WO2022215690A1 - 露光装置、デバイス製造方法およびフラットパネルディスプレイの製造方法 - Google Patents

露光装置、デバイス製造方法およびフラットパネルディスプレイの製造方法 Download PDF

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WO2022215690A1
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substrate
spatial light
light modulator
pattern
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正紀 加藤
恭志 水野
仁 水野
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株式会社ニコン
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    • G03F7/70425Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70475Stitching, i.e. connecting image fields to produce a device field, the field occupied by a device such as a memory chip, processor chip, CCD, flat panel display

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus, device manufacturing method, and flat panel display manufacturing method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-066818 filed on April 9, 2021, the contents of which are incorporated herein.
  • an exposure apparatus that irradiates a substrate with illumination light through an optical system
  • light modulated by a spatial light modulator is passed through a projection optical system, and an image of this light is projected onto a resist coated on the substrate.
  • An exposure apparatus that forms an image and performs exposure is known (see, for example, Patent Document 1).
  • One aspect of the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate exposed with a first exposure pattern while moving in a scanning direction while overlapping a second exposure pattern.
  • an exposure unit having a spatial light modulator in which the plurality of elements are controlled, an illumination optical system that illuminates the spatial light modulator, and a projection optical system that projects an image of the spatial light modulator onto the substrate; a data generator for generating control data for controlling the plurality of elements according to the second exposure pattern; and a measurement system for measuring marks exposed together with the measuring system, and at least one of the projection optical system, the spatial light modulator, and the data generation unit is controlled according to the measurement result of the marks by the measurement system.
  • a control unit for controlling a projection position on the substrate by the projection optical system, wherein the exposure units are provided in plurality and expose the substrate with the second exposure pattern divided into the plurality, respectively; The controller controls the projection position for each exposure unit.
  • Another aspect of the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate exposed with a first exposure pattern while moving in a scanning direction while overlapping a second exposure pattern.
  • an illumination optical system for illuminating the spatial light modulator; and a projection optical system for projecting an image of the spatial light modulator onto the substrate.
  • a unit, a data generation unit that generates control data for controlling the plurality of elements according to the second exposure pattern, and a substrate transported in a direction in which the exposure direction of the first exposure pattern and the scanning direction intersect.
  • a measurement system for measuring a mark exposed together with the first exposure pattern before the second exposure pattern is exposed onto the substrate by the exposure unit; a driving unit that relatively moves in the scanning direction with respect to the mark, and exposes the second exposure pattern to overlap the first exposure pattern according to the measurement result of the mark by the measurement system.
  • Another aspect of the present invention provides a spatial light modulator having a plurality of elements and controlling the plurality of elements according to an exposure pattern, an illumination optical system that illuminates the spatial light modulator, and the spatial light.
  • a projection optical system for projecting an image of a modulator onto the substrate;
  • a data generator for generating control data for controlling the plurality of elements according to the exposure pattern;
  • a receiver that receives information about an exposure machine that performs superimposed exposure on the substrate, and the data generator corrects the control data based on the information.
  • One aspect of the present invention includes exposing the substrate using the exposure apparatus described above and developing the exposed substrate.
  • One aspect of the present invention includes exposing a flat panel display substrate using the exposure apparatus described above and developing the exposed substrate.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an exposure apparatus according to an embodiment
  • FIG. It is a side view which shows schematic structure of an exposure apparatus.
  • 3 is a side view showing a schematic configuration of an illumination/projection module of the exposure apparatus;
  • FIG. 4 is a perspective view showing ON/OFF operation of a spatial light modulator;
  • FIG. 4 is a diagram showing the operation of the spatial light modulator, and is a diagram in a power off state;
  • FIG. 4 is a diagram showing the operation of the spatial light modulator, and is a diagram of the ON state of the spatial light modulator.
  • FIG. 4 is a diagram showing the operation of the spatial light modulator, and is a diagram of the spatial light modulator in the OFF state;
  • 3 is a side view showing a schematic configuration of a first alignment system provided on the substrate stage;
  • FIG. It is a perspective view which shows schematic structure of a mask exposure machine.
  • Fig. 3 shows a diagram of a scan layout of a mask exposure machine;
  • FIG. 3 is a diagram showing a module area in an exposure apparatus;
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing a module area in an exposure apparatus;
  • FIG. FIG. 2 is a plan view showing a state of exposure of a substrate by a mask exposure machine and an exposure device;
  • FIG. 11 is a layout in which the 1st exposure and the 2nd exposure in FIG.
  • FIG. 10 is overlapped and exposed in the same direction, and no rotation error occurs.
  • FIG. 11 is a layout in which the 1st exposure and the 2nd exposure in FIG. 10 are overlapped and exposed in the same direction, and a rotation error occurs.
  • FIG. 4 is a plan view showing a state of exposure by rotating a substrate by an exposure device;
  • FIG. 13 is a layout in which the 1st exposure and the 2nd exposure are overlapped in the same direction in FIG. 12 and no rotation error occurs.
  • FIG. 13 is a layout in which the 1st exposure and the 2nd exposure are overlapped in the same direction in FIG. 12, and a rotation error occurs.
  • FIG. 4 is a plan view showing the position of an alignment microscope during mask exposure according to the first embodiment;
  • FIG. 4 is a plan view showing the position of an alignment microscope during overlay exposure according to the first embodiment;
  • FIG. 11 is a plan view showing the position of an alignment microscope during overlay exposure according to the second embodiment;
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of an exposure apparatus according to this embodiment.
  • the exposure device 1 is a device that irradiates a substrate 10 with illumination light via an optical system.
  • the exposure apparatus 1 passes light modulated by a spatial light modulator 75 (see FIG. 2) through a projection optical system (projection module 7B, which will be described later), and forms an image of this light on a photosensitive material (resist) for exposure. It is something to do.
  • the substrate 10 is a display glass substrate coated with, for example, a resist on its surface.
  • the exposure apparatus 1 includes a substrate stage 4 that supports a substrate 10, an exposure apparatus main body 2 that performs scanning exposure to expose the substrate 10 with a predetermined exposure pattern, and a substrate stage 4.
  • a substrate exchange unit 3 for transporting and placing the substrate 10 is provided.
  • first direction X1 A direction perpendicular to (crossing) the first direction is defined as a second direction X2.
  • a direction orthogonal to the first direction X1 and the second direction X2 is defined as a third direction X3.
  • the substrate stage 4 holds a rectangular substrate 10 in plan view.
  • the exposure apparatus main body 2 has an exposure unit 20, an optical surface plate 21, an alignment system 5, and an autofocus system .
  • the exposure unit 20 incorporates the spatial light modulator 75 described above, is supplied with light from the light source 61, and irradiates light in a preset exposure pattern.
  • the exposure unit 20 is supported by an optical surface plate 21 fixed by a column 22.
  • the optical surface plate 21 is formed in a flat plate shape and is fixed to the top of a gate-shaped column 22 provided so as to straddle the base plate 11 extending in the first direction X1 on which the substrate stage 4 is placed.
  • the optical platen 21 is arranged in the central portion of the base plate 11 in the first direction X1.
  • the base plate 11 is installed on the floor via a plurality of anti-vibration bases 111 .
  • the base plate 11 is a substrate extending in the first direction X1, and the substrate stage 4, which will be described later, is mounted on the upper surface 11a.
  • the upper surface 11a of the base plate 11 is provided with guides (not shown) that guide the substrate stage 4 along the first direction X1.
  • the column 22 has a pair of horizontal members 221 extending in the second direction X2 and legs 222 extending downward from both ends of the horizontal members 221 and connected to the base plate 11 . Since the load of the optical surface plate 21 is applied to the legs 222 , an anti-vibration table (not shown) may be arranged at the connection between the base plate 11 and the legs 222 . Three V-grooves are formed at appropriate positions on the upper surface of the horizontal member 221 . The optical surface plate 21 is placed in the V-groove via three balls on a pair of horizontal members 221 with the upper surface 21a facing in the horizontal direction.
  • the optical surface plate 21 is equipped with an illumination/projection module 7, an AF system 23, and a second alignment system 5B, which will be described later.
  • the optical surface plate 21 is provided with a plurality of first through holes 21b (see FIG. 2) penetrating in the thickness direction in order to guide the exposure light onto the substrate 10.
  • any method can be appropriately applied as long as the method can ensure rigidity.
  • the substrate stage 4 is for positioning the substrate 10 with high accuracy with respect to a plurality of partial images of the exposure pattern projected via the projection module 7B, which will be described later.
  • the substrate stage 4 is driven in six degrees of freedom (first direction X1, second direction X2, third direction X3, and ⁇ X1, ⁇ X2, and ⁇ X3 directions rotating around axes X1, X2, and X3).
  • the substrate stage 4 is formed in a flat plate shape, and adsorbs and holds the substrate 10 on the upper surface 4a by a method such as vacuum adsorption.
  • the substrate stage 4 is guided by a guide (not shown) on the base plate 11, measures and controls the position of the substrate stage 4 by an interferometer 53 and an encoder, and is moved in the first direction X1 and the second direction X2.
  • a linear motor system or the like can be adopted in which the substrate stage 4 is lifted by air and moved by magnetic force.
  • the movement path of the substrate stage 4 is set so as to pass below the exposure unit 20 . That is, the substrate stage 4 is transported to the irradiation position of the light by the exposure unit 20, and is configured to pass through the irradiation position. Then, while the substrate stage 4 passes through the exposure unit 20 , the exposure pattern of the image formed by the exposure unit 20 is exposed onto the substrate 10 .
  • a plurality of exchange pins (not shown) used when exchanging the substrate 10 are provided so as to be retractable in the vertical direction (third direction X3).
  • These exchange pins are arranged at predetermined intervals in the first direction X1 and the second direction X2 in the region of the upper surface 4a of the substrate stage 4 where the substrate 10 is arranged.
  • the replacement pin protrudes upward, the bottom surface of the substrate 10 is supported by the tip of the pin.
  • the substrate 10 can be raised and lowered by making the exchange pin appear and disappear.
  • the protruding length of the replacement pin from the upper surface 4a is set to at least a length that allows the board support portion 31 of the replacement arm 3A, which will be described later, to advance below the raised board 10.
  • the substrate exchanging section 3 unloads the exposed substrate 10 on the substrate stage 4 to the outside of the substrate stage 4, and moves the substrate 10 to be exposed next to the substrate stage from which the exposed substrate 10 was unloaded. 4 Carry it up.
  • the substrate exchanging part 3 has an exchanging arm 3A for exchanging the substrate 10 on the substrate stage 4 at high speed.
  • the exchange arm 3A is provided with a loading arm for loading the substrate 10 onto the substrate stage 4 and a loading arm for loading the substrate 10 out.
  • the replacement arm 3A has a substrate support portion 31 at the tip of the arm.
  • the exchange arm 3A is arranged on the side of the substrate stage 4 in the second direction X2, and is provided movably in the first direction X1, the second direction X2, and the third direction X3.
  • the exchange arm 3A is moved in the second direction X2 to advance the substrate supporting part 31 below the substrate 10, and further raised to support the substrate 10 from below, and further separated from the substrate stage 4 in the second direction X2. By moving in the direction, the operation of taking out the substrate 10 from the substrate stage 4 can be performed.
  • the substrate 10 is coated with a photosensitive resist, carried into the exposure apparatus 1, and placed on the plurality of exchange pins provided on the substrate stage 4 by the exchange arm 3A. Then, the replacement pin is lowered and held by being attracted to the substrate holder on the substrate stage 4 .
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the exposure unit 20. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the exposure unit 20 exposes the light source unit 6 (see FIG. 1), the light source 61 of the light source unit 6, and the light from the light source 61 using a spatial light modulator 75 (described later). and an illumination/projection module 7 for.
  • the exposure unit 20 exposes the light source unit 6 (see FIG. 1), the light source 61 of the light source unit 6, and the light from the light source 61 using a spatial light modulator 75 (described later). and an illumination/projection module 7 for.
  • the light source units 6 are provided in pairs.
  • a light source unit using a highly coherent laser as the light source 61 a light source unit using a light source 61 such as a semiconductor laser type UV-LD, and a light source unit using a lens relay type retarder can be adopted.
  • the light source 61 is a lamp or laser diode that emits a wavelength of 405 nm or 365 nm.
  • the optical system of the illumination/projection module 7 includes an illumination module 7A, a projection module 7B, and a modulator 7C.
  • the number of lighting modules 7A is the same as that of the projection modules 7B in a one-to-one relationship.
  • the illumination module 7A takes in the laser light L into the illumination module 7A through the optical fiber 71, and transmits the laser light L substantially uniformly to the spatial light modulator 75 through the collimator lens 721, the fly-eye lens 723, and the main condenser lens 724. to illuminate.
  • the illumination module 7A is provided with a module shutter 73 that can turn on/off the laser light L emitted from the optical fiber 71 at high speed for each of the illumination module 7A and the projection module 7B.
  • the illumination module 7A causes the laser light L output from the light source 61 of the light source unit 6 shown in FIG. 1 to enter the spatial light modulator 75 as illumination light for exposure.
  • Illumination module 7A includes optical fiber 71, collimator lens 721, illumination wedge 722, fly-eye lens 723, and main condenser lens 724, as described above.
  • As the optical fiber 71 for example, a quartz fiber is used.
  • Output light (laser light L) from the light source 61 is guided by the optical fiber 71 and enters the collimator lens 721 .
  • the collimating lens 721 converts the light that is emitted from the optical fiber 71 and spreads into parallel light and emits the parallel light.
  • the illumination wedge 722 adjusts the intensity (power) of light emitted from the optical fiber 71 .
  • the light passing through the collimator lens 721 passes through the fly-eye lens 723 and the main condenser lens 724, is reflected by the mirror 725, and enters the spatial light modulator 75 at a predetermined reflection angle.
  • the illumination module 7A and the light source unit 6 can be considered to illuminate the spatial light modulation element 75 together, and the two may be collectively referred to as an illumination system.
  • the modulation section 7C modulates illumination light to create a pattern, and includes a spatial light modulator 75 and an OFF light absorption plate 74.
  • a digital mirror device is adopted as an example of the spatial light modulator 75 .
  • the spatial light modulation element 75 has a plurality of elements (mirrors in a digital mirror device). Since the spatial light modulator 75 requires driving of individual mirrors, it is preferable to use a light source capable of pulsed light emission at a constant period or pulsed light emission for a predetermined period of time rather than continuous light.
  • the spatial light modulator 75 is held by a stage movable in the first direction X1 and the second direction X2, and corrects the deviation of the substrate stage 4 from the target value, for example.
  • FIG. 5A shows a state in which the spatial light modulator 75 is powered off.
  • the spatial light modulator 75 shown in FIG. 5B shows an ON state in which the light from the lighting module 7A is reflected toward the substrate 10 by tilting the mirror about the x2 axis.
  • the spatial light modulator 75 shown in FIG. 5C turns the light from the lighting module 7A into the OFF light L2 by tilting the mirror around the x1 axis, and directs the light not to the substrate 10 but to the OFF light absorption plate 74 in the OFF state. is shown.
  • the spatial light modulator 75 can control the ON state and OFF state of each mirror based on the control data to form a pattern.
  • the projection module 7B is supported by the optical surface plate 21 and arranged below the spatial light modulator 75, which is the modulation section 7C.
  • a magnification adjustment unit 76 for adjusting the magnification for projecting one pixel of the spatial light modulator 75 with a predetermined size, and a focus for adjusting the focus by driving the lens in the third direction X3. and an adjustment unit 77 .
  • the projection module 7B projects, exposes, and forms an image of the pattern on the substrate 10.
  • the magnification adjustment unit 76 makes it possible to slightly correct the magnification by driving some lenses.
  • the magnification adjustment unit 76 includes a magnification adjustment lens 761 that reduces the image from the spatial light modulator 75 to, for example, 1/2 to 1/10 times and projects it onto the focus adjustment unit 77 .
  • the magnification adjustment by the magnification adjustment unit 76 is not limited to reduction, and may be enlargement.
  • the focus adjustment unit 77 includes a plurality of focus lenses 771 for condensing the image of the magnification adjustment unit 76 into spots and projecting them onto the substrate surface 10a, which is the focal plane.
  • the projection modules 7B are arranged in multiple rows on the optical surface plate 21 along the first direction X1.
  • the optical surface plate 21 is provided with autofocus systems 23 on both sides of the projection module 7B with respect to the first direction X1 (see FIG. 7).
  • the autofocus system 23 can measure the position of the substrate 10 in the X3 direction prior to the exposure process regardless of the scanning direction of the substrate 10 (the first direction X1).
  • the focus adjustment unit 77 drives the focus lens 771 based on the measurement result of the autofocus system 23 to adjust the focus of the pattern image of the spatial light modulator 75 .
  • an autofocus system 23 is arranged on both sides of the optical platen 21 across the projection module 7B in the first direction X1 (see FIG. 7).
  • the auto-focus system 23 is designed to enable preceding measurement regardless of the scanning direction (first direction X1) of the substrate 10 .
  • the alignment system 5 includes a first alignment system 5A (see FIG. 6) provided on the substrate stage 4 and a second alignment system 5B (see FIG. 2) provided on the optical surface plate 21. and have.
  • the first alignment system 5A is embedded in the substrate stage 4 at a predetermined position.
  • the first alignment system 5A measures the position of the substrate 10 sucked by a holder (not shown) with respect to the substrate stage 4 .
  • the first alignment system 5A is arranged at least at four corners of the substrate stage 4 .
  • the substrate stage 4 is provided with through holes 42 penetrating in the stage thickness direction at four corners where the first alignment system 5A is provided.
  • the first alignment system 5A includes a lens 511 arranged in the through-hole 42 of the substrate stage 4 and an alignment mark of the substrate 10 placed at a predetermined position on the substrate stage 4. It has a light source 513 such as an LED that irradiates the alignment mark 12 and a measurement unit 512 that detects the light reflected by the alignment mark 12 .
  • the positions of, for example, the four corners of the substrate 10 are measured, and the X1-direction position, X2-direction position, rotation amount ( ⁇ X3), and X1-direction position are measured.
  • the arrangement of the first alignment system 5A on the substrate stage 4 is not limited to four corners as described above. For example, when it occurs due to a process such as the non-linear shape of the substrate 10, a considerable number of first alignment systems 5A, such as 4 locations.times.4 rows, are arranged.
  • the first alignment system 5A is an off-axis alignment system.
  • the first alignment system 5A measures the alignment mark 12 of the substrate 10 with reference to CCD or CMOS pixels for imaging.
  • the substrate stage 4 has a calibration measurement system 52, an interferometer 53 for measuring the position of the substrate stage 4, and an illuminance measuring device .
  • the calibration measurement system 52 , the interferometer 53 , and the illuminance measurement device 54 are acquisition units that acquire information about light from the exposure unit 2 during or before the substrate 10 is exposed.
  • the calibration measurement system 52 is used for measuring and calibrating the positions of various modules.
  • the calibration measuring system 52 is also used for calibrating the second alignment system 5B arranged on the optical surface plate 21 .
  • the exposure apparatus 1 of the present embodiment by measuring the imaging position of the pattern generated by the spatial light modulator 75 for exposure by the first alignment system 5A in the substrate stage 4,
  • the position of the first alignment system 5A on the substrate stage 4 with respect to the imaging system can be measured from the image positions of the interferometer 53 for measuring the position and the alignment system 5.
  • a second alignment system 5B is arranged on the optical platen 21 above the substrate stage 4. As shown in FIG. The second alignment system 5B measures the position of the substrate 10 sucked by a holder (not shown) with respect to the substrate stage 4 . The second alignment system 5B is arranged in a second through hole 21c that penetrates the optical surface plate 21 in the thickness direction.
  • the second alignment system 5B includes a lens 551 arranged below the second through hole 21c of the optical surface plate 21 and a substrate 10 arranged above the lens 551 and placed at a predetermined position on the substrate stage 4. It has an optical sensor 552 that irradiates measurement light toward the alignment mark 12 and a measurement unit 553 that detects the light reflected by the alignment mark 12 .
  • the second alignment system 5B when the substrate 10 is placed on the substrate stage 4, has a position in the X1 direction, a position in the X2 direction, a rotation amount ( ⁇ X3), and an X1 It can be calculated by measuring the six parameters (positional information) of the reduction/enlargement magnification in the direction, the reduction/enlargement magnification in the X2 direction, and the degree of orthogonality.
  • the optical surface plate 21 is formed extending in the first direction X1.
  • the second alignment 5B is provided on the optical platen 21 apart from the illumination module 7 with respect to the first direction X1.
  • the substrate stage 4 moves the alignment mark 12 on the substrate 10 to a position where the second alignment 5B can measure. By driving the substrate stage 4, the alignment marks 12 arranged on the substrate 10 can be measured, so that almost the entire surface of the substrate 10 can be measured.
  • the first alignment system 5A can place the substrate 10 on the substrate stage 4 and measure the positional information about the substrate 10.
  • the first alignment system 5A may be provided on the optical platen 21 apart from the illumination module 7 with respect to the first direction X1.
  • FIG. 1 when a recipe for exposure is input to the exposure apparatus 1, mask data for exposure is selected from a mask pattern server. Then, as shown in FIG. 2, the mask data is divided into the number of illumination modules 7A, the divided mask data is generated, and stored in the memory provided for each module. At this time, the spatial light modulator 75 updates 4 Mpixels at an update rate of approximately 10 kHz, for example, so the memory stores a large amount of mask data at high speed.
  • the module performs various exposure preparations in accordance with mask data preparation (transmission to memory). That is, the necessary registered pattern of the spatial light modulator 75 is loaded in advance before exposure.
  • the exposure apparatus 1 measures and calibrates the illuminance (light information) according to the recipe.
  • the illuminance measurement device 54 arranged on the substrate stage 4 measures the illuminance of light from the illuminance measurement pattern generated on the spatial light modulator 75 .
  • the illumination wedge 722 arranged in the illumination module 7A adjusts the illuminance including the difference between the modules 7A and 7B. Thereby, the lighting module 7A can be corrected according to the measured illuminance (state of light).
  • the calibration measurement system 52 measures the exposure positions of the second alignment system 5B arranged on the optical surface plate 21, the illumination module 7A, and the projection module 7B. That is, the calibration measurement system 52 measures the arrangement of the illumination module 7A and projection module 7B and the position of the microscope, and calculates the relative positional relationship between the illumination module 7A and projection module 7B and the microscope. Further, the position of the first alignment system 5A provided on the substrate stage 4 is calculated by measuring using the exposure pattern of the spatial light modulator 75 projected by the projection module 7B. Thus, the exposure positions of the first alignment system 5A and the modules 7A and 7B are calculated.
  • the substrate 10 to be exposed is placed on the substrate stage 4 .
  • the alignment mark 12 of the substrate 10 is observed and measured by the first alignment system 5A. Accordingly, it is possible to confirm where the exposure pattern is arranged on the substrate 10 based on the relative positional relationship between the illumination module 7A and the projection module 7B and the microscope. Based on the measurement information, correction data is generated by a data control unit, which will be described later.
  • the position of the substrate stage 4 with respect to the illumination module 7A and the projection module 7B may be corrected by moving in the X1 direction, the X2 direction, and the ⁇ X3 direction.
  • the exposure data is corrected in order to correct this amount of deviation.
  • correction data may be generated after reducing the deviation amount by moving the substrate stage 4 itself instead of just correcting with the exposure data. In this case, the amount of data correction is reduced.
  • the exposure position on the substrate 10 may be changed by moving the spatial light modulator 75 .
  • the amount of deviation may be corrected by correcting the data and moving the substrate stage 4, or the amount of deviation may be corrected by correcting the data and moving the spatial light modulator 75, or by correcting the data and moving the substrate stage 4. and by moving the spatial light modulator 75, the amount of deviation may be corrected.
  • the exposure apparatus 1 it is also possible to calculate the correction value for each panel of the substrate 10, such as a liquid crystal television, and obtain the correction value for the substrate stage 4.
  • FIG. When the substrate 10 is partially corrected in this way, the correction values are almost always different for each of the illumination module 7A and the projection module 7B. Corrects the digital exposure data to be used.
  • the substrate stage 4 uses the exchange arm 3A (see FIG. 1) of the substrate exchange section 3 to place the substrate 10 thereon. After that, the alignment mark 12 of the substrate 10 is measured by the first alignment system 5A.
  • the exposure apparatus 1 is connected to and controlled by a data control section having a memory.
  • the data control unit is connected to each part (alignment system 5 (5A, 5B), substrate stage 4, optical system (illumination module 7A, projection module 7B, and modulation unit 7C)) of exposure apparatus 1, and transmits and receives measurement values.
  • a control operation command or the like is issued from the data control unit to the exposure apparatus 1 .
  • the memory has a function of generating and correcting digital exposure data for driving the spatial light modulator 75 by measurement, and stores correction data of the digital exposure data.
  • the data control unit is built into the personal computer.
  • the data control section described above calculates a correction value (correction data) for the digital exposure data. Then, the data control unit stores the obtained correction data in the memory. After that, the exposure apparatus 1 performs overlay exposure on the substrate 10 on the substrate stage 4 based on the transmitted correction data and recipe information for the substrate 10 .
  • the data control unit for example, light information such as illuminance measured by an illuminance measuring device 54 or a calibration measurement system 52 provided on the substrate stage 4 during exposure is used as correction data, and illumination/projection is performed based on this correction data.
  • the illuminance of the module 7 can be adjusted.
  • Information on the light at this time is sent to the illumination/projection module 7 before starting the data correction of the substrate stage 4 . It is also possible to transmit the above light information to the illumination/projection module 7 while data correction is being performed on the substrate stage 4 .
  • the exposure apparatus 1 in addition to the array measurement of the plurality of illumination modules 7A and projection modules 7B, measurements related to the exposure position and data correction are performed in advance. By performing curvature (straightness) correction, etc., it is possible to calculate a correction value based on data and transmit the correction data during the exposure operation. In this way, it is possible to transmit the data considering the alignment of the substrate 10 and the arrangement of the modules without affecting the takt time.
  • the mask exposure machine 8 is an exposure device that exposes the pattern formed on the mask M (see FIG. 8) onto the substrate 10.
  • the mask exposure machine 8 includes a fiber 81 that irradiates light, an illumination optical system 82, a mask stage 83 that supports and moves the mask M, a projection optical system 84, and a substrate stage 84 that supports and moves the substrate. , is equipped with
  • the first exposure hereinafter referred to as 1st exposure
  • 2nd exposure the second and subsequent exposures
  • the exposure apparatus 1 performs overlay exposure, which is the 2nd exposure, on the substrate 10 while supporting and moving the substrate 10 that has undergone the 1st exposure by the mask exposure device 8 on the substrate stage 4 .
  • FIG. 8 shows the scan layout of the mask exposure machine 8.
  • Reference numeral 85 indicates a first exposure area by the projection optical system 82 (see FIG. 7).
  • the first exposure area 85 has a trapezoidal shape when viewed from above.
  • the mask exposing machine 8 joins the ends of the first exposure regions 85 adjacent in the second direction X2 to expose the substrate 10 .
  • a region on the substrate 10 exposed by connecting the first exposure region 85 is referred to as a first connecting region. Since the mask size of the mask exposure machine 8 is finite, the scan layout may be restricted.
  • the mask exposing machine 8 splices seven first exposure regions 85 together to form a 1/4 of the substrate 10, for example. are arranged to be the same extent as the area of .
  • the mask stage 83 shown in FIG. 7 is also designed to have a size capable of supporting a mask M that is 1/4 the size of the substrate 10 . In this way, the configuration inside the mask exposure machine 8 is determined according to the size of the mask M and the area on the substrate 10 exposed by one exposure operation, that is, the mask exposure machine 8 is subject to restrictions. .
  • the substrate stage 84 and the mask stage 83 are scanned relative to the projection optical system 82 in the first direction X1, and the substrate stage 84 is moved relative to the mask stage 83 in the second direction X2.
  • the entire surface of the substrate is exposed while repeating the stepwise movement for relative movement in the first direction X1.
  • the size of the mask M is 1/4 times the size of the substrate 10, the size is not limited to 1/6 or 1/8 times.
  • the exposure apparatus 1 since the exposure apparatus 1 according to the present embodiment exposes the substrate 10 with an exposure pattern formed by the spatial light modulator, the substrate 10 can be exposed without using a mask M unlike the mask exposure device 8. .
  • the exposure apparatus 1 may be referred to as a maskless exposure apparatus because the mask M is not used.
  • FIG. 9A and 9B show scan layouts of a maskless exposure machine (exposure apparatus 1). Unlike the mask exposure machine 8 described above, the maskless exposure machine does not have restrictions on the mask size and apparatus, and can be freely arranged in layout. For example, when the substrate 10 is mounted (vertically placed) on the substrate stage 4 so that the long side of the substrate 10 is parallel to the second direction X2 as shown in FIG.
  • the short side of the substrate 10 is Compared to the case where the substrate stage 4 is placed (horizontally placed) so as to be parallel to the second direction X2, the scan length, that is, the distance that the substrate stage 84 moves with respect to the exposure module to expose the entire surface of the substrate can be shortened, and the time required to expose the entire surface of the substrate can also be shortened.
  • the glass substrate is a sixth-generation glass (1850 mm ⁇ 1500 mm)
  • the exposure time when the glass substrate is placed vertically on the substrate stage 84 is the same as when the glass substrate is placed horizontally on the substrate stage 84.
  • the exposure time is 1500/1850 compared to the exposure time when the exposure time was 1,000.
  • Reference numeral 86 indicates a second exposure area by the projection module 7B.
  • the exposing machine 1 exposes the substrate 10 by splicing the ends of the second exposure regions 86 adjacent to each other in the second direction X2. A region on the substrate 10 that is exposed through the second exposure region 86 is referred to as a second
  • the substrate 10 is divided into two in each of the first direction X1 and the second direction X2 and exposed as a total of four exposure areas.
  • FIG. 11A shows the result of overlay exposure by the 1st exposure by the mask exposure machine 8 and the 2nd exposure by the exposure machine 1 in one exposure region R1, R2 on the substrate 10.
  • the mask exposure device 8 performs exposure while moving the substrate stage 4 and the mask stage 83 with respect to the projection optical system 82 in the first direction X1.
  • the exposing machine 1 performs exposure by moving the substrate stage 4 in the first direction X1 with respect to the exposure module. That is, in FIG. 11A, the movement direction of the substrate stage 84 during exposure by the mask exposure device 8 during the 1st exposure and the movement direction of the substrate stage 4 during exposure by the exposure device 1 during the 2nd exposure match (parallel). This is the result of exposing the substrate 10 to light.
  • FIG. 11A shows the result of exposing the substrate 10 to light.
  • the exposure state is such that there is no deviation (rotational error) between the moving direction of the substrate 10 during the 1st exposure and the moving direction of the substrate 10 during the 2nd exposure.
  • the module width of the 2nd exposure is set to 1/2 of the width of the joint region of the 1st exposure.
  • the exposing machine 1 exposes the substrate 10 by rotating the moving direction of the substrate 10 during the 2nd exposure by 90° with respect to the moving direction of the substrate 10 during the 1st exposure. do. That is, the exposing machine 1 moves the substrate 10 such that the scanning direction during the 2nd exposure is parallel to the second direction X2 when the direction of the joint portion is parallel to the first direction X1 during the 1st exposure. It is arranged on the substrate stage 4 .
  • the scanning direction during the 2nd exposure is orthogonal to the scanning direction during the 1st exposure.
  • the substrate stages 84, 4 are sized to support the substrate 10 even if it is transported vertically or horizontally.
  • the substrate stage 84,4 has a size of 1850 mm x 1850 mm (or a larger size). Good to have.
  • the substrate stages 84, 4 can support the substrate 10 either vertically or horizontally.
  • FIG. 13A shows a layout in which the 1st exposure and the 2nd exposure are overlapped by rotating the scanning direction by 90°. are perpendicular to each other and the substrate 10 is exposed.
  • FIG. 13B shows a state in which the substrate 10 is exposed when the rotation angle slightly deviates from 90° in the scanning direction between the 1st exposure and the 2nd exposure, that is, when a rotation error occurs.
  • FIG. 13A by rotating the scanning direction by 90° between the 1st exposure and the 2nd exposure, the scanning direction is matched between the 1st exposure and the 2nd exposure as described above, and a rotation error occurs, as shown in FIG. 11B.
  • the unevenness phenomenon such as moire can be reduced as compared with the layout shown. Further, as shown in FIG. 13B, even if the scanning direction is rotated by approximately 90° between the 1st exposure and the 2nd exposure, the current situation such as moire is reduced.
  • this embodiment shows an example in which the substrate 10 is placed horizontally on the substrate stage 84 and exposed during the 1st exposure, that is, an example in which the substrate 10 is placed vertically on the substrate stage 4 and exposed during the 2nd exposure.
  • the substrate 10 may be placed vertically on the substrate stage 84 and exposed during the 1st exposure.
  • a smaller number of projection modules 7B than shown in FIGS. 13A and 13B can fill the sides of the region.
  • the projection module 7B that is not used for exposure blocks the light emitted from the optical fiber 71 by the module shutter 73. As shown in FIG.
  • all the individual elements of the spatial light modulator 75 may be set to the OFF state.
  • a separate shutter mechanism may be provided in the projection module 7B to block the light from the spatial light modulator 75 toward the substrate 10 .
  • the light source unit 6 may guide the illumination light through the optical fiber 71 only to the modules required for the 2nd exposure.
  • the alignment operation is performed before the 2nd exposure, and is an operation for overlapping the exposure position of the 2nd exposure with the exposure position of the 1st exposure by measuring the position of the 1st exposure via the alignment mark 12 .
  • the substrate 10 used for exposure is placed horizontally on the substrate stage 84 of the mask exposure machine 8 and exposed.
  • the mask exposing machine 8 forms a plurality of (here, six) alignment marks on the substrate 10 at intervals in the lateral direction (second direction X2) at both ends 10c in the longitudinal direction (first direction X1). 12 is exposed. Further, the mask exposing machine 8 exposes the alignment mark 12 also at the central portion in the first direction X1 at both end portions 10d in the second direction X2.
  • the mask exposing machine 8 may also expose a plurality of alignment marks 12 along the boundaries of the four layouts.
  • the alignment marks 12 are formed by exposing alignment marks provided on the mask onto the substrate 10 through the projection lens of the mask exposing machine 8 during the 1st exposure.
  • the alignment mark 12 is provided at a position where it can be observed with an alignment microscope 55 in the exposure apparatus used in the 2nd exposure.
  • "F” is displayed in the exposure area R on the substrate 10 so as to indicate the orientation. That is, "F” is displayed with the longitudinal direction of the substrate 10 facing sideways (the first direction X1).
  • FIG. 14 shows the arrangement of the alignment microscope 55 provided in the mask exposure machine 8.
  • the alignment microscope 55 is arranged at a predetermined interval along the second direction X2 and provided at a position for observing/measuring the alignment mark 12 on the substrate 10 .
  • the same mask exposure device 8, the same type of mask exposure device 8, or another type of alignment microscope 55 is provided at the same position for the 2nd exposure of the substrate 10 that has undergone the 1st exposure by the mask exposure device 8. This is because exposure is performed by the mask exposure device 8 .
  • FIG. 15 shows that the substrate 10 that has undergone the 1st exposure by the mask exposure device 8 as shown in FIG. ) is placed.
  • the exposure apparatus 1 includes a plurality of (here, six) alignment microscopes 56 arranged at predetermined intervals along the scanning direction (second direction X2).
  • the alignment microscopes 56 are provided in the exposure apparatus 1 at intervals different from the intervals at which the alignment microscopes 55 of the mask exposure device 8 are arranged.
  • the 2nd exposure is performed by the same exposure apparatus 1, the same type of exposure apparatus 1, or a different type of exposure apparatus 1 in which the alignment microscope 56 is provided at the same position. This is because the alignment microscope 56 may be installed at an arrangement interval different from that of the alignment microscope 55 because the exposure is performed at .
  • the alignment microscope 56 is provided in an arrangement that cannot observe/measure the alignment mark 12 .
  • the alignment microscope 56 includes a first microscope 56A (third measurement system) whose position is fixed in an immovable state, and a second microscope 56A (third measurement system) which is movable in the vertical direction (second direction X2) by a predetermined movement distance. and a microscope 56B (fourth measurement system).
  • the first microscopes 56A are, for example, four out of the six arranged, excluding both sides.
  • the second microscopes 56B are two on both sides in the second direction X2 among the six arranged.
  • the positions of the second microscopes 56B arranged on both sides in the second direction X2 are controlled so as to move to positions where the alignment marks 12 of the vertically arranged substrate 10 can be observed.
  • the second microscope 56B is moved with respect to the second direction X2 so as to change the distance from the first microscope 56A.
  • the alignment microscope 56 can observe/measure the alignment mark 12 exposed on the substrate 10 in the 1st exposure.
  • the exposure apparatus 1 can expose a desired pattern on the substrate 10 in the 2nd exposure so as to overlap the exposure area exposed in the 1st exposure.
  • only the two second microscopes 56B on both sides of the second direction X2 among the six alignment microscopes 56 arranged in the vertical direction (second direction X2) are movable. not limited.
  • all six alignment microscopes 56 may be provided movably in the second direction X2, and each alignment microscope 56 may be configured to change the interval in the second direction X2.
  • FIG. 15 shows an example in which the alignment marks 12 are formed only at both ends of the exposure region R in the second direction X2 by the 1st exposure.
  • the alignment mark 12 is also formed on the direction X1 side, or when the alignment mark 12 is formed in the boundary area of the exposure area R, it is useful when the alignment microscope 56 observes/measures these alignment marks 12. be.
  • the reference mark detection unit may be configured to measure the movement distance of the alignment microscope 56 in the second direction X2.
  • the second microscope 56B of the alignment microscope 56 is movable, but it is not limited to being movable in this manner.
  • the alignment microscope 56 may further include a microscope provided at a position where the alignment marks 12 exposed by the mask exposing machine 8 can be measured.
  • the exposure apparatus 1 may move the substrate stage 4 holding the substrate 10 in the second direction X2 so that the alignment mark 12 can be observed without moving the alignment microscope 56 .
  • the mask exposure machine 8 performs the 1st exposure and the exposure apparatus 1 performs the 2nd exposure, but the method is not limited to this.
  • a method of performing the 1st exposure and the 2nd exposure with the mask exposure device 8 and performing the 3rd exposure with the maskless exposure device may be used.
  • the 1st exposure is not limited to exposure by the mask exposing machine 8 .
  • the exposure apparatus 1 may be used for the 1st exposure.
  • the mask exposure machine 8 may be an exposure machine that does not perform patch exposure. Even in such a case, the alignment marks 12 exposed by the mask exposure machine 8 cannot be observed/measured by the alignment microscope 56 of the maskless exposure machine (exposure apparatus 1). Therefore, it is not limited to moving the alignment microscope 56.
  • the maskless exposure machine (exposure apparatus 1) is provided with an alignment microscope 56 for the maskless exposure machine and an alignment microscope 55 for the mask exposure machine 8.
  • the substrate stage 4 may be moved to observe/measure the alignment mark 12 with the alignment microscope 56 of the maskless exposure machine.
  • the maskless exposure machine (exposure apparatus 1) performs overlapping exposure on the exposure area exposed with the edge shifted.
  • the maskless exposure machine exposes the substrate 10 (on which the pattern has been exposed by the mask exposure machine 8) in a direction parallel to the scanning direction of the mask exposure machine 8, so that the exposure area exposed with the edge shifted is However, it is possible to perform overlapping exposures.
  • the maskless exposure machine uses an alignment microscope 56 to measure the displacement amount of the edge of the exposure area.
  • first measurement method there is a method of correcting the pattern data sent to the spatial light modulator 75 based on the measured deviation amount. Specifically, for each spatial light modulator 75, the pattern data is corrected to be shifted to the + side or to the - side in the scanning direction.
  • second measurement method the optical member in the projection optical system is moved for each exposure module based on the measured deviation amount, and the projection region on the substrate 10 is projected (exposure start).
  • a measurement method that adjusts the position for each exposure module may also be used.
  • the spatial light modulator 75 is moved for each exposure module based on the measured deviation amount, and the position of the projection area on the substrate 10 is changed for each exposure module. It is good also as a measuring method to adjust.
  • the exposure start position can be adjusted for each exposure module, thereby preventing the edge from shifting. Overlapping exposure can also be applied to exposed areas.
  • the alignment mark 12 may be observed by moving the substrate stage in the non-scanning direction (direction intersecting the scanning direction).
  • the exposure device that exposes (information on whether it is the maskless exposure machine or the mask exposure machine 8) is received by the maskless exposure machine.
  • This information may include alignment information for the alignment microscope of the next exposure machine.
  • the mask exposing device 8 and the exposing device 1 are provided with a receiving section for receiving the information of the exposing device described above.
  • the maskless exposure machine (exposure apparatus 1) exposes the alignment mark 12 at a position where the alignment microscope 56 of the next exposure machine can observe the alignment mark 12 exposed by the maskless exposure machine. That is, the data generator corrects the pattern data based on the arrangement information of the alignment microscope 56 so that the alignment marks 12 can be exposed at appropriate positions on the substrate 10 that can be observed with the alignment microscope 56 .
  • the maskless exposure machine has alignment marks for the maskless exposure machine and alignment marks for the maskless exposure machine, respectively, so that the maskless exposure machine and the maskless exposure machine can be used for the exposure apparatus that performs the overlapping exposure. You may make it expose on a board
  • the scanning directions of the 1st exposure and the 2nd exposure are parallel. That is, the mask exposing device 8 scans in the same direction as the scanning direction (here, the first direction X1) to perform overlay exposure to form an overlay exposure portion.
  • the substrate 10 used for exposure is placed horizontally on the substrate stage 84 in the mask exposure machine 8 and exposed.
  • the mask exposing machine 8 applies a plurality of ( Here, 6 alignment marks 12 are exposed.
  • the alignment mark 12 is provided at a position where it can be observed with an alignment microscope 56 in the exposure apparatus 1 used for the 2nd exposure.
  • "F” is displayed in the exposure area R on the substrate 10 so as to indicate the orientation. That is, "F” is displayed with the longitudinal direction of the substrate 10 facing sideways (the first direction X1).
  • FIG. 16 shows that the substrate 10 that has undergone the 1st exposure by the mask exposure device 8 as shown in FIG. ) is placed.
  • the exposure apparatus 1 includes a plurality of (here, six) alignment microscopes 56 arranged at predetermined intervals along the scanning direction (first direction X1).
  • the alignment microscopes 56 are provided in the exposure apparatus 1 at the same intervals as the alignment microscopes 55 of the mask exposure machine 8 are arranged.
  • the exposure apparatus 1 having the spatial light modulator 75 scans in the same direction as the scanning direction in which the mask exposure device 8 exposes, and superimposition exposure is performed to form a superimposition exposure portion. . Since the 2nd exposure is free from mask restrictions, the entire substrate 10 can be exposed. In addition, since it is possible to match the joint region in the case of performing superimposed exposure with the exposure pattern of the 1st exposure that has been scanned and exposed in advance, the superimposed exposure of the 2nd exposure is performed in accordance with the joint region of the exposure pattern of the 1st exposure.
  • the arrangement of the alignment microscope 55 of the mask exposure machine 8 may differ from the arrangement of the alignment microscope 56 of the maskless exposure machine (exposure apparatus 1). be.
  • the alignment microscope 56 is not limited to moving.
  • the substrate stage 4 may be moved to observe/measure the alignment mark 12 with the alignment microscope 56 of the maskless exposure machine.
  • the exposure apparatus 1 that exposes the substrate 10 exposed with the first exposure pattern while moving in the scanning direction while overlapping the second exposure pattern, the exposure apparatus 1 having a plurality of elements and having the exposure pattern , an illumination module 7A (illumination optical system) that illuminates the spatial light modulator 75, and a projection that projects the image of the spatial light modulator 75 onto the substrate 10.
  • an illumination module 7A illumination optical system
  • a module 7B projection optical system
  • a data generator for generating control data for controlling a plurality of elements according to a second exposure pattern
  • a measurement system for measuring the alignment mark 12 exposed together with the first exposure pattern before exposure on the top, and according to the measurement result of the alignment mark 12 by the measurement system, the projection module 7B, the spatial light modulator 75, and the data a control unit that controls at least one of the generation units and controls the projection position on the substrate 10 by the projection module 7B.
  • a plurality of exposure units 20 are provided to expose the substrate 10 with a plurality of divided second exposure patterns, respectively.
  • the data generation unit generates control data according to the second exposure pattern
  • the measurement system measures the alignment mark 12 exposed together with the first exposure pattern
  • the control unit measures At least one of the projection module 7B, the spatial light modulator 75, and the data generator is controlled according to the measurement result of the alignment mark 12 by the system, and the projection position on the substrate 10 by the projection module 7B is adjusted for each exposure unit 20.
  • the controller can control the data generator and correct the control data based on the measurement result.
  • the controller moves the spatial light modulator 75 relative to the illumination light from the illumination module 7A (illumination optical system) that illuminates the spatial light modulator 75.
  • the controller can also partially move the optical elements in the projection module 7B (projection optical system).
  • the substrate stage 4 can be provided that can hold the substrate 10 transported in a direction in which the exposure direction of the first exposure pattern and the scanning direction are substantially parallel.
  • the exposure apparatus 1 that exposes the second exposure pattern while moving the substrate 10 exposed with the first exposure pattern in the scanning direction has a plurality of elements.
  • a spatial light modulator 75 in which a plurality of elements are controlled according to an exposure pattern, an illumination module 7A (illumination optical system) that illuminates the spatial light modulator 75, and an image of the spatial light modulator 75 that is projected onto the substrate.
  • an exposure unit 20 having a projection module 7B (projection optical system); a data generator that generates control data for controlling a plurality of elements according to a second exposure pattern; and an exposure direction and a scanning direction of the first exposure pattern.
  • the substrate stage 4 that holds the substrate 10 transported in a direction intersecting the two, and the alignment mark 12 exposed together with the first exposure pattern before the exposure unit 20 exposes the second exposure pattern onto the substrate 10 and measures the alignment mark 12. and the substrate stage 4 are moved relative to the exposure unit 20 in the scanning direction, and the second exposure pattern is superimposed on the first exposure pattern according to the measurement result of the alignment mark 12 by the measurement system.
  • a plurality of exposure units 20 are provided, and can expose the substrate 10 to each of the plurality of divided second exposure patterns.
  • divisional exposure can be performed by the spatial light modulators 75 of the plurality of exposure units 20, respectively.
  • alignment and correction can be performed for each projection module 7B, and exposure with higher precision can be performed.
  • a plurality of measurement systems are provided at intervals in the non-scanning direction that intersects with the scanning direction.
  • the measurement system includes a first measurement system capable of measuring the alignment marks 12 on the substrate 10 transported in the direction in which the exposure direction of the first exposure pattern is parallel to the scanning direction, and a first measurement system in which the exposure direction of the first exposure pattern is the scanning direction. and a second measurement system capable of measuring the alignment marks 12 on the substrate 10 transported in the crossing direction.
  • it further includes a receiving section that receives information about an exposure machine that performs superposed exposure on the substrate 10 exposed with the second exposure pattern.
  • the data generator can correct the control data based on the information.
  • the data generation unit generates control data to form the alignment mark 12 on the substrate 10 at a position where the alignment microscope can be observed, based on the information regarding the arrangement of the alignment microscope of the exposing machine. can be corrected.
  • the data generator can correct the control data so that the alignment mark 12 is formed on the substrate 10 at a position that can be observed by either the measurement system or the alignment microscope.
  • the measurement system has a third measurement system and a fourth measurement system provided at a predetermined interval in the non-scanning direction intersecting the scanning direction.
  • the 4-measuring system can move the alignment mark 12 to a measurable position by changing a predetermined interval.
  • the spatial light modulator 75 having a plurality of elements and controlled according to the exposure pattern, and the illumination module 7A (illumination optical system) for illuminating the spatial light modulator 75 ), a projection module (projection optical system) for projecting the image of the spatial light modulator 75 onto the substrate 10, and data generation for generating control data for controlling a plurality of elements according to the exposure pattern. and a receiving unit for receiving information about an exposing machine that performs superimposition exposure on the substrate 10 exposed with the exposure pattern. The data generator corrects the control data based on the information.
  • SYMBOLS 1... Exposure apparatus, 2... Exposure apparatus main body, 3... Substrate exchange part, 4... Substrate stage, 5... Alignment system, 5A... First alignment system, 5B... Second alignment system, 6... Light source unit, 7... Illumination/ Projection module 7A Illumination module (illumination optical system) 7B Projection module (projection optical system) 8 Mask exposure machine 10 Substrate 11 Base plate 20 Exposure unit 21 Optical surface plate 22 Column 23 Autofocus system 61 Light source 75 Spatial light modulator X1 First direction X2 Second direction X3 Third direction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

複数の素子を有し露光パターンに応じて複数の素子が制御される空間光変調器と、空間光変調器を照明する照明光学系と、空間光変調器の像を基板へ投影する投影光学系と、を有する露光ユニットと、第2露光パターンに応じて複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、露光ユニットにより第2露光パターンを基板上に露光する前に、第1露光パターンと共に露光されたマークを計測する計測系と、計測系によるマークの計測結果に応じて、投影光学系、空間光変調器、およびデータ生成部の少なくとも何れか1つを制御し、投影光学系による基板上の投影位置を制御する制御部と、を備え、露光ユニットは、複数設けられ、複数に分割された第2露光パターンをそれぞれ前記基板上に露光し、制御部は、露光ユニットごとに、投影位置を制御する。

Description

露光装置、デバイス製造方法およびフラットパネルディスプレイの製造方法
 本発明は、露光装置、デバイス製造方法およびフラットパネルディスプレイの製造方法に関する。
 本願は、2021年4月9日に出願された日本国特願2021-066818号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来、光学系を介して基板に照明光を照射する露光装置として、空間光変調器を利用して変調した光を投影光学系に通し、この光による像を基板に塗布されているレジスト上に結像させて露光する露光装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2007-108559号公報
 本発明の一態様は、第1露光パターンが露光された基板を走査方向に移動させながら、第2露光パターンを重ねて露光する露光装置であって、複数の素子を有し露光パターンに応じて前記複数の素子が制御される空間光変調器と、前記空間光変調器を照明する照明光学系と、前記空間光変調器の像を前記基板へ投影する投影光学系と、を有する露光ユニットと、前記第2露光パターンに応じて前記複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、前記露光ユニットにより前記第2露光パターンを前記基板上に露光する前に、前記第1露光パターンと共に露光されたマークを計測する計測系と、前記計測系による前記マークの計測結果に応じて、前記投影光学系、前記空間光変調器、および前記データ生成部の少なくとも何れか1つを制御し、前記投影光学系による前記基板上の投影位置を制御する制御部と、を備え、前記露光ユニットは、複数設けられ、複数に分割された前記第2露光パターンをそれぞれ前記基板上に露光し、前記制御部は、前記露光ユニットごとに、前記投影位置を制御する。
 本発明の他の一態様は、第1露光パターンが露光された基板を走査方向に移動させながら、第2露光パターンを重ねて露光する露光装置であって、複数の素子を有し露光パターンに応じて前記複数の素子が制御される空間光変調器と、前記空間光変調器を照明する照明光学系と、前記空間光変調器の像を前記基板へ投影する投影光学系と、を有する露光ユニットと、前記第2露光パターンに応じて前記複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、前記第1露光パターンの露光方向と前記走査方向とが交差する向きで搬送された基板を保持する基板ステージと、前記露光ユニットにより前記第2露光パターンを前記基板上に露光する前に、前記第1露光パターンと共に露光されたマークを計測する計測系と、前記基板ステージを前記露光ユニットに対して前記走査方向へ相対移動させ、前記計測系による前記マークの計測結果に応じて、前記第2露光パターンを前記第1露光パターンに重ねて露光する駆動部と、を備える。
 本発明の他の一態様は、複数の素子を有し露光パターンに応じて前記複数の素子が制御される空間光変調器と、前記空間光変調器を照明する照明光学系と、前記空間光変調器の像を前記基板へ投影する投影光学系と、を有する露光ユニットと、前記露光パターンに応じて前記複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、前記露光パターンが露光された前記基板に対して重ね露光を行う露光機に関する情報を受信する受信部と、を備え、前記データ生成部は、前記情報に基づいて、前記制御データを補正する。
 本発明の一態様は、上述した露光装置を用いて前記基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含む。
 本発明の一態様は、上述した露光装置を用いてフラットパネルディスプレイ用の基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含む。
実施形態に係る露光装置の構成を示す斜視図である。 露光装置の概略構成を示す側面図である。 露光装置の照明・投影モジュールの概略構成を示す側面図である。 空間光変調素のON/OFF動作を示す斜視図である。 空間光変調素の動作を示す図であって、電源OFF状態の図である。 空間光変調素の動作を示す図であって、空間光変調素のON状態の図である。 空間光変調素の動作を示す図であって、空間光変調素のOFF状態の図である。 基板ステージに設けられる第1アライメント系の概略構成を示す側面図である。 マスク露光機の概略構成を示す斜視図である。 マスク露光機のスキャンレイアウトの図を示している。 露光装置におけるモジュールエリアを示す図である。 露光装置におけるモジュールエリアを示す図である。 マスク露光機と露光装置による基板の露光状態を示した平面図である。 図10において1st露光と2nd露光とを同方向に重ね合わせ露光を行ったレイアウトであって、回転誤差が発生していない図である。 図10において1st露光と2nd露光とを同方向に重ね合わせ露光を行ったレイアウトであって、回転誤差が発生した図である。 露光装置による基板を回転させて露光状態を示した平面図である。 図12において1st露光と2nd露光とを同方向に重ね合わせ露光を行ったレイアウトであって、回転誤差が発生していない図である。 図12において1st露光と2nd露光とを同方向に重ね合わせ露光を行ったレイアウトであって、回転誤差が発生した図である。 第1実施例によるマスク露光時のアライメント顕微鏡の位置を示した平面図である。 第1実施例による重ね合わせ露光時のアライメント顕微鏡の位置を示した平面図である。 第2実施例による重ね合わせ露光時のアライメント顕微鏡の位置を示した平面図である。
 以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
 図1は、本実施形態に係る露光装置の一例を示す斜視図である。露光装置1は、光学系を介して基板10に照明光を照射する装置である。露光装置1は、空間光変調器75(図2参照)で変調した光を投影光学系(後述する投影モジュール7B)に通し、この光による像を感光材料(レジスト)上に結像させて露光するものである。基板10は、表面に例えばレジストを塗布したディスプレイ用のガラス基板である。
 図1に示すように、露光装置1は、基板10を支持する基板ステージ4と、基板10に対して所定の露光パターンを露光するために走査露光を行う露光装置本体2と、基板ステージ4へ基板10を搬送・載置するための基板交換部3と、を備えている。
 ここで、基板10に対する走査露光時に基板ステージ4が移動される方向を第1方向X1で示す。第1方向に直交(交差)する方向を第2方向X2とする。また、第1方向X1と第2方向X2とに直交する方向を第3方向X3とする。
 基板ステージ4は、平面視で矩形の基板10を保持する。
 図1及び図2に示すように、露光装置本体2は、露光ユニット20と、光学定盤21と、アライメント系5と、オートフォーカス系23と、を有している。露光ユニット20は、上述した空間光変調器75を内蔵しており、光源61から光が供給され、予め設定された露光パターンで光を照射するものである。
 露光ユニット20は、コラム22によって固定される光学定盤21によって支持されている。光学定盤21は、平板状に形成され、基板ステージ4を載置させた第1方向X1に延びるベースプレート11を跨ぐように設けられた門型のコラム22の上部に固定されている。光学定盤21は、ベースプレート11の第1方向X1の中央部分に配置されている。
 ベースプレート11は、床面に複数の防振台111を介して設置されている。ベースプレート11は、第1方向X1に延びた基盤であり、上面11aに後述する基板ステージ4が搭載されている。ベースプレート11の上面11aには、第1方向X1に沿って基板ステージ4を案内する案内ガイド(図示省略)が設けられている。
 コラム22は、第2方向X2に延びる一対の横架材221と、横架材221の両端から下方に延びてベースプレート11に連結される脚部222と、を有している。なお、脚部222には、光学定盤21に搭載される荷重がかかることから、ベースプレート11と脚部222との連結部に防振台(図示省略)を配置してもよい。横架材221の上面には、3つのV溝が適宜な位置に形成されている。光学定盤21は、一対の横架材221上に上面21aを水平方向に向けた状態で3点のボールを介して前記V溝に載置される。
 光学定盤21には、後述する照明・投影モジュール7、AF系23、第2アライメント系5Bが搭載されている。そして、光学定盤21には、露光光を基板10上に導くために、厚さ方向に貫通する複数の第1貫通孔21b(図2参照)が設けられている。光学定盤21のコラム22に対する固定方法は、剛性を確保できる手法であれば適宜適用可能である。
 基板ステージ4は、後述する投影モジュール7Bを介して投影される露光パターンの複数の部分像に対して基板10を高精度に位置決めするためのものである。基板ステージ4は6自由度(第1方向X1、第2方向X2、第3方向X3と、各軸X1、X2、X3回りに回転するθX1、θX2及びθX3方向)に駆動する。
 図1及び図2に示すように、基板ステージ4は、平板形状に形成され、上面4aで例えば真空吸着等の方法により基板10を吸着保持する。
 基板ステージ4は、ベースプレート11上の不図示の案内ガイドに案内され、干渉計53やエンコーダによって基板ステージ4の位置を計測、制御し、第1方向X1や第2方向X2へ移動される。このときの基板ステージ4の移動機構としては、例えば、エアーにより基板ステージ4を浮上させるとともに磁力によって移動させるリニアモータ方式等を採用することができる。
 基板ステージ4の移動経路は、露光ユニット20の下方を通過するように設定されている。すなわち、基板ステージ4は、露光ユニット20による光の照射位置に搬送され、その照射位置を通過させるように構成されている。そして、基板ステージ4が露光ユニット20を通過する過程で、露光ユニット20によって形成した像の露光パターンが基板10に露光される。
 図1に示すように、基板ステージ4の上面4aには、基板10を交換する際に使用される複数の交換ピン(図示省略)が上下方向(第3方向X3)に出没可能に設けられている。これら交換ピンは、基板ステージ4の上面4aのうち基板10が配置される領域において、第1方向X1と第2方向X2に所定の間隔をあけて配列されている。交換ピンが上方に突出すると、ピン先端に基板10の下面が支持された状態となる。すなわち、交換ピンを出没させることにより基板10を上昇、下降させることができる。交換ピンにおける上面4aからの突出長は、少なくとも後述する交換アーム3Aの基板支持部31が上昇した基板10の下方に進出可能な長さに設定されている。
 図1に示すように、基板交換部3は、基板ステージ4上の露光済み基板10を基板ステージ4の外方へ搬出し、次に露光する基板10を露光済み基板10が搬出された基板ステージ4上へ搬入する。基板交換部3は、基板ステージ4上の基板10を高速で交換するための交換アーム3Aを備えている。交換アーム3Aは、基板10を基板ステージ4に対して搬入させる搬入アームと、基板10を搬出させる搬出アームとが設けられている。交換アーム3Aは、アーム先端に基板支持部31を有している。交換アーム3Aは、基板ステージ4の第2方向X2の側方に配置され、第1方向X1、第2方向X2、及び第3方向X3に移動可能に設けられている。交換アーム3Aは、第2方向X2に移動させて基板支持部31を基板10の下方に進出させ、さらに上昇させることで基板10を下方から支持し、さらに第2方向X2で基板ステージ4から離れる方向に移動することで、基板10を基板ステージ4上から取り出す動作を行うことができる。
 基板10は、感光性のレジストを塗布されて露光装置1内に搬入され、交換アーム3Aによって基板ステージ4に設けられる複数の前記交換ピン上に載置される。そして、交換ピンを降下させ、基板ステージ4上の基板ホルダに吸着させて保持される。
 図2は、露光ユニット20の構成を示した図である。
 図2に示すように、露光ユニット20は、光源ユニット6(図1参照)と、光源ユニット6の光源61と光源61からの光とを空間光変調器75(後述する)を用いて露光するための照明・投影モジュール7と、を備えている。
 図1に示すように、光源ユニット6は、一対で設けられている。光源ユニット6としては、干渉性の高いレーザを光源61とする光源ユニット、半導体レーザタイプのUV-LDのような光源61を用いた光源ユニット、およびレンズリレー式のリターダによる光源ユニットを採用することができる。すなわち、光源61は、405nmや365nmといった波長を出射するランプやレーザダイオードとされる。
 図3に示すように、照明・投影モジュール7の光学系は、照明モジュール7Aと、投影モジュール7Bと、変調部7Cと、を備えている。
 照明モジュール7Aは、投影モジュール7Bと一対一の関係で同数である。照明モジュール7Aは、レーザ光Lを光ファイバ71にて照明モジュール7A内に取り込み、コリメートレンズ721、フライアイレンズ723、及びメインコンデンサーレンズ724によって空間光変調器75に対してレーザ光Lをほぼ均一に照明する。
 照明モジュール7Aには、光ファイバ71を射出したレーザ光Lに対して、照明モジュール7A及び投影モジュール7B毎に高速にON/OFFできるモジュールシャッタ73が配置されている。
 照明モジュール7Aは、図1に示す光源ユニット6の光源61から出力されたレーザ光Lを露光用照明光として空間光変調器75に入射させるものである。照明モジュール7Aは、上述したように、光ファイバ71と、コリメートレンズ721と、照明ウェッジ722と、フライアイレンズ723と、メインコンデンサーレンズ724と、を備えている。光ファイバ71は、例えば石英のファイバが用いられる。光源61の出力光(レーザ光L)は、光ファイバ71で導かれてコリメートレンズ721に入射される。コリメートレンズ721は、光ファイバ71から出射して広がる光を平行光に変換して出射する。照明ウェッジ722は、光ファイバ71から射出される光の強度(パワー)を調整する。コリメートレンズ721を通過した光は、フライアイレンズ723と、メインコンデンサーレンズ724を通過してミラー725によって反射され、所定の反射角度で空間光変調器75に入射する。なお、照明モジュール7Aと光源ユニット6とは、両者により空間光変調素子75を照明するものであるとも考えられ、2つを併せて照明系と表現をしてもよい。
 変調部7Cは、照明光を変調しパターンを作るものであり、空間光変調器75とOFF光吸収板74とを備える。空間光変調器75は、一例としてデジタルミラーデバイスが採用されている。空間光変調素子75は、複数の素子(デジタルミラーデバイスではミラー)を備えている。空間光変調器75は、個々のミラーの駆動を必要とするため、連続光よりも一定周期のパルス発光や、所定の間だけパルス的に発光可能な光源であることが好ましい。
 図4に示すように、空間光変調器75は、第1方向X1、第2方向X2に移動可能なステージに保持され、例えば基板ステージ4の目標値に対する偏差分の補正を行っている。
 図5Aは空間光変調器75の電源がOFFの状態を示している。図5Bに示す空間光変調器75は、x2軸回りにミラーを傾斜させることにより照明モジュール7Aからの基板10に向けて光を反射させるON状態を示している。また、図5Cに示す空間光変調器75は、x1軸回りにミラーを傾斜させることで照明モジュール7Aからの光をOFF光L2とし、基板10ではなくOFF光吸収板74へ光を導くOFF状態を示している。このように、空間光変調子75は、個々のミラーのON状態とOFF状態とを制御データに基づいてミラー毎に制御し、パターンを形成することができる。
 図2に示すように、投影モジュール7Bは、光学定盤21に支持され、変調部7Cである空間光変調器75の下方に配置されている。図3に示すように、空間光変調器75の1画素を所定の大きさで投影するための倍率を調整する倍率調整部76と、レンズの第3方向X3への駆動によるフォーカスを調整するフォーカス調整部77と、を備えている。 投影モジュール7Bは、パターンの像を基板10上に投影、露光、形成するものである。
 倍率調整部76では、一部のレンズを駆動することによる倍率を若干補正することを可能としている。倍率調整部76は、空間光変調器75からの像を例えば1/2倍から1/10倍に縮小してフォーカス調整部77上に投影する倍率調整レンズ761を備えている。なお、倍率調整部76の倍率調整としては、縮小に限らず拡大であってもよい。
 フォーカス調整部77は、倍率調整部76の像をスポット状に集光して焦点面である基板面10a上に投影する複数のフォーカスレンズ771を備えている。
 図2に示すように、投影モジュール7Bは、光学定盤21において第1方向X1に沿って複数列設けられている。
 図2に示すように、光学定盤21には、第1方向X1に関して、投影モジュール7Bを挟んだ両側にオートフォーカス系23が配置されている(図7参照)。オートフォーカス系23は、基板10の走査方向(第1方向X1)に関わらず、露光処理に先行して基板10のX3方向の位置を計測することができる。フォーカス調整部77は、オートフォーカス系23の計測結果に基づいて、フォーカスレンズ771を駆動し、空間光変調素子75のパターン像のフォーカスを調整する。
 図2に示すように、光学定盤21には、第1方向X1で投影モジュール7Bを挟んだ両側にオートフォーカス系23が配置されている(図7参照)。オートフォーカス系23は、基板10の走査方向(第1方向X1)に関わらずに先行して計測できるようにしたものである。
 図2及び図6に示すように、アライメント系5は、基板ステージ4に設けられる第1アライメント系5A(図6参照)と、光学定盤21に設けられる第2アライメント系5B(図2参照)と、を備えている。
 図6に示すように、第1アライメント系5Aは、基板ステージ4の所定の位置に埋設されている。第1アライメント系5Aは、基板ステージ4に対する不図示のホルダに吸着されている基板10の位置を計測するものである。第1アライメント系5Aは、基板ステージ4の少なくとも四隅に配置されている。基板ステージ4には、第1アライメント系5Aが設けられる四隅の箇所にステージ厚さ方向に貫通する貫通孔42が設けられている。
 第1アライメント系5Aは、基板ステージ4の貫通孔42内に配置されたレンズ511と、レンズ511の下方に配置され計測光を基板ステージ4上の所定位置に載置された基板10のアライメントマーク12に向けて照射するLEDのような光源513と、アライメントマーク12に反射する光を検出する測定部512と、を有している。
 第1アライメント系5Aでは、基板ステージ4上に基板10が載置された場合に、基板10の例えば四隅の位置を計測して、X1方向位置,X2方向位置,回転量(θX3),X1方向の縮小/拡大倍率,X2方向の縮小/拡大倍率,直交度の6つのパラメータ(位置情報)を計測することにより算出できる。
 なお、基板ステージ4における第1アライメント系5Aの配置としては、上述したように四隅であることに制限されることはない。例えば、基板10の非線形形状などのプロセス起因で発生する場合には、4箇所×4列など相当数の第1アライメント系5Aが配置される。
 第1アライメント系5Aは、オフアクシスのアライメント系である。第1アライメント系5Aは、撮像を行うCCD、もしくはCMOSの画素を基準に基板10のアライメントマーク12を計測する。 
 また、図2に示すように、基板ステージ4には、校正用計測系52と、基板ステージ4の位置を計測する干渉計53と、照度計測機54と、を有している。校正用計測系52と、干渉計53と、照度計測機54とは、基板10の露光中又は露光前に、露光ユニット2の光に関する情報を取得する取得部である。
 校正用計測系52は、各種複数のモジュールの位置の計測及び校正のために使用される。校正用計測系52は、光学定盤21上に配置された第2アライメント系5Bの校正にも用いられる。
 このように本実施形態の露光装置1では、露光を行う空間光変調器75で生成されるパターンの結像位置を基板ステージ4内の第1アライメント系5Aで計測することで、基板ステージ4の位置を計測する干渉計53とアライメント系5との画像位置により結像系に対する基板ステージ4における第1アライメント系5Aの位置を計測できる。
 また、図2に示すように、光学定盤21には、基板ステージ4の上方の位置に第2アライメント系5Bが配置されている。
 第2アライメント系5Bは、基板ステージ4に対する不図示のホルダに吸着されている基板10の位置を計測するものである。第2アライメント系5Bは、光学定盤21を厚さ方向に貫通して設けられる第2貫通孔21cに配置されている。
 第2アライメント系5Bは、光学定盤21の第2貫通孔21cの下方に配置されたレンズ551と、レンズ551の上方に配置されて基板ステージ4上の所定位置に載置された基板10のアライメントマーク12に向けて計測光を照射する光センサ552と、アライメントマーク12に反射する光を検出する測定部553と、を有している。
 第2アライメント系5Bは、第1アライメント系5Aと同様に、基板ステージ4上に基板10が載置された場合に、基板10に関する、X1方向位置,X2方向位置,回転量(θX3),X1方向の縮小/拡大倍率,X2方向の縮小/拡大倍率,直交度の6つのパラメータ(位置情報)を計測することにより算出できる。
 光学定盤21は、第1方向X1に延びて形成されている。第2アライメント5Bは、第1方向X1に関して、照明モジュール7と離れて光学定盤21に設けられる。基板ステージ4は、基板10上のアライメントマーク12を第2アライメント5Bが計測できる位置へ、移動する。基板ステージ4の駆動によって、基板10に配置されたアライメントマーク12を計測できるため、ほぼ基板10全面で計測可能となる。
 第1アライメント系5Aは、基板10を基板ステージ4上に載置し、基板10に関する位置情報を計測することが可能となる。第1アライメント系5Aは、第1方向X1に関して、照明モジュール7と離れて光学定盤21に設けられるようにしても良い。
 次に、基板10を露光する方法について、図面に基づいて説明する。
 先ず、図1に示すように、露光装置1に露光するためのレシピが投入されると、露光するためのマスクデータがマスクパターンサーバーより選択される。そして、図2に示すように、マスクデータを照明モジュール7Aの数に分割し、分割したマスクデータを生成し、各モジュールに設けられたメモリに格納する。このとき、空間光変調器75は、例えば略10kHz程度の更新レートで4Mpixelを更新するため、メモリは大容量のマスクデータを高速に格納する。モジュールは、マスクデータの準備(メモリへの送信)に合わせて、各種の露光準備を行う。すなわち、予め露光前に必要な登録された空間光変調器75のパターンをロードする。
 先ず、露光装置1は、レシピに従って照度(光の情報)の計測、校正を行う。例えば、基板ステージ4に配置された照度計測機54は、空間光変調器75上に生成された照度計測用パターンからの光の照度を計測する。照明モジュール7A及び投影モジュール7Bを計測することで、照明モジュール7A内に配置された照明ウェッジ722によりモジュール7A、7B間の差を含めて照度の調整を行う。これにより、計測した照度(光の状態)によって照明モジュール7Aを補正することができる。
 次に、図2に示すように、光学定盤21に配置された第2アライメント系5Bと、照明モジュール7A及び投影モジュール7Bとの露光位置を校正用計測系52により計測する。
 すなわち、校正用計測系52は、照明モジュール7A及び投影モジュール7Bの配置と顕微鏡の位置を計測し、これら照明モジュール7A及び投影モジュール7Bと顕微鏡との相対位置関係を算出する。また、基板ステージ4に設けられている第1アライメント系5Aの位置は、投影モジュール7Bによって投影された空間光変調器75の露光パターンを用いて計測することで算出される。このように、第1アライメント系5A及び各モジュール7A、7Bの露光位置を算出する。
 次に、図6に示すように、露光するための基板10を基板ステージ4上に載置する。このとき、第1アライメント系5Aによって基板10のアライメントマーク12を観察・計測する。これにより、照明モジュール7A及び投影モジュール7Bと顕微鏡との相対位置関係に基づいて、基板10上のどの位置に露光パターンが配置されているかを確認することができる。その計測情報に基づいて、後述するデータ制御部で補正データを生成する。照明モジュール7A及び投影モジュール7Bに対する基板ステージ4の位置にX1方向、X2方向、θX3方向に移動させて補正するようにしてもよい。
 この動作で、レシピ上で露光すべき位置と、現状の基板10と投影モジュール7Bとの配置関係で基板10上に露光される位置とのずれ量がわかる。本実施形態では、このずれ量を補正するために、露光データを補正する。なお、露光データで補正するだけでなく、基板ステージ4自体を動かして、ずれ量を小さくしたうえで、補正データを生成しても良い。この場合は、データで補正する量が少なくなる。空間光変調器75を動かして、基板10上の露光位置を変更しても良い。データ補正と基板ステージ4を移動することによってずれ量を補正しても良いし、データ補正と空間光変調器75を移動することによってずれ量を補正しても良いし、データ補正と基板ステージ4を移動することと空間光変調器75を移動することによって、ずれ量を補正しても良い。
 なお、露光装置1では、基板10に液晶テレビ等のパネル単位で補正値を算出し、基板ステージ4の補正値を求めることも可能でなる。このように基板10を部分的に補正する場合には、照明モジュール7A及び投影モジュール7B毎で補正値が異なる場合がほとんどであり、照明モジュール7A及び投影モジュール7B毎に補正値を算出し、露光するデジタル露光データを補正する。
 次に、基板ステージ4において、露光動作と、補正データを作成する補正データ作成動作の両動作について説明する。
 図6に示すように、基板ステージ4は、基板交換部3の交換アーム3A(図1参照)を使用して基板ステージ4上に基板10を載置する。その後、第1アライメント系5Aによって基板10のアライメントマーク12を計測する。
 露光装置1は、メモリを有するデータ制御部に接続されて制御されている。データ制御部は、露光装置1の各部位(アライメント系5(5A、5B)、基板ステージ4、光学系(照明モジュール7A、投影モジュール7Bおよび変調部7C))に接続され、測定値の送受信やデータ制御部から露光装置1への制御動作の指令等が行われる。メモリは、計測によって空間光変調器75を駆動するためのデジタル露光データを生成し、補正する機能を有し、デジタル露光データの補正データを格納する。データ制御部は、パソコンに組み込まれている。
 次に、上述したデータ制御部では、デジタル露光データの補正値(補正データ)を算出する。そして、データ制御部では、得られた補正データをメモリに格納する。その後、露光装置1は、送信された基板10の補正データとレシピの情報に基づいて基板ステージ4上の基板10に対して重ね露光を行う。
 基板ステージ4におけるデータ補正を行う動作では、データの補正中にキャリブレーション等を行うことも可能である。
 データ制御部では、例えば、露光中の基板ステージ4に設けられる照度計測器54や校正用計測系52で計測された照度等の光の情報を補正データとし、この補正データに基づいて照明・投影モジュール7の照度を調整することができる。このときの光の情報は、基板ステージ4のデータ補正の開始前に照明・投影モジュール7に送信される。なお、基板ステージ4でデータ補正を行っている最中に上記の光の情報を照明・投影モジュール7に送信することも可能である。
 また、露光装置1では、複数の照明モジュール7A及び投影モジュール7Bの配列計測と合わせて露光位置とデータ補正に関する計測を先行して行い、その後に照度計測や、基板ステージ4に設けられる移動鏡13の曲がり(真直度)補正等を行うことで、データによる補正値の算出と補正データの送信を露光動作中に行うことができる。こうして基板10のアライメントやモジュールの配列を考慮したデータをタクトに影響せずに送信可能である。
 図7に示すように、マスク露光機8は、マスクM(図8参照)上に形成されたパターンを基板10上に露光する露光装置である。マスク露光機8は、光を照射するファイバ81と、照明光学系82と、マスクMを支持して移動させるマスクステージ83と、投影光学系84と、基板を支持して移動させる基板ステージ84と、を備えている。
 本実施形態では、1回目の露光(以下、1st露光という)はマスク露光機8で行い、2回目以降の露光(以下、2nd露光という)は空間光変調器75を用いた露光装置1で行う。露光装置1は、マスク露光機8で1st露光が行われた基板10を基板ステージ4上で支持し移動しながら、基板10に対して2nd露光となる重ね合わせ露光を行う。
 図8は、マスク露光機8のスキャンレイアウトを示している。符号85は、投影光学系82による第1露光領域を示している(図7参照)。第1露光領域85は、上面視で台形の形状をしている。マスク露光機8は、第2方向X2に隣り合う第1露光領域85の端部どうしを継いで、基板10を露光する。この第1露光領域85が継がれて露光された基板10上の領域を、第1継ぎ領域と称する。マスク露光機8は、マスクの大きさが有限であるため、スキャンレイアウトが制約を受けることがある。
 図8に示されるように、具体的にマスク露光機8は、基板10の1/4の大きさのマスクを用いる場合、例えば7つの第1露光領域85を継ぎ合わせ、基板10の1/4の領域と同程度となるように配置される。また、図7に示すマスクステージ83も、基板10の1/4の大きさのマスクMを支持可能な大きさに設計される。このように、マスクMの大きさや1回の露光動作によって露光される基板10上の面積に応じて、マスク露光機8内の構成が決められ、つまりマスク露光機8が制約を受けることになる。
 マスク露光機8では、基板ステージ84とマスクステージ83とを投影光学系82に対して第1方向X1へ相対移動させるスキャン動作と、マスクステージ83に対して基板ステージ84を第2方向X2方向や第1方向X1方向に相対移動させるステップ移動と、を繰り返しながら、基板全面を露光することとなる。なお、マスクMは、基板10の1/4倍の大きさと説明したが、これに限らず、1/6倍や1/8倍の大きさも取りうる。
 本実施形態による露光装置1は、空間光変調器により形成された露光パターンを基板10上に露光するため、マスク露光機8とは異なり、マスクMを用いずに基板10を露光することができる。以後の説明で、露光装置1を、マスクMを用いないことからマスクレス露光機と称し、説明をする場合がある。
 図9A、図9Bは、マスクレス露光機(露光装置1)のスキャンレイアウトを示している。マスクレス露光機では、上述したマスク露光機8のようなマスクサイズや装置上の制約がなく、自由にレイアウトを配置することが可能である。
 例えば、図9Bに示すように基板10の長辺が第2方向X2と平行となるように基板ステージ4に載置した(縦置きの)場合、図9Aに示すように基板10の短辺が第2方向X2と平行するように基板ステージ4に載置した(横置きの)場合と比較して、スキャン長、つまり基板全面を露光するために露光モジュールに対して基板ステージ84が移動する距離を短くすることができ、基板全面を露光するために必要な時間も短縮することができる。例えば、ガラス基板が6世代のガラス(1850mm×1500mm)の場合、基板ステージ84上にガラス基板が縦置きで置かれたときの露光時間は、基板ステージ84上に横置きにガラス基板が置かれたときの露光時間と比べて1500/1850となり、略23%の露光時間の短縮を図ることができる。なお、符号86は、投影モジュール7Bによる第2露光領域を示している。
 露光機1は、第2方向X2に隣り合う第2露光領域86の端部どうしを継いで、基板10を露光する。この第2露光領域86を継がれて露光された基板10上の領域を、第2継ぎ領域と称する。
 図10に示すように、基板10は、第1方向X1と第2方向X2とのそれぞれで2分割され全体で4つの露光領域として露光される。図10に示す基板10のうち紙面右半分のレイアウトR1はマスク露光機8による1st露光の露光結果を示し、紙面左半分のレイアウトR2は露光機1による2nd露光の露光結果を示している。
 図11Aは、基板10のうち1つの露光領域R1、R2において、マスク露光機8による1st露光と、露光機1により2nd露光とによって重ね合わせ露光を行った結果を示している。このとき、マスク露光機8は、基板ステージ4とマスクステージ83とを投影光学系82に対して第1方向X1へ移動させながら露光する。
 露光機1は、基板ステージ4を露光モジュールに対して第1方向X1へ移動させて露光する。つまり、図11Aは、1st露光時のマスク露光機8による露光時の基板ステージ84の移動方向と、2nd露光時の露光機1による露光時の基板ステージ4の移動方向とが一致(平行)して基板10が露光された結果である。図11Aでは、1st露光時の基板10の移動方向と2nd露光時の基板10の移動方向とのずれ(回転誤差)が無い露光状態となっている。ここでは、1st露光の継ぎ領域の幅に対して、2nd露光のモジュール幅を1/2としている。
 次に、2nd露光時に回転誤差が発生した場合、つまり1st露光時の基板10の移動方向に対して2nd露光時の基板10の移動方向が回転ずれした場合について、図11Bに基づいて説明する。1st露光と2nd露光とで回転誤差が発生すると、第1継ぎ領域が形成される方向と第2継ぎ領域が形成される方向とに回転誤差が生じ、モアレ(干渉縞)のようなムラ現象が発生する。このモアレ現象は、1st露光の第1露光領域85に対して2nd露光の第2露光領域86が小さかったり、第1継ぎ領域の幅が第2継ぎ領域の幅よりも狭かったりする場合に顕著に発生する。
 本実施形態では、図12に示すように、露光機1は、2nd露光時の基板10の移動方向を、1st露光時の基板10の移動方向に対して90°回転させて、基板10を露光する。すなわち、露光機1は、継ぎ部の方向が1st露光時の走査方向が第1方向X1と平行である場合に2nd露光時の走査方向が第2方向X2と平行になるように、基板10が基板ステージ4に配置される。2nd露光時の走査方向は、1st露光時の走査方向と直交する。基板ステージ84、4は、基板10が縦置き、もしくは横置きで搬送されても、支持できるような大きさを有する。たとえば、ガラス基板が6世代のガラス(1850mm×1500mm)の場合が基板ステージ84、4に載置される場合、基板ステージ84、4は、1850mm×1850mmのサイズ(もしくはそれよりも大きなサイズ)を有していると良い。基板ステージ84、4は、縦置きでも横置きでも基板10を支持することができる。
 図13Aは、1st露光と、2nd露光とで走査方向を90°回転させて重ね合わせ露光を行ったレイアウトを示し、回転誤差が無い露光状態、つまり1st露光の走査方向と2nd露光の走査方向とが直交して基板10が露光された状態を示している。図13Bは、1st露光と、2nd露光とで走査方向を90°から僅かに回転角度がずれた状態、つまり回転誤差が発生した場合に、基板10が露光された状態を示している。
 図13Aに示すように、1st露光と、2nd露光とで走査方向を90°回転させることで、上述したような1st露光と、2nd露光とで走査方向を一致させ回転誤差が発生した図11Bに示すレイアウトに比べてモアレのようなムラ現象を低減することできる。また、図13Bに示すように、1st露光と、2nd露光とで走査方向を略90°回転したとしても、モアレのような現状は低減される。
 なお、モジュールの継ぎ部のように位置ずれによる変曲点が発生する箇所では、急峻に変化したり、継ぎ部で跨る1st露光と2nd露光との各モジュールの重ね合わせ露光の差が大きくなる。これによって電気特性的にもムラになることから、1st露光と2nd露光とが同方向であるスキャンの場合には、1st露光と2nd露光とで発生するモジュールの継ぎ誤差の和だけ誤差が発生する。一方で、1st露光と2nd露光との走査方向を90°回転させた場合には、1st露光と2nd露光のそれぞれで発生する誤差を考慮すればよいことから、電気的にも90°回転させることで露光ムラを低減させることができる。
 なお、本実施形態では、1st露光時に基板10が横置きに基板ステージ84に配置され露光された例、つまり2nd露光時に基板10が縦置きに基板ステージ4に配置されて露光された例を示したが、これに限定されることはない。例えば、1st露光時に基板10が縦置きに基板ステージ84に配置され露光され、つまり2nd露光時に基板10が横置きに基板ステージ4に配置されて、基板10が露光装置1により露光されても良い。この場合、投影モジュール7Bが、図13A、図13Bに示す数量よりも少ない数で、領域の辺を満たすことができる。図3に示すように、露光に使わない投影モジュール7Bは、モジュールシャッタ73により、光ファイバ71から射出される光を遮光する。モジュールシャッタ73ではなく、空間光変調器75の1つ1つの素子を全てOFF状態に設定するようにしても良い。もしくは、投影モジュール7B内に別にシャッタ機構を設け、空間光変調器75から基板10に向かう光を遮光する部材を設けてもよい。光源ユニット6は、2nd露光に必要なモジュールにのみ光ファイバ71を介して照明光を導光するようにしても良い。
(第1実施例)
 次に、第1実施例として、1st露光と2nd露光との走査方向を90°回転させた場合の、露光装置1によるアライメント動作について説明する。アライメント動作とは、2nd露光をする前に行われ、1st露光の位置を、アライメントマーク12を介して計測することで、2nd露光の露光位置を1st露光の露光位置に重ねるための動作である。
 図14に示すように、露光に使用される基板10は、マスク露光機8に横置きで基板ステージ84上に載置されて露光された一例を示している。マスク露光機8は、1st露光時に基板10に、長手方向(第1方向X1)の両端部10cにおいて短手方向(第2方向X2)に間隔をあけて複数(ここでは6個)のアライメントマーク12を露光する。また、マスク露光機8は、第2方向X2の両端部10dにおいて、第1方向X1の中心部にもアライメントマーク12が露光されている。
 さらに、マスク露光機8では、4つのレイアウトの境界部分にも、その境界線に沿って複数のアライメントマーク12を露光するようにしてもよい。アライメントマーク12は、マスク上に設けられたアライメントマークを、マスク露光機8の投影レンズを介して、1st露光時に基板10上に露光されて形成されるものである。アライメントマーク12は、2nd露光で使われる露光装置内のアライメント顕微鏡55で観察できる位置に設けられている。
 なお、基板10には、向きを示すように露光領域Rに「F」が表示されている。すなわち、「F」は、基板10の長手方向を横向き(第1方向X1)にした状態で表示されている。
 図14は、マスク露光機8が備えるアライメント顕微鏡55の配置を示している。アライメント顕微鏡55は、第2方向X2に沿って所定の間隔をあけて配置され、基板10上のアライメントマーク12を観察/計測する位置に設けられている。これは、マスク露光機8により1st露光された基板10に対して、2nd露光も同じマスク露光装置8、同じ種類のマスク露光装置8、あるいはアライメント顕微鏡55が同じ位置に設けられた別の種類のマスク露光装置8にて露光するためである。
 図15は、図14で示したとおりマスク露光機8により1st露光された基板10が、(マスクレス)露光装置1内の基板ステージ4に縦置き(長手方向を第2方向X2に向けた向き)で載置された状態を示している。
 露光装置1は、走査方向(第2方向X2)に沿って所定の間隔をあけて複数(ここでは6個)配列されたアライメント顕微鏡56を備えている。アライメント顕微鏡56は、マスク露光機8のアライメント顕微鏡55が配置される間隔とは異なる間隔で、露光装置1内に設けられている。これは、露光機1により1st露光された基板10に対して、2nd露光も同じ露光装置1、同じ種類の露光装置1、あるいはアライメント顕微鏡56が同じ位置に設けられた別の種類の露光装置1にて露光するため、アライメント顕微鏡55とは異なる配置間隔で、アライメント顕微鏡56が設置されることがあるためである。アライメント顕微鏡56は、アライメントマーク12を観察/計測できない配置に設けられている。
 アライメント顕微鏡56は、移動不能な状態で位置が固定されている第1顕微鏡56A(第3計測系)と、縦方向(第2方向X2)に所定の移動距離で移動可能に設けられた第2顕微鏡56B(第4計測系)と、を有している。第1顕微鏡56Aは、例えば配置される6個のうち両側を除く4つである。第2顕微鏡56Bは、配置される6個のうち第2方向X2の両側の2つである。第2方向X2の両側に配置される第2顕微鏡56Bは、縦置きに配置された基板10のアライメントマーク12を観察できる位置へ移動するように、第2方向X2の位置が制御される。第2顕微鏡56Bは、第2方向X2に関して、第1顕微鏡56Aとの間隔を変更するように移動される。これにより、アライメント顕微鏡56は、1st露光で基板10上に露光されたアライメントマーク12を観察/計測することができる。その結果、露光装置1は、1st露光で露光された露光領域に重畳するように、2nd露光で所望のパターンを基板10上に露光することができる。
 なお、本実施例では、縦方向(第2方向X2)に配列される6個のアライメント顕微鏡56のうち第2方向X2の両側の2つの第2顕微鏡56Bのみが移動可能としているが、これに限定されることはない。例えば、6個すべてのアライメント顕微鏡56が第2方向X2に移動可能に設けられ、それぞれのアライメント顕微鏡56が第2方向X2の間隔を変更できる構成であってもよい。
 図15では、露光領域Rの第2方向X2の両端のみにアライメントマーク12が1st露光で形成された例を示しているが、図14で示すアライメントマーク12と同様に、露光領域Rの第1方向X1側にもアライメントマーク12が形成された場合や、露光領域Rの境界領域にアライメントマーク12が形成された場合に、それらのアライメントマーク12をアライメント顕微鏡56が観察/計測する際に有用である。なお、基準マーク検出部は、アライメント顕微鏡56の第2方向X2の移動距離を計測できるようにしても良い。
 また、本実施例では、アライメント顕微鏡56のうち第2顕微鏡56Bが移動可能としているが、このように移動可能であることに限定されることはない。例えば、アライメント顕微鏡56は、マスク露光機8で露光されたアライメントマーク12を測定可能な位置に設けられる顕微鏡をさらに備えるようにしてもよい。
 また、露光装置1は、アライメント顕微鏡56を移動させずにアライメントマーク12を観察できるように、基板10を保持する基板ステージ4を第2方向X2へ移動させても良い。
 また、本第1実施例では、マスク露光機8で1st露光を行い、露光装置1で2nd露光を行う方法としているが、これに限られることはない。例えば、マスク露光機8で1st露光および2nd露光を行い、マスクレス露光機(露光装置1)で3rd露光を行うような方法であってもかまわない。
 さらに、第1実施例のように、1st露光がマスク露光機8による露光であることに限定されることはなく。1st露光が露光装置1によるものであってもよい。
 また、マスク露光機8は、継ぎ露光を行わない露光機であってもよい。このような場合でも、マスク露光機8で露光されたアライメントマーク12を、マスクレス露光機(露光装置1)のアライメント顕微鏡56では観察/計測できない。そのため、アライメント顕微鏡56を動かすことに限定されることはなく、例えば、マスクレス露光機(露光装置1)にマスクレス露光機用のアライメント顕微鏡56とマスク露光機8用のアライメント顕微鏡55を併設したり、基板ステージ4を動かしてマスクレス露光機のアライメント顕微鏡56でアライメントマーク12を観察/計測したりしても良い。
 また、マスク露光機8で露光したパターンは、複数の投影レンズによる継ぎ露光によって露光領域全面を露光するため、仮に各投影レンズの露光開始位置がずれてしまうと、露光領域の端部(始端、終端)の位置がずれてしまう。そのため、マスクレス露光機(露光装置1)は、この端部がずれて露光された露光領域に対して重ね露光を行う。マスクレス露光機は、マスク露光機8の走査方向と平行な方向で(マスク露光機8でパターンが露光された)基板10を露光することで、端部がずれて露光された露光領域に対しても、重ねて露光することができる。
 マスクレス露光機(露光装置1)は、アライメント顕微鏡56により、露光領域の端部のずれ量を計測する。
 計測方法の一つ(第1計測方法)として、計測したずれ量に基づいて、空間光変調器75へ送るパターンデータを補正する方法がある。具体的には、空間光変調器75ごとに、パターンデータを走査方向の+側にシフトさせる補正や-側にシフトさせる補正を行う。また、他の計測方法(第2計測方法)として、計測したずれ量に基づいて、露光モジュールごとに、投影光学系内の光学部材を移動させて、基板10上の投影領域の(露光開始)位置を、露光モジュールごとに調整する計測方法としても良い。さらに他の計測方法(第3計測方法)として、計測したずれ量に基づいて、露光モジュールごとに、空間光変調器75を移動させて、基板10上の投影領域の位置を、露光モジュールごとに調整する測定方法としても良い。なお、上述した第1計測方法、第2計測方法、および第3計測方法のうち少なくとも1つの計測方法を採用することで、露光モジュールごとに露光開始位置を調整することにより、端部がずれて露光された露光領域に対しても、重ねて露光することができる。
 アライメント顕微鏡55、56によりアライメントマークを観察する際に、マスク露光機8とマスクレス露光機(露光装置1)とで配置が違うため、マスクレス露光機で露光されたアライメントマーク12を観察することができない。そのため、第1実施例に記載したとおり、アライメント顕微鏡56の一部を可動にして計測する。もしくは、基板ステージを非走査方向(走査方向と交差する方向)へ移動させて、アライメントマーク12を観察してもよい。
 次に、本第1実施例および後述する第2実施例に関わらず、マスクレス露光機(露光装置1)で露光された露光パターンに対して、さらに重ね露光を行う場合において、露光する露光機の種類の情報(マスクレス露光機か、あるいはマスク露光機8であるかの種別の情報)をマスクレス露光機が受信する。この情報には、次に露光する露光機のアライメント顕微鏡の配置情報が含まれていても良い。この場合、マスク露光機8および露光装置1には、上述した露光機の情報を受信する受信部が設けられている。
 マスクレス露光機(露光装置1)は、次に露光する露光機のアライメント顕微鏡56が、マスクレス露光機で露光したアライメントマーク12を観察できるような位置に、アライメントマーク12を露光する。すなわち、データ生成部では、アライメント顕微鏡56の配置情報に基づいて、パターンデータを補正して、アライメント顕微鏡56で観察できる基板10上の適切な位置にアライメントマーク12を露光できるようにする。
 なお、重ね露光を行う露光装置がマスクレス露光機でもマスク露光機でもどちらでも良いように、マスクレス露光機は、マスクレス露光機用のアライメントマークとマスクレス露光機用のアライメントマークとをそれぞれ基板上に露光するようにしても良い。この場合も、パターンデータを補正して、適切な位置にアライメントマークを露光する。
(第2実施例)
 第2実施例は、露光パターンとして、1st露光と2nd露光との走査方向を平行にしたものである。すなわち、マスク露光機8で露光した走査方向(ここでは第1方向X1)と同一方向に走査させて重ね合わせ露光を行って重ね合わせ露光部を形成する。
 図14に示すように、露光に使用される基板10は、マスク露光機8に横置きで基板ステージ84上に載置されて露光された一例を示している。マスク露光機8は、第1実施例と同様に、1st露光時に基板10に、長手方向(第1方向X1)の両端部10cにおいて短手方向(第2方向X2)に間隔をあけて複数(ここでは6個)のアライメントマーク12を露光する。アライメントマーク12は、2nd露光で使われる露光装置1内のアライメント顕微鏡56で観察できる位置に設けられている。
 なお、基板10には、向きを示すように露光領域Rに「F」が表示されている。すなわち、「F」は、基板10の長手方向を横向き(第1方向X1)にした状態で表示されている。
 図16は、図14で示したとおりマスク露光機8により1st露光された基板10が、(マスクレス)露光装置1内の基板ステージ4に横置き(長手方向を第1方向X1に向けた向き)で載置された状態を示している。
 露光装置1は、走査方向(第1方向X1)に沿って所定の間隔をあけて複数(ここでは6個)配列されたアライメント顕微鏡56を備えている。アライメント顕微鏡56は、マスク露光機8のアライメント顕微鏡55が配置される間隔と同じ間隔で露光装置1内に設けられている。
 第2実施例では、マスク露光機8で露光した走査方向と同一方向に、空間光変調器75を有する露光装置1で走査させて重ね合わせ露光を行って重ね合わせ露光部を形成することができる。2nd露光においてマスクの制約がなくなるため、基板10全体にわたって露光することが可能となる。また、予め走査露光された1st露光による露光パターンに対して、重ね合わせ露光を行う場合の継ぎ領域を一致させることができるので、1st露光による露光パターンの継ぎ領域に合わせて2nd露光による重ね合わせ露光を行うことが可能となる。つまり、基板10に対して同一方向にすることで1st露光による継ぎ領域の補正を行うことができ、さらに1st露光時の走査、マスクによるパターンニング領域を同一にすることで、2nd露光による重ね合わせも正確に行うことができる。
 なお、1st露光と2nd露光との走査方向が平行であっても、マスク露光機8のアライメント顕微鏡55の配置と、マスクレス露光機(露光装置1)のアライメント顕微鏡56の配置とが異なる場合がある。その際は、アライメント顕微鏡56を動かすことに限定されることなく、例えば、マスクレス露光機(露光装置1)にマスクレス露光機用のアライメント顕微鏡56とマスク露光機8用のアライメント顕微鏡55を併設したり、基板ステージ4を動かしてマスクレス露光機のアライメント顕微鏡56でアライメントマーク12を観察/計測したりしても良い。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、ここで本発明と上記実施形態とにおける対応関係について補足して説明する。
(1)上記実施形態において、第1露光パターンが露光された基板10を走査方向に移動させながら、第2露光パターンを重ねて露光する露光装置1であって、複数の素子を有し露光パターンに応じて前記複数の素子が制御される空間光変調器75と、空間光変調器75を照明する照明モジュール7A(照明光学系)と、空間光変調器75の像を基板10へ投影する投影モジュール7B(投影光学系)と、を有する露光ユニット20と、第2露光パターンに応じて複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、露光ユニット20により第2露光パターンを基板10上に露光する前に、第1露光パターンと共に露光されたアライメントマーク12を計測する計測系と、計測系によるアライメントマーク12の計測結果に応じて、投影モジュール7B、空間光変調器75、およびデータ生成部の少なくとも何れか1つを制御し、投影モジュール7Bによる基板10上の投影位置を制御する制御部と、を備えている。露光ユニット20は、複数設けられ、複数に分割された第2露光パターンをそれぞれ基板10上に露光し、制御部は、露光ユニット20ごとに、投影位置を制御する。
 このような構成の露光装置1では、データ生成部によって第2露光パターンに応じて制御データを生成し、計測系によって第1露光パターンと共に露光されたアライメントマーク12を計測し、制御部によって、計測系によるアライメントマーク12の計測結果に応じて、投影モジュール7B、空間光変調器75、およびデータ生成部の少なくとも1つを制御し、露光ユニット20ごとに投影モジュール7Bによる基板10上の投影位置を制御し、複数に分割された第2露光パターンをそれぞれ基板10上に露光することにより、モアレのようなムラ現象を低減することできる。
(2)また、上記実施形態において、制御部は、データ生成部を制御し、計測結果に基づいて制御データを補正することができる。
(3)また、上記実施形態において、制御部は、空間光変調器75を照明する照明モジュール7A(照明光学系)の照明光に対して、空間光変調器75を相対的に移動させるようにしてもよい。
(4)また、上記実施形態において、制御部は、投影モジュール7B(投影光学系)内の光学素子を一部移動させることも可能である。
(5)また、上記実施形態において、第1露光パターンの露光方向と走査方向とが略平行となる向きで搬送された基板10を保持可能な基板ステージ4を備えることができる。
(6)また、上記実施形態において、第1露光パターンが露光された基板10を走査方向に移動させながら、第2露光パターンを重ねて露光する露光装置1であって、複数の素子を有し露光パターンに応じて複数の素子が制御される空間光変調器75と、空間光変調器75を照明する照明モジュール7A(照明光学系)と、空間光変調器75の像を前記基板へ投影する投影モジュール7B(投影光学系)と、を有する露光ユニット20と、第2露光パターンに応じて複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、第1露光パターンの露光方向と走査方向とが交差する向きで搬送された基板10を保持する基板ステージ4と、露光ユニット20により第2露光パターンを基板10上に露光する前に、第1露光パターンと共に露光されたアライメントマーク12を計測する計測系と、基板ステージ4を露光ユニット20に対して走査方向へ相対移動させ、計測系によるアライメントマーク12の計測結果に応じて、第2露光パターンを第1露光パターンに重ねて露光する駆動部と、を備える。
(7)また、上記実施形態において、露光ユニット20は、複数設けられ、複数に分割された第2露光パターンをそれぞれ基板10上に露光することができる。
 このような構成により、複数の露光ユニット20のそれぞれの空間光変調器75によって分割露光することができる。この場合には、投影モジュール7B毎にアライメントと補正を行うことができ、より精度の高い露光を行うことができる。
(8)また、上記実施形態において、計測系は、走査方向と交差する非走査方向に間隔をあけて複数設けられている。計測系は、第1露光パターンの露光方向が走査方向と平行な向きで搬送された基板10上のアライメントマーク12を計測可能な第1計測系と、第1露光パターンの露光方向が走査方向と交差する向きで搬送された基板10上のアライメントマーク12を計測可能な第2計測系と、を有する。
(9)また、上記実施形態において、第2露光パターンが露光された基板10に対して重ね露光を行う露光機に関する情報を受信する受信部と、を備えている。データ生成部は、情報に基づいて、制御データを補正することが可能である。
(10)また、上記実施形態において、データ生成部は、露光機のアライメント顕微鏡の配置に関する情報に基づいて、そして、ライメント顕微鏡が観察できる位置にアライメントマーク12を基板10上に形成するよう制御データを補正することができる。
(11)また、上記実施形態において、データ生成部は、計測系およびアライメント顕微鏡のどちらか一方で観察できる位置にアライメントマーク12を基板10上に形成するよう制御データを補正することができる。
(12)また、上記実施形態において、計測系は、走査方向に交差する非走査方向に関して所定間隔を置いて設けられる第3計測系と第4計測系とを有し、第3計測系と第4計測系とは、所定間隔を変更させ、アライメントマーク12を計測可能な位置へ移動可能である。
(13)また、上記実施形態において、複数の素子を有し露光パターンに応じて複数の素子が制御される空間光変調器75と、空間光変調器75を照明する照明モジュール7A(照明光学系)と、空間光変調器75の像を基板10へ投影する投影モジュール(投影光学系)と、を有する露光ユニット20と、露光パターンに応じて複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、露光パターンが露光された基板10に対して重ね露光を行う露光機に関する情報を受信する受信部と、を備えている。データ生成部は、情報に基づいて、制御データを補正する。
(14)また、上記実施形態において、(1)~(13)のいずれか1つに記載の露光装置1を用いて基板10を露光することと、露光された基板10を現像することと、を含む。
 このような構成により、露光装置1を用いて露光された基板10を現像することで、モアレのようなムラ現象を低減したデバイスを製造することができる。
(15)また、上記実施形態において、請求項(1)~(13)のいずれか一項に記載の露光装置1を用いてフラットパネルディスプレイ用の基板10を露光することと、露光された基板10を現像することと、を含む。
 このような構成により、露光装置1を用いて露光された基板10を現像することで、モアレのようなムラ現象を低減したフラットパネルディスプレイを製造することができる。
 以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
 1…露光装置、2…露光装置本体、3…基板交換部、4…基板ステージ、5…アライメント系、5A…第1アライメント系、5B…第2アライメント系、6…光源ユニット、7…照明・投影モジュール、7A…照明モジュール(照明光学系)、7B…投影モジュール(投影光学系)、8…マスク露光機、10…基板、11…ベースプレート、20…露光ユニット、21…光学定盤、22…コラム、23…オートフォーカス系、61…光源、75…空間光変調器、X1…第1方向、X2…第2方向、X3…第3方向

Claims (15)

  1.  第1露光パターンが露光された基板を走査方向に移動させながら、第2露光パターンを重ねて露光する露光装置であって、
     複数の素子を有し露光パターンに応じて前記複数の素子が制御される空間光変調器と、前記空間光変調器を照明する照明光学系と、前記空間光変調器の像を前記基板へ投影する投影光学系と、を有する露光ユニットと、
     前記第2露光パターンに応じて前記複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、
     前記露光ユニットにより前記第2露光パターンを前記基板上に露光する前に、前記第1露光パターンと共に露光されたマークを計測する計測系と、
     前記計測系による前記マークの計測結果に応じて、前記投影光学系、前記空間光変調器、および前記データ生成部の少なくとも何れか1つを制御し、前記投影光学系による前記基板上の投影位置を制御する制御部と、を備え、
     前記露光ユニットは、複数設けられ、複数に分割された前記第2露光パターンをそれぞれ前記基板上に露光し、
     前記制御部は、前記露光ユニットごとに、前記投影位置を制御する、露光装置。
  2.  前記制御部は、前記データ生成部を制御し、前記計測結果に基づいて前記制御データを補正する、請求項1に記載の露光装置。
  3.  前記制御部は、前記空間光変調器を照明する前記照明光学系の照明光に対して、前記空間光変調器を相対的に移動させる、請求項1または2に記載の露光装置。
  4.  前記制御部は、前記投影光学系内の光学素子を一部移動させる、請求項1~3のいずれか一項に記載の露光装置。
  5.  前記第1露光パターンの露光方向と前記走査方向とが略平行となる向きで搬送された基板を保持可能な基板ステージを備える、請求項1~4のいずれか一項に記載の露光装置。
  6.  第1露光パターンが露光された基板を走査方向に移動させながら、第2露光パターンを重ねて露光する露光装置であって、
     複数の素子を有し露光パターンに応じて前記複数の素子が制御される空間光変調器と、前記空間光変調器を照明する照明光学系と、前記空間光変調器の像を前記基板へ投影する投影光学系と、を有する露光ユニットと、
     前記第2露光パターンに応じて前記複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、
     前記第1露光パターンの露光方向と前記走査方向とが交差する向きで搬送された基板を保持する基板ステージと、
     前記露光ユニットにより前記第2露光パターンを前記基板上に露光する前に、前記第1露光パターンと共に露光されたマークを計測する計測系と、
     前記基板ステージを前記露光ユニットに対して前記走査方向へ相対移動させ、前記計測系による前記マークの計測結果に応じて、前記第2露光パターンを前記第1露光パターンに重ねて露光する駆動部と、を備える露光装置。
  7.  前記露光ユニットは、複数設けられ、複数に分割された前記第2露光パターンをそれぞれ前記基板上に露光する、請求項6に記載の露光装置。
  8.  前記計測系は、前記走査方向と交差する非走査方向に間隔をあけて複数設けられ、
     前記計測系は、前記第1露光パターンの露光方向が前記走査方向と平行な向きで搬送された前記基板上の前記マークを計測可能な第1計測系と、前記第1露光パターンの露光方向が前記走査方向と交差する向きで搬送された前記基板上の前記マークを計測可能な第2計測系と、を有する請求項6または7に記載の露光装置。
  9.  前記第2露光パターンが露光された前記基板に対して重ね露光を行う露光機に関する情報を受信する受信部と、を備え、
     前記データ生成部は、前記情報に基づいて、前記制御データを補正する、請求項1~8のいずれか一項に記載の露光装置。
  10.  前記データ生成部は、前記露光機のアライメント顕微鏡の配置に関する前記情報に基づいて、前記アライメント顕微鏡が観察できる位置にアライメントマークを前記基板上に形成するよう前記制御データを補正する、請求項9に記載の露光装置。
  11.  前記データ生成部は、前記計測系および前記アライメント顕微鏡のどちらか一方で観察できる位置にアライメントマークを基板上に形成するよう前記制御データを補正する、請求項10に記載の露光装置。
  12.  前記計測系は、前記走査方向に交差する非走査方向に関して所定間隔を置いて設けられる第3計測系と第4計測系とを有し、
     前記第3計測系と前記第4計測系とは、前記所定間隔を変更させ、前記マークを計測可能な位置へ移動可能である、請求項1~11のいずれか一項に記載の露光装置。
  13.  複数の素子を有し露光パターンに応じて前記複数の素子が制御される空間光変調器と、前記空間光変調器を照明する照明光学系と、前記空間光変調器の像を前記基板へ投影する投影光学系と、を有する露光ユニットと、
     前記露光パターンに応じて前記複数の素子を制御する制御データを生成するデータ生成部と、
     前記露光パターンが露光された前記基板に対して重ね露光を行う露光機に関する情報を受信する受信部と、を備え、
     前記データ生成部は、前記情報に基づいて、前記制御データを補正する露光装置。
  14.  請求項1~13のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記基板を露光することと、 露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
  15.  請求項1~13のいずれか一項に記載の露光装置を用いてフラットパネルディスプレイ用の基板を露光することと、
     露光された前記基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653105A (ja) * 1992-07-28 1994-02-25 Nec Corp 露光装置
JPH1074677A (ja) * 1996-08-29 1998-03-17 Fujitsu Ltd 露光方法及び露光装置
JP2006186370A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
JP2008203857A (ja) * 2007-02-22 2008-09-04 Nikon Corp 露光方法、フラットパネルディスプレイ用の基板の製造方法、及び露光装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007108559A (ja) 2005-10-17 2007-04-26 Nikon Corp 走査型露光装置及びデバイスの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653105A (ja) * 1992-07-28 1994-02-25 Nec Corp 露光装置
JPH1074677A (ja) * 1996-08-29 1998-03-17 Fujitsu Ltd 露光方法及び露光装置
JP2006186370A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
JP2008203857A (ja) * 2007-02-22 2008-09-04 Nikon Corp 露光方法、フラットパネルディスプレイ用の基板の製造方法、及び露光装置

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