TWI640835B - Substrate processing apparatus, component manufacturing method, and adjustment method of substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
本發明之基板處理裝置,係以藉由複數個描繪單元之各描繪線在基板上描繪之圖案彼此能隨著基板往長條方向之移動而在基板之寬度方向接合之方式,將複數個描繪單元配置於基板之寬度方向。測量裝置之反射光檢測部設於複數個描繪單元之各個,當檢測到因光束之點光之投射而從支承構件之支承面或基板反射之反射光時,即根據支承構件之基準標記位於以複數個描繪單元之各個描繪之描繪線上時從反射光檢測部輸出之訊號,測量複數個描繪線之配置關係。
Description
本發明係關於基板處理裝置、元件製造方法、基板處理裝置之調整方法。
作為習知基板處理裝置,有一種在片狀媒體(基板)上之既定位置進行描繪的製造裝置廣為人知(例如,參照專利文獻1)。專利文獻1中記載之製造裝置,係對於寬度方向易伸縮之可撓性長條片狀基板,藉檢測對準標記以測量片狀基板之伸縮,依據伸縮修正描繪位置(加工位置)。
先行技術文獻
[專利文獻1]日本特開2010-91990號公報
於專利文獻1之製造裝置,係藉由一邊將基板往搬送方向搬送、一邊切換空間調變元件(DMD:Digital Micro mirror Device)據以進行曝光,以複數個描繪單元將圖案描繪於基板。於專利文獻1之製造裝置,雖係將於基板之寬度方向相鄰之圖案彼此以複數個描繪單元加以接合曝光,但為抑制接合曝光之誤差,係反饋(feedback)進行測試(test)曝光
與顯影所生成之在接合部之圖案之位置誤差的測量結果。然而,包含此種測試曝光、顯影、測量等作業之反饋步驟,雖亦視其頻度,但卻得暫時停止製造線,不僅降低製品之生產性、亦有可能產生基板之浪費。
本發明之態樣係有鑑於上述課題而生,其目的在提供一種即使是使用複數個描繪單元於基板之寬度方向接合圖案以進行曝光(描繪)之情形時,亦能降低圖案彼此之接合誤差,而能於基板高精度安定的描繪大面積圖案之基板處理裝置、元件製造方法及基板處理裝置之調整方法。
本發明第1態樣,係一種基板處理裝置,具備:支承構件,具有支承長條片狀基板之支承面,在與該基板之長條方向交叉之寬度方向之該支承面上之複數位置設有基準標記;搬送裝置,使被該支承構件支承之該基板往該長條方向移動;描繪裝置,包含可對以該支承面支承之該基板或該支承面一邊投射光束之點光、一邊於較該基板寬度方向之尺寸窄之範圍掃描並沿著以該掃描所得之描繪線描繪既定圖案之複數個描繪單元,以該複數個描繪單元之各描繪線描繪於該基板上之圖案彼此隨著該基板往長條方向之移動而於該基板之寬度方向接合之方式,將該複數個描繪單元配置於該基板之寬度方向;反射光檢測部,設於該複數個描繪單元之各個,用以檢測因該光束之點光之投射而從該支承構件之支承面或該基板反射之反射光;以及測量裝置,係根據在該支承構件之基準標記位於該複數個描繪單元各個之該描繪線上時從該反射光檢測部輸出之訊號,測量該複數個描繪線之配置關係。
本發明第2態樣,提供一種使用本發明第1態樣之基板處理
裝置以將該圖案形成於該基板之元件製造方法。
本發明第3態樣,係一種基板處理裝置之調整方法,此基板處理裝置具備:支承構件,其於支承面上預先決定之複數個位置具備離散或連續之特定的基準標記;搬送裝置,一邊於該支承構件之支承面支承既定寬之基板、一邊將該基板往與該寬度方向交叉之長條方向以既定速度加以搬送;描繪裝置,具備可沿著將投射於該基板之光束之點光在較該基板寬度寬度窄之範圍於該寬度方向掃描所得之描繪線、將既定圖案描繪於該基板上的複數個描繪單元,以藉由該複數個描繪單元之各個描繪於該基板上之圖案彼此隨著該基板往該長條方向之搬送而在該基板之寬度方向接合之方式,將彼此於該寬度方向相鄰之該描繪線於該長條方向以既定間隔分離配置;以及複數個反射光檢測部,用以檢測因來自該複數個描繪單元之各個之該光束之照射而從該支承構件之支承面產生之反射光;其特徵在於,包含:使該支承構件與該描繪裝置相對移動,以使該基準標記來到以該複數個描繪單元之各個形成之該描繪線上,並以該光束之點光掃描該基準標記的掃描步驟;以該反射光檢測部檢測因該光束之掃描而從該基準標記產生之反射光,以獲得與該基準標記對應之檢測訊號的檢測步驟;以及根據該檢測訊號求出對應該複數個描繪線之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊的步驟;根據該調整資訊,調整以該複數個描繪單元之各個描繪之該圖案之描繪狀態。
本發明第4態樣,係一種基板處理裝置,係一邊將經強度調變之光束之點光於基板上沿既定描繪線進行主掃描、一邊在與該描繪線交叉之方向進行該光束與該基板之副掃描,據以在該基板上描繪既定圖案,
其具備:支承構件,具有支承該基板之支承面;搬送裝置,使被該支承構件支承之該基板往該副掃描之方向移動;脈衝雷射光源,作為該光束、以重複發光頻率Fz輸出紫外波長帶之脈衝光束;以及描繪單元,具備依據將來自該脈衝雷射光源之脈衝光束待描繪於該描繪線上之圖案進行強度調變的調變器、將以該調變器調變之光束偏向掃描於一維的掃描光學系、以及將該經偏向掃描之光束投射向該基板的光束投射光學系;在將該描繪線之長度設為LBL、該光束之點光掃描過該長度LBL之掃描時間設為Ts、該點光沿該描繪線之方向之尺寸設為Xs時,將該脈衝雷射光源之發光頻率Fz設定為滿足Fz≧LBL/(Ts‧Xs)之關係。
根據本發明之上述各態樣,能提供一種降低使用複數個描繪單元於基板之寬度方向接合圖案進行曝光時之接合誤差,而能對基板進行合適的進行使用複數個描繪單元之描繪的基板處理裝置、元件製造方法及基板處理裝置之調整方法。
1‧‧‧元件製造系統
11‧‧‧描繪裝置
12‧‧‧基板搬送機構
13‧‧‧裝置框架
14‧‧‧旋轉位置檢測機構
16‧‧‧控制部
23‧‧‧第1光學平台
24‧‧‧移動機構
25‧‧‧第2光學平台
31‧‧‧校準檢測系
31Cs‧‧‧光電感測器
31f‧‧‧遮光構件
41‧‧‧第1光學系
42‧‧‧第2光學系
43‧‧‧第3光學系
44‧‧‧光束位移機構
45‧‧‧光束位移機構
51‧‧‧1/2波長板
52‧‧‧偏光鏡(偏光分束器)
53‧‧‧散光器
54‧‧‧第1反射鏡
55‧‧‧第1中繼透鏡
56‧‧‧第2中繼透鏡
57‧‧‧第2反射鏡
58‧‧‧第3反射鏡
59‧‧‧第4反射鏡
60‧‧‧第1分束器
61‧‧‧第5反射鏡
62‧‧‧第2分束器
63‧‧‧第3分束器
64‧‧‧第6反射鏡
71‧‧‧第7反射鏡
72‧‧‧第8反射鏡
73‧‧‧第4分束器
74‧‧‧第9反射鏡
81‧‧‧光偏向器
82‧‧‧1/4波長板
83‧‧‧掃描器
84‧‧‧彎折鏡
85‧‧‧f-θ透鏡系
86‧‧‧柱面透鏡
86B‧‧‧Y倍率修正用光學構件(透鏡群)
91‧‧‧中繼透鏡
92‧‧‧遮光板
93‧‧‧中繼透鏡
94‧‧‧中繼透鏡
95‧‧‧柱面透鏡
96‧‧‧反射鏡
97‧‧‧旋轉多面鏡
97a‧‧‧旋轉軸
97b‧‧‧反射面
98‧‧‧原點檢測器
AM1、AM2‧‧‧對準顯微鏡
AX2‧‧‧旋轉中心線
CNT‧‧‧光源裝置
DL‧‧‧鬆弛
DR‧‧‧旋轉圓筒
DR4、DR6、DR7‧‧‧驅動滾輪
EN1、EN2、EN3、EN4‧‧‧編碼器讀頭
EPC‧‧‧邊緣位置控制器
EVC‧‧‧調溫室
EX‧‧‧曝光裝置
GPa、GPb‧‧‧標尺部
I‧‧‧旋轉軸
LB‧‧‧光束
Le1~Le4‧‧‧設置方位線
LL1~LL5‧‧‧描繪線
P‧‧‧基板
PBS‧‧‧偏向分束器
RT1、RT2‧‧‧張力調整滾輪
Sf2‧‧‧軸部
SL‧‧‧分歧光學系
SU1、SU2‧‧‧防振單元
UW1~UW5‧‧‧描繪單元
圖1係顯示第1實施形態之曝光裝置(基板處理裝置)之全體構成的圖。
圖2係顯示圖1之曝光裝置主要部之配置的立體圖。
圖3係顯示在基板上之對準顯微鏡與描繪線之配置關係的圖。
圖4係顯示圖1之曝光裝置之旋轉圓筒及描繪裝置之構成的圖。
圖5係顯示圖1之曝光裝置主要部之配置的俯視圖。
圖6係顯示圖1之曝光裝置之分歧光學系之構成的立體圖。
圖7係顯示圖1之曝光裝置之複數個掃描器之配置關係的圖。
圖8係說明用以消除因掃描器反射面之傾斜造成之描繪線偏移之光學構成的圖。
圖9係顯示在基板上之對準顯微鏡與描繪線與編碼器讀頭之配置關係的立體圖。
圖10係顯示圖1之曝光裝置之旋轉圓筒之表面構造的立體圖。
圖11係顯示在基板上之描繪線與描繪圖案之位置關係的說明圖。
圖12係顯示光束點與描繪線之關係的說明圖。
圖13係模擬在基板上所得之2脈衝份之光束點之重疊量造成之強度分布變化的圖表。
圖14係關於第1實施形態之曝光裝置之調整方法的流程圖。
圖15係以示意方式顯示旋轉圓筒之基準圖案與描繪線之關係的說明圖。
圖16係以示意方式顯示從將來自旋轉圓筒之基準圖案之反射光於亮視野受光之光電感測器輸出之訊號的說明圖。
圖17係以示意方式顯示將來自旋轉圓筒之基準圖案之反射光於暗視野受光之光電感測器的說明圖。
圖18係以示意方式顯示從將來自旋轉圓筒之基準圖案之反射光於暗視野受光之光電感測器輸出之訊號的說明圖。
圖19係以示意方式顯示旋轉圓筒之基準圖案彼此之位置關係的說明圖。
圖20係以示意方式顯示複數個描繪線之相對位置關係的說明圖。
圖21係以示意方式顯示基板之每單位時間之移動距離與移動距離內所含之描繪線條數之關係的說明圖。
圖22係以示意方式顯示與脈衝光源之系統時脈同步之脈衝光的說明圖。
圖23係顯示各實施形態之元件製造方法的流程圖。
針對用以實施本發明之形態(實施形態),一邊參照圖面一邊詳細說明。本發明當然不受限於以下實施形態記載之內容。又,以下記載之構成要素中,包含業者容易想定者、以及實質相同之物。此外,以下記載之構成要素可適當組合。又,在不脫離本發明要旨範圍內,可進行構成要素之各種省略、置換或變更。
〔第1實施形態〕
圖1係顯示第1實施形態之曝光裝置(基板處理裝置)之全體構成的圖。第1實施形態之基板處理裝置係對基板P施以曝光處理的曝光裝置EX,、曝光裝置EX組裝在對曝光後基板P施以各種處理以製造元件之元件製造系統1中。首先,說明元件製造系統1。
<元件製造系統>
元件製造系統1,係製造作為元件之可撓性顯示器的生產線(可撓性顯示器製造線)。可撓性顯示器,例如有機EL顯示器等。此元件製造系統1,係將可撓性(flexible)長條基板P捲成筒狀之未圖示之供應用捲筒送出該基板P,在對送出之基板P連續的施以各種處理後,將處理後之基板P作為可
撓性元件捲繞於未圖示之回收用捲筒之所謂的捲對捲(Roll to Roll)方式。於第1實施形態之元件製造系統1,係將薄膜狀之片狀基板P從供應用捲筒送出,從供應用捲筒送出之基板P依序經處理裝置U1、曝光裝置EX、處理裝置U2後,捲繞於回收用捲筒之例。此處,說明元件製造系統1之處理對象的基板P。
基板P,係由例如樹脂薄膜、不鏽鋼等之金屬或合金構成之箔(foil)等。樹脂薄膜之材質,可使用包含例如聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、乙烯乙烯基共聚物樹脂、聚氯乙烯樹脂、纖維素樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂等材料中之一種或二種以上者。
基板P,以選擇例如熱膨脹係數顯著不大、可實質忽視在對基板P實施之各種處理中因受熱而產生之變形量者較佳。熱膨脹係數,可藉由例如將無機填充物混合於樹脂薄膜據以設定為較對應處理温度等之閾值小。無機填充物,可以是例如氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、氧化矽等。又,基板P可以是以浮製法等製造之厚度100μm程度之極薄玻璃之單層體、或於此極薄玻璃貼合上述樹脂薄膜、或箔等的積層體。
以此方式構成之基板P,被捲繞成捲筒狀而成為供應用捲筒,此供應用捲筒被裝著於元件製造系統1。裝有供應用捲筒之元件製造系統1,對從供應用捲筒往長條方向送出之基板P反覆實行用以製造元件之各種處理。因此,於處理後之基板P上,於長條方向以一定間隔連接之狀態形成有複數個電子元件(顯示面板、印刷基板等)用之圖案。也就是說,從供應用捲筒送出之基板P,為多面用之基板。此外,基板P亦可以是預先
藉由既定前處理,將其表面予以改質而活性化者、或於表面形成用以精密圖案化之微細間隔壁構造(以壓印(imprint)法形成之凹凸構造)者。
經處理後之基板P,被捲繞成捲筒狀作為回收用捲筒加以回收。回收用捲筒,被安裝於未圖示之切割裝置。裝有回收用捲筒之切割裝置,將處理後之基板P分割(切割)成各個元件,據以成為複數個元件。基板P之尺寸,例如,寬度方向(短邊之方向)之尺寸為10cm~2m程度、而長度方向(長條之方向)尺寸則為10m以上。當然,基板P之尺寸不限於上述尺寸
接著,參照圖1說明元件製造系統1。元件製造系統1具備處理裝置U1、曝光裝置EX、以及處理裝置U2。又,圖1,係X方向、Y方向及Z方向成正交之正交座標系。X方向,係於水平面內從處理裝置U1經曝光裝置EX朝向處理裝置U2之方向。Y方向,係於水平面內與X方向正交之方向,為基板P之寬度方向。Z方向,係X方向與Y方向正交之方向(鉛直方向),XY面,係與設置曝光裝置EX之製造線之設置面E平行。
處理裝置U1,係對於曝光裝置EX進行曝光處理之基板P進行前製程之處理(前處理)。處理裝置U1,將經前處理之基板P送向曝光裝置EX。此時,被送至曝光裝置EX之基板P,係其表面形成有感光性機能層(光感應層)之基板(感光基板)P。
此處,感光性機能層係作為溶液塗於基板P上,經乾燥而成為層(膜)。典型的感光性機能層,有光阻劑作為顯影處理後無需之材料,在受紫外線照射之部分之親撥液性經改質之感光性矽烷耦合劑(SAM)、或受紫外線照射之部分露出鍍敷還元基之感光性還元材等。作為感光性機能
層使用感光性矽烷耦合劑時,由於基板P上被紫外線曝光之圖案部分由撥液性改質為親液性,因此於成為親液性之部分上選擇性塗布導電性墨水(含有銀或銅等導電性奈米粒子之墨水),以形成圖案層。作為感光性機能層使用感光性還元材時,由於會在基板P上被紫外線曝光之圖案部分露出鍍敷還元基,因此,曝光後,立即將基板P浸漬於含鈀離子等之鍍敷液中一定時間,以形成(析出)鈀之圖案層。
曝光裝置EX,對從處理裝置U1供應之基板P描繪例如顯示器面板用之各種電路或各種配線等之圖案。詳情留待後敘,此曝光裝置EX,係將從複數個描繪單元UW1~UW5之各個投射向基板P之光束LB(以下,亦稱描繪光束LB。)之各個掃描於既定掃描方向所得之複數個描繪線LL1~LL5,於基板P曝光出既定圖案。
處理裝置U2承接於曝光裝置EX曝光處理後之基板P,對基板P進行後製程之處理(後處理)。處理裝置U2,在基板P之感光性機能層為光阻劑之情形時,進行在基板P之玻璃轉移温度以下之後烘烤處理、顯影處理、洗淨處理、乾燥處理等。又,在基板P之感光性機能層為感光性鍍敷還元材之情形時,處理裝置U2則進行無電電鍍處理、洗淨處理、乾燥處理等。此外,在基板P之感光性機能層為感光性矽烷耦合劑之情形時,處理裝置U2係進行對基板P上成為親液性之部分之液狀墨水之選擇性塗布處理、乾燥處理等。經由此種處理裝置U2,於基板P上形成元件之圖案層。
<曝光裝置(基板處理裝置)>
接著,參照圖1至圖10,說明曝光裝置EX。圖2係顯示圖1之曝光裝置主要部之配置的立體圖。圖3係顯示在基板上之對準顯微鏡與描繪線之
配置關係的圖。圖4係顯示圖1之曝光裝置之旋轉圓筒及描繪裝置(描繪單元)之構成的圖。圖5係顯示圖1之曝光裝置主要部之配置的俯視圖。圖6係顯示圖1之曝光裝置之分歧光學系之構成的立體圖。圖7係顯示圖1之曝光裝置之複數個描繪單元內之掃描器之配置關係的圖。圖8係說明用以消除因掃描器反射面之傾斜造成之描繪線偏移之光學構成的圖。圖9係顯示在基板上之對準顯微鏡與描繪線之編碼器讀頭之配置關係的立體圖。圖10係顯示圖1之曝光裝置之旋轉圓筒表面構造之一例的立體圖。
如圖1所示,曝光裝置EX,係不使用光罩之曝光裝置、所謂的無光罩方式的描繪曝光裝置,於本實施形態,係藉由將基板P一邊以一定速度連續往搬送方向(長條方向)搬送、一邊將描繪光束LB之點(spot)光於既定掃描方向(基板P之寬度方向)高速掃描,據以進行於基板P表面之描繪,於基板P上形成既定圖案之逐線(raster scan)方式的直接描繪曝光裝置。
如圖1所示,曝光裝置EX具備描繪裝置11、基板搬送機構12、對準顯微鏡AM1、AM2、以及控制部16。描繪裝置11具備複數個描繪單元UW1~UW5。描繪裝置11,在被作為基板搬送機構12一部分之圓筒狀旋轉圓筒DR之外周面上方緊貼支承之狀態下搬送之基板P之一部分,藉由複數個描繪單元UW1~UW5描繪既定圖案。基板搬送機構12,將從前製程之處理裝置U1搬送而來之基板P,以既定速度往後製程之處理裝置U2搬送。對準顯微鏡AM1、AM2,為進行待描繪於基板P上之圖案與基板P之相對的位置對準,檢測預先形成在基板P之對準標記等。包含電腦、微電腦、CPU、FPGA等之控制部16,控制曝光裝置EX之各部,使各部實施
處理。控制部16可以是控制元件製造系統1之上位控制裝置之一部分或全部。又,控制部16受上位控制裝置控制。上位控制裝置,可以是例如管理生產線之主電腦等之其他裝置。
又,如圖2所示,曝光裝置EX具備支承描繪裝置11及基板搬送機構12之至少一部(旋轉圓筒DR等)之裝置框架13,於該裝置框架13安裝有檢測旋轉圓筒DR之旋轉角度位置及旋轉速度、旋轉軸方向之變位等的旋轉光束點光SP位置檢測機構(圖4及圖9所示之編碼器讀頭等)、與圖1(或圖3、圖9)所示之對準顯微鏡AM1、AM2等。再者,於曝光裝置EX內,如圖4、圖5所示的設有射出作為描繪光束LB之紫外雷射光(脈衝光)的光源裝置CNT。此曝光裝置EX,將從光源裝置CNT射出之描繪光束LB,以大致均等光量(照度)分配至構成描繪裝置11之複數個描繪單元UW1~UW5之各個。
如圖1所示,曝光裝置EX係收納在調溫室EVC內。調溫室EVC,透過被動或主動的防振單元SU1、SU2設置在製造工場之設置面(地面)E。防振單元SU1、SU2設在設置面E上,用以降低來自設置面E之振動。調溫室EVC,藉由將內部保持於既定温度,據以抑制在內部搬送之基板P因温度造成之形狀變化。
曝光裝置EX之基板搬送機構12,從基板P之搬送方向上游側起依序具有邊緣位置控制器EPC、驅動滾輪DR4、張力調整滾輪RT1、旋轉圓筒(圓筒圓筒)DR、張力調整滾輪RT2、驅動滾輪DR6、及驅動滾輪DR7。
邊緣位置控制器EPC係調整從處理裝置U1搬送之基板P於
寬度方向(Y方向)之位置。邊緣位置控制器EPC,以從處理裝置U1送來之基板P之寬度方向端部(邊緣)位置,能相對目標位置在±十數μm~數十μm程度之範圍內,而使基板P於寬度方向微動,修正基板P於寬度方向之位置。
夾持方式之驅動滾輪DR4,一邊夾持從邊緣位置控制器EPC搬送而來之基板P之正反兩面一邊旋轉,將基板P送向搬送方向之下游側,以將基板P往旋轉圓筒DR搬送。旋轉圓筒DR,一邊使基板P上之圖案待曝光之部分緊貼於從延伸於Y方向之旋轉中心線(旋轉軸)AX2具一定半徑之圓筒狀外周面以加以支承、一邊繞旋轉中心線AX2旋轉,據以將基板P往長條方向搬送。
為使此種旋轉圓筒DR繞旋轉中心線AX2旋轉,於旋轉圓筒DR之兩側設有與旋轉中心線AX2同軸之軸(shaft)部Sf2,軸部Sf2,如圖2所示,透過軸承被軸支於裝置框架13。於此軸部Sf2,賦予來自未圖示之驅動源(馬達及減速齒輪機構等)之旋轉力矩。又,將包含旋轉中心線AX2與YZ面平行之面,設為中心面p3。
2組張力調整滾輪RT1、RT2,對被捲繞支承於旋轉圓筒DR之基板P賦予既定張力。2組夾持式驅動滾輪DR6、DR7於基板P之搬送方向相隔既定間隔配置,對曝光後之基板P賦予既定之鬆弛DL。藉由驅動滾輪DR6夾持搬送之基板P之上游側旋轉、驅動滾輪DR7夾持搬送之基板P之下游側旋轉,據以將基板P搬送向處理裝置U2。此時,基板P由於被賦予有鬆弛DL,因能吸收較驅動滾輪DR6在搬送方向下游側產生之基板P之搬送速度之變動,隔絕因搬送速度之變動對基板P造成之曝光處理之影
響。
從而,基板搬送機構12,能對從處理裝置U1搬送而來之基板P,藉由邊緣位置控制器EPC調整於寬度方向之位置。基板搬送機構12,將寬度方向之位置經調整之基板P,藉由驅動滾輪DR4搬送至張力調整滾輪RT1,將通過張力調整滾輪RT1之基板P搬送至旋轉圓筒DR。基板搬送機構12,藉由使旋轉圓筒DR旋轉,據以將被支承於旋轉圓筒DR之基板P搬送向張力調整滾輪RT2。基板搬送機構12,將搬送至張力調整滾輪RT2之基板P搬送至驅動滾輪DR6,將搬送至驅動滾輪DR6之基板P搬送至驅動滾輪DR7。接著,基板搬送機構12藉由驅動滾輪DR6及驅動滾輪DR7,一邊對基板P賦予鬆弛DL、一邊將基板P搬送向處理裝置U2。
再次參照圖2,說明曝光裝置EX之裝置框架13。圖2中,X方向、Y方向及Z方向為一正交之正交座標系,係與圖1相同之正交座標系。
如圖2所示,裝置框架13,從Z方向之下方側依序具有本體框架21、支承機構三點座22、第1光學平台23、移動機構24、以及第2光學平台25。本體框架21係透過防振單元SU1、SU2設置在設置面E上之部分。本體框架21,將旋轉圓筒DR及張力調整滾輪RT1(未圖示)、RT2軸支(支承)成可旋轉。第1光學平台23,設在旋轉圓筒DR之鉛直方向上方側,透過三點座22設置於本體框架21。三點座22,將第1光學平台23以3個支承點加以支承,於各支承點之Z方向位置(高度位置)可調整。因此,三點座22可將第1光學平台23之平台面相對水平面之傾斜調整為既定傾斜。又,於裝置框架13之組裝時,本體框架21與三點座22之間,可
在XY面內,於X方向及Y方向進行位置調整。另一方面,於裝置框架13之組裝後,本體框架21與三點座22之間則成為在XY面內被固定之狀態(剛性狀態)。
第2光學平台25設在第1光學平台23之鉛直方向上方側,透過移動機構24設置於第1光學平台23。第2光學平台25,其平台面與第1光學平台23之平台面平行。於第2光學平台25,設有描繪裝置11之複數個描繪單元UW1~UW5。移動機構24,可在將第1光學平台23及第2光學平台25各個之平台面保持成平行之狀態下,以延伸於鉛直方向之既定旋轉軸I為中心,相對第1光學平台23使第2光學平台25精密的微幅旋轉。其旋轉範圍,例如係相對基準位置在±數百毫弧度程度,能以1~數毫弧度之分解能力進行角度設定之構造。又,移動機構24,亦具備可在將第1光學平台23及第2光學平台25各個之平台面保持於平行之狀態下,相對第1光學平台23使第2光學平台25於X方向及Y方向之至少一方精密的微幅移動的機構,可使旋轉軸I從基準位置往X方向或Y方向以μm級之分解能力微幅變位。此旋轉軸I,於基準位置,係於中心面p3內延伸於鉛直方向且通過捲繞在旋轉圓筒DR之基板P表面(順著圓周面彎曲之描繪面)內之既定點(基板P之寬度方向中點)(參照圖3)。藉由此種移動機構24,相對第1光學平台23使第2光學平台25旋轉或移動,即能一體的調整複數個描繪單元UW1~UW5相對旋轉圓筒DR、或被捲繞於旋轉圓筒DR之基板P之位置。
接著,參照圖5說明光源裝置CNT。光源裝置CNT設置在裝置框架13之本體框架21上。光源裝置CNT射出投射於基板P之作為描
繪光束LB之雷射光。光源裝置CNT,具有射出適於基板P上之感光性機能層之曝光之既定波長帶域、光活性作用強之紫外帶之光的光源。作為光源,可利用例如連續振盪、或以數KHz~數百MHz程度脈衝振盪出YAG之第三高次諧波雷射光(波長355nm)的雷射光源。
光源裝置CNT具備雷射光產生部CU1及波長轉換部CU2。雷射光產生部CU1具備雷射光源OSC、以及光纖增幅器FB1、FB2。雷射光產生部CU1射出基本波雷射光Ls。光纖增幅器FB1、FB2將基本波雷射光Ls以光纖加以増幅。雷射光產生部CU1使増幅之基本波雷射光Lr射入波長轉換部CU2。於波長轉換部CU2設有波長轉換光學元件、分光鏡及偏光分束器、稜鏡等,藉由此等光(波長)選擇零件之使用取出第三高次諧波雷射波長355nm之雷射光(描繪光束LB)。此時,使發出種光之雷射光源OSC與系統時脈等同步進行脈衝點燈,光源裝置CNT即作為數KHz~數百MHz程度之脈衝光發出波長355nm之描繪光束LB。又,使用此種光纖增幅器之情形時,依據雷射光源OSC之脈衝驅動之態樣,可將最終輸出之雷射光(Lr及LB)之1脈衝發光時間控制成微微秒級。
又,作為光源,亦可利用例如具有紫外帶之輝線(g線、h線、i線等)之水銀燈等之燈光源、於波長450nm以下之紫外帶具有振盪峰值之雷射二極體、發光二極體(LED)等之固體光源、或發出遠紫外光(DUV光)之KrF準分子雷射光(波長248nm)、ArF準分子雷射光(波長193nm)、XeCl準分子雷射(波長308nm)等之氣體雷射光源。
此處,從光源裝置CNT射出之描繪光束LB,如後述般,透過各描繪單元UW1~UW5內所設之偏光分束器PBS投射於基板P。一般而
言,偏光分束器PBS會反射為S偏光之直線偏光的光束,而使為P偏光之直線偏光的光束穿透。因此,於光源裝置CNT,以射入偏光分束器PBS之描繪光束LB為射出直線偏光(S偏光)之光束的雷射光較佳。此外,由於雷射光之能量密度高,因此能適當的確保投射於基板P之光束之照度。
其次,針對曝光裝置EX之描繪裝置11,亦參照圖3加以說明。描繪裝置11係使用複數個描繪單元UW1~UW5之所謂的多光束型描繪裝置11。此描繪裝置11,將從光源裝置CNT射出之描繪光束LB分歧為複數條,並將分歧之複數個描繪光束LB沿著如圖3之基板P上之複數條(第1實施形態中例如為5條)描繪線LL1~LL5分別聚光為微小之點光(數μm徑)加以掃描。描繪裝置11,將以複數個描繪線LL1~LL5之各個在基板P上描繪之圖案彼此於基板P之寬度方向加以接合。首先,參照圖3,說明以描繪裝置11掃描複數個描繪光束LB據以在基板P上形成之複數條描繪線LL1~LL5(點光之掃描軌跡)。
如圖3所示,複數條描繪線LL1~LL5,夾著中心面p3於旋轉圓筒DR之周方向配置成2行。於旋轉方向上游側之基板P上,與Y軸平行的配置奇數號之第1描繪線LL1、第3描繪線LL3及第5描繪線LL5於旋轉方向下游側之基板P上,與Y軸平行的配置偶數號之第2描繪線LL2及第4描繪線LL4。
各描繪線LL1~LL5於基板P之寬度方向(Y方向)、也就是說沿旋轉圓筒DR之旋轉中心線AX2大致平行形成,較基板P於寬度方向之長度短。嚴謹來說,各描繪線LL1~LL5,為在藉由基板搬送機構12以基準速度搬送基板P時,以複數條描繪線LL1~LL5所得之圖案之接合誤
差為最小,可相對旋轉圓筒DR之旋轉中心線AX2延伸之方向(軸方向或寬度方向)傾斜既定角度分。
奇數號之第1描繪線LL1、第3描繪線LL3及第5描繪線LL5,於旋轉圓筒DR之中心線AX2方向相距既定間隔配置。又,偶數號之第2描繪線LL2及第4描繪線LL4,於旋轉圓筒DR之中心線AX2方向相距既定間隔配置。,此時,第2描繪線LL2係於中心線AX2方向配置在第1描繪線LL1與第3描繪線LL3之間。同樣的,第3描繪線LL3係於中心線AX2方向配置在第2描繪線LL2與第4描繪線LL4之間。第4描繪線LL4於中心線AX2方向配置在第3描繪線LL3與第5描繪線LL5之間。此外,第1~第5描繪線LL1~LL5係配置成涵蓋描繪於基板P上之曝光區域A7之寬度方向(軸方向)全寬。
沿著奇數號之第1描繪線LL1、第3描繪線LL3及第5描繪線LL5掃描之描繪光束LB之點光之掃描方向,為一維方向、相同方向。又,沿偶數號之第2描繪線LL2及第4描繪線LL4掃描之描繪光束LB之點光之掃描方向,為一維方向、相同方向。,此時,沿奇數號描繪線LL1、LL3、LL5掃描之描繪光束LB之點光之掃描方向(+Y方向)與沿偶數號描繪線LL2、LL4掃描之描繪光束LB之點光之掃描方向(-Y方向),如圖3中之箭頭所示,為相反方向。此係因使描繪單元UW1~UW5之各個為相同構成,在使奇數號描繪單元與偶數號描繪單元於XY面內旋轉180°對向配置、且使設於各描繪單元UW1~UW5之作為光束掃描器之旋轉多邊形鏡(polygon mirror)旋轉於同一方向之故。因此,從基板P之搬送方向來看,奇數號描繪線LL3、LL5之描繪開始位置與偶數號描繪線LL2、LL4之描繪開始位置,
係於Y方向以點光之徑尺寸以下之誤差相鄰接(或一致),同樣的,奇數號描繪線LL1、LL3之描繪結束位置與偶數號描繪線LL2、LL4之描繪結束位置,係於Y方向以點光之徑尺寸以下之誤差相鄰接(或一致)。
如以上之說明,奇數號描繪線LL1、LL3、LL5之各個係在基板P上與旋轉圓筒DR之旋轉中心線AX2大致平行之方式,於基板P之寬度方向配置成一行。而偶數號描繪線LL2、LL4之各個係在基板P上與旋轉圓筒DR之旋轉中心線AX2大致平行之方式,於基板P之寬度方向配置成一行。
其次,參照圖4至圖7說明描繪裝置11。描繪裝置11,具有上述複數個描繪單元UW1~UW5、將來自光源裝置CNT之描繪光束LB分歧後導向描繪單元UW1~UW5之分歧光學系SL、以及用以進行校準之校準檢測系31。
分歧光學系SL將從光源裝置CNT射出之描繪光束LB分歧為複數條,並將分歧之複數條描繪光束LB分別導向複數個描繪單元UW1~UW5。分歧光學系SL,具有將從光源裝置CNT射出之描繪光束LB分歧為2條之第1光學系41、以第1光學系41分歧之一描繪光束LB射入之第2光學系42、及以第1光學系41分歧之另一描繪光束LB射入之第3光學系43。又,於分歧光學系SL之第1光學系41中設有在與描繪光束LB之進行軸正交之面內使描繪光束LB2維橫移之光束位移機構44,於分歧光學系SL之第3光學系43中設有使描繪光束LB2維橫移之光束位移機構45。分歧光學系SL,其光源裝置CNT側之一部分設置於本體框架21,另一方面,描繪單元UW1~UW5側之另一部分則設置於第2光學平台25。
第1光學系41,具有1/2波長板51、偏光鏡(偏光分束器)52、散光器(beam diffuser)53、第1反射鏡54、第1中繼透鏡55、第2中繼透鏡56、光束位移機構44、第2反射鏡57、第3反射鏡58、第4反射鏡59、以及第1分束器60。又,從圖4、圖5中不易理解各構件之配置關係,因此,亦參照圖6之立體圖加以說明。
如圖6所示,從光源裝置CNT往+X方向射出之描繪光束LB射入1/2波長板51。1/2波長板51在描繪光束LB之入射面內可旋轉。射入1/2波長板51之描繪光束LB,其偏光方向為對應1/2波長板51之旋轉位置(角度)的既定偏光方向。通過1/2波長板51之描繪光束LB射入偏光鏡52。偏光鏡52使描繪光束LB中所含之既定偏光方向之光成分穿透,另一方面則將之外之偏光方向之光成分反射向+Y方向。因此,以偏光鏡52反射之描繪光束LB之強度,可藉由1/2波長板51及偏光鏡52之協力動作,視1/2波長板51之旋轉位置加以調整。
穿透過偏光鏡52之描繪光束LB之一部分(不要的光成分)照射於散光器(捕光)53。散光器53吸收射入之描繪光束LB之部分光成分,以抑制該光成分漏至外部。進一步的,亦用在進行描繪光束LB通過之各種光學系之調整作業時,由於雷射功率在最大狀態下功率過強而有危險,為使散光器53能吸收描繪光束LB之較多光成分,而改變1/2波長板51之旋轉位置(角度),以使朝向描繪單元UW1~UW5之描繪光束LB之功率大幅衰減。
被偏光鏡52反射向+Y方向之描繪光束LB,因第1反射鏡54而反射向+X方向,透過第1中繼透鏡55及第2中繼透鏡56射入光束
位移機構44,到達第2反射鏡57。
第1中繼透鏡55使來自光源裝置CNT之描繪光束LB(大致平行之光束)收斂形成光束腰,第2中繼透鏡56使收斂後發散之描繪光束LB再次成為平行光束。
光束位移機構44,如圖6所示,包含沿描繪光束LB之行進方向(+X方向)配置之2片平行平面板(石英),該平行平面板之一設置成能繞與Y軸平行之軸傾斜,另一平行平面板則設置成稜繞與Z軸平行之軸傾斜。依據各平行平面板之傾斜角度,描繪光束LB於ZY面內橫移而從光束位移機構44射出。
之後,描繪光束LB被第2反射鏡57反射向-Y方向,到達第3反射鏡58,再被第3反射鏡58反射向-Z方向而到達第4反射鏡59。藉由第4反射鏡59,描繪光束LB被反射向+Y方向而射入第1分束器60。第1分束器60將描繪光束LB之部分光量成分反射向-X方向以導向第2光學系42,並將描繪光束LB之其餘光量成分導向第3光學系43。本實施形態中,被導向第2光學系42之描繪光束LB在之後被分配於3個描繪單元UW1、UW3、UW5,被導向第3光學系43之描繪光束LB在之後被分配於2個描繪單元UW2、UW4。因此,第1分束器60在光分割面之反射率與穿透率之比以3:2(反射率60%、穿透率40%)較佳,但不一定非如此不可,亦可以是1:1。
此處,第3反射鏡58與第4反射鏡59係在移動機構24之旋轉軸I上相距既定間隔設置。亦即,於第3反射鏡58反射而朝向第4反射鏡59之描繪光束LB(平行光束)之中心線,係設定成與旋轉軸I一致(成
同軸)。
又,包含第3反射鏡58至光源裝置CNT為止之構成(在圖4之Z方向上方側,以二點鍊線圍繞之部分)係設於本體框架21側,另一方面,包含第4反射鏡59至複數個描繪單元UW1~UW5之構成(在圖4之Z方向下方側,以二點鍊線圍繞之部分)係設於第2光學平台25側。由於第3反射鏡58與第4反射鏡59係設置成即使以移動機構24使第1光學平台23與第2光學平台25相對旋轉,描繪光束LB亦會與旋轉軸I同軸通過,因此從第4反射鏡59至第1分束器60之描繪光束LB之光路不會變更。從而,即使以移動機構24使第2光學平台25相對第1光學平台23旋轉,亦能將從設置在本體框架21側之光源裝置CNT射出之描繪光束LB,適當、安定的引導向設在第2光學平台25側之複數個描繪單元UW1~UW5。
第2光學系42,將於第1光學系41之第1分束器60分歧之一方之描繪光束LB,分歧導向後述之奇數號描繪單元UW1、UW3、UW5。第2光學系42,具有第5反射鏡61、第2分束器62、第3分束器63、以及第6反射鏡64。
於第1光學系41之第1分束器60被反射向-X方向之描繪光束LB,被第5反射鏡61往-Y方向反射後,射入第2分束器62。射入第2分束器62之描繪光束LB,其一部分被反射向-Z方向,導向奇數號之1個描繪單元UW5(參照圖5)。穿透過第2分束器62之描繪光束LB射入第3分束器63。射入第3分束器63之描繪光束LB,其一部分被反射向-Z方向,導向奇數號之1個描繪單元UW3(參照圖5)。而穿透過第3分束器63之描繪光束LB之一部分被第6反射鏡64反射向-Z方向,導向奇數號
之1個描繪單元UW1(參照圖5)。又,於第2光學系42,照射於奇數號描繪單元UW1、UW3、UW5之描繪光束LB,相對-Z方向略微傾斜。
又,為有效利用描繪光束LB之功率,使第2分束器62之反射率與穿透率之比接近1:2、第3分束器63之反射率與穿透率之比接近1:1較佳。
另一方面,第3光學系43將於第1光學系41之第1分束器60分歧之另一方之描繪光束LB,分歧導向後述之偶數號描繪單元UW2、UW4。第3光學系43,具有第7反射鏡71、光束位移機構45、第8反射鏡72、第4分束器73、以及第9反射鏡74。
於第1光學系41之第1分束器60往+Y方向穿透之描繪光束LB,被第7反射鏡71反射向+X方向,穿透光束位移機構45後射入第8反射鏡72。光束位移機構45,係以和光束位移機構44同樣之可傾斜的2片平行平面板(石英)構成,使朝向第8反射鏡72往+X方向前進之描繪光束LB於ZY面內橫移。
被第8反射鏡72反射向-Y方向之描繪光束LB,射入第4分束器73。照射於第4分束器73之描繪光束LB,其一部分被反射向-Z方向,導向偶數號之1個描繪單元UW4(參照圖5)。穿透過第4分束器73之描繪光束LB,被第9反射鏡74反射向-Z方向,導向偶數號之1個描繪單元UW2。又,於第3光學系43,照射於偶數號描繪單元UW2、UW4之描繪光束LB,亦係相對-Z方向略微傾斜。
如以上所述,於分歧光學系SL,朝向複數個描繪單元UW1~UW5,將來自光源裝置CNT之描繪光束LB分歧為複數條。此時,第1
分束器60、第2分束器62、第3分束器63及第4分束器73,其反射率(穿透率)係視描繪光束LB之分歧數調整為適當的反射率,以使照射於複數個描繪單元UW1~UW5之描繪光束LB之光束強度為相同強度。
光束位移機構44配置在第2中繼透鏡56與第2反射鏡57之間。光束位移機構44可將在基板P上形成之描繪線LL1~LL5之所有位置,在基板P之描繪面內以μm級進行微調。
又,光束位移機構45,可將基板P上形成之描繪線LL1~LL5中、偶數號之第2描繪線LL2及第4描繪線LL4於基板P之描繪面內以μm級進行微調。
進一步參照圖4、圖5及圖7,說明複數個描繪單元UW1~UW5。如圖4(及圖1)所示,複數個描繪單元UW1~UW5係夾著中心面p3於旋轉圓筒DR之周方向配置成2行。複數個描繪單元UW1~UW5,於夾著中心面p3配置第1、第3、第5描繪線LL1、LL3、LL5之側(圖5之-X方向側),配置第1描繪單元UW1、第3描繪單元UW3及第5描繪單元UW5。第1描繪單元UW1、第3描繪單元UW3及第5描繪單元UW5,於Y方向相距既定間隔配置。又,複數個描繪單元UW1~UW5,於夾著中心面p3配置第2、第4描繪線LL2、LL4之側(圖5之+X方向側),配置第2描繪單元UW2及第4描繪單元UW4。第2描繪單元UW2及第4描繪單元UW4,於Y方向相距既定間隔配置。此時,如之前之圖2、或圖5所示,第2描繪單元UW2,於Y方向係配置在第1描繪單元UW1與第3描繪單元UW3之間。同樣的,第3描繪單元UW3,於Y方向係配置在第2描繪單元UW2與第4描繪單元UW4之間。第4描繪單元UW4,於Y方向
配置在第3描繪單元UW3與第5描繪單元UW5之間。又,如圖4所示,第1描繪單元UW1、第3描繪單元UW3及第5描繪單元UW5與第2描繪單元UW2及第4描繪單元UW4,從Y方向看,係以中心面p3為中心對稱配置。
其次,參照圖4說明各描繪單元UW1~UW5內之光學系之構成。又,由於各描繪單元UW1~UW5為相同構成,因此以第1描繪單元UW1(以下,僅稱描繪單元UW1)為例加以說明。
圖4所示之描繪單元UW1,為沿描繪線LL1(第1描繪線LL1)掃描描繪光束LB之點光,具備光偏向器81、偏光分束器PBS、1/4波長板82、掃描器83、彎折鏡84、f-θ透鏡系85、以及包含柱面透鏡86之Y倍率修正用光學構件(透鏡群)86B。又,與偏向分束器PBS相鄰設有校準檢測系31。
光偏向器81係使用例如聲光調變器(AOM:AcoustIic Optic Modulator)。AOM係藉由是否在內部以超音波(高頻訊號)生成繞射光柵,據以在使入射之描繪光束之1次繞射光產生於既定繞射角方向之ON狀態、與不產生一次繞射光之OFF狀態進行切換的光切換元件。
圖1所示之控制部16,藉由進行光偏向器81之ON/OFF切換,據以高速進行描繪光束LB對基板P之投射/非投射的切換。具體而言,以分歧光學系SL分配之描繪光束LB之1個透過中繼透鏡91相對-Z方向略微傾斜的照射於光偏向器81。當將光偏向器81切換為OFF時,描繪光束LB即以傾斜狀態直進,而被設在通過光偏向器81之後之遮光板92遮光。另一方面,當將光偏向器81切換為ON時,描繪光束LB(1次繞射光)
即往-Z方向偏向,通過光偏向器81而照射於設在光偏向器81之Z方向上的偏光分束器PBS。因此,當將光偏向器81切換為ON時,描繪光束LB之點光即投射於基板P,當將光偏向器81切換為OFF時,描繪光束LB之點光不會投射於基板P。
又,由於AOM係配置在藉由中繼透鏡91收斂之描繪光束LB之光腰的位置,因此從光偏向器81射出之描繪光束LB(1次繞射光)會發散。,為此,於光偏向器81之後設有使發散之描繪光束LB變回平行光束的中繼透鏡93。
偏光分束器PBS反射從光偏向器81透過中繼透鏡93照射之描繪光束LB。從偏光分束器PBS射出之描繪光束LB依1/4波長板82、掃描器83(旋轉多面鏡)、彎折鏡84、f-θ透鏡系85、Y倍率修正用光學構件86B及柱面透鏡86之順序前進,於基板P上聚光成掃描點光。
另一方面,偏光分束器PBS與設在偏光分束器PBS與掃描器83之間之1/4波長板82協力動作,投射在基板P或其下之旋轉圓筒DR外周面之描繪光束LB之反射光,依Y倍率修正用光學構件86B、柱面透鏡86、f-θ透鏡系85、彎折鏡84、掃描器83之順序反向前進,因此可使該反射光穿透。也就是說,從光偏向器81照射於偏光分束器PBS之描繪光束LB係S偏光之直線偏光的雷射光,被偏光分束器PBS反射。又,被偏光分束器PBS反射之描繪光束LB,通過1/4波長板82、掃描器83、彎折鏡84、f-θ透鏡系85、Y倍率修正用光學構件86B、柱面透鏡86照射於基板P,聚光於基板P上之描繪光束LB之點光成為圓偏光。來自基板P(或旋轉圓筒DR外周面)之反射光,藉反向前進於描繪光束LB之送光路,並再次通
過1/4波長板82,而成為P偏光之直線偏光的雷射光。因此,從基板P(或旋轉圓筒DR)到達偏光分束器PBS之反射光穿透偏光分束器PBS,透過中繼透鏡94照射於校準檢測系31之光電感測器31Cs。
如前所述,偏光向分束器PBS係配置在包含掃描器83之掃描光學系與校準檢測系31之間的光分割器。由於校準檢測系31共用多數將描繪光束LB送往基板P之送光光學系的一部分,因此係一簡易且精巧的光學系。
如圖4及圖7所示,掃描器83具有反射鏡96、旋轉多面鏡(旋轉多面鏡)97、與原點檢測器98。通過1/4波長板82之描繪光束LB(平行光束),透過柱面透鏡95被反射鏡96在XY面內反射,照射於旋轉多面鏡97。旋轉多面鏡97包含延伸於Z方向之旋轉軸97a、與形成在旋轉軸97a周圍之複數個反射面97b而構成。旋轉多面鏡97,藉由以旋轉軸97a為中心往既定旋轉方向旋轉,據以使照射於反射面97b之描繪光束LB(經光偏向器81強度調變之光束)之反射角在XY面內連續變化,據此,反射之描繪光束LB即因彎折鏡84、f-θ透鏡系85、第2柱面透鏡86(及Y倍率修正用光學構件86B)而聚光成點光,沿基板P上之描繪線LL1(同樣的,沿LL2~LL5)掃描。原點檢測器98係檢測沿基板P之描繪線LL1(同樣的,沿LL2~LL5)掃描之描繪光束LB之原點。原點檢測器98,夾著於各反射面97b反射之描繪光束LB,配置在反射鏡96之相反側。
圖7中,為簡化說明,原點檢測器98雖僅圖示光電檢測器,但實際上,設有朝向描繪光束LB投射之旋轉多面鏡97之反射面97b投射檢測用光束之LED及半導體雷射等的檢測用光源,原點檢測器98對該檢測
用光束於反射面97b之反射光透過細狹縫進行光電檢測。
據此,原點檢測器98被設定為相對點光照射於基板P上之描繪線LL1(LL2~LL5)之描繪開始位置的時間點,恆早一定時間,輸出表示原點之脈衝訊號。
從掃描器83照射於彎折鏡84之描繪光束LB被彎折鏡84反射向-Z方向,射入f-θ透鏡系85、柱面透鏡86(及Y倍率修正用光學構件86B)。
當旋轉多面鏡97之各反射面97b相對旋轉軸97a之中心線非嚴謹的平行、而是略微傾斜(面傾斜)時,投射在基板P上之點光形成之描繪線(LL1~LL5),會就每一反射面97b在基板P上於X方向偏移。因此,使用圖8,說明藉由2個柱面透鏡95、86之設置,針對旋轉多面鏡97之各反射面97b之面傾斜,降低或消除描繪線LL1~LL5往X方向之偏移情形。
圖8之左側顯示將柱面透鏡95、掃描器83、f-θ透鏡系85、柱面透鏡86之光路展開於XY平面之狀態,圖8之右側則顯示將該光路於XZ平面內展開的狀態。作為基本的光學配置,旋轉多面鏡97之被描繪光束LB照射之反射面97b係配置成位於f-θ透鏡系85之入射光瞳位置(前側焦點位置)。據此,相對旋轉多面鏡97之旋轉角θ p/2,射入f-θ透鏡系85之描繪光束LB之入射角成為θ p,與該入射角θ p成正比決定投射於基板P(被照射面)上之點光之像高位置。又,藉由將反射面97b配置在f-θ透鏡系85之前側焦點位置,投射於基板P之描繪光束LB在描繪線上之任何位置下皆成為遠心狀態(為點光之描繪光束之主光線恆與f-θ透鏡
系85之光軸AXf成平行的狀態)。
如圖8所示,2個柱面透鏡95、86在與旋轉多面鏡97之旋轉軸97a垂直之面(XY面)內,皆做為折射力(power)為零之平行平板玻璃發揮其功能,於旋轉軸97a延伸之Z方向(XZ面內)則作為具有一定之正折射力的凸透鏡發揮其功能。射入第1柱面透鏡95之描繪光束LB(大致平行光束)之剖面形狀雖為數mm程度之圓形,但當將柱面透鏡95在XZ面內之焦點位置透過反射鏡96設定在旋轉多面鏡97之反射面97b上時,於XY面內即具有數mm之光束寬度,於Z方向則由收斂之狹縫狀點光在反射面97b上延伸於旋轉方向聚光。
於旋轉多面鏡97之反射面97b反射之描繪光束LB,在XY面內雖為平行光束,但在XZ面內(旋轉軸97a延伸之方向)則係成為發散光束射入f-θ透鏡系85。因此,從f-θ透鏡系85射出後之描繪光束LB,在XZ面內(旋轉軸97a延伸之方向)雖大致為平行光束,但因第2柱面透鏡86之作用,在XZ面內、亦即在基板P上在與描繪線LL1~LL5延伸之方向正交之基板P之搬送方向,亦係聚光為點光。其結果,於基板P上之各描繪線上,投射圓形之小點光。
藉由柱面透鏡86之設置,如圖8之右側所示,於XZ面內,可將旋轉多面鏡97之反射面97b與基板P(被照射面)設定成光學上像共軛關係。因此,即使旋轉多面鏡97之各反射面97b相對與描繪光束LB之掃描方向正交之非掃描方向(旋轉軸97a延伸之方向)具有傾斜誤差,基板P上之描繪線(LL1~LL5)之位置,亦不會偏移於點光之非掃描方向(基板P之搬送方向)。如上所述,藉由在旋轉多面鏡97之前與後設置柱面透
鏡95、86,即能構成對非掃描方向之多面反射面之面傾斜修正光學系。
次處,如圖7所示,複數個描繪單元UW1~UW5之各掃描器83係相對中心面p3成對稱構成。複數個掃描器83,其與描繪單元UW1、UW3、UW5對應之3個掃描器83係配置在旋轉圓筒DR之旋轉方向上游側(圖7之-X方向側),與描繪單元UW2、UW4對應之2個掃描器83則配置在旋轉圓筒DR之旋轉方向下游側(圖7之+X方向側)。而上游側之3個掃描器83與下游側之2個掃描器83係夾著中心面p3對向配置。如此,上游側之3個掃描器83與下游側之2個掃描器83係以旋轉軸I(Z軸)為中心旋轉180°之配置關係。因此,當上游側之3個旋轉多面鏡97例如一邊向左旋轉、一邊於旋轉多面鏡97照射描繪光束LB時,被旋轉多面鏡97反射之描繪光束LB,即從描繪開始位置朝向描繪結束位置往既定掃描方向(例如圖7之+Y方向)掃描。另一方面,當下游側之2個旋轉多面鏡97一邊往左旋轉、一邊於旋轉多面鏡97照射描繪光束LB時,被旋轉多面鏡97反射之描繪光束LB,即從描繪開始位置朝向描繪結束位置,往與上游側之3個旋轉多面鏡97’相反之掃描方向(例如圖7之-Y方向)掃描。
此處,於圖4之XZ面內觀察時,從奇數號描繪單元UW1、UW3、UW5到達基板P之描繪光束LB之軸線,係與設置方位線Le1一致之方向。也就是說,設置方位線Le1,於XZ面內,係連結奇數號描繪線LL1、LL3、LL5與旋轉中心線AX2之線。同樣的,於圖4之XZ面內觀察時,從偶數號描繪單元UW2、UW4到達基板P之描繪光束LB之軸線,係與設置方位線Le2一致之方向。也就是說,設置方位線Le2,於XZ面內,係連結偶數號描繪線LL2、LL4與旋轉中心線AX2之線。因此,於基板P成點光
投射之描繪光束LB之各行進方向(主光線),皆係設定成朝向旋轉圓筒DR之旋轉中心線AX2。
Y倍率修正用光學構件86B配置在f-θ透鏡系85與基板P之間。Y倍率修正用光學構件86B,可使以各描繪單元UW1~UW5形成之描繪線LL1~LL5,於Y方向,等方的微幅放大或縮小。
具體而言,可使用將涵蓋描繪線LL1~LL5之各個之一定厚度之穿透性平行平面板(石英)於描繪線延伸之方向機械性的加以彎曲(bending)以使描繪線之Y方向倍率(掃描長)可變的機構,或使凸透鏡、凹透鏡、凸透鏡之3群透鏡系之一部分於光軸方向移動以使描繪線之Y方向倍率(掃描長)可變的機構等。
以此方式構成之描繪裝置11,由控制部16控制各部於基板P上描繪既定圖案。也就是說,控制部16,在投射於基板P之描繪光束LB往掃描方向掃描之期間中,根據待描繪於基板P之圖案之CAD資訊,藉由對光偏向器81進行ON/OFF調變據以使描繪光束LB偏向,以於基板P之光感應層上描繪出圖案。又,控制部16使沿描繪線LL1掃描之描繪光束LB之掃描方向、與基板P藉由旋轉圓筒DR之旋轉往搬送方向之移動同步,據以在曝光區域A7中對應描繪線LL1之部分描繪既定圖案。
其次,一併參照圖3與圖9,說明對準顯微鏡AM1、AM2。對準顯微鏡AM1、AM2檢測預先形成在基板P上之對準標記、或形成在旋轉圓筒DR上之基準標記及基準圖案等。以下,將基板P之對準標記及旋轉圓筒DR之基準標記及基準圖案,僅簡稱為標記。對準顯微鏡AM1、AM2係用於進行基板P與描繪在基板P上之既定圖案之位置對準、或旋轉圓筒
DR與描繪裝置11之校準。
對準顯微鏡AM1、AM2,較以描繪裝置11形成之描繪線LL1~LL5,設置在旋轉圓筒DR之旋轉方向(基板P之搬送方向)上游側。又,對準顯微鏡AM1較對準顯微鏡AM2配置在旋轉圓筒DR之旋轉方向上游側。
對準顯微鏡AM1、AM2,係由將照明光投射於基板P或旋轉圓筒DR並射入於標記產生之光之作為檢測探針的對物透鏡系GA(圖9中僅代表性的顯示對準顯微鏡AM2之對物透鏡系GA4)、以及將透過對物透鏡系GA受光之標記之像(亮視野像、暗視野像、螢光像等)以2維CCD、CMOS等加以拍攝的攝影系GD(圖9中僅代表性的顯示對準顯微鏡AM2之拍攝GD4)等構。又,對準用之照明光係對基板P上之光感應層幾乎不具有感度之波長帶之光、例如波長500~800nm程度光。
對準顯微鏡AM1於Y方向(基板P之寬度方向)排成一行設有複數個(例如3個)。同樣的,對準顯微鏡AM2於Y方向(基板P之寬度方向)排成一行設有複數個(例如3個)。也就是說,對準顯微鏡AM1、AM2合計設有6個。
圖3中,為亦於理解,於6個對準顯微鏡AM1、AM2之各對物透鏡系GA中,顯示3個對準顯微鏡AM1之各對物透鏡系GA1~GA3之配置。3個對準顯微鏡AM1之各對物透鏡系GA1~GA3對基板P(或旋轉圓筒DR之外周面)上之觀察區域(檢測位置)Vw1~Vw3,如圖3所示,係在與旋轉中心線AX2平行之Y方向,以既定間隔配置。如圖9所示,通過各觀察區域Vw1~Vw3中心之各對物透鏡系GA1~GA3之光軸La1~
La3,皆與XZ面平行。同樣的,3個對準顯微鏡AM2之各對物透鏡系GA對基板P(或旋轉圓筒DR之外周面)上之觀察區域Vw4~Vw6,如圖3所示,在與旋轉中心線AX2平行之Y方向,以既定間隔配置。如圖9所示,通過各觀察區域Vw4~Vw6中心之各對物透鏡系GA之光軸La4~La6,亦皆與XZ面平行。而觀察區域Vw1~Vw3與觀察區域Vw4~Vw6,係於旋轉圓筒DR之旋轉方向以既定間隔配置。
此對準顯微鏡AM1、AM2對標記之觀察區域Vw1~Vw6,係於基板P及旋轉圓筒DR上,例如設定在500~200μm對角程度之範圍。此處,對準顯微鏡AM1之光軸La1~La3、亦即對物透鏡系GA之光軸La1~La3,係設定成與從旋轉中心線AX2延伸於旋轉圓筒DR之徑方向之設置方位線Le3相同方向。如此,設置方位線Le3,於圖9之XZ面內觀察時,係連結對準顯微鏡AM1之觀察區域Vw1~Vw3與旋轉中心線AX2之線。同樣的,對準顯微鏡AM2之光軸La4~La6、亦即對物透鏡系GA之光軸La4~La6,係設定成與從旋轉中心線AX2延伸於旋轉圓筒DR之徑方向之設置方位線Le4相同方向。如此,設置方位線Le4,於圖9之XZ面內觀察時,係連結對準顯微鏡AM2之觀察區域Vw4~Vw6與旋轉中心線AX2之線。此時,對準顯微鏡AM1由於與對準顯微鏡AM2相較係配置在旋轉圓筒DR之旋轉方向上游側,因此中心面p3與設置方位線Le3所成之角度,較中心面p3與設置方位線Le4所成之角度大。
於基板P上,如圖3所示,以5個描繪線LL1~LL5之各個描繪之曝光區域A7,於X方向相距既定間隔配置。於基板P上之曝光區域A7周圍,有用以進行位置對準之複數個對準標記Ks1~Ks3(以下,簡稱標
記),例如形成為十字狀。
圖3中,標記Ks1係在曝光區域A7之-Y側周邊區域於X方向以一定間隔設置,標記Ks3在曝光區域A7之+Y側周邊區域於X方向以一定間隔設置。進一步的,標記Ks2,在X方向相鄰之2個曝光區域A7間之空白區域中,設在Y方向之中央。
標記Ks1,係以在對準顯微鏡AM1之對物透鏡系GA1之觀察區域Vw1內、及對準顯微鏡AM2之對物透鏡系GA之觀察區域Vw4內,於基板P之搬送期間能被依序捕捉之方式形成。又,標記Ks3,係以在對準顯微鏡AM1之對物透鏡系GA3之觀察區域Vw3內、及對準顯微鏡AM2之對物透鏡系GA之觀察區域Vw6內,於基板P之搬送期間能被依序捕捉之方式形成。進一步的,標記Ks2,係以分別在對準顯微鏡AM1之對物透鏡系GA2之觀察區域Vw2內、及對準顯微鏡AM2之對物透鏡系GA之觀察區域Vw5內,於基板P之搬送期間被依序捕捉之方式形成。
因此,3個對準顯微鏡AM1、AM2中之旋轉圓筒DR之Y方向兩側之對準顯微鏡AM1、AM2,可隨時觀察或檢測形成在基板P之寬度方向兩側之標記Ks1、Ks3。此外,3個對準顯微鏡AM1、AM2中之旋轉圓筒DR之Y方向中央之對準顯微鏡AM1、AM2,可隨時觀察或檢測形成在形成在描繪於基板P上之曝光區域A7彼此間之空白部等之標記Ks2。
此處,曝光裝置EX係所謂的多光束型描繪裝置,因此為了將以複數個描繪單元UW1~UW5之各描繪線LL1~LL5於基板P上描繪之複數個圖案彼此於Y方向適當的加以接合,用以將複數個描繪單元UW1~UW5之接合精度抑制在容許範圍內之校準是必須的。此外,對準顯微鏡
AM1、AM2對複數個描繪單元UW1~UW5之各描繪線LL1~LL5之觀察區域Vw1~Vw6之相對位置關係,須以基準線管理加以精密的求出。為進行此基準線管理,亦須校準。
於用以確認複數個描繪單元UW1~UW5之接合精度的校準、用以進行對準顯微鏡AM1、AM2之基準線管理之校準中,須於支承基板P之旋轉圓筒DR外周面之至少一部設置基準標記或基準圖案。因此,如圖10所示,於曝光裝置EX,係使用在外周面設有基準標記或基準圖案之旋轉圓筒DR。
旋轉圓筒DR於其外周面之兩端側,如圖3、圖9所示同樣形成有構成後述旋轉位置檢測機構14之一部分之標尺部GPa、GPb。又,旋轉圓筒DR,於標尺部GPa、GPb之內側,於全周刻設有由凹狀槽、或凸狀邊緣構成之寬度窄的限制帶CLa、CLb。基板P之Y方向寬度被設定為校該2條限制帶CLa、CLb之Y方向間隔小,基板P係在旋轉圓筒DR之外周面中、緊貼以限制帶CLa、CLb所夾之內側區域而被支承。
旋轉圓筒DR,在以限制帶CLa、CLb所夾之外周面,設有將相對旋轉中心線AX2以+45度傾斜之複數個線圖案RL1(線圖案)、與相對旋轉中心線AX2以-45度傾斜之複數個線圖案RL2(線圖案)以一定間距(週期)Pf1、Pf2重複刻設之網格狀的基準圖案(亦可利用為基準標記)RMP。又,線圖案RL1及線圖案RL2之寬度為LW。
基準圖案RMP,為避免在基板P與旋轉圓筒DR外周面之接觸部分產生摩擦力或基板P之張力等之變化,係全面均一之斜圖案(斜格子狀圖案)。又,線圖案RL1、RL2並不一定必須是傾斜45度,亦可以是
將線圖案RL1作成與Y軸平行、線圖案RL2作成與X軸平行之縱橫的網格狀圖案。此外,不一定須使線圖案RL1、RL2以90度交叉,亦可使相鄰之2條線圖案RL1與相鄰之2條線圖案RL2所圍成之矩形區域,以成為正方形(或長方形)以外之菱形的角度使線圖案RL1、RL2交叉。
其次,參照圖3、圖4及圖9說明旋轉位置檢測機構14。如圖9所示,旋轉位置檢測機構14係以光學方式檢測旋轉圓筒DR之旋轉位置之物,可適用例如使用旋轉編碼器等之編碼器系統。旋轉位置檢測機構14係具有設在旋轉圓筒DR之兩端部之標尺部GPa、GPb、以及與標尺部GPa、GPb之各個對向之複數個編碼器讀頭EN1、EN2、EN3、EN4的移動測量裝置。圖4及圖9中,雖僅顯示與標尺部GPa對向之4個編碼器讀頭EN1、EN2、EN3、EN4,但在標尺部GPb亦同樣的有對向配置之編碼器讀頭EN1、EN2、EN3、EN4。旋轉位置檢測機構14,可檢測旋轉圓筒DR兩端部之偏移(於旋轉中心線AX2延伸之Y方向的微幅變位)的變位計YN1、YN2、YN3、YN4。
標尺部GPa、GPb之刻度,於旋轉圓筒DR之外周面周方向全體分別形成為環狀。標尺部GPa、GPb係於旋轉圓筒DR之外周面周方向以一定間距(例如20μm)刻設凹狀或凸狀之格子線的繞射光柵,構成為遞增(incremental)型標尺。因此,標尺部GPa、GPb繞著旋轉中心線AX2與旋轉圓筒DR一體旋轉。
基板P,係在避開旋轉圓筒DR兩端之標尺部GPa、GPb之內側、也就是說,捲繞在限制帶CLa、CLb之內側。若須有嚴格之配置關係時,係設定標尺部GPa、GPb之外周面、與捲繞在旋轉圓筒DR之基板P之
部分之外周面成同一面(距中心線AX2同一半徑)。為達成此,將標尺部GPa、GPb之外周面,相對旋轉圓筒DR之基板捲繞用外周面,作成於徑方向高基板P之厚度分即可。因此,可將形成於旋轉圓筒DR之標尺部GPa、GPb之外周面,設定為與基板P之外周面大致同一半徑。從而,編碼器讀頭EN1、EN2、EN3、EN4,可在與捲繞於旋轉圓筒DR之基板P上之描繪面相同徑方向位置檢測標尺部GPa、GPb,縮小測量位置與處理位置因旋轉系之徑方向相異而產生之阿貝誤差。
編碼器讀頭EN1、EN2、EN3、EN4,從旋轉中心線AX2觀察係分別配置在標尺部GPa、GPb之周圍,於旋轉圓筒DR之周方向之不同位置。此編碼器讀頭EN1、EN2、EN3、EN4連接於控制部16。編碼器讀頭EN1、EN2、EN3、EN4朝標尺部GPa、GPb投射測量用光束,對其反射光束(繞射光)進行光電檢測,據以將對應標尺部GPa、GPb之周方向位置變化之檢測訊號(例如,具有90度相位差之2相訊號)輸出至控制部16。控制部16,藉由對該檢測訊號以未圖示之計數回路加以內挿進行數位處理,即能以次微米之分解能力測量旋轉圓筒DR之角度變化、亦即,測量其外周面之周方向位置變化。控制部16,亦可從旋轉圓筒DR之角度變化測量基板P之搬送速度。
又,如圖4及圖9所示,編碼器讀頭EN1係配置在設置方位線Le1上。設置方位線Le1,係於XZ面內,連結編碼器讀頭EN1之測量用光束對標尺部GPa(GPb)上之投射區域(讀取位置)與旋轉中心線AX2的線。又,如上所述,設置方位線Le1,係於XZ面內,連結描繪線LL1、LL3、LL5與旋轉中心線AX2之線。由以上可知,連結編碼器讀頭EN1之
讀取位置與旋轉中心線AX2之線、與連結描繪線LL1、LL3、LL5與旋轉中心線AX2之線係相同方位線。
同樣的,如圖4及圖9所示,編碼器讀頭EN2係配置在設置方位線Le2上。設置方位線Le2,係於XZ面內,連結編碼器讀頭EN2之測量用光束對標尺部GPa(GPb)上之投射區域(讀取位置)與旋轉中心線AX2之線。又,如上所述,設置方位線Le2,係於XZ面內,連結描繪線LL2、LL4與旋轉中心線AX2之線。由以上可知,連結編碼器讀頭EN2之讀取位置與旋轉中心線AX2之線、與連結描繪線LL2、LL4與旋轉中心線AX2之線係相同方位線。
又,如圖4及圖9所示,編碼器讀頭EN3係配置在設置方位線Le3上。設置方位線Le3,係於XZ面內,連結編碼器讀頭EN3之測量用光束對標尺部GPa(GPb)上之投射區域(讀取位置)與旋轉中心線AX2之線。又,如上所述,設置方位線Le3,係於XZ面內,連結對準顯微鏡AM1對基板P之觀察區域Vw1~Vw3與旋轉中心線AX2之線。由以上可知,連結編碼器讀頭EN3之讀取位置與旋轉中心線AX2之線、與連結對準顯微鏡AM1之觀察區域Vw1~Vw3與旋轉中心線AX2之線,在XZ面內觀察時係相同方位線。
同樣的,如圖4及圖9所示,編碼器讀頭EN4係配置在設置方位線Le4上。設置方位線Le4,係於XZ面內,連結編碼器讀頭EN4之測量用光束對標尺部GPa(GPb)上之投射區域(讀取位置)與旋轉中心線AX2之線。又,如上所述,設置方位線Le4,係於XZ面內,連結對準顯微鏡AM2對基板P之觀察區域Vw4~Vw6與旋轉中心線AX2之線。由以上
可知,連結編碼器讀頭EN4之讀取位置與旋轉中心線AX2之線、與連結對準顯微鏡AM2之觀察區域Vw4~Vw6與旋轉中心線AX2之線,於XZ面內觀察時係相同方位線。
將編碼器讀頭EN1、EN2、EN3、EN4之設置方位(以旋轉中心線AX2為之中心之在XZ面內的角度方向)以設置方位線Le1、Le2、Le3、Le4表示之情形時,如圖4所示,係將複數個描繪單元UW1~UW5及編碼器讀頭EN1、EN2配置成設置方位線Le1、Le2相對中心面p3成角度±θ°。設置方位線Le1與設置方位線Le2,係設置成編碼器讀頭EN1與編碼器讀頭EN2在標尺部GPa(GPb)之刻度周圍,空間上非干涉的狀態。
變位計YN1、YN2、YN3、YN4,從旋轉中心線AX2觀察時分別配置在標尺部GPa或GPb之周圍,於旋轉圓筒DR周方向之不同位置。此變位計YN1、YN2、YN3、YN4連接於控制部16。
變位計YN1、YN2、YN3、YN4,可藉由在與捲繞在旋轉圓筒DR之基板P上之描繪面盡可能於徑方向接近之位置進行變位檢測,縮小阿貝誤差。變位計YN1、YN2、YN3、YN4,藉由朝旋轉圓筒DR兩端部之一方投射測量用光束,並對其反射光束(或繞射光)進行光電檢測,據以將對應旋轉圓筒DR兩端部之Y方向(基板P之寬度方向)之位置變化的檢測訊號輸出至控制部16。控制部16,藉由對該檢測訊號以未圖示之測量電路(計數電路或內挿電路等)進行數位處理,能以次微米之分解能力測量旋轉圓筒DR(及基板P)之Y方向之變位變化。控制部16,亦可從旋轉圓筒DR兩端部之一方之變化,測量旋轉圓筒DR之偏移旋轉。
變位計YN1、YN2、YN3、YN4,雖然4個中只要有1個即
夠,但為了測量旋轉圓筒DR之偏移旋轉等,只要4個中有3個以上的話,即能掌握旋轉圓筒DR兩端部之一方之面移動(動態傾斜變化等)。又,若可由控制部16以對準顯微鏡AM1、AM2固定的測量基板P上之標記或圖案(或旋轉圓筒DR上之標記等)的話,亦可省略變位計YN1、YN2、YN3、YN4。
此處,控制部16,係以編碼器讀頭EN1、EN2檢測標尺部(旋轉圓筒DR)GPa、GPb之旋轉角度位置,根據所檢測之旋轉角度位置,進行使用奇數號及偶數號描繪單元UW1~UW5之描繪。也就是說,控制部16,在投射於基板P之描繪光束LB往掃描方向掃描之期間中,根據待描繪於基板P之圖案之CAD資訊進行光偏向器81之ON/OFF調變,但亦可將使用光偏向器81之ON/OFF調變之時序,根據所檢測之旋轉角度位置來進行,即能於基板P之光感應層上以良好精度描繪圖案。
又,控制部16,可藉由儲存以對準顯微鏡AM1、AM2檢測基板P上之對準標記Ks1~Ks3時,以編碼器讀頭EN3、EN4檢測之標尺部GPa、GPb(旋轉圓筒DR)之旋轉角度位置,能求出基板P上之對準標記Ks1~Ks3之位置與旋轉圓筒DR之旋轉角度位置的對應關係。同樣的,控制部16,藉由儲存以對準顯微鏡AM1、AM2檢測旋轉圓筒DR上之基準圖案RMP時,以編碼器讀頭EN3、EN4檢測之標尺部GPa、GPb(旋轉圓筒DR)之旋轉角度位置,能求出旋轉圓筒DR上之基準圖案RMP之位置與旋轉圓筒DR之旋轉角度位置的對應關係。如以上所述,對準顯微鏡AM1、AM2,可精密的測量於觀察區域Vw1~Vw6內,對標記進行取樣(sampling)之瞬間之旋轉圓筒DR之旋轉角度位置(或周方向位置)。於曝光裝置EX,
即根據此測量結果,進行基板P與描繪於基板P上之既定圖案的對位(對準)、或旋轉圓筒DR與描繪裝置11之校準。
又,實際之取樣,係在以編碼器讀頭EN3、EN4測量之旋轉圓筒DR之旋轉角度位置,成為與預先大略獲知之基板P上之標記或旋轉圓筒DR上之基準圖案RMP之位置對應的角度位置時,即將從對準顯微鏡AM1、AM2之各攝影系GD輸出之影像資訊高速的寫入影像記憶體等據以進行。亦即,係以編碼器讀頭EN3、EN4測量之旋轉圓筒DR之旋轉角度位置為觸發(trigger),對從各攝影系GD輸出之影像資訊進行取樣。又,與此不同的,亦有回應一定頻率之時脈訊號之各脈衝,對以編碼器讀頭EN3、EN4測量之旋轉圓筒DR之旋轉角度位置(計數測量值)與從各攝影系GD輸出之影像資訊同時進行取樣的方法。
又,基板P上之標記及旋轉圓筒DR上之基準圖案RMP,由於係相對觀察區域Vw1~Vw6移動於一方向,於從各攝影系GD輸出之影像資訊之取樣時,作為CCD或CMOS之攝影元件以使用快門速度快者較佳。隨此,亦須提升照明觀察區域Vw1~Vw6之照明光之輝度,作為對準顯微鏡AM1、AM2之照明光源,亦可考慮使用閃光燈或高輝度LED等。
圖11係顯示在基板上之描繪線與描繪圖案之位置關係的說明圖。描繪單元UW1~UW5,藉由沿著描繪線LL1~LL5掃描描繪光束LB之點光,據以描繪圖案PT1~PT5。描繪線LL1~LL5之描繪開始位置OC1~OC5為圖案PT1~PT5之描繪始端PTa。描繪線LL1~LL5之描繪結束位置EC1~EC5為圖案PT1~PT5之描繪終端PTb。
圖案PT1之描繪始端PTa、描繪終端PTb中之描繪終端PTb
與圖案PT2之描繪終端PTb接合。同樣的,圖案PT2之描繪始端PTa與圖案PT3之描繪始端PTa接合、圖案PT3之描繪終端PTb與圖案PT4之描繪終端PTb接合、圖案PT4之描繪始端PTa與圖案PT5之描繪始端PTa接合。如此,描繪於基板P上之圖案PT1~PT5彼此即隨著基板P往長條方向之移動而於基板P之寬度方向接合,於大的曝光區域A7全體描繪出元件圖案。
圖12係顯示描繪光束之點光與描繪線之關係的說明圖。描繪單元UW1~UW5中,代表性的說明描繪單元UW1及UW2之描繪線LL1及LL2。由於描繪單元UW3~UW5之描繪線LL3~LL5亦相同,因此省略其說明。旋藉由轉多面鏡97之等速旋轉,描繪光束LB之光束點光SP即沿著基板P上之描繪線LL1及LL2,掃描從描繪開始位置OC1、OC2至描繪結束位置EC1、EC2之描繪線之長度LBL。
一般來說,於直接描曝光方式,即使是裝置在描繪可曝光之最小尺寸之圖案時,亦係以複數個點光SP之多重曝光(多重寫入)來實現高精度且安定之圖案描繪。如圖12所示,設於描繪線LL1及LL2上,點光SP之實效直徑為Xs時,由於描繪光束LB為脈衝光,因此以1個脈衝光(微微秒級之發光時間)生成之點光SP與下1個脈衝光生成之點光SP,係以直徑Xs之約1/2距離CXs於Y方向(主掃描方向)重疊之方式進行掃描。
又,與沿各描繪線LL1、LL2之點光SP之主掃描同時,基板P以一定速度被搬送向+X方向,因此各描繪線LL1、LL2於基板P上往X方向以一定間距移動(副掃描)。該間距,此處亦係設定為點光SP之直徑Xs之約1/2距離CXs,但不限於此。據此,於副掃描方向(X方向)亦係以直徑Xs之1/2(或除此以外之重疊距離亦可)距離CXs於X方向相
鄰之點光SP彼此重疊曝光。進一步的,以在描繪線LL1之描繪結束位置EC1撃發之光束點光SP與在描繪線LL2之描繪結束位置EC2撃發之光束點光SP,隨著基板P往長條方向之移動(即副掃描)於基板P之寬度方向(Y方向)以重疊距離CXs接合之方式,設定描繪線LL1之描繪開始位置OC1與描繪結束位置EC1、及描繪線LL2之描繪開始位置OC2與描繪結束位置EC2。
例如,當設光束點光SP之實效直徑Xs為4μm時,能良好的曝光出以點光SP之2列×2行(於主掃描與副掃描之兩方向重疊排排列之合計4個點光)占有之面積、或以3列×3行(於主掃描與副掃描之兩方向重疊排列之合計9個點光)占有之面積為最小尺寸的圖案,亦即最小尺寸為6μm~8μm程度之線寬度的圖案。又,當使旋轉多面鏡97之反射面97b為10面、繞旋轉軸97a之旋轉多面鏡97之旋轉速度為1萬rpm以上時,可使藉由旋轉多面鏡97在描繪線(LL1~LL5)上之點光SP(描繪光束LB)之掃描次數(設係掃描頻率Fms)為1666.66…Hz以上。此係代表可在基板P上於每1秒之搬送方向(X方向)描繪1666條以上之描繪線分之圖案。
又,藉由旋轉圓筒DR之旋轉驅動之基板P之搬送速度為5mm/s程度時,可將圖12所示之描繪線LL1(LL2~LL5亦相同)之X方向(基板P之搬送方向)之間距(距離CXs)作成約3μm程度。
本實施形態之場合,於主掃描方向(Y方向)之圖案描繪之分解能力R,係由點光SP之實效直徑Xs與掃描頻率Fms,與構成光偏向器81之聲光元件(AOM)之ON/OFF最小切換時間來決定。作為聲光元件(AOM),使用最高回應頻率Fss=50MHz者時,可使ON狀態與OFF狀態
之各時間為20nS程度。再者,由於藉由旋轉多面鏡97之1個反射面97b之描繪光束LB之實效掃描期間(描繪線之長度LBL分之點光掃描),係1個反射面97b之旋轉角度分之1/3程度,因此當將描繪線之長度LBL設為30mm時,依存於光偏向器81之切換時間之決定之分解能力R,即為R=LBL/(1/3)/(1/Fms)×(1/Fss)≒3μm。
從此關係式,為提升圖案描繪之分解能力R,例如作為光偏向器81之聲光元件(AOM)使用最高回應頻率Fss為100MHz者,並將ON/OFF之切換時間設定為10nsec。據此,分解能力R即成為一半之1.5μm。此場合,係使基板P藉由旋轉圓筒DR之旋轉之搬送速度為一半。作為提升分解能力R之其他方法,例如亦可提高旋轉多面鏡97之旋轉速度。
一般來說,於微影製程中使用之光阻劑,係使用光阻感度Sr約為30mj/cm2程度之物。設光學系之穿透率△Ts為0.5(50%)、在旋轉多面鏡97之1個反射面97b中之實效掃描期間為1/3程度、描繪線之長度LBL為30mm、描繪單元UW1~UW5之數Nuw為5、旋轉圓筒DR之基板P之搬送速度Vp為5mm/s(300mm/min)的話,光源裝置CNT所需之雷射功率Pw,可由次式加以預估。
Pw=30/60×3×30×5/0.5/(1/3)=1350mW
假設,描繪單元為7個時,光源裝置CNT所需之雷射功率Pw,如次式。
Pw=30/60×3×30×7/0.5/(1/3)=1890mW
例如,若光阻感度為80mj/cm2程度的話,為以相同速度進行曝光,作為光束輸出需有3~5W程度之光源裝置CNT。取代此種高功率
光源之使用,若使基板P藉由旋轉圓筒DR之旋轉之搬送速度Vp相對初期值之5mm/s降低至30/80的話,作為光束輸出亦可使用1.4~1.9W程度之光源裝置進行曝光。
又,若設描繪線之長度LBL為30mm,並假設光束點光SP之點直徑Xs、與光偏向器81之聲光元件(AOM)之光切換所決定之分解能力(指定光束位置之最小格(grid),相當於1像素)Xg相等,皆為3μm時,設10面旋轉多面鏡97之旋轉速度為1萬rpm時之旋轉多面鏡97之1旋轉之時間為3/500秒、旋轉多面鏡97之1個反射面97b之實效掃描期間為1個反射面97b之旋轉角度分之1/3時,1個反射面97b之實效掃描時間Ts(秒)即可以(3/500)×(1/10)×(1/3)求出,約為Ts=1/5000(秒)。據此,光源裝置CNT為脈衝雷射時之脈衝發光頻率Fz,即可以Fz=LBL/(Ts‧Xs)求出,Fz=50MHz為最低頻率。從而,於實施形態,即需要輸出頻率50MHz以上之脈衝雷射的光源裝置CNT。有鑑於此,光源裝置CNT之衝發光頻率Fz,最好是光偏向器81之聲光元件(AOM)之最高回應頻率Fss(例如50MHz)的2倍以上(例如100MHz)。
進一步的,將光偏向器81之聲光元件(AOM)切換為ON狀態/OFF狀態之驅動訊號,為避免聲光元件(AOM)從ON狀態遷移至OFF狀態之期間、或從OFF狀態遷移至ON狀態之期間產生脈衝發光,最好是進行使光源裝置CNT與以脈衝發光頻率Fz振盪之時脈訊號同步的控制。
其次,將光束點光SP之點直徑Xs與光源裝置CNT之脈衝發光頻率Fz之關係,從光束形狀(重疊的2個點光SP之強度分布)之觀
點,使用圖13之圖表加以說明。圖13之橫軸係代表點光SP在沿描繪線之Y方向、或沿基板P之搬送方向之X方向的描繪位置、或點光SP之尺寸,縱軸係代表將單獨點光SP之峰值強度規格化為1.0之相對強度值。又,此處,係設單獨點光SP之強度分布為J1,假定為高斯分布來加以說明。
圖13中,單獨點光SP之強度分布J1,係設相對峰值強度以1/e2之強度具有3μm之直徑。強度分布J2~J6,係顯示將此種點光SP之2脈衝分,於主掃描方向或副掃描方向錯開位置照射時於基板P上所得之積算的強度分布(輪廓)之模擬結果,分別係使位置之錯開量(間隔距離)不同者。
圖13之圖表中,強度分布J5係顯示2脈衝分之點光SP錯開與直徑3μm相同之間隔距離之情形,強度分布J4為2脈衝分之點光SP之間隔距離為2.25μm之情形、強度分布J3為2脈衝分之點光SP之間隔距離為1.5μm之情形。由此強度分布J3~J5之變化明顯可知,於強度分布J5,直徑3μm之點光SP以3μm間隔照射之條件之情形時,積算之輪廓,為2個點光各個之中心位置最高的瘤狀,於2個點光之中點位置,規格化強度僅能獲得0.3程度。相對於此,直徑3μm之點光SP以1.5μm間隔照射之條件時積算之輪廓,於輪廓中明顯之瘤狀分布,夾著2個點光之中點位置大致平坦。
又,圖13中,強度分布J2係顯示將2脈衝分之點光SP之間隔距離設為0.75μm時之積算輪廓,強度分布J6係將間隔距離設定為單獨點光SP之強度分布J1之半值全寬度(FWHM)1.78μm時之積算輪廓。
如以上所述,在以較點光SP之直徑Xs相同間隔短之間隔
距離CXs照射2個點光之脈衝振盪之條件時,由於易顯著出現2個瘤狀分布,因此,最好是設定為曝光時不會產生強度不均(描繪精度之劣化)的最佳間隔距離。如圖13之強度分布J3或J6般,以單一點光SP之直徑Xs之一半程度(例如40~60%)之間隔距離CXs重疊較佳。此種最佳間隔距離CXs,於主掃描方向,可藉由調整光源裝置CNT之脈衝發光頻率Fz、與沿描繪線之點光SP之掃描速度或掃描時間Ts(旋轉多面鏡97之旋轉速度)至少一方來加以設定,於副掃描方向,可藉由調整描繪線之掃描頻率Fms(旋轉多面鏡97之旋轉速度)與基板P之X方向移動速度中之至少一方來加以設定。
例如,在無法高精度調整旋轉多面鏡97之旋轉速度絶對值(點光之掃描時間Ts)之情形時,藉由微調整光源裝置CNT之脈衝發光頻率Fz,可將於主掃描方向之點光SP之間隔距離CXs與點光之直徑Xs(尺寸)之比率,調整至最佳範圍。
如以上所述,在使2個點光SP於掃描方向重疊時,亦即,Xs>CXs時,光源裝置CNT係將脈衝發光頻率Fz設定為Fz>LBL/(Ts‧Xs)之關係,滿足Fz=LBL/(Ts‧CXs)之關係。例如,光源裝置CNT之脈衝發光頻率Fz為100MHz時,設旋轉多面鏡97為10面而以1萬rpm旋轉時,以1/e2、或半值全寬度(FWHM)規定之點光之實效直徑Xs為3μm,可將來自各描繪單元UW1~UW5之脈衝雷射光束(點光),於各描繪線LL1~LL5上以直徑Xs之約一半之1.5μm間隔(CXs)照射。據此,圖案描繪時之曝光量均勻性獲得提升,即便是微細圖案亦能獲得基於描繪資料之忠實的曝光像(光阻像),達成高精度的描繪。
進一步的,以聲光元件(AOM)之光切換速度決定之分解能力(最高回應頻率Fss)與光源裝置CNT之脈衝振盪頻率Fz,若設h為任意整數時,必須是換算為位置或時間後整數倍之關係,亦即必須是Fz=h‧Fss之關係。此係由於為避免聲光元件(AOM)之光切換時序,在從光源裝置CNT發出脈衝光束之中進行ON/OFF。
第1實施形態之曝光裝置EX,由於係使用將光纖增幅器EB1、FB2與波長轉換部CU2之波長轉換元件加以組合之脈衝雷射光源之光源裝置CNT,因此於紫外波長帶(400~300nm),容易地得到此種具有高振盪頻率之脈衝光。
其次,說明曝光裝置EX之描繪裝置11之調整方法。圖14係關於第1實施形態之曝光裝置之調整方法的流程圖。圖15係以示意方式顯示旋轉圓筒之基準圖案與描繪線之關係的說明圖。圖16係以示意方式顯示從將來自旋轉圓筒之基準圖案之反射光於亮視野受光之光電感測器輸出之訊號的說明圖。控制部16,為進行掌握複數個描繪單元UW1~UW5之位置關係的校準,如圖15所示,使旋轉圓筒DR旋轉。旋轉圓筒DR,可搬送描繪光束LB可穿透程度之具透光性的基板P。
如上所述,基準圖案RMP與旋轉圓筒DR之外周面成一體。如圖15所示,基準圖案RMP中、任意之基準圖案RMP1隨著旋轉圓筒DR外周面之移動而移動。因此,基準圖案RMP1在通過描繪線LL1、LL3、LL5後,通過描繪線LL2、LL4。例如,控制部16在相同基準圖案RMP1通過描繪線LL1、LL3、LL5後時,使描繪單元UW1、UW3、UW5之描繪光束LB掃描。控制部16,在相同基準圖案RMP1通過描繪線LL2、LL4後時,使描
繪單元UW2、UW4之描繪光束LB掃描(步驟S1)。因此、基準圖案RMP1即成為用以掌握描繪單元UW1~UW5之位置關係的基準。
上述校準檢測系31之光電感測器31Cs(圖4),透過包含f-θ透鏡系85與掃描器83之掃描光學系,檢測來自基準圖案RMP1之反射光。光電感測器31Cs連接於控制部16,控制部16檢測光電感測器31Cs之檢測訊號(步驟S2)。例如,描繪單元UW1~UW5就描繪線LL1~LL5毎一個,將複數個描繪光束LB之各個於既定掃描方向掃描複數行。
例如,如圖16所示,描繪單元UW1~UW5,將描繪光束LB從描繪開始位置OC1起沿著上述旋轉圓筒DR之旋轉中心線AX2之方向(Y方向)進行描繪線之長度LBL(參照圖12)的第1行掃描SC1。其次,描繪單元UW1~UW5,將描繪光束LB從描繪開始位置OC1起沿著上述旋轉圓筒DR之旋轉中心線AX2之方向(Y方向)進行描繪線之長度LBL(參照圖12)的第2行掃描SC2。其次,描繪單元UW1~UW5,將描繪光束LB從描繪開始位置OC1起沿著上述旋轉圓筒DR之旋轉中心線AX2之方向(Y方向)進行描繪線之長度LBL(參照圖12)的第3行掃描SC3。
旋轉圓筒DR,由於係繞旋轉中心線AX2旋轉,因此第1行掃描SC1,第2行掃描SC2及第3行掃描SC3在基準圖案RMP1上之X方向位置,有△P1、△P2之差異。又,控制部16,亦可以是進行在使旋轉圓筒DR靜止之狀態下進行沿第1行掃描SC1之描繪光束LB之掃描,之後,在使旋轉圓筒DR旋轉△P1分後靜止,進行沿第2行掃描SC2之描繪光束LB之掃描,後再次使旋轉圓筒DR旋轉△P2後靜止,進行沿第3行掃描SC3之描繪光束LB之掃描、以此順序使各部動作的程序。
如上所述,基準圖案RMP,係設定成形成在旋轉圓筒DR外周面之彼此交叉之2條線圖案RL1、RL2之交點部Cr1、Cr2,較上述描繪線之長度LBL小。因此、當投射第1行掃描SC1,第2行掃描SC2及第3行掃描SC3之描繪光束LB時,描繪光束LB至少照射於交點部Cr1、Cr2。線圖案RL1、RL2係於旋轉圓筒DR之表面以凹凸形成。當將旋轉圓筒DR表面之凹凸之段差量作成特定條件時,描繪光束LB投射於線圖案RL1、RL2而產生之反射光,會部分的產生反射強度之差。例如,如圖16所示,線圖案RL1、RL2係旋轉圓筒DR表面之凹部時,當描繪光束LB投射於線圖案RL1、RL2時,於線圖案RL1、RL2反射之反射光即被光電感測器31Cs於亮視野受光。
控制部16根據來自光電感測器31Cs之輸出訊號,檢測基準圖案RMP之邊緣位置psc1。例如,控制部16根據第1行掃描SC1時從光電感測器31Cs所得之輸出訊號,儲存第1行掃描位置資料Dsc1、與基準圖案RMP之邊緣位置psc1之中間值mpsc1。
其次,控制部16根據第2行掃描SC2時從光電感測器31Cs所得之輸出訊號,儲存第2行掃描位置資料Dsc2、與基準圖案RMP之邊緣位置psc1之中間值mpsc1。此外,控制部16根據第3行掃描SC3時從光電感測器31Cs所得之輸出訊號,儲存第3行掃描位置資料Dsc3、與基準圖案RMP之邊緣位置psc1之中間值mpsc1。
控制部16從第1行掃描位置資料Dsc1,第2行掃描位置資料Dsc2及第3行掃描位置資料Dsc3、與複數個基準圖案RMP之邊緣位置psc1之中間值mpsc1,透過運算求出彼此交叉之2條線圖案RL1、RL2之交
點部Cr1、Cr2之座標位置。其結果,控制部16亦可運算出彼此交叉之2條線圖案RL1、RL2之交點部Cr1、Cr2與描繪開始位置OC1之關係。針對其他描繪單元UW2~5亦同樣的,控制部16可運算出彼此交叉之2條線圖案RL1、RL2之交點部Cr1、Cr2與描繪開始位置OC2~OC5(參照圖11)之關係。又,上述中間值mpsc1亦可從從光電感測器31Cs輸出之訊號之峰值求出。
以上,針對於線圖案RL1、RL2反射之反射光由光電感測器31Cs在亮視野受光之情形作了說明,但光電感測器31Cs亦可將於線圖案RL1、RL2反射之反射光在暗視野受光。圖17係以示意方式顯示將來自旋轉圓筒之基準圖案之反射光於暗視野受光之光電感測器的說明圖。圖18係以示意方式顯示從將來自旋轉圓筒之基準圖案之反射光於暗視野受光之光電感測器輸出之訊號的說明圖。如圖17所示,校準檢測系31,在中繼透鏡94與光電感測器31Cs之間配置具有環帶狀光穿透部之遮光構件31f。因此、光電感測器31Cs,係受光於線圖案RL1、RL2反射之反射光中之邊緣散射光或繞射光。例如,如圖18所示,線圖案RL1、RL2係旋轉圓筒DR表面之凹部時,當描繪光束LB投射於線圖案RL1、RL2時,光電感測器31Cs即將於線圖案RL1、RL2反射之反射光於暗視野加以受光。
控制部16根據從光電感測器31Cs輸出之訊號,檢測基準圖案RMP之邊緣位置pscd1。例如,控制部16根據第1行掃描SC1時從光電感測器31Cs所得之輸出訊號,儲存第1行掃描位置資料Dsc1、與基準圖案RMP之邊緣位置pscd1之中間值mpscd1。其次,控制部16根據第2行掃描SC2時從光電感測器31Cs所得之輸出訊號,儲存第2行掃描位置資料Dsc2、
與基準圖案RMP之邊緣位置pscd1之中間值mpscd1。控制部16根據第3行掃描SC3時從光電感測器31Cs所得之輸出訊號,儲存第3行掃描位置資料Dsc3、與基準圖案RMP之邊緣位置pscd1之中間值mpscd1。
控制部16,從第1行掃描位置資料Dsc1,第2行掃描位置資料Dsc2及第3行掃描位置資料Dsc3、與複數個基準圖案RMP之邊緣位置pscd1之中間值mpscd1,透過運算求出彼此交叉之2條線圖案RL1、RL2之交點部Cr1、Cr2。其結果,控制部16,透過運算求出彼此交叉之2條線圖案RL1、RL2之交點部Cr1、Cr2之座標位置與描繪開始位置OC1之關係。
針對其他描繪單元UW2~5亦同樣的,控制部16可運算出彼此交叉之2條線圖案RL1、RL2之交點部Cr1、Cr2與描繪開始位置OC2~OC5之關係。如以上所述,於線圖案RL1、RL2反射之反射光由光電感測器31Cs於暗視野受光之情形時,可提高複數個基準圖案RMP之邊緣位置pscd1之精度。
如圖14所示,控制部16,從於步驟S2檢測之檢測訊號求出對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)(步驟S3)。圖19係以示意方式顯示旋轉圓筒之基準圖案彼此之位置關係的說明圖。圖20係以示意方式顯示複數個描繪線之相對位置關係的說明圖。如上所述,配置奇數號第1描繪線LL1,第3描繪線LL3及第5描繪線LL5,如圖19所示,就第1描繪線LL1,第3描繪線LL3及第5描繪線LL5之各個,所檢測之交點部Cr1間之基準距離PL預先儲存於控制部16。同樣的,就第2描繪線LL2及第4描繪線LL4之各個,所檢測之交點部Cr1間之基準距離PL亦預先儲存於控制部16。又,就第2描繪線
LL2及第3描繪線LL3之各個,所檢測之交點部Cr1間之基準距離△PL亦預先儲存於控制部16。進一步的,就第4描繪線LL4及第5描繪線LL5之各個,所檢測之交點部Cr1間之基準距離△PL亦預先儲存於控制部16。
例如,如圖20所示,控制部16,就第1描繪線LL1之描繪開始位置OC1已根據來自原點檢測器98(參照圖7)之訊號掌握了位置關係,因此能求出交點部Cr1與描繪開始位置OC1之距離BL1。又,控制部16,就第3描繪線LL3之描繪開始位置OC3已由原點檢測器98檢測了位置,因此能求出交點部Cr1與描繪開始位置OC3之距離BL3。從而、控制部16可根據距離BL1,距離BL3及基準距離PL求出描繪開始位置OC1與描繪開始位置OC3之位置關係,儲存沿描繪線LL1、LL3掃描之描繪光束LB之原點間之原點間距離△OC13。同樣的,控制部16,就第5描繪線LL5之描繪開始位置OC5已由原點檢測器98檢測了位置,因此能求出交點部Cr1與描繪開始位置OC5之距離BL5。從而、控制部16可根據距離BL3、距離BL5及基準距離PL求出描繪開始位置OC3與描繪開始位置OC5之位置關係,儲存沿描繪線LL3、LL5掃描之描繪光束LB之原點間之原點間距離△OC35。
控制部16,就第2描繪線LL2之描繪開始位置OC2已由原點檢測器98檢測了位置,因此能求出交點部Cr1與描繪開始位置OC2之距離BL2。又,控制部16,就第4描繪線LL4之描繪開始位置OC4已由原點檢測器98檢測了位置,因此能求出交點部Cr1與描繪開始位置OC4之距離BL4。從而、控制部16可根據距離BL2,距離BL4及基準距離PL求出描繪開始位置OC2與描繪開始位置OC4之位置關係,儲存沿描繪線LL2、LL4
掃描之描繪光束LB之原點間之原點間距離△OC24。
又,控制部16,由於描繪開始位置OC1與描繪開始位置OC2係透過上述相同基準圖案RMP1求出之位置,因此能容易的儲存沿描繪線LL1、LL2掃描之描繪光束LB之原點間之原點間距離△OC12。如以上之說明,曝光裝置EX能求出複數個描繪單元UW1~UW5各個之原點(描繪開始點)之彼此的位置關係。
又,控制部16,可從在第2描繪線LL2及第3描繪線LL3檢測之交點部Cr1間之基準距離△PL,檢測描繪開始位置OC2與描繪開始位置OC3之接合誤差。進一步的,可從在第4描繪線LL4及第5描繪線LL5檢測之交點部Cr1間之基準距離△PL,檢測描繪開始位置OC4與描繪開始位置OC5之接合誤差。
在從各描繪線LL1~LL5之描繪開始位置OC1~OC5到描繪結束位置EC1~EC5為止之期間檢測2個交點部Cr1、Cr2。據此,即能檢測從描繪開始位置OC1~OC5到描繪結束位置EC1~EC5為止之掃描方向。其結果,控制部16可檢測各描繪線LL1~LL5相對沿中心線AX2之方向(Y方向)之角度誤差。
控制部16,針對上述基準圖案RMP1,求出對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)。包含基準圖案RMP1之基準圖案RMP,係以一定間距(週期)Pf1、Pf2重複刻設之網格狀基準圖案。因此、控制部16針對以各間距Pf1、Pf2重複之基準圖案RMP,求出對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊),運算與複數個描繪線LL1~LL5之相對位置關
係之偏差相關之資訊。其結果,控制部16能更進一步提高對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)之精度。
其次,如圖14所示,控制部16進行調整描繪狀態之處理(步驟S4)。控制部16,根據對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)及以編碼器讀頭EN1、EN2檢測之標尺部(旋轉圓筒DR)GPa、GPb之旋轉角度位置,調整奇數號及偶數號之描繪單元UW1~UW5之描繪位置。編碼器讀頭EN1、EN2可根據上述標尺部(旋轉圓筒DR)GPa、GPb檢測基板P之搬送量。
圖21,與先前之圖12同樣的,係以示意方式顯示基板之每單位時間之移動距離與移動距離內所含之描繪線數之關係的說明圖。如圖21所示,編碼器讀頭EN1、EN2可檢測並儲存基板P之每單位時間之移動距離△X。又,亦可藉由上述對準顯微鏡AM1、AM2逐次檢測複數個對準標記Ks1~Ks3,以求出並儲存移動距離△X。
於基板P之每單位時間之移動距離△X,以描繪單元UW1描繪之複數個描繪線LL1係以光束點光SP之光束線SPL1、SPL2及SPL3描繪,以各個光束點光SP之點直徑Xs之約1/2於X方向(及Y方向)重疊之方式掃描。同樣的,描繪線LL1之描繪終端PTb側之光束點光SP與描繪線LL2之描繪終端PTb側之光束點光SP,係隨著基板P往長條方向之移動於基板P之寬度方向以重疊距離CXs接合。
例如,當旋轉圓筒DR上下動時,奇數號及偶數號描繪單元UW1~UW5之X方向描繪位置即產生偏移,有可能產生例如X方向之倍率差。控制部16,使旋轉圓筒DR搬送之基板P之搬送速度(移動速度)慢
時,光束線SPL1、SPL2及SPL3之X方向間隔距離CXs變小,可調整X方向之描繪倍率變小。相反的,當加快旋轉圓筒DR搬送之基板P之搬送速度(移動速度)時,光束線SPL1、SPL2及SPL3之X方向間隔距離CXs即變大,可調整X方向之描繪倍率變大。以上,針對描繪線LL1參照圖21作了說明,針對其他之描繪線LL2~LL5亦同。控制部16,根據對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)及以編碼器讀頭EN1、EN2檢測之標尺部(旋轉圓筒DR)GPa、GPb之旋轉角度位置,變更在基板P之長條方向之基板P每單位時間之移動距離△X、與該移動距離內所含之光束線SPL1、SPL2及SPL3之數量的關係。因此,控制部16可調整奇數號及偶數號描繪單元UW1~UW5於X方向之描繪位置。
圖22係以示意方式說明與脈衝光源之系統時脈同步發光之脈衝光的說明圖。以下,針對描繪線LL2亦參照圖21加以說明,針對描繪線LL1、LL3~LL5亦同。光源裝置CNT可與作為系統時脈SQ之脈衝訊號wp同步擊出光束點光SP。藉由改變系統時脈SQ之頻率Fz,脈衝訊號wp之脈衝間隔△wp(=1/Fz)亦改變。該時間性的脈衝間隔△wp,於描繪線LL2上,係對應每一脈衝之點光SP之主掃描方向之間隔距離CXs。控制部16,係使描繪光束LB之光束點光SP沿基板P上之描繪線LL2掃描描繪線之長度LBL。
控制部16,具備在描繪光束LB沿描繪線LL2進行掃描之期間,部分的變更系統時脈SQ之週期,以使脈衝間隔△wp在描繪線LL2中之任意位置増減的功能。例如,原本之系統時脈SQ為100MHz之場合,控制部16,在掃描描繪線之長度LBL之期間以一定時間間隔(週期)部分的
將系統時脈SQ變更為例如101MHz(或99MHz)。其結果,光束點光SP在描繪線之長度LBL之數量即増減。換言之,控制部16,在掃描描繪線之長度LBL之期間,以既定次(1以上)之週期間隔部分的増減系統時脈SQ之工作比。據此,光源CNT產生之光束點光SP之間隔即變化脈衝間隔△wp之變化分,光束點光SP彼此之重疊距離CXs變化。而Y方向之描繪始端PTa與描繪終端PTb之距離,看起來即伸縮。
舉一例而言,描繪線之長度LBL為30mm時,將其11等分而就每一約3mm之描繪長(週期間隔)僅使1處之系統時脈SQ之脈衝間隔△wp増減。脈衝間隔△wp之増減量,如圖13之說明,若將不會招致隨著相鄰2個點光SP之間隔距離CXs之變化的積算輪廓(強度分布)之大幅悪化之範圍、例如將基準之間隔距離CSx設為點光之直徑Xs(3μm)之50%的話,相對其設為約±15%左右。若設脈衝間隔△wp之増減為+10%(間隔距離CSx為點光之直徑Xs之60%)的話,在長度LBL之描繪線中之離散的10處之各處,1脈衝分之點光會產生往主掃描方向延伸直徑Xs之10%分的位置偏移。其結果,描繪後之描繪線之長度LBL,會相對30mm延長3μm。此係代表描繪於基板P上之圖案往Y方向擴大0.01%(100ppm)之意。據此,即使是在基板P於Y方向伸縮之情形時,亦能因應使描繪圖案於Y方向伸縮進行曝光。
將增減脈衝間隔△wp之位置,例如,設成能於描繪線LL1~LL5之1次掃描,例如預設於系統時脈SQ之每100脈衝、每200脈衝、‧‧‧之任意值的構成。如此一來,即能將描繪圖案之主掃描方向(Y方向)之伸縮量在比較大範圍內進行變更,因應基板P之伸縮及變形,動態的進行
倍率修正。因此,於本實施形態之曝光裝置EX之控制部16中包含系統時脈SQ之產生電路,該產生電路具有脈衝間隔△wp以一定之原時脈訊號為系統時脈SQ產生之時脈振盪部、與輸入該原時脈訊號計數(count)預先設定之脈衝數分後將系統時脈SQ之次一時脈脈衝產生為止之時間相對脈衝間隔△wp使之増減之時間遷移部。又,描繪線(長度LBL)中,使系統時脈SQ之脈衝間隔△wp増減之部分之數量,雖係視待描繪之圖案之Y方向之倍率修正比(ppm)大致決定,最少時,可以是對應長度LBL之點光SP之掃描時間Ts中之至少1處。
又,回應此種脈衝間隔△wp部分増減之系統時脈SQ而從脈衝雷射之光源裝置CNT輸出之脈衝光束,係對描繪單元UW1~UW5之各個共通的供應,因此,以描繪線LL1~LL5之各個描繪之圖案會於Y方向以相同比率伸縮。因此,如圖12(或圖11)所說明般,為維持於Y方向相鄰之描繪線間之接合精度,係修正描繪時序,以使描繪線LL1~LL5各個之描繪開始位置OC1~OC5(或描繪結束位置EC1~EC5)往Y方向移動。再者,圖4中所示之光偏向器(AQM)81之ON/OFF切換,雖係回應作為描繪資料送出之串列位元列(位元值「0」或「1」之排列)進行,該位元值之送出,可與脈衝間隔△wp部分増減之系統時脈SQ之脈衝訊號wp(圖22)同步。具體而言,在產生1個脈衝訊號wp致產生下1個脈衝訊號wp為止之期間,將1個位元值送出至光偏向器(AOM)81之驅動電路,甘味元值為「1」、而前1個位元值為「0」時,將光偏向器(AOM)81從OFF狀態切換為ON狀態即可。
控制部16,可根據對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態
或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)及可檢測旋轉圓筒DR兩端部之偏移之變位計YN1、YN2、YN3、YN4所檢測之資訊,調整以奇數號及偶數號描繪單元UW1~UW5進行之Y方向之描繪位置,以抵銷因旋轉圓筒DR之旋轉偏移所產生之Y方向誤差。又,控制部16,可根據對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)及可檢測旋轉圓筒DR兩端部之偏移之變位計YN1、YN2、YN3、YN4所檢測之資訊,變更以奇數號及偶數號描繪單元UW1~UW5進行之Y方向之長度(描繪線之長度LBL),以抵銷因旋轉圓筒DR之旋轉偏移所產生之Y方向之誤差。
又,控制部16,可根據對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)及以對準顯微鏡AM1、AM2檢測之資訊,調整以奇數號及偶數號描繪單元UW1~UW5進行之X方向或Y方向之描繪位置,以抵銷基板P之X方向或Y方向之誤差。
第1實施形態之曝光裝置EX,如上述般包含以來自複數個描繪單元UW1~UW5各個之描繪光束LB,以包含形成在基板P上之複數個描繪線LL1~LL5之描繪面內之既定點旋轉軸I為中心,於前述描繪面內相對第1光學平台23使第2光學平台25位移之作為位移修正機構之移動機構24。藉由對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊),複數個描繪線LL1~LL5之全體對X方向及Y方向中之至少1者有誤差時,控制部16,可對移動機構24之驅動部進行驅動控制,使第2光學平台25往X方向及Y方向之至少一方位移抵消誤差之位移量。
當使第2光學平台25往X方向及Y方向之至少一方位移時,圖6所示之第4反射鏡59即往X方向或Y方向變位該位移量。特別是第4反射鏡59之Y方向變位,在使來自第3反射鏡58之描繪光束LB反射向+Y方向時,使之往Z方向位移。因此,藉由第1光學系41中之光束位移機構44,修正該往Z方向之位移。據此,對第4反射鏡59之後之第2光學系42及第3光學系43,即能維持光束LB通過正確的光路。
又,於第1實施形態之曝光裝置EX中,因對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊),而使複數個描繪線LL1~LL5對X方向及Y方向之至少1個有誤差時,控制部16,可對移動機構24之驅動部進行驅動控制,使形成在基板P上之描繪線LL1~LL5往X方向或Y方向微幅移動抵消誤差之位移量。
再者,第1實施形態之曝光裝置EX中,因對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊),使複數個描繪線LL1~LL5中之奇數號或偶數號描繪線對X方向及Y方向之至少1個有誤差時,控制部16,可以抵消誤差之位移量之方式,對光束位移機構45進行驅動控制,以使形成在基板P上之偶數號描繪線LL2、LL4往X方向或Y方向微幅移動,以微調與形成在基板P上之奇數號描繪線LL1、LL3、LL5之相對位置關係。
又,控制部16,亦可根據對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)及以變位計YN1、YN2、YN3、YN4或對準顯微鏡AM1、AM2檢測之資訊,調整描繪單元UW1~UW5之Y倍率。例如,f-θ透鏡系85所含之遠心f-θ透鏡之像高與入射角成
正比。因此,僅調整描繪單元UW1之Y倍率時,控制部16,可根據調整資訊(校準資訊)及以變位計YN1、YN2、YN3、YN4或對準顯微鏡AM1、AM2檢測之資訊,個別調整f-θ透鏡系85之焦點距離f,據以調整Y倍率。此整調整機構中,可組合例如用以進行倍率修正之彎板(bending plate)、遠心f-θ透鏡之倍率修正機構、用以進行位移調整之halving(可傾斜之平行平板)中之任一以上。此外,將以一定旋轉速度旋轉之旋轉多面鏡97之旋轉速度作成可略為改變,即可使與系統時脈SQ同步描繪之各點光SP(脈衝光)之間隔距離CXs略為改變(將相鄰點光彼此之重疊量略微錯開),結果亦能調整Y倍率。
第1實施形態之曝光裝置EX,如上述般包含以來自複數個描繪單元UW1~UW5各個之描繪光束LB,以包含形成在基板P上之複數個描繪線LL1~LL5之描繪面內之既定點旋轉軸I為中心,於前述描繪面內相對第1光學平台23使第2光學平台25位移之作為位移修正機構之移動機構24。因對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊),使複數個描繪線LL1~LL5相對Y方向有角度誤差,控制部16,可以對移動機構24之驅動部進行驅動控制,以使第2光學平台25旋轉抵銷角度誤差之旋轉量。
又,當產生需對各描繪單元UW1~UW5個別的進行旋轉修正時,可藉由使圖8所示之f-θ透鏡系85與第2柱面透鏡86繞光軸AXf微幅旋轉,據以使各描繪線LL1~LL5於基板P上個別的微幅旋轉(傾斜)。以旋轉多面鏡97掃描之光束LB,於非掃描方向係沿柱面透鏡86之母線成像(聚光),因此藉由柱面透鏡86繞光軸AXf之旋轉,可使各描繪線LL1
~LL5旋轉(傾斜)。
第1實施形態之曝光裝置EX,只要處理上述步驟S4之控制裝置進行之描繪位置調整之處理之至少1種即可。又,第1實施形態之曝光裝置EX,亦可組合上述步驟S4之控制裝置進行之描繪位置調整之處理以進行處理。
藉由以上說明之基板處理裝置之調整方法,於第1實施形態之曝光裝置EX,可省去(無需)用以抑制於基板P之寬度方向(Y方向)相鄰之圖案PT1~PT5彼此之接合誤差的測試曝光,或大幅減少其次數。因此,第1實施形態之曝光裝置EX,可縮短測試曝光、乾燥及顯影製程、曝光結果之確認作業等需耗費時間之校準作業。此外,第1實施形態之曝光裝置EX,可抑制因測試曝光而反饋之次數分之基板P的浪費。第1實施形態之曝光裝置EX,可更早的取得對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)。第1實施形態之曝光裝置EX,可根據對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊),預先進行修正,據以容易的修正在X方向或Y方向之位移、旋轉、倍率等之各成分。又,第1實施形態之曝光裝置EX,可提高在基板P上重疊曝光之精度。
又,第1實施形態之曝光裝置EX,雖係以光偏向器81包含聲光元件,以旋轉多面鏡97進行描繪光束LB之點掃描為例作了說明,但除點掃描之外,亦可以是使用DMD(Digital Micro mirror Device)或SLM(Spatial light modulator:空間光調變器)描繪圖案之方式。
〔第2實施形態〕
其次,說明第2實施形態之曝光裝置EX。又,於第2實施形態,為扁免與第1實施形態重複之記載,僅針對與第1實施形態相異之部分進行說明,針對與第1實施形態相同之構成要素係賦予與第1實施形態相同符號加以說明。
第2實施形態之曝光裝置EX中,校準檢測系31之光電感測器31Cs並非檢測基準圖案(亦可作為基準標記加以利用)RMP而是檢測基板P上之對準標記Ks1~Ks3之反射光(散射光)。對準標記Ks1~Ks3係配置在通過複數個描繪單元UW1~UW5之各描繪線LL1~LL5之任一者之Y方向之基板P上之位置。當描繪光束LB之點光SP掃描到對準標記Ks1~Ks3時,於對準標記Ks1~Ks3反射之散射光即被光電感測器31Cs於亮視野或暗視野受光。
控制部16根據從光電感測器31Cs輸出之訊號,檢測對準標記Ks1~Ks3之邊緣位置。並與第1實施形態同樣的,控制部16可從以光電感測器31Cs檢測之檢測訊號,求出對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)。
又,控制部16,可根據對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置誤差之調整資訊(校準資訊)及以對準顯微鏡AM1、AM2檢測之資訊,調整奇數號及偶數號描繪單元UW1~UW5之X方向或Y方向之描繪位置,以抵銷基板P之X方向或Y方向之誤差。當描繪光束LB之點光SP投射於對準標記Ks1~Ks3時,對準標記Ks1~Ks3上之感光層即感光,有可能於之後之製程中對準標記Ks1~Ks3潰散。因此,最好是能設置複數行對準標記Ks1~Ks3,對準顯微鏡AM1、AM2則讀取未因曝光潰散
之對準標記Ks1~Ks3。
因此,第2實施形態之曝光裝置EX,可於圖案描繪用資料中包含,可因曝光潰散之對準標記Ks1~Ks3之近旁以描繪光束LB之點光SP掃描,而在不希望因曝光潰散之對準標記Ks1~Ks3之近旁則以點光SP不會照射之方式,進行光偏向器(AOM)81之ON/OFF的資料。據此,可在以描繪光束LB進行曝光之同時、大致即時取得校準資訊,且亦能讀取對準標記Ks1~Ks3(基板P之位置)。
第2實施形態之曝光裝置EX,與第1實施形態之曝光裝置EX同樣的,可省去用以抑制接合誤差之測試曝光、或大幅減少其次數。除此之外,於第2實施形態之曝光裝置EX,可在基板P曝光圖案之同時,測量對應複數個描繪線LL1~LL5之配置狀態或彼此之配置關係等之誤差資訊,及早(大致即時)取得與之對應之調整資訊(校準資訊)。因此,第2實施形態之曝光裝置EX,可根據提早測量之誤差資訊、或調整資訊(校準資訊),一邊進行元件圖案之曝光、一邊逐次進行為保持既定精度之修正及調整,而能容易的抑制於多描繪頭方式中成問題之於X方向或Y方向之位移誤差、旋轉誤差、倍率誤差等各誤差成分之描繪單元間接合精度之降低。據此,第2實施形態之曝光裝置EX,能將基板P上重疊曝光時之重疊精度維持於高狀態。
<元件製造方法>
其次,參照圖23,說明元件製造方法。圖23係顯示各實施形態之元件製造方法的流程圖。
圖23所示之元件製造方法,首先,係進行例如使用有機EL
等自發光元件形成之顯示面板之功能、性能設計,以CAD等設計所需之電路圖案及配線圖案(步驟S201)。並準備捲繞有作為顯示面板之基材之可撓性基板P(樹脂薄膜、金屬箔膜、塑膠等)之供應用捲筒(步驟S202)。又,於此步驟8202中準備之捲筒狀基板P,可以是視需要將其表面改質者、或事前已形成底層(例如透過印記(imprint)方式之微小凹凸)者、或預先積層有光感應性之功能膜或透明膜(絶緣材料)者
接著,於基板P上形成構成顯示面板元件以電極或配線、絶緣膜、TFT(薄膜半導體)等構成之底板層,並以積層於該底板之方式形成以有機EL等自發光元件構成之發光層(顯示像素部)(步驟S203)。於此步驟S203中,亦包含使用於先前各實施形態說明之曝光裝置EX,對光阻劑層進行曝光使之顯影的習知微影製程、對取代光阻劑而塗有感光性矽烷耦合劑之基板P進行圖案曝光以將表面改質為親撥水性以形成圖案的曝光製程、對光感應性之觸媒層進行圖案曝光以賦予選擇性之鍍敷還元性並以無電解鍍敷法形成金屬膜圖案(配線、電極等)的濕式製程、或以含有銀奈米粒子之導電性墨水等描繪圖案的印刷製程等之處理。
接著,針對以捲筒方式於長條基板P上連續製造之每一顯示面板元件切割基板P、或於各顯示面板元件表面貼合保護膜(耐環境障壁層)或彩色濾光片膜等,組裝元件(步驟S204)。接著,進行顯示面板元件是否可正常作動、或是否滿足所欲性能及特性之檢查步驟(步驟S205)。經由以上方式,即能製造顯示面板(可撓性顯示器)。又,作成可撓性長條片狀基板之電子元件不限於顯示面板,亦可以是做為用以連接搭載於汽車或電車等之各種電子零件間之導線(配線帶)之可撓性配線網。
Claims (17)
- 一種基板處理裝置,具備:支承構件,具有支承長條片狀基板之支承面,在與該基板之長條方向交叉之寬度方向之該支承面上之複數位置設有基準標記;搬送裝置,使被該支承構件支承之該基板往該長條方向移動;描繪裝置,包含可對以該支承面支承之該基板或該支承面一邊投射光束之點光、一邊於較該基板寬度方向之尺寸窄之範圍掃描並沿著以該掃描所得之描繪線描繪既定圖案之複數個描繪單元,以該複數個描繪單元之各描繪線描繪於該基板上之圖案彼此隨著該基板往長條方向之移動而於該基板之寬度方向接合之方式,將該複數個描繪單元配置於該基板之寬度方向;反射光檢測部,設於該複數個描繪單元之各個,用以檢測因該光束之點光之投射而從該支承構件之支承面或該基板反射之反射光;以及測量裝置,係根據在該支承構件之該基準標記位於該複數個描繪單元各個之該描繪線上時從該反射光檢測部輸出之訊號,測量該複數條描繪線之配置關係。
- 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置,其中,該支承構件係以從延伸於該基板寬度方向之中心線以一定半徑彎曲之圓筒狀外周面之一部分支承該基板,並藉由繞該中心線之旋轉將該基板往該長條方向搬送的旋轉圓筒。
- 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置,其中,該複數個描繪單元係配置成在將描繪於該基板上彼此接合之圖案的相鄰描繪單元之一方設為奇數號、另一方設為偶數號時,該奇數號描繪單元各個之奇數號描繪線、與該偶數號描繪單元各個之偶數號描繪線,以一定之角度間隔位於該旋轉圓筒外周面之周方向。
- 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置,其中,該奇數號描繪線之各個係在該基板上與該旋轉圓筒之旋轉中心線大致平行之方式,於該基板之寬度方向配置成一行,該偶數號描繪線之各個係在該基板上與該旋轉圓筒之旋轉中心線大致平行之方式,於該基板之寬度方向配置成一行。
- 如申請專利範圍第2至4項中任一項之基板處理裝置,其進一步具備:標尺部,具有從該中心線於既定半徑之周方向形成之刻度,被設置成與該旋轉圓筒一起旋轉;以及編碼器讀頭,讀取該標尺部之刻度,輸出與該基板之移動量或移動位置對應之位置資訊;該搬送裝置,係與該基板往長條方向之搬送連動的根據從該編碼器讀頭輸出之該位置資訊使該旋轉圓筒旋轉。
- 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置,其中,該測量裝置,具備在該光束之點光掃描該支承構件之基準標記時,根據從該複數個描繪單元各個之反射光檢測部輸出之訊號與從該編碼器讀頭輸出之位置資訊,運算關於該複數條描繪線之相對位置關係之資訊加以儲存的控制部。
- 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置,其中,該控制部,係根據在該複數個基準標記往該旋轉圓筒之周方向移動之期間,因該光束之點光沿該描繪線之複數次掃描之各次而從該反射光檢測部輸出之複數個訊號,運算與該複數條描繪線之相對位置關係偏差相關之資訊。
- 如申請專利範圍第2至4項中任一項之基板處理裝置,該基板對該光束具有穿透性,該反射光檢測部係輸出與該光束之點光直接照射於該支承構件之支承面上之該基準標記時所產生之反射光對應之訊號、或與該光束穿透該基板照射於該基準標記時所產生之反射光對應之訊號。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板處理裝置,其進一步具備輸出該光束之雷射光源;該複數個描繪單元之各個,具備將來自該雷射光源之光束偏向掃描於一維的掃描光學系、與將該經偏向掃描之光束以在該基板上或該支承構件之支承面上聚光於該點光之方式加以投射的光束投射光學系;該反射光檢測部,包含用以對來自於該基板或該支承構件之支承面之反射光透過該光束投射光學系與該掃描光學系進行光電檢測的光電感測器、與配置在該光電感測器與該掃描光學系間之光路中的光分割器。
- 如申請專利範圍第9項之基板處理裝置,其中,該掃描光學系包含將來自該雷射光源之光束偏向掃描於一方向之旋轉多面鏡;該光束投射光學系,具備將以該旋轉多面鏡偏向掃描之該光束導向該描繪線上的f-θ透鏡、與設在該f-θ透鏡與該支承構件之間具有與該描繪線延伸之方向大致平行之母線並在與該母線正交之方向聚光該光束的柱面透鏡。
- 如申請專利範圍第2至4項中任一項之基板處理裝置,其中,該複數個描繪單元之各個,具備將來自雷射光源之光束偏向掃描於一維的掃描光學系、以該經偏向掃描之光束作為該光束投射向該基板或該旋轉圓筒之外周面的光束投射光學系、以及設在該光束投射光學系與該旋轉圓筒間具有與該描繪線延伸之方向大致平行之母線並將該光束聚光於與該母線正交之方向的柱面透鏡。
- 如申請專利範圍第2至4項中任一項之基板處理裝置,其中,該基準標記係在該旋轉圓筒之外周面上之該中心線延伸之方向以既定間隔設有複數個,該既定間隔被設定為較該複數條描繪線之長度小。
- 如申請專利範圍第12項之基板處理裝置,其中,該基準標記係以形成在該旋轉圓筒外周面上之彼此交叉之2條線圖案之交點部構成。
- 如申請專利範圍第2至4項中任一項之基板處理裝置,其中,從該複數個描繪單元之各個投射於該基板或該旋轉圓筒外周面之該光束,係配置成朝向該旋轉圓筒之旋轉中心線。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項之基板處理裝置,其中,該反射光檢測部具備將在該基板或該支承構件之支承面產生之該反射光以亮視野或暗視野加以受光的光電感測器,根據從該光電感測器輸出之訊號檢測該基準標記之邊緣位置。
- 如申請專利範圍第7或10項之基板處理裝置,其中,在將該描繪線之長度設為LBL、將該光束於該長度LBL之掃描時間設為Ts、將形成在該描繪線上之該點光於該掃描方向之點尺寸設為Xs時,該雷射光源係其重複發光發光頻率Fz為滿足Fz≧LBL/(Ts‧Xs)之脈衝雷射光源。
- 一種元件製造方法,係使用如申請專利範圍第1至16項中任一項之基板處理裝置於該基板形成該圖案。
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