WO2023282109A1 - 露光装置及び検査方法 - Google Patents

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WO2023282109A1
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spatial light
light modulator
image
exposure apparatus
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加藤正紀
水野仁
水野恭志
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株式会社ニコン
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    • G03F7/706843Metrology apparatus
    • G03F7/706849Irradiation branch, e.g. optical system details, illumination mode or polarisation control

Definitions

  • a step-and-repeat projection exposure apparatus such as liquid crystal and organic EL display panels and semiconductor elements (integrated circuits, etc.
  • And-scan projection exposure apparatuses so-called scanning steppers (also called scanners)
  • This type of exposure apparatus projects and exposes a mask pattern for an electronic device onto a photosensitive layer coated on the surface of a substrate to be exposed (hereinafter simply referred to as a substrate) such as a glass substrate, semiconductor wafer, printed wiring board, or resin film. are doing.
  • a digital mirror device or the like in which a large number of micromirrors that are slightly displaced are regularly arranged can be used instead of the mask substrate.
  • a digital mirror device or the like in which a large number of micromirrors that are slightly displaced are regularly arranged.
  • illumination light obtained by mixing light from a laser diode (LD) with a wavelength of 375 nm and light from an LD with a wavelength of 405 nm in a multimode fiber bundle is sent to a digital mirror.
  • a device (DMD) is irradiated with light, and reflected light from each of a large number of tilt-controlled micromirrors is projected and exposed onto a substrate via an imaging optical system and a microlens array.
  • the desired pattern may not be projected and exposed onto the substrate, so it is desired to identify the DMD containing the defective element.
  • an exposure apparatus is an exposure apparatus that exposes an object to pattern light according to drawing data generated by a spatial light modulator having a plurality of elements, wherein the spatial light a data output unit that outputs the drawing data to a modulator; an illumination optical system that irradiates the spatial light modulator with illumination light; a first moving body that holds the object; a projection optical system that projects the image of the pattern light onto the object; a detection unit that detects the projected image of the pattern light; a determination unit that determines whether pattern light can be generated according to the drawing data output from the output unit.
  • an inspection method comprises: a spatial light modulator having a plurality of elements that generate pattern light corresponding to drawing data; and an illumination optical system that irradiates the spatial light modulator with illumination light. and a projection optical system for projecting an image of the pattern light generated by the spatial light modulator onto an object mounted on a first moving body, inspecting the spatial light modulator of an exposure apparatus.
  • the projected image of the pattern light cannot be detected, and the spatial light modulator cannot be driven according to the drawing data based on the detection result of the pattern light image. and determining whether it has defective elements.
  • an inspection method comprises: a spatial light modulator having a plurality of elements that generate pattern light corresponding to drawing data; and an illumination optical system that irradiates the spatial light modulator with illumination light. and a projection optical system for projecting an image of the pattern light generated by the spatial light modulator onto an object mounted on a first moving body, inspecting the spatial light modulator of an exposure apparatus.
  • the spatial light modulator is driven according to the drawing data by exposing the object to the image and measuring the object to which the image is exposed using a measuring device. and determining whether there are defective elements that cannot be processed.
  • an inspection method comprises: a spatial light modulator having a plurality of elements that generate pattern light corresponding to drawing data; and an illumination optical system that irradiates the spatial light modulator with illumination light. and an inspection method for inspecting the spatial light modulator of an exposure apparatus having a projection optical system for projecting an image of the pattern light generated by the spatial light modulator onto an object mounted on a first moving body. exposing a photochromic element to the image of the pattern light generated by the spatial light modulator, and measuring the photochromic element exposed to the image of the pattern light using a measuring device, determining whether the spatial light modulator has defective elements that cannot be driven according to the drawing data.
  • an exposure apparatus exposes an object to pattern light according to drawing data generated by a spatial light modulator having a plurality of elements, wherein the spatial light an illumination optical system that irradiates a modulator with illumination light; a first moving body that holds the object; a projection optical system that projects the pattern light generated by the spatial light modulator onto the object; a measurement unit that obtains a measurement result of the image of the pattern light above, wherein the measurement unit detects a defect in which the spatial light modulator cannot be driven according to the drawing data based on the measurement result. Measure whether or not there is an element.
  • an exposure apparatus is an exposure apparatus that exposes an object to pattern light corresponding to drawing data generated by a spatial light modulator having a plurality of elements, wherein the spatial light an illumination optical system that irradiates a modulator with illumination light; a first moving body that holds a photochromic element; a projection optical system that projects the pattern light generated by the spatial light modulator onto the photochromic element; a measurement unit for obtaining a measurement result of the photochromic element on which the pattern light image is projected, the measurement unit driving the spatial light modulator according to the drawing data based on the measurement result. It is determined whether or not there is a defective element that cannot be processed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an overview of the external configuration of an exposure apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an arrangement example of a DMD projection area projected onto a substrate by each projection unit of a plurality of exposure modules.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the state of stitch exposure by each of the four specific projection areas in FIG.
  • FIG. 4 is an optical layout diagram of a specific configuration of two exposure modules arranged in the X-axis direction (scanning exposure direction) viewed in the XZ plane.
  • FIG. 5A is a diagram schematically showing the DMD
  • FIG. 5B is a diagram showing the DMD when the power is OFF
  • FIG. FIG. 5D is a diagram for explaining the mirror in the OFF state.
  • FIG. 5A is a diagram schematically showing the DMD
  • FIG. 5B is a diagram showing the DMD when the power is OFF
  • FIG. 5D is a diagram for explaining the mirror in the OFF state.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a state in which the DMD and the illumination unit are tilted by an angle ⁇ k within the XY plane.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining in detail the imaging state of the micromirrors of the DMD by the projection unit.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an alignment device provided on a calibration reference portion attached to the edge of the substrate holder of the exposure apparatus.
  • FIG. 9 is a diagram of the substrate holder viewed from the +Z direction.
  • FIG. 10(A) is a diagram showing a schematic configuration of an inspection apparatus including a magnifying imaging system provided in an inspection section provided at the end of the substrate holder, and FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an inspection apparatus that does not include an enlarging imaging system and is provided in an inspection section provided in .
  • FIG. 11 is a functional block diagram of an inspection control device provided in the exposure apparatus.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the inspection control device.
  • FIG. 13 is a flowchart showing details of the inspection process.
  • FIG. 14A is a diagram showing an image of the first inspection pattern projected onto the imaging element when the DMD has no defective elements
  • FIG. 14C shows an image of a first inspection pattern projected onto one pixel of an imaging device
  • FIG. 14C shows an image of a second inspection pattern projected onto the imaging device when there is no defective element in the DMD;
  • FIG. 14A is a diagram showing an image of the first inspection pattern projected onto the imaging element when the DMD has no defective elements
  • FIG. 14C shows an image of a first inspection pattern projected onto one pixel of an imaging device
  • FIG. 14C shows
  • FIG. 14(D) is a diagram showing an image of the second inspection pattern projected onto one pixel of the imaging element surrounded by the dotted line in FIG. 14(C).
  • FIG. 15(A) is a diagram showing a plurality of elements included in a DMD region corresponding to one pixel of an image sensor
  • FIG. 15(B) illustrates a case where the plurality of elements of the DMD are divided into blocks. It is a figure to do.
  • FIG. 16 is a diagram showing multiple elements of the DMD corresponding to one pixel of the imaging element.
  • FIG. 17A is a diagram showing a first modified example of the images of the first and second inspection patterns projected onto the imaging element when the DMD has no defective elements.
  • FIG. 17B is a diagram showing a second modification of images of the first and second inspection patterns projected when there is no defective element on the DMD.
  • a pattern exposure apparatus (hereinafter simply referred to as an exposure apparatus) according to one embodiment will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an overview of the external configuration of an exposure apparatus EX according to one embodiment.
  • the exposure apparatus EX is an apparatus that forms and projects, onto a substrate to be exposed, exposure light whose intensity distribution in space is dynamically modulated by a spatial light modulator (SLM).
  • SLM spatial light modulator
  • Examples of spatial light modulators include liquid crystal devices, digital micromirror devices (DMDs), magneto-optical spatial light modulators (MOSLMs), and the like.
  • the exposure apparatus EX according to this embodiment includes the DMD 10 as a spatial light modulator, but may include other spatial light modulators.
  • the exposure apparatus EX is a step-and-scan projection exposure apparatus (scanner) that exposes a rectangular glass substrate used in a display device (flat panel display) or the like. be.
  • the glass substrate is a flat panel display substrate P having at least one side length or diagonal length of 500 mm or more and a thickness of 1 mm or less.
  • the exposure device EX exposes a photosensitive layer (photoresist) formed on the surface of the substrate P with a constant thickness to a projected image of a pattern created by the DMD.
  • the substrate P unloaded from the exposure apparatus EX after exposure is sent to predetermined process steps (film formation step, etching step, plating step, etc.) after the development step.
  • the exposure apparatus EX includes a pedestal 2 placed on active vibration isolation units 1a, 1b, 1c, and 1d (1d is not shown), a platen 3 placed on the pedestal 2, and An XY stage 4A (first driving unit) that can move two-dimensionally, a substrate holder 4B (first moving body) that sucks and holds a substrate P (object) on a plane on the XY stage 4A, a substrate holder 4B (substrate P) is provided with a stage device composed of laser length measurement interferometers (hereinafter simply referred to as interferometers) IFX and IFY1 to IFY4 for measuring the two-dimensional movement position.
  • interferometers laser length measurement interferometers
  • the XY plane of the orthogonal coordinate system XYZ is set parallel to the flat surface of the surface plate 3 of the stage device, and the XY stage 4A is set to be translatable within the XY plane.
  • the direction parallel to the X-axis of the coordinate system XYZ is set as the scanning movement direction of the substrate P (XY stage 4A) during scanning exposure.
  • the movement position of the substrate P in the X-axis direction is sequentially measured by the interferometer IFX, and the movement position in the Y-axis direction is sequentially measured by at least one (preferably two) of the four interferometers IFY1 to IFY4. be.
  • the substrate holder 4B is configured to be slightly movable in the direction of the Z-axis perpendicular to the XY plane with respect to the XY stage 4A and to be slightly inclined in any direction with respect to the XY plane, and projected onto the surface of the substrate P. Focus adjustment and leveling (parallelism) adjustment with respect to the imaging plane of the pattern are actively performed. Further, the substrate holder 4B is configured to be slightly rotatable ( ⁇ z rotation) about an axis parallel to the Z axis in order to actively adjust the tilt of the substrate P within the XY plane.
  • the exposure apparatus EX further includes an optical surface plate 5 that holds a plurality of exposure (drawing) module groups MU(A), MU(B), and MU(C), and a main column that supports the optical surface plate 5 from the pedestal 2. 6a, 6b, 6c, 6d (6d is not shown).
  • Each of the plurality of exposure module groups MU(A), MU(B), and MU(C) is attached to the +Z direction side of the optical platen 5 .
  • Each of the plurality of exposure module groups MU(A), MU(B), and MU(C) is attached to the +Z direction side of the optical surface plate 5, and an illumination unit ILU that receives illumination light from the optical fiber unit FBU.
  • each of the exposure module groups MU(A), MU(B), and MU(C) serves as a light modulating section that reflects the illumination light from the illumination unit ILU in the -Z direction and makes it enter the projection unit PLU. of DMD 10.
  • MU(A), MU(B), and MU(C) serves as a light modulating section that reflects the illumination light from the illumination unit ILU in the -Z direction and makes it enter the projection unit PLU. of DMD 10.
  • a plurality of alignment systems (microscopes) ALG for detecting alignment marks formed at a plurality of predetermined positions on the substrate P are attached to the -Z direction side of the optical platen 5 of the exposure apparatus EX.
  • Confirmation (calibration) of the relative positional relationship within the XY plane of each detection field of the alignment system ALG, from each projection unit PLU of the exposure module groups MU(A), MU(B), and MU(C) To confirm (calibrate) the baseline error between each projection position of the projected pattern image and the position of each detection field of the alignment system ALG, or to confirm the position and image quality of the pattern image projected from the projection unit PLU.
  • a calibration reference unit CU is provided at the -X direction end on the substrate holder 4B.
  • the number of modules may be less than or more than nine.
  • three rows of exposure modules are arranged in the X-axis direction, but the number of rows of exposure modules arranged in the X-axis direction may be two or less, or four or more. .
  • FIG. 2 is a diagram showing an arrangement example of the projection areas IAn of the DMD 10 projected onto the substrate P by the projection units PLU of the exposure module groups MU(A), MU(B), and MU(C).
  • the coordinate system XYZ is set the same as in FIG.
  • the exposure module group MU (A) in the first row, the exposure module group MU (B) in the second row, and the exposure module group MU (C in the third row) are spaced apart in the X-axis direction.
  • ) is composed of nine modules arranged in the Y-axis direction.
  • the exposure module group MU(A) consists of nine modules MU1 to MU9 arranged in the +Y direction
  • the exposure module group MU(B) consists of nine modules MU10 to MU18 arranged in the -Y direction
  • the exposure module group MU(C) is composed of nine modules MU19 to MU27 arranged in the +Y direction.
  • the modules MU1 to MU27 all have the same configuration, and when the exposure module group MU(A) and the exposure module group MU(B) face each other in the X-axis direction, the exposure module group MU(B) and the exposure module
  • the group MU (C) has a back-to-back relationship with respect to the X-axis direction.
  • the center point of each of the projection areas IA1 to IA9 in the first row is located on a line k1 parallel to the Y axis
  • the center point of each of the projection areas IA10 to IA18 in the second row is on a line k2 parallel to the Y axis
  • the center point of each of the projection areas IA19 to IA27 in the third row is located on a line k3 parallel to the Y-axis.
  • the distance between lines k1 and k2 in the X-axis direction is set to distance XL1
  • the distance between lines k2 and k3 in the X-axis direction is set to distance XL2.
  • the connecting portion between the -Y direction end of the projection area IA9 and the +Y direction end of the projection area IA10 is OLa
  • the -Y direction end of the projection area IA10 and the +Y direction end of the projection area IA27 and OLb, and the joint portion between the +Y-direction end of the projection area IA8 and the -Y-direction end of the projection area IA27 is OLc.
  • the orthogonal coordinate system XYZ is set the same as in FIGS.
  • the coordinate system X'Y' in the projection areas IA8, IA9, IA10, IA27 (and all other projection areas IAn) is It is set to be inclined by an angle ⁇ k with respect to the X-axis and Y-axis (lines k1 to k3) of the orthogonal coordinate system XYZ. That is, the entire DMD 10 is tilted by an angle ⁇ k in the XY plane so that the two-dimensional array of many micromirrors of the DMD 10 is in the X'Y' coordinate system.
  • a circular area encompassing each of the projection areas IA8, IA9, IA10, IA27 (and all other projection areas IAn as well) in FIG. 3 represents the circular image field PLf' of the projection unit PLU.
  • the projection image of the micromirrors arranged obliquely (angle ⁇ k) at the end of the projection area IA10 in the ⁇ Y′ direction and the projection image of the micromirrors arranged obliquely (angle ⁇ k) at the end of the projection area IA27 in the +Y′ direction It is set so that the projected images of the aligned micromirrors overlap.
  • the projection image of the micromirrors arranged obliquely (angle ⁇ k) at the end of the projection area IA8 in the +Y′ direction and the oblique (angle ⁇ k) end of the projection area IA27 in the ⁇ Y′ direction ) are set so as to overlap the projection images of the micromirrors arranged in the plane.
  • FIG. 4 is an optical view of the specific configuration of the module MU18 in the exposure module group MU(B) and the module MU19 in the exposure module group MU(C) shown in FIGS. 1 and 2 in the XZ plane. It is a layout diagram.
  • the orthogonal coordinate system XYZ in FIG. 4 is set the same as the orthogonal coordinate system XYZ in FIGS.
  • the module MU18 is shifted in the +Y direction with respect to the module MU19 by a constant interval and is installed in a back-to-back relationship.
  • the optical fiber unit FBU shown in FIG. 1 is composed of 27 optical fiber bundles FB1 to FB27 corresponding to the 27 modules MU1 to MU27 shown in FIG.
  • the illumination unit ILU of the module MU18 functions as a mirror 100 that reflects the illumination light ILm traveling in the -Z direction from the output end of the optical fiber bundle FB18, a mirror 102 that reflects the illumination light ILm from the mirror 100 in the -Z direction, and a collimator lens.
  • Mirror 102, input lens system 104, optical integrator 108, condenser lens system 110, and tilt mirror 112 are arranged along optical axis AXc parallel to the Z axis.
  • the optical fiber bundle FB18 is configured by bundling one optical fiber line or a plurality of optical fiber lines.
  • the illumination light ILm emitted from the output end of the optical fiber bundle FB18 (each of the optical fiber lines) is set to a numerical aperture (NA, also called divergence angle) so as to enter the input lens system 104 at the subsequent stage without being vignetted.
  • NA numerical aperture
  • the position of the front focal point of the input lens system 104 is designed to be the same as the position of the output end of the optical fiber bundle FB18.
  • the position of the rear focal point of the input lens system 104 is such that the illumination light ILm from a single or a plurality of point light sources formed at the output end of the optical fiber bundle FB18 is superimposed on the incident surface side of the MFE lens 108A of the optical integrator 108. is set to let Therefore, the incident surface of the MFE lens 108A is Koehler-illuminated by the illumination light ILm from the exit end of the optical fiber bundle FB18.
  • the geometric center point in the XY plane of the output end of the optical fiber bundle FB18 is positioned on the optical axis AXc, and the principal ray ( center line) is parallel (or coaxial) with the optical axis AXc.
  • Illumination light ILm from input lens system 104 is attenuated by an arbitrary value in the range of 0% to 90% by illumination adjustment filter 106, and then passes through optical integrator 108 (MFE lens 108A, field lens, etc.). , enter the condenser lens system 110 .
  • the MFE lens 108A is a two-dimensional arrangement of a large number of rectangular microlenses of several tens of ⁇ m square. ) is set to be almost similar to Also, the position of the front focal point of the condenser lens system 110 is set to be substantially the same as the position of the exit surface of the MFE lens 108A.
  • each illumination light from a point light source formed on each exit side of a large number of microlenses of the MFE lens 108A is converted into a substantially parallel light beam by the condenser lens system 110, and after being reflected by the tilt mirror 112, , are superimposed on the DMD 10 to form a uniform illuminance distribution. Since a surface light source in which a large number of point light sources (condensing points) are two-dimensionally densely arranged is generated on the exit surface of the MFE lens 108A, the MFE lens 108A functions as a surface light source forming member.
  • the optical axis AXc passing through the condenser lens system 110 and parallel to the Z-axis is bent by the tilt mirror 112 and reaches the DMD 10.
  • AXb the neutral plane including the center point of each of the numerous micromirrors of DMD 10 is set parallel to the XY plane. Therefore, the angle formed by the normal to the neutral plane (parallel to the Z-axis) and the optical axis AXb is the incident angle ⁇ of the illumination light ILm with respect to the DMD 10 .
  • the DMD 10 is attached to the underside of a mount portion 10M fixed to the support column of the illumination unit ILU.
  • the mount section 10M is provided with a fine movement stage that combines a parallel link mechanism and an extendable piezo element as disclosed in, for example, International Publication No. 2006/120927. be done.
  • FIG. 5A is a diagram schematically showing the DMD 10
  • FIG. 5B is a diagram showing the DMD 10 when the power is off
  • FIG. 5C is an explanation of mirrors in the ON state
  • FIG. 5D is a diagram for explaining the mirror in the OFF state.
  • mirrors in the ON state are indicated by hatching.
  • the DMD 10 has a plurality of micromirrors Ms whose reflection angle can be changed and controlled.
  • the DMD 10 is of a roll-and-pitch drive type that switches between the ON state and the OFF state by tilting the micromirrors Ms in the roll direction and the pitch direction.
  • each micromirror Ms when the power is off, the reflecting surface of each micromirror Ms is set parallel to the X'Y' plane.
  • the array pitch of the micromirrors Ms in the X' direction is Pdx ([mu]m), and the array pitch in the Y' direction is Pdy ([mu]m).
  • FIG. 5C shows a case where only the central micromirror Ms is in the ON state and the other micromirrors Ms are in the neutral state (neither ON nor OFF state). Each micromirror Ms is turned off by tilting around the X' axis.
  • FIG. 5D shows a case where only the central micromirror Ms is in the OFF state and the other micromirrors Ms are in the neutral state.
  • the ON-state micromirror Ms is arranged on the X'Y' plane so that the illumination light applied to the ON-state micromirror Ms is reflected in the X-axis direction of the XZ plane. is driven to tilt at a predetermined angle from Further, the micromirror Ms in the OFF state is driven to be tilted at a predetermined angle from the X'Y' plane so that the illumination light applied to the micromirror Ms in the OFF state is reflected in the Y-axis direction in the YZ plane. be.
  • the DMD 10 generates an exposure pattern by switching the ON state and OFF state of each micromirror Ms.
  • Illumination light reflected by the mirror in the OFF state is absorbed by a light absorber (not shown).
  • the DMD 10 has been described as an example of a spatial light modulator, the DMD 10 has been described as a reflective type that reflects laser light. A diffractive type may also be used.
  • a spatial light modulator can spatially and temporally modulate laser light.
  • the illumination light ILm irradiated to the ON-state micromirror Ms of the micromirrors Ms of the DMD 10 is reflected in the X-axis direction in the XZ plane toward the projection unit PLU.
  • the illumination light ILm irradiated to the OFF-state micromirror Ms among the micromirrors Ms of the DMD 10 is reflected in the Y-axis direction in the YZ plane so as not to be directed toward the projection unit PLU.
  • a movable shutter 114 for shielding reflected light from the DMD 10 during a non-exposure period is detachably provided in the optical path between the DMD 10 and the projection unit PLU.
  • the movable shutter 114 is rotated to an angular position retracted from the optical path during the exposure period, as illustrated on the module MU19 side, and inserted obliquely into the optical path during the non-exposure period, as illustrated on the module MU18 side. is rotated to the desired angular position.
  • a reflecting surface is formed on the DMD 10 side of the movable shutter 114 , and the light from the DMD 10 reflected there is applied to the light absorber 117 .
  • the light absorber 117 absorbs light energy in the ultraviolet wavelength range (wavelength of 400 nm or less) without re-reflection and converts it into heat energy. Therefore, the light absorber 117 is also provided with a heat dissipation mechanism (radiating fins or a cooling mechanism).
  • a heat dissipation mechanism radiatating fins or a cooling mechanism.
  • the reflected light from the micromirror Ms of the DMD 10 which is in the OFF state during the exposure period, is reflected in the Y-axis direction with respect to the optical path between the DMD 10 and the projection unit PLU, as described above. It is absorbed by a similar light absorber (not shown in FIG. 4) placed (perpendicular to the page of FIG. 4).
  • the projection unit PLU attached to the lower side of the optical surface plate 5 is a double-telecentric combination composed of a first lens system 116 and a second lens system 118 arranged along an optical axis AXa parallel to the Z axis. It is configured as an image projection lens system.
  • the first lens system 116 and the second lens system 118 are translated by a fine actuator in a direction along the Z-axis (optical axis AXa) with respect to a support column fixed to the lower side of the optical surface plate 5.
  • the projection magnification Mp is set to about 1/6, taking into account the tilt angle ⁇ k in the XY plane.
  • An imaging projection lens system formed by lens systems 116 and 118 inverts/inverts the reduced image of the entire mirror surface of DMD 10 and forms an image on projection area IA 18 (IAn) on substrate P.
  • the first lens system 116 of the projection unit PLU can be finely moved in the direction of the optical axis AXa by an actuator in order to finely adjust the projection magnification Mp (approximately ⁇ several tens of ppm), and the second lens system 118 is for high-speed focus adjustment. Therefore, the actuator can be finely moved in the direction of the optical axis AXa. Further, a plurality of oblique incident light type focus sensors 120 are provided below the optical surface plate 5 in order to measure the positional change of the surface of the substrate P in the Z-axis direction with submicron accuracy.
  • the projection area IAn must be tilted by the angle ⁇ k in the XY plane as described above with reference to FIG. (at least the optical path portion of the mirrors 102 to 112 along the optical axis AXc) are arranged so as to be inclined by an angle ⁇ k in the XY plane as a whole.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a state in which the DMD 10 and the projection unit PLU are tilted by an angle ⁇ k in the XY plane.
  • the orthogonal coordinate system XYZ is the same as the coordinate system XYZ of each of FIGS. Same as Y'.
  • the circle enclosing the DMD 10 is the image field PLf on the object plane side of the projection unit PLU, and the optical axis AXa is positioned at its center.
  • the optical axis AXb which is the optical axis AXc that has passed through the condenser lens system 110 of the illumination unit ILU and is bent by the tilting mirror 112, is tilted at an angle ⁇ k from the line Lu parallel to the X axis when viewed in the XY plane. placed.
  • FIG. 7 the imaging state of the micromirrors Ms of the DMD 10 by the projection unit PLU (imaging projection lens system) will be described in detail.
  • the orthogonal coordinate system X'Y'Z in FIG. 7 is the same as the coordinate system X'Y'Z shown in FIGS. 3 and 6.
  • the optical path of Illumination light ILm from condenser lens system 110 travels along optical axis AXc, is totally reflected by inclined mirror 112, and reaches the mirror surface of DMD 10 along optical axis AXb.
  • Msc be the micromirror Ms located in the center of the DMD 10
  • Msa be the micromirrors Ms located in the periphery
  • these micromirrors Msc and Msa are in the ON state.
  • the tilt angle of the micromirror Ms in the ON state is, for example, a standard value of 17.5° with respect to the X'Y' plane (XY plane), the reflected light Sc from each of the micromirrors Msc and Msa,
  • the incident angle (the angle of the optical axis AXb from the optical axis AXa) ⁇ of the illumination light ILm irradiated to the DMD 10 is 35.0°.
  • the principal ray Lc of the reflected light Sc from the micromirror Msc is coaxial with the optical axis AXa, and the principal ray La of the reflected light Sa from the micromirror Msa is parallel to the optical axis AXa. It enters the projection unit PLU with a numerical aperture (NA).
  • a reduced image ic of the micromirror Msc reduced by the projection magnification Mp of the projection unit PLU is telecentrically formed on the substrate P at the position of the optical axis AXa by the reflected light Sc.
  • a reduced image ia of the micromirror Msa reduced by the projection magnification Mp of the projection unit PLU is telecentrically formed on the substrate P at a position away from the reduced image ic in the +X′ direction.
  • the first lens system 116 of the projection unit PLU is composed of two lens groups G1, G2, and the second lens system 118 is composed of three lens groups G3, G4, G5.
  • An exit pupil (simply called a pupil) Ep is set between the lens group G3 and the lens group G4 of the second lens system 118 .
  • a light source image of the illumination light ILm (a set of many point light sources formed on the exit surface side of the MFE lens 108A) is formed to constitute Koehler illumination.
  • the pupil Ep is also called the aperture of the projection unit PLU, and the size (diameter) of the aperture is one factor that defines the resolving power of the projection unit PLU.
  • Specularly reflected light from the ON-state micromirror Ms of the DMD 10 is set so as to pass through without being blocked by the maximum aperture (diameter) of the pupil Ep.
  • the numerical aperture NAo of the projection unit PLU (lens groups G1 to G5) on the object plane (DMD10) side is expressed by the product of the projection magnification Mp and the numerical aperture NAi. NAi/6.
  • the illumination light ILm irradiated onto the entire mirror surface of the DMD 10 has a uniform illuminance distribution (for example, intensity unevenness within ⁇ 1%) due to the action of the optical integrator 108 .
  • the exit end side of the MFE lens 108A and the plane of the pupil Ep of the projection unit PLU are set in an optically conjugate relationship by the condenser lens system 110 and the lens groups G1 to G3 of the projection unit PLU.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the alignment device 60 provided in the calibration reference unit CU attached to the end of the substrate holder 4B of the exposure apparatus EX.
  • the alignment device 60 includes a reference mark 60a, a two-dimensional imaging device 60e, and the like. Alignment device 60 is used to measure and calibrate the positions of various modules, and is also used to calibrate alignment system ALG.
  • the positions of the modules MU1 to MU27 are measured by projecting the calibration pattern image onto the reference mark 60a of the alignment device 60 by the projection unit PLU, and measuring the relative position between the reference mark 60a and the calibration pattern image. It is done by
  • alignment system ALG can be calibrated by measuring reference mark 60a of alignment device 60 with alignment system ALG. That is, the position of alignment system ALG can be determined by measuring reference mark 60a of alignment device 60 with alignment system ALG. Furthermore, using reference mark 60a, it is possible to determine the relative positions of alignment system ALG and modules MU1 to MU27.
  • Alignment system ALG can also measure the position of the alignment mark on substrate P placed on substrate holder 4B with reference to reference mark 60a of alignment device 60 .
  • FIG. 9 is a diagram of the substrate holder 4B viewed from the +Z direction.
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of inspection devices 400a to 400i provided in an inspection unit IU provided at the end of the substrate holder 4B in the +X direction.
  • the inspection unit IU is provided on the opposite side of the substrate holder 4B from the calibration reference unit CU in the X-axis direction.
  • a plurality of inspection devices 400a to 400i are arranged in a direction (Y-axis direction) orthogonal to the scanning exposure direction of the substrate P (X-axis direction).
  • the inspection devices 400a to 400i are devices for inspecting whether or not the DMDs 10 of the modules MU1 to MU27 can generate pattern light corresponding to pattern data (drawing data).
  • it is a device for inspecting whether or not the DMD 10 has a defective element (defective micromirror) that cannot be driven according to drawing data.
  • the defective element is an element that cannot be driven according to drawing data because the micromirror Ms of the DMD 10 is stuck in the ON state or stuck in the OFF state, for example.
  • the inspection devices 400a to 400i are provided, for example, so as to correspond to the modules MU1 to MU9 included in the exposure module group MU(A). That is, the modules are arranged such that the pitch P1 between the centers of adjacent modules in the Y-axis direction is equal to the pitch P2 between the centers of adjacent inspection devices in the Y-axis direction.
  • inspection apparatuses 400a to 400i will be referred to as inspection apparatus 400 unless otherwise specified.
  • the inspection device 400 may be provided so as to correspond to the modules MU1 to MU27. That is, 27 inspection devices 400 may be arranged in the inspection unit IU.
  • the number of inspection devices 400 is not limited to the number shown in FIG. 9, and may be eight or less, or may be ten or more.
  • FIG. 10(A) it includes a magnifying imaging system 401 that magnifies the pattern image projected by the projection unit PLU, and a CCD or CMOS imaging device 402 that captures the magnified image.
  • the object microwavemirror Ms
  • the inspection apparatus 400 may have a CCD or CMOS image sensor 402 that directly captures the pattern image projected by the projection unit PLU.
  • the imaging element 402 is provided in the same plane as the substrate P or the substrate holder 4B.
  • the imaging element 402 is tilted within the XY plane by an angle ( ⁇ k: see FIG. 6) by which the DMD 10 is tilted within the XY plane. It should be noted that the imaging device 402 does not have to be tilted in the XY plane.
  • the DMD 10 when checking whether or not the DMD 10 has a defective element using an imaging device, it is conceivable to associate the pixels of the imaging device with the elements (micromirrors) Ms of the DMD 10 on a one-to-one basis. In this case, the image of the pattern generated by the DMD 10 is projected onto each pixel of the image pickup device, and the projected image is picked up. can be easily checked for defects.
  • the pattern image generated by the DMD 10 is usually reduced and projected onto the substrate P by the projection unit PLU.
  • the image of the pattern produced by DMD 10 is demagnified by projection unit PLU, eg, about 1/6.
  • the image of the pattern projected after being reduced by the projection unit PLU is enlarged by the enlargement imaging system 401 to the reciprocal of the reduction magnification.
  • the magnifying imaging system 401 becomes large, which leads to an increase in the size of the inspection apparatus 400 .
  • an imaging element having at least the same number of pixels as the number of pixels of the DMD 10 is used.
  • the enlargement magnification of the enlargement imaging system 401 is set so that each pixel IPX of the image sensor 402 includes pattern images projected from the plurality of elements Ms of the DMD 10 .
  • one pixel IPX1 (broken line) of the image pickup device 402 is made to include a plurality of elements (micromirrors) Ms (solid lines) of the DMD 10 .
  • the projected pattern image is enlarged so that the pattern image generated by the four elements Ms of the DMD 10 is projected onto the corresponding one pixel IPX1 of the imaging element 402 .
  • the number of pixels required by the image sensor 402 can be reduced (for example, 1/4 of the case where one pixel of the pattern image and the pixel of the image sensor correspond to each other at 1:1). can be made smaller. Moreover, since the magnification of the magnifying imaging system 401 can be reduced, the size of the magnifying imaging system 401 can be reduced.
  • the number of elements of the DMD 10 included in each pixel of the imaging device 402 is determined by the magnification of the magnifying imaging system 401, the minimum pitch between pixels of the image of the pattern projected onto the substrate P, and the pixels of the imaging device 402. It is determined by the relationship between the arrangement pitch of .
  • FIG. 11 shows the function of the inspection control apparatus 300 for determining whether or not there is a defective element in the DMD 10 of each of the modules MU1 to MU27 based on the input from the inspection apparatus 400, and for specifying the module of the DMD 10 in which the defective element exists. It is a block diagram.
  • the inspection control device 300 includes an inspection pattern output section 310, a determination section 301, and a stage driving section 305.
  • the inspection pattern output unit 310 outputs inspection pattern data ID1 to ID27 to the modules MU1 to MU27, respectively.
  • the DMD 10 of each of the modules MU1-MU27 generates a pattern based on the inspection pattern data ID1-ID27.
  • the determination unit 301 determines whether or not there is a defective element in the DMD 10 of each of the modules MU1 to MU27 based on the data input from the inspection apparatuses 400a to 400i, and identifies the module of the DMD 10 in which the defective element exists.
  • the stage drive unit 305 drives the XY stage 4A so that the modules MU1 to MU27 to be inspected are positioned above the inspection devices 400a to 400i.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing executed by the inspection control device 300. As shown in FIG.
  • the stage driving section 305 drives the XY stage 4A to position the inspection devices 400a to 400i under the respective MU1 to MU9 (step S11).
  • FIG. 13 is a flowchart showing details of the inspection process. The processing in FIG. 13 is performed for each of the modules MU1 to MU9, but the module MU1 will be described below as an example.
  • the test pattern output unit 310 outputs the pattern data ID1 of the first test pattern to the module MU1, and the module MU1 outputs the pattern generated by the DMD 10 based on the pattern data ID1 (the first pattern). ) is projected (step S131).
  • FIG. 14A is a diagram showing an image of the first inspection pattern projected onto the imaging element 402 when the DMD 10 has no defective elements
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing an image of the first inspection pattern projected onto one pixel IPX1 of the imaging device 402;
  • the first test pattern is a staggered pattern obtained by alternately turning ON and OFF the micromirrors Ms of the DMD 10 .
  • black portions indicate the OFF state.
  • the determination unit 301 measures the illuminance of the projected first pattern for each pixel IPX of the imaging device 402 of the inspection device 400a (step S132). Let the illuminance acquired in step S132 be the first illuminance.
  • the inspection pattern output unit 310 outputs the pattern data ID1 of the second inspection pattern to the module MU1, and the module MU1 outputs the image of the pattern (referred to as the second pattern) generated by the DMD 10 based on the pattern data ID1. Project (step S133).
  • FIG. 14(C) is a diagram showing an image of the second inspection pattern projected onto the imaging device 402 when the DMD 10 has no defective elements.
  • FIG. 10 is a diagram showing an image of a second inspection pattern projected onto one pixel IPX1 of the imaging device 402;
  • the second inspection pattern is a staggered pattern obtained by reversing the ON and OFF states of the micromirrors Ms of the DMD 10 from those of the first inspection pattern.
  • the determination unit 301 measures the illuminance of the projected image of the second pattern for each pixel IPX of the imaging device 402 of the inspection device 400a (step S134).
  • the illuminance acquired in step S134 be the second illuminance.
  • the first illuminance and the second illuminance include the luminance value and gradation value of the imaging element.
  • the determination unit 301 compares the first illuminance and the second illuminance (step S135).
  • the number of pixels in the ON state in the first inspection pattern is equal to the number of pixels in the ON state in the second inspection pattern, and the number of pixels in the OFF state in the first inspection pattern is also in the OFF state in the second inspection pattern. Equal to a certain number of pixels. Therefore, if each element of the DMD 10 corresponding to each pixel IPX of the image sensor 402 does not include a defective element, the difference between the first illumination and the second illumination should be approximately 0 at each pixel IPX of the image sensor 402. is. Therefore, the determination unit 301 determines whether the difference between the first illuminance and the second illuminance is within a predetermined range (for example, within ⁇ 1%) for each pixel IPX of the image sensor 402 (step S136).
  • the determination unit 301 determines whether the DMD 10 of the module MU1 has a defective element. It is determined that there is no (step S137).
  • the determination unit 301 determines that the DMD 10 of the module MU1 is a defective element. (step S138).
  • the determination unit 301 stores the determination result in a storage unit (not shown) such as a non-volatile memory (step S139).
  • the processing of FIG. 13 is also performed for the other modules MU2 to MU9 included in the exposure module group MU(A), and the determination result of whether or not the DMD 10 of each of the modules MU1 to MU9 has a defective element is stored in the storage unit. stored in
  • step S15 determines whether or not there is an exposure module that has not yet been inspected. For example, when the inspection of the modules MU1 to MU9 included in the exposure module group MU(A) is completed, the inspection of the exposure module groups MU(B) and MU(C) is not completed, so the determination in step S15 is YES. becomes.
  • step S15 If the determination in step S15 is YES, the process returns to step S11. Then, the stage drive unit 305 drives the XY stage 4A to position the inspection devices 400a to 400i below the modules MU18 to MU10 included in the exposure module group MU(B).
  • step S13 the inspection process described above is executed for the modules MU10 to MU18.
  • step S15 When the inspection of the exposure module group MU(B) is completed, the exposure module group MU(C) has not yet been inspected (step S15/YES), so the process returns to step S11.
  • the stage drive unit 305 drives the XY stage 4A to position the inspection devices 400a to 400i below the modules MU19 to MU27 included in the exposure module group MU(C) (step S11).
  • step S13 the exposure module group MU(C) is inspected (step S13), and when all the exposure module groups MU(A) to MU(C) have been inspected, the determination in step S15 becomes NO.
  • the determination unit 301 outputs the determination result stored in the storage unit (step S17), and ends the processing in FIG. At this time, the determination unit 301 may, for example, display the determination result on a display device such as a liquid crystal display, or may print the determination result on a printer. For example, the determination unit 301 outputs whether or not the DMD 10 has a defective element for each of the modules MU1 to MU27.
  • the determination unit 301 determines whether the DMD 10 having the defective element has the pattern based on the recipe of the pattern to be exposed on the substrate P and the position of the DMD 10 having the defective element.
  • the degree of influence on exposure results may be calculated.
  • the determination unit 301 may output the module including the DMD 10 having the defective element and the calculated degree of influence.
  • the determination unit 301 may output the degree of influence and allow the operator to select whether to proceed with the exposure processing as it is. For example, the operator can select whether to stop the exposure process, perform the exposure process using a normal DMD 10 with no defective element, or continue the exposure process as it is because the effect on the exposure result is small.
  • the determination unit 301 may simulate the exposure result based on the recipe information of the pattern to be exposed on the substrate P and the position of the DMD 10 having the defective element, and output the simulation result. good. This allows the operator to more easily determine whether or not to continue exposure processing.
  • a threshold for the number of defective elements and a threshold for the number of defective elements that affect the scanning exposure pattern are determined in advance, and after the inspection, it is possible to select whether or not to continue the exposure process based on the obtained inspection result. It is also possible to
  • the determination unit 301 determines that there are multiple regions including defective elements in the DMD 10. You may make it output the said result.
  • the exposure apparatus EX includes the DMD 10 that generates a pattern corresponding to drawing data, the illumination unit ILU that irradiates the DMD 10 with illumination light, and the pattern generated by the DMD 10.
  • a projection unit PLU that projects a reduced pattern image onto the substrate P placed on the substrate holder 4B, an inspection device 400 that detects the projected pattern image, and a detection result of the inspection device 400. and a judgment unit 301 for judging whether or not the DMD 10 has a defective element. Thereby, it is possible to inspect whether or not the DMD 10 has a defective element within the exposure apparatus EX.
  • the determination unit 301 detects the detection result of the image of the first pattern projected when the DMD 10 generates the first inspection pattern and the image projected when the second inspection pattern is generated by the DMD 10 . Then, it is determined whether the DMD 10 has a defective element based on the detection result of the image of the second pattern.
  • the inspection apparatus 400 also detects the illuminance of the first pattern image and the illuminance of the second pattern image.
  • the first test pattern is a zigzag pattern obtained by alternately turning ON and OFF pixels of the DMD 10
  • the second test pattern is the ON state and the OFF state of the first test pattern. This is an inverted houndstooth pattern. This makes it possible to determine whether the DMD 10 has defective elements by comparing the illuminance without inspecting each element of the DMD 10 .
  • the inspection apparatus 400 generates a and a magnifying imaging system 401 that magnifies the projected pattern image so that the projected pattern image is projected onto the corresponding pixels IPX1 to IPX4 of the imaging device 402 .
  • each of the pixels IPX1 to IPX4 of the image sensor 402 receives light from the plurality of elements Ms of the DMD10.
  • the exposure apparatus EX includes a DMD 10, an illumination unit ILU, and a projection unit PLU. Equipped with a plurality of arrayed modules (for example, MU1 to MU9), the inspection apparatus 400 is arranged in plurality in the Y-axis direction (inspection apparatuses 400a to 400i) so as to correspond to the plurality of modules MU1 to MU9. As a result, the inspection can be performed in a short period of time as compared with the case where the plurality of modules MU1 to MU9 are inspected by one inspection apparatus 400.
  • the number of elements Ms of the DMD 10 corresponding to one pixel IPX of the image sensor 402 may be 5 ⁇ 5 or more, or may be 3 ⁇ 3, and corresponds to one pixel IPX of the image sensor 402.
  • the number of elements Ms of the DMD 10 does not have to be integer ⁇ integer, but may be 1.5 ⁇ 1.5.
  • the inspection devices 400a to 400i may also be used as the alignment device 60 provided in the calibration reference unit CU. That is, the imaging device 402 of the inspection device 400 may be used as the two-dimensional imaging device 60 e of the alignment device 60 .
  • the inspection apparatus 400 may become large, the image sensor 402 having pixels IPX in 1:1 correspondence with the elements Ms of the DMD 10 is used to capture the projected pattern image. Then, whether or not the DMD 10 has a defective element may be determined based on the captured image. Moreover, when the DMD 10 has a defective element, the position of the defective element may be specified based on the captured image.
  • the test pattern is exposed on the substrate P, and the substrate P exposed to the test pattern is measured by a measurement apparatus (microscope). and identify DMDs 10 that have defective elements.
  • a measurement apparatus microscope
  • a photochromic element may be arranged instead of the inspection apparatus 400, a test pattern may be exposed on the photochromic element, and the exposure result may be observed and measured by the alignment system ALG to identify the defective element.
  • the microscope of the inspection apparatus used in the inspection process of the exposed substrate P may be used.
  • the pattern images generated in each of the plurality of regions are projected onto the corresponding pixels IPX of the image sensor 402.
  • the magnifying imaging system 401 is used, but the magnifying imaging system 401 may be omitted as shown in FIG. 8B.
  • the imaging element 402 is arranged on the substrate holder 4B so that its light receiving surface is positioned substantially at the same position as the best focus plane (best imaging plane) of the projection unit PLU in the Z-axis direction.
  • the pattern image reduced by the projection unit PLU is projected onto the imaging device 402 .
  • the first illuminance of the image of the first pattern projected when the DMD 10 is caused to generate the first inspection pattern and the second pattern projected when the second inspection pattern is generated by the DMD 10 is compared with the second illuminance of the image of the entire image sensor 402, and it is determined whether or not the difference between the first illuminance and the second illuminance is within a predetermined range. can determine whether Moreover, since the magnifying imaging system 401 can be omitted, the inspection apparatus 400 can be further miniaturized.
  • an illuminance sensor may be used in place of the imaging device 402 .
  • the DMD 10 has a defective element is specified, but the position of the defective element is not specified.
  • the location of the defective element can be identified as follows.
  • FIG. 15A is a diagram showing the elements (Ms) PX1 to PX16 included in the area of the DMD 10 corresponding to one pixel IPX1 of the imaging element 402 (first state).
  • the element PX6 is assumed to be a defective element.
  • the processing described with reference to FIG. 13 although it is known that a defective element exists within the area of the DMD 10 corresponding to the pixel IPX1 of the image sensor 402, which pixel among the elements PX1 to PX16 included in that area is defective? It is not possible to identify whether it is a defective element.
  • a block is defined that includes a plurality of elements adjacent to each other in the X-axis direction and the Y-axis direction. Elements included in each block are included in one pixel IPX1 used in the first state (second state). The number of elements included in each block is less than the number of elements included in the pixel IPX1. This is achieved by changing the magnifying power of the magnifying imaging system 401 to change the elements included in one pixel IPX1 between the first state and the second state in the same pixel.
  • block BLK1 including elements PX1, PX2, PX5 and PX6, block BLK2 including elements PX2, PX3, PX6 and PX7, block BLK3 including elements PX3, PX4, PX7 and PX8 Define A block BLK4 including elements PX5, PX6, PX9 and PX10, a block BLK5 including elements PX6, PX7, PX10 and PX11, and a block BLK6 including elements PX7, PX8, PX11 and PX12 are defined.
  • block BLK7 including elements PX9, PX10, PX13 and PX14
  • block BLK8 including elements PX10, PX11, PX14 and PX15
  • block BLK9 including elements PX11, PX12, PX15 and PX16 are defined. Note that in FIGS. 15A and 15B, the elements are drawn apart from each other in order to make the drawings easier to see.
  • the presence or absence of a defective element is determined by comparing the second illuminance of the image of the second pattern thus obtained.
  • the block BLK1, the block BLK2, the block BLK4, and the block BLK5 include the defective element PX6, it is determined that the defective element exists in the block BLK1, the block BLK2, the block BLK4, and the block BLK5. be done.
  • the element PX6 is common to the block BLK1, the block BLK2, the block BLK4, and the block BLK5, it can be determined that the element PX6 is a defective element.
  • a plurality of elements included in a region of the DMD 10 corresponding to one pixel of the imaging element 402 is divided into a plurality of blocks in which adjacent blocks in the X-axis direction and the Y-axis direction include common elements.
  • the determining unit 301 may determine the influence of the defective element on the exposure result of the pattern in consideration of the position of the defective element, and output the result.
  • the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the element Ms of the DMD 10 may be directly observed by the alignment device 60 by switching ON/OFF the part considered to be the defective element. In this case, it is desirable to observe with an optical magnification that makes the pixels of the alignment device 60 larger than the elements Ms of the DMD 10 . Further, in this embodiment, an example of a houndstooth check pattern in which ON/OFF is switched between adjacent elements Ms is shown.
  • the inspection pattern is not limited to the houndstooth pattern.
  • the two inspection patterns may be patterns that are not staggered. Although not staggered, all 16 elements in the pixel IPX1 are turned on or off once by the first inspection pattern or the second inspection pattern. By using such a pattern, it is possible to identify defective elements.
  • the inspection pattern of the present invention is not limited to this, and can be appropriately designed without departing from the gist of the present invention.
  • defective elements may be identified as follows.
  • the first inspection pattern is a pattern that turns on a specific element included in the pixel IPX
  • the second inspection pattern is a pattern that turns off all the elements included in the pixel IPX
  • the first inspection pattern and the inspection result of the second inspection pattern By performing this operation for all the elements included in the pixel IPX, it is possible to identify the presence or absence of defective elements.
  • a spatial light modulator that generates a pattern corresponding to drawing data, an illumination unit that irradiates the spatial light modulator with illumination light, and an image of the pattern generated by the spatial light modulator on a substrate.
  • a projection unit for projecting a reduced image onto a substrate placed on a holder; a detection unit for detecting the projected image of the pattern;
  • a determination unit that determines whether or not it has an element; an exposure apparatus.
  • the determination unit transmits a detection result of a first pattern image projected when a first inspection pattern is generated by the spatial light modulator and a second inspection pattern to the spatial light modulator.
  • the exposure apparatus according to supplementary note 1, wherein whether or not the spatial light modulator has a defective element is determined based on a detection result of the second pattern image projected when generated.
  • the exposure apparatus according to Supplementary note 2, wherein the detection unit detects the illuminance of the first pattern image and the illuminance of the second pattern image.
  • the first test pattern is a zigzag pattern obtained by alternately turning ON and OFF elements of the spatial light modulator, and the second test pattern is the 3.
  • the exposure apparatus according to appendix 2 or 3, wherein the pattern is a zigzag pattern in which the ON state and the OFF state of the first inspection pattern are reversed.
  • Appendix 6 The exposure apparatus according to any one of appendices 1 to 5, wherein the detection unit is installed in the substrate holder.
  • the detection unit is configured such that the image of the pattern generated in each of the plurality of regions is the above-mentioned 7.
  • the detection unit includes an imaging device that projects the projected image of the pattern without enlarging it.
  • inspection methods including; (Appendix 12) A spatial light modulator that generates a pattern corresponding to drawing data, an illumination unit that irradiates the spatial light modulator with illumination light, and an image of the pattern generated by the spatial light modulator that is projected onto a substrate. a projection unit that projects onto a substrate placed on a holder, and an inspection method for inspecting the spatial light modulator, wherein the image of the pattern generated by the spatial light modulator is projected onto the an inspection comprising: exposing a substrate; and determining whether the spatial light modulator has defective elements by measuring the substrate exposed with the image of the pattern using a measurement device. Method.
  • a spatial light modulator that generates a pattern corresponding to drawing data, an illumination unit that illuminates the spatial light modulator with illumination light, and an image of the pattern generated by the spatial light modulator are placed on a substrate holder.

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Abstract

空間光変調器が欠陥素子を有するか否かを検査するために、露光装置は、複数の素子を有する空間光変調器によって生成される描画データに応じたパターン光を物体に対して露光する露光装置であって、前記空間光変調器に前記描画データを出力するデータ出力部と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、前記物体を保持する第1移動体と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光の像を、前記物体に投影する投影光学系と、投影された前記パターン光の像を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記空間光変調器が前記データ出力部から出力された前記描画データに応じたパターン光を生成可能か否かを判定する判定部と、を備える。 

Description

露光装置及び検査方法
 露光装置及び検査方法に関する。
 従来、液晶や有機ELによる表示パネル、半導体素子(集積回路等)等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(いわゆるステッパ)、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが使用されている。この種の露光装置は、ガラス基板、半導体ウエハ、プリント配線基板、樹脂フィルム等の被露光基板(以下、単に基板とも呼ぶ)の表面に塗布された感光層に電子デバイス用のマスクパターンを投影露光している。
 そのマスクパターンを固定的に形成するマスク基板の作製には時間と経費を要する為、マスク基板の代わりに、微少変位するマイクロミラーの多数を規則的に配列したデジタル・ミラー・デバイス(DMD)等の空間光変調素子(可変マスクパターン生成器)を使用した露光装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された露光装置では、例えば、波長375nmのレーザダイオード(LD)からの光と波長405nmのLDからの光とをマルチモードのファイバーバンドルで混合した照明光を、デジタル・ミラー・デバイス(DMD)に照射し、傾斜制御された多数のマイクロミラーの各々からの反射光を結像光学系、マイクロレンズアレーを介して基板に投影露光している。
 DMDに欠陥素子が生ずると、所望のパターンを基板に投影露光できないおそれがあるため、欠陥素子を含むDMDを特定することが望まれている。
特開2019-23748号公報
 開示の第1の態様によれば、露光装置は、複数の素子を有する空間光変調器によって生成される描画データに応じたパターン光を物体に対して露光する露光装置であって、前記空間光変調器に前記描画データを出力するデータ出力部と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、前記物体を保持する第1移動体と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光の像を、前記物体に投影する投影光学系と、投影された前記パターン光の像を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記空間光変調器が前記データ出力部から出力された前記描画データに応じたパターン光を生成可能か否かを判定する判定部と、を備える。
 開示の第2の態様によれば、検査方法は、描画データに対応したパターン光を生成する複数の素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光の像を、第1移動体上に載置された物体上に投影する投影光学系と、を備える露光装置の前記空間光変調器を検査する検査方法であって、投影された前記パターン光の像を検出することと、前記パターン光の像の検出結果に基づいて、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定することと、を含む。
 開示の第3の態様によれば、検査方法は、描画データに対応したパターン光を生成する複数の素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光の像を、第1移動体上に載置された物体上に投影する投影光学系と、を備える露光装置の前記空間光変調器を検査する検査方法であって、前記像を前記物体に露光することと、前記像が露光された前記物体を計測装置を用いて計測することにより、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定することと、を含む。
 開示の第4の態様によれば、検査方法は、描画データに対応したパターン光を生成する複数の素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光の像を、第1移動体上に載置された物体上に投影する投影光学系を備える露光装置の前記空間光変調器を検査する検査方法であって、前記空間光変調器が生成した前記パターン光の像をフォトクロミック素子に露光することと、前記パターン光の像が露光された前記フォトクロミック素子を計測装置を用いて計測することにより、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定することと、を含む。
 開示の第5の態様によれば、露光装置は、複数の素子を有する空間光変調器によって生成される描画データに応じたパターン光を物体に対して露光する露光装置であって、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、前記物体を保持する第1移動体と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光を、前記物体に投影する投影光学系と、前記物体上の前記パターン光の像の計測結果を得る計測部と、を備え、前記計測部は、前記計測結果に基づいて、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを計測する。
 開示の第6の態様によれば、露光装置は、複数の素子を有する空間光変調器によって生成される描画データに応じたパターン光を物体に対して露光する露光装置であって、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、フォトクロミック素子を保持する第1移動体と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光を、前記フォトクロミック素子に投影する投影光学系と、前記パターン光の像が投影された前記フォトクロミック素子の計測結果を得る計測部と、を備え、前記計測部は、前記計測結果に基づいて、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定する。
 なお、後述の実施形態の構成を適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させても良い。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
図1は、一実施形態に係る露光装置の外観構成の概要を示す斜視図である。 図2は、複数の露光モジュールの各々の投影ユニットによって基板上に投射されるDMDの投影領域の配置例を示す図である。 図3は、図2において、特定の4つの投影領域の各々による継ぎ露光の状態を説明する図である。 図4は、X軸方向(走査露光方向)に並ぶ2つの露光モジュールの具体的な構成をXZ面内で見た光学配置図である。 図5(A)は、DMDを概略的に示す図であり、図5(B)は、電源がOFFの場合のDMDを示す図であり、図5(C)は、ON状態のミラーについて説明するための図であり、図5(D)は、OFF状態のミラーについて説明するための図である。 図6は、DMDと照明ユニットとがXY面内で角度θkだけ傾いた状態を模式的に表した図である。 図7は、投影ユニットによるDMDのマイクロミラーの結像状態を詳細に説明する図である。 図8は、露光装置の基板ホルダ上の端部に付設された較正用基準部に設けられるアライメント装置の概略構成を示す図である。 図9は、基板ホルダを+Z方向から見た図である。 図10(A)は、基板ホルダの端部に設けられた検査部に設けられる拡大結像系を含む検査装置の概略構成を示す図であり、図10(B)は、基板ホルダの端部に設けられた検査部に設けられる、拡大結像系を含まない検査装置の概略構成を示す図である。 図11は、露光装置が備える検査制御装置の機能ブロック図である。 図12は、検査制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図13は、検査処理の詳細を示すフローチャートである。 図14(A)は、DMDに欠陥素子がない場合に撮像素子に投影される第1検査パターンの像を示す図であり、図14(B)は、図14(A)において点線で囲んだ撮像素子の1つの画素に投影される第1検査パターンの像を示す図であり、図14(C)は、DMDに欠陥素子がない場合に撮像素子に投影される第2検査パターンの像を示す図であり、図14(D)は、図14(C)において点線で囲んだ撮像素子の1つの画素に投影される第2検査パターンの像を示す図である。 図15(A)は、撮像素子の1つの画素に対応するDMDの領域に含まれる複数の素子を示す図であり、図15(B)は、DMDの複数の素子をブロックに分ける場合について説明する図である。 図16は、撮像素子の1つの画素に対応するDMDの複数の素子を示す図である。 図17(A)はDMDに欠陥素子がない場合に撮像素子に投影される第1検査パターン及び第2検査パターンの像の第1の変形例を示す図である。図17(B)は、DMDに欠陥素子がない場合に投影される第1検査パターン及び第2検査パターンの像の第2の変形例を示す図である。
 一実施形態に係るパターン露光装置(以下、単に露光装置と記載する)について、図面を参照して説明する。
〔露光装置の全体構成〕
 図1は、一実施形態に係る露光装置EXの外観構成の概要を示す斜視図である。露光装置EXは、空間光変調素子(SLM:Spatial Light Modulator)によって、空間内での強度分布が動的に変調される露光光を被露光基板に結像投影する装置である。空間光変調器の例としては、液晶素子、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD:Digital Micromirror Device)、磁気光学空間光変調器(MOSLM:Magneto Optic Spatial Light Modulator)等が挙げられる。本実施形態に係る露光装置EXは、空間光変調器としてDMD10を備えるが、他の空間光変調器を備えていてもよい。
 特定の実施形態において、露光装置EXは、表示装置(フラットパネルディスプレイ)などに用いられる矩形(角型)のガラス基板を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(スキャナ)である。そのガラス基板は、少なくとも一辺の長さ、または対角長が500mm以上であり、厚さが1mm以下のフラットパネルディスプレイ用の基板Pとする。露光装置EXは、基板Pの表面に一定の厚みで形成された感光層(フォトレジスト)にDMDで作られるパターンの投影像を露光する。露光後に露光装置EXから搬出される基板Pは、現像工程の後に所定のプロセス工程(成膜工程、エッチング工程、メッキ工程等)に送られる。
 露光装置EXは、アクティブ防振ユニット1a、1b、1c、1d(1dは不図示)上に載置されたペデスタル2と、ペデスタル2上に載置された定盤3と、定盤3上で2次元に移動可能なXYステージ4A(第1駆動部)と、XYステージ4A上で基板P(物体)を平面上に吸着保持する基板ホルダ4B(第1移動体)と、基板ホルダ4B(基板P)の2次元の移動位置を計測するレーザ測長干渉計(以下、単に干渉計とも呼ぶ)IFX、IFY1~IFY4とで構成されるステージ装置を備える。このようなステージ装置は、例えば、米国特許公開第2010/0018950号明細書、米国特許公開第2012/0057140号明細書に開示されている。
 図1において、直交座標系XYZのXY面はステージ装置の定盤3の平坦な表面と平行に設定され、XYステージ4AはXY面内で並進移動可能に設定される。また、本実施の形態では、座標系XYZのX軸と平行な方向がスキャン露光時の基板P(XYステージ4A)の走査移動方向に設定される。基板PのX軸方向の移動位置は干渉計IFXで逐次計測され、Y軸方向の移動位置は、4つの干渉計IFY1~IFY4の内の少なくとも1つ(好ましくは2つ)以上によって逐次計測される。基板ホルダ4Bは、XYステージ4Aに対して、XY面と垂直なZ軸の方向に微少移動可能、且つXY面に対して任意の方向に微少傾斜可能に構成され、基板Pの表面と投影されたパターンの結像面とのフォーカス調整とレベリング(平行度)調整とがアクティブに行われる。更に基板ホルダ4Bは、XY面内での基板Pの傾きをアクティブに調整する為に、Z軸と平行な軸線の回りに微少回転(θz回転)可能に構成されている。
 露光装置EXは、更に、複数の露光(描画)モジュール群MU(A)、MU(B)、MU(C)を保持する光学定盤5と、光学定盤5をペデスタル2から支持するメインコラム6a、6b、6c、6d(6dは不図示)とを備える。複数の露光モジュール群MU(A)、MU(B)、MU(C)の各々は、光学定盤5の+Z方向側に取り付けられている。複数の露光モジュール群MU(A)、MU(B)、MU(C)の各々は、光学定盤5の+Z方向側に取り付けられて、光ファイバーユニットFBUからの照明光を入射する照明ユニットILUと、光学定盤5の-Z方向側に取り付けられてZ軸と平行な光軸を有する投影ユニットPLUとを有する。更に露光モジュール群MU(A)、MU(B)、MU(C)の各々は、照明ユニットILUからの照明光を-Z方向に向けて反射させて、投影ユニットPLUに入射させる光変調部としてのDMD10を備える。照明ユニットILU、DMD10、投影ユニットPLUによる露光モジュールの詳細な構成は後述する。
 露光装置EXの光学定盤5の-Z方向側には、基板P上の所定の複数位置に形成されたアライメントマークを検出する複数のアライメント系(顕微鏡)ALGが取り付けられている。そのアライメント系ALGの各々の検出視野のXY面内での相対的な位置関係の確認(較正)、露光モジュール群MU(A)、MU(B)、MU(C)の各々の投影ユニットPLUから投射されるパターン像の各投影位置とアライメント系ALGの各々の検出視野の位置とのベースライン誤差の確認(較正)、或いは投影ユニットPLUから投射されるパターン像の位置や像質の確認の為に、基板ホルダ4B上の-X方向の端部には、較正用基準部CUが設けられている。なお、図1では一部を不図示としたが、露光モジュール群MU(A)、MU(B)、MU(C)の各々は、本実施の形態では、一例として9つのモジュールがY軸方向に一定間隔で並べられるが、そのモジュール数は9つよりも少なくてもよいし、多くてもよい。また、図1では、X軸方向に露光モジュールを3列配置しているが、X軸方向に配置する露光モジュールの列の数は、2列以下でもよいし、4列以上であってもよい。
 図2は、露光モジュール群MU(A)、MU(B)、MU(C)の各々の投影ユニットPLUによって基板P上に投射されるDMD10の投影領域IAnの配置例を示す図であり、直交座標系XYZは図1と同じに設定される。本実施の形態では、X軸方向に離間して配置される1列目の露光モジュール群MU(A)、2列目の露光モジュール群MU(B)、3列目の露光モジュール群MU(C)の各々は、Y軸方向に並べられた9つのモジュールで構成される。露光モジュール群MU(A)は、+Y方向に配置された9つのモジュールMU1~MU9で構成され、露光モジュール群MU(B)は、-Y方向に配置された9つのモジュールMU10~MU18で構成され、露光モジュール群MU(C)は、+Y方向に配置された9つのモジュールMU19~MU27で構成される。モジュールMU1~MU27は全て同じ構成であり、露光モジュール群MU(A)と露光モジュール群MU(B)とをX軸方向に関して向かい合わせの関係としたとき、露光モジュール群MU(B)と露光モジュール群MU(C)とはX軸方向に関して背中合わせの関係になっている。
 図2において、モジュールMU1~MU27の各々による投影領域IA1、IA2、IA3、・・・、IA27(nを1~27として、IAnと表すこともある)の形状は、一例として、ほぼ1:2の縦横比を持ってY軸方向に延びた長方形になっている。本実施の形態では、基板Pの+X方向の走査移動に伴って、1列目の投影領域IA1~IA9の各々の-Y方向の端部と、2列目の投影領域IA10~IA18の各々の+Y方向の端部とで継ぎ露光が行われる。そして、1列目と2列目の投影領域IA1~IA18の各々で露光されなかった基板P上の領域は、3列目の投影領域IA19~IA27の各々によって継ぎ露光される。1列目の投影領域IA1~IA9の各々の中心点はY軸と平行な線k1上に位置し、2列目の投影領域IA10~IA18の各々の中心点はY軸と平行な線k2上に位置し、3列目の投影領域IA19~IA27の各々の中心点はY軸と平行な線k3上に位置する。線k1と線k2のX軸方向の間隔は距離XL1に設定され、線k2と線k3のX軸方向の間隔は距離XL2に設定される。
 ここで、投影領域IA9の-Y方向の端部と投影領域IA10の+Y方向の端部との継ぎ部をOLa、投影領域IA10の-Y方向の端部と投影領域IA27の+Y方向の端部との継ぎ部をOLb、そして投影領域IA8の+Y方向の端部と投影領域IA27の-Y方向の端部との継ぎ部をOLcとしたとき、その継ぎ露光の状態を図3にて説明する。図3において、直交座標系XYZは図1、図2と同一に設定され、投影領域IA8、IA9、IA10、IA27(及び、他の全ての投影領域IAn)内の座標系X’Y’は、直交座標系XYZのX軸、Y軸(線k1~k3)に対して、角度θkだけ傾くように設定される。即ち、DMD10の多数のマイクロミラーの2次元の配列が座標系X’Y’となるように、DMD10の全体がXY面内で角度θkだけ傾けられている。
 図3中の投影領域IA8、IA9、IA10、IA27(及び、他の全ての投影領域IAnも同じ)の各々を包含する円形の領域は、投影ユニットPLUの円形イメージフィールドPLf’を表す。継ぎ部OLaでは、投影領域IA9の-Y’方向の端部の斜め(角度θk)に並ぶマイクロミラーの投影像と、投影領域IA10の+Y’方向の端部の斜め(角度θk)に並ぶマイクロミラーの投影像とがオーバーラップするように設定される。また、継ぎ部OLbでは、投影領域IA10の-Y’方向の端部の斜め(角度θk)に並ぶマイクロミラーの投影像と、投影領域IA27の+Y’方向の端部の斜め(角度θk)に並ぶマイクロミラーの投影像とがオーバーラップするように設定される。同様に、継ぎ部をOLcでは、投影領域IA8の+Y’方向の端部の斜め(角度θk)に並ぶマイクロミラーの投影像と、投影領域IA27の-Y’方向の端部の斜め(角度θk)に並ぶマイクロミラーの投影像とがオーバーラップするように設定される。
〔照明ユニットの構成〕
 図4は、図1、図2に示した露光モジュール群MU(B)中のモジュールMU18と、露光モジュール群MU(C)中のモジュールMU19との具体的な構成をXZ面内で見た光学配置図である。図4の直交座標系XYZは図1~図3の直交座標系XYZと同じに設定される。また、図2に示した各モジュールのXY面内での配置から明らかなように、モジュールMU18はモジュールMU19に対して+Y方向に一定間隔だけずらされると共に、互いに背中合わせの関係で設置されている。モジュールMU18内の各光学部材とモジュールMU19内の各光学部材は、それぞれ同じ材料で同じに構成されるので、ここでは主にモジュールMU18の光学構成について詳細に説明する。なお、図1に示した光ファイバーユニットFBUは、図2に示した27個のモジュールMU1~MU27の各々に対応して、27本の光ファイバー束FB1~FB27で構成される。
 モジュールMU18の照明ユニットILUは、光ファイバー束FB18の出射端から-Z方向に進む照明光ILmを反射するミラー100、ミラー100からの照明光ILmを-Z方向に反射するミラー102、コリメータレンズとして作用するインプットレンズ系104、照度調整フィルター106、マイクロ・フライ・アイ(MFE)レンズやフィールドレンズ等を含むオプチカルインテグレータ108、コンデンサーレンズ系110、及び、コンデンサーレンズ系110からの照明光ILmをDMD10に向けて反射する傾斜ミラー112とで構成される。ミラー102、インプットレンズ系104、オプチカルインテグレータ108、コンデンサーレンズ系110、並びに傾斜ミラー112は、Z軸と平行な光軸AXcに沿って配置される。
 光ファイバー束FB18は、1本の光ファイバー線、又は複数本の光ファイバー線を束ねて構成される。光ファイバー束FB18(光ファイバー線の各々)の出射端から照射される照明光ILmは、後段のインプットレンズ系104でけられること無く入射するような開口数(NA、広がり角とも呼ぶ)に設定されている。インプットレンズ系104の前側焦点の位置は、設計上では光ファイバー束FB18の出射端の位置と同じになるように設定される。さらに、インプットレンズ系104の後側焦点の位置は、光ファイバー束FB18の出射端に形成される単一又は複数の点光源からの照明光ILmをオプチカルインテグレータ108のMFEレンズ108Aの入射面側で重畳させるように設定されている。従って、MFEレンズ108Aの入射面は光ファイバー束FB18の出射端からの照明光ILmによってケーラー照明される。なお、初期状態では、光ファイバー束FB18の出射端のXY面内での幾何学的な中心点が光軸AXc上に位置し、光ファイバー線の出射端の点光源からの照明光ILmの主光線(中心線)は光軸AXcと平行(又は同軸)になっているものとする。
 インプットレンズ系104からの照明光ILmは、照度調整フィルター106で0%~90%の範囲の任意の値で照度を減衰された後、オプチカルインテグレータ108(MFEレンズ108A、フィールドレンズ等)を通って、コンデンサーレンズ系110に入射する。MFEレンズ108Aは、数十μm角の矩形のマイクロレンズを2次元に多数配列したものであり、その全体の形状はXY面内で、DMD10のミラー面全体の形状(縦横比が約1:2)とほぼ相似になるように設定される。また、コンデンサーレンズ系110の前側焦点の位置は、MFEレンズ108Aの射出面の位置とほぼ同じになるように設定される。その為、MFEレンズ108Aの多数のマイクロレンズの各射出側に形成される点光源からの照明光の各々は、コンデンサーレンズ系110によってほぼ平行な光束に変換され、傾斜ミラー112で反射された後、DMD10上で重畳されて均一な照度分布となる。MFEレンズ108Aの射出面には、多数の点光源(集光点)が2次元的に密に配列した面光源が生成されることから、面光源化部材として機能する。
 図4に示すモジュールMU18内において、コンデンサーレンズ系110を通るZ軸と平行な光軸AXcは、傾斜ミラー112で折り曲げられてDMD10に至るが、傾斜ミラー112とDMD10の間の光軸を光軸AXbとする。本実施の形態において、DMD10の多数のマイクロミラーの各々の中心点を含む中立面は、XY面と平行に設定されているものとする。従って、その中立面の法線(Z軸と平行)と光軸AXbとの成す角度が、DMD10に対する照明光ILmの入射角θαとなる。DMD10は、照明ユニットILUの支持コラムに固設されたマウント部10Mの下側に取り付けられる。マウント部10Mには、DMD10の位置や姿勢を微調整する為に、例えば、国際公開特許2006/120927号に開示されているようなパラレルリンク機構と伸縮可能なピエゾ素子を組み合わせた微動ステージが設けられる。
[DMDの構成]
 図5(A)は、DMD10を概略的に示す図であり、図5(B)は、電源がOFFの場合のDMD10を示す図であり、図5(C)は、ON状態のミラーについて説明するための図であり、図5(D)は、OFF状態のミラーについて説明するための図である。なお、図5(A)~図5(D)において、ON状態にあるミラーをハッチングで示している。
 DMD10は、反射角変更制御可能なマイクロミラーMsを複数有する。本実施形態において、DMD10は、ON状態とOFF状態とをマイクロミラーMsのロール方向傾斜とピッチ方向傾斜とで切り換えるロール&ピッチ駆動方式のものとする。
 図5(B)に示すように、電源がオフの状態のとき、各マイクロミラーMsの反射面は、X’Y’面と平行に設定される。各マイクロミラーMsのX’方向の配列ピッチをPdx(μm)、Y’方向の配列ピッチをPdy(μm)とするが、実用上はPdx=Pdyに設定される。
 各マイクロミラーMsは、Y’軸周りに傾斜することでON状態となる。図5(C)では、中央のマイクロミラーMsのみをON状態とし、他のマイクロミラーMsはニュートラルな状態(ONでもOFFでもない状態)とした場合を示している。また、各マイクロミラーMsは、X’軸周りに傾斜することでOFF状態となる。図5(D)では、中央のマイクロミラーMsのみをOFF状態とし、他のマイクロミラーMsはニュートラルな状態とした場合を示している。なお、簡略化のため図示していないが、ON状態のマイクロミラーMsは、ON状態のマイクロミラーMsに照射された照明光がXZ平面のX軸方向に反射されるよう、X’Y’平面から所定の角度傾くように駆動される。また、OFF状態のマイクロミラーMsは、OFF状態のマイクロミラーMsに照射された照明光がYZ面内のY軸方向に反射されるよう、X’Y’平面から所定の角度傾くように駆動される。DMD10は、各マイクロミラーMsのON状態及びOFF状態を切り替えることで、露光パターンを生成する。
 OFF状態のミラーによって反射された照明光は、不図示の光吸収体により吸収される。
 なお、DMD10を空間光変調器の一例として説明をしたため、レーザ光を反射する反射型として説明をしたが、空間光変調器は、レーザ光を透過する透過型でも良いし、レーザ光を回折する回折型でも良い。空間光変調器は、レーザ光を空間的に、且つ、時間的に変調することができる。
 図4に戻り、DMD10のマイクロミラーMsのうちのON状態のマイクロミラーMsに照射された照明光ILmは、投影ユニットPLUに向かうようにXZ面内のX軸方向に反射される。一方、DMD10のマイクロミラーMsのうちのOFF状態のマイクロミラーMsに照射された照明光ILmは、投影ユニットPLUに向かわないようにYZ面内のY軸方向に反射される。
 DMD10から投影ユニットPLUの間の光路中には、非露光期間中にDMD10からの反射光を遮蔽する為の可動シャッター114が挿脱可能に設けられている。可動シャッター114は、モジュールMU19側で図示したように、露光期間中は光路から退避する角度位置に回動され、非露光期間中はモジュールMU18側に図示したように、光路中に斜めに挿入される角度位置に回動される。可動シャッター114のDMD10側には反射面が形成され、そこで反射されたDMD10からの光は光吸収体117に照射される。光吸収体117は、紫外波長域(400nm以下の波長)の光エネルギーを再反射させることなく吸収して熱エネルギーに変換する。その為、光吸収体117には放熱機構(放熱フィンや冷却機構)も設けられる。なお、図4では不図示ではあるが、露光期間中にOFF状態となるDMD10のマイクロミラーMsからの反射光は、上述したように、DMD10と投影ユニットPLUの間の光路に対してY軸方向(図4の紙面と直交した方向)に設置された同様の光吸収体(図4では不図示)によって吸収される。
〔投影ユニットの構成〕
 光学定盤5の下側に取り付けられた投影ユニットPLUは、Z軸と平行な光軸AXaに沿って配置される第1レンズ系116と第2レンズ系118とで構成される両側テレセントリックな結像投影レンズ系として構成される。第1レンズ系116と第2レンズ系118は、それぞれ光学定盤5の下側に固設される支持コラムに対して、Z軸(光軸AXa)に沿った方向に微動アクチュエータで並進移動するように構成される。第1レンズ系116と第2レンズ系118による結像投影レンズ系の投影倍率Mpは、DMD10上のマイクロミラーの配列ピッチPdと、基板P上の投影領域IAn(n=1~27)内に投影されるパターン像の最小線幅(最小画素寸法)Pgとの関係で決められる。
 一例として、必要とされる最小線幅(最小画素寸法)Pgが1μmで、マイクロミラーの配列ピッチPdx、Pdyがそれぞれ5.4μmの場合、先の図3で説明した投影領域IAn(DMD10)のXY面内での傾き角θkも考慮して、投影倍率Mpは約1/6に設定される。レンズ系116、118による結像投影レンズ系は、DMD10のミラー面全体の縮小像を倒立/反転させて基板P上の投影領域IA18(IAn)に結像する。
 投影ユニットPLUの第1レンズ系116は、投影倍率Mpの微調整(±数十ppm程度)する為にアクチュエータによって光軸AXa方向に微動可能とされ、第2レンズ系118はフォーカスの高速調整の為にアクチュエータによって光軸AXa方向に微動可能とされる。さらに、基板Pの表面のZ軸方向の位置変化をサブミクロン以下の精度で計測する為に、光学定盤5の下側には、斜入射光式のフォーカスセンサー120が複数設けられている。複数のフォーカスセンサー120は、基板Pの全体的なZ軸方向の位置変化、投影領域IAn(n=1~27)の各々に対応した基板P上の部分領域のZ軸方向の位置変化、或いは基板Pの部分的な傾斜変化等を計測する。なお、フォーカスセンサー120は基板Pの走査露光に対応して露光前にフォーカス位置を計測するようにすることが好ましい。このため、走査方向は+X方向と-X方向であるので、投影ユニットPLUの前後にフォーカスセンサー120が配置されていることが望ましい。
 以上のような照明ユニットILUと投影ユニットPLUとは、先の図3で説明したように、XY面内で投影領域IAnが角度θkだけ傾ける必要があるので、図4中のDMD10と照明ユニットILU(少なくとも光軸AXcに沿ったミラー102~ミラー112の光路部分)とが、全体的にXY面内で角度θkだけ傾くように配置されている。
 図6は、DMD10と投影ユニットPLUとがXY面内で角度θkだけ傾いた状態をXY面内で模式的に表した図である。図6において、直交座標系XYZは先の図1~図4の各々の座標系XYZと同一であり、DMD10のマイクロミラーMsの配列座標系X’Y’は図3に示した座標系X’Y’と同一である。DMD10を内包する円は、投影ユニットPLUの物面側のイメージフィールドPLfであり、その中心に光軸AXaが位置する。一方、照明ユニットILUのコンデンサーレンズ系110を通った光軸AXcが傾斜ミラー112により折り曲げられた光軸AXbは、XY面内で見ると、X軸と平行な線Luから角度θkだけ傾くように配置される。
〔DMDによる結像光路〕
 次に、図7を参照して、投影ユニットPLU(結像投影レンズ系)によるDMD10のマイクロミラーMsの結像状態を詳細に説明する。図7の直交座標系X’Y’Zは、先の図3、図6に示した座標系X’Y’Zと同じであり、図7では照明ユニットILUのコンデンサーレンズ系110から基板Pまでの光路を図示する。コンデンサーレンズ系110からの照明光ILmは、光軸AXcに沿って進み、傾斜ミラー112で全反射されて光軸AXbに沿ってDMD10のミラー面に達する。ここで、DMD10の中心に位置するマイクロミラーMsをMsc、周辺に位置するマイクロミラーMsをMsaとし、それらのマイクロミラーMsc、MsaがON状態であるとする。
 マイクロミラーMsのON状態のときの傾斜角は、X’Y’面(XY面)に対して、例えば規格値として17.5°とすると、マイクロミラーMsc、Msaの各々からの反射光Sc、Saの各主光線を投影ユニットPLUの光軸AXaと平行にする為に、DMD10に照射される照明光ILmの入射角(光軸AXbの光軸AXaからの角度)θαは、35.0°に設定される。従って、この場合、傾斜ミラー112の反射面もX’Y’面(XY面)に対して17.5°(=θα/2)だけ傾斜して配置される。マイクロミラーMscからの反射光Scの主光線Lcは光軸AXaと同軸になり、マイクロミラーMsaからの反射光Saの主光線Laは光軸AXaと平行になり、反射光Sc、Saは所定の開口数(NA)を伴って投影ユニットPLUに入射する。
 反射光Scによって、基板P上には投影ユニットPLUの投影倍率Mpで縮小されたマイクロミラーMscの縮小像icが光軸AXaの位置にテレセントリックな状態で結像される。同様に、反射光Saによって、基板P上には投影ユニットPLUの投影倍率Mpで縮小されたマイクロミラーMsaの縮小像iaが縮小像icから+X’方向に離れた位置にテレセントリックな状態で結像される。一例として、投影ユニットPLUの第1レンズ系116は2つのレンズ群G1、G2で構成され、第2レンズ系118は、3つのレンズ群G3、G4、G5で構成される。第2レンズ系118のレンズ群G3とレンズ群G4との間には射出瞳(単に瞳とも呼ぶ)Epが設定される。その瞳Epの位置には、照明光ILmの光源像(MFEレンズ108Aの射出面側に形成される多数の点光源の集合)が形成され、ケーラー照明の構成となっている。瞳Epは、投影ユニットPLUの開口とも呼ばれ、その開口の大きさ(直径)が投影ユニットPLUの解像力を規定する1つの要因になっている。
 DMD10のON状態のマイクロミラーMsからの正反射光は、瞳Epの最大口径(直径)で遮られることなく通過するように設定されており、瞳Epの最大口径と投影ユニットPLU(結像投影レンズ系としてのレンズ群G1~G5)の後側(像側)焦点の距離によって、解像度Rを表す式、R=k1・(λ/NAi)における像側(基板P側)の開口数NAiが決まる。また、投影ユニットPLU(レンズ群G1~G5)の物面(DMD10)側の開口数NAoは、投影倍率Mpと開口数NAiの積で表され、投影倍率Mpが1/6の場合、NAo=NAi/6となる。
 以上の図7及び図4に示した照明ユニットILUと投影ユニットPLUの構成において、各モジュールMUn(n=1~27)に接続される光ファイバー束FBn(n=1~27)の射出端は、インプットレンズ系104によってオプチカルインテグレータ108のMFEレンズ108Aの射出端側と光学的に共役な関係に設定され、MFEレンズ108Aの入射端側は、コンデンサーレンズ系110によってDMD10のミラー面(中立面)の中央と光学的に共役な関係に設定される。それによって、DMD10のミラー面全体に照射される照明光ILmは、オプチカルインテグレータ108の作用によって均一な照度分布(例えば、±1%以内の強度ムラ)になる。また、MFEレンズ108Aの射出端側と投影ユニットPLUの瞳Epの面とは、コンデンサーレンズ系110と投影ユニットPLUのレンズ群G1~G3とによって光学的に共役な関係に設定される。
[較正用基準部CUの構成]
 図8は、露光装置EXの基板ホルダ4B上の端部に付設された較正用基準部CUに設けられるアライメント装置60の概略構成を示す図である。アライメント装置60は、基準マーク60a、及び二次元撮像素子60e等を備える。アライメント装置60は、各種モジュールの位置の計測及び較正のために使用され、アライメント系ALGの較正にも用いられる。
 各モジュールMU1~MU27の位置の計測は、較正用のパターンの像を投影ユニットPLUでアライメント装置60の基準マーク60a上に投影し、基準マーク60aと較正用のパターンの像との相対位置を計測することで行われる。
 またアライメント系ALGの較正は、アライメント系ALGにて、アライメント装置60の基準マーク60aを計測することで行うことができる。すなわち、アライメント系ALGにて、アライメント装置60の基準マーク60aを計測することで、アライメント系ALGの位置を求めることができる。さらに、基準マーク60aを用いて、アライメント系ALGとモジュールMU1~MU27との相対位置を求めることが可能となる。
 また、アライメント系ALGは、基板ホルダ4B上に載置された基板P上のアライメントマークの位置を、アライメント装置60の基準マーク60aを基準に計測することができる。
[検査部IUの構成]
 次に、検査部IUの構成について説明する。図9は、基板ホルダ4Bを+Z方向から見た図である。また、図10は、基板ホルダ4Bの+X方向の端部に設けられた検査部IUに設けられる検査装置400a~400iの概略構成を示す図である。
 本実施形態において、検査部IUは、X軸方向において基板ホルダ4Bの較正用基準部CUとは反対側に設けられている。
 図9に示すように、検査部IUには、複数の検査装置400a~400iが基板Pの走査露光方向(X軸方向)と直交する方向(Y軸方向)に配置されている。検査装置400a~400iは、モジュールMU1~MU27のDMD10がパターンデータ(描画データ)に応じたパターン光を生成可能か否かということについて検査するための装置である。具体的には、DMD10が描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子(欠陥マイクロミラー)を有するか否かを検査するための装置である。ここで、欠陥素子とは、例えば、DMD10のマイクロミラーMsがON状態で固着したり、OFF状態で固着することによって、描画データに応じた駆動が不可能な素子のことである。
 検査装置400a~400iは、例えば、露光モジュール群MU(A)が備えるモジュールMU1~MU9と対応するように設けられる。すなわち、Y軸方向において隣り合うモジュールの中心間のピッチP1と、Y軸方向において隣り合う検査装置の中心間のピッチP2と、が等しくなるように配置されている。なお、以下の説明において、特に区別する必要のない限り、検査装置400a~400iを検査装置400と記載する。なお、検査装置400を、モジュールMU1~MU27と対応するように設けてもよい。すなわち、27の検査装置400を検査部IUに配置してもよい。また、検査装置400の数は、図9に示した数に限られるものではなく、8以下でもよいし、10以上であってもよい。
 図10(A)に示すように、投影ユニットPLUが投影したパターン像を拡大結像する拡大結像系401と、拡大された像を撮像するCCD又はCMOSによる撮像素子402と、を含む。また、検査装置400は、DMD10の表面の所定の位置の物体(マイクロミラーMs)と、結像面IPoにおけるDMD10の像と、撮像素子402におけるDMD10の像は共役な関係にある。なお、図10(B)に示すように、検査装置400は、投影ユニットPLUが投影したパターン像を直接撮像するCCD又はCMOSによる撮像素子402を有していてもよい。この場合、撮像素子402は基板Pあるいは基板ホルダ4Bと同一平面内に設けられる。
 本実施形態において、図9に示すように、撮像素子402は、DMD10がXY平面内で傾けられている角度(θk:図6参照)分、XY平面内で傾けられている。なお、撮像素子402をXY平面内で傾けて配置しなくてもよい。
 ここで、DMD10が欠陥素子を有するか否かを撮像素子を用いて調べる場合、撮像素子の画素とDMD10の素子(マイクロミラー)Msとを1対1で対応させることが考えられる。この場合、DMD10が生成したパターンの像を撮像素子の各画素に投影させた状態で、投影像を撮像し、画像処理等により撮像画像内の各画素を確認することで、DMD10の対応する素子に欠陥があるか否かを簡単に調べることができる。
 しかしながら、実際の露光装置では、通常、DMD10が生成したパターンの像は、投影ユニットPLUによって縮小されて基板Pに投影される。例えば、上述したように、DMD10が生成したパターンの像は、投影ユニットPLUによって例えば約1/6に縮小される。このため、撮像素子の画素とDMD10の素子とを1対1で対応させる場合、投影ユニットPLUによって縮小されて投影されたパターンの像を、拡大結像系401によって縮小倍率の逆数倍に拡大する必要がある。このため、拡大結像系401が大型化し、検査装置400の大型化につながってしまう。また、少なくともDMD10の画素数と同一の画素数を有する撮像素子を使用することになる。
 そこで、本実施形態においては、撮像素子402の各画素IPXに、DMD10の複数の素子Msから投影されたパターン像が含まれるように、拡大結像系401の拡大倍率を設定している。
 例えば、図16のように、撮像素子402の1画素IPX1(破線)にDMD10の複数の素子(マイクロミラー)Ms(実線)を含むようにする。撮像素子402の1画素IPX1にDMD10の素子Msが2×2=4素子が含まれるようDMD10を複数の領域(IPX1~IPX4)に分割する。この時、DMD10の4つの素子Msにおいて生成されたパターンの像が撮像素子402の対応する1画素IPX1に投影されるように、投影されたパターン像を拡大する。これにより、撮像素子402が必要とする画素数を低減できる(例えば、パターン像の1画素と撮像素子の画素とを1:1で対応させる場合の1/4)ため、撮像素子402の大きさを小さくすることができる。また、拡大結像系401の拡大倍率を小さくできるため、拡大結像系401のサイズを小さくすることができる。
 なお、撮像素子402の各画素に含まれるDMD10の素子数は、拡大結像系401の拡大倍率と、基板P上に投影されるパターンの像の画素間の最小ピッチと、撮像素子402の画素の配列ピッチと、の関係で決まる。
[検査制御装置の構成]
 図11は、検査装置400からの入力に基づいて、各モジュールMU1~MU27それぞれのDMD10に欠陥素子が存在するか否か、及び欠陥素子が存在するDMD10のモジュールを特定する検査制御装置300の機能ブロック図である。
 図11に示すように、検査制御装置300は、検査パターン出力部310と、判定部301と、ステージ駆動部305と、を備える。
 検査パターン出力部310は、検査用のパターンデータID1~ID27をモジュールMU1~MU27にそれぞれ出力する。モジュールMU1~MU27それぞれのDMD10は、検査用のパターンデータID1~ID27に基づきパターンを生成する。
 判定部301は、検査装置400a~400iから入力されるデータに基づいて、モジュールMU1~MU27それぞれのDMD10に欠陥素子が存在するか否を判定し、欠陥素子が存在するDMD10のモジュールを特定する。
 ステージ駆動部305は、検査装置400a~400iの上方に検査対象のモジュールMU1~MU27が位置するように、XYステージ4Aを駆動する。
[欠陥素子の検出]
 次に、検査制御装置300が実行する処理について説明する。図12は、検査制御装置300が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
 図12の処理では、まず、ステージ駆動部305がXYステージ4Aを駆動し、検査装置400a~400iをそれぞれMU1~MU9の下に位置させる(ステップS11)。
 次に、判定部301が、検査処理を行う(ステップS13)。図13は、検査処理の詳細を示すフローチャートである。図13の処理は、各モジュールMU1~MU9に対して行われるが、以下では、モジュールMU1を例に説明する。
 図13の処理では、まず、検査パターン出力部310が、第1検査パターンのパターンデータID1をモジュールMU1に出力し、モジュールMU1は、パターンデータID1に基づいてDMD10が生成したパターン(第1パターンとする)の像を投影する(ステップS131)。
 図14(A)は、DMD10に欠陥素子がない場合に撮像素子402に投影される第1検査パターンの像を示す図であり、図14(B)は、図14(A)において点線で囲んだ撮像素子402の1つの画素IPX1に投影される第1検査パターンの像を示す図である。第1検査パターンは、DMD10のマイクロミラーMsを交互にON状態及びOFF状態にすることによって得られる千鳥模様のパターンである。図14(A)及び図14(B)において、黒塗りの箇所がOFF状態を示す。
 次に、判定部301は、検査装置400aの撮像素子402の各画素IPXについて、投影された第1パターンの照度を計測する(ステップS132)。ステップS132で取得した照度を第1照度とする。
 次に、検査パターン出力部310が、第2検査パターンのパターンデータID1をモジュールMU1に出力し、モジュールMU1は、パターンデータID1に基づいてDMD10が生成したパターン(第2パターンとする)の像を投影する(ステップS133)。
 図14(C)は、DMD10に欠陥素子がない場合に撮像素子402に投影される第2検査パターンの像を示す図であり、図14(D)は、図14(C)において点線で囲んだ撮像素子402の1つの画素IPX1に投影される第2検査パターンの像を示す図である。第2検査パターンは、DMD10のマイクロミラーMsのON状態及びOFF状態を、第1検査パターンと逆にすることによって得られる千鳥模様のパターンである。
 次に、判定部301は、検査装置400aの撮像素子402の各画素IPXについて、投影された第2パターンの像の照度を計測する(ステップS134)。ステップS134で取得した照度を第2照度とする。ここで、第1照度及び第2照度は撮像素子の輝度値や階調値を含む。
 次に、判定部301は、第1照度と第2照度とを比較する(ステップS135)。ここで、第1検査パターンにおいてON状態にある画素数は、第2検査パターンにおいてON状態にある画素数と等しく、第1検査パターンにおいてOFF状態にある画素数も第2検査パターンにおいてOFF状態にある画素数と等しい。したがって、撮像素子402の各画素IPXに対応するDMD10の各素子に欠陥素子が含まれなければ、撮像素子402の各画素IPXにおいて、第1照度と第2照度との差はほぼ0となるはずである。そこで、判定部301は、撮像素子402の各画素IPXについて、第1照度と第2照度との差が、所定の範囲内(例えば、±1%以内)であるか否かを判定する(ステップS136)。
 撮像素子402の全ての画素IPXにおいて、第1照度と第2照度との差が所定の範囲内である場合(ステップS136/YES)、判定部301は、モジュールMU1のDMD10は欠陥素子を有さないと判定する(ステップS137)。
 一方、撮像素子402のいずれかの画素IPXにおいて、第1照度と第2照度との差が所定の範囲内とならない場合(ステップS136/NO)、判定部301は、モジュールMU1のDMD10は欠陥素子を有すると判定する(ステップS138)。
 判定部301は、判定結果を、例えば不揮発性メモリなどの記憶部(不図示)に記憶する(ステップS139)。
 図13の処理は、露光モジュール群MU(A)に含まれる他のモジュールMU2~MU9に対しても行われ、モジュールMU1~MU9それぞれのDMD10が欠陥素子を有するか否かの判定結果が記憶部に記憶される。
 ステップS139の終了後は、図12に戻り、判定部301は、まだ検査を実施していない露光モジュールが存在するか否かを判定する(ステップS15)。例えば、露光モジュール群MU(A)に含まれるモジュールMU1~MU9の検査が終了した場合、露光モジュール群MU(B)及びMU(C)の検査が終了していないため、ステップS15の判断はYESとなる。
 ステップS15の判断がYESの場合、ステップS11に戻る。そして、ステージ駆動部305がXYステージ4Aを駆動し、検査装置400a~400iそれぞれを露光モジュール群MU(B)に含まれるモジュールMU18~MU10の下方に位置させる。
 その後は、モジュールMU10~MU18に対して上述した検査処理が実行される(ステップS13)。
 露光モジュール群MU(B)の検査が終了すると、露光モジュール群MU(C)がまだ検査されていないため(ステップS15/YES)、ステップS11に戻る。ステージ駆動部305はXYステージ4Aを駆動し、検査装置400a~400iそれぞれを露光モジュール群MU(C)に含まれるモジュールMU19~MU27の下方に位置させる(ステップS11)。次に、露光モジュール群MU(C)の検査が行われ(ステップS13)、全ての露光モジュール群MU(A)~MU(C)の検査が終了すると、ステップS15の判断がNOとなる。
 ステップS15の判断がNOの場合、判定部301は、記憶部に記憶された判定結果を出力し(ステップS17)、図12の処理を終了する。このとき、判定部301は、例えば、判定結果を液晶ディスプレイなどの表示装置に表示してもよいし、あるいは、判定結果をプリンタで印刷してもよい。例えば、判定部301は、例えば、各モジュールMU1~MU27について、DMD10が欠陥素子を有するか否かを出力する。
 なお、欠陥素子を有するDMD10が存在する場合、判定部301は、基板Pに露光するパターンのレシピと、欠陥素子を有するDMD10の位置と、に基づいて、欠陥素子を有するDMD10が、当該パターンの露光結果に与える影響度を算出してもよい。この場合において、判定部301は、欠陥素子を有するDMD10を備えるモジュールと、算出した影響度と、を出力するようにしてもよい。また、判定部301は、影響度を出力するとともに、露光処理をこのまま進めるか否かについてオペレータに選択させるようにしてもよい。例えば、オペレータが、露光処理を中止するか、欠陥素子がない正常なDMD10を使って露光処理を行うか、露光結果に与える影響が少ないため、そのまま露光処理を継続するか、を選択できるようにしてもよい。また、例えば、判定部301は、基板Pに露光するパターンのレシピ情報と、欠陥素子を有するDMD10の位置と、に基づいて、露光結果をシミュレーションして、当該シミュレーション結果を出力するようにしてもよい。これにより、オペレータは露光処理を継続するか否かの判断をより簡単に行うことができる。また、あらかじめ欠陥素子の個数などの閾値や走査露光パターンに影響する欠陥素子の個数の閾値を決めておき、検査後は、得られた検査結果に基づいて露光処理を継続するか否かの選択を行うことも可能である。
 また、判定部301は、撮像素子402の複数の画素IPXで、第1照度と第2照度との差が所定範囲外であった場合、DMD10に欠陥素子を含む領域が複数存在すると判定し、当該結果を出力するようにしてもよい。
 以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、露光装置EXは、描画データに対応したパターンを生成するDMD10と、DMD10に照明光を照射する照明ユニットILUと、DMD10により生成されたパターンの像を、基板ホルダ4B上に載置された基板P上に縮小して投影する投影ユニットPLUと、投影されたパターンの像を検出する検査装置400と、検査装置400の検出結果に基づいて、DMD10が欠陥素子を有するか否かを判定する判定部301と、を備える。これにより、露光装置EX内で、DMD10が欠陥素子を有するか否かを検査することができる。
 また、本実施形態において、判定部301は、第1検査パターンをDMD10に生成させたときに投影された第1パターンの像の検出結果と、第2検査パターンをDMD10に生成させたときに投影された第2パターンの像の検出結果と、に基づいて、DMD10が欠陥素子を有するか否かを判定する。また、検査装置400は、第1パターンの像の照度と、第2パターンの像の照度と、を検出する。第1検査パターンは、DMD10の画素を交互にON状態とOFF状態とにすることにより得られる千鳥模様のパターンであり、第2検査パターンは、第1検査パターンのON状態と前記OFF状態とを反転させた千鳥模様のパターンである。これにより、DMD10の各素子を検査しなくとも、照度の比較によってDMD10が欠陥素子を有するか否かを判定することができる。
 また、本実施形態において、図16のように、検査装置400は、複数画素IPXを有する撮像素子402と、DMD10の複数の素子Msを複数の領域に分割した場合に、複数の領域それぞれにおいて生成されたパターンの像が、撮像素子402の対応する画素IPX1~IPX4に投影されるように、投影されたパターンの像を拡大する拡大結像系401と、を含む。つまり、撮像素子402の画素IPX1~IPX4それぞれは、DMD10の複数の素子Msからの光を受光する。これにより、DMD10それぞれの画素と1:1で対応する画素を有する撮像素子402を用いてDMD10の欠陥素子を検出する場合と比較して、検査装置400の大型化を抑制しつつ、DMD10が欠陥素子を有するか否かを判定することができる。
 また、本実施形態において、露光装置EXは、DMD10と、照明ユニットILUと、投影ユニットPLUと、をそれぞれ含み、基板Pの走査露光方向(X軸方向)と直交する方向(Y軸方向)に配列された複数のモジュール(例えば、MU1~MU9)を備え、検査装置400は、複数のモジュールMU1~MU9と対応するように、Y軸方向に複数配列される(検査装置400a~400i)。これにより、複数のモジュールMU1~MU9を、1つの検査装置400で検査する場合と比較して、短時間で検査を行うことができる。
 なお、上記実施形態において、撮像素子402の1つの画素IPXに対応するDMD10の素子Msは、4×4=16素子(図14)あるいは、2×2=4素子(図16)が含まれるようにしていたが、これに限れられるものではない。撮像素子402の1つの画素IPXに対応するDMD10の素子Msの数は、5×5以上であってもよいし、3×3であってもよく、撮像素子402の1つの画素IPXに対応するDMD10の素子Msの数は、整数×整数の関係だけではなく、1.5×1.5といったような場合でもよい。
 なお、上記実施形態において、検査装置400a~400iを較正用基準部CUに設けられるアライメント装置60と兼用してもよい。すなわち、アライメント装置60の二次元撮像素子60eとして検査装置400の撮像素子402を用いてもよい。
 なお、上記実施形態において、検査装置400が大型化する可能性はあるが、DMD10それぞれの素子Msと1:1で対応する画素IPXを有する撮像素子402を用いて、投影されたパターン像を撮影し、撮像画像に基づいてDMD10が欠陥素子を有するか否か判断してもよい。また、DMD10が欠陥素子を有する場合には、撮像画像に基づいて、欠陥素子の位置を特定してもよい。
 なお、上記実施形態において、検査装置400を用いる代わりに、基板P上にテストパターンを露光し、テストパターンを露光済みの基板Pを計測装置(顕微鏡)にて計測することで、DMD10が欠陥素子を有するか否かの判定及び欠陥素子を有するDMD10の特定を行ってもよい。また、基板P上に露光されたテストパターンに光を照射し、回折光を計測することによってDMD10が欠陥素子を有するか否かを判定してもよい。また、検査装置400の代わりにフォトクロミック素子を配置し、フォトクロミック素子上にテストパターンを露光し、アライメント系ALGによって露光結果を観察、計測することによって欠陥素子を特定してもよい。なお、基板上にフォトクロミック素子を配置したものにパターンを露光する場合には、露光済みの基板Pの検査工程で用いられる検査装置の顕微鏡であってもよい。
 また、上記実施形態では、DMD10の複数の素子Msを複数の領域に分割した場合に、複数の領域それぞれにおいて生成されたパターンの像が、撮像素子402の対応する画素IPXに投影されるように、拡大結像系401を用いていたが、図8(B)のように拡大結像系401を省略してもよい。この場合、撮像素子402は、その受光面が、Z軸方向において投影ユニットPLUのベストフォーカス面(最良結像面)と略同一の位置となるように基板ホルダ4B上に配置される。この場合、投影ユニットPLUにて縮小されたままのパターン像が撮像素子402に投影されることになる。このような場合でも、第1検査パターンをDMD10に生成させたときに投影された第1パターンの像の第1照度と、第2検査パターンをDMD10に生成させたときに投影された第2パターンの像の第2照度と、を撮像素子402全体で比較し、第1照度と第2照度との差が所定の範囲内か否かを判定することにより、DMD10に欠陥素子が存在するか否かを判断することができる。また、拡大結像系401を省略できるため、検査装置400を更に小型化することができる。
 また、上記実施形態において、撮像素子402に代えて、照度センサを使用してもよい。
 なお、上記実施形態の図13の処理では、DMD10が欠陥素子を有するか否かを特定しているが、欠陥素子の位置を特定することはしていない。欠陥素子の位置の特定は、以下のようにして行うことができる。
 図15(A)は、撮像素子402の1つの画素IPX1に対応するDMD10の領域に含まれる素子(Ms)PX1~PX16を示す図である(第1の状態)。ここで、図15(A)に示す素子PX1~PX16のうち、例えば、素子PX6が欠陥素子であるとする。この場合、図13で説明した処理では、撮像素子402の画素IPX1に対応するDMD10の領域内に欠陥素子が存在することはわかるが、当該領域に含まれる素子PX1~PX16のうち、どの画素が欠陥素子であるかは特定できない。
 この場合、例えば、画素IPX1に対応するDMD10の領域に含まれる4×4の素子PX1~PX16のうち、一部の素子に第1検査パターンを生成させたときに投影された第1パターンの像の第1照度と、第2検査パターンを生成させたときに投影された第2パターンの像の第2照度と、を比較することを繰り返すことで、欠陥素子を特定することができる。
 欠陥素子の特定方法について、より詳細に説明する。例えば、素子PX1~PX16のうち、X軸方向及びY軸方向に隣り合う複数の素子を含むブロックを定義する。各ブロックに含まれる素子は、第1の状態で使用した1画素IPX1に含まれる(第2の状態)。各ブロックに含まれる素子数は、画素IPX1に含まれる素子数よりも少ない。これは、拡大結像系401の拡大倍率を変化させることにより、同一画素で第1の状態と第2の状態とで1画素IPX1に含まれる素子を変えることで達成される。
 例えば、図15(B)に示すように、素子PX1、PX2、PX5、PX6を含むブロックBLK1、素子PX2、PX3、PX6、PX7を含むブロックBLK2、素子PX3、PX4、PX7、PX8を含むブロックBLK3を定義する。また、素子PX5、PX6、PX9、PX10を含むブロックBLK4、素子PX6、PX7、PX10、PX11を含むブロックBLK5、素子PX7、PX8、PX11、PX12を含むブロックBLK6を定義する。さらに、素子PX9、PX10、PX13、PX14を含むブロックBLK7、素子PX10、PX11、PX14、PX15を含むブロックBLK8、素子PX11、PX12、PX15、PX16を含むブロックBLK9を定義する。なお、図15(A)及び図15(B)では、図を見やすくするために、素子同士を離して描いている。
 次に、ブロックBLK1~BLK9のそれぞれに含まれる素子に、第1検査パターンを生成させたときに投影された第1パターンの像の第1照度と、第2検査パターンを生成させたときに投影された第2パターンの像の第2照度とを比較し、欠陥素子の有無を判定する。図15(B)の例では、ブロックBLK1、ブロックBLK2、ブロックBLK4、及びブロックBLK5に欠陥素子PX6が含まれるため、ブロックBLK1、ブロックBLK2、ブロックBLK4、及びブロックBLK5において、欠陥素子が存在すると判定される。このとき、ブロックBLK1、ブロックBLK2、ブロックBLK4、及びブロックBLK5において共通する素子は、素子PX6であるため、素子PX6が欠陥素子であると判定できる。
 このように、撮像素子402の1つの画素に対応するDMD10の領域に含まれる複数の素子を、X軸方向及びY軸方向において隣り合うブロックに共通の素子が含まれるような複数のブロックに分割し、各ブロックにおいて欠陥素子の有無を判定することで、撮像素子の画素とDMD10の画素とが1:1で対応していない場合でも、欠陥素子を特定することが可能となる。
 なお、DMD10に含まれる欠陥素子の位置まで特定した場合、判定部301は、欠陥素子の位置を考慮して、欠陥素子がパターンの露光結果に与える影響を判定し、出力してもよい。
 上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。更に、DMD10の欠陥素子の特定には、欠陥素子と思われる部分をON/OFFに切り替え、アライメント装置60で直接DMD10の素子Msを観察してもよい。この場合にはDMD10の素子Msよりもアライメント装置60の画素を大きくするような光学倍率で観察することが望ましい。また本実施例では隣同士の素子MsでON/OFFが切り替わる千鳥格子パターンを例に示した。これに加え、図17(A)のように撮像素子402の1画素IPX1内にDMD10の4×4=16素子が含まれる場合、4つの素子MsをまとめてONあるいはOFFとした千鳥格子パターンとしてもよい。また、検査パターンは、千鳥格子パターンに限られず、図17(B)のように撮像素子402の1画素IPX1内にDMD10の4×4=16素子が含まれる場合、第1検査パターン及び第2検査パターンは千鳥配置ではないパターンでもよい。千鳥配置ではないが、第1検査パターンあるいは第2検査パターンによって画素IPX1内の16素子すべてが1回ずつ露光ONあるいはOFFの状態になる。このようなパターンを用いることで、欠陥素子の特定が可能になる。本発明の検査パターンはこれに限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計可能である。
 さらに、欠陥素子の特定は、以下のように行ってよい。第1検査パターンを画素IPX内に含まれる特定の1つの素子をON状態にするパターンとし、第2検査パターンを画素IPX内に含まれるすべての素子をOFF状態にするパターンとし、第1検査パターンの検査結果と第2検査パターンの検査結果との差分を計測する。この動作を画素IPX内に含まれる素子すべてに対して行うことで欠陥素子の有無を特定することができる。
 なお、以上の実施形態の説明に関して、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 描画データに対応したパターンを生成する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明ユニットと、前記空間光変調器により生成された前記パターンの像を、基板ホルダ上に載置された基板上に縮小して投影する投影ユニットと、投影された前記パターンの像を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記空間光変調器が欠陥素子を有するか否かを判定する判定部と、
を備える露光装置。
(付記2) 前記判定部は、第1の検査パターンを前記空間光変調器に生成させたときに投影された第1パターン像の検出結果と、第2の検査パターンを前記空間光変調器に生成させたときに投影された第2パターン像の検出結果と、に基づいて、前記空間光変調器が欠陥素子を有するか否かを判定する、付記1に記載の露光装置。
(付記3) 前記検出部は、前記第1パターン像の照度と、前記第2パターン像の照度と、を検出する付記2に記載の露光装置。
(付記4)  前記第1の検査パターンは、前記空間光変調器の素子を交互にON状態とOFF状態とにすることにより得られる千鳥模様のパターンであり、前記第2の検査パターンは、前記第1の検査パターンの前記ON状態と前記OFF状態とを反転させた千鳥模様のパターンである、付記2または付記3に記載の露光装置。
(付記5) 前記空間光変調器と、前記照明ユニットと、前記投影ユニットと、をそれぞれ含み、前記基板の走査露光方向と直交する方向に配列された複数のモジュールを備え、前記検出部は、前記複数のモジュールと対応するように、前記走査露光方向と直交する方向に複数配列される、付記1から付記4のいずれか1つに記載の露光装置。
(付記6) 前記検出部は、前記基板ホルダに設置されている付記1から付記5のいずれか1つに記載の露光装置。
(付記7) 前記検出部は、複数画素を有する撮像素子と、前記空間光変調器の複数素子を複数の領域に分割した場合に、前記複数の領域それぞれにおいて生成されたパターンの像が、前記撮像素子の対応する画素に投影されるように、投影された前記パターンの像を拡大する拡大結像系と、を含む、付記1から付記6のいずれか1つに記載の露光装置。
(付記8) 前記検出部は、投影された前記パターンの像が拡大されずに投影される撮像素子を備える、付記1から付記6のいずれか1つに記載の露光装置。
(付記9) 前記撮像素子は、前記空間光変調器と、前記照明ユニットと、前記投影ユニットと、を含むモジュールの位置計測に用いられる、付記7または付記8に記載の露光装置。
(付記10) 前記検出部は、投影された前記パターンの像の照度を計測する照度センサを備える、付記7から付記9のいずれか1つに記載の露光装置。
(付記11) 描画データに対応したパターンを生成する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明ユニットと、前記空間光変調器により生成された前記パターンの像を、基板ホルダ上に載置された基板上に縮小して投影する投影ユニットと、を備える露光装置において、前記空間光変調器を検査する検査方法であって、投影された前記パターンの像を検出することと、前記パターンの像の検出結果に基づいて、前記空間光変調器が欠陥素子を有するか否かを判定することと、
を含む検査方法。
(付記12) 描画データに対応したパターンを生成する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明ユニットと、前記空間光変調器により生成された前記パターンの像を、基板ホルダ上に載置された基板上に投影する投影ユニットと、を備える露光装置において、前記空間光変調器を検査する検査方法であって、前記空間光変調器が生成した前記パターンの像を前記基板に露光することと、前記パターンの像が露光された前記基板を計測装置を用いて計測することにより、前記空間光変調器が欠陥素子を有するか否かを判定することと、を含む検査方法。
(付記13)
 描画データに対応したパターンを生成する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明ユニットと、前記空間光変調器により生成された前記パターンの像を、基板ホルダ上に載置された基板上に投影する投影ユニットと、を備える露光装置において、前記空間光変調器を検査する検査方法であって、前記空間光変調器が生成した前記パターンの像をフォトクロミック素子に露光することと、前記パターンの像が露光された前記フォトクロミック素子を計測装置を用いて計測することにより、前記空間光変調器が欠陥素子を有するか否かを判定することと、を含む検査方法。
10 DMD
Ms マイクロミラー
300 検査制御装置
301 判定部
400、400a~400i 検査装置
401 拡大結像系
402 撮像素子
EX 露光装置
P 基板
ILU 照明ユニット
PLU 投影ユニット
 
 

Claims (21)

  1.  複数の素子を有する空間光変調器によって生成される描画データに応じたパターン光を物体に対して露光する露光装置であって、
     前記空間光変調器に前記描画データを出力するデータ出力部と、
     前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、
     前記物体を保持する第1移動体と、
     前記空間光変調器により生成された前記パターン光の像を、前記物体に投影する投影光学系と、
     投影された前記パターン光の像を検出する検出部と、
     前記検出部の検出結果に基づいて、前記空間光変調器が前記データ出力部から出力された前記描画データに応じたパターン光を生成可能か否かを判定する判定部と、
    を備える露光装置。
  2.  前記判定部は、前記検出結果に基づいて、前記空間光変調器が前記データ出力部から出力された前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定する、請求項1に記載の露光装置。
  3.  前記判定部は、前記複数の素子の少なくとも一部に第1の検査パターンを前記空間光変調器に生成させたときに投影された第1パターン像の検出結果と、前記複数の素子の少なくとも一部に第2の検査パターンを前記空間光変調器に生成させたときに投影された第2パターン像の検出結果と、に基づいて、前記欠陥素子の有無を判定する、
    請求項2に記載の露光装置。
  4.  前記検出部は、前記第1パターン像の照度と、前記第2パターン像の照度と、を検出する、
    請求項3に記載の露光装置。
  5.  前記第1の検査パターンは、前記複数の素子の少なくとも一部を交互にON状態とOFF状態とにすることにより得られるパターンであり、
     前記第2の検査パターンは、前記第1の検査パターンの前記ON状態と前記OFF状態とを反転させることにより得られるパターンである、
    請求項3または請求項4に記載の露光装置。
  6.  前記第1の検査パターンは、千鳥模様のパターンであり、
     前記第2の検査パターンは、千鳥模様のパターンである、
    請求項5に記載の露光装置。
  7.  前記空間光変調器と、前記照明光学系と、前記投影光学系と、をそれぞれ含み、前記物体の走査露光方向と直交する方向に配列された複数のモジュールを備え、
     前記検出部は、前記複数のモジュールと対応するように、前記走査露光方向と直交する方向に複数配列される、
    請求項1から請求項6のいずれか一項記載の露光装置。
  8.  前記検出部は、前記第1移動体と並進移動する、
    請求項1から請求項7のいずれか一項記載の露光装置。
  9.  前記検出部は、前記第1移動体に設けられる、請求項8に記載の露光装置。
  10.  前記検出部は、複数の画素を有し、前記空間光変調器から投影される前記パターン光の像を撮像する撮像素子を有する、
    請求項1から請求項9のいずれか一項記載の露光装置。
  11.  前記撮像素子は前記物体と略同一平面内に設けられる、
    請求項10に記載の露光装置。
  12.  前記検出部は、前記撮像素子の上部に検出光学系を有し、
     前記検出光学系は前記物体と略同一平面内に結像された前記像を拡大した拡大像を前記撮像素子に結像させる、
    請求項10に記載の露光装置。
  13.  前記検出光学系は、前記撮像素子の1画素内に前記素子を2つ以上含むように前記パターン光を前記撮像素子に結像し、
     前記判定部は、前記1画素内に含まれる前記素子の検出結果に基づいて、前記描画データに応じたパターン光を生成可能か否かを判定する、
    請求項12に記載の露光装置。
  14.  前記検出光学系は、前記撮像素子の前記1画素内に前記素子を2つ以上含むように前記パターン光を前記撮像素子に結像する第1の状態と、前記第1の状態よりも前記1画素内に含まれる前記素子が少なくなる第2の状態とで、前記パターン光を前記撮像素子に結像し、
     前記判定部は、前記第1の状態で計測した検出結果である第1結果と、前記第2の状態で計測した検出結果である第2結果とに基づいて、前記空間光変調器が前記データ出力部から出力された前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定する、
    請求項13に記載の露光装置。
  15.  前記空間光変調器と、前記照明光学系と、前記投影光学系とを有するモジュール部を備え、
     前記検出部は、前記欠陥素子の検出に加え、前記モジュール部の位置計測に用いられる、
    請求項14に記載の露光装置。
  16.  前記検出部は、投影された前記パターン光の像の照度を計測する照度センサを備える、
    請求項1から請求項15のいずれか一項記載の露光装置。
  17.  描画データに対応したパターン光を生成する複数の素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光の像を、第1移動体上に載置された物体上に投影する投影光学系と、を備える露光装置の前記空間光変調器を検査する検査方法であって、
     投影された前記パターン光の像を検出することと、
     前記パターン光の像の検出結果に基づいて、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定することと、
    を含む検査方法。
  18.  描画データに対応したパターン光を生成する複数の素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光の像を、第1移動体上に載置された物体上に投影する投影光学系と、を備える露光装置の前記空間光変調器を検査する検査方法であって、
     前記像を前記物体に露光することと、
     前記像が露光された前記物体を計測装置を用いて計測することにより、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定することと、
    を含む検査方法。
  19.  描画データに対応したパターン光を生成する複数の素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、前記空間光変調器により生成された前記パターン光の像を、第1移動体上に載置された物体上に投影する投影光学系を備える露光装置の前記空間光変調器を検査する検査方法であって、
     前記空間光変調器が生成した前記パターン光の像をフォトクロミック素子に露光することと、
     前記パターン光の像が露光された前記フォトクロミック素子を計測装置を用いて計測することにより、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定することと、
    を含む検査方法。
  20.  複数の素子を有する空間光変調器によって生成される描画データに応じたパターン光を物体に対して露光する露光装置であって、
     前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、
     前記物体を保持する第1移動体と、
     前記空間光変調器により生成された前記パターン光を、前記物体に投影する投影光学系と、
     前記物体上の前記パターン光の像の計測結果を得る計測部と、を備え、
     前記計測部は、前記計測結果に基づいて、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを計測する、露光装置。
  21.  複数の素子を有する空間光変調器によって生成される描画データに応じたパターン光を物体に対して露光する露光装置であって、
     前記空間光変調器に照明光を照射する照明光学系と、
     フォトクロミック素子を保持する第1移動体と、
     前記空間光変調器により生成された前記パターン光を、前記フォトクロミック素子に投影する投影光学系と、
     前記パターン光の像が投影された前記フォトクロミック素子の計測結果を得る計測部と、を備え、
     前記計測部は、前記計測結果に基づいて、前記空間光変調器が前記描画データに応じた駆動をすることができない欠陥素子を有するか否かを判定する、露光装置。
     
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