TW202340878A - 曝光裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明使被照射面上之累計照度分布均勻化。一種曝光裝置,將來自空間光調變器之光照射至在掃描方向上被掃描之物體以對前述物體進行曝光,其包括利用照明光對前述空間光調變器進行照明之照明單元,前述照明單元具有:光學積分器,供前述照明光入射;以及減光構件,配置於前述光學積分器之出射面與前述空間光調變器之間的光路上且不與前述光學積分器和前述空間光調變器接觸之位置,對前述照明光之一部分進行減光。
Description
本發明係有關於一種曝光裝置。
習知,於製造包含液晶或有機EL之顯示面板、半導體元件(積體電路等)等之電子元件(微型元件)之微影步驟中,使用步進重複方式之投影曝光裝置(所謂之步進器)或者步進掃描方式之投影曝光裝置(所謂之掃描步進器(亦稱作掃描器))等。此種曝光裝置電子元件用之遮罩圖案投影曝光至塗佈於玻璃基板、半導體晶圓、印刷配線基板、樹脂薄膜等之被曝光基板(以下亦簡稱作基板)之表面之感光層。
固定地形成該遮罩圖案之遮罩基板之製作需要時間和經費,因此已知有取代遮罩基板而使用將大量微小位移之微鏡有規則地排列而成之數位微鏡裝置(DMD)等空間光調變器(可變遮罩圖案生成器)之曝光裝置(例如參照專利文獻1)。專利文獻1所揭示之曝光裝置中,例如將使來自波長375 nm之雷射二極體(LD)之光與來自波長405 nm之LD之光以多模之光纖束予以混合之照明光照射至數位微鏡裝置(DMD),將來自經傾斜控制之大量微鏡各自之反射光經由成像光學系統、微透鏡陣列而投影曝光至基板。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2019-23748號公報
於曝光裝置中,期望使被照射面上之累計照度分布均勻化。
根據揭示之第1態樣,曝光裝置將來自空間光調變器之光照射至在掃描方向上被掃描之物體以對前述物體進行曝光,其包括利用照明光對前述空間光調變器進行照明之照明單元,前述照明單元具有:光學積分器,供前述照明光入射;以及減光構件,配置於前述光學積分器之出射面與前述空間光調變器之間的光路上且不與前述光學積分器和前述空間光調變器接觸之位置,對前述照明光之一部分進行減光。
根據揭示之第2態樣,曝光裝置將來自空間光調變器之光照射至在掃描方向上被掃描之物體以對前述物體進行曝光,其包括利用照明光對前述空間光調變器進行照明之照明單元,前述照明單元具有:光學積分器,包含複數個透鏡,供前述照明光入射;以及減光構件,相對於前述複數個透鏡中之一部分透鏡而配置,對入射至前述一部分透鏡之前述照明光之一部分進行減光,前述減光構件被配置於前述光學積分器中之與前述空間光調變器之共軛面。
根據揭示之第3態樣,曝光裝置將來自空間光調變器之光照射至在掃描方向上被掃描之物體以對前述物體進行曝光,其包括:照明單元,利用照明光對前述空間光調變器進行照明;以及投影單元,將來自前述空間光調變器之光投影至前述物體上,前述照明單元具有:光學積分器;聚光透鏡,配置於前述光學積分器與前述空間光調變器之間的光路上;以及減光構件,配置於前述聚光透鏡與前述空間光調變器之間的光路上,對照明至前述空間光調變器之光之至少一部分進行減光,前述減光構件於前述空間光調變器上之照明區域之至少一部分,經由前述投影單元而沿著與前述掃描方向對應之第1方向形成照度分布。
根據揭示之第4態樣,曝光裝置將來自空間光調變器之光照射至在掃描方向上被掃描之物體以對前述物體進行曝光,其包括:照明單元,藉由在前述空間光調變器上在與前述掃描方向對應的方向上具有不均勻之照度分布之照明光來對前述空間光調變器進行照明;以及控制部,於前述物體之掃描中,基於前述不均勻之照度分布控制前述空間光調變器所具有之複數個元件之開啟狀態及關閉狀態。
再者,亦可適當改良後述之實施方式之構成,又,亦可將至少一部分替代為其他構成物。進而,關於其配置並無特別限定之構成要件並不限於實施方式中揭示之配置,可配置於可達成其功能之位置。
對於一實施方式之圖案曝光裝置(以下簡稱作曝光裝置),參照圖式進行說明。
〔曝光裝置之整體構成〕
圖1係表示一實施方式之曝光裝置EX之外觀構成之概要之立體圖。曝光裝置EX係藉由空間光調變器(Spatial Light Modulator,SLM)將空間內之強度分布動態地受到調變之曝光用光成像投影至被曝光基板之裝置。作為空間光調變器之示例,可列舉液晶元件、數位微鏡裝置(Digital Micromirror Device,DMD)、磁光學空間光調變器(Magneto Optic Spatial Light Modulator,MOSLM)等。本實施方式之曝光裝置EX具備DMD10作為空間光調變器,但亦可具備其他空間光調變器。
於特定之實施方式中,曝光裝置EX係將被用於顯示裝置(平板顯示器)等之矩形(方型)玻璃基板作為曝光對象物之步進掃描方式之投影曝光裝置(掃描器)。該玻璃基板係採用至少一邊之長度或對角長為500 mm以上且厚度為1 mm以下之平板顯示器用之基板P。曝光裝置EX將利用DMD而製作之圖案之投影像曝光至以固定之厚度形成於基板P之表面之感光層(光阻劑)。於曝光後自曝光裝置EX搬出之基板P於顯影步驟後被送至既定之製程步驟(成膜步驟、蝕刻步驟、鍍敷步驟等)。
曝光裝置EX係以下述部分構成之載台裝置,即:底座2,載置於主動減振單元1a、1b、1c、1d(1d未圖示)上;定盤3,被載置於底座2上;XY載台4A,可於定盤3上二維移動;基板保持具4B,於XY載台4A上將基板P吸附保持於平面上;以及雷射測長干涉儀(以下亦簡稱作干涉儀)IFX、IFY1~IFY4,測量基板保持具4B(基板P)之二維之移動位置。此種載台裝置例如於美國專利公開第2010/0018950號說明書、美國專利公開第2012/0057140號說明書中有所揭示。
圖1中,正交座標系XYZ之XY面被設定為與載台裝置之定盤3之平坦之表面平行,XY載台4A被設定為可於XY面內並進移動。又,本實施方式中,與座標系XYZ之X軸平行之方向被設定為掃描曝光時之基板P(XY載台4A)之掃描移動方向。基板P之X軸方向之移動位置由干涉儀IFX逐次測量,Y軸方向之移動位置由4個干涉儀IFY1~IFY4中之至少1個(較佳為2個)以上逐次測量。基板保持具4B相對於XY載台4A可朝與XY面垂直之Z軸方向微小移動、且相對於XY面可朝任意方向微小傾斜地構成,主動地進行基板P之表面與所投影之圖案之成像面之聚焦調整和調平(平行度)調整。進而,基板保持具4B為了主動調整XY面內之基板P之斜率,可繞與Z軸平行之軸線微小旋轉(θz旋轉)地構成。
曝光裝置EX進而具備:光學定盤5,保持複數個曝光(描繪)模組MU(A)、MU(B)、MU(C);以及主柱6a、6b、6c、6d(6d未圖示),自底座2支持光學定盤5。複數個曝光模組MU(A)、MU(B)、MU(C)各自被安裝於光學定盤5之+Z方向側。再者,複數個曝光模組MU(A)、MU(B)、MU(C)既可分別各別地安裝於光學定盤5,亦可在藉由2個以上之曝光模組彼此之連結提高了剛性之狀態下安裝於光學定盤5。複數個曝光模組MU(A)、MU(B)、MU(C)各自具有:照明單元ILU,被安裝於光學定盤5之+Z方向側,供來自光纖單元FBU之照明光入射;以及投影單元PLU,被安裝於光學定盤5之-Z方向側,且具有與Z軸平行之光軸。進而,曝光模組MU(A)、MU(B)、MU(C)各自具備作為光調變部之DMD10,該DMD10使來自照明單元ILU之照明光反射向-Z方向而入射至投影單元PLU。包含照明單元ILU、DMD10、投影單元PLU之曝光模組之詳細構成將後述。
於曝光裝置EX之光學定盤5之-Z方向側,安裝有對形成於基板P上之既定之複數位置之對準標記進行檢測之複數個對準系統(顯微鏡)ALG。又,於基板保持具4B上之-X方向之端部,設有校準用之校正用基準部CU。校準包含對準系統ALG於各個檢測視野之XY面內之相對位置關係之確認(校正)、自曝光模組MU(A)、MU(B)、MU(C)各自之投影單元PLU投射之圖案像之各投影位置與對準系統ALG各自之檢測視野之位置之基線誤差之確認(校正)、及自投影單元PLU投射之圖案像之位置或像質之確認之至少1個。再者,圖1中將一部分設為未圖示,但作為一例,曝光模組MU(A)、MU(B)、MU(C)各自於本實施方式中為9個模組沿Y軸方向以固定間隔排列,但該模組數亦可少於9個,還可多於9個。又,圖1中,沿X軸方向配置有3列曝光模組,但沿X軸方向配置之曝光模組之列數亦可為2列以下,還可為4列以上。
圖2係表示藉由曝光模組MU(A)、MU(B)、MU(C)各自之投影單元PLU投射至基板P上之DMD10之投影區域IAn之配置例之圖,正交座標系XYZ被設定為與圖1相同。投影區域IAn可說是被DMD10所具有之複數個微鏡Ms反射並由投影單元PLU導至基板P上之照明光之照射範圍(光照射區域群)。本實施方式中,沿X軸方向隔開配置之第1列曝光模組MU(A)、第2列曝光模組MU(B)、第3列曝光模組MU(C)各自以沿Y軸方向排列之9個模組構成。曝光模組MU(A)以沿+Y方向配置之9個模組MU1~MU9構成,曝光模組MU(B)以沿-Y方向配置之9個模組MU10~MU18構成,曝光模組MU(C)以沿+Y方向配置之9個模組MU19~MU27構成。模組MU1~MU27全部為相同之構成,當將曝光模組MU(A)與曝光模組MU(B)設為在X軸方向上面對面之關係時,曝光模組MU(B)與曝光模組MU(C)成為在X軸方向上背對背之關係。
圖2中,作為一例,模組MU1~MU27各自之投影區域IA1、IA2、IA3、…、IA27(將n設為1~27,亦有時表示為IAn)之形狀呈以大致1:2之縱橫比而沿Y軸方向延伸之長方形。本實施方式中,伴隨基板P之+X方向之掃描移動,於第1列投影區域IA1~IA9各自之-Y方向之端部與第2列投影區域IA10~IA18各自之+Y方向之端部進行接續曝光。繼而,第1列與第2列投影區域IA1~IA18各自中未經曝光之基板P上之區域藉由第3列投影區域IA19~IA27之各者而受到接續曝光。第1列投影區域IA1~IA9各自之中心點位於與Y軸平行之線k1上,第2列投影區域IA10~IA18各自之中心點位於與Y軸平行之線k2上,第3列投影區域IA19~IA27各自之中心點位於與Y軸平行之線k3上。線k1與線k2之X軸方向之間隔被設定為距離XL1,線k2與線k3之X軸方向之間隔被設定為距離XL2。
此處,於將投影區域IA9之-Y方向之端部與投影區域IA10之+Y方向之端部之接續部設為OLa,將投影區域IA10之-Y方向之端部與投影區域IA27之+Y方向之端部之接續部設為OLb,並且將投影區域IA8之+Y方向之端部與投影區域IA27之-Y方向之端部之接續部設為OLc時,利用圖3說明其接續曝光之狀態。圖3中,正交座標系XYZ被設定為與圖1、圖2相同,投影區域IA8、IA9、IA10、IA27(及其他所有的投影區域IAn)內之座標系X'Y'被設定為,相對於正交座標系XYZ之X軸、Y軸(線k1~k3)傾斜角度θk(0°<θk<90°)。即,被DMD10之多個微鏡反射之照明光所投影之基板P上之區域(光照射區域)沿著X'軸及Y'軸呈二維排列。
圖3中之包含投影區域IA8、IA9、IA10、IA27(及其他的所有投影區域IAn亦相同)之各者之圓形區域表示投影單元PLU之圓形像場PLf'。於接續部OLa設定為,沿投影區域IA9之-Y'方向之端部之斜度(角度θk)排列之微鏡之投影像(光照射區域)與沿投影區域IA10之+Y'方向之端部之斜度(角度θk)排列之微鏡之投影像(光照射區域)重疊。又,於接續部OLb設定為,沿投影區域IA10之-Y'方向之端部之斜度(角度θk)排列之微鏡之投影像(光照射區域)與沿投影區域IA27之+Y'方向之端部之斜度(角度θk)排列之微鏡之投影像(光照射區域)重疊。同樣地,於接續部OLc設定為,沿投影區域IA8之+Y'方向之端部之斜度(角度θk)排列之微鏡之投影像(光照射區域)與沿投影區域IA27之-Y'方向之端部之斜度(角度θk)排列之微鏡之投影像(光照射區域)重疊。
〔照明單元之構成〕
圖4係於XZ面內觀察圖1、圖2所示之曝光模組MU(B)中之模組MU18與曝光模組MU(C)中之模組MU19之具體構成之光學配置圖。圖4之正交座標系XYZ被設定為與圖1~圖3之正交座標系XYZ相同。又,從圖2所示之各模組於XY面內之配置可明確得知,模組MU18相對於模組MU19而朝+Y方向偏離固定間隔,並且以彼此背對背之關係而設置。模組MU18內之各光學構件與模組MU19內之各光學構件分別由相同之材料同樣地構成,因此,此處主要對模組MU18之光學構成進行詳細說明。再者,圖1所示之光纖單元FBU對應於圖2所示之27個模組MU1~MU27之各者而以27根光纖束FB1~FB27構成。
模組MU18之照明單元ILU具備對自光纖束FB18之出射端朝-Z方向前進之照明光ILm進行反射之鏡100、將來自鏡100之照明光ILm反射向-Z方向之鏡102、作為準直透鏡發揮作用之輸入透鏡系統104、照度調整濾光器106、包含微型蠅眼(MFE,micro fly-eye)透鏡或場透鏡等之光學積分器108、聚光透鏡系統110、將來自聚光透鏡系統110之照明光ILm反射向DMD10之傾斜鏡112、及視野光闌FS。鏡102、輸入透鏡系統104、光學積分器108、聚光透鏡系統110與傾斜鏡112沿著與Z軸平行之光軸AXc而配置。
光纖束FB18係將1根光纖線或複數根光纖線紮束而構成。自光纖束FB18(各個光纖線)之出射端照射之照明光ILm被設定為不會被後段之輸入透鏡系統104漸暈而入射之數值孔徑(NA,亦被稱作擴展角)。輸入透鏡系統104之前側焦點之位置被設定為,於設計上與光纖束FB18之出射端之位置相同。進而,輸入透鏡系統104之後側焦點之位置被設定為,使來自於光纖束FB18之出射端形成之單個或複數個點光源之照明光ILm於光學積分器108之MFE透鏡108A之入射面側重疊。因而,MFE透鏡108A之入射面藉由來自光纖束FB18之出射端之照明光ILm而受到柯勒照明。再者,假設於初始狀態下,光纖束FB18之出射端於XY面內之幾何學中心點位於光軸AXc上,來自光纖線之出射端之點光源之照明光ILm之主光線(中心線)與光軸AXc呈平行(或同軸)。
來自輸入透鏡系統104之照明光ILm由照度調整濾光器106以0%~90%之範圍之任意值使照度衰減後,通過光學積分器108(MFE透鏡108A、場透鏡等)入射至聚光透鏡系統110。MFE透鏡108A係將多個數十μm見方之矩形之微透鏡呈二維排列而成者,其整體形狀被設定為於XY面內與DMD10之鏡面整體之形狀(縱橫比為約1:2)大致相似。又,聚光透鏡系統110之前側焦點之位置被設定為與MFE透鏡108A之射出面之位置大致相同。因此,來自於MFE透鏡108A之多個微透鏡之各射出側形成之點光源之照明光各自由聚光透鏡系統110轉換為大致平行之光束並被傾斜鏡112反射後,於DMD10上重疊而成為均勻之照度分布。於MFE透鏡108A之射出面,生成呈二維地密集排列有多個點光源(聚光點)之面光源,因此作為面光源化構件發揮功能。
於圖4所示之模組MU18內,與通過聚光透鏡系統110之Z軸平行之光軸AXc利用傾斜鏡112彎折而到達DMD10,但將傾斜鏡112與DMD10之間之光軸設為光軸AXb。本實施方式中,假設包含DMD10之多個微鏡各自之中心點之中立面被設定為與XY面平行。因而,該中立面之法線(與Z軸平行)與光軸AXb所成之角度成為照明光ILm相對於DMD10之入射角θα。
DMD10被安裝於安裝部之下側,前述安裝部被固設於照明單元ILU之支持柱。於安裝部,為對DMD10之位置或姿勢進行微調,例如設有國際公開專利2006/120927號所揭示般之將平行連桿機構與可伸縮之壓電元件組合而成之微動載台。
[DMD之構成]
圖5(A)係概略地表示DMD10之圖,圖5(B)係表示電源為斷開之情形時之DMD10之圖,圖5(C)係用於對開啟狀態之鏡進行說明之圖,圖5(D)是用於對關閉狀態之鏡進行說明之圖。再者,圖5(A)~圖5(D)中,以影線表示處於開啟狀態之鏡。
DMD10具有複數個反射角可變更控制之微鏡Ms。本實施方式中,DMD10係設為以微鏡Ms之橫滾方向傾斜與俯仰方向傾斜來切換開啟狀態與關閉狀態之橫滾&俯仰驅動方式者。
如圖5(B)所示,當電源為斷開時(微鏡Ms為中立狀態),各微鏡Ms之反射面被設定為與X'Y'面平行。將各微鏡Ms之X'軸方向之排列間距設為Pdx(μm),將Y'軸方向之排列間距設為Pdy(μm),但在實用上設定為Pdx=Pdy。
各微鏡Ms藉由繞Y'軸傾斜而成為開啟狀態。圖5(C)中,表示了僅將中央之微鏡Ms設為開啟狀態,而其他微鏡Ms設為中立狀態(既非開啟亦非關閉之狀態)之情形。又,各微鏡Ms藉由繞X'軸傾斜而成為關閉狀態。圖5(D)中,表示了僅將中央之微鏡Ms設為關閉狀態,而其他微鏡Ms設為中立狀態之情形。再者,儘管為簡化而未圖示,但開啟狀態之微鏡Ms被驅動為自X'Y'平面傾斜既定之角度,以使照射至開啟狀態之微鏡Ms之照明光反射向XZ平面之X軸方向。又,關閉狀態之微鏡Ms被驅動為自X'Y'平面傾斜既定之角度,以使照射至開啟狀態之微鏡Ms之照明光反射向YZ面內之Y軸方向。DMD10藉由切換各微鏡Ms之開啟狀態及關閉狀態而生成曝光圖案。
由關閉狀態之鏡所反射之照明光被未圖示之光吸收體吸收。
再者,將DMD10作為空間光調變器之一例進行了說明,因此設為反射雷射光之反射型進行了說明,但空間光調變器亦可為使雷射光透射之透射型,還可為使雷射光繞射之繞射型。空間光調變器可空間性且時間性地調變雷射光。
返回圖4,照射至DMD10之微鏡Ms中的開啟狀態之微鏡Ms之照明光ILm被反射向XZ面內之X軸方向以使其朝向投影單元PLU。另一方面,照射至DMD10之微鏡Ms中的關閉狀態之微鏡Ms之照明光ILm被反射向YZ面內之Y軸方向以使其不朝向投影單元PLU。
於DMD10至投影單元PLU之間的光路中,可插脫地設有用於在非曝光期間遮蔽來自DMD10之反射光之可動擋閘114。可動擋閘114於模組MU19側如圖示般,於曝光期間內轉動至自光路退避之角度位置,於非曝光期間內於模組MU18側如圖示般,轉動至傾斜地插入至光路中之角度位置。於可動擋閘114之DMD10側形成有反射面,於此處被反射之來自DMD10之光照射至光吸收體115。光吸收體115對於紫外波段(400 nm以下之波長)之光能量不使其再反射而吸收,轉換為熱能量。因此,於光吸收體115亦設有散熱機構(散熱鰭或冷卻機構)。再者,於圖4中雖未圖示,但來自於曝光期間內成為關閉狀態之DMD10之微鏡Ms之反射光如上所述,被相對於DMD10與投影單元PLU之間的光路而設置於Y軸方向(與圖4之紙面正交之方向)之同樣之光吸收體(圖4中未圖示)吸收。
〔投影單元之構成〕
被安裝於光學定盤5之下側之投影單元PLU構成為以沿著與Z軸平行之光軸AXa配置之第1透鏡群116與第2透鏡群118構成之兩側遠心之成像投影透鏡系統。第1透鏡群116與第2透鏡群118構成為,分別相對於被固設於光學定盤5之下側之支持柱而朝沿著Z軸(光軸AXa)之方向以微動致動器進行並進移動。包含第1透鏡群116與第2透鏡群118之成像投影透鏡系統之投影倍率Mp係由DMD10上之微鏡之排列間距Pd與被投影至基板P上之投影區域IAn(n=1~27)內之圖案之最小線寬(最小像素尺寸)Pg之關係所決定。
作為一例,於所需之最小線寬(最小像素尺寸)Pg為1 μm且微鏡之排列間距Pdx、Pdy分別為5.4 μm之情形時,亦考慮於先前之圖3中說明之投影區域IAn(DMD10)於XY面內之傾斜角度θk而將投影倍率Mp設定為約1/6。包含透鏡群116、118之成像投影透鏡系統係使DMD10之鏡面整體之縮小像倒立/反轉而成像於基板P上之投影區域IA18(IAn)。
投影單元PLU之第1透鏡群116可藉由致動器沿光軸AXa方向微動以對投影倍率Mp進行微調(±數十ppm左右),第2透鏡群118可藉由致動器沿光軸AXa方向微動以實現聚焦之高速調整。進而,為了以亞微米以下之精度測量基板P之表面之Z軸方向之位置變化,於光學定盤5之下側設有複數個斜入射光式之聚焦感測器120。複數個聚焦感測器120測量基板P之整體之Z軸方向之位置變化、與投影區域IAn(n=1~27)各自對應之基板P上之部分區域之Z軸方向之位置變化、或者基板P之局部性的傾斜變化等。
如先前之圖3中所說明般,投影區域IAn必須於XY面內傾斜角度θk,因此如上所述之照明單元ILU與投影單元PLU係配置為,圖4中之DMD10與照明單元ILU(至少沿著光軸AXc之鏡102~鏡112之光路部分)整體於XY面內傾斜角度θk。
圖6係於XY面內示意性地表示DMD10與投影單元PLU於XY面內傾斜了角度θk之狀態之圖。圖6中,正交座標系XYZ與先前之圖1~圖4之各自之座標系XYZ相同,DMD10之微鏡Ms之排列座標系X'Y'與圖3所示之座標系X'Y'相同。內包DMD10之圓為投影單元PLU之物面側之像場PLf,光軸AXa位於其中心。另一方面,通過了照明單元ILU之聚光透鏡系統110之光軸AXc藉由傾斜鏡112而彎折之光軸AXb係配置為,當於XY面內觀察時,自與X軸平行之線Lu傾斜角度θk。
僅由來自DMD10之各微鏡Ms中的處於開啟狀態之微鏡Ms之反射光所形成之光束(即,經空間調變之光束)經由投影單元PLU照射至相對於微鏡Ms而光學共軛之基板P上之區域。再者,以下,將與各微鏡Ms共軛之基板P上之區域稱作光照射區域,將光照射區域之集合稱作光照射區域群。再者,投影區域IAn與光照射區域群一致。即,基板P上之光照射區域群具有沿二維方向(X'軸方向及Y'軸方向)排列之多個光照射區域。
〔包含DMD之成像光路〕
繼而,參照圖7來詳細說明包含投影單元PLU(成像投影透鏡系統)之DMD10之微鏡Ms之成像狀態。圖7之正交座標系X'Y'Z與先前之圖3、圖6所示之座標系X'Y'Z相同,圖7中圖示自照明單元ILU之聚光透鏡系統110直至基板P為止之光路。來自聚光透鏡系統110之照明光ILm沿著光軸AXc前進,被傾斜鏡112全反射而沿著光軸AXb到達DMD10之鏡面。此處,設位於DMD10之中心之微鏡Ms為Msc、位於周邊之微鏡Ms設為Msa,且設該等微鏡Msc、Msa為開啟狀態。
若微鏡Ms之開啟狀態時之傾斜角相對於X'Y'面(XY面)而設為例如17.5°作為標準值,則為了將來自微鏡Msc、Msa各自之反射光Sc、Sa之各主光線設為與投影單元PLU之光軸AXa平行,照射至DMD10之照明光ILm之入射角(光軸AXb自光軸AXa計起之角度)θα被設定為35.0°。因而,於此情形時,傾斜鏡112之反射面亦相對於X'Y'面(XY面)而傾斜17.5°(=θα/2)地配置。來自微鏡Msc之反射光Sc之主光線Lc與光軸AXa成為同軸,來自微鏡Msa之反射光Sa之主光線La與光軸AXa成為平行,反射光Sc、Sa伴隨既定之數值孔徑(NA)而入射至投影單元PLU。
藉由反射光Sc,於基板P上,以投影單元PLU之投影倍率Mp經縮小之微鏡Msc之縮小像ic以遠心之狀態成像於光軸AXa之位置。同樣地,藉由反射光Sa,於基板P上,以投影單元PLU之投影倍率Mp經縮小之微鏡Msa之縮小像ia以遠心之狀態成像於自縮小像ic朝+X'方向偏離之位置。作為一例,投影單元PLU之第1透鏡群116以2個透鏡群G1、G2構成,第2透鏡群118以3個透鏡群G3、G4、G5構成。於第2透鏡群118之透鏡群G3與透鏡群G4之間,設定有射出瞳(亦簡稱作瞳)Ep。於該瞳Ep之位置,形成照明光ILm之光源像(形成於MFE透鏡108A之射出面側之多個點光源之集合),成為柯勒照明之構成。瞳Ep亦被稱作投影單元PLU之開口,該開口之大小(直徑)成為規定投影單元PLU之解析度之1個因素。
來自DMD10之開啟狀態之微鏡Ms之正反射光被設定為不會被瞳Ep之最大口徑(直徑)遮擋而通過,由瞳Ep之最大口徑與投影單元PLU(作為成像投影透鏡系統之透鏡群G1~G5)之後側(像側)焦點之距離,決定表示解析度R之式R=k1・(λ/NAi)中之像側(基板P側)之數值孔徑NAi。又,投影單元PLU(透鏡群G1~G5)之物面(DMD10)側之數值孔徑NAo係以投影倍率Mp與數值孔徑NAi之積表示,於投影倍率Mp為1/6之情形時,為NAo=NAi/6。
於以上之圖7及圖4所示之照明單元ILU與投影單元PLU之構成中,連接於各模組MUn(n=1~27)之光纖束FBn(n=1~27)之射出端藉由輸入透鏡系統104而設定為與光學積分器108之MFE透鏡108A之射出端側光學共軛之關係,MFE透鏡108A之入射端側藉由聚光透鏡系統110而設定為與DMD10之鏡面(中立面)之中央光學共軛之關係。藉此,照射至DMD10之鏡面整體之照明光ILm藉由光學積分器108之作用成為均勻之照度分布(例如±1%以內之強度不均)。又,MFE透鏡108A之射出端側與投影單元PLU之瞳Ep之面藉由聚光透鏡系統110與投影單元PLU之透鏡群G1~G3而設定為光學共軛之關係。
[線圖案之曝光處理]
圖8(A)係示意性地表示投影區域(光照射區域群)IAn與基板P上之曝光對象區域(曝光線圖案之區域)30a、30b之圖。本實施方式中,曝光對象區域30a、30b相對於投影區域(光照射區域群)IAn被掃描,DMD10於投影區域(光照射區域群)IAn中所含之光照射區域32之中心(稱作光點位置)位於曝光對象區域30a、30b內之時機,將與該光照射區域32對應之微鏡Ms設為開啟狀態。
此處,如圖8(B)所示,著眼於線狀之曝光對象區域30a之一部分即矩形區域34a與曝光對象區域30b之一部分即矩形區域34b(參照圖8(A)之虛線框(符號34a、34b))。該矩形區域34a、34b例如係一邊為1 μm之正方形區域。又,設與各微鏡Ms對應之光照射區域32亦係一邊為1 μm之正方形區域。
圖8(B)表示了利用61脈衝以於61處配置(交錯配置)有光點位置之狀態對矩形區域34a、34b進行了曝光之狀態。此處,因各零件之製造誤差、裝配誤差、光學零件之光學特性之不均,存在矩形區域34a之累計照度(曝光量之總和)與矩形區域34b之累計照度之間產生差異(照度不均)之情形。即,存在根據於Y軸方向上之位置而累計照度不同,於Y軸方向上之累計照度分布變得不均勻之情形。理想的是,Y軸方向上的累計照度分布均勻。
因此,例如於矩形區域34a之累計照度高於矩形區域34b之累計照度之情形時,考慮將對矩形區域34a進行曝光時預定設為開啟狀態之微鏡Ms之一部分設為關閉狀態,藉此降低矩形區域34a之曝光量,修正(降低)矩形區域34a之累計照度。
然而,例如於以61脈衝對矩形區域34a進行曝光,且所有61脈衝之照度相等之情形時,將1個微鏡Ms設為關閉狀態引起之累計照度之變化為1.64%(=1/61×100)。基於累計照度分布之均勻性之觀點考慮,理想的是,能夠以更高之解析度來修正累計照度。
因此,本實施方式中,於光學積分器108與DMD10之間之照明光ILm之光路上配置有視野光闌FS。
圖9(A)係用於對視野光闌FS之配置進行說明之圖,圖9(B)係表示由視野光闌FS所形成之照明光之照度分布之圖。
本實施方式中,視野光闌FS被配置於傾斜鏡112與DMD10之間。再者,視野光闌FS只要被配置於光學積分器108與DMD10之間之照明光ILm之光路上之任一處位置即可。例如,視野光闌FS既可被設於聚光透鏡系統110與傾斜鏡112之間,亦可被設於光學積分器108與聚光透鏡系統110之間。
如圖9(B)所示,視野光闌FS具有第1構件40a與第2構件40b。第1構件40a與第2構件40b係剖面為大致直角梯形之四稜柱,沿規定微鏡Ms之排列座標系X'Y'之2個軸方向(X'軸方向、Y'軸方向)中的與基板P之掃描方向(X軸方向)大致正交之方向(Y'軸方向)延伸。藉此,第1構件40a與第2構件40b沿著Y'軸方向遮擋照明光ILm之一部分。藉此,可根據X'軸方向之位置來使照明光ILm之照度發生變化。
又,第1構件40a與第2構件40b係於與Y'軸方向正交之X'軸方向上隔開既定之間隔而配置,沿著DMD10之X'軸方向之兩端之邊遮擋照明光ILm之一部分。藉此,如圖9(B)所示,X'軸方向上之照明光ILm之照度分布成為於DMD10之X'軸方向之兩端照度低而於中央部照度高之照度分布(圖9(B)所示之禮帽型之照度分布)。
又,第1構件40a及第2構件40b之照明光ILm側之側面41a、41b以各自之下表面與側面41a、41b所成之角(內角)呈銳角之方式相對於各自之下表面而傾斜。藉此,抑制照明光ILm被視野光闌FS之照明光ILm側之側面41a、41b反射。
又,本實施方式中,第1構件40a與第2構件40b係以下表面與DMD10之中立面成平行之方式而配置。藉此,遠心造成之影響亦可呈中心對稱。
圖10(A)係表示照明光ILm之照度分布之一例之圖,圖10(B)表示了使用具有圖10(A)所示之照度分布之照明光ILm對矩形區域34進行曝光之示例。藉由將具有圖10(A)所示之照度分布之照明光ILm照射至DMD10,從而可使投影至各光照射區域32之照明光之照度不同。
於圖10(B)中,光點位置342係90%照度之照明光所投影之光照射區域32之光點位置。光點位置343係70%照度之照明光所投影之光照射區域32之光點位置,光點位置344係50%照度之照明光所投影之光照射區域32之光點位置。光點位置345係30%照度之照明光所投影之光照射區域32之光點位置。光點位置341係光點位置342~345以外之、100%照度之照明光所投影之光照射區域32之光點位置。
圖10(B)中,61個光點位置中的光點位置342、343、344、345之數量分別為1個,光點位置341之數量為57個。於此情形時,例如若將與50%照度之照明光所投影之光照射區域32對應之微鏡Ms設為關閉狀態,則矩形區域34中之累計照度減少0.84%(=0.5/(57+0.9+0.7+0.5+0.3)×100)。又,例如若將與30%照度之照明光所投影之光照射區域32對應之微鏡Ms設為關閉狀態,則矩形區域34中之累計照度減少0.505%(=0.3/(57+0.9+0.7+0.5+0.3)×100)。因此,與使用具有於X'軸方向上照度無變化(於X'軸方向上照度為固定)之照度分布之照明光,並藉由將DMD10之微鏡Ms之一部分設為關閉狀態而修正矩形區域34中之累計照度之情形相比較,能夠以更高之解析度來修正累計照度。又,藉由變更設為關閉狀態之微鏡Ms之組合,從而能夠以所期望之變化量來修正累計照度。
圖11(A)係對矩形區域34d~34f之曝光之進行方式進行說明之圖。例如,DMD10於矩形區域34d~34f分別處於位置34D~34F之時機,將與光照射區域210a~210c對應之微鏡Ms設為開啟狀態,於矩形區域34d~34f分別處於位置34G~34I之時機,將與光照射區域210d~210f對應之微鏡Ms設為開啟狀態。於此情形時,矩形區域34d~34f將於脈衝間移動空走距離。
此處,例如設對矩形區域34d之累計照度進行測量之結果是決定為將與光照射區域210a對應之微鏡Ms設為關閉狀態來修正累計照度。圖11(B)係對修正累計照度之情形時之、矩形區域34d~34f之曝光之進行方式進行說明之圖。
於此情形時,如圖11(B)所示,於矩形區域34d處於位置34D之時機,將與光照射區域210a對應之微鏡Ms設為關閉狀態,於矩形區域34d處於位置34G之時機,將與光照射區域210d對應之微鏡Ms設為開啟狀態。於矩形區域34d處於位置34D之時機之後,基板P移動了空走距離,矩形區域34a自位置34D直至移動至位置34G為止不進行曝光。因此,將存在未被用於曝光之微鏡Ms。
如此般未被用於曝光之微鏡Ms為相當於空走距離量之在掃描方向上連續之微鏡Ms,因此將該等微鏡Ms設為關閉狀態。圖11(B)中,以影線表示了與被設為關閉狀態之微鏡Ms對應之光照射區域。
又,關於與掃描方向正交之方向(Y軸方向)之照度分布,亦難以認為會急遽變化,因此關於Y軸方向,微鏡Ms亦連續地設定為關閉狀態。藉此,如圖12所示,設為關閉狀態之微鏡Ms沿X'軸方向及Y'軸方向連續,成為於掃描方向上具備寬度之大致帶狀之範圍。再者,於圖12中,各正方形表示微鏡Ms,塗黑之正方形表示處於關閉狀態之微鏡Ms。
例如,光點間隔(亦稱作柵格)為矩形區域34d(亦稱作像素)之1/10,且必須針對每個光點(每個微鏡Ms)來決定開啟狀態及關閉狀態。但由於為光點間隔之10倍之像素尺寸小,因此既可針對每個像素尺寸決定微鏡Ms之開啟狀態及關閉狀態,亦可針對更大之尺寸(包含複數個像素之區域)決定微鏡Ms之開啟狀態及關閉狀態,照度測量亦可以像素為單位(以矩形區域為單位)來進行。例如,若對DMD10之長度之1/20賦予照度分布,則可實現0.1%之解析度之照度修正,因此只要照度均勻性整體上存在2%左右之不均,則賦予照度分布之區域為該程度(DMD10之長度之1/20左右)便足夠。
[測量部IU之構成]
繼而,對測量部IU之構成進行說明。圖13係自+Z方向觀察基板保持具4B之圖。本實施方式中,測量部IU係於X軸方向上與基板保持具4B之校正用基準部CU設於相反側。再者,亦可將測量部IU與校正用基準部CU設於相同側。
如圖13所示,於測量部IU中,沿與基板P之掃描曝光方向(X軸方向)正交之方向(Y軸方向)配置有複數個測量裝置400a~400i。測量裝置400a~400i測量模組MU1~MU27之DMD10之各微鏡Ms之照度。複數個測量裝置400a~400i可如圖13所示般配置於基板保持具4B上,但亦可配置於XY載台4A上或投影單元PLU內。
測量裝置400a~400i例如係以與曝光模組群MU(A)所具備之模組MU1~MU9對應之方式而設。即配置為,於Y軸方向上相鄰之模組之中心間之間距P1與於Y軸方向中相鄰之測量裝置之中心間之間距P2相等。再者,以下之說明中,除非必須特別區分,則將測量裝置400a~400i記載為測量裝置400。再者,亦可將測量裝置400以與模組MU1~MU27對應之方式而設。即,亦可於測量部IU配置27個測量裝置400。又,測量裝置400之數量並不限於圖13所示之數量,亦可為8以下,還可為10以上。例如,只要處於XY載台4A之行程內,便可使XY載台4A步進以測量模組MU1~MU27之DMD10之各微鏡Ms之照度,因此亦能進一步減少測量裝置400之數量。
本實施方式中,如圖13所示,測量裝置400於XY平面內傾斜了DMD10於XY平面內所傾斜之角度(θk:參照圖6)量。再者,亦可不使測量裝置400於XY平面內傾斜配置。
測量裝置400例如包含光感測器402。測量裝置400例如於將DMD10之微鏡Ms之1個設為開啟狀態而將其他微鏡Ms設為關閉狀態時,將對藉由設為開啟狀態之微鏡Ms所投影之圖案像(曝光用光)之照度(功率)進行測量並記憶之處理重複微鏡Ms之數量次。藉此,獲得將各微鏡與曝光用光之照度相關聯之測量結果。又,亦可在與DMD10之共軛面設置限定針孔等測量點之開口板。
再者,測量裝置400例如亦可包含具有與DMD10之各微鏡Ms對應之像素之攝像元件(CCD或CMOS)。於此情形時,只要將所有微鏡Ms設為開啟狀態,並於各像素中測量藉由對應之微鏡Ms所投影之圖案像之照度即可。
又,測量裝置400例如亦可包含具有較DMD10所具備之微鏡Ms之數量為少之像素數之攝像元件。於此情形時,使複數個微鏡Ms對應於攝像元件之1個像素。於此情形時,將於各像素中測量藉由複數個微鏡Ms之集合所投影之圖案像之照度。
可基於測量裝置400之測量結果算出Y軸方向之各位置之累計照度。再者,例如亦可將測量裝置400設為累計照度計,測量Y軸方向之各位置之累計照度。又,亦可配置長長的狹縫,藉由掃描該狹縫來測量累計照度。
[曝光控制裝置之構成]
於具有上述構成之曝光裝置EX中進行之包含掃描曝光處理之各種處理係由曝光控制裝置300予以控制。圖14係表示本實施方式之曝光裝置EX所具備之曝光控制裝置300之功能構成之功能方塊圖。
曝光控制裝置300具備描繪資料製作部309、描繪資料記憶部310、驅動控制部304以及曝光控制部306。
描繪資料製作部309製作以複數個模組MUn(n=1~27)分別進行曝光之顯示面板用之圖案之描繪資料。描繪資料係使DMD10之各微鏡Ms之開啟狀態與關閉狀態進行切換之資料。
描繪資料製作部309例如按照圖15所示之流程圖來製作描繪資料。首先,於步驟S11中,描繪資料製作部309自測量裝置400獲取藉由各微鏡Ms所投影之圖案像之照度之測量結果。
繼而,於步驟S13中,描繪資料製作部309基於在步驟S11中獲取之測量結果,預測Y軸方向之各位置之累計照度。例如,描繪資料製作部309對於沿Y軸方向排列成一列之、一邊為1 μm之正方形區域之各者,預測累計照度。
繼而,於步驟S15中,描繪資料製作部309以各正方形區域之累計照度變得大致相等之方式(以累計照度分布於Y軸方向上變得均勻之方式),基於藉由各微鏡Ms所投影之圖案像之照度來決定對各正方形區域進行曝光時設為關閉狀態之微鏡Ms。藉由各微鏡Ms所投影之圖案像之照度既可使用在預測各正方形區域之累計照度時所使用之測量裝置400之測量結果,亦可基於視野光闌FS與DMD10之距離、DMD10之尺寸等並藉由計算而求出。
繼而,於步驟S17中,描繪資料製作部309基於顯示面板用之圖案與步驟S15之決定結果來製作描繪資料。藉此,可製作使Y軸方向上之累計照度分布之均勻性提高之描繪資料。
於描繪資料記憶部310中,記憶描繪資料製作部309所製作之描繪資料。描繪資料記憶部310將圖案曝光用之描繪資料MD1~MD27送出至圖2所示之27個模組MU1~MU27各自之DMD10。模組MUn(n=1~27)基於描繪資料MDn來選擇性地驅動DMD10之微鏡Ms以生成與描繪資料MDn對應之圖案,並投影曝光至基板P。
驅動控制部304基於干涉儀IFX之測量結果,製作控制資料CD1~CD27並送出至模組MU1~MU27。又,驅動控制部304基於干涉儀IFX之測量結果,使XY載台4A在掃描方向上(X軸方向)以既定速度進行掃描。
模組MU1~MU27於掃描曝光中,基於描繪資料MD1~MD27與自驅動控制部304送出之控制資料CD1~CD27,控制DMD10之微鏡Ms之驅動。
曝光控制部(定序器)306與基板P之掃描曝光(移動位置)同步地,控制來自描繪資料記憶部310之描繪資料MD1~MD27向模組MU1~MU27之送出、以及來自驅動控制部304之控制資料CD1~CD27之送出。
如以上詳細說明般,根據本實施方式,曝光裝置EX係將由具有呈二維排列之複數個微鏡Ms之DMD10根據描繪資料而生成之圖案光對基板P進行曝光之曝光裝置,其具備:照明單元ILU,將照明光ILm照射至DMD10;投影單元PLU,將由DMD10所生成之圖案光之像投影至基板P;以及曝光控制裝置300,控制微鏡Ms之開啟狀態及關閉狀態。照明光ILm具有照度根據規定微鏡Ms之排列座標系X'、Y'之2個軸方向(X'軸方向、Y'軸方向)中的、與對基板P進行掃描之X軸方向相近之X'軸方向(亦稱作與掃描方向對應之方向)上之位置而變化之既定之照度分布。曝光控制裝置300基於照度分布控制微鏡Ms之開啟狀態及關閉狀態。藉此,與使用具有照度於X'軸方向上無變化之照度分布之照明光ILm之情形相比較,可減小將DMD10之微鏡Ms之1個設為關閉狀態引起之累計照度之變化量。因此,能夠以更高之解析度來修正累計照度。
又,本實施方式中,照明單元ILU具有將照明光ILm分割而重疊之光學積分器108,於光學積分器108與DMD10之間之照明光ILm之光路上,設有對照明光ILm之一部分進行遮光之視野光闌FS。視野光闌FS沿著Y'軸方向對照明光ILm之一部分進行遮光。藉此,可形成具有照度根據X'軸方向上之位置而變化之既定之照度分布之照明光ILm。又,視野光闌FS亦可配置於光纖束FBn與光學積分器108之間。此時,例如於光學積分器108中使用包含複數個小透鏡之蠅眼透鏡之情形時,可於光學積分器108之與空間光調變器(例如DMD10)之共軛面配置視野光闌FS,以對入射至複數個小透鏡中的一部分小透鏡之照明光ILm之一部分進行遮光。即,成為僅對複數個小透鏡中的一部分小透鏡配置視野光闌FS之構成。
又,本實施方式中,視野光闌FS包含第1構件40a與第2構件40b,第1構件40a與第2構件40b沿Y'軸方向延伸,並且於X'軸方向上隔開既定間隔而配置。藉此,可形成具有圖9(B)所示之禮帽型照度分布之照明光ILm。
又,本實施方式中,視野光闌FS之下表面與包含複數個微鏡Ms各自之中心點之中立面大致平行。藉此,可將遠心造成之影響設為中心對稱。
又,本實施方式中,曝光裝置EX具備:基板保持具4B,載置基板P;以及測量裝置400,設於基板保持具4B上,接收經由投影單元PLU而投影之由DMD10所生成之圖案光之像之至少一部分光。藉此,可對投影至各光照射區域32之照明光之照度進行測量,因此可預測Y軸方向之各位置之累計照度。
又,本實施方式中,曝光控制裝置300基於測量裝置400對照度之測量結果,決定微鏡Ms之中設為關閉狀態之微鏡Ms。藉由使用測量裝置400對照度之測量結果,可決定可使累計照度中產生所需之變化量之微鏡Ms。
再者,上述實施方式中,視野光闌FS之第1構件40a與第2構件40b係以上表面及下表面與DMD10之中立面呈平行之方式而配置,但並不限於此。
圖16(A)係表示視野光闌FS之第1構件40a及第2構件40b之配置之另一例之圖,圖16(B)係表示如圖16(A)所示般配置第1構件40a與第2構件40b之情形時所獲得之照度分布之圖。如圖16(A)所示,亦可將第1構件40a與第2構件40b以其下表面與照明光ILm之光軸正交之方式而配置。
又,上述實施方式中,亦可僅配置視野光闌FS所具備之第1構件40a與第2構件40b中的其中任一者。又,亦可使用具有開口部之視野光闌,該視野光闌可對照明光ILm之一部分進行遮光,可經由開口部而使照明光ILm之一部分通過。開口部既可為孔,亦可為狹縫。
又,上述實施方式中,係藉由將微鏡Ms設為關閉狀態而減少曝光量以修正累計照度,但並不限於此。例如於成為不將位於DMD10之外周區域之微鏡Ms用於曝光處理之設定(設為關閉狀態之設定)之情形時,亦可將位於外周區域之微鏡Ms之一部分設為開啟狀態而增加曝光量,藉此來修正累計照度。
(變形例)
上述實施方式中,亦可取代視野光闌FS而使用形成有遮光圖案LSP之圖案玻璃PG。圖17係對配置圖案玻璃PG之變形例進行表示之圖。圖17之下方之圖係自-Z方向觀察圖案玻璃PG之平面圖。
如圖17所示,圖案玻璃PG具有對照明光ILm之一部分進行遮光之遮光圖案LSP。圖17中之遮光圖案LSP為隨機之點圖案。
藉由隨機之點圖案,降低照明光ILm之光線之局部形狀PS中的、於X'軸方向上位於兩端之局部形狀PS中之照明光ILm之透射率。藉此,如圖17之上方所示,可形成照度根據X'軸方向之位置而不同之照度分布。再者,所謂局部形狀PS,係指於放置圖案玻璃PG之位置,藉由NA而擴展之光線之彌散圓(橢圓)。圖案玻璃PG藉由將遮光圖案LSP之圖案密度設為變量,從而與視野光闌FS相比較,配置圖案玻璃PG之位置之調整及照度分布之控制容易。
再者,遮光圖案LSP並不限於隨機之點圖案。圖18(A)~圖19(B)係表示遮光圖案LSP之另一例之圖。如圖18(A)所示,遮光圖案LSP亦可為沿Y'軸方向連續配置之山狀之圖案。藉由山狀之圖案,如圖18(A)所示,可自圖案玻璃PG之兩端朝向中央減小圖案密度。
又,如圖18(B)所示,遮光圖案LSP亦可為柱狀圖狀之圖案。又,如圖19(A)所示,遮光圖案LSP亦可為波狀之圖案。又,如圖19(B)所示,遮光圖案LSP亦可為梯形狀之圖案。再者,亦可將自下表面側觀察視野光闌FS時之形狀設為圖18(A)~圖19(B)之圖案之形狀。
再者,亦可藉由使視野光闌FS或圖案玻璃PG沿照明光ILm之光軸方向移動,從而控制圖案光之模糊幅度之大小,於對要求高照度均勻性之層進行曝光之情形時,以高解析度修正累計照度,而於對所要求之照度均勻性之容許範圍大之層進行曝光之情形時,以低解析度進行累計照度。此時,於以高解析度修正累計照度之情形時,於照明光ILm之照度分布中,照度為100%之區域變窄,於以低解析度修正累計照度之情形時,於照明光ILm之照度分布中,照度為100%之區域變寬。因此,以高解析度修正累計照度之情形時之各曝光對象區域之累計照度與以低解析度修正累計照度之情形時之各曝光對象區域之累計照度不同。對此,只要藉由預先獲取照明光ILm之照度分布之差異與各曝光對象區域之累計照度之關係,從而進行調整以將各曝光對象區域之累計照度設為所期望之累計照度即可。
再者,上述實施方式及變形例中,係使用視野光闌FS或圖案玻璃PG形成照明光ILm之照度於X'軸方向上發生變化之照度分布,但並不限於此。例如,亦可自單個或複數個點光源出射具有照度於X'軸方向上發生變化之照度分布之照明光ILm。於此情形時,可省略視野光闌FS及圖案玻璃PG。
再者,上述實施方式及變形例中,使用視野光闌FS或圖案玻璃PG進行了說明,但並不限於此,亦可使用其他的減光構件。作為減光構件,可使用對照明光ILm之一部分進行減光之濾光器等。視野光闌FS、圖案玻璃PG等之遮光構件為減光構件之一例。
再者,上述實施方式及變形例中,對形成具有禮帽型照度分布之照明光ILm之情形進行了說明,但亦可形成具有兩端部之照度高而中央部之照度低之照度分布之照明光ILm。
上述實施方式為本發明之較佳實施例。但並不限定於此,可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變形實施。
1a~1c:主動減振單元
2:底座
3:定盤
5:光學定盤
6a~6c:主柱
4A:XY載台
4B:基板保持具
10:DMD
30a、30b:曝光對象區域
32:光照射區域
34、34a、34b:矩形區域
34d~34f:矩形區域
34D~34I:位置
40a:第1構件
40b:第2構件
41a、41b:側面
100、102:鏡
104:輸入透鏡系統
106:照度調整濾光器
108:光學積分器
108A:MFE透鏡
110:聚光透鏡系統
112:傾斜鏡
114:可動擋閘
115:光吸收體
116:第1透鏡群
118:第2透鏡群
120:聚焦感測器
210a~210f:照射區域
300:曝光控制裝置
304:驅動控制部
306:曝光控制部
309:描繪資料製作部
310:描繪資料記憶部
341~345:光點位置
400:測量裝置
ALG:對準系統
AXa、AXb、AXc:光軸
CD1~CD27:控制資料
CU:校正用基準部
Ep:瞳
EX:曝光裝置
FB1~FB27:光纖束
FBU:光纖單元
FS:視野光闌
G1~G5:透鏡群
ia、ic:縮小像
IA1~IA27:投影區域
IFX、IFY1~IFY4:干涉儀
ILm:照明光
ILU:照明單元
IU:測量部
k1、k2、k3:線
La、Lc:主光線
LSP:遮光圖案
MD1~MD27:描繪資料
Mp:投影倍率
Ms、Msa、Msc:微鏡
MU1~MU27:模組
MU(A)、MU(B)、MU(C):曝光模組
NA、NAo、NAi:數值孔徑
OLa、OLb、OLc:接續部
P:基板
P1、P2:間距
Pg:最小線寬
PG:圖案玻璃
PLU:投影單元
PS:局部形狀
Sa、Sc:反射光
XL1、XL2:距離
θα:入射角
θk:角度
[圖1]係表示一實施方式之曝光裝置之外觀構成之概要之立體圖。
[圖2]係表示藉由複數個曝光模組各自之投影單元投射至基板上的DMD之投影區域之配置例之圖。
[圖3]係說明於圖2中特定之4個投影區域各自之接續曝光之狀態之圖。
[圖4]係於XZ面內觀察沿X軸方向(掃描曝光方向)排列之2個曝光模組之具體構成之光學配置圖。
[圖5(A)]係概略地表示DMD之圖,[圖5(B)]係表示電源為斷開之情形時之DMD之圖,[圖5(C)]係用於對開啟狀態之鏡進行說明之圖,[圖5(D)]是用於對關閉狀態之鏡進行說明之圖。
[圖6]係示意性地表示DMD與照明單元於XY面內傾斜了角度θk之狀態之圖。
[圖7]係詳細說明投影單元對DMD之微鏡之成像狀態之圖。
[圖8(A)]係示意性地表示投影區域(光照射區域群)與基板上之曝光對象區域(對線圖案進行曝光之區域)之圖,[圖8(B)]係例示曝光對象區域中之光點位置之配置例之圖。
[圖9(A)]係用於對視野光闌之配置進行說明之圖,[圖9(B)]係表示藉由視野光闌而形成之照明光之照度分布之圖。
[圖10(A)]係表示照明光之照度分布之一例之圖,[圖10(B)]表示使用具有圖10(A)所示之照度分布之照明光對矩形區域進行曝光之示例。
[圖11(A)]係對矩形區域之曝光之進行方式進行說明之圖,[圖11(B)]係對修正累計照度之情形時之矩形區域之曝光之進行方式進行說明之圖。
[圖12]係例示於DMD中設為關閉狀態之微鏡之圖。
[圖13]係自+Z方向觀察基板保持具之圖。
[圖14]係表示曝光控制裝置之功能構成之功能方塊圖。
[圖15]係表示描繪資料製作部所執行之處理之一例之流程圖。
[圖16(A)]係用於對視野光闌之配置之另一例進行說明之圖,[圖16(B)]是表示藉由視野光闌而形成之照明光之照度分布之另一例之圖。
[圖17]係對配置圖案玻璃之變形例進行表示之圖。
[圖18(A)]及[圖18(B)]係表示遮光圖案之另一例之圖。
[圖19(A)]及[圖19(B)]係表示遮光圖案之另一例之圖。
10:DMD
110:聚光透鏡系統
112:傾斜鏡
AXa、AXb、AXc:光軸
FS:視野光闌
ILm:照明光
ILU:照明單元
La、Lc:主光線
Msa、Msc:微鏡
Sa、Sc:反射光
Claims (46)
- 一種曝光裝置,將來自空間光調變器之光照射至在掃描方向上被掃描之物體以對前述物體進行曝光,其包括利用照明光對前述空間光調變器進行照明之照明單元, 前述照明單元具有: 光學積分器,供前述照明光入射;以及 減光構件,配置於前述光學積分器之出射面與前述空間光調變器之間的光路上且不與前述光學積分器和前述空間光調變器接觸之位置,對前述照明光之一部分進行減光。
- 一種曝光裝置,將來自空間光調變器之光照射至在掃描方向上被掃描之物體以對前述物體進行曝光,其包括利用照明光對前述空間光調變器進行照明之照明單元, 前述照明單元具有: 光學積分器,包含複數個透鏡,供前述照明光入射;以及 減光構件,相對於前述複數個透鏡中之一部分透鏡而配置,對入射至前述一部分透鏡之前述照明光之一部分進行減光, 前述減光構件被配置於前述光學積分器中之與前述空間光調變器之共軛面。
- 一種曝光裝置,將來自空間光調變器之光照射至在掃描方向上被掃描之物體以對前述物體進行曝光,其包括: 照明單元,利用照明光對前述空間光調變器進行照明;以及 投影單元,將來自前述空間光調變器之光投影至前述物體上, 前述照明單元具有: 光學積分器; 聚光透鏡,配置於前述光學積分器與前述空間光調變器之間的光路上;以及 減光構件,配置於前述聚光透鏡與前述空間光調變器之間的光路上,對照明至前述空間光調變器之光之至少一部分進行減光, 前述減光構件於前述空間光調變器上之照明區域之至少一部分,經由前述投影單元而沿著與前述掃描方向對應之第1方向形成照度分布。
- 如請求項1至3中任一項之曝光裝置,其包括: 保持具,可保持前述物體且可沿前述掃描方向移動。
- 如請求項1至4中任一項之曝光裝置,其中 前述空間光調變器為數位微鏡裝置, 前述減光構件被配置於經前述數位微鏡裝置反射之前述照明光未照明之位置。
- 如請求項1或2之曝光裝置,其包括: 聚光透鏡,配置於前述光學積分器與前述空間光調變器之間的光路上,供通過了前述光學積分器之前述照明光入射, 前述減光構件被配置於前述聚光透鏡與前述空間光調變器之間的光路上。
- 如請求項3或6之曝光裝置,其中 前述減光構件於前述聚光透鏡與前述空間光調變器之間的光路上配置於較前述聚光透鏡更靠近前述空間光調變器之位置。
- 如請求項3或6之曝光裝置,其中 前述減光構件於前述聚光透鏡與前述空間光調變器之間的光路上配置於較前述空間光調變器更靠近前述聚光透鏡之位置。
- 如請求項3、6、7或8中任一項之曝光裝置,其包括鏡, 前述空間光調變器為數位微鏡裝置, 前述鏡被配置於前述聚光透鏡與前述空間光調變器之間的光路上,將前述照明光反射向前述數位微鏡裝置。
- 如請求項1至9中任一項之曝光裝置,其中 前述空間光調變器具有二維排列之複數個元件,且具備: 受光元件,接收前述光之至少一部分;以及 控制部,基於前述受光元件對前述至少一部分之前述光之測量結果,決定前述複數個元件之中設為開啟狀態之元件或設為關閉狀態之元件。
- 如請求項10之曝光裝置,其中 前述控制部基於前述測量結果決定設為關閉狀態之元件。
- 如請求項10之曝光裝置,其中 前述控制部基於前述測量結果決定前述複數個元件中已預先設為關閉狀態之元件之中設為開啟狀態之元件。
- 如請求項10之曝光裝置,其包括: 保持具,可保持前述物體且可沿前述掃描方向移動;以及 投影單元,將前述光投影至前述物體, 前述受光元件被配置於搭載有前述保持具之載台上,接收通過了前述投影單元之前述照明光。
- 如請求項10之曝光裝置,其包括: 投影單元,將前述光投影至前述物體, 前述受光元件被配置於前述投影單元內,接收通過前述投影單元之前述照明光。
- 如請求項10之曝光裝置,其中 前述控制部進行控制,以使前述複數個元件之中設為關閉狀態之元件沿著前述複數個元件之排列方向即2個方向中之與前述掃描方向相近之第1方向連續。
- 如請求項15之曝光裝置,其中 前述控制部進行控制,以使前述複數個元件之中設為關閉狀態之元件沿著前述複數個元件之排列方向即2個方向中之與前述第1方向不同之第2方向連續。
- 如請求項1至16中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件被固定於前述空間光調變器,對前述照明光之一部分進行減光。
- 如請求項1至16中任一項之曝光裝置,其具有: 變更部,可變更於前述照明光之光軸方向上前述空間光調變器與前述減光構件之距離。
- 如請求項1至18中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件對前述照明光之一部分進行減光之面與側面所成之角為銳角。
- 如請求項1至19中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件具有第1構件與第2構件, 前述第1構件與前述第2構件分別相對於前述照明光之光軸對稱地配置。
- 如請求項1至19中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件具有開口部, 前述減光構件對前述照明光之一部分進行減光,並經由前述開口部而使前述照明光之另一部分通過。
- 如請求項1至20中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件對前述照明光之一部分進行減光之面與前述照明光之光軸大致正交。
- 如請求項1至21中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件對前述照明光之一部分進行減光之面與包含前述空間光調變器之複數個元件各自之中心點之中立面大致平行。
- 如請求項1至21中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件對前述照明光之一部分進行減光之面與前述空間光調變器之電源斷開之情形時之前述空間光調變器之元件之面大致平行。
- 如請求項1至24中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件係對前述照明光之一部分進行遮光之遮光構件。
- 如請求項1至24中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件係具有對前述照明光之一部分進行遮光之遮光圖案之玻璃。
- 如請求項26之曝光裝置,其中 前述遮光圖案係自前述玻璃之端部朝向中央部而配置密度減少之點圖案。
- 如請求項1至24中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件係對前述照明光之一部分進行減光之濾光器。
- 一種曝光裝置,將來自空間光調變器之光照射至在掃描方向上被掃描之物體以對前述物體進行曝光,其包括: 照明單元,藉由在前述空間光調變器上在與前述掃描方向對應的方向上具有不均勻之照度分布之照明光來對前述空間光調變器進行照明;以及 控制部,於前述物體之掃描中,基於前述不均勻之照度分布控制前述空間光調變器所具有之複數個元件之開啟狀態及關閉狀態。
- 如請求項29之曝光裝置,其中 前述照明光在前述複數個元件之排列方向即2個方向中的與前述掃描方向相近之第1方向上具有不均勻之照度分布。
- 如請求項30之曝光裝置,其中 前述照明單元具有將前述照明光分割而重疊之積分器, 於前述積分器與前述空間光調變器之間之前述照明光之光路上,設有對前述照明光之一部分進行減光之減光構件。
- 如請求項31之曝光裝置,其中 前述減光構件沿著前述複數個元件之排列方向即前述2個方向中的與前述第1方向不同之第2方向對前述照明光之一部分進行減光。
- 如請求項31或32之曝光裝置,其中 前述減光構件沿著前述空間光調變器之前述第1方向上之兩端之邊對前述照明光之一部分進行減光。
- 如請求項31至33中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件包含一對減光構件, 前述一對減光構件沿與前述第1方向不同之第2方向延伸,並且於前述第1方向上隔開既定間隔而配置。
- 如請求項31至34中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件係對前述照明光之一部分進行遮光之遮光構件。
- 如請求項31至34中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件係具有對前述照明光之一部分進行遮光之遮光圖案之玻璃。
- 如請求項36之曝光裝置,其中 前述遮光圖案係自前述玻璃之端部朝向中央部而配置密度減少之點圖案。
- 如請求項31至37中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件之下表面與包含前述複數個元件各自之中心點之中立面大致平行。
- 如請求項31至37中任一項之曝光裝置,其中 前述減光構件之下表面與前述照明光之光軸大致正交。
- 如請求項30至39中任一項之曝光裝置,其中 前述控制部於對前述物體之既定範圍進行曝光之情形時,每當前述物體沿前述掃描方向移動既定距離時,將前述光投影至前述物體,以使表示照射至前述既定範圍內之自前述複數個元件分別出射之前述照明光之中心之光點位置成為既定之配置, 前述複數個元件之中設為前述關閉狀態之元件沿前述第1方向連續大致前述既定距離。
- 如請求項31至39中任一項之曝光裝置,其包括: 變更部,藉由使前述減光構件沿前述照明光之光軸方向移動,從而變更前述照明光之前述照度分布。
- 如請求項29至41中任一項之曝光裝置,其包括: 載台,載置前述物體; 投影單元,將前述光投影至前述物體;以及 受光元件,被設於前述載台上,接收經由前述投影單元而投影之由前述空間光調變器所生成之前述光之至少一部分光。
- 如請求項42之曝光裝置,其中 前述控制部基於前述受光元件對前述一部分光之測量結果,決定前述複數個元件之中設為開啟狀態之元件或設為關閉狀態之元件。
- 如請求項42或43之曝光裝置,其中 前述受光元件接收由前述複數個元件各自生成之前述光。
- 如請求項42或43之曝光裝置,其中 前述受光元件接收由前述複數個元件中的至少2個元件所生成之前述光。
- 如請求項1至45中任一項之曝光裝置,其中 前述物體為基板。
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