CN103477286A - 基板处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了基板处理装置,是于基板的被处理面形成图案,其具备:中空状的光罩保持部,保持形成有图案的光罩,能以旋转轴为中心旋转;控制装置,控制前述光罩保持部的旋转,且控制前述基板的搬送;以及光学系,具有配置于光罩保持部内部且使经由图案的光在光罩保持部内部偏向的光学构件,用以将图案形成于基板。
Description
技术领域
本发明是关于基板处理装置。
本申请是根据2011年9月7日申请的日本特愿2011-195468号主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
作为构成显示器装置等显示装置的显示元件,例如有液晶显示元件、有机电致发光(有机EL)元件、用于电子纸的电泳元件等。作为制作此等元件的手法之一,例如有一种被称为卷轴对卷轴(roll to roll)方式(以下,简记为“卷轴方式”)的手法广为人知(例如,参照专利文献1)。
卷轴方式,是将卷绕在基板供应侧的滚筒的长条片状基板送出且一边将送出的基板以基板回收侧的滚筒加以卷取、一边搬送,在基板从送出至被卷取的期间,将显示电路或驱动电路等图案依序形成于基板上的手法。近年来,已提出了形成高精度的图案的处理装置。
专利文献1:国际公开第2008/129819号。
发明内容
然而,即使是如上述的卷轴方式,亦被要求能有效率地于基板制造显示元件的技术。
本发明的态样,其目的在于提供能对基板进行有效率的处理的基板处理装置。
依据本发明的第1态样,提供一种基板处理装置,是于基板的被处理面形成图案,其具备:中空状的光罩保持部,保持形成有图案的光罩,能以旋转轴为中心旋转;控制装置,控制前述光罩保持部的旋转,且控制基板的搬送;以及光学系,具有配置于光罩保持部内部且使经由图案的光在光罩保持部内部偏向的光学构件,用以将图案形成于基板。
根据本发明的态样,能提供能对基板进行有效率的处理的基板处理装置。
附图说明
图1是本实施形态的基板处理装置的构成的概略图。
图2是本实施形态的处理装置的构成的概略图。
图3是本实施形态的曝光装置的构成的概略图。
图4是本实施形态的光罩保持装置的构成的概略图。
图5是本实施形态的光罩保持装置的旋转驱动与微动的机构的概略图。
图6是本实施形态的投影光学系的构成的概略图。
图7是本实施形态的曝光动作一态样的概略图。
图8是本实施形态变形例的光罩保持装置的构成的概略图。
图9是本实施形态变形例的投影光学系的构成的概略图。
图10A是本实施形态变形例的投影光学系的构成的概略图。
图10B是本实施形态变形例的投影光学系的构成的概略图。
图11是本实施形态变形例的光罩保持装置的构成的概略图。
图12A是本实施形态变形例的投影光学系的构成的概略图。
图12B是本实施形态变形例的投影光学系的构成的概略图。
图13是本实施形态变形例的曝光装置的构成的概略图。
图14是本实施形态变形例的曝光装置的构成的概略图。
具体实施方式
以下,参照图式说明本实施形态。
图1是本实施形态的基板处理装置100的构成的示意图。
如图1所示,基板处理装置100具有:供应带状的基板(例如带状的薄膜构件)S的基板供应部2、对基板S的表面(被处理面)Sa进行处理的基板处理部3、回收基板S的基板回收部4、控制此等各部的控制部CONT。
基板处理部3用以在从基板供应部2送出基板S后至通过基板回收部4回收基板S的期间对基板S的表面执行各种处理。此基板处理装置100,可使用于在基板S上形成例如有机EL元件、液晶显示元件等显示元件(电子元件)的情形。
此外,本实施形态中,是如图1所示设定XYZ正交坐标***,以下适当使用此XYZ正交坐标***来进行说明。XYZ正交坐标***,例如沿水平面设定X轴及Y轴,沿垂直方向朝上设定Z轴。又,基板处理装置100整体沿X轴从其负侧(-侧)往正侧(+侧)搬送基板S。此时,带状的基板S的宽度方向(短边方向)设定于Y轴方向。
作为在基板处理装置100成为处理对象的基板S,可使用例如树脂膜或不锈钢等的箔(foil)。树脂膜可使用例如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、乙烯乙烯基共聚物(Ethylene vinyl copolymer)树脂、聚氯乙烯基树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、乙酸乙烯基树脂等材料。
基板S,以承受较高温(例如200℃程度)的热其尺寸亦实质上无变化(热变形小)的热膨胀系数较小者较佳。例如可将无机填料混于树脂膜以降低热膨胀系数。作为无机填料,例如有氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化硅等。又,基板S亦可是以浮法等制造的厚度100μm程度的极薄的单体、或于该极薄玻璃贴合有上述树脂膜或铝箔而成的积层体。
基板S的宽度方向(短边方向)的尺寸形成为例如1m~2m程度、长度方向(长边方向)的尺寸则形成为例如10m以上。当然,此尺寸仅为一例,并不限于此。例如基板S的Y方向的尺寸为1m以下或50cm以下亦可、亦可为2m以上。又,基板S的X方向的尺寸亦可在10m以下。
基板S形成为具有可挠性。此处,所谓可挠性,是指例如对基板施以自重程度的力亦不会断裂或破裂、而能将该基板加以弯折的性质。又,通过自重程度的力而弯折的性质亦包含于可挠性。又,上述可挠性会随着该基板材质、大小、厚度、或温度等的环境等而改变。此外,基板S可使用一片带状的基板、亦可使用将多个单位基板加以连接而形成为带状的构成。
基板供应部2是将例如卷成卷轴状的基板S送出供应至基板处理部3。于基板供应部2,设有用以卷绕基板S的轴部或使该轴部旋转的旋转驱动装置等。除此之外,亦可是设置例如用以覆盖卷成卷轴状状态的基板S的覆盖部等。此外,基板供应部2不限定于送出卷成卷轴状的基板S的机构,只要是包含将带状的基板S于其长度方向依序送出的机构(例如夹持式的驱动滚筒等)者即可。
基板回收部4是将通过基板处理装置100的基板S例如卷取成卷轴状加以回收。于基板回收部4,与基板供应部2同样的,设有用以卷绕基板S的轴部及使该轴部旋转的旋转驱动源、以及覆盖回收的基板S的覆盖部等。亦可替代地或追加地,在基板处理部3将基板S例如切成平板(panel)状的场合等时,基板回收部4亦可为例如将基板S回收成重叠状态等与卷绕成卷轴状的状态不同的状态回收基板S的构成。
基板处理部3,将从基板供应部2供应的基板S搬送至基板回收部4,并在搬送过程对基板S的被处理面Sa进行处理。基板处理部3具有对基板S的被处理面Sa进行加工处理的加工处理装置10、以与加工处理的形态对应的条件搬送基板S的包含驱动滚筒R等的搬送装置20。
加工处理装置10具有用以对基板S的被处理面Sa形成例如有机EL元件的各种装置。作为此种装置,例如有用以在被处理面Sa上形成间隔壁的印制方式等间隔壁形成装置、用以形成电极的电极形成装置、以及用以形成发光层的发光层形成装置等。
更具体而言,有液滴涂布装置(例如喷墨型涂布装置等)、成膜装置(例如镀敷装置、蒸镀装置、溅镀装置)、曝光装置、显影装置、表面改质装置、洗净装置等。此等的各装置,是沿基板S的搬送路径适当设置,挠性显示器的面板等能以所谓卷轴对卷轴方式生产。本实施形态中,作为加工处理装置10,设有曝光装置,负责其前后的步骤(感光层形成步骤、感光层显影步骤等)的装置亦视必要来线上设置。
图2是设于加工处理装置10内的曝光装置的概略整体构成的图,本实施形态的曝光装置具有多个曝光装置EX(EX1~EX4)。多个曝光装置EX1~EX4,构成为将分别形成为圆筒面状的光罩图案的一部分成像投影至基板S的被处理面Sa上的投影区域PA1~PA4,构成为使圆筒状光罩图案的旋转速度与基板S的X方向搬送速度同步并扫描曝光的装置。
多个曝光装置EX1~EX4,配置成投影区域PA1~PA4在Y方向紧贴或一部分重叠,在X方向分离配置成在空间上不干涉。
本实施形态中,由于待曝光于基板S的被处理面Sa的图案区域、例如有机EL显示器的显示面板的全宽(Y方向)较一个曝光装置的曝光视野尺寸(PA1~PA4的各Y方向尺寸)大,因此此处,通过四台曝光装置EX1~EX4的各曝光视野扫描曝光的被处理面Sa上的条纹状的被曝光区域构成为在Y方向连结。
图3是曝光装置EX的概略构成的图。多个曝光装置EX1~EX4是相同构成。以下,以一个曝光装置EX为代表来说明。
如图3所示,曝光装置EX是将形成于圆筒状的光罩M的图案Pm的像投影至基板S的装置。曝光装置EX具有照明光罩M的照明装置IL、对基板S投影图案Pm的像的投影光学系PL、能将光罩M保持成圆筒状并以与Z轴平行的轴线C为中心旋转的光罩保持装置(光罩保持部)MST、以及将基板S以在X方向控制速度的状态搬送的基板搬送装置(基板搬送部)SST。
照明装置IL具有用以对光罩M照射曝光用照明光ELI的光源装置21与照射光学系22。从光源装置21射出的照明光ELI经由照射光学系22照射至光罩M上的狭缝状区域。此外,照射光学系22在图3中虽简化显示,但实际上包含导引照明光ELI的多个光学元件。
照明光ELI的狭缝状照射区域,设定为在图3中是沿光罩M的圆筒面的面长方向、亦即与轴线C平行的Z方向延伸,覆盖形成图案Pm的光罩M上的图案形成区域的Z方向宽度。
光罩保持装置MST具有筒构件40及驱动装置ACM。筒构件40形成为以与Z轴方向平行的轴线C为中心的圆筒状。筒构件40具有相当于外周面的圆筒面40a。筒构件40形成为沿圆筒面40a保持光罩M。
本实施形态中,光罩M作为于平坦性佳的短条状极薄玻璃版(例如厚度100~500μm)的一面以铬等遮光层形成有图案Pm的透射型光罩基板被制作,是使其沿筒构件40的圆筒面40a弯曲并卷缠的状态来使用。
因此,于筒构件40的圆筒面40a,与光罩M上的图案形成区域(待投影曝光区域)大小对应的开口部是于周长方向涵盖既定角度量地形成,光罩M被以该开口部的周边部分保持。
该开口部能沿圆筒面40a设置两处、三处的多处,于各开口部安装相同光罩M能提高生产性,或安装不同光罩(制品不同)而例如能将显示尺寸不同的多种面板于基板S上同时生产。
筒构件40设置成能沿圆筒面40a的圆周方向(亦即,绕作为圆筒面40a的中心轴线的轴线C)旋转。驱动装置ACM具备使筒构件40旋转驱动的旋转电机与使筒构件40整体往图中X方向、Y方向及Z方向高速微动的致动器(压电电机、电磁线性电机等)。
作为筒构件40的微动轴,亦可进一步设置用以使旋转时的轴线C在图3中的XZ面内能微小倾斜的致动器。此是为了对应被照射狭缝状照明光ELI的光罩M上的被照射区域的长度方向(Z方向)在旋转中会相对地在Z内微小倾斜的误差之故。
筒构件40具有形成于+Z方向端部的第一端面40b与形成于-Z侧端部的第二端面40c。筒构件40配置成第一端面40b及第二端面40c与XY平面平行。筒构件40中的第二端面40c朝向基板S侧。
光罩M被保持成形成有图案Pm的图案面朝向筒构件40内侧。因此,图案Pm实质上配置于与圆筒面40a一致的面上。光罩M能装卸地保持于圆筒面40a上。
图4是光罩保持装置MST构成的立体图。
如图4所示,筒构件40设置成能以轴线C为中心沿圆筒面40a的圆周方向旋转。筒构件40设置成能通过未图示的固定装置等来对曝光装置EX装卸。
如先前所说明,于筒构件40,在圆筒面40a的周长方向与光罩M的尺寸对应地形成有用以使光罩M的图案形成区域露出的多个开口部41(OP),42(OP)。在图4的构成中,安装有两片光罩M,开口部41(OP),42(OP)形成为连通筒构件40的内部与外部。
当将两片光罩M的外形尺寸设为相同,将卷缠时的光罩M的周长方向尺寸设为Lm,将周长方向的光罩间的间隙尺寸设为Lg时,圆筒面40a的全周长CW为2·(Lm+Lg),直径为CW/π。
第一开口部41(OP),第二开口部42(OP),配置成隔着轴线C对向,周长方向的尺寸与Z方向的尺寸设定为较光罩M上的图案形成区域大,较光罩M的外形尺寸小。
筒构件40于第一开口部41及第二开口部42周围的区域具有光罩吸附部SC。光罩吸附部SC具有吸引口43、连接于前述吸引口43的吸引泵(真空源、电磁阀等)44。光罩吸附部SC藉由透过吸引口43吸引光罩M的图案形成区域的外侧部分,而能将光罩M吸附于筒构件40。光罩吸附部SC能通过停止光罩M的吸引而解除光罩M的保持。通过调整光罩吸附部SC的吸引,能顺畅地进行光罩M的安装、卸除的切换。
于筒构件40的轴线C方向的两端侧或一端侧虽连接驱动装置ACM的可动子,但此种旋转机构,亦可是例如对筒构件40传达旋转力的齿轮机构的一部分,亦可是电磁电机机构的可动子(磁石部或线圈部)。
本实施态样中,由于在筒构件40内侧设置使来自图案Pm的成像光束射入的投影光学系的一部分(至少为作为偏向构件的反射镜等),因此难以将以纵配置支撑筒构件40并使之旋转的沿轴线C的机械式轴构造体设于筒内部。
因此,本实施形态中,作为一例,是通过如图5的构造以纵配置支撑光罩保持装置MST(筒构件40)同时进行旋转驱动与微动驱动。
图5中,筒构件40下侧的第二端面40c,是以被三处的块状构件200a,200b(200c未图示)决定XY方向的状态下载置于环状台座200上,并通过真空吸附等加以固定。
在此状态,形成于圆筒面40a的开口部41(OP)、42(OP)周围的吸引口43通过第二端面40c、台座200内的流路连接于真空泵等。
台座200下面形成为平坦,且构成线性电机的多个磁石沿圆周被埋入。
于台座200下方的三处,构成线性电机的线圈构件201a、201b、201c以120°的角度间隔配置。于此线圈构件201a、201b、201c上面形成作为空气轴承的垫面,台座200一边悬浮微小量、一边以非接触状态被赋予在XY面内的驱动力矩。
各线圈构件201a、201b、201c虽使台座200绕轴线C旋转的推力(筒构件40的圆周的切线方向的力矩)产生,但亦能同时使朝向轴线C的推力(筒构件40的径方向的力)亦个别产生。
藉此,能使台座200与筒构件40绕轴线C旋转,且亦使微动于XY方向。
再者,三处的线圈构件201a、201b、201c的各个能通过能微动于Z方向的致动器(压电元件、音圈电机等)202a、202b、202c个别调整Z方向的高度位置,藉此微调整台座200与筒构件40的倾斜。
于筒构件40上方的第一端面40b附近,以120°的角度间隔设有以次微米以下的精度测量筒构件40侧面在XY面的位置变化或Z方向的位移的感测器203a,203b,203c,逐次检测出筒构件40的旋转时的XY方向的位置偏移误差、Z轴与轴线C的相对倾斜误差等姿势变化。
被检测出的各种误差信息,使用于线圈构件201、致动器202的回馈控制、前馈控制,控制成此等的误差成为容许值以下。
又,于三处感测器203的各个亦组装有光学式编码器读头,以读取于筒构件40的第一端面40b或与圆筒面40a平行的侧面在周长方向以一定节距刻设有刻度线的标尺(或全像标尺),以精密地测量筒构件40的旋转速度(或光罩M的圆筒状图案面的周长方向的扫描速度)。
此种编码器***,为了生成筒构件40的每一圈旋转中作为基准的原点信号,与标尺同时亦刻设有原点标记。
此外,作为感测器,亦可是于Z方向的多处设有在筒构件40的旋转中检测光罩M的图案面的轴线C方向(与XY面平行的方向)的位置变化的非接触式位移感测器,即时求出至少通过照明光ELI照射的光罩的图案面部分的姿势,通过线圈构件201、致动器202进行对投影光学系的聚焦调整或调平调整。
此处,返回图3,概略显示的投影光学系PL,例如是将图案Pm的像以等倍(1倍)投影至基板S者,具有透镜系51、反射镜52、透镜系53、凹面镜54(亦可是平面镜)及成像用透镜系55等。
如图5所示,相较于筒构件40是在曝光装置本体内设置成能旋转,投影光学系PL位置是在曝光装置本体内被固定。透镜系51设于圆筒状的筒构件40内侧的区域(以下将此内侧区域适当标记为筒构件40的内侧)。透镜系51导引通过照明光ELI的照射而从光罩M的图案Pm产生的光(投影用光束)。
图6是投影光学系PL一部分构成的图。图6中,为了使图容易判别,省略筒构件40的图示。
如图3及图6所示,反射镜52设于圆筒状的筒构件40内部。反射镜52是将被透镜系51(在图6中省略)导光的来自光罩M的投影用光束往筒构件40的第一端面40b侧反射。被反射镜52反射的投影用光束经由透镜系53从第一端面40b往筒构件40外部射出。反射镜52配置成位在筒构件40内部中+X侧一半的区域内。
透镜系53的光轴与筒构件40的旋转中心的轴线C平行配置。
通过透镜系53的投影用光束被导至配置于投影光学系PL的瞳位置或其附近、于表面形成有凹状反射面54a的凹面镜54。在凹面镜54反射的投影用光束再度通过透镜系53。
通过透镜系53的来自凹面镜54的投影用光束,从第一端面40b侧往第二端面40c侧沿轴线C通过筒构件40内部。
成像用透镜系55是与筒构件40中的第二端面40c对向配置。成像用透镜系55是射入来自透镜系53的投影用光束并将图案Pm的像成像投影至基板S的投影区域PA。
此外,在简略显示的图6中,虽透镜系53与凹面镜54(亦可是平面镜)是同轴配置而构成反折射光学系,但亦可构成为透镜系53的圆形视野区域(XY面内)中图中Y方向一半的光路被反射镜52折弯,而剩下一半的光路平直地射往后续的成像用透镜系55。
又,如图3所示,基板搬送装置SST是将基板S导引成经由投影区域PA。基板搬送装置SST具有搬送滚筒80、上游侧滚筒81、下游侧滚筒82及驱动装置ACS。
搬送滚筒80形成为圆筒状,具有相当于外周面的圆筒面80a。圆筒面80a是支撑基板S的支撑面。通过搬送滚筒80搬送的基板S沿圆筒面80a的表面形状弯曲。
圆筒面80a配置于针对投影光学系PL与圆筒面80a光学上大致共轭的位置。严谨来说,卷缠于圆筒面80a的基板S的上表面(感光面)配置成与筒构件40的圆筒面40a光学上共轭。
基板S的厚度例如虽可为10μm~200μm的范围,但其厚度的不均,亦能利用被抑制成较投影光学系PL的像侧的焦深(DOF)小者。
此种情形下,只要以非接触的感测器一边逐次检测筒构件40的圆筒面40a(光罩M的图案面)中被投射照明光ELI的位置附近的表面部分的径方向位置,一边相对该位置加减基板S的已知厚度量来进行对焦即可。
相反地,当基板S的厚度不均较大的情形,或局部微小凹凸较大的情形,是以非接触的感测器检测出基板S表面的Z方向的位置变化,来进行对焦。
虽不论是何者均能进行精密的对焦,但特别是前者的方式(圆筒面40a的检测),不会对光罩M的有无或材质等造成影响,能随时进行稳定的测量。
此种用以对焦的检测方式,关于图3中的搬送滚筒80亦同样,能依据要求精度适当地决定要直接测量基板S的表面的Z方向的位置变化、或测量未被以基板S覆盖的圆筒面80a的一部分位置变化、或并用两者。
此外,圆筒面80a设定为往与通过投影光学系PL形成的光罩M的投影像弯曲方向光学上对应的方向弯曲。具体而言,对应于往投影光学系PL弯曲成凹圆筒面状的光罩M,形成为往投影光学系PL为凸状圆筒面。
圆筒面80a虽形成为与光罩M的曲率(圆筒面40a的曲率)相同的曲率,但不一定要相同,能兼顾狭缝状照明光ELI的周长方向宽度、投影光学系PL的焦深(DOF)、待投影的图案的线宽等,适当地设定圆筒面80a与圆筒面40a的各曲率的关系。
以圆筒面80a(严谨来说是基板S的被处理面Sa)与圆筒面40a的两曲率为相同的关系,使基板S弯曲来导引时,照明光ELI照射于光罩M的被照射面与投影用光束照射于基板S的被照射面成为相同曲率的圆筒面。换言之,位于投影光学系PL的视野区域内的光罩M的曲率与位于投影光学系PL的投影区域(亦即被投影视野区域内的图案Pm的区域)内的基板S的曲率成为相等。因此,光罩M与基板S会在投影光学系PL的视野区域内及投影区域内的全面相互满足共轭关系,而能于投影区域内的全面将图案Pm的投影像良好地投影至基板S。
因此,能取较大的狭缝状照明光ELI的周长方向宽度,而能提高赋予基板S的感光层的每单位时间的能量,保持转印至基板S的图案像品质,同时提高光罩M的旋转速度与基板S的搬送速度,而提高生产性。
上游侧滚筒81将基板S搬入搬送滚筒80。下游侧滚筒82将基板S从搬送滚筒80搬出。上游侧滚筒81及下游侧滚筒82例如以既定的搬送速度搬送基板S。驱动装置ACS调整上游侧滚筒81及下游侧滚筒82的旋转速度。
驱动装置ACS根据来自图1中所示的控制部CONT的控制信号调整搬送滚筒80的旋转速度的控制及上游侧滚筒81及下游侧滚筒82的旋转速度,藉此调整基板S的搬送速度。控制部CONT,是以光罩M的旋转速度(周速度)与基板S的搬送速度为既定关系且稳定的方式,控制光罩侧的驱动装置ACM的驱动及驱动装置ACS的驱动。
具体而言,控制部CONT是以相对于沿圆筒面40a的光罩M的移动速度(周速度)的、基板S往长度方向的搬送速度(亦即,基板S表面的移动速度)之比与投影光学系PL的投影倍率(缩小、等倍、扩大的任一者)成为相等的方式,控制驱动装置ACM的驱动及驱动装置ACS的驱动。
以上述方式构成的曝光装置EX,由于是如图2所示排列配置于Y方向,因此设于各曝光装置EX的光罩保持装置MST及投影光学系PL是于Y方向(与基板S的搬送方向(X方向)交叉的方向)排列配置有多个。又,光罩保持装置MST配置成于X方向(基板S的搬送方向)每隔既定距离偏移。
以上述方式构成的基板处理装置100通过控制部CONT的控制,通过卷轴方式制造有机EL元件、液晶显示元件等显示元件(电子元件)。
以下,说明使用上述构成的基板处理装置100制造显示元件的步骤(参照图1~图6)。
首先,在图1所示的构成中,首先,将卷缠于未图示的滚筒的带状基板S安装于基板供应部2。
控制部CONT以从此状态从基板供应部2送出前述基板S的方式使未图示的滚筒旋转。接着,以设于基板回收部4的未图示的滚筒卷取通过基板处理部3的前述基板S。通过控制此基板供应部2及基板回收部4,能将基板S的被处理面Sa对基板处理部3连续地搬送。
控制部CONT,在基板S从基板供应部2送出后至以基板回收部4卷取的期间,是通过基板处理部3的搬送装置20使基板S在前述基板处理部3内适当地搬送,同时通过处理装置10将显示元件的构成要素依序形成于基板S上。在此步骤中,通过曝光装置EX进行处理时,首先将光罩M安装于光罩保持装置MST的筒构件40。又,通过基板搬送装置SST的搬送滚筒80导引基板S。
其次,控制部CONT通过驱动装置ACM使筒构件40旋转,并同时从光源装置21使照明光ELI射出(参照图1、图3)。通过筒构件40的旋转,光罩M与前述筒构件40一体地移动于旋转方向。又,控制部CONT与筒构件40的旋转同步地使搬送滚筒80旋转。通过搬送滚筒80的旋转,基板S与光罩M同步移动。
此外,同步控制的主从关系,亦可是如上所述地以光罩M侧的筒构件40的旋转为基准追随控制基板S侧的搬送滚筒80的旋转,亦可相反地,以基板S的搬送为基准使光罩M的旋转追随控制。
从光源装置21射出的照明光ELI经由照射光学系22狭缝状地照射于移动的光罩M上。前述照明光ELI依序透射光罩M及第一开口部41(或第二开口部42),射入设于筒构件40内部的投影光学系PL的透镜系51。
通过照明光ELI的照射而从光罩M产生的投影用光束,通过透镜系51往反射镜52导光,通过反射镜52而被反射往配置于筒构件40内侧空间的透镜系53的圆形视野区域的一半(参照图3~图6)。
通过透镜系53的大致一半的视野区域往筒构件40的+Z侧外部射出的投影用光束,被凹面镜54的反射面54a反射往-Z侧。被反射的投影用光束以通过透镜系53的另一大致一半的视野区域的方式被往-Z方向导光,再度射向筒构件40的第二端面40c。
如上述,从第一端面40b侧射入筒构件40内部空间的透镜系53的投影用光束,以回避反射镜52的方式通过前述反射镜52的-X侧往第二端面40c侧行进。其后,投影用光束经由成像用透镜系55照射至基板S。藉此,图案Pm的像投影至基板S的投影区域PA。
本实施形态中,如图2所示是使用四个曝光装置EX1~EX4进行曝光处理。因此,如图7所示,于基板S上,形成仅通过投影至投影区域PA1~PA4的单独的像曝光的部分、通过投影至投影区域PA1的像的一部分与投影至投影区域PA2的像的一部分曝光的部分、通过投影至投影区域PA2的像的一部分与投影至投影区域PA3的像的一部分曝光的部分、以及通过投影至投影区域PA3的像的一部分与投影至投影区域PA4的像的一部分曝光的部分。通过如上述进行曝光动作,于基板S上形成在Y方向连结四片光罩M的各图案Pm的像的大面积的曝光图案PX。
如此,安装于四个曝光装置EX1~EX4的各个光罩M的图案Pm,由于其结果需要在于基板S上连结的状态下被投影曝光(扫描曝光),因此保持于各曝光装置的光罩保持装置MST(筒构件40)的光罩M接收照明光ELI的照射而开始曝光的时点,是依序错开各投影区域PA1~PA4在X方向的间隔距离BL与基板S的搬送速度Vs之比(BL/Vs)。
如上所述,根据本实施形态,先沿筒构件40的圆筒面40a配置图案Pm,并设置从前述图案Pm产生的转印用的光(投影用光束)会在筒构件40内部往第一端面40b侧及第二端面40c侧改变行进方向的反射镜52(偏向构件)。藉此,原理上,不论于筒构件40的圆筒面40a的周长方向何处形成有光罩图案,均能投影曝光,无需于筒构件40的圆筒面40a配置使来自图案Pm的光再度通过的光通过部(窗部)等,能沿圆筒面40a的周方向卷缠多个光罩M或一片长的光罩。
因此,通过一边使前述筒构件40旋转、一边照射照明光ELI,即能对基板S连续使图案Pm的像曝光。藉此,能对基板S进行有效率的曝光处理。
本发明的技术范围不限定于上述实施形态,能在不脱离本发明的主旨的范围内适当加以变更。
例如,上述实施形态中,虽是举于筒构件40安装有两片光罩M的构成为例来说明,但并不限于此,亦可是能安装三片以上的光罩M的构成,或亦可使投影光学系PL为例如具有两倍以上的放大倍率的放大投影光学系。
图8是表示第二实施形态的立体图,是组合有能于圆周安装相同尺寸的光罩M三片的光罩保持装置MST(筒构件40)与放大投影光学系PL的情形的曝光装置构成例。
图8所示的构成中,与第一实施形态同样地,在通过铝等轻金属、铟等低热膨胀金属、含有碳的复合材、陶瓷等形成为中空圆筒状的筒构件40的外周壁,作为多个开口部OP形成有第一开口部41、第二开口部42及第三开口部43的三个开口部。此外,通过将筒构件40以铝或复合材形成,而能使筒构件40较轻量。此外,虽省略图示,但筒构件40是具有于周方向排列的四个以上的开口部的构成,亦可是能于各开口部安装光罩M的构成。
先前的第一实施形态中,虽举设于筒构件40内部的反射镜(光学构件)52为一个的情形为例进行了说明,而第二实施形态中,由于是如图8所示的放大投影系,因此组合三片反射镜52A,52B,52C。
本实施形态中亦同样地,照明光ELI照射在筒构件40的圆筒面40a(光罩M的图案面)上延伸于Z方向的狭缝状照明区域ILS。
图8中,AX表示透镜系的光轴,此情形下,光罩M上的图案Pm中在照明区域ILS内产生的投影用光束,经由具有与X轴平行的光轴AX的透镜系51到达第一反射镜52A。此时,投影用光束通过相对于透镜系51视野内的光轴AX往+Y方向偏心的区域,到达反射镜52A(反射面在YZ面内为45度的倾斜)。
被第一反射镜52A垂直(+Z方向)反射的投影用光束,射入构成反折射投影光学系的透镜系53与凹面镜54(亦可是平面镜),在瞳位置或配置于其附近的凹面镜54反射,而再度经由透镜系53与反射镜52A返回往透镜系51方向。
其返回光(投影用光束)由于相对于透镜系51的光轴AX往-Y方向偏心,因此在第二反射镜52B往+Y方向反射。反射镜52B的反射面在XY面内观看的情况下具有45度的倾斜,相对于透镜系51的光轴AX配置于-Y侧。
被第二反射镜52B反射往+Y方向的投影用光束到达第三反射镜52C(反射面在YZ面内为45度的倾斜),在此处被往-Z方向反射。被第三反射镜52C反射的投影用光束从筒构件40的第二端面40c往-Z侧射出,经由成像用透镜系55照射至在基板S上于Y方向狭缝状延伸的投影区域PA。
本实施形态中,存在于光罩M上的狭缝状照明区域ILS内的图案Pm的部分像虽会放大成像于投影区域PA内,但于透镜系53与凹面镜54附加有透镜系51的为接近等倍的倍率,放大倍率在其后的成像用透镜系55获得。
成像用透镜系55对倍率放大的助益较大、被要求的解像度(NA)并不非常高时,由于成像用透镜系55亦只要一半的视野(half field)即可,因此能将投影用光束不通过的透镜一部分切除,亦能将投影光学系PL的X方向尺寸作成较小型。
又,当设投影光学系PL的放大倍率为Me时,筒构件40的圆筒面40a(光罩图案面)的周速度Vm与基板S在搬送滚筒80上的周速度(进给速度)Vs必须保持Vs=Me·Vm的关系。
假设Me=2.5,基板S的进给速度为100mm/秒时,安装于筒构件40的光罩M的周速度必须为100/2.5=40mm/秒。
本实施形态中,虽是于筒构件40安装三片光罩M,但所需的安装片数,可根据于基板S上制作的显示器的面板尺寸或筒构件40的实用径来大致决定。
例如,在40吋(16:9)的显示器的情形,作为面板尺寸若考量周边电路部,则为水平方向100cm(显示区域约88cm)、垂直方向60cm(显示区域约50cm)程度。
使面板的水平方向配合基板S的长条方向(X方向)时,若于基板S的宽度方向(Y方向)排列四台的曝光装置EX1~EX4,则一台曝光装置的投影区域PA的长度方向(Y方向)尺寸需为15cm以上。
因此,若设图8所示的放大投影光学系PL的放大倍率Me为2.5倍,则在光罩M上的照明区域ILS的长度方向(Z方向)尺寸、亦即图案Pm的轴线C方向的尺寸需为6.0cm以上。
另一方面,关于面板的水平方向,由于只要在基板S上于X方向放大2.5倍而成为100cm的尺寸即可,因此作为光罩M的周长只要最低40cm,使其具有欲度亦只要有45cm即可。
然而,在使用卷起时为周长45cm的一片光罩时,筒构件40的圆筒面40a的最小径为,于此种筒构件内部难以配置透镜系或反射镜。
因此,作为筒构件40,若估计能于内部空间组装入透镜系或反射镜的直径,假使将圆筒面40a的直径设为45cm,则其周长为141.4cm。
如先前所试算,将为了使面板的水平方向尺寸为100cm的光罩M的周长设为最低45cm时,则只要准备圆筒面40a的直径为45cm的筒构件,即能于周方向隔开25cm的间隙并卷缠三片光罩M。
此外,此情形下,若曝光时的基板S的进给速度(扫描速度)为100mm/秒时,则光罩M(圆筒面40a)的周速度为400mm/秒,直径45cm的筒构件40约3.53秒旋转一圈。
接着,在图8所示的放大投影光学系PL的构成下,虽使用光路弯折用的三片平面镜52A,52B,52C,但亦可以两片来构成。
图9是第三实施形态的投影光学系PL的构成的立体图。
图9的放大投影光学系PL是相对图8的投影光学系的配置整体旋转90度者,光罩M的配置、照明光ELI的照射方向、狭缝状的照射区域ILS的方向等与图8的坐标系XYZ相同。
图9的构成,是从图8的构成除去第一反射镜52A后的构成。图9所示的构成中,投影光学系PL沿照明光ELI的光路具有透镜系51、透镜系53、第二反射镜52B、第三反射镜52C及成像用透镜系55。
投影光学系PL中成像用透镜系55以外的透镜系51、透镜系53、第二反射镜52B及第三反射镜52C配置于未图示的筒构件40的内部空间。又,透镜系51、透镜系53、凹面镜54(亦可是平面镜)沿共通的光轴AX共轴配置,第二反射镜52B在图9中配置于透镜系51的圆形视野的下半部、亦即相较于光轴AX往-Y方向侧在XY面内倾斜45°而配置。
在此构成中,从存在于光罩M上狭缝状照明区域ILS内的图案产生的投影用光束(主光线)通过在透镜系51的圆形视野内从光轴AX往+Y方向偏心的区域,不被第二反射镜52B遮蔽而到达透镜系53与凹面镜54。
与图8同样地,由于凹面镜54配置于瞳位置或其附近,因此通过透镜系51的视野上方区域(相对光轴AX为+Y方向)的光束在凹面镜54反射后,再度射入透镜系53,通过相对光轴AX往-Y方向偏心的区域而返回往透镜系51。
该返回光束,在透镜系51前方被第二反射镜52B反射往+Y方向,被在YZ面内倾斜45°的第三反射镜52C反射往-Z方向。在第三反射镜52C反射的投影用光束射入负责放大倍率大部分的成像用透镜系55,与图8同样地,光罩M的一部分图案像成像于基板S上的于Y方向狭缝状延伸的投影区域PA内。
本实施形态中,由于构成投影光学系PL的透镜系51、透镜系53、凹面镜54直线地配置,因此该部分的X方向尺寸亦可能较之前的图8长。然而,在此情形下,只要增大构成光罩保持装置MST的筒构件40的直径,并采取使卷缠于圆筒面40a的周长方向的光罩M片数增加等的对应,即能与图8同样地实施有效率的曝光。
若适用以图8例示的具体数值,将光罩M的周长方向尺寸(Dm)设为45cm、将在周长方向的光罩间间隔(Gm)设为2cm,则卷缠四片光罩M所需的筒构件40的圆筒面40a的全周长(Cm)为
Cm=4·(Dm+Gm)=188cm,
如上述,本实施形态中,虽筒构件40的径有可能变大,但由于省略一片平面反射镜,因此亦有相对地能减低光亮损失(及热吸收),抑制投影光学系的光学特性变动的优点。
针对如以上的投影光学系PL的构成,能作成与上述实施形态相异的构成。以下,说明投影光学系PL的变形。此外,以下说明中,亦有省略筒构件40的图示的情形。
图10A及图10B是作为第四实施形态的投影光学系一形态的图。图10A及图10B是针对相同构成从不同位置观看时的图。
图10A及图10B所示的投影光学系PL1具有平面反射镜52、透镜系53(透镜系53A~53C)及凹面镜54,构成为等倍透镜系。
图10A、图10B的投影光学系PL1与图6的构成同等,透镜系53A~53C与凹面镜54(亦可是平面镜)共轴配置于相同光轴上,发挥半视野的等倍反折射成像系的功能。
反射镜52是以其反射面在YZ面内倾斜45°的方式配置于基板S与透镜系53A之间,但如以图6所说明,为了使来自光罩M的投影用光束与射向基板S的投影用光束在空间上分离,在图10A中仅设于较光轴下侧(-X方向)的空间。
于Z方向狭缝状延伸的照明光ELI照射圆筒状的光罩M(旋转的中心线与Z轴平行)时,从光罩M的图案产生的投影用光束被反射镜52反射往+Z侧,经由透镜系53的圆形视野区域下侧(相对光轴为-X方向)射入配置于瞳面的凹面镜54。被凹面镜54反射往-Z侧的投影用光束通过透镜系53的圆形视野区域上侧(相对光轴为+X方向),不被反射镜52遮蔽而照射于基板S的被处理面Sa。
图10A、图10B中,虽圆筒状的光罩M的径图示为相对较小,但由于投影光学系PL1的投影倍率为等倍,因此于基板S的进给方向转印尺寸100cm的面板用图案时,光罩M的周长亦需为100cm以上、例如110cm程度。
若假定已于筒构件40卷缠有一片上述的光罩,筒构件40的圆筒面40a的全周长(Cm),使其具有欲度时为120cm程度,筒构件40(圆筒面40a)的直径为约39cm。然而,由于于筒构件40的圆筒面40a需有用以露出光罩M的图案Pm的开口部(41,42等),因此难以作成卷缠一片光罩M的构成。因此,在此种情形下,为了卷缠两片光罩M,反而必须作成直径大的筒构件等来加以对应。
其次,参照图11简单说明本实施形态的变形例。
前述各实施形态的光罩保持装置MST的筒构件40,为了卷缠图案化有形成于极薄玻璃板的遮光层的光罩M,而以金属或复合材等成型为圆筒框状。
在此种构成的情形,用以卷缠一片光罩的圆筒状框的构成虽为困难,但本实施形态的光罩保持装置MST中,如图11所示,例如是将以极薄玻璃板(或树脂或塑胶的透明片)制作的光罩M透过对照明光ELI的透射率高的接着层贴附于具有数mm以上厚度的圆筒状玻璃管GT内周面,并于玻璃管GT的端部固接有金属或陶瓷的环构件Re。
作为玻璃管GT,只要透射率相对于曝光用的照明光ELI的波长区为较高即可,能使用300~400nm左右的紫外线吸收较少的石英制作。
如上述,若使用较厚的玻璃管GT,以作为旋转中心的轴线C成为垂直的方式构成光罩保持装置MST时,即使是一片光罩,亦能高刚性且高精度地保持光罩图案Pm。当然,本实施形态不限于保持一片光罩M的构成,如前述各实施形态所述,保持两片以上的光罩的构成亦同样地能适用。
将以极薄玻璃板或树脂膜等制作的片状光罩卷缠于玻璃管GT时,亦可于一片片状光罩上于周长方向排列多个面板用图案来加以形成。
在本实施形态的情形,虽能使光罩M的图案面(遮光层的形成面)在轴线C侧,但若作为光罩M基材的极薄玻璃板等的平坦性或厚度不均为良好,亦可以图案面为玻璃管GT的内周面侧来贴合。
再者,作为此种玻璃管GT能使用特别是内周面加工精度高者时,亦可于该内周面直接形成遮光层(铬等)的图案Pm。
其次,参照图12A、12B简单说明本实施形态的变形例。
上述各实施形态所记载的曝光装置EX中,作为光罩M虽使用使照明光ELI透射的透射型光罩,但在本实施形态中,是使用使照明光ELI反射的反射型光罩。此情形下,照明光ELI从圆筒内部被照射于形成于圆筒内面的反射型光罩图案,设有将从该图案射向圆筒内部的反射光往基板S投影的投影光学系。
首先,通过图12A及图12B说明此种反射投影光学系与反射型光罩(内面反射型圆筒光罩)的构成。
如图12A所示,曝光装置EX中,作为投影光学系PL2具有偏光分光器110、波长板111~113、透镜系51、平面反射镜52、透镜系53、凹面镜54、透镜系55。
透镜系51、53、凹面镜54均为沿与Z轴平行的光轴AX配置成共轴,制作为直方体的光学块的偏光分光器110亦于透镜系51与透镜系53间配置成成为光轴AX中心。
偏光分光器110的反射面110a配置成相对该图中的XY平面及YZ平面分别倾斜45°,形成为射入的光的S偏光成分(纵振动)会反射,P偏光成分(横振动)会透射。
波长板111~113是对正交的偏光成分之间赋予λ/4的相位差的。波长板111配置于偏光分光器110的+Z侧,波长板112配置于偏光分光器110的-Z侧,波长板113配置于偏光分光器110的-X侧。
透镜系51配置于波长板111的+Z侧,于透镜系51的+Z侧,光罩保持装置MST的筒构件40配置成能以与Z轴平行的轴线C为中心旋转。如图12A及图12B所示,于筒构件40的内周面圆筒状地保持有光罩M。再者,如图12B所示,于光罩M的内周面形成有图案Pm。本实施态样中,光罩M的内周面是以铝等高光反射率的金属层形成,积层于其上的图案Pm是使用在照明光ELI的波长区(紫外)中光吸收率高的材料形成。
于光罩M的内周表面形成高反射率层,于其表面积层通过光吸收层而图案化的图案Pm的构成中,从残留有光吸收层的图案Pm不产生反射光,来自无光吸收层的高反射率层的部分的反射光作为投影用光束(成像光束)使用。
此外,对照明光的反射与吸收的关系亦可为相反,亦可将作为基底层的光罩M的表面作成光吸收层,以高反射性材料制作积层于其上的图案Pm。再者,在为内面反射型圆筒光罩时,如先前的图5、图8所示,由于不需于筒构件40形成大开口部,因此能将其本身的刚性极高地保持。
接着,在透镜系51的+Z侧,于筒构件40(圆筒状的光罩M)的内部空间,如图12B所示,配置有相对XY平面与XZ平面倾斜45°的平面反射镜52。透镜系53及凹面镜54配置于波长板112的-Z侧。成像用透镜系55配置于波长板113的-X侧。于成像用透镜系55的-X侧设有基板搬送装置SST的搬送滚筒80(旋转轴与X轴平行),基板S的沿水平面(XY平面)往+X方向进入搬送滚筒80,此处卷缠约半周程度,并以往-X方向退出的方式搬送。
在上述构成中进行曝光处理时,首先使通过未图示的光源或照明光学系调整成S偏光(直线偏光)的照明光ELI从偏光分光器110的+X侧的面射入于-X方向。
照明光ELI被偏光分光器110的反射面110a反射往+Z方向。从偏光分光器110射出的照明光ELI通过波长板111而转换为从光的行进方向观看时为右旋圆偏光,以此偏光状态到达透镜系51。
此外,以下说明中,圆偏光的旋转方向(右旋、左旋)均为从光的行进方向观看。
其后,照明光ELI如图12B所示,通过透镜系51被设置于筒构件40的内部空间的反射镜52反射往+Y侧。被反射镜52反射的照明光ELI(左旋圆偏光)照射于形成在筒构件40内周面的光罩M(图案Pm)。
由图12B的配置可清楚得知,照射于光罩M(图案Pm)的照明光ELI必须为以覆盖图案Pm Z方向宽度的方式于Z方向狭缝状延伸的光束。
为此,在将照明光ELI投射于偏光分光器110的照明光学系的光路中,是在与光罩M(图案Pm)的面在光学上共轭的位置使照明光ELI的剖面形状(强度分布)成为狭缝状。
图12A中,未图示的照明光学系的光轴虽设定成在偏光分光器110的中心与光轴AX正交,但若该照明光学系的光轴在图12A中与X轴平行延伸,则在照明光学系内与光罩面共轭的面的照明光ELI的剖面形状成为于Y方向狭缝状延伸者。
照射于光罩M的照明光ELI中照射于被以光吸收层图案化的图案Pm以外的部分而反射的光成为投影用光束往图12B中的-Y侧行进。
在光罩M反射的投影用光束(右旋圆偏光)被反射镜52反射往-Z侧,被前述反射镜反射的投影用光束(左旋圆偏光)经由透镜系51在-Z方向透射波长板111。此时,圆偏光的投影用光束通过波长板111被转换为P偏光(直线偏光)。
P偏光的投影用光束射入偏光分光器110,直接透射过反射面110a,通过波长板112而被转换为右旋圆偏光。前述投影用光束(右旋圆偏光),经由透镜系53被导至配置于瞳位置的凹面镜54,在凹面镜54被反射往+Z方向。
被凹面镜54反射的投影用光束(左旋圆偏光),是于透镜系53逆行进而再度射入波长板112,被转换为S偏光后,射入偏光分光器110。射入偏光分光器110的投影用光束(S偏光),被反射面110a反射往-X方向,射出偏光分光器110而通过波长板113被转换为右旋圆偏光,经由成像用透镜系55照射于基板S上的于Y方向狭缝状延伸的投影区域PA内。
图12A的投影光学系PL2,是从投影用光束通过的光罩M至凹面镜54为止的光路与从凹面镜54至基板S的光路隔着瞳面光学上对称的系,光罩M的反射图案像以等倍成像投影于基板S的投影区域PA内。
当然,只要将成像用透镜系55替换成先前图8、图9所示的具有放大倍率的透镜构成,即能进行相同的放大投影曝光。
又,图12A所示的投影光学系PL2,是使照明光ELI具有特定的偏光特性,并通过偏光分光器110与波长板111~113的组合,通过偏光操作分离到达凹面镜54的来自光罩M的投影用光束与在凹面镜54反射而到达基板S的投影用光束。因此,通过照明光ELI形成的光罩上的照明区域ILS或基板S上的投影区域PA能配置于光轴AX上,包含透镜系51、53、55的圆形视野区域中心在内能以狭缝状利用。
图13是本实施态样的变形例的曝光装置的概略构成,是将先前以图12A说明的投影光学系PL2与内面反射型圆筒光罩所构成的曝光装置的多台(此处为EX5,EX6的两台)于基板S的搬送方向并置的例。
图13所示的构成中,是隔着搬送滚筒80于X方向对称地配置有曝光装置EX5及EX6。曝光装置EX5将图案Pm投影至卷于搬送滚筒80的基板S的+X侧投影区域PA5。曝光装置EX6将图案Pm投影至卷于搬送滚筒80的基板S的-X侧投影区域PA6。
两个投影区域PA5、PA6,作为搬送滚筒80的旋转角度以180°对向配置,设有用以将基板S在搬送滚筒80卷缠180°以上的辅助性导引构件(夹持滚筒或空气旋转杆(Air-turn Bar)等)。
图13中,由于具有与Y轴平行的旋转中心的搬送滚筒80在YZ面内以顺时针旋转,基板S如箭头般被搬送,因此于被处理面Sa最初被扫描曝光曝光装置EX6(投影区域PA6)的光罩图案像,在搬送滚筒80旋转180°后,被扫描曝光曝光装置EX5(投影区域PA5)的光罩图案像。
若将两个投影区域PA5、PA6如先前图2或图7所示般于基板S上在Y方向相对错开配置,则能使透过投影区域PA6条纹状转印至被处理面Sa上的图案像与透过投影区域PA5条纹状转印至被处理面Sa上的图案像在Y方向连结,而能制造更大的显示器用的面板。
又,图12A所示的曝光装置EX中,虽射入偏光分光器110的照明光ELI为S偏光,但并不限于此,亦可是使射入偏光分光器110的照明光ELI为P偏光的态样。
此情形下,如图14所示,曝光装置EX作为投影光学系具有偏光分光器110、波长板111~113、透镜系51、反射镜52、透镜系53、凹面镜54(亦可是平面镜)、透镜系55,相对于在偏光分光器110的反射面110a直进的光轴AX或在反射面110a弯折的光轴,透镜系51~53、凹面镜54系配置成共轴。
偏光分光器110的反射面110a配置成相对XY平面及YZ平面分别倾斜45°。反射面110a使S偏光反射,使P偏光透射。
配置于偏光分光器110周围的波长板111~113,具有与先前图12A中所示的相同的功能,波长板112配置于偏光分光器110的+X侧,波长板113配置于偏光分光器110的-Z侧。
透镜系51配置于波长板111的+X侧,于透镜系51的+X侧配置有光罩保持装置MST的筒构件40。于筒构件40的内周面与图12A、图12B同样地设有内面反射型的圆筒状光罩M的图案Pm。
反射镜52配置于筒构件40内部,其反射平面配置成相对XY平面及YZ平面分别倾斜45°。透镜系53及凹面镜54配置于波长板112的+Z侧。透镜系55配置于波长板113的-Z侧。于透镜系55的-Z侧设有基板搬送装置SST的搬送滚筒80,通过使此搬送滚筒80绕旋转中心Cxr周围旋转,基板S则卷缠于搬送滚筒80被搬送。
在此构成中,是使P偏光的照明光ELI对偏光分光器110射入。此照明光ELI透射过反射面110a,被波长板111转换为圆偏光,在反射镜52被反射往-Y方向侧后,照射内面反射型的圆筒光罩M。藉此,在光罩上的照明区域(此处为延伸于X方向的狭缝状)内反射的光成为投影用光束返回至反射镜52,通过透镜系51返回至波长板111。
从光罩M产生的投影用光束在波长板111被转换为S偏光,射入偏光分光器110后,在反射面110a被反射往+Z侧。其后,投影用光束通过波长板112被转换为圆偏光,射入透镜系53、凹面镜54。在凹面镜54被反射往-Z方向的投影用光束经由透镜系53射入波长板112,通过波长板112被转换为P偏光后,透射过偏光分光器110的反射面110a。其后,投影用光束通过波长板113被转换为圆偏光,通过透镜系55照射于基板S。藉此,于基板S的被处理面Sa的投影区域PA形成图案的像。
如上述,即使是使用反射型光罩作为光罩M,亦能通过一边使筒构件40旋转一边照射照明光ELI,对基板S将图案Pm的像连续曝光。藉此,能对基板S进行有效率的曝光处理。
图14的例中,虽圆筒状的光罩M(筒构件40)设定为作为旋转中心的轴线C与X轴平行,亦即横置,但若曝光装置的构成为使筒构件40纵置时,只要使图14的整体构成在纸面内旋转90°即可。
又,在图14(或图12A)的投影光学系的情形,只要透镜系55的光轴AX的延长线设定为通过搬送滚筒80的旋转中心Cxr,则由于能将由筒构件40、透镜系51,53,55、反射镜52、凹面镜54、偏光分光器110、波长板111~113构成的曝光装置整体在纸面内以任意角度配置,因此能将多台曝光装置配置于搬送滚筒80周围并实施如先前图7的曝光处理。
附图标记
10:处理装置 M:光罩
20:搬送装置 Pm:图案
21:光源装置 IL:照明光学系
22:照射光学系 PL:投影光学系
40:筒构件 MST:光罩保持装置
40a:圆筒面 PST:基板搬送装置
51:透镜系 IU:照明装置
52:反射镜 ELI:照明光
53:透镜 ACM:驱动装置
54:凹面镜(或平面镜) C:轴线
55:成像用透镜系 OP:开口部
80:搬送滚筒 SC:光罩吸附部
100:基板处理装置 PA:投影区域
S:基板 SST:基板搬送装置
CONT:控制部 ACS:驱动装置
EX:曝光装置 PX:曝光图案
Claims (15)
1.一种基板处理装置,是于基板的被处理面形成图案,其具备:
中空状的光罩保持部,保持形成有所述图案的光罩,能以旋转轴为中心旋转;
控制装置,控制所述光罩保持部的旋转,且控制所述基板的搬送;以及
光学系,具有配置于所述光罩保持部内部且使经由所述图案的光在所述光罩保持部内部偏向的光学构件,用以将所述图案形成于所述基板。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其中,所述光学系,包含配置于所述光学构件与所述基板之间的第1部分光学系;
所述光罩保持部绕所述第1部分光学系的光轴周围旋转。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置,其中,所述光学系,包含凹面镜与将经由所述图案的光导至所述凹面镜且将在所述凹面镜反射的所述光导至所述光学构件的第2部分光学系;
所述光学构件,使经由所述第2部分光学系并在所述凹面镜反射的所述光偏向所述第1部分光学系。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置,其中,所述第2部分光学系的至少一部分配置于所述光罩保持部的内部,所述凹面镜配置于所述光罩保持部的外部。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置,其中,所述光罩保持部具有形成有圆筒面的中空状圆筒构件;
所述凹面镜配置于所述中空状圆筒构件的一端侧外侧,所述第1部分光学系的至少一部分配置于所述中空状圆筒构件的另一端侧外侧。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的基板处理装置,其中,所述光罩保持部具有形成有圆筒面的中空状圆筒构件;
所述中空状圆筒构件具有沿所述圆筒面保持所述光罩的保持机构。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置,其中,所述光罩保持部具有与所述光罩中形成有所述图案的图案区域对应的开口部;
所述保持机构设于所述开口部的周边区域。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置,其中,所述光罩是反射型光罩;
所述光罩保持部将所述反射型光罩保持成所述反射型光罩的图案设置于所述圆筒面的内侧。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置,其具有从所述光罩保持部的内侧向所述反射型光罩照射光的照明光学系。
10.根据权利要求6所述的基板处理装置,其中,所述中空状圆筒构件是以能透射所述光的材料形成;
所述光罩是透射型光罩;
所述光罩保持部将所述透射型光罩保持成所述透射型光罩的图案设置于所述圆筒面的内侧。
11.根据权利要求7所述的基板处理装置,其中,所述光罩是透射型光罩;
所述光罩保持部将所述透射型光罩保持成所述透射型光罩的图案设置于所述圆筒面的内侧。
12.根据权利要求10或11所述的基板处理装置,其具有从所述光罩保持部的外侧向所述透射型光罩照射光的照明光学系。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的基板处理装置,其中,所述光罩保持部及所述光学系,是于与所述基板的搬送方向交叉的方向排列配置有多个;
所述多个所述光罩保持部中的至少一个是于所述搬送方向偏移配置。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的基板处理装置,其中,所述基板是带状的片基板;
具有以所述被处理面沿圆筒面的方式搬送所述带状的片基板的基板搬送部;
所述控制装置同步控制所述基板搬送部对所述片基板的搬送与所述光罩保持部的旋转。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的基板处理装置,其中,所述光罩保持部的旋转轴相对所述第1部分光学系的光轴倾斜或同轴或平行。
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