置21的反射光包含P成分、S成分。偏光分束器23對於紫外區的雷射光束L11使偏光分支，對於長波長的照明光L21不使偏光分支，來自第1反射型液晶調變裝置21的反射光作為調變光至少部分地使偏光分束器23。來自第1反射型液晶調變裝置21的反射光進一步部分地通過二向色半反射鏡棱鏡63，通過λ/4板66而以右旋圓偏光及左旋圓偏光摻雜的狀態入射於接物鏡31，將對象用載台40上的工件WO進行照明。來自工件WO的像光L22通過λ/4板66成為P偏光及S偏光摻雜的狀態而在二向色半反射鏡棱鏡63被部分地反射而通過透鏡64等，經過偏光板65而入射於CCD相機67。於以上，在照明光L21方面，亦透過透鏡24及接物鏡31，透過第1反射型液晶調變裝置21而形成的圖案或圖像被投影於工件WO的表面，透過接物鏡31及透鏡64使得工件WO的表面圖像被形成於CCD相機67的影像感測器上。偏光板65防止來自表面觀察用光源61的P偏光狀態的照明光L21直接入射於CCD相機67。利用表面觀察系統60從而可將透過第1反射型液晶調變裝置21而形成的圖案與形成於工件WO的基板上的基底圖案重疊進行觀察，一面將此觀察結果透過控制裝置90進行解析一面使台控制器49動作從而可相對於光調變部20及投影光學系統30使對象用載台40酌情移動，可在工件WO上的適切的位置形成形成於第1反射型液晶調變裝置21的圖案或曝光圖像。
表面觀察系統60不僅可觀察第1反射型液晶調變裝置21的圖案，亦可觀察第2反射型液晶調變裝置22的圖案。
返回圖1，自動對焦系統70具備AF用光源71、偏光板72、長條圖案遮罩73、偏光分束器74、半反射鏡棱鏡75、76、第1影像感測器77a、第2影像感測器77b及AF控制電路79。自動對焦系統70共用構成表面觀察系統60的透鏡64、二向色半反射鏡棱鏡63。
於圖4，將自動對焦系統70取出而顯示。AF用光源71被以例如LED等構成，射出對形成於工件WO表面的抗蝕層實質上無感光性的長波長的照明光(例如波長567nm的紅色光或可見光)L31。在本實施方式，使照明光L31的波長與表面觀察系統60的照明光L21的波長一致。偏光板72為切割S偏光者，對於長條圖案遮罩73、偏光分束器74使P偏光選擇性入射。長條圖案遮罩73用於在對焦時使長條圖案投影於工件WO表面。偏光分束器74使通過長條圖案遮罩73的照明光L31按原樣透射，半反射鏡棱鏡75將P偏光狀態的照明光L31反射而經由透鏡64、二向色半反射鏡棱鏡63予以入射於λ/4板66。通過λ/4板66的圓偏光狀態的照明光L31入射於接物鏡31，將對象用載台40上的工件WO進行照明。來自工件WO的圓偏光狀態的像光L32通過λ/4板66而成為S偏光，在二向色半反射鏡棱鏡63被部分地反射而通過透鏡64等，光路徑在半反射鏡棱鏡75被折彎而入射於偏光分束器74。在偏光分束器74被以不返回AF用光源71的方式反射的像光L32被透過半反射鏡棱鏡76分支，入射於第1影像感測器77a與第2影像感測器77b。於以上，在照明光L31方面，透過透鏡64及接物鏡31使得長條圖案遮罩73的長條圖案被投影於工件WO的表面，透過接物鏡31及透鏡64使得工件WO上的長條圖案被投影於影像感測器77a、77b上。影像感測器77a、77b透過AF控制電路79被控制動作，AF控制電路79可從透過影像感測器77a、77b檢測出的圖像的對比度判定接物鏡31為對焦狀態、前焦點狀態或後焦點狀態，可將如此的聚焦狀態或偏位狀態輸出至控制裝置90。另外，第1影像感測器77a配置為相對於對焦狀態予以偏於前側，第2影像感測器77b被配置為相對於對焦狀態予以偏於後側的狀態。因此，可一面透過透鏡用載台50使接物鏡31移動於上下的Z方向，一面在被透過第1影像感測器77a檢測出的圖案的對比度與被透過第2影像感測器77b檢測出的圖案的對比度成為一致的位置使接物鏡31的升降停止從而達成對焦狀態。
為了避免干涉，自動對焦系統70的動作時，使表面觀察系統60的表面觀察用光源61的動作停止，表面觀察系統60的動作時，使自動對焦系統70的AF用光源71的動作停止。另外，後述的曝光中，一方面熄滅表面觀察系統60的光源61而使表面觀察功能停止，另一方面點亮自動對焦系統70的光源71而以實時使自動對焦功能動作。
圖5為就併入至示於圖1的光源裝置10的雷射輸出穩定化裝置12的構造的一例進行說明的圖。雷射輸出穩定化裝置12作為光學系統具備分束器12a、第1光電二極體12b、光延遲電路12c、光開關12d、分束器12e及第2光電二極體12f。雷射輸出穩定化裝置12作為電路系統具備積分器12h、比較器12i及開關驅動器12j。於雷射輸出穩定化裝置12，第1光電二極體12b能以超高速檢測脈衝雷射11的輸出能量變化。光延遲電路12m方面，具備反射鏡12p、12q、棱鏡反射鏡12r，可補償在電路系統的處理的延遲。光延遲電路12c可使棱鏡反射鏡12r移動於Dj方向，延長朝往光開關12d的光路徑長，且延長或縮短光路徑長。光開關12d具有勃克爾斯盒12s及偏光分束器12t，被開關驅動器12j驅動而切換偏光方向從而可遮斷被射出的雷射光束L11。第2光電二極體12b為用於判定從雷射輸出穩定化裝置12輸出的雷射光束L11的能量是否成為目標值的感測器。於以上，勃克爾斯盒12s為波長300nm程度的紫外線下亦動作者。此外，動作的啟動時間為0.5ns程度以下，可進行高速下的切換處理。
圖6(A)為就雷射輸出穩定化裝置12的動作進行說明的圖，示出被透過第1光電二極體12b檢測出的輸入雷射波形W1及對應於積分器12h的輸出的積分波形W2。輸入雷射波形W1具有每次的發光未必穩定且複數次予以發光時發光強度發生不均的傾向。比較器12i判斷積分波形W2的能量值是否到達既定的閾值TH，積分波形W2到達既定的閾值TH的情況下，開關驅動器12j將勃克爾斯盒12s從關斷切換為導通，遮斷雷射光束L11。圖6(B)示出從雷射輸出穩定化裝置12輸出的雷射光束L11的波形，雷射光束L11的輸出雷射波形W3在積分波形W2的能量值到達既定的閾值TH的階段幾乎歸零。結果而言，可將從光源裝置10予以輸出的雷射光束L11的能量精密地保持於目標值而予以穩定化。
參照圖7就透過曝光裝置100之曝光動作進行說明。在作為工件WO之光罩上，設定組合了被排列為矩陣狀的複數個部分區域RE的曝光區域AR。此情況下，雖設定了6×4的部分區域RE，惟部分區域RE的設定可依工件WO的尺寸、曝光精度而酌情變更。在圖示之例，部分區域RE具有例如第1反射型液晶調變裝置21的像素為0.5μm×0.5μm的尺寸，橫向具有1920像素，縱向具有1200像素，成為具有0.6mm×0.96mm的尺寸者。利用對象用載台40，使工件WO如以軌跡TR表示般以等間隔而往返移動。此時，進行間歇型且掃描型的曝光。具體的實施例中，部分區域RE的Y方向的橫寬設為0.96mm，軌跡TR之間隔亦設為0.96mm。再者，一面利用對象用載台40使工件WO掃描移動一面予以同步於該掃描移動而進行照射曝光的情況下，以如示於圖面左側的脈衝圖案PP進行發光及曝光。為脈寬之曝光時間te可設為奈秒等級，曝光間隔ti設為例如50ms。在曝光間隔ti的期間就第1反射型液晶調變裝置21的圖案、第2反射型液晶調變裝置22的圖案進行改寫。實施例的情況下，以曝光間隔ti＝50ms使部分區域RE的縱寬0.6mm移動，故對象用載台40的移動速度為12mm/s。以如此的對象用載台40的移動速度為前提的情況下，奈秒等級的曝光時間te為極短時間，與工件WO實質上靜止成為等價，亦即能以視為對象用載台40實質上停止的時寬產生曝光光，在工件WO上在曝光中不會產生圖像偏移。更甚者，可在工件WO的相對的移動之期間進行第1反射型液晶調變裝置21的改寫或切換，將透過光束的脈衝曝光補償第1反射型液晶調變裝置21的切換的低速性。
參照圖8(A)～8(F)就曝光模式進行說明。圖8(A)及8(B)為說明「1×」模式下的動作的圖。此情況下，僅使反射型液晶調變裝置21、22的其中一個動作，像素PX被矩陣狀地排列而形成圖案區域PA，於投影側形成有對應於像素PX的射束點BS0。於射束點BS0之中央，考量易視性下示出射束中心BC。在「1×」模式，可進行大致相等於將反射型液晶調變裝置21的像素PX透過接物鏡31進行了縮小投影等的解析度的解析度下的曝光。圖8(C)及8(D)為說明「2×」模式下的動作的圖。此情況下，雖使第1反射型液晶調變裝置21與第2反射型液晶調變裝置22動作，惟第1反射型液晶調變裝置21的圖案區域PA11與第2反射型液晶調變裝置22的圖案區域PA21被偏於-Y方向半像素而配置。再者，將透過第1反射型液晶調變裝置21及第2反射型液晶調變裝置22之曝光偏移於X方向半像素而2重地進行曝光從而亦透過圖案區域PA12、PA22進行曝光。如視看透過此等圖案區域PA11、PA21、PA12、PA22形成的射束點BS及射束中心BC的排列即可清楚得知，被以縱橫縮小為1/2的光柵圖案MP進行曝光。透過以上的「2×」模式下的曝光，可使轉印圖案的邊緣平滑，可提高精細度。圖8(E)及8(F)為說明「4×」模式下的動作的圖。此情況下，第1反射型液晶調變裝置21的圖案區域PA11與第2反射型液晶調變裝置22的圖案區域PA21被偏移於-Y方向1/4像素且偏移於-X方向半像素而配置。再者，將透過第1反射型液晶調變裝置21及第2反射型液晶調變裝置22之曝光偏移於X方向1/4像素且偏移於-Y方向半像素而2重地進行曝光從而亦透過圖案區域PA12、PA22進行曝光。如視看透過此等圖案區域PA11、PA21、PA12、PA22形成的射束點BS及射束中心BC的排列即可清楚得知，被進行疑似於縱橫縮小為1/4的光柵圖案MP的曝光。另外，示於圖8(A)～8(F)的曝光模式僅為例示，可進行改變了配置的2重以上的各種曝光不言而喻。
圖9為投影於工件WO上的圖案光L12之中以像素單位示出曝光光的射束分布者，為說明以灰階的曝光的圖。圖中，橫軸表示工件WO上的位置，縱軸表示投影於工件WO上的光強度。只要利用在以上說明的光源裝置10即可予以產生穩定化的能量值的雷射光束L11，且作為反射型液晶調變裝置21、22的特徵可將1000階調的圖案進行脈衝曝光。因此，可得知可透過使抗蝕層的感光閾值為RT而進行了階調的調整的各種的射束BF1～BF3將抗蝕層的線寬在LW1～LW3的範圍進行調整。如此的灰階的曝光可活用於示於例如圖8(A)～8(F)的各種曝光模式。
如以上的說明可清楚得知，依上述實施方式的曝光裝置100時，可將反射型液晶調變裝置21、22以脈衝狀的雷射光束L11均勻地照明，使為被透過反射型液晶調變裝置21、22調變的反射光之圖案光L12透過投影光學系統30被成像的圖案從而將對象用載台40上的作為對象的工件WO進行曝光，故可一面使透過反射型液晶調變裝置21、22之照度調整為高精度一面亦維持曝光的處理量。另外，一面使對象用載台40的工件支撐部移動一面變更區域而進行曝光的情況下，將對象用載台40的工件支撐部以高精度予以移動的觀點下移動速度方面存在一定的極限，以對應於此速度界限的速度進行各畫面的反射型液晶調變裝置21、22的圖案改寫為容易。
此發明不限於上述的實施方式，在不脫離其要旨的範圍內能以各種的態樣加以實施。例如，於光調變部20，可予以組合3個以上的反射型液晶調變裝置而合成曝光圖案。反之，於光調變部20，不需要使用2個反射型液晶調變裝置21、22，可採用僅以單一的反射型液晶調變裝置21進行曝光的構成。其中，僅以反射型液晶調變裝置21進行曝光的情況下，優選上將在光源裝置10產生的脈衝雷射11全部變換為S偏光從而提高光的利用效率。僅以單一的反射型液晶調變裝置21進行曝光的情況下，亦透過重複如示於圖7的軌跡TR下的曝光從而可與示於圖8(B)等的情況同樣地以像素間距以下的既定的偏移量進行重疊曝光或重疊曝光。
作為表面觀察系統60、自動對焦系統70而例示的構造僅為例示，可依各種的手法進行將對象用載台40、投影光學系統30相對於光調變部20適切地配置的對準。
亦可採用將光調變部20及投影光學系統30排列複數個予以組合並大面積進行曝光的裝置。
10:光源裝置 11:脈衝雷射 12:雷射輸出穩定化裝置 14:均化器 15a,15b:中繼透鏡 19:雷射控制器 20:光調變部 21:第1反射型液晶調變裝置 22:第2反射型液晶調變裝置 23:偏光分束器 24,25:透鏡 29:調變控制裝置 30:投影光學系統 31:接物鏡 40:對象用載台 49:台控制器 50:透鏡用載台 60:表面觀察系統 61:表面觀察用光源 63:二向色半反射鏡棱鏡 64:透鏡 65:偏光板 67:CCD相機 70:自動對焦系統 71:AF用光源 72:偏光板 73:長條圖案遮罩 74:偏光分束器 75,76:半反射鏡棱鏡 77a,77b:影像感測器 79:AF控制電路 90:控制裝置 100:曝光裝置 AR:曝光區域 L11:雷射光束 L12:圖案光 L21:照明光 L22:像光 L31:照明光 L32:像光 PA,PA11,PA21,PA12,PA22:圖案區域 PP:脈衝圖案 PX:像素 RE:部分區域 TR:軌跡 W1:輸入雷射波形 W2:積分波形 W3:輸出雷射波形 WO:工件
[圖1]為就實施方式的曝光裝置的整體構成進行說明的方塊圖。 [圖2]為就反射型液晶調變裝置的構造進行說明的示意性剖面圖。 [圖3]為取出了表面觀察系統的光路徑的說明圖。 [圖4]為取出了自動對焦系統的光路徑的說明圖。 [圖5]為就併入於光源裝置的雷射輸出穩定化裝置的構造進行說明的圖。 [圖6](A)及(B)為就雷射輸出穩定化裝置的動作進行說明的圖。 [圖7]為就曝光的基本動作進行說明的圖。 [圖8](A)～(F)為就曝光的模式種類進行說明的圖。 [圖9]為就線寬調整的手法進行說明的圖。
10:光源裝置
11:脈衝雷射
12:雷射輸出穩定化裝置
13:λ/2波長板
14:均化器
15a,15b:中繼透鏡
19:雷射控制器
20:光調變部
21:第1反射型液晶調變裝置
21p,22p:圖案面
22:第2反射型液晶調變裝置
23:偏光分束器
24,25:透鏡
29:調變控制裝置
30:投影光學系統
31:接物鏡
40:對象用載台
49:台控制器
50:透鏡用載台
60:表面觀察系統
61:表面觀察用光源
62:偏光板
63:二向色半反射鏡棱鏡
64:透鏡
65:偏光板
66:λ/4板
67:CCD相機
70:自動對焦系統
71:AF用光源
72:偏光板
73:長條圖案遮罩
74:偏光分束器
75,76:半反射鏡棱鏡
77a,77b:影像感測器
79:AF控制電路
90:控制裝置
100:曝光裝置
L11:雷射光束
L12:圖案光
WO:工件

Claims (13)

  1. 一種曝光裝置，其具備： 反射型液晶調變裝置； 光源裝置，其將前述反射型液晶調變裝置以均勻化的紫外線波長範圍的脈衝狀的雷射光均勻地進行照明； 投影光學系統，將被透過前述反射型液晶調變裝置而調變的反射光予以成像；及 載台，其支撐透過被透過前述投影光學系統而成像的圖案從而進行曝光的對象。
  2. 如請求項1的曝光裝置，其中，一面透過前述載台使對象移動一面以既定的週期性的時序進行曝光，且在曝光的空閒就前述反射型液晶調變裝置進行圖案的改寫。
  3. 如請求項2的曝光裝置，其中，一面使前述載台移動一面將對象的不同的部分區域依序進行曝光，將對象整體進行曝光。
  4. 如請求項2或3的曝光裝置，其中，前述光源裝置包含脈衝雷射，以視為前述載台實質上停止的脈寬產生曝光光。
  5. 如請求項1～4中任一項的曝光裝置，其中，以像素間距以下的既定的偏移量進行重疊曝光。
  6. 如請求項1～4中任一項的曝光裝置，其具備： 2個反射型液晶調變裝置、及 將來自前述光源裝置的雷射光依偏光狀態分支為前述2個反射型液晶調變裝置而分配的分束器， 其中，前述分束器合成被透過前述2個反射型液晶調變裝置而調變的反射光。
  7. 如請求項6的曝光裝置，其中，前述分束器為偏光分束器，對於前述2個反射型液晶調變裝置使不同的偏光狀態的光入射，合成在前述2個反射型液晶調變裝置被調變的偏光狀態不同的反射光。
  8. 如請求項6或7的曝光裝置，其中，前述2個反射型液晶調變裝置具有大致相同的像素排列圖案，被配置為使透過前述偏光分束器而合成的圖像產生既定的偏移。
  9. 如請求項8的曝光裝置，其中，前述既定的偏移為像素間距以下。
  10. 如請求項1～9中任一項的曝光裝置，其中，前述光源裝置一面監控脈衝雷射光源及來自前述脈衝雷射光源的雷射光的能量，一面在到達既定的閾值時遮斷雷射光的輸出。
  11. 如請求項10的曝光裝置，其中，前述反射型液晶調變裝置依反射光的階調的控制而調整應曝光於對象的圖案的線寬。
  12. 如請求項1～11中任一項的曝光裝置，其具有監控相對於前述載台上的對象之圖案的對準狀態的表面觀察系統， 前述表面觀察系統可將前述反射型液晶調變裝置上的圖案與設於前述載台上的對象的圖案重疊而觀察。
  13. 如請求項1～12中任一項的曝光裝置，其具有監控對於前述載台上的對象之成像狀態的自動對焦系統。
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