TW202343153A - 曝光裝置及曝光方法 - Google Patents

Abstract

本發明之曝光裝置及曝光方法係在以自複數個光源生成之雷射光束對基板進行曝光中，對在描繪中可能產生之光源的經時變化時亦可適當對應之技術。本發明之曝光裝置及曝光方法中，於雷射光束的光路上對雷射光束進行檢測。當描繪之執行中所檢測之雷射光束的光點尺寸偏離既定之正常範圍時，其執行既定之錯誤處理。

Description

曝光裝置及曝光方法

本發明係關於一種用以在例如半導體基板、印刷配線基板、玻璃基板等之基板上描繪圖案而對基板進行曝光之技術。

將配線圖案等圖案形成於半導體基板、印刷配線基板、玻璃基板等各種基板之技術，其存在有根據曝光資料將調變後之光束入射至形成在基板表面之感光層而使感光層曝光之技術。例如，於日本專利特開2015-192080號公報(專利文獻1)中，揭示一種描繪裝置，其藉由光調變器對具有扁平形狀之射束光點(beam spot)之雷射光束(線狀光束)進行調變且入射至基板，而對基板進行描繪。於該技術中，為了產生具有均勻強度分佈之高強度線狀光束，將自複數個雷射光源(雷射二極體)出射之雷射光進行合成以產生單一的線狀光束。

(發明所欲解決之問題)

在專利文獻1中，記載有一種照明光學系統之構成，其用以自複數個光源獲得均勻強度分佈之線狀光束。然而，該構成未考慮到對於各光源中可能引起之雷射光的經時變化之對應。例如，起因於零組件的發熱或機械振動，可能於任一個光源中雷射光的出射方向會產生偏移。於此種情況下，由於基板表面之曝光光束的光點直徑變大，因此會產生描繪之解析度降低。此外，在任一個光源中光量降低或未點亮之情況下，可能會發生曝光不足。

如此，光源出射之雷射光的經時變化可能使藉由描繪所形成之圖案產生不良，進而造成基板的生產性降低。因此，於前述習知技術中，在對應描繪中可能產生之光源的經時變化之點上，可說仍存在有改善的餘地。 (解決問題之技術手段)

本發明係有鑑於前述問題所完成者，其目的在於提供一種技術，在使用複數個光源生成之雷射光束對基板進行曝光而進行描繪之技術中，對於描繪中所可能產生之光源的經時變化亦可適當地對應。

本發明之曝光裝置之一態樣，其具備有：曝光部，其具有複數個雷射光源，將自前述複數個雷射光源出射之雷射光進行合成而生成單一的雷射光束，且根據曝光資料對前述雷射光束進行調變作為曝光光束，並照射至曝光對象之基板而進行描繪；檢測部，其在雷射光束的光路上對前述雷射光束進行檢測；及控制部，其控制對前述基板之曝光條件。其中，前述控制部在前述描繪之執行中藉由當前述檢測部所檢測之前述雷射光束的光點尺寸偏離既定之正常範圍時，則執行既定之錯誤處理。

此外，本發明之曝光方法之一態樣，其將自複數個雷射光源出射之雷射光進行合成而生成單一的雷射光束，且根據曝光資料對前述雷射光束進行調變作為曝光光束，並照射至曝光對象之基板而進行描繪。於該曝光方法中，在前述雷射光束的光路上對前述雷射光束進行檢測，且當在前述描繪之執行中檢測之前述雷射光束的光點尺寸偏離既定之正常範圍時，則執行既定之錯誤處理。

於此一構成之發明中，其在將自複數個雷射光源分別出射之雷射光合成而成之雷射光束的光路上，對雷射光束的光點尺寸進行檢測。當任一個雷射光源之光軸產生偏移或光量增加之情況下，光點尺寸變大，另一方面，當任一個雷射光源之光量降低或熄燈之情況下，光點尺寸變小。因此，若檢測有光點尺寸偏離正常範圍之情況，則執行錯誤處理，藉此，其可對應在描繪中可能產生之光源的經時變化而採取適當之措施。 (對照先前技術之功效)

如上述，根據本發明，藉由對雷射光束的光路上之光點尺寸的變化進行檢測，即使於複數個雷射光源之任一個不能正確動作之情況下，其也可適當地對應，以抑制在該不正確之狀態下繼續描繪動作之情況下所可能產生之生產性的降低。

圖1為示意性表示本發明之曝光裝置之概略構成的前視圖。此外，圖2為表示圖1之曝光裝置具備之電性構成之一例的方塊圖。於圖1及以下之圖式中，適當表示，水平方向即X方向、與X方向正交之水平方向即Y方向、鉛垂方向即Z方向、及以與Z方向平行之旋轉軸為中心之旋轉方向θ。

曝光裝置1藉由將既定圖案之雷射光照射於形成有抗蝕劑等感光材料層的基板S(曝光對象基板)，而將圖案描繪於感光材料上。作為基板S，例如可適當使用印刷配線基板、各種顯示裝置用之玻璃基板、半導體基板等各種基板。

曝光裝置1具備有本體11，本體11係由本體框架111、及安裝於本體框架111之蓋板(省略圖示)所構成。並且，於本體11內部及外部，分別配置有曝光裝置1之各種構成要件。

曝光裝置1的本體11內部係被劃分為處理區域112與交接區域113。處理區域112主要配置有載台2、載台驅動機構3、曝光單元4及對準單元5。此外，於本體11外部配置有將照明光供給至對準單元5之照明單元6。於交接區域113配置有對處理區域112進行基板S之搬出搬入的搬送機器人等之搬送裝置7。進而，於本體11內部配置有控制部9。控制部9係與曝光裝置1之各部電性連接，以控制其等各部之動作。

配置於本體11內部之交接區域113的搬送裝置7，係自未圖示之外部的搬送裝置或基板保管裝置接取未處理之基板S，且搬入(裝載)至處理區域112。此外，搬送裝置7將處理完畢之基板S自處理區域112搬出(卸載)且朝外部送出。未處理基板S之裝載及處理完畢基板S之卸載係根據來自控制部9的指示，由搬送裝置7執行。

載台2具有平板狀外形，且將載置於其上表面之基板S保持為水平姿勢。於載台2之上表面形成有複數個吸引孔(省略圖示)，藉由對該吸引孔施加負壓(吸引壓)，載置於載台2上之基板S被固定於載台2之上表面。該載台2係藉由載台驅動機構3所驅動。

載台驅動機構3係使載台2沿Y方向(主掃描方向)、X方向(副掃描方向)、Z方向及旋轉方向θ(偏轉方向)移動之X-Y-Z-θ驅動機構。載台驅動機構3具有： Y軸機器人31，其係沿Y方向延伸設置之單軸機器人；工作台32，其藉由Y軸機器人31於Y方向驅動； X軸機器人33，其係於工作台32的上表面沿X方向延伸設置之單軸機器人；工作台34，其藉由X軸機器人33於X方向驅動；及θ軸機器人35，其相對於工作台34對支撐於工作台34的上表面之載台2於旋轉方向θ驅動。

因此，載台驅動機構3藉由Y軸機器人31所具有之Y軸伺服馬達於Y方向驅動載台2，藉由X軸機器人33所具有之X軸伺服馬達於X方向驅動載台2，藉由θ軸機器人35所具有之θ軸伺服馬達於旋轉方向θ驅動載台2。該等伺服馬達被省略圖示。此外，載台驅動機構3可藉由圖1中省略圖示之Z軸機器人37於Z方向驅動載台2。該載台驅動機構3係根據來自控制部9的指令，藉由使Y軸機器人31、X軸機器人33、θ軸機器人35及Z軸機器人37動作，而使載置於載台2之基板S移動。

曝光單元4具有：曝光頭41，其被配置於較載台2上的基板S靠上方；及光照射部40，其包含有光源驅動部42、雷射出射部43及照明光學系統44，且對曝光頭41照射雷射光。曝光單元4亦可於X方向上之不同位置設置有複數個。

藉由光源驅動部42的動作，自雷射出射部43射出之雷射光經由照明光學系統44朝曝光頭41照射。曝光頭41藉由空間光調變器對自光照射部照射之雷射光進行調變，對其正下方移動之基板S進行照射。如此藉由雷射光束對基板S進行曝光，可於基板S描繪圖案(曝光動作)。

對準單元5具有配置於較載台2上的基板S靠上方之對準相機51。該對準相機51具有鏡筒、物鏡及CCD圖像感測器，其對在其正下方移動之基板S上表面所設置之對準標記進行攝像。對準相機51所具備之CCD圖像感測器例如由區域圖像感測器(二維圖像感測器)所構成。

照明單元6經由光纖61而與對準相機51的鏡筒連接，將照明光供給至對準相機51。藉由自照明單元6延伸之光纖61所導引之照明光，係經由對準相機51的鏡筒被導引至基板S的上表面。因基板S所致之反射光經由物鏡入射至CCD圖像感測器。藉此，其對基板S的上表面進行攝像而取得攝影圖像。對準相機51係與控制部9電性連接，根據來自控制部9的指示取得攝影圖像，並將該攝影圖像傳送至控制部9。

控制部9取得攝影圖像所表示之對準標記的位置，該攝影圖像由對準相機51所攝像。此外，控制部9根據對準標記的位置對曝光單元4進行控制，藉以調整於曝光動作中自曝光頭41照射至基板S之雷射光的圖案。然後，控制部9藉由使經調變之雷射光自曝光頭41照射至基板S，而於基板S描繪圖案，該經調變之雷射光係根據待描繪圖案已進行調變。

控制部9藉由控制前述各單元之動作而實現各種處理。為此目的，控制部9具備有CPU(Central Processing Unit)91、記憶體(RAM)92、儲存器93、輸入部94、顯示部95及介面部96等。CPU91讀出且執行預先記憶於儲存器93之控制程式931，以執行後述之各種動作。記憶體92短暫地記憶由CPU91進行之運算處理所使用之資料、或作為運算處理的結果而生成之資料。儲存器93例如為HDD(硬碟驅動器)或SSD(固態磁碟)，且長期記憶各種資料或控制程式。具體而言，儲存器93除了記憶CPU91所執行之控制程式931以外，還記憶有例如設計資料即CAD(Computer Aided Design)資料932，該CAD資料932係表示待描繪圖案的內容。

輸入部94受理來自使用者之操作輸入，且為此目的，其具有鍵盤、滑鼠、觸控面板等適宜之輸入裝置(省略圖示)。顯示部95藉由顯示輸出各種資訊以通知使用者，且為此目的，其具有適當之顯示裝置、例如液晶顯示面板。介面部96負責與外部裝置之間的通信。例如，該曝光裝置1自外部接收控制程式931及CAD資料932時，介面部96發揮功能。為此目的，介面部96亦可具備有用以自外部記錄媒體讀出資料之功能。

CPU91藉由執行控制程式931，以軟體方式實現曝光資料生成部911、曝光控制部912、聚焦控制部913、載台控制部914等功能塊。再者，該等功能塊各者之至少一部分亦可由專用硬體所實現。

曝光資料生成部911根據自儲存器93讀出之CAD資料932，生成曝光資料，該曝光資料用以根據圖案對光束進行調變。當於基板S存在歪曲等變形時，曝光資料生成部911藉由根據基板S之歪曲量而修正曝光資料，可成為配合基板S形狀之描繪。曝光資料被傳送至曝光頭41，曝光頭41根據該曝光資料對自光照射部40出射之雷射光進行調變。如此，將根據圖案進行調變後之調變光束照射至基板S。其結果，對基板S表面進行局部曝光以描繪圖案。

曝光控制部912控制光照射部40，使具有既定屈光率及光點尺寸之雷射光束出射。聚焦控制部913控制設置於曝光頭41之投影光學系統(將於後述)，使雷射光束收斂至基板S的表面。

載台控制部914係控制載台驅動機構3以實現載台2之移動。載台2的移動係例如以對準調整為目的、或者以曝光時之掃描移動為目的而進行。於對準調整中，對載台2之位置於X方向、Y方向、Z方向及θ方向進行調整，以使載置於載台2之基板S與曝光頭41之間的曝光開始時的相對位置關係成為預先決定之關係。另一方面，於掃描移動中，組合有主掃描移動與以固定間距朝X方向之步進進給(副掃描移動)，該主掃描移動藉由使載台2以固定速度於Y方向移動而使基板S通過曝光頭41下方。

圖3A至圖3C為表示光照射部之構成圖。圖3A為示意表示光照射部40中雷射出射部43及照明光學系統44之主要構成的俯視圖，圖3B為其側視圖。此外，圖3C為例示自光照射部40出射之雷射光束之強度分佈的圖。再者，以下所示之光照射部40的基本構造係與專利文獻1記載之構成相同。因此，對於其詳細構造及其動作原理等可參照專利文獻1，在此僅對主要構成進行簡單說明。

如圖3A所示，雷射出射部43具備有複數個光源單元430。於此，使用了5組之光源單元430，但光源單元之配置數量不限於此，其可任意配置。

各光源單元430具有出射雷射光之雷射光源431、準直透鏡432、及快門433。雷射光源431例如為雷射二極體，用以輸出既定波長之雷射光。準直透鏡432將自雷射光源431出射之雷射光轉換為準直光。

快門433由光源驅動單元42所控制，用以機械性地開閉準直光之光路。具體而言，快門433藉由未圖示之開閉機構，於圖3B中在以虛線表示之遮蔽位置與以實線表示之通過位置之間進行移動。快門433於遮蔽位置遮擋準直光的光路，另一方面，於通過位置自準直光的光路退避而使準直光通過。於本例中，快門433於上下方向(Z方向)移動。其詳細構成將於後述，但於通常的使用狀態下，快門433被定位於通過位置。

各光源單元430以由二點鏈線表示之各光源單元430的光軸包含於同一水平面(XY平面)之方式，於X方向排列配置。各光源單元430的光軸相交於一點。

在對應於該交點之位置，被配置有照明光學系統44之分割透鏡441。分割透鏡441係所謂之柱面透鏡陣列(或柱面複眼透鏡)，該柱面透鏡陣列係將僅於X方向具有屈光率之複數個要素透鏡排列而成者。如專利文獻1所記載，分割透鏡部441係將自各光源單元430入射至其(-Y)側端面之雷射光轉換為具有於X方向擴展之光束，而自(+Y)側端面輸出。藉此，可將自複數個雷射光源431分別出射之雷射光合成，而輸出為單一雷射光束。藉此，其可獲得高強度之曝光光束。

合成後之雷射光束依序通過2個柱面透鏡，具體而言，該等柱面透鏡係僅於X方向具有屈光率之柱面透鏡442、及僅於Z方向具有屈光率之柱面透鏡443。藉此，雷射光束L被整形為具有於X方向較寬而於Z方向較窄之扁平射束光點形狀之光束、即所謂之線狀光束。

假設在圖3A中以虛線所示之位置配置有受光面，則如右上圖所示，於該受光面出現X方向較長且Z方向較短之射束光點。此時受光面之光強度I如圖3C所示，其較佳為具有於Z方向較窄、且於X方向較寬之均勻分佈。

為了檢測雷射光束L之強度，於其光路上設置檢測部440。檢測部440具備有：分光器444，其於光之行進方向上設置於緊鄰分割透鏡441的前方；及光檢測器445，其接收藉由分光器444自雷射光束L分離之光。

再者，檢測部440之配設位置不受限於此例，只要可檢測雷射光束L之強度，其亦可配置於其光路上的適當位置。即，可在來自各光源單元430之雷射光被合成以後，將檢測部440配置於接受由後述之光調變器進行調變前之光路上的任意位置。例如，亦可於光之行進方向上設置於較分割透鏡441更靠後方的位置。但是，為了於基板S之被曝光面上獲得清晰之像，其更佳為，配置於接受由各種光學元件進行光束整形前的光路上。

因此，於本實施形態中，於自各光源單元430出射之光全部入射至檢測部440的前提下，於緊鄰分割透鏡441的前方配置檢測部440。於該位置上，未必可稱為將來自所有光源單元430之光完全合成。然而，藉由預先求出在此檢測出之光量與合成後之光量的對應關係，其可以充分之精度進行檢測。例如，若將光源與檢測部440之距離進一步增大，則由於來自各光源單元430之光整體趨近於平行光，因此檢測精度被提高。但是，需要注意可能產生光照射部40之尺寸變大之問題。

檢測部440係用以檢測雷射光束L之射束光點之短軸方向、即Z方向之光束寬度Ws(圖3C)之目的而設置。例如，藉由作為光檢測器445之二維圖像感測器接收以分光器444分離之光，其可獲得射束光點之二維像。藉由預先求出檢測位置之射束光點形狀與整形後之射束光點形狀的對應關係，其可根據所取得之二維像求出光點寬度Ws。例如，預先對光強度I設定既定之臨限值，只要求出所檢測之光強度I超過臨限值之部分的寬度即可。

於本實施形態中，將自各光源單元430出射之雷射光分別於X方向擴展而可獲得線狀光束。此外，藉由使用與專利文獻1記載之構成相同之照明光學系統44，可以確保X方向上之光強度I的均勻性。藉此，亦可於X方向之適宜位置代表性地檢測光點寬度Ws。於此意義上，亦可使用將Z方向設為長度方向之一維圖像感測器，作為光檢測器445。

此外，在此藉由分光器444使雷射光束L分離且朝光檢測器445導引以進行光檢測。然而，只要為於曝光動作中可即時(real-time)地進行光檢測之構成即可，其不受限於前述之例。

如此，光照射部40生成於X方向較長延伸且強度均勻而於Z方向較短之具有扁平光點形狀之高強度雷射光束(線狀光束)L，且將其導引至後續說明之曝光頭41。此時之雷射光束L的行進方向為(+Y)方向。

圖4為示意表示曝光頭具備之詳細構成之一例的圖。如圖4所示，於曝光頭41中，被設置有空間光調變器410，該空間光調變器410具有繞射光學元件411。具體而言，空間光調變器410係於將繞射光學元件411之反射面朝向下方之狀態下，經由可動載台412被支撐於支柱400，該空間光調變器410被安裝於支柱400上部，該支柱400沿上下方向(Z方向)延伸被設置於曝光頭41。

於曝光頭41中，繞射光學元件411以其反射面之法線相對於入射光束L之行進方向傾斜配置。自照明光學系統44射出之光，通過支柱400的開口入射至反射鏡413，由反射鏡413反射後照射至繞射光學元件411。然後，藉由控制部9根據曝光資料切換繞射光學元件411之各通道的狀態，而對入射至繞射光學元件411之雷射光束L進行調變。

並且，作為0次繞射光自繞射光學元件411反射後之雷射光朝投影光學系統414的透鏡入射，另一方面，作為1次以上之繞射光自繞射光學元件411反射後之雷射光不朝投影光學系統414的透鏡入射。即，基本上被構成為，僅由繞射光學元件411反射之0次繞射光朝投影光學系統414入射。繞射光學元件411被配置為使0次繞射光朝(-Z)方向出射。

通過投影光學系統414的透鏡後的光係藉由聚焦透鏡415收斂，以(-Z)方向作為行進方向、即作為朝下方之曝光光束以既定倍率朝基板S上被導引。投影光學系統414構成縮小光學系統。該聚焦透鏡415安裝於聚焦驅動機構416。然後，焦距驅動機構416根據來自控制部9之聚焦控制部913的控制指令，使焦距透鏡415沿鉛垂方向(Z軸方向)升降。藉此，可將自聚焦透鏡415射出之曝光光束的收斂位置調整至基板S的上表面。

如沿圖4中以一點鏈線表示之雷射光束L的光路所示，自光照射部40朝曝光頭41導引之雷射光束L係具有以X方向為長軸方向、以Z方向為短軸方向且於X方向均勻且細長延伸之射束光點形狀。另一方面，藉由光調變器410調變後之調變雷射光束Lm係以X方向為長軸方向且以Y方向為短軸方向，並且根據曝光資料對X方向的各位置之強度進行調變。進而，自投影光學系統414朝基板S出射之曝光光束Le係成為，將調變後之雷射光束Lm於X方向及Y方向進行縮小後之光束。如此，藉由使光點尺寸縮小後之曝光光束Le入射至基板S的被曝光面，可於基板S的表面描繪微細圖案。

藉由一面使根據曝光資料進行調變後之曝光光束Le入射至基板S，一面使曝光頭41與基板S沿Y方向相對移動，其可對基板S中具有與曝光光束Le的X方向上之光點尺寸相同的寬度且朝Y方向延伸之帶狀區域進行曝光。藉由一面依序變更X方向之曝光頭41與基板S之相對位置一面反復地進行曝光，其最終可對基板S之整體進行曝光。

如此，藉由在曝光頭41與基板S之間將朝Y方向之掃描移動與朝X方向之掃描移動進行組合，可對基板S之整體進行描繪。於本說明書中，將朝Y方向之掃描移動稱為「主掃描移動」，將Y方向稱為「主掃描方向Dm」。另一方面，將朝X方向之掃描移動稱為「副掃描移動」，將X方向稱為「副掃描方向Ds」。於本實施形態中，藉由相對於固定之曝光頭41移動支撐基板S之載台2，以實現其等之掃描移動。

對於具有如上述構成之曝光單元4，可於X方向上不同位置設置複數個。於本實施形態中，設置有5組具有彼此相同構成之曝光單元4，藉由其等並列地出射曝光光束Le進行描繪，以謀求提高描繪處理之生產量。再者，其等曝光單元4雖可彼此獨立動作，但於構造上，相對於基板S之掃描移動其係整齊一致者。

圖5為表示藉由如上述構成之曝光裝置執行處理的流程圖。該動作係藉由控制部9的CPU91執行預先記錄於儲存器93之控制程式931，使前述裝置各部進行既定之動作而實現。

若將成為曝光對象之基板S設定於載台2(步驟S101)，則進行對準調整(步驟S102)，該對準調整(步驟S102)用以使載台2上之基板S的姿勢與描繪圖案之位置相對齊。關於對準調整的方法有諸多公知技術，因此在此省略其說明。

對準調整後，將載台2定位於既定之描繪開始位置(步驟S103)，藉由檢測部440開始進行光檢測(步驟S104)。然後，一面使基板S沿主掃描方向相對於曝光頭41移動，一面自曝光頭41將曝光光束Le照射至基板S來進行描繪(曝光動作、步驟S105)。於此，將以一次的主掃描移動進行曝光之區域稱為「條紋(stripe)」。此外，將對一片基板S之一系列處理稱為一個「作業(job)」。

於1條紋份額的曝光結束前(步驟S106中為「NO」)，繼續曝光動作。若1條紋份額的曝光結束(步驟S106中「YES」)，則判斷1個作業份額的處理是否結束(步驟S107)。若處理未結束(步驟S107中為「NO」)、即殘留有未曝光的區域，則使載台S朝副掃描方向(X方向)步進進給既定之間距(副掃描移動、步驟S108)。然後，返回步驟S105，進行下一條紋份額的曝光動作。

若1個作業份額的處理結束(步驟S107中為「YES」)，則結束檢測部440之光檢測(步驟S109)，並將該作業的處理結果通知予使用者(步驟S110)，將基板S搬出(步驟S111)。藉此，完成對1片基板S之處理。當作業正常結束之情況下，於步驟S110中執行該意旨之通知。

圖6A及圖6B為說明設置有複數個曝光頭時之作業的示意圖。如圖6A所示，考慮於X方向並排配置複數個(此例中以符號41a、41b、41c、41d、41e區別之5組)曝光頭41之情況。於此情況下，基板S表面中作為曝光對象之曝光區域Re係對應於其等曝光頭41a〜41e而被劃分為5個區域。

如圖6B所示，於基板S之一次朝主掃描方向Dm的掃描移動中，各曝光頭41a、41b、41c、41d、41e分別對1條紋份額的區域R1a、R1b、R1c、R1d、R1e進行曝光。於基板S朝副掃描方向Ds移動一步進份額後，於下一次主掃描移動中分別新曝光1條紋份額的區域R2a、R2b、R2c、R2d、R2e。當重覆此操作對整個曝光區域Re進行曝光後，則完成1個作業。

如此，於本實施形態之曝光裝置1中，使用複數個曝光單元4並列執行曝光動作，各個曝光單元4分別具有複數個雷射光源431作為曝光光束Le的光源。其等雷射光源431中任一個皆可能於曝光動作期間產生異常。

例如，由於裝置的溫度變化或振動等，任一個雷射光源431的光軸可能會稍微產生偏移。於此情況下，曝光光束Le的擴展變大(光點尺寸的增加)，可能造成描繪的解析度降低。此外，任一個雷射光源431可能劣化而使光量降低、或者變得不能點亮。於此情況下，合成之雷射光束L中之光強度I降低(光點尺寸減小)，可能導致曝光不良。如此，光點尺寸的變化對描繪處理的結果品質會產生極大之影響。

藉由即時地監視曝光動作中雷射光束L的光點尺寸，則可檢測其等的變動。於本實施形態中，控制部9的曝光控制部912一直持續(步驟S104〜S109)接收來自檢測部440之輸出，對雷射光束L之光點寬度Ws是否收納於預先設定之正常範圍內進行監視。然後，當檢知光點寬度Ws偏離正常範圍，則在某一個雷射光源431產生異常之機率甚高，因此則判定為錯誤狀態，並執行後續說明之錯誤處理作為插入處理。

首先，為了表示錯誤處理之思考方式，對僅設置一組曝光單元4之情況進行說明。在任一個雷射光源431產生異常時，作為錯誤處理，最簡單的方式係將裝置之動作停止。但此處理勢必會導致生產性的降低。因此，其需要最小限度地設定動作之停止期間，並且盡可能自動重開處理。以下說明之錯誤處理被用來應對此種需求。

圖7為表示錯誤處理之第一態樣的流程圖。該處理係當控制部9於曝光動作的執行中，檢知到檢測部440檢測之雷射光束L的光點寬度Ws已偏離既定之正常範圍時，作為插入處理而被執行。錯誤處理的內容可被作為控制程式931預先記憶於儲存器93。

最初，將射束光點寬度已變動之內容記錄於錯誤日誌(步驟S201)。藉此，操作人員可於事後把握裝置的動作狀況。此外，由於在曝光光束Le存在異常之狀態下繼續曝光動作並無意義，因此將執行中之曝光動作中斷，停止描繪(步驟S202)。描繪的停止係藉由使曝光光束Le對基板S的照射停止及使載台2對基板S的移動停止而實現。

當錯誤處理立即停止動作之情況下，只要執行至此為止的處理即可。於此狀態下，例如，可由操作人員進行確認、維護作業。另一方面，以下的處理係根據此時的狀況對可進行描繪而調整曝光條件以使其盡早重開動作之處理。其基本之思考方式為：將成為射束光點寬度之變動原因的光源單元(在此稱為「異常光源」)排除在外，而僅使用正常之光源單元形成曝光光束Le，藉此其可實現曝光的重開。

首先，進行用以確定異常光源之處理(步驟S203)。如上述，光點寬度Ws的變動其原因可能是因為複數個光源單元430中任一個產生異常(光軸偏移、輸出光量的變化等)。其需確定哪一個光源單元430為異常光源。

具體而言，在自雷射驅動部42供給用以使全部光源單元430的雷射光源431點亮之電力之狀態下，藉由快門433的開閉，僅使來自1個光源單元430的光入射至檢測部440。藉由改變各光源單元430的快門433之開閉狀態的組合，其可對每個光源單元430單獨地檢測自雷射光源431出射之光。

對於檢測之光量、位置、光點尺寸等滿足規定值之光源單元430，可將其判定為「正常」，對於其等中任一個不滿足規定值之光源單元430，可將該光源單元430判定為「異常光源」。以此方式確定異常光源。

接著，對於正常之光源單元430，藉由將快門433定位於通過位置而使自雷射光源431出射之雷射光通過，另一方面，對於被判定為異常光源之光源單元430，將快門433定位於遮蔽位置而將雷射光遮蔽(步驟S204)。藉此，將異常光源排除在外，而僅合成自正常之光源單元430出射之雷射光以形成雷射光束L。

於此情況下，由於光源的構成變化，合成後雷射光束的強度及其均勻性亦會產生變化。其中對於均勻性的變化，可藉由執行空間光調變器410的調校(calibration)來進行對應(步驟S205)。於該調校中，對空間光調變器410的動作參數進行操作，按每個位置調整自繞射光學元件411出射之繞射光強度。藉此，其可實現X方向上光束強度的均勻化。例如，可將施加於光調變元件之電壓作為操作對象的動作參數，該光調變元件係構成空間光調變器。

在該情況下之調校處理，例如可應用本申請人等先前之日本專利特開2016-139074號公報所記載之調校處理。此外，不限於此，其亦可應用其他各種調整方法，其等各種調整方法可僅使用正常之光源單元430生成於短軸方向較窄且於長軸方向強度均勻之線狀光束。在此，省略對調校處理的內容說明。

此外，對於因使用之光源單元430的數量減少而導致之光強度降低，可藉由變更主掃描速度來進行對應(步驟S206)。曝光光束Le中整體光量降低會成為基板S曝光不足的原因。因此，藉由降低主掃描速度可以確保必要之曝光量。具體而言，只要以光量與曝光時間之乘積恆定之方式，根據變更後的光量來對主掃描速度進行變更設定即可。

藉由以此方式進行曝光條件的再設定(光量及主掃描速度的調整)，可於新曝光條件下重開描繪(步驟S207)。為了將此時的曝光動作與通常的動作模式相區別，在此將其稱為「生產繼續模式」。於生產繼續模式中，由於主掃描速度較通常為慢，因此描繪所需之時間變長。因此，雖然生產性略有降低，但其可確保與通常動作相同程度之描繪品質。

當在作業的中途產生如此之異常而進行了錯誤處理之情況下，於步驟S110(圖5)中被進行該內容的通知。此時的通知內容，除了於作業執行中產生異常之事實之外，還可適當地包含根據記錄之錯誤日誌的各種資訊。例如，可於通知中包含產生異常之基板S上的位置、有關被確定之異常光源的資訊、有關變更後曝光條件的資訊等。

至此為止，已對僅著眼於1組曝光單元4之情況下的錯誤處理進行了說明。另一方面，在使用複數個曝光單元4並列地進行描繪之構成中，當任一個曝光單元4產生異常之情況下，如使未產生異常之曝光單元4也停止描繪並非較佳者。由於正常進行描繪中的曝光單元4也被停止動作，因此描繪途中的基板將會成為不良品。

例如，可考慮以下之對應方式：對於產生異常之曝光單元4停止曝光動作，而對於其他曝光單元4則維持原狀繼續通常的曝光動作。於此情況下，對於基板S的表面中產生異常之曝光單元4擔當曝光動作之曝光區域，使產生異常以後的區域成為未被曝光之無效區域。另一方面，對於正常之曝光單元4擔當曝光動作之區域，於整個區域正常地完成描繪。

與此相對的，對產生異常之曝光單元4，也與第一態樣的錯誤處理相同，有希望藉由曝光條件的變更而重開描繪之情形。藉此，其可將基板的損失抑制為最小限。以下說明之錯誤處理的第二態樣係考慮此點者。

圖8為表示錯誤處理之第二態樣的流程圖。錯誤處理的基本思考方式雖與第一態樣相同，但對起因於複數個曝光單元4並列地動作，而僅對一部分處理被變更。該錯誤處理係於複數個曝光單元4中對至少一個中檢測出射束光點寬度的異常時，被實施插入處理。

當於任一個曝光單元4中檢知到射束光點寬度異常時，首先，於錯誤日誌被記錄之點係與第一態樣相同(步驟S301)。但是，由於在其他曝光單元4中未檢知到異常，因此不立即使動作停止，而首先對產生異常之曝光單元4開始用來確定異常光源的處理(步驟S302)。描繪處理係於異常發生後，在結束了1個條紋或作業時被停止(步驟S303、S304)。

在1個條紋的處理中當使動作停止之情況下，即使曝光單元4無異常，描繪結果也會成為無效。若在結束1個條紋的處理之後、或結束了1個作業之後停止描繪，則可避免此一描繪結果成為無效之情況。此外，當重開處理時則可自新條紋的前端部分進行描繪。因此，於未產生異常之曝光單元4中，該曝光單元4則可適當地對應曝光之曝光區域整體進行描繪。

對產生異常之曝光單元4，則與第一態樣相同地進行異常光源的確定(步驟S302)、遮蔽異常光源的調校(步驟S305、S306)及主掃描速度的變更(步驟S307)。藉此，在已變更曝光條件之「生產繼續模式」下則其成為可執行描繪處理的狀態。

另一方面，伴隨著主掃描速度之變更，對正常之曝光單元4也分別進行調校(步驟S308)。即，因應於新設定之主掃描速度輸出光量降低，其可速度變更前後確保相同之曝光量。如此，藉由被執行各曝光單元4的調校，被設定新的主掃描速度，其可重開主掃描速度降低之生產繼續模式下的描繪(步驟S309)。

藉由以此一態樣變更曝光條件且重開描繪，其可縮短動作停止期間，可將生產性的降低抑制於最小限度。此外，對於在基板S中未能正常曝光而成為無效之區域，亦可被抑制至必要之最小限度。

於重開描繪後的步驟S110(圖5)中，可適當包含有與第一態樣的錯誤處理相同之資訊。例如，於作業執行中產生異常之事實、有關產生異常之曝光單元之資訊、產生異常之基板上的位置、有關被確定之異常光源的資訊、有關變更後曝光條件的資訊等。

此外，其較佳為，對於未產生異常之曝光單元4，亦進行該曝光單元4擔當曝光動作之曝光區域中，可判別在通常動作模式下曝光之部分與在生產繼續模式下曝光之部分的通知。其係因為，雖然任一情況皆以規定的曝光量進行了曝光，但不能說曝光條件的變化不會對描繪品質產生任何影響。例如，可使用如下之GUI(圖形使用者界面)畫面進行如此之通知。

圖9A及圖9B為例示異常產生後之GUI畫面的圖。圖中示意性地表示基板S之表面，且以可識別之方式對在通常之動作模式下曝光之區域、在生產繼續模式下曝光之區域、及未被正確曝光之無效區域進行分別塗繪。此處，假設在設置有5組曝光單元4中，包含曝光頭41a之1個曝光單元4因朝(-Y)方向之主掃描移動而於描繪途中產生異常。此外，副掃描移動係設為朝(+X)方向進行。

圖9A表示僅使產生異常之曝光單元4停止曝光，對於正常之曝光單元4則不改變曝光條件而繼續進行描繪之情況的例。於基板S的表面中，在藉由產生異常之曝光單元4的曝光頭41a進行曝光之曝光區域R3a中，以「×」標記表示產生異常時之曝光位置，且對於此之前以正常狀態曝光之區域、及於此之後未被曝光或未正確曝光之無效區域進行分別塗繪。另一方面，對於其他正常曝光單元4擔當曝光之曝光區域R3b〜R3e，則表示整體為在正常狀態下被曝光的區域。

圖9B表示於描繪途中自通常動作模式切換為生產繼續模式的例。若於1個條紋之處理中在標記「×」之位置產生異常，則於該條紋中異常產生位置以後即成為無效區域。但是，對於已進行了曝光條件之再調整且於生產繼續模式下重開描繪之下一個條紋以後，則實施分別塗繪以表示於生產繼續模式下被曝光。

於其他曝光單元4擔當曝光之曝光區域R3b〜R3e中，在產生異常之條紋的處理結束前，被繼續描繪。因此，該條紋的整體及於此之前曝光之條紋被表示為正常曝光之區域。另一方面，於執行調校後，對在生產繼續模式下被曝光之區域，則實施分別塗繪以表示該情形。

於作業結束後之通知(圖5之步驟S110)中，例如於顯示部95被顯示此一GUI畫面。藉此，操作人員可容易地辨識是以何種條件對基板S進行了描繪。

如以上所說明，於本實施形態之曝光裝置1中，光源單元430的雷射光源431係作為本發明之「雷射光源」而發揮功能，另一方面，空間光調變器410係作為本發明之「光調變器」而發揮功能。並且，曝光單元4係對應於本發明之「曝光部」。此外，光檢測器445係作為本發明之「受光器」而發揮功能，具有該光檢測器445及分光器444之檢測部440係作為本發明之「檢測部」而發揮功能。

此外，控制部9係作為本發明之「控制部」而發揮功能。此外，於本實施形態中，載台2係作為本發明之「載台」而發揮功能，載台移動機構3係作為本發明之「移動部」而發揮功能。

再者，本發明並不受限於前述實施形態，只要不超出其意旨，除了前述實施形態以外，還可進行各種變更。例如，於前述實施形態中，於各光源單元430被設置有機械動作之快門433。對於產生異常之光源單元430，藉由在光路上被配置快門433以遮蔽光。藉此，該光源單元430被排除於後續動作之外。然而，排除產生異常之光源單元之方法不受限於此，例如亦可藉由將光路光學彎曲，而使出射光不入射至照明光學系統44。此外，亦可考慮斷開對雷射光源431之電力供給而使其熄燈。但是，此情況可能使其他光源單元產生溫度變動，其存在有其等的動作變得不穩定之虞。因此，其更佳為採取以下之方法：對於雷射光源之驅動維持繼續驅動之同時，不使出射光入射至照明光學系統44。

此外，例如於前述實施形態之說明中作為錯誤處理，已對包含立即停止動作之幾個態樣進行說明。但其亦可因應於目的而預先選擇採用其等之任一個，此外，亦可藉由使用者之操作輸入而自其等複數個態樣中選擇並執行。

此外，例如於前述實施形態之錯誤處理的第二態樣中，伴隨著主掃描速度之變更，對正常之曝光單元4亦執行調校。於此情況下，於正常之曝光單元4中，由於僅單純地變更掃描速度，因此例如若預先求出空間光調變器410之動作參數的最佳值與掃描速度之關係，則可不進行調校而僅藉由參數變更，並執行生產繼續模式。

此外，於前述實施形態中，係以可藉由錯誤處理而進行曝光條件之再調整作為前提。然而，根據情況其可能即使變更曝光條件，也不能成為可進行適宜描繪之狀態。於如此之情況下，亦可為放棄描繪之重開而將該情況作通知之態樣。

以上，如已例示之具體實施形態所說明，於本發明之曝光裝置及曝光方法中，例如檢測部亦可為具有設置於光路上且使雷射光束之一部分分離之分光器、及接收來自雷射光束的分離光之受光器之構成。根據此一構成，其可即時地檢測雷射光束之變動，並可在有變動之情況下立即執行錯誤處理。

此外，例如其亦可被構成為，於錯誤處理中，使曝光部藉由複數個雷射光源中除了產生錯誤之雷射光源以外之其他雷射光源生成雷射光束，並且根據此時雷射光束的強度而變更曝光條件。藉由將複數個雷射光源中成為錯誤狀態之光源排除，則整體之光量降低。因此，被認為在與通常狀態相同之動作條件下其不能進行適當之曝光。因應於此一光量之變化而變更曝光條件，則可於新曝光條件下重開曝光。

在此情況下之錯誤處理中，例如其亦可被構成為，使檢測部個別檢測從各個雷射光源所出射之雷射光，且根據該檢測結果以確定產生錯誤之雷射光源。根據此一構成，即使於來自複數個雷射光源之雷射光被合成後的光路上，其亦可單獨檢測來自各個雷射光源之光。

此外，例如對具有支撐基板之載台、及使曝光部與載台相對移動而使曝光光束朝基板之入射位置變化之移動部之構成中，其曝光條件，亦可變更為由移動部進行之相對移動的移動速度。根據此一構成，藉由以移動速度補償光量的變化份額，則可確保規定的曝光量。

此外，例如於曝光部具有根據曝光資料對雷射光束進行調變之光調變器之構成中，作為曝光條件，亦可變更光調變器的動作參數。用來獲得雷射光束的強度均勻性，操作光調變器的動作參數之技術係為公知之技術，本發明亦可適用該技術以進行曝光條件的調整。

此外，例如於具備有相互並列地對一片基板進行描繪之複數個曝光部之構成中，當對一個曝光部進行曝光條件之變更時，亦可對其他曝光部變更曝光條件。根據此一構成，如曝光部與基板之相對移動速度一樣，對於在一個曝光部的變更所致之影響亦波及其他曝光部之曝光條件，其亦可將其作為調整對象。

此外，例如在具備有相互並列地對一片基板進行描繪之複數個曝光部之構成中，當對一個曝光部進行錯誤處理時，亦可不對其他曝光部變更曝光條件而繼續對基板進行描繪。根據此一構成，藉由對非錯誤狀態之其他曝光部繼續執行與之前相同之處理，則可將隨著動作停止所致之生產性降低抑制為最小限度。

此外，例如雷射光束為線狀光束，該光點尺寸亦可被檢測為線狀光束的短軸方向上之寬度。由於線狀光束之寬度係與描繪之解析度相關之參數，因此藉由檢知其變動而進行錯誤處理，則可避免在品質降低之狀態下繼續描繪之問題。

此外，本發明之曝光方法例如亦可被構成為，適用因錯誤處理所變更之曝光條件並重開描繪。若以變更即使內藏含有錯誤狀態的雷射光源之狀態下亦可進行適當曝光之方式的曝光條件，則可適用變更後的曝光條件，而可一面抑制描繪品質降低一面繼續描繪。

特別是，在一面使出射雷射光束之曝光部與基板相對移動一面進行描繪之情況下，亦可被構成為，在重開後的描繪中使曝光部與基板之相對移動速度較原來的速度降低。雖然藉由將錯誤狀態之雷射光源排除在外而整體的光量降低，但藉由使曝光部與基板之相對移動速度降低可延長曝光時間，可對於有效曝光量維持於規定值。 (產業上之可利用性)

本發明可極佳地適用於用以在例如半導體基板、印刷配線基板或玻璃基板等之基板上形成圖案而對基板進行曝光之技術領域。

1:曝光裝置 2:載台 3:載台驅動機構 4:曝光單元 5:對準單元 6:照明單元 7:搬送裝置 9:控制部 11:本體 31:Y軸機器人 32:工作台 33:X軸機器人 34:工作台 35:θ軸機器人 40:光照射部 41:曝光頭 42:光源驅動部 43:雷射出射部 44:照明光學系統 51:對準相機 92:記憶體 93:儲存器 94:輸入部 95:顯示部 96:介面部 111:本體框架 112:處理區域 113:交接區域 400:支柱 410:空間光調變器 411:繞射光學元件 412:可動載台 413:反射鏡 414:投影光學系統 415:聚焦透鏡 416:聚焦驅動機構 430:光源單元 431:雷射光源 432:準直透鏡 433:快門 440:檢測部 441:分割透鏡 442:柱面透鏡 443:柱面透鏡 444:分光器 445:光檢測器 911:曝光資料生成部 912:曝光控制部 913:聚焦控制部 914:載台控制部 931:控制程式 932:CAD資料 L:雷射光束 Le:曝光光束 Lm:雷射光束 S:基板 Ws:光點寬度

圖1為示意性表示本發明之曝光裝置之概略構成的前視圖。 圖2為表示圖1之曝光裝置具備之電性構成之一例的方塊圖。 圖3A為表示光照射部之構成圖。 圖3B為表示光照射部之構成圖。 圖3C為表示光照射部之構成圖。 圖4為示意表示曝光頭具備之詳細構成之一例的圖。 圖5為表示藉由本實施形態之曝光裝置執行處理的流程圖。 圖6A為說明設置有複數個曝光頭時之作業的示意圖。 圖6B為說明設置有複數個曝光頭時之作業的示意圖。 圖7為表示錯誤處理之第一態樣的流程圖。 圖8為表示錯誤處理之第二態樣的流程圖。 圖9A為例示異常產生後之GUI畫面的圖。 圖9B為例示異常產生後之GUI畫面的圖。

S301:記錄錯誤日誌之步驟

S302:確定異常光源之步驟

S303:判斷結束之步驟

S304:停止描繪之步驟

S305:遮蔽異常光源之步驟

S306:異常單元之調校步驟

S307:變更主掃描速度之步驟

S308:正常單元之調校步驟

S309:重開描繪之步驟

Claims (14)

1. 一種曝光裝置，其具備有： 曝光部，其具有複數個雷射光源，將自前述複數個雷射光源出射之雷射光進行合成而生成單一的雷射光束，且根據曝光資料對前述雷射光束進行調變作為曝光光束，並照射至曝光對象之基板而進行描繪； 檢測部，其在前述雷射光束的光路上對前述雷射光束進行檢測；及 控制部，其控制對前述基板之曝光條件；且 前述控制部在前述描繪之執行中藉由當前述檢測部所檢測之前述雷射光束的光點尺寸偏離既定之正常範圍時，則執行既定之錯誤處理。
2. 如請求項1之曝光裝置，其中， 前述檢測部具有：分光器，其設置於前述光路上，使前述雷射光束的一部分分離；及受光器，其接收來自前述雷射光束的分離光。
3. 如請求項1之曝光裝置，其中， 於前述錯誤處理中，前述控制部使前述曝光部藉由除了前述複數個雷射光源中產生錯誤之雷射光源以外之其他前述雷射光源生成前述雷射光束，並且因應於該時前述雷射光束的強度而變更前述曝光條件。
4. 如請求項3之曝光裝置，其中， 於前述錯誤處理中，前述控制部使前述檢測部單獨檢測來自各個前述雷射光源所出射之雷射光，且根據該檢測結果以確定產生前述錯誤之前述雷射光源。
5. 如請求項1至4中任一項之曝光裝置，其具備有： 載台，其支撐前述基板；及 移動部，其使前述曝光部與前述載台相對移動而使前述曝光光束朝前述基板之入射位置變化；且 前述控制部變更藉由前述移動部進行之前述相對移動的移動速度作為前述曝光條件。
6. 如請求項1至4中任一項之曝光裝置，其中， 前述曝光部具有光調變器，該光調變器係根據前述曝光資料對前述雷射光束進行調變， 前述控制部變更前述光調變器的動作參數作為前述曝光條件。
7. 如請求項1至4中任一項之曝光裝置，其具備有： 複數個前述曝光部，其等相互並列地對一片前述基板進行前述描繪； 前述控制部於對一個前述曝光部進行前述曝光條件之變更時，對其他前述曝光部亦變更前述曝光條件。
8. 如請求項1至4中任一項之曝光裝置，其具備有： 複數個前述曝光部，其等相互並列地對一片前述基板進行前述描繪； 前述控制部於對一個前述曝光部進行前述錯誤處理時，對其他前述曝光部不變更前述曝光條件而繼續進行對前述基板之前述描繪。
9. 如請求項1至4中任一項之曝光裝置，其中， 前述雷射光束係線狀光束，前述光點尺寸係被檢測為前述線狀光束的短軸方向上之寬度。
10. 一種曝光方法，其係將自複數個雷射光源出射之雷射光進行合成而生成單一的雷射光束，且根據曝光資料對前述雷射光束進行調變作為曝光光束，並照射至曝光對象之基板而進行描繪；其中， 在前述雷射光束的光路上對前述雷射光束進行檢測，且在前述描繪之執行中檢測之前述雷射光束的光點尺寸偏離既定之正常範圍時，則執行既定之錯誤處理。
11. 如請求項10之曝光方法，其中， 於前述錯誤處理中，藉由除了前述複數個雷射光源中產生錯誤之雷射光源以外之其他前述雷射光源生成前述雷射光束，並且因應於該時前述雷射光束的強度而變更曝光條件。
12. 如請求項11之曝光方法，其中， 於前述錯誤處理中，單獨檢測來自前述複數個雷射光源各個所出射之前述雷射光，且根據該檢測結果以確定產生錯誤之雷射光源。
13. 如請求項11或12之曝光方法，其中， 適用變更後之前述曝光條件而重開前述描繪。
14. 如請求項13之曝光方法，其係一面使出射前述雷射光束之曝光部與前述基板相對移動一面進行前述描繪； 於重開後的前述描繪中，使前述曝光部與前述基板之相對移動速度比原來的速度為低。