TWI587077B - 光罩、光罩單元、曝光裝置、基板處理裝置、及元件製造方法 - Google Patents

Description

光罩、光罩單元、曝光裝置、基板處理裝置、及元件製造方法

本發明係關於一種光罩、光罩單元、曝光裝置、基板處理裝置及元件製造方法。

本申請案基於2012年3月7日申請之日本專利特案2012-50664號且主張優先權，將其內容引用於本文。

作為構成顯示器裝置等顯示裝置之顯示元件，眾所周知有例如液晶顯示元件、有機電致發光(有機發光層，Organic Electroluminescence)元件、用於電子紙之電泳元件等。

目前，作為該等顯示元件，如下之主動元件(active device)成為主流，其於基板表面形成被稱為薄膜電晶體之開關元件(TFT，Thin Film Transistor，薄膜電晶體)，並於該基板上形成各者之顯示元件。

近年來，提出有於片狀之基板(例如膜構件等)上形成顯示元件之技術。作為此種技術，眾所周知有例如被稱為捲對捲方式(以下僅表述為「繞捲方式」)之方法(例如參照專利文獻1)。

繞捲方式係將捲於基板供給側之供給用輥之1個片狀基板(例如帶狀之膜構件)送出，並且一面將送出之基板以基板回收側之回收用輥捲取一面搬送基板。

於自將基板送出至捲取為止之期間，藉由複數個處理裝置形成構成TFT之閘極電極、閘極氧化膜、半導體膜、源極/汲極電極等。其後，於基板上依序形成顯示元件之其他構成要素。例如於在基板上形成有機發光層元件之情形時，於基板上依序形成發光層、陽極、陰極、電路等。

該等構成要素存在使用例如以經由光罩之曝光光曝光基板之曝光裝置等，使用例如光微影法而形成之情形。

作為曝光裝置之光罩之一例，眾所周知有例如圓筒型光罩。此種圓筒型光罩具有含有圖案之旋轉體。該旋轉體形成為例如圓筒形狀或圓柱形狀，於其圓筒面上形成有圖案。

藉由使用圓筒型光罩，無需使平台往返運動、或使用保持光罩之複數個平台，從而可降低成本。又，可藉由使被曝光體向一方向移動而將圖案轉印於被曝光體上之複數個部位，因此可減少平台之加減速之次數。其結果為可提高曝光精度。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]國際公開第2006/100868號

然而，上述曝光處理中，為了將圓筒面上之圖案像投影於作為平面之基板上，必需進行用以修正像面之光學設計，產生構造變得複雜之問題。

本發明之態樣之目的在於提供一種可防止構造之複雜化之光罩、光罩單元、曝光裝置、基板處理裝置及元件製造方法。

根據本發明之第1態樣，提供一種光罩，其係於圍繞特定之 軸線所形成之外周面具有圖案者，且上述外周面包含形成中心點設置於上述軸線上之球面之一部分之部分球面，上述圖案設置於上述部分球面。

根據本發明之第2態樣，提供一種光罩單元，其具備複數個本發明之第1態樣之光罩，複數個上述光罩係分別使上述軸線相互平行而配置。

根據本發明之第3態樣，提供一種曝光裝置，其係將圖案轉印於基板者，具備：支撐裝置，其支撐於圍繞特定之軸線所形成之外周面具有上述圖案的本發明之第1態樣之光罩；及投影光學系統，其將支撐於上述支撐裝置之上述光罩之上述圖案之像投影於上述基板；且上述投影光學系統具有與上述光罩之上述部分球面之曲率半徑對應之大小之負的佩茲法爾和。

根據本發明之第4態樣，提供一種曝光裝置，其係將圖案轉印於基板者，具備：支撐裝置，其支撐具備複數個於圍繞特定之軸線所形成之外周面具有上述圖案之光罩的本發明之第2態樣之光罩單元；及複數個投影光學系統，其等對應於支撐於上述支撐裝置之複數個上述光罩之各者而設置，將上述圖案之像投影於上述基板；且上述投影光學系統具有與上述光罩之上述部分球面之曲率半徑對應之大小之負的佩茲法爾和。

根據本發明之第5態樣，提供一種基板處理裝置，其係對帶狀之基板進行處理者，具備：基板搬送部，其沿上述基板之長度方向搬送上述基板；及基板處理部，其沿上述基板搬送部之上述基板之搬送路徑設置，對沿上述搬送路徑而搬送之上述基板進行處理；且上述基板處理部包含將圖案轉印於上述基板之本發明之第4態樣之曝光裝置。

根據本發明之第6態樣，提供一種元件製造方法，其係對基板進行處理而製造元件者，包含如下步驟：使用本發明之第4態樣之曝光裝置，將圖案轉印於上述基板；及基於上述圖案而對轉印有上述圖案之上 述基板進行加工。

本發明之態樣中，可提供一種能夠防止構造之複雜化之光罩。

20‧‧‧光源部

60‧‧‧處理裝置

70‧‧‧搬送裝置

80‧‧‧對準裝置

81‧‧‧對準相機

82‧‧‧調整裝置

AS‧‧‧孔徑光闌(光路限制構件)

BS‧‧‧分光鏡

CL‧‧‧基板回收部

CONT‧‧‧控制部

EL‧‧‧曝光光

EX‧‧‧曝光裝置

FB‧‧‧片材基板(基板)

Fp‧‧‧被處理面

FPA(FPA1)‧‧‧基板處理裝置

IB‧‧‧照明光

IU、ILU‧‧‧照明光學系統

J‧‧‧中心軸線(特定之軸線)

L11、L21‧‧‧光學元件(第1部分光學系統)

L12、L14、L15、L16、L17、L18、L19、L22、L23、L24、L25、L27、L28、L29、L32、L33‧‧‧光學元件

L13、L26、L31、L35‧‧‧凹面鏡

L20、L30、L36‧‧‧光學元件(第2部分光學系統)

L34‧‧‧凸面鏡

M‧‧‧光罩

M'‧‧‧圓筒體

M1、M2、M3、M21、M32‧‧‧平面反射鏡

M31‧‧‧平面反射鏡(第1部分光學系統)

Ma‧‧‧部分球面

MJ‧‧‧旋轉軸(軸部)

MJ'‧‧‧共用旋轉軸

Mp‧‧‧圖案面

MST‧‧‧支撐裝置

MU‧‧‧光罩單元

PA‧‧‧圖案區域

PA1、PA2、PA3‧‧‧投影區域

PN‧‧‧非圖案區域

Pm、Pm'、Pm1、Pm2、Pm3‧‧‧圖案

PR‧‧‧基板處理部

PU、PU1、PU2、PU3‧‧‧投影光學系統

R‧‧‧輥裝置

RD‧‧‧旋轉驅動裝置(旋轉裝置)

RST‧‧‧平台

RT‧‧‧平面光罩

SU‧‧‧基板供給部

XYZ‧‧‧正交座標系

圖1係表示本實施形態之基板處理裝置之構成之圖。

圖2係表示曝光裝置之概略構成之圖。

圖3係自-X側觀察光罩之前視圖。

圖4係表示投影光學系統之諸要素之值之圖。

圖5係表示形成為非球面之每個面編號之非球面資料之圖。

圖6係表示第2實施形態之曝光裝置之概略構成之圖。

圖7係表示第2實施形態之投影光學系統之諸要素之值的圖。

圖8係表示第2實施形態之形成為非球面之每個面編號之非球面資料的圖。

圖9係表示第3實施形態之曝光裝置之概略構成之圖。

圖10係表示第3實施形態之投影光學系統之諸要素之值的圖。

圖11係表示第3實施形態之形成為非球面之每個面編號之非球面資料的圖。

圖12係表示具有光罩單元之曝光裝置之概略構成之圖。

圖13係用以說明微元件之製造步驟之一例之流程圖。

圖14係說明製成本實施形態之光罩之方法之一例的圖。

以下，參照圖1至圖14對本發明之光罩、光罩單元、曝光裝置、基板處理裝置及元件製造方法之實施形態進行說明。

(第1實施形態)

圖1係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置FPA之構成的圖。

如圖1所示，基板處理裝置FPA具有：基板供給部SU，其供給片材基板(例如帶狀之膜構件)FB；基板處理部PR，其對片材基板FB之表面(被處理面)進行處理；基板回收部CL，其回收片材基板FB；及控制部CONT，其控制該等各部分。基板處理裝置FPA例如設置於工廠等中。

以下，於基板處理裝置FPA之說明中，設定XYZ正交座標系，一面參照該XYZ正交座標系一面對各構件之位置關係進行說明。

XYZ正交座標系中，將片材基板FB之搬送方向(片材基板FB之長度方向)設為X軸方向，將與片材基板FB之搬送方向正交之方向(片材基板FB之短邊方向或片材基板FB之寬度方向)設為Y軸方向，將與X軸方向及Y軸方向之各者正交之方向設為Z軸方向。

基板處理裝置FPA係於自基板供給部SU送出片材基板FB至以基板回收部CL回收片材基板FB之期間，對片材基板FB之表面執行各種處理之捲對捲方式(以下僅表述為「繞捲方式」)的裝置。

基板處理裝置FPA可用於在片材基板FB上形成例如有機發光層元件、液晶顯示元件等顯示元件(電子元件)之情形。當然，於形成該等元件以外之元件之情形時亦可使用基板處理裝置FPA。

於基板處理裝置FPA中，作為成為處理對象之片材基板FB，例如可使用樹脂膜或不鏽鋼等之箔(foil)。

例如，樹脂膜可使用聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、乙烯-乙烯共聚物樹脂、聚氯乙烯樹脂、纖維素樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚羧酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂等材料。

片材基板FB之Y方向(短邊方向)之尺寸例如形成為1m~2m左右，X方向(長邊方向)之尺寸例如形成為10m以上。

當然，該尺寸僅僅為一例，並不限定於此。例如片材基板FB之Y方向 之尺寸可為1m或50cm以下，亦可為2m以上。又，片材基板FB之X方向之尺寸亦可為10m以下。

片材基板FB例如以具有可撓性之方式形成。此處，所謂可撓性，係指例如即便對基板施加至少自重程度之特定之力，亦可於不存在線斷或斷裂之情況下使該基板彎曲之性質。又，例如藉由上述特定之力而彎曲之性質亦包含於可撓性中。又，上述可撓性係根據基板之材質、大小、厚度或溫度等環境等而變化。

再者，作為片材基板FB，可使用1個帶狀之基板，亦可為將複數個單位基板連接而形成為帶狀之構成。

片材基板FB即便受到相對較高溫(例如200℃左右)之熱，亦可以使尺寸實質上不變化(熱變形較小)之方式減小熱膨脹係數。例如，可將無機填料混合於樹脂膜中而減小熱膨脹係數。作為無機填料之例，可列舉氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、氧化矽等。

基板供給部SU係將例如捲成輥狀之片材基板FB送出並供給至基板處理部PR。於基板供給部SU，設置有例如纏繞片材基板FB之軸部或使該軸部旋轉之旋轉驅動源等。此外，亦可為設置有例如覆蓋捲成輥狀之狀態之片材基板FB之蓋部等之構成。

基板回收部CL將來自基板處理部PR之片材基板FB捲取為例如輥狀而回收。於基板回收部CL，與基板供給部SU同樣地設置有用以纏繞片材基板FB之軸部或使該軸部旋轉之旋轉驅動源、覆蓋經回收之片材基板FB之蓋部等。

再者，於基板處理部PR中，於將片材基板FB切斷為例如面板狀之情形等時，例如亦可為以將片材基板FB重疊之狀態回收等以與捲成輥狀之狀態不同之狀態回收片材基板FB之構成。

基板處理部PR將自基板供給部SU供給之片材基板FB搬送 至基板回收部CL，並且於搬送之過程中對片材基板FB之被處理面Fp進行處理。基板處理部PR具有例如處理裝置60、搬送裝置70及對準裝置80等。

處理裝置60具有用以相對於片材基板FB之被處理面Fp形成例如有機發光層元件之各種裝置。作為此種裝置，例如可列舉用以在被處理面Fp上形成隔壁之隔壁形成裝置、用以形成用於驅動有機發光層元件之電極之電極形成裝置、用以形成發光層之發光層形成裝置等。

更具體而言，可列舉液滴塗佈裝置(例如噴墨型塗佈裝置、旋轉塗佈型塗佈裝置等)、蒸鍍裝置、濺鍍裝置、大氣壓CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)裝置、霧沈積裝置、無電解電鍍裝置等成膜裝置或曝光裝置、顯影裝置、表面改質裝置、清洗裝置等。該等各裝置適當設置於例如片材基板FB之搬送路徑上。

本實施形態中，於構成處理裝置60之各種裝置中，以曝光裝置為主體進行說明。

搬送裝置70具有於基板處理部PR內例如將片材基板FB向基板回收部CL側搬送之輥裝置R。輥裝置R沿片材基板FB之搬送路徑設置有例如複數個。於複數個輥裝置R中之至少一部分輥裝置R安裝有驅動機構(未圖示)。

藉由將此種輥裝置R旋轉，片材基板FB沿X軸方向進行搬送。亦可為複數個輥裝置R中之例如一部分輥裝置R可沿與搬送方向正交之方向移動地設置之構成。

對準裝置80對片材基板FB進行對準動作。對準裝置80具有：對準相機81，其檢測片材基板FB之位置狀態；及調整裝置82，其基於對準相機81之檢測結果而將片材基抜FB於X方向、Y方向、Z方向、θ X方向、θ Y方向、θ Z方向進行微調整。

對準相機81係檢測例如形成於片材基板FB之對準標記 等，將檢測結果發送至控制部CONT。控制部CONT基於該檢測結果求出片材基板之位置資訊，基於該位置資訊控制利用調整裝置82之調整量。

圖2係表示用作處理裝置60之曝光裝置EX之概略構成之圖。

如圖2所示，曝光裝置EX係將形成於光罩M之圖案Pm之像投影於片材基板FB之裝置。曝光裝置EX具有：照明光學系統IU，其對光罩M照明曝光光；支撐裝置MST，其圍繞旋轉軸(軸部)MJ而旋轉自如地支撐光罩M；及投影光學系統PU，其投影形成於光罩M之圖案Pm之像。

圖3係自X側觀察光罩M之前視圖。

如圖2及圖3所示，本實施形態中之光罩M係形成為以與Y軸平行之中心軸線(特定之軸線)J為中心之實質之圓盤狀。光罩M之外周面包含形成中心點設置於上述中心軸線J上之球面之一部分的部分球面Ma。球面之中心點於沿著上述中心軸線J之方向位於部分球面Ma之實質之中央部。

圖案Pm形成於部分球面Ma中之於圓周方向去除非圖案區域PN之圖案區域PA。作為圖案Pm，可採用直接形成於球面Ma之構成或將形成有圖案Pm之片材貼設於球面Ma之構成等。

形成於圖案區域PA之圖案Pm藉由反射曝光用照明光之材料及吸收該照明光之材料而圖案化。圖案Pm例如作為用以形成液晶或有機發光層之顯示面板部之像素電極、TFT、配線等之電路圖案，用以形成移動終端機器用之顯示面板部及周邊電路部之電路圖案等而描畫。

又，該部分球面Ma圍繞上述中心軸線J而形成為帶狀，以使通過上述球面之中心點且與正交於中心軸線J之軸交線交叉，並且包含上述軸交線與部分球面Ma之交點且相切於部分球面Ma的切平面與上述中心軸線J實質上平行之方式形成。

旋轉軸MJ係使軸線與上述中心軸線J吻合(成為軸中心) 而突設於光罩M之Y方向兩側。又，旋轉軸MJ係藉由支撐裝置MST而與光罩M之外周面一同旋轉自如地保持，並且連接於旋轉驅動裝置(旋轉裝置)RD而得以賦予旋轉驅動。旋轉驅動裝置RD之驅動(即光罩M之旋轉驅動)係藉由控制部CONT進行控制。

照明光學系統IU係對光罩M照明曝光光EL。照明光學系統IU具有光源部20、平面反射鏡M1、構成投影光學系統PU之一部分之光學元件(第1部分光學系統)L11及光學元件L12、凹面鏡L13、平面反射鏡M2。

作為光源部20，可採用設置水銀燈或雷射產生裝置等光源裝置之構成、或設置複眼光學元件等形成2次光源之元件之構成。

投影光學系統PU係將形成於光罩M之圖案Pm之像投影於片材基板FB。投影光學系統PU具有沿曝光光EL之行進方向依序配置之上述光學元件L11、L12、凹面鏡L13、平面反射鏡M2、及光學元件L14、孔徑光闌(光路限制構件)AS、光學元件L15~L19、及光學元件(第2部分光學系統)L20。

孔徑光闌AS係規定投影光學系統PU之數值孔徑。孔徑光闌AS配置於投影光學系統PU之與出射瞳(或入射瞳)共軛之面的瞳面之位置。又，凹面鏡L13之反射面亦配置於投影光學系統PU中之瞳面之位置。

自光源部20之曝光光EL於平面反射鏡M1及凹面鏡L13依序反射後，依序透過光學元件L12、L11而照明形成於光罩M之部分球面Ma之圖案Pm。

於光罩M(部分球面Ma)反射之曝光光EL由光學元件L11接收(透過)後，透過光學元件L12而於凹面鏡L13及平面反射鏡M2反射。於平面反射鏡M2反射之曝光光EL依序透過光學元件L14~L19後，藉由光學元件L20而投影於片材基板FB。

圖4中表示投影光學系統PU之諸要素之值。

圖4中，於左端表示曝光光EL於上述光學元件L11、L12、凹面鏡L13、平面反射鏡M2、及光學元件L14、孔徑光闌AS、光學元件L15~L20依序入射或出射之各光學面之面編號。

又，r表示各光學面之曲率半徑，d表示各光學面間之面間隔。而且，r之列中表示各光學面之近軸曲率半徑，d之列中表示各面間隔。

圖5中表示形成為非球面之每個面編號之非球面資料。

圖5中，K為圓錐係數(conic coefficient)，A~F為4次、6次、8次、…之非球面係數。

再者，圖4及圖5中，近軸曲率半徑r之符號係將朝向物體面側(圖案Pm面側)凸出之情形設為正，面間隔d設為以光學面之前後而將符號反轉者。

投影光學系統PU係例如波長(曝光波長)為365nm，縮小倍率為1倍(等倍)，物體側之數值孔徑NA為0.055，具有藉由上述之光學元件L11、L12、凹面鏡L13、平面反射鏡M2、及光學元件L14、孔徑光闌AS、光學元件L15~L20而設定之負的佩茲法爾和。

此處，於由複數個光學元件所構成之光學系統中，若將i編號之光學面之焦距設為fi，將光學面之前後之折射率設為ni、ni'，則佩茲法爾和Psum由下式表示。

[數1]

此時，若將像面之曲率半徑設為R0，則佩茲法爾和Psum如下。

Psum=-1/R0

例如，於凹面鏡L13之情形時，具有正功率，佩茲法爾和成為負值。如圖4所示，曲率半徑ri為負值之凹面鏡L13之焦距fi由下式表示。

[數2]

又，凹面鏡L13之佩茲法爾和Psum由下式表示。

[數3]

而且，本實施形態中，投影光學系統PU之佩茲法爾和之大小設定為與形成有圖案Pm之部分球面Ma之曲率半徑之倒數(即曲率)實質上相等。具體而言，如圖4所示，於部分球面Ma之曲率半徑為500mm之情形時，投影光學系統PU之佩茲法爾和之大小為-0.00199(≒-1/500)。

藉此，形成於部分球面Ma之圖案Pm之像以實質之平面狀投影於片材基板FB之被處理面Fp。

如上述般構成之基板處理裝置FPA係藉由控制部CONT之控制，以所謂之捲對捲方式(以下表述為繞捲方式)製造例如顯示基板1。以下，說明使用上述構成之基板處理裝置FPA製造顯示基板1之步驟。

首先，成為於設置於基板供給部SU之輥纏繞有帶狀之片材基板FB之狀態。控制部CONT自該狀態起自基板供給部SU送出該片材基板FB，將送出之片材基板FB以基板回收部CL之輥進行捲取，而搬送片材基板FB。

控制部CONT係於自將片材基板FB送出至捲取為止之期間，一面藉由基板處理部PR之搬送裝置70使片材基板FB於基板處理部PR內適當搬送，一面藉由處理裝置60使顯示基板1之構成要素依序形成於片材基板FB上。

於進行利用處理裝置60之處理時，控制部CONT於對準裝置80進行片材基板FB之位置對準。

控制部CONT係於自將片材基板FB送出至捲取為止之期間，一面藉由基板處理部PR之搬送裝置70使片材基板FB於基板處理部PR內適當搬送，一面於處理裝置60中之曝光裝置EX，使光罩M之圖案 Pm投影於片材基板FB之被處理面Fp。

此時，控制部CONT控制旋轉驅動裝置RD之驅動及輥裝置R之驅動，而同步驅動光罩M之圍繞旋轉軸MJ之旋轉與片材基板FB。

更詳細而言，控制部CONT係以如下方式進行驅動控制：使片材基板FB之移動速度(搬送速度)相對於光罩M所具有之部分球面Ma之圍繞旋轉軸MJ之移動速度的比，與投影光學系統PU之投影倍率(本實施形態中為等倍)相等。

藉此，由照明光學系統IU所照明之旋轉之光罩M之圖案Pm之像經由投影光學系統PU，而以對應於投影倍率之大小逐次投影於片材基板FB上。

如此，本實施形態中，使用於形成球面之一部分之部分球面形成有圖案Pm之光罩M，因此無需用以修正像面之光學設計，可防止構造之複雜化。

尤其，本實施形態中，藉由使用凹面鏡L13，可容易地實現具有負的佩茲法爾和之投影光學系統PU，可以簡單之構造而容易地將圖案Pm之像投影於片材基板FB。

(第2實施形態)

繼而，參照圖6至圖8對曝光裝置EX之第2實施形態進行說明。

第2實施形態中，照明光學系統IU及投影光學系統PU之構成與上述第1實施形態不同。因此，以下對照明光學系統IU及投影光學系統PU進行說明。

再者，該等圖中，對於與圖1至圖5所示之第1實施形態之構成要素相同之要素標附相同之符號，省略或簡化其說明。

本實施形態中之照明光學系統IU如圖6所示，具備光源部20、沿曝光光EL之光路依序配置之分光鏡BS、光學元件L25、L24、孔徑 光闌AS及光學元件L23、L22、L21。該等分光鏡BS、光學元件L25、L24、孔徑光闌AS、光學元件L23、L22、L21如下所述般，構成投影光學系統PU之一部分。

投影光學系統PU具備沿曝光光EL之光路依序配置之上述之光學元件(第1部分光學系統)L21、光學元件L22~L23、孔徑光闌AS、光學元件L24、L25、分光鏡BS、凹面鏡L26、平面反射鏡M21、光學元件L27~L29及光學元件(第2部分光學系統)L30。凹面鏡L26係配置於投影光學系統PU中之瞳面之位置。

來自光源部20之曝光光EL於作為照明光學系統IU之分光鏡BS入射並反射後，經由光學元件L25、L24、孔徑光闌AS、光學元件L23、L22、L21，照明形成於光罩M之部分球面Ma之圖案Pm。

於光罩M(部分球面Ma)反射之曝光光EL經由作為投影光學系統PU之光學元件L21~L23、孔徑光闌AS、光學元件L24、L25而入射至分光鏡BS。

入射至分光鏡BS之曝光光EL透過分光鏡BS後，於凹面鏡L26反射而再次依序透過分光鏡BS、光學元件L25、L24後，於平面反射鏡M21反射。

於平面反射鏡M21反射之曝光光EL依序透過光學元件L27~L30，而將光罩M之圖案Pm之像投影於片材基板FB。

圖7中表示本實施形態中之投影光學系統PU之諸要素之值。

圖7中，於左端表示曝光光EL於上述光學元件L21~L23、孔徑光闌AS、光學元件L24、L25、分光鏡BS、凹面鏡L26、光學元件L27~L30依序入射或出射之各光學面之面編號。

又，r表示各光學面之曲率半徑，d表示各光學面間之面間隔。而且，r 之列中表示各光學面之近軸曲率半徑，d之列中表示各面間隔。

圖8中表示形成為非球面之每個面編號之非球面資料。

圖8中、K表示圓錐係數，A~F表示4次、6次、8次、…之非球面係數。

再者，圖7及圖8中，近軸曲率半徑r之符號係將朝向物體面側(圖案Pm面側)凸出之情形設為正，面間隔d設為以光學面之前後而將符號反轉者。

投影光學系統PU係例如波長(曝光波長)為365nm，投影倍率為2倍(擴大)，物體側之數值孔徑NA為0.054。藉由上述之光學元件L21~L23、孔徑光闌AS、光學元件L24、L25、分光鏡BS、凹面鏡L26、光學元件L27~L30而設定之佩茲法爾和之大小為-0.00200(-1/500)。

因此，本實施形態中，亦藉由使用於形成球面之一部分之部分球面形成有圖案Pm之光罩M，且使用具有負的佩茲法爾和之投影光學系統PU，而可防止構造之複雜化，並且可以良好之光學性能自部分球面Ma投影於平面(片材基板FB之被處理面Fp)。

進而，根據本實施形態，於照明光學系統IU與投影光學系統PU之間共用光學元件，因此可實現裝置之小型化。

(第3實施形態)

繼而，參照圖9至圖11對曝光裝置EX之第3實施形態進行說明。

第3實施形態中，照明光學系統IU及投影光學系統PU之構成與上述第1實施形態不同。因此，以下對照明光學系統IU及投影光學系統PU進行說明。

再者，該等圖中，對於與圖1至圖5所示之第1實施形態之構成要素相同之要素標附相同符號，省略或簡化其說明。

本實施形態中之照明光學系統IU如圖9所示，具備沿曝光 光EL之光路依序配置之凸面鏡L34、光學元件L33、L32、凹面鏡L31、平面反射鏡M31。該等凸面鏡L34、光學元件L33、L32、凹面鏡L31、平面反射鏡M31如下所述般構成投影光學系統PU之一部分。

凸面鏡L34具有半透過性，使自與對向於光學元件L33之面為相反側之面入射之曝光光EL朝向光學元件L33出射。

入射至光學元件L33之曝光光EL透過光學元件L33、L32後，於凹面鏡31及平面反射鏡M31反射，朝向光罩M之中心軸線J行進，照明形成於光罩M之部分球面Ma之圖案Pm。

投影光學系統PU除具備沿曝光光EL之光路依序配置之上述之平面反射鏡(第1部分光學系統)M31、凹面鏡L31、光學元件L32、L33、凸面鏡L34以外，亦具備凹面鏡L35、平面反射鏡M32、孔徑光闌AS、光學元件(第2部分光學系統)L36。

凹面鏡L31、L35配置於投影光學系統PU中之瞳面之位置。凹面鏡L35配置於孔徑光闌AS之附近。

於光罩M(部分球面Ma)反射之曝光光EL於作為投影光學系統PU之平面反射鏡M31、凹面鏡L31反射後，依序透過光學元件L32、L33而於凸面鏡L34反射。

於凸面鏡L34反射之曝光光EL再次依序透過光學元件L33、L32後，於凹面鏡L35及平面反射鏡M32反射。

於平面反射鏡M32反射之曝光光EL透過光學元件L36，而將光罩M之圖案Pm之像投影於片材基板FB。

圖10中表示本實施形態中之投影光學系統PU之諸要素之值。

圖10中，於左端表示曝光光EL於上述凹面鏡L31、光學元件L32、L33、凸面鏡L34、凹面鏡L35、孔徑光闌AS、光學元件L36依序入射或出射之 各光學面之面編號。

又，r表示各光學面之曲率半徑，d表示各光學面間之面間隔。而且，r之列中表示各光學面之近軸曲率半徑，d之列中表示各面間隔。

圖11中表示形成為非球面之每個面編號之非球面資料。

圖11中，K表示圓錐係數，A~F表示4次、6次、8次、…之非球面係數。

再者，圖10及圖11中，近軸曲率半徑r之符號係將朝向物體面側(圖案Pm面側)凸出之情形設為正，面間隔d設為以光學面之前後而將符號反轉者。

投影光學系統PU係例如波長(曝光波長)為365nm，投影倍率為1.25倍(擴大)，物體側之數值孔徑NA為0.055，藉由上述之凹面鏡L31、光學元件L32、L33、凸面鏡L34、凹面鏡L35、孔徑光闌AS、光學元件L36而設定之佩茲法爾和之大小為-0.00175(≒-1/560)。

因此，本實施形態中，亦藉由使用於形成球面之一部分之部分球面形成有圖案Pm之光罩M，且使用具有負的佩茲法爾和之投影光學系統PU，而可防止構造之複雜化，並且可以良好之光學性能自部分球面Ma投影於平面(片材基板FB之被處理面Fp)。

(第4實施形態)

繼而，參照圖12對曝光裝置EX之第4實施形態進行說明。

第4實施形態中之曝光裝置EX中，成為如下構成：設置以使軸線相互平行之方式配置有複數個上述之光罩M而成之光罩單元，對應於各光罩而設置投影光學系統。

再者，該等圖中，對於與圖1至圖5所示之第1實施形態之構成要素相同之要素標附相同之符號，省略或簡化其說明。

如圖12所示，本實施形態中之曝光裝置EX具備設置有分 別具有上述之部分球面Ma之複數個(此處為3個)光罩M1~M3的光罩單元MU。光罩M1~M3於Y方向隔開間隔而配置。

各光罩M1~M3之中心軸線J於Y軸方向延伸，且相互平行地配置。本實施形態中，光罩M1~M3具備共用旋轉軸MJ'，該共用旋轉軸MJ'係於Y軸方向延伸且與部分球面Ma一同將共用軸線作為軸中心，且可圍繞該共用軸線而旋轉。各光罩M1~M3之中心軸線J係以與共用旋轉軸MJ'之共用軸線為同軸之方式配置。

設置有如下投影光學系統PU1~PU3：具有與對應於各光罩M1~M3之各者而將各光罩M1~M3之圖案Pm1~Pm3之像投影於片材基板FB的上述實施形態中之投影光學系統PU同樣之構成，且具有與各光罩M1~M3之部分球面Ma之曲率半徑對應之大小之負的佩茲法爾和。

各投影光學系統PU1~PU3根據投影倍率而分別投影於片材基板FB上之投影區域PA1~PA3沿Y方向鄰接配置。再者，所謂鄰接配置，係不僅包含相鄰之投影區域之端緣彼此接觸之構成，亦包含相鄰之投影區域之端緣彼此之一部分相互重疊之概念。

上述構成之曝光裝置EX中，光罩M1~M3之部分球面Ma對應於共用旋轉軸MJ'之旋轉而一體地旋轉，由曝光光EL照明之光罩M1~M3之圖案Pm1~Pm3之像經由投影光學系統PU1~PU3而分別投影於投影區域PA1~PA3。

此時，於例如形成於光罩M1~M3之圖案Pm1~Pm3相同之情形時，於片材基板FB形成複數個相同之圖案，從而可製造複數個。

另一方面，於例如形成於光罩M1~M3之圖案Pm1~Pm3經合成而形成一個圖案之情形時，可於片材基板FB形成大型且大面積之圖案。

再者，上述實施形態中之光罩單元MU中，藉由共用旋轉軸MJ'而將3個光罩M1~M3以同軸設置，又，投影光學系統PU1~PU3亦成 為沿Y方向配置之構成。

另一方面，於例如因空間之制約而不易將3個投影光學系統PU1~PU3沿共用軸線配置之情形時，亦可成為使光罩M2及投影光學系統PU2相對於光罩M1、M3及投影光學系統PU1、PU3而於X方向上相隔之所謂鋸齒狀配置之構成。

又，上述實施形態中所示之光罩單元MU所具備之光罩M1~M3之數量及投影光學系統PU之數量為一例，亦可為具備2個光罩之構成或具備4個以上之光罩之構成。

於此情形時，於例如因空間之制約而不易將複數個投影光學系統沿共用軸線配置之情形時，關於於與搬送方向正交之方向(Y方向)相鄰之光罩及投影光學系統，亦可成為於搬送方向(X方向)相隔之鋸齒狀配置之構成。

以上，一面參照隨附圖式一面對本發明之較佳實施形態進行了說明，但本發明並不限定於該例。上述例中所例示之各構成構件之各形狀或組合等為一例，可於不脫離本發明之主旨之範圍內，基於設計要求等進行各種變更。

上述實施形態之曝光裝置係藉由將包含本案申請專利範圍中所列舉之各構成要素之各種子系統以保持特定之機械精度、電氣精度、光學精度之方式進行組裝而製造。

為了確保該等各種精度，於該組裝之前後，對各種光學系統進行用以達成光學精度之調整，對各種機械系統進行用以達成機械精度之調整，對各種電氣系統進行用以達成電氣精度之調整。

自各種子系統向曝光裝置之組裝步驟包含各種子系統相互之機械連接、電氣電路之配線連接、氣壓電路之配管連接等。於自該各種子系統向曝光裝置之組裝步驟前，具有各子系統各自之組裝步驟。

若各種子系統向曝光裝置之組裝步驟結束，則進行綜合調整，確保作為曝光裝置整體之各種精度。再者，曝光裝置之製造可於溫度及潔淨度等得到管理之無塵室進行。

半導體元件等微元件如圖13所示般經由如下步驟而製造：步驟201，進行微元件之功能及性能設計；步驟202，製作基於該設計步驟之光罩(reticle)；步驟203，製造作為元件之基材之基板(長條之片狀撓性基板)；包含基板處理(曝光處理)之基板處理步驟204，該基板處理(曝光處理)包括根據上述實施形態，使用光罩之圖案，以曝光光對基板進行曝光，及使經曝光之基板(感光劑)顯影；元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟等加工製程)205；及檢查步驟206等。

再者，步驟204中，包含如下者：藉由使感光劑顯影，形成與光罩之圖案對應之曝光圖案層(經顯影之感光劑層)，經由該曝光圖案層而對基板進行加工。

又，近年來，作為生態製程，較理想為無需感光劑之顯影之加成製程。

於此情形時，基板處理步驟204係由如下步驟等而構成：將自藉由紫外線之曝光光之照射而顯示較高之撥液性之狀態變化為顯示親液性之狀態之感光性SAM(Self-Assembled Monolayer，自組裝單分子層)劑塗佈於基板之表面；根據上述實施形態，使用光罩M之圖案Pm，以曝光光對塗佈有感光性SAM劑之基板進行曝光；藉由該曝光而於基板上對親液性提高之部分利用印刷方式或噴墨方式等選擇性地塗佈配線用之導電性墨水或膏、或者TFT用之半導體材料之溶液等。

進而，亦周知有如於受到曝光光之照射之部分表現鍍敷還原能之材料。於使用此種材料之情形時，藉由將經曝光之基板直接浸漬於無電解鍍敷液(含有鈀等之離子)，可形成配線用之金屬層。

另外，於製作圖13中之光罩之步驟202中，可使用之前之各實施形態中所說明之投影光學系統PU，將作為母板之平面光罩之圖案容易地轉印於作為光罩M之具有球面狀外周面之圓筒體上。此處，使用圖14對使用之前之圖6所示之曝光裝置之投影光學系統PU製作球面狀之圓筒光罩M之一例進行說明。

圖14所示之投影光學系統PU係使圖6所示之投影光學系統PU之物面與像面之關係相反者，於圖6中作為被曝光對象之片材基板FB所處之像面側，配置作為母板之平面光罩RT，於圖6中光罩M所處之物面側，配置作為光罩M之具有球狀表面之圓筒體M'。

於該圓筒體M'之球狀之外周面均勻地塗佈光阻劑，藉由自平面光罩RT經由投影光學系統PU而投影之圖案Pm'進行曝光。本實施形態中，圖案Pm'之最佳聚焦面(圖案像面)係沿圓筒體M'之球狀之外周面向圖14中之Y軸與Z軸之兩個方向之各者彎曲者。

圖14中，至少於X方向一維地移動之平台RST係以使平面光罩RT之圖案面Mp與XY面平行之方式支撐平面光罩RT。於平面光罩RT之上方設置有照明光學系統ILU，該照明光學系統ILU係朝向圖案面Mp照射於Y軸方向延伸之狹縫狀(或長方形狀)之照明光IB。

如此，本實施形態中，藉由將圖6中所說明之投影光學系統PU直接使用或稍許變更而使用，可自平面光罩RT製作球面狀之圓筒光罩M。

圖14中，說明了使用圖6之投影光學系統PU之例，使用其他圖2、圖9所示之投影光學系統PU亦可同樣地自平面光罩RT製作球面狀之圓筒光罩M。

J‧‧‧中心軸線(特定之軸線)

M‧‧‧光罩

Ma‧‧‧部分球面

MJ‧‧‧旋轉軸(軸部)

MST‧‧‧支撐裝置

Pm‧‧‧圖案

RD‧‧‧旋轉驅動裝置(旋轉裝置)

XYZ‧‧‧正交座標系

Claims (25)

1. 一種光罩，係於繞既定之軸線形成之外周面具有圖案且繞上述軸線旋轉，其中，上述外周面構成為部分球面，該部分球面形成中心點設置於上述軸線上之球面之一部分且繞上述軸線而形成為帶狀並設有上述圖案；且其進一步具備軸部，該軸部與上述外周面連結，且係為了與上述外周面一同以上述軸線為軸中心旋轉而設。
2. 如申請專利範圍第1項之光罩，其中，上述部分球面係與通過上述球面之上述中心點且與上述軸線正交之軸交線交叉。
3. 如申請專利範圍第2項之光罩，其中，包含上述軸交線與上述部分球面之交點且相切於上述部分球面之切平面與上述軸線實質上平行。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩，其中，上述球面之上述中心點於沿著上述軸線之方向，位於帶狀之上述部分球面之實質之中央部。
5. 一種光罩單元，具備複數個申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩；複數個上述光罩係分別使上述軸線彼此平行而配置。
6. 如申請專利範圍第5項之光罩單元，其中，複數個上述光罩係分別使上述軸線與既定之共用軸線同軸而配置。
7. 如申請專利範圍第6項之光罩單元，其具備共用軸部，該共用軸部與複數個上述光罩之上述外周面連結，設置成可與上述外周面一同以上述共用軸線為軸中心旋轉。
8. 一種曝光裝置，係將圖案轉印於基板，其具備：支撐裝置，支撐於繞既定之軸線形成之外周面具有上述圖案的申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩；及 投影光學系統，為了將支撐於上述支撐裝置之上述光罩之上述圖案之像投影於上述基板，具有與上述光罩之上述部分球面之曲率半徑對應之大小之負的佩茲法爾和。
9. 一種曝光裝置，係將圖案轉印於基板，其具備：支撐裝置，支撐具備複數個於繞既定之軸線形成之外周面具有上述圖案之光罩的申請專利範圍第5至7項中任一項之光罩單元；及複數個投影光學系統，對應於支撐於上述支撐裝置之複數個上述光罩之各者而設置，將上述圖案之像投影於上述基板；上述投影光學系統之各個具有與上述光罩之上述部分球面之曲率半徑對應之大小之負的佩茲法爾和。
10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其中，上述複數個投影光學系統係以各者之投影區域於沿著上述光罩之上述軸線之方向或與沿著上述光罩之上述軸線之方向光學對應之方向彼此相鄰之方式配置。
11. 如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置，其中，上述投影光學系統之佩茲法爾和之大小係設定成與上述部分球面之曲率半徑之倒數實質上相等。
12. 如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置，其中，上述投影光學系統包含：第1部分光學系統，接收自上述圖案發出之光；第2部分光學系統，將經過上述第1部分光學系統之光投影於上述基板；光路限制構件，配置於上述第1部分光學系統與上述第2部分光學系統之間之光路，規定上述投影光學系統之數值孔徑；及至少1個凹面鏡，配置於上述第1部分光學系統與上述第2部分光學系統之間之光路，使經過上述第1部分光學系統之光反射。
13. 如申請專利範圍第12項之曝光裝置，其中，至少1個上述凹面鏡配置於上述光路限制構件之附近。
14. 如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置，其中，上述投影光學系統包含配置於上述投影光學系統之瞳面之附近之至少1個凹面鏡。
15. 如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置，其中，上述投影光學系統係將上述圖案之像放大並投影。
16. 如申請專利範圍第8或9項之曝光裝置，其具備：旋轉裝置，使支撐於上述支撐裝置之上述光罩繞上述軸線而旋轉；搬送裝置，沿上述基板之表面搬送上述基板；及控制部，進行使上述旋轉裝置與上述搬送裝置同步地驅動之驅動控制。
17. 如申請專利範圍第16項之曝光裝置，其中，上述控制部係以如下方式進行上述驅動控制：使上述基板之搬送速度相對於上述光罩所具有之上述部分球面之繞上述軸線之移動速度的比與上述投影光學系統之投影倍率相等。
18. 一種基板處理裝置，係對帶狀基板進行處理，其具備：基板搬送部，沿上述基板之長度方向搬送上述基板；及基板處理部，沿上述基板搬送部之上述基板之搬送路徑設置，對沿上述搬送路徑而搬送之上述基板進行處理；上述基板處理部包含將圖案轉印於上述基板之申請專利範圍第8至17項中任一項之曝光裝置。
19. 一種元件製造方法，係對基板進行處理而製造元件，其包含如下步驟：使用申請專利範圍第8至17項中任一項之曝光裝置，將圖案轉印於上述基板；及根據上述圖案而對轉印有上述圖案之上述基板進行加工。
20. 一種曝光方法，係將光罩之圖案投影曝光於基板上，其包含：將在作為形成中心點設置於既定軸線上之既定曲率半徑之球面之一部分且繞上述軸線而形成為帶狀之部分球面之外周面形成有圖案之光罩，配置在具有與上述曲率半徑對應之大小之負的佩茲法爾和之投影光學系統之物面側，並使其繞上述既定軸線旋轉之動作；以及將上述基板配置在上述投影光學系統之像面側，並使其以與上述光罩之旋轉速度對應之速度移動之動作。
21. 如申請專利範圍第20項之曝光方法，其中，上述光罩之上述圖案對曝光用之照明光具有反射性；上述投影光學系統使被上述光罩之圖案反射之光射入，將上述圖案之像成像在上述基板上。
22. 如申請專利範圍第21項之曝光方法，其中，上述基板，係以上述移動之方向作為長度方向之可撓性片材基板。
23. 一種圖案形成方法，係將光罩之圖案之曝光用光形成之像投影曝光在基板上，在上述基板上形成電子元件用圖案，其包含：將在作為形成中心點設置於既定軸線上之既定曲率半徑之球面之一部分且繞上述軸線而形成為帶狀之部分球面之外周面形成有圖案之光罩，配置在具有與上述曲率半徑對應之大小之負的佩茲法爾和之投影光學系統之物面側，並使其繞上述既定軸線旋轉之動作；以及將在表面塗佈有用於顯影之感光劑、藉由曝光用光使撥液性與親液性之狀態變化之感光性SAM劑、及藉由曝光用光表現鍍敷還原能之材料之任一者之基板配置在上述投影光學系統之像面側，並使其與上述光罩之旋轉位置對應地移動之動作。
24. 如申請專利範圍第23項之圖案形成方法，其中，上述光罩之上述圖案對曝光用之照明光具有反射性； 上述投影光學系統使被上述光罩之圖案反射之光射入，將上述圖案之像成像在上述基板上。
25. 如申請專利範圍第23或24項之圖案形成方法，其中，進行下述步驟之中至少一個步驟：在塗佈有上述感光劑之上述基板之曝光後，透過使上述基板顯影而形成之上述感光劑之圖案層加工上述基板之步驟；在塗佈有上述感光性SAM劑之上述基板之曝光後，在上述基板上之親液性變高之部分選擇性地塗佈墨水、膏、或者溶液之步驟；以及在塗佈有上述表現鍍敷還原能之材料之上述基板之曝光後，使上述基板浸漬於鍍敷液以形成金屬層之步驟。