專(zhuān)利名稱(chēng)：曝光方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在平板顯示器的制造エ序中在玻璃基板上形成圖形時(shí)的曝光技術(shù)，尤其涉及在液晶顯示器的濾色器制造エ序的曝光エ序中適于在大面積的玻璃基板上均勻地曝光圖形的曝光方法及其裝置。
背景技術(shù)：
圖9表示現(xiàn)在的液晶顯示器制造中的制造エ序例。首先，在玻璃基板エ序921、922中，在進(jìn)行玻璃基板的切斷之后，分為前面版(前面版)、背面版兩個(gè)エ序。在背面版中，在陣列エ序923中，在玻璃基板上反復(fù)進(jìn)行成膜エ序、光刻蝕エ序，形成薄膜晶體管。另外，在上述前面版中，在濾色器エ序924中，在基板上形成紅、綠、藍(lán)濾色器，在上部形成透明電極(ITO)0其后，在下面的單元エ序25中組合從上述兩個(gè)エ序完成的兩基板，在其間放入液晶物質(zhì)。而且，在模塊エ序26中，組裝背光燈或驅(qū)動(dòng)用電源等，完成液晶顯示器。 這里，用圖10敘述濾色器エ序的詳細(xì)情況。將以顏料為基礎(chǔ)的彩色抗蝕劑涂敷在玻璃上，伴隨曝光和顯影的光刻蝕法為現(xiàn)在主流。首先，在洗凈エ序1031中洗凈玻璃基板表面，在涂敷エ序1032中在玻璃基板整個(gè)面上涂敷彩色抗蝕劑。(彩色抗蝕劑涂敷エ序)其后，在曝光エ序1033中通過(guò)光刻掩模進(jìn)行圖形曝光并進(jìn)行UV硬化，使其不溶化。其后，在顯影エ序1034中通過(guò)顯影液除去彩色抗蝕劑的不需要的部分后，再次在洗凈エ序1035中洗凈顯影后的表面，通過(guò)酚醛樹(shù)脂使其硬化。(顯影、烘焙)并且，反復(fù)三次進(jìn)行彩色抗蝕劑涂敷、曝光、顯影、烘焙エ序。其后，經(jīng)過(guò)外部涂層エ序1036、洗凈エ序1037、檢查エ序1038，在ITO膜形成エ序1039中，采用飛濺法形成ITO (透明導(dǎo)電)膜，進(jìn)行最終檢查エ序1040，成為進(jìn)入下面的單元組裝エ序的結(jié)構(gòu)。圖11表示濾色器的構(gòu)造例。在玻璃基板1141上形成黒色矩陣1142、RGB三原色的圖形1143、1144、1145，形成了 ITO膜46的是濾色器。另外，作為在濾色器エ序的曝光エ序使用的曝光裝置，具有以下的投影方式和接近方式的兩個(gè)方式，該投影方式使用透鏡或反射鏡將光刻掩模的圖形投影在基板上，該接近方式在掩模與基板之間設(shè)置微小的間隔(接近間隙)而將掩模的圖形復(fù)制在基板上。接近方式與投影方式相比析像能力變差，但照射光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成簡(jiǎn)單，并且處理能力高適用于
批量生產(chǎn)。在接近式曝光中，在曝光面的表面設(shè)置涂敷了感光劑的玻璃基板，保持在掩模臺(tái)上的掩模與玻璃基板在維持?jǐn)?shù)百Pm間隙的狀態(tài)下照射曝光光，通過(guò)穿過(guò)了掩模的光，涂敷在玻璃基板上的感光劑被曝光。液晶顯示器能夠作成從ー張玻璃基板至數(shù)張 數(shù)十張的面板(取面數(shù))，通過(guò)增加該取面數(shù)，從而可預(yù)計(jì)能提高生產(chǎn)效率、成品率，因此推進(jìn)玻璃基板、掩模的大型化。作為液晶顯示器用玻璃基板的曝光裝置，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載，在使從光源射出的光沿組合了反射鏡的光路前進(jìn)而照射掩模并在基板上投影曝光圖形的結(jié)構(gòu)中，記載有在組合了反射鏡的光路的途中設(shè)置蠅眼透鏡而使光強(qiáng)度均勻化的結(jié)構(gòu)?？墒?，由于進(jìn)行大型化，因而玻璃基板或掩模容易引起因處理熱所致的伸縮卡盤(pán)產(chǎn)生的變形，若忽略其而進(jìn)行曝光，則存在在形成的圖形上有可能發(fā)生偏移的問(wèn)題。作為該問(wèn)題的解決手段，在日本特開(kāi)2005-129785號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)中記載了如下的結(jié)構(gòu)通過(guò)使配置于掩模跟前的準(zhǔn)直鏡的邊部分向以中央部為支點(diǎn)向相對(duì)于面交叉的方向位移，從而極其容易地調(diào)整照射在光刻掩模上的光的曝光倍率，能夠根據(jù)曝光時(shí)的光刻掩模的伸縮狀態(tài)及被曝光基板的伸縮狀態(tài)調(diào)整應(yīng)該在被曝光基板上作成的圖形的大小。另ー方面，在再公表特許W02007-145038號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中記載了如下的方法檢測(cè)掩模與基板的平面偏移量，根據(jù)檢測(cè)出的平面偏移量來(lái)設(shè)定由準(zhǔn)直鏡反射的曝光用光的照射角度，從而減小在曝光面上的照度不均或偏移，能夠進(jìn)行更均勻的倍率修正而實(shí)現(xiàn)圖形形成精度修正。另外，在日本特開(kāi)2010-256428號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)中記載了如下的構(gòu)成用多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件形成照明光源，改變點(diǎn)燈的半導(dǎo)體發(fā)光元件的數(shù)量而調(diào)整曝光光的照度。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2003-177548號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2005-129785號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :再公表特許W02007-145038號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2010-256428號(hào)公報(bào)為了應(yīng)對(duì)液晶顯示器的高精細(xì)化、3D顯示，在平版印刷工序中，在大面積的玻璃基板上形成更細(xì)微且高精度的像素圖像很重要。因此，對(duì)于在平版印刷工序中用于在大面積的玻璃基板上曝光圖形的曝光裝置，要求在玻璃基板上的較廣的區(qū)域均勻地曝光圖形。專(zhuān)利文獻(xiàn)I中雖然記載了在曝光光的光路中配置蠅眼透鏡使光強(qiáng)度均勻化的結(jié)構(gòu)，但若曝光的玻璃基板的面積進(jìn)行面積化，與其相伴地，掩模的面積也變大，則只通過(guò)蠅眼透鏡無(wú)法實(shí)現(xiàn)足夠的曝光光的均勻化。另ー方面，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的方法中，雖然被曝光基板的大小或光刻掩模的大小在毎次曝光變化的情況也容易地修正而總能進(jìn)行高精度的曝光，但有助于反射鏡變形的調(diào)整機(jī)構(gòu)為四處較小，即使在希望使反射鏡局部變形時(shí)，變形的范圍也較大，整體修正變得不精確，因此在掩模的面積變大吋，也難以以高精度再現(xiàn)期望的曝光圖形。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的方法中，由于沒(méi)有掌握作為曝光裝置的變形對(duì)象的鏡子設(shè)置時(shí)的初期形狀，因此在鏡子的初期形狀比預(yù)想大地彎曲時(shí)，在修正形狀時(shí)，有可能超越鏡子的容許應(yīng)力、使其破損。另外，在無(wú)法掌握初期形狀吋，由于無(wú)法將實(shí)際的形狀與理想形狀(滿(mǎn)足目標(biāo)中心光線角度、照度分布的形狀)的差定量化，因此有可能不能進(jìn)行對(duì)調(diào)整機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確反饋，調(diào)整上花費(fèi)時(shí)間。而且，在專(zhuān)利文獻(xiàn)4所記載的方法中，雖然能夠改變構(gòu)成照明光源的多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的點(diǎn)燈的數(shù)量來(lái)調(diào)整曝光光的照度，但在光路中配置蠅眼透鏡等的光學(xué)積分器元件或多個(gè)反射鏡的結(jié)構(gòu)中，很難在最遠(yuǎn)離掩模的光源一側(cè)細(xì)微地調(diào)整照射到掩模的光的分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種對(duì)于在曝光光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置于掩模跟前的平面鏡，不超過(guò)許用應(yīng)力地嚴(yán)密控制曝光面上的中心光線角度、照度分布，從而能夠進(jìn)行高精度的圖形曝光的方法。另外，本發(fā)明提供一種能夠用短時(shí)間實(shí)現(xiàn)用于嚴(yán)密地控制曝光面上的中心光線角度、照度分布的光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)整的方法。
在本發(fā)明中，通過(guò)中心光線角度測(cè)定機(jī)構(gòu)和光學(xué)模擬器等的手段，掌握現(xiàn)狀的平面鏡形狀，在平面鏡的彎曲允許應(yīng)カ量?jī)?nèi)使平面鏡變形。另外，在本發(fā)明中，利用中心光線角度測(cè)定機(jī)構(gòu)和光學(xué)模擬器等的手段，進(jìn)行現(xiàn)狀的平面鏡形狀與理想形狀的比較，將算出來(lái)的修正量向平面鏡反饋。具體而言，首先利用針孔相機(jī)，實(shí)測(cè)在曝光面上的光線的中心光線角度。根據(jù)上述實(shí)測(cè)值，由光學(xué)模擬器算出實(shí)機(jī)的平面鏡的形狀，進(jìn)而，求出用于使在曝光面上的光線的中心光線角度、照度分布滿(mǎn)足目標(biāo)值的、平面鏡的變形條件，算出由上述得到的平面鏡最適形狀與現(xiàn)狀的平面鏡的形狀差，自動(dòng)地向?qū)崣C(jī)的平面鏡背面的驅(qū)動(dòng)器反饋，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)。S卩，為了解決上述課題，本發(fā)明的曝光裝置，具備曝光光學(xué)機(jī)構(gòu)，具有發(fā)射曝光光的光源；掩模座機(jī)構(gòu)，保持掩模；平臺(tái)機(jī)構(gòu)，載置基板并在平面內(nèi)能夠移動(dòng)；以及控制機(jī)構(gòu)，控制曝光光學(xué)機(jī)構(gòu)與平臺(tái)機(jī)構(gòu)，對(duì)載置于平臺(tái)機(jī)構(gòu)的基板依次進(jìn)行曝光，上述曝光裝置的特征在于，曝光機(jī)構(gòu)，具備光學(xué)積分器，將從光源發(fā)射出來(lái)的曝光光轉(zhuǎn)換為多個(gè)點(diǎn)光源；準(zhǔn)直鏡，將透射該光學(xué)積分器后的曝光光轉(zhuǎn)換為平行光；以及反射鏡單元，將由該準(zhǔn)直鏡轉(zhuǎn)換為平行光的曝光光用平面鏡反射并照射在保持于掩模座的掩模上，該反射鏡單元以ニ維狀排列驅(qū)動(dòng)器而裝備，該驅(qū)動(dòng)器推壓平面鏡的與反射曝光光的面相反ー側(cè)的面，控制機(jī)構(gòu)基于反射鏡單元的以ニ維狀排列的各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)量控制該驅(qū)動(dòng)器，上述各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)量使用算出，上述與光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是從照射在與載置于平臺(tái)機(jī)構(gòu)的基板的表面相當(dāng)?shù)奈恢蒙系钠毓夤猥@得的。另外，為了解決上述課題，本發(fā)明的曝光方法，將從光源發(fā)射的曝光光通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)照射在形成有透射光的圖形的掩模上，將照射在該掩模的曝光光中的透射圖形后的曝光光投射在與上述掩模接近地配置的基板的第一區(qū)域所涂敷的抗蝕劑上而曝光該抗蝕劑，通過(guò)在上述基板的整個(gè)面反復(fù)進(jìn)行上述曝光，從而用形成于掩模的圖形曝光基板的前面，其特征在于，通過(guò)如下方法進(jìn)行向掩模照射曝光光使從光源發(fā)射出來(lái)的曝光光透射光學(xué)積分器而轉(zhuǎn)換為多個(gè)點(diǎn)光源，將透射該光學(xué)積分器而轉(zhuǎn)換為多個(gè)點(diǎn)光源的曝光光用準(zhǔn)直鏡轉(zhuǎn)換為平行光，將轉(zhuǎn)換為該平行光的曝光光用在背面以ニ維狀排列驅(qū)動(dòng)器而裝備的平面鏡反射并照射在掩模上，基于使用下述的信息算出的各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)量控制在平面鏡的背面以ニ維狀排列的驅(qū)動(dòng)器，該信息是從照射在相當(dāng)于曝光的基板的表面的位置上的曝光光獲得的與光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息。本發(fā)明效果如下。由此，對(duì)于液晶顯示器的制造，即使在掩模大型化，要求更嚴(yán)密的圖形控制的情況下，由于能進(jìn)行平面鏡的精密控制，從而能夠提高制造成品率，能夠?qū)崿F(xiàn)減少產(chǎn)業(yè)廢棄物
坐寸o


圖I是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的曝光裝置的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2A是反射鏡單元120的側(cè)視圖。圖2B是反射鏡單元120的C-C’剖面向視圖。圖3是將用于計(jì)測(cè)投影方式的光學(xué)系統(tǒng)的中心光線角度的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化地進(jìn)行表示的圖。圖4是表示在算出曝光面上的光線的中心光線角度時(shí)使用的針孔相機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的正面的剖面圖。圖5是表示用于計(jì)測(cè)投影方式的光學(xué)系統(tǒng)的中心光線角度進(jìn)行調(diào)整而得到均勻的照度分布的處理流程的流程圖。 圖6是表示基于拍攝投影于目視用刻度導(dǎo)向件上的透射針孔后的光的像而獲得的針孔相機(jī)的圖像算出投影方式的光學(xué)系統(tǒng)的中心光線角度的方法的用針孔相機(jī)拍攝的圖像。圖7是表示用針孔相機(jī)實(shí)測(cè)的在曝光面的光線的入射角度分布的分布圖。圖8是表示由模擬算出的在曝光面的照度分布的分布圖。圖9是表示液晶顯示器的制造エ序流程的一例的圖。圖10是表示液晶顯示器的濾色器制造エ序流程的一例的圖。圖11是表示液晶顯示器的濾色器的構(gòu)造的一例的圖。圖中100 —曝光裝置，110 —曝光光學(xué)系統(tǒng)單元，120 —反射鏡單元，121 —平面鏡，122 —驅(qū)動(dòng)器，123 —驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部，130 —平臺(tái)単元(ステージュニッ卜)，140 —掩模，150 ー控制、驅(qū)動(dòng)單元，300 —針孔相機(jī)，310 — PC。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式參照附圖詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施例I本實(shí)施例是在液晶顯示器制造中使用投影曝光方式實(shí)施的例子。用圖I、圖8表示用于實(shí)施本發(fā)明的裝置的一例，說(shuō)明如下的方法將投影曝光光學(xué)系統(tǒng)的平面鏡的形狀最佳化、算出滿(mǎn)足目標(biāo)的中心光線角度、照度分布的平面鏡那樣的最佳條件、向?qū)嶋H的光學(xué)系統(tǒng)反饋的方法。圖I是表示本發(fā)明的曝光裝置100的ー實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)的概略圖的例子。曝光裝置100具備曝光光學(xué)系統(tǒng)單元110、平臺(tái)単元130及控制、驅(qū)動(dòng)單元150而構(gòu)成。曝光光學(xué)系統(tǒng)單元110與平臺(tái)単元130由為了維持正常的環(huán)境而用于遮斷來(lái)自外部的氣流的框體101覆蓋。在框體101上設(shè)有用于向外部排出內(nèi)部氣體的排氣ロ 102。曝光光學(xué)系統(tǒng)單元110，具備由水銀燈等發(fā)射包含紫外線的光的燈111與橢圓鏡112構(gòu)成的光源113 ;用于轉(zhuǎn)換從光源113發(fā)射出來(lái)的曝光光的光路的第一反射鏡114 ;配置于由該第一反射鏡114轉(zhuǎn)換后的曝光光的光路上并切換曝光光的遮斷與通過(guò)(0N與OFF)的開(kāi)閉器(シャッタ)115 ;為了使通過(guò)開(kāi)閉器115后的曝光光的強(qiáng)度分布均勻化而由第一蠅眼透鏡1161與第二蠅眼透鏡1162的組合構(gòu)成的光學(xué)積分器116 ;轉(zhuǎn)換用光學(xué)積分器116將強(qiáng)度分布均勻化后的曝光光的光路的第二反射鏡117 ;反射光路用第二反射鏡117轉(zhuǎn)換后的曝光光井形成平行光的準(zhǔn)直鏡118 ;以及沿掩模140的方向反射由該準(zhǔn)直鏡118形成的平行光的反射鏡單元120。另外，開(kāi)閉器115由未圖示的開(kāi)閉器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)切換曝光光的遮斷與通過(guò)。平臺(tái)單元130，具備沿X方向移動(dòng)的X平臺(tái)131 ;沿垂直于紙面的Y方向移動(dòng)的Y平臺(tái)132 ;沿Z方向移動(dòng)的Z平臺(tái)133 ;繞Z軸旋轉(zhuǎn)的0平臺(tái)134 ;以及，夾住試樣(基板)I的基板夾盤(pán)135。掩模140在與試樣I之間保持微小的間隙的狀態(tài)下保持于掩模座141上。掩模座141內(nèi)置有使掩模沿Z方向上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖不)?？刂?、驅(qū)動(dòng)單元150，具備控制平臺(tái)單元130的各平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)的平臺(tái)控制部151 ；控制平臺(tái)単元130的基板夾盤(pán)135的動(dòng)作的基板夾盤(pán)控制部152 ;控制掩模座141的掩模140的保持的掩模座驅(qū)動(dòng)部153 ;控制光源113的燈111的0N/0FF或光量的燈電源控制 部154 ;對(duì)由開(kāi)閉器115進(jìn)行的曝光光的遮斷與通過(guò)的切換進(jìn)行控制的開(kāi)閉器切換控制部155 ;控制反射鏡單元120的反射鏡單元控制部156 ;以及控制整體的整體控制部157。如圖2A所示，反射鏡單元120具備平面鏡121、多個(gè)驅(qū)動(dòng)器122、驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部123而構(gòu)成。圖2B是表示多個(gè)驅(qū)動(dòng)器122相對(duì)于平面鏡121的配置的圖。作為多個(gè)驅(qū)動(dòng)器122，使用壓電元件。驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部123接受來(lái)自外部的信號(hào)，分別控制ニ維狀地排列的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器122，并推壓到平面鏡121的背面來(lái)調(diào)整平面鏡121的微小的凹凸量。另外，控制、驅(qū)動(dòng)單元150用反射鏡控制部156控制反射鏡單元120，將在平面鏡121的背面ニ維狀地排列的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器122按照下述的各個(gè)驅(qū)動(dòng)器122的驅(qū)動(dòng)量進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，各個(gè)驅(qū)動(dòng)器122的驅(qū)動(dòng)量使用與由照射到與后述的曝光的基板表面相當(dāng)?shù)奈恢蒙系钠毓夤猥@得的光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息算出。接著，說(shuō)明上述構(gòu)成的動(dòng)作。首先，平臺(tái)單元130接收在離開(kāi)掩模座141的部位由未圖示的基板搬運(yùn)裝置輸送的基板1，在由用基板夾盤(pán)控制部152進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的基板夾盤(pán)135夾住基板I而保持的狀態(tài)下，基板I移動(dòng)到位于掩模座141下方。此時(shí)，開(kāi)閉器115由開(kāi)閉器切換控制部155控制并遮斷曝光光。另外，掩模座141為了避免移動(dòng)來(lái)的基板I與掩模140的干渉，通過(guò)未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在Z方向退避。當(dāng)基板I向掩模座141下方移動(dòng)完成后，則掩模140用未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而下降，與基板I形成規(guī)定的間隙。接著，在光源113的燈111由燈電源控制部154控制而為接通的狀態(tài)下，開(kāi)閉器切換控制部155控制開(kāi)閉器115使曝光光通過(guò)。通過(guò)開(kāi)閉器115后的曝光光被第二反射鏡117、準(zhǔn)直鏡118、反射鏡單元120的平面鏡121依次反射而照射保持于掩模座141的掩模140上。由照射到該掩模140上的曝光光中的、透射形成于掩模140的光透射圖形的曝光光來(lái)曝光在與掩模140具有微小間隙地由基板夾盤(pán)135夾著的基板I的表面所涂敷的抗蝕劑中的、位于掩模140正下方的抗蝕劑。在以規(guī)定的時(shí)間曝光抗蝕劑后，開(kāi)閉器切換控制部155控制開(kāi)閉器115遮斷曝光光。在曝光光用開(kāi)閉器115遮光的狀態(tài)下，掩模140由未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行上升。接著，平臺(tái)控制部151驅(qū)動(dòng)、控制X平臺(tái)131 (或Y平臺(tái)132)，以基板I上的下一個(gè)曝光區(qū)域位于掩模140正下方的方式使基板I移動(dòng)。在下一個(gè)曝光區(qū)域位于掩模140正下方的狀態(tài)下，掩模140由未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行下降，在與基板I的下一個(gè)曝光區(qū)域之間形成規(guī)定的間隙。這樣，在基板I的新的曝光區(qū)域位于掩模140正下方的狀態(tài)下，開(kāi)閉器切換控制部155再次控制開(kāi)閉器115使曝光光透射，透射后的曝光光照射到掩模140上曝光位于掩模140正下方的基板I的表面所涂敷的抗蝕劑。這樣，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行由開(kāi)閉器115得到的曝光光的遮光與透射(0N與OFF)的切換與由平臺(tái)控制部151進(jìn)行的各平臺(tái)的移動(dòng)，從而基板I的整個(gè)面被曝光。在用上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行基板I的整個(gè)面的曝光的曝光裝置中，為了在基板I的整個(gè)面實(shí)現(xiàn)均勻且高精度的圖形的曝光，需要使基板I的曝光面上的曝光光的中心光線角度為大致垂直，并且使照度分布均勻。以下，關(guān)于控制曝光光的中心光線角度與照度分布的方法與其手段進(jìn)行說(shuō)明。這里，為了簡(jiǎn)單說(shuō)明，將圖I所示的從曝光光學(xué)系統(tǒng)110的光源部113至基板I的光路簡(jiǎn)單化而如圖3所示。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，關(guān)于使反射鏡單元120的平面鏡121的 形狀最佳化，算出滿(mǎn)足目標(biāo)的中心光線角度、照度分布的平面鏡121的最佳條件井向?qū)嶋H的光學(xué)系統(tǒng)反饋的方法進(jìn)行說(shuō)明。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，300為針孔相機(jī)，310為搭載模擬器的PC。針孔相機(jī)300用平臺(tái)単元130調(diào)整高度與位置，以使上面與曝光時(shí)的基板I的曝光面的位置11 一致。就針孔相機(jī)300而言，如圖4所示，在框體301的上面安裝有設(shè)置了針孔302的針孔板303。在框體301的內(nèi)部在針孔302的正下方固定有目視用刻度導(dǎo)向件304，用CXD相機(jī)305拍攝目視用刻度導(dǎo)向件304與透射投影于目視用刻度導(dǎo)向件304上的針孔302的光的投影像。接著，用圖5說(shuō)明使用由針孔相機(jī)300拍攝的圖像而嚴(yán)S地控制基板I的隱光面上的中心光線角度、照度分布的順序。首先，在圖4所示的針孔相機(jī)300的針孔302由平臺(tái)單元130調(diào)整高度與位置以便如圖3所示與曝光時(shí)的基板I的曝光面的位置11 一致的狀態(tài)下，使用該針孔相機(jī)300實(shí)測(cè)到達(dá)曝光面上的光線的中心光線角度(S501)。在該針孔相機(jī)300中，從針孔302到目視刻度導(dǎo)向件304的距離為L(zhǎng)I，目視刻度導(dǎo)向件304到相機(jī)305的距離為L(zhǎng)2地配置。在圖3所示的構(gòu)成中，從光源113發(fā)出來(lái)的曝光光到達(dá)曝光面位置11，其一部分通過(guò)針孔302，通過(guò)針孔302后的光投影于配置在針孔302的正下方LI的距離的位置的目視用刻度導(dǎo)向件304上。同時(shí)用CXD相機(jī)305拍攝通過(guò)了該針孔的曝光光的投影像與目視用刻度導(dǎo)向件304，取得圖像(S501)。在圖6所示的取得圖像60中包含多個(gè)點(diǎn)狀的像62與目視用刻度導(dǎo)向件的像61。多個(gè)點(diǎn)狀的像62由與構(gòu)成第一蠅眼透鏡1611的透鏡的個(gè)數(shù)相當(dāng)?shù)木劢裹c(diǎn)(圖6的情況下為10X10列)構(gòu)成。根據(jù)上述取得圖像60算出目視用刻度導(dǎo)向件的像61的中心位置53與多個(gè)點(diǎn)狀的像62的中心位置54的X方向的偏移量D1、Y方向的偏移量D2，由tan—1 (D2/D1)決定中心光線角度。使用上述說(shuō)明的方法，使裝載有針孔相機(jī)300的平臺(tái)300各移動(dòng)一定間距(例如，相當(dāng)于配置在圖2B所示的反射鏡單元120的平面鏡121的背面的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器122的間隔的距離)，在各位置反復(fù)進(jìn)行用針孔相機(jī)300拍攝，將與使用了掩模140的一次曝光得到的曝光面相當(dāng)?shù)膮^(qū)域(曝光區(qū)域)內(nèi)的中心光線角度以矩陣狀計(jì)測(cè)，根據(jù)其結(jié)果作成圖7中作為70所示的中心光線角度分布圖。接著，使用通過(guò)上述在曝光區(qū)域內(nèi)以矩陣狀計(jì)測(cè)的中心光線角度的實(shí)測(cè)值，使用裝載于PC310的模擬器算出平面鏡121的形狀(S502)。平面鏡形狀計(jì)算方法如下以在曝光面上的中心光線角度的各計(jì)測(cè)位置的值為輸入值，以在模擬上的光學(xué)系統(tǒng)的平面鏡模型作成時(shí)適用的例如XY多項(xiàng)式平面的系數(shù)(X、Y、X2、XY、Y2、X3、X2Y、XY2、Y3)為變量值，為成為與上述輸入值對(duì)應(yīng)的形狀，通過(guò)模擬實(shí)施平面鏡最佳化。以該結(jié)果得到的系數(shù)為基礎(chǔ)算出平面鏡121的形狀。最佳化方法是這樣的方法為了求出目標(biāo)值，求出作為初始條件設(shè)定的中心光線角度(例如0° )、和使上述XY多項(xiàng)式的變量變化而使初始值稍微變化時(shí)的中心光線角度的變化率，根據(jù)這些值，通過(guò)最小二乗法或衰減最小二乗法，得到最佳解。用下述(式I)表示XY多項(xiàng)式的詳細(xì)。
這里，z :平面鏡彎曲量；c :平面鏡曲率；k :錐形常數(shù)叫xy的系數(shù)；r :(x2+y2)1/2 ；nt :多項(xiàng)式項(xiàng)數(shù)在算出平面鏡121的實(shí)際的形狀后，為了使中心光線角度達(dá)到目標(biāo)值0.25°，通過(guò)模擬為使在曝光面上的光線的入射角度接近0°，進(jìn)行平面鏡最佳化(S503)。例如，使實(shí)測(cè)的中心光線角度在0° 0.6°的范圍具有分布(圖7的區(qū)域71 (中心光線角度0° 0.2° )、區(qū)域72 (中心光線角度0.2° 0.4° )、區(qū)域73 (中心光線角度0.4° 0. 6° ))。以該值為輸入值，用裝載于PC310的模擬器，將光線的中心光線角度的目標(biāo)值設(shè)定為0°，使適用于平面鏡的乂￥多項(xiàng)式的系數(shù)《、￥ゴ3￥プ33、朽3￥2プ)為變量，為使中心光線角度進(jìn)入上述目標(biāo)值，由模擬實(shí)施平面鏡最佳化。接著，在以上述最佳化的結(jié)果為基礎(chǔ)使平面鏡121進(jìn)行變形的情況下，照度分布也要滿(mǎn)足目標(biāo)值，作成反映平面鏡最佳化結(jié)果的模型，使用其并由模擬算出在曝光面上的照度分布(S504)。接著，確認(rèn)得到的照度分布是否滿(mǎn)足目標(biāo)值±2. 5% (S505)。如果在S505中判斷為由模擬得到的照度分布沒(méi)有滿(mǎn)足目標(biāo)值(NO)，則為使照度分布變均勻，在中心光線角度沒(méi)有偏離目標(biāo)值的容許范圍內(nèi)，變更光線的中心光線角度，返回(S506)、S504，通過(guò)模擬算出在曝光面上的照度分布，再次進(jìn)入S506，反復(fù)確認(rèn)得到的照度分布是否滿(mǎn)足目標(biāo)值±2. 5%以下。作為為了使照度分布滿(mǎn)足目標(biāo)值而修正平面鏡形狀的方法，具體而言，在圖8所示那樣的照度分布圖中在具有照度分布為±3%超過(guò)目標(biāo)值(±2. 5%)的區(qū)域80的情況下，以使到達(dá)該部分的光線的方向不規(guī)則的方式再次計(jì)算平面鏡的XY多項(xiàng)式的系數(shù)。其后，使用針孔相機(jī)300實(shí)測(cè)曝光面11的曝光區(qū)域中的中心光線角度(S509)，確認(rèn)在曝光面的光線的中心光線角度是否達(dá)到目標(biāo)值(S510)，如果達(dá)到目標(biāo)值，則反饋結(jié)束。在沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)值吋，返回S503將實(shí)測(cè)的平面鏡的中心光線角度的結(jié)果反映于模擬器，再次通過(guò)模擬，實(shí)施S504至S509，反復(fù)進(jìn)行直到實(shí)測(cè)值滿(mǎn)足目標(biāo)值，在實(shí)測(cè)值滿(mǎn)足目標(biāo)值的時(shí)刻結(jié)束。在S505中確認(rèn)了照度分布滿(mǎn)足目標(biāo)值的場(chǎng)合(YES)，為了再現(xiàn)得到的平面鏡的最佳化形狀，計(jì)算由上述再計(jì)算得到的模擬的平面鏡的形狀和實(shí)際的平面鏡121的形狀的差分，根據(jù)該差分決定設(shè)置于平面鏡背面的驅(qū)動(dòng)器的各位置中的修正量(最大3mm)(S507)，將該決定的驅(qū)動(dòng)器的修正量的信息發(fā)送給控制、驅(qū)動(dòng)單元150的反射鏡單元控制部156，通過(guò)基于由反射鏡單元控制部156接收的驅(qū)動(dòng)器的修正量的信息，使作為反射鏡單元120的平面鏡121的調(diào)整機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器122動(dòng)作，從而反饋進(jìn)行調(diào)整(S508)。通過(guò)上述步驟，進(jìn)行曝光涂敷在基板I的表面的抗蝕劑的圖形形狀的修正。另外，送至控制、驅(qū)動(dòng)部150的反射鏡單元控制部156的驅(qū)動(dòng)器122的修正量的信息存儲(chǔ)并保存于反射鏡單元控制部156。由此，即使曝光裝置100的電源切斷，再次連接電源，反射鏡單元控制部156使用存儲(chǔ)并保存的驅(qū)動(dòng)器的修正量的信息控制反射鏡單元120的各個(gè)驅(qū)動(dòng)器122，也能夠?qū)⑵矫骁R121再現(xiàn)為切斷電源之前的狀態(tài)。這樣，使用調(diào)整了中心光線角度與照度分布的曝光光學(xué)系統(tǒng)，在基板I的表面所涂敷的抗蝕劑上曝光形成于掩模140的圖形，由此能夠以高精度在基板的整個(gè)面實(shí)現(xiàn)均勻的圖形的曝光。 雖然上述說(shuō)明的使用針孔相機(jī)的曝光光的中心光線角度與照度分布的調(diào)整，在用曝光裝置對(duì)實(shí)際的基板開(kāi)始曝光之前進(jìn)行，但也可以每次用曝光裝置曝光一定張數(shù)的基板定期地實(shí)施，另外，也可以在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)整、部件交換之后進(jìn)行。以上，根據(jù)實(shí)施例具體地說(shuō)明了本發(fā)明者完成的發(fā)明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施例，當(dāng)然在不脫離其要g的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。即，用具有與其等價(jià)功能的步驟或手段替換在上述實(shí)施例說(shuō)明了的構(gòu)成(步驟)的一部分，或者省略沒(méi)有實(shí)質(zhì)性功能的一部分也包含于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種曝光裝置，具備 曝光光學(xué)機(jī)構(gòu)，具有發(fā)射曝光光的光源； 掩模座機(jī)構(gòu)，保持掩模； 平臺(tái)機(jī)構(gòu)，載置基板并在平面內(nèi)能夠移動(dòng)；以及 控制機(jī)構(gòu)，控制上述曝光光學(xué)機(jī)構(gòu)與上述平臺(tái)機(jī)構(gòu)，對(duì)載置于上述平臺(tái)機(jī)構(gòu)的基板依次進(jìn)行曝光， 上述曝光裝置的特征在于， 上述曝光機(jī)構(gòu)，具備光學(xué)積分器，將從上述光源發(fā)射出來(lái)的曝光光轉(zhuǎn)換為多個(gè)點(diǎn)光源；準(zhǔn)直鏡，將透射該光學(xué)積分器后的曝光光轉(zhuǎn)換為平行光；以及反射鏡單元，將由該準(zhǔn)直鏡轉(zhuǎn)換為平行光的曝光光用平面鏡反射并照射在保持于上述掩模座的掩模上， 該反射鏡單元以二維狀排列驅(qū)動(dòng)器而裝備，該驅(qū)動(dòng)器推壓上述平面鏡的與反射上述曝光光的面相反一側(cè)的面， 上述控制機(jī)構(gòu)基于與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息，控制以二維狀排列的各個(gè)驅(qū)動(dòng)器，與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是由照射到與載置于上述平臺(tái)機(jī)構(gòu)上的基板表面相當(dāng)?shù)奈恢蒙系纳鲜銎毓夤猥@得的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的曝光裝置，其特征在于， 上述光學(xué)積分器由多個(gè)蠅眼透鏡構(gòu)成，從上述曝光光獲得的與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是由上述多個(gè)蠅眼透鏡中的最接近上述光源的蠅眼透鏡形成的點(diǎn)光源的信肩、O
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的曝光裝置，其特征在于， 上述控制機(jī)構(gòu)基于上述反射鏡單元的以二維狀排列的各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)量的信息控制該驅(qū)動(dòng)器，上述各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)量是使用與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息而算出的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任何一項(xiàng)所述的曝光裝置，其特征在于， 從上述曝光光獲得的與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是來(lái)自該點(diǎn)光源的光入射到與上述基板的表面對(duì)應(yīng)的位置上的入射角的信息、和上述點(diǎn)光源的照度分布的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3任何一項(xiàng)所述的曝光裝置，其特征在于， 從上述曝光光獲得的與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是通過(guò)處理用針孔相機(jī)拍攝而得的上述曝光光的圖像而獲得的信息，上述針孔相機(jī)在與載置于上述平臺(tái)機(jī)構(gòu)的基板的表面相當(dāng)?shù)奈恢蒙显O(shè)置針孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曝光裝置，其特征在于， 從上述曝光光獲得的與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是通過(guò)處理上述曝光光的圖像而獲得的信息，上述曝光光的圖像是使上述針孔相機(jī)在上述曝光光照射的區(qū)域內(nèi)順次移動(dòng)而取得的。
7.—種曝光方法，將從光源發(fā)射的曝光光通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)照射在形成有透射光的圖形的掩模上，將照射在該掩模的曝光光中的透射上述圖形后的曝光光投射在與上述掩模接近地配置的基板的第一區(qū)域所涂敷的抗蝕劑上而曝光該抗蝕劑，通過(guò)在上述基板的整個(gè)面反復(fù)進(jìn)行上述曝光，從而用形成于上述掩模的圖形曝光上述基板的前面，其特征在于， 通過(guò)如下方法進(jìn)行向上述掩模照射上述曝光光使從上述光源發(fā)射出來(lái)的曝光光透射光學(xué)積分器而轉(zhuǎn)換為多個(gè)點(diǎn)光源，將透射該光學(xué)積分器而轉(zhuǎn)換為多個(gè)點(diǎn)光源的曝光光用準(zhǔn)直鏡轉(zhuǎn)換為平行光，將轉(zhuǎn)換為該平行光的曝光光用在背面以二維狀排列驅(qū)動(dòng)器而裝備的平面鏡反射并照射在上述掩模上， 基于下述的信息控制在上述平面鏡的背面以二維狀排列的驅(qū)動(dòng)器，該信息是與照射在相當(dāng)于上述曝光的基板的表面的位置上的上述曝光光獲得的從上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的曝光方法，其特征在于， 上述光學(xué)積分器由多個(gè)蠅眼透鏡構(gòu)成，從上述曝光光獲得的與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是由上述多個(gè)蠅眼透鏡中的最接近上述光源的蠅眼透鏡形成的點(diǎn)光源的信肩、O
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的曝光方法，其特征在于， 基于使用與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息算出的上述各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)量控制上述以二維狀排列的驅(qū)動(dòng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7 9任何一項(xiàng)所述的曝光方法，其特征在于， 從上述曝光光獲得的與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是來(lái)自該點(diǎn)光源的光入射到與上述曝光的基板的表面相當(dāng)?shù)奈恢蒙系娜肷浣堑男畔?、和上述點(diǎn)光源的照度分布的信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求7 9任何一項(xiàng)所述的曝光方法，其特征在于， 從上述曝光光獲得的與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是通過(guò)處理用針孔相機(jī)拍攝而得的上述曝光光的圖像而獲得的信息，上述針孔相機(jī)在與上述曝光的基板的表面相當(dāng)?shù)奈恢蒙显O(shè)置針孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的曝光方法，其特征在于， 從上述曝光光獲得的與上述光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是通過(guò)處理上述曝光光的圖像而獲得的信息，上述曝光光的圖像是使上述針孔相機(jī)在上述曝光光照射的區(qū)域內(nèi)順次移動(dòng)而取得的。
全文摘要
本發(fā)明涉及曝光裝置以及其方法。曝光裝置的曝光機(jī)構(gòu)，具備光學(xué)積分器，將從光源發(fā)射的曝光光轉(zhuǎn)換為多個(gè)點(diǎn)光源；準(zhǔn)直鏡，將透射光學(xué)積分器后的曝光光轉(zhuǎn)換為平行光；及反射鏡單元，將由準(zhǔn)直鏡轉(zhuǎn)換為平行光后的曝光光用反射鏡反射并照射到掩模上，反射鏡單元以二維狀排列地裝備驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器推壓平面鏡的與反射曝光光的面相反一側(cè)的面，控制機(jī)構(gòu)基于反射鏡單元的各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)量控制該驅(qū)動(dòng)器，上述各個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)量是使用與光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息而算出的，與光學(xué)積分器的點(diǎn)光源相關(guān)的信息是從照射到與載置于平臺(tái)機(jī)構(gòu)的基板的表面相當(dāng)?shù)奈恢蒙系钠毓夤猥@得的。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102854754SQ201210224380
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者根本佳奈, 高橋聰, 吉武康裕, 丸山重信, 吉水惠子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立高新技術(shù)