CN107957660B - 图案描绘装置 - Google Patents
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Abstract
基板处理装置以使得通过多个描绘单元的各描绘线在基板上描绘出的图案彼此伴随着基板向长度方向的移动而在基板的宽度方向上接合在一起的方式,沿基板的宽度方向配置有多个描绘单元。控制部预先存储有与通过多个描绘单元分别在基板上形成的描绘线的相互的位置关系有关的校准信息,并且基于该校准信息和从移动测量装置输出的移动信息来调整通过多个描绘单元各自的描绘光束在基板上的形成的图案的描绘位置。
Description
本发明申请是国际申请日为2015年3月31日、国际申请号为PCT/JP2015/060079、进入中国国家阶段的国家申请号为201580017855.8、发明名称为“基板处理装置、器件制造方法及基板处理方法”的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于在基板上形成精细电子器件的构造体的基板处理装置、器件制造方法及基板处理方法。
背景技术
以往,作为基板处理装置,已知有在片状介质(基板)上的规定位置进行描绘的制造装置(例如,参照专利文献1)。专利文献1中记载的制造装置通过对易在宽度方向上伸缩的挠性的长条片状基板检测对准标记来测量片状基板的伸缩,并根据伸缩来修正描绘位置(加工位置)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-91990号公报
发明内容
专利文献1的制造装置中,通过一边沿搬送方向搬送基板一边切换空间调制元件(DMD:Digital Micro mirror Device)来进行曝光,利用多个描绘单元在基板上描绘图案。专利文献1的制造装置中,利用多个描绘单元以使在基板的宽度方向上相邻的图案彼此接合的方式进行曝光,但是为了抑制接合曝光的误差,对进行测试曝光和显影而生成的接合部处的图案的位置误差的测量结果进行反馈。然而,这样的包含测试曝光、显影、测量等作业在内的反馈工序虽然也因其频率而异,但是会导致生产线临时停止,有可能降低产品生产率并且造成基板浪费。
本发明的方案是鉴于上述课题而完成的,其目的在于,提供一种基板处理装置、器件制造方法及基板处理方法,即使使用多个描绘单元在基板的宽度方向上以接合图案的形式进行曝光(描绘)的情况下,也能够降低图案彼此的接合误差,高精度且稳定地在基板上描绘出大面积的图案。
根据本发明的第1方案,提供一种基板处理装置,具有:搬送装置,其一边通过具有弯曲的支承面的支承部件沿基板的长度方向支承长条片状的所述基板的一部分,一边使所述基板沿所述长度方向移动;和描绘装置,其具有多个描绘单元,该多个描绘单元向由所述支承面支承的所述基板上投射经调制的描绘光束,同时在与所述长度方向交叉的所述基板的宽度方向上以比该基板的宽度小的范围进行扫描,并沿着通过该扫描得到的描绘线描绘出规定的图案,所述描绘装置中的所述多个描绘单元沿所述基板的宽度方向配置,以使得通过该多个描绘单元的各描绘线在所述基板上描绘出的图案彼此伴随着所述基板向长度方向的移动而在所述基板的宽度方向上接合在一起;移动测量装置,其输出与基于所述搬送装置的所述基板的移动量或移动位置相对应的移动信息;以及控制部,其预先存储有与所述描绘线的相互的位置关系有关的校准信息,并且基于该校准信息和从所述移动测量装置输出的移动信息来调整通过所述多个描绘单元各自的所述描绘光束而在所述基板上形成的图案的描绘位置,其中,所述描绘线是由所述多个描绘单元分别形成在所述基板上的。
根据本发明的第2方案,提供一种器件制造方法,使用本发明的第1方案的基板处理装置来在所述基板上形成所述图案。
根据本发明的第3方案,为一种基板处理方法,在长条的片状基板上描绘出电子器件的图案,包括以下处理:沿所述片状基板的长度方向以规定速度输送所述片状基板;使从脉冲光源装置以频率Fz脉冲振荡出的紫外波段的光束在所述片状基板的表面聚集成点光,并且通过光扫描器使所述光束移动,由此使所述点光沿着在与长度方向交叉的宽度方向上延伸的长度LBL的描绘线进行扫描;以及在所述点光的扫描期间,基于与所述图案对应的描绘数据来对所述点光的强度进行调制,在将所述光束的1脉冲的聚光所形成的点光与下一脉冲的聚光所形成的点光之间沿所述描绘线的间隔设为CXs、将所述点光沿着所述描绘线的实效尺寸设为Xs、将所述点光扫描出所述长度LBL的扫描时间设为Ts时,被设定为满足以下关系:Xs>CXs,并且,Fz>LBL/(Ts·Xs)。
根据本发明的第4方案,为一种基板处理方法,在长条的片状基板上描绘出电子器件的图案,包括以下工序:沿所述片状基板的长度方向以规定速度输送所述片状基板的工序;使从脉冲光源装置以频率Fz脉冲振荡出的紫外波段的光束在所述片状基板的表面聚集成点光,并且使所述点光沿着在与所述片状基板的长度方向交叉的宽度方向上延伸的描绘线进行扫描的工序;以及在所述点光的扫描期间,基于将所述图案按像素单位分割得到的描绘数据,通过光切换元件对所述光束的强度进行调制的工序,将所述光切换元件的调制时的响应频率Fss和所述光束的脉冲振荡的频率Fz被设定为Fz>Fss的关系。
发明效果
根据本发明的方案,能够提供如下的基板处理装置、器件制造方法,能够降低使用多个描绘单元在基板的宽度方向上对图案进行接合曝光时的接合误差,并且能够对基板合适地进行基于多个描绘单元的描绘。而且,还能够提供使1个描绘单元沿着描绘线描绘图案时的描绘精度(曝光量的均匀性等)和保真度得到了提高的基板处理方法。
附图说明
图1是表示第1实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。
图2是表示图1的曝光装置的主要部分的配置的立体图。
图3是基板上的对准显微镜与描绘线的配置关系的图。
图4是表示图1的曝光装置的旋转筒及描绘装置的结构的图。
图5是表示图1的曝光装置的主要部分的配置的俯视图。
图6是表示图1的曝光装置的分支光学***的结构的立体图。
图7是表示图1的曝光装置的多个扫描器的配置关系的图。
图8是说明用于消除因扫描器的反射面的倾斜所引线的描绘线错位的光学结构的图。
图9是表示基板上的对准显微镜、描绘线以及编码器读头之间的配置关系的立体图。
图10是表示图1的曝光装置的旋转筒的表面构造的立体图。
图11是表示基板上的描绘线与描绘图案的位置关系的说明图。
图12是表示光束点与描绘线的关系的说明图。
图13是对由在基板上得到的2脉冲量的光束点的重叠量所引起的强度分布变化进行模拟得到的图表。
图14是关于第1实施方式的曝光装置的调整方法的流程图。
图15是示意性地示出旋转筒的基准图案与描绘线的关系的说明图。
图16是示意性地示出在明视野接收来自旋转筒的基准图案的反射光的光电传感器输出的信号的说明图。
图17是示意性地示出在暗视野接收来自旋转筒的基准图案的反射光的光电传感器的说明图。
图18是示意性地示出从在暗视野接收来自旋转筒的基准图案的反射光的光电传感器输出的信号的说明图。
图19是示意性地示出旋转筒的基准图案彼此的位置关系的说明图。
图20是示意性地示出多条描绘线的相对位置关系的说明图。
图21是示意性地示出基板每单位时间的移动距离与移动距离内所含有的描绘线条数之间的关系的说明图。
图22是示意性地说明与脉冲光源的***时钟同步的脉冲光的说明图。
图23是说明用于生成脉冲光源的***时钟的电路结构的一例的框图。
图24是表示图23的电路结构中的各部分的信号迁移的时序图。
图25是表示各器件制造方法的流程图。
具体实施方式
关于用于实施本发明的方式(实施方式),参照附图详细说明。不通过以下实施方式记载的内容来限定本发明。另外,以下记载的结构要素中包含本领域技术人员容易想到、且实质上相同的要素。而且,以下记载的结构要素能够适当组合。另外,在不脱离本发明主旨的范围内能够对结构要素进行的各种省略、置换或变更。
[第1实施方式]
图1是表示第1实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。第1实施方式的基板处理装置是对基板P实施曝光处理的曝光装置EX,曝光装置EX组装在对曝光后的基板P实施各种处理来制造器件的器件制造***1中。首先,说明器件制造***1。
<器件制造***>
器件制造***1是制造作为器件的柔性显示器的生产线(柔性显示器生产线)。作为柔性显示器,例如有有机EL显示器等。该器件制造***1为所谓的卷对卷(Roll to Roll)方式,即从将挠性(flexible)的长条基板P卷绕成辊状的未图示的供给用辊送出该基板P,并对送出的基板P连续实施各种处理,然后将处理后的基板P作为挠性器件而卷绕到未图示的回收用辊上。在第1实施方式的器件制造***1中,示出了作为薄膜状片材的基板P被从供给用辊送出,且从供给用辊送出的基板P依次经过处理装置U1、曝光装置EX、处理装置U2直至被卷绕于回收用辊为止的例子。在此,对成为器件制造***1的处理对象的基板P进行说明。
基板P例如使用树脂薄膜、由不锈钢等金属或合金形成的箔(foil)等。作为树脂薄膜的材质,例如含有以下树脂中的一种或两种以上,即,聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、乙烯乙烯酯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、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、醋酸乙烯酯树脂。
优选的是,对基板P选择热膨胀系数不显著大的基板,以使得例如实质上能够忽视因在对基板P实施的各种处理中受热而产生的变形量。热膨胀系数例如可以通过在树脂薄膜中混合无机填料来设定为比与工艺温度等相应的阈值小。无机填料可以是例如氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化硅等。另外,基板P可以是利用浮制法等制造的厚度为100μm左右的极薄玻璃的单层体,也可以是在该极薄玻璃上贴合上述的树脂薄膜、箔等而成的层叠体。
如此构成的基板P被卷绕成辊状而成为供给用辊,该供给用辊安装在器件制造***1中。安装有供给用辊的器件制造***1对从供给用辊沿长度方向送出的基板P重复执行用于制造器件的各种处理。因此,在处理后的基板P上在长度方向上以固定间隔连续的状态形成有多个电子器件(显示面板、印刷基板等)用的图案。也就是说,从供给用辊送出的基板P成为多件同时处理用的基板。此外,基板P可以是预先通过规定的前处理对其表面改性而使其活性化的基板,也可以是在表面上形成有用于精密图案化的精细隔壁构造(利用压印法形成的凹凸构造)的基板。
处理后的基板P被卷绕成辊状而作为回收用辊回收。回收用辊安装在未图示的切割装置上。安装有回收用辊的切割装置将处理后的基板P按每个器件分割(切割)而成为多个器件。基板P的尺寸例如为,宽度方向(成为短边的方向)上的尺寸为10cm~2m左右,长度方向(成为长边的方向)上的尺寸为10m以上。此外,基板P的尺寸不限于上述尺寸。
接下来,参照图1对器件制造***1进行说明。器件制造***1具有处理装置U1、曝光装置EX和处理装置U2。此外,在图1中,采用X方向、Y方向及Z方向正交的正交坐标系。X方向是在水平面内从处理装置U1经由曝光装置EX朝向处理装置U2的方向。Y方向是在水平面内与X方向正交的方向,是基板P的宽度方向。Z方向是与X方向和Y方向正交的方向(铅垂方向),XY面与供曝光装置EX设置的生产线的设置面E平行。
处理装置U1对要被曝光装置EX实施曝光处理的基板P进行前工序的处理(前处理)。处理装置U1将进行了前处理的基板P朝向曝光装置EX输送。此时,送向曝光装置EX的基板P成为在其表面形成有感光性功能层(光感应层)的基板(感光基板)P。
此处,感光性功能层作为溶液涂敷到基板P上并干燥而成为层(膜)。感光性功能层的典型例子是光致抗蚀剂,而作为不需要显影处理的材料,有受紫外线照射的部分的亲疏液性被改性的感光性硅烷耦合材料(SAM)、或者在受紫外线照射的部分露出镀敷还原基的感光性还原材料等。在作为感光性功能层使用感光性硅烷耦合材料的情况下,由于基板P上经紫外线曝光的图案部分由疏液性改性为亲液性,所以在成为亲液性的部分上选择性地涂敷导电性墨水(含银或铜等导电性纳米粒子的墨水),而形成图案层。在作为感光性功能层使用感光性还原材料的情况下,由于基板上经紫外线曝光的图案部分露出镀敷还原基,所以曝光后立即将基板P浸渍到含有钯离子等的镀敷液中并浸渍规定时间,由此形成(析出)由钯形成的图案层。
曝光装置EX对从处理装置U1供给来的基板P描绘出例如显示面板用的各种电路或各种布线等的图案。该曝光装置EX通过分别使各描绘光束LB沿规定的扫描方向扫描而得到的多条描绘线LL1~LL5在基板P上曝光出规定的图案,描绘光束LB是分别从多个描绘单元UW1~UW5向基板P投射的光束,详细内容将在后叙述。
处理装置U2接收在曝光装置EX中经曝光处理的基板P,并对基板P进行后工序的处理(后处理)。在基板P的感光性功能层为光致抗蚀剂的情况下,处理装置U2进行基板P的玻璃转移温度以下的烘烤处理、显影处理、清洗处理、干燥处理等。另外,在基板P的感光性功能层为感光性镀敷还原材料的情况下,处理装置U2进行无电解镀敷处理、清洗处理、干燥处理等。而且,在基板P的感光性功能层为感光性硅烷耦合材料的情况下,处理装置U2进行向基板P上的成为亲液性的部分有选择地涂敷液状墨水的选择性涂敷处理、干燥处理等。经过这样的处理装置U2的处理,在基板P上形成器件的图案层。
<曝光装置(基板处理装置)>
接着,参照图1至图10来说明曝光装置EX。图2是表示图1的曝光装置的主要部分的配置的立体图。图3是表示基板上的对准显微镜与描绘线的配置关系的图。图4是表示图1的曝光装置的旋转筒及描绘装置(描绘单元)的结构的图。图5是表示图1的曝光装置的主要部分的配置的俯视图。图6是表示图1的曝光装置的分支光学***的结构的立体图。图7是表示图1的曝光装置的多个描绘单元内的扫描器的配置关系的图。图8是说明用于消除因扫描器的反射面的倾斜而导致的描绘线错位的光学结构的图。图9是表示基板上的对准显微镜、描绘线和编码器读头之间的配置关系的立体图。图10是表示图1的曝光装置的旋转筒的表面构造的一例的立体图。
如图1所示,曝光装置EX是不使用光罩的曝光装置、即所谓的无光罩方式的描绘曝光装置,在本实施方式中是光栅扫描(raster scan)方式的直接描绘曝光装置,即,一边沿搬送方向(长度方向)以规定的速度连续搬送基板P,一边在规定的扫描方向(基板P的宽度方向)对描绘光束LB的点(spot)光进行高速扫描,由此,对基板P的表面进行描绘而在基板P上形成规定的图案。
如图1所示,曝光装置EX具有:描绘装置11、基板搬送机构12、对准显微镜AM1、AM2和控制部16。描绘装置11具有多个描绘单元UW1~UW5。另外,描绘装置11通过多个描绘单元UW1~UW5在以紧贴支承在圆筒状的旋转筒DR外周面上方的状态下被搬送的基板P的一部分上描绘出规定的图案,圆筒状的旋转筒DR还作为基板搬送机构12的一部分。基板搬送机构12以规定的速度将从前工序的处理装置U1搬送来的基板P向后工序的处理装置U2搬送。对准显微镜AM1、AM2为了使要描绘在基板P上的图案与基板P相对地对位(对准),而检测预先形成在基板P上的对准标记等。包含计算机、微型计算机、CPU、FPGA等的控制部16控制曝光装置EX的各部分,使各部分执行处理。控制部16可以是控制器件制造***1的上位的控制装置的一部分或者是该整个上位的控制装置。另外,控制部16受上位的控制装置控制。所谓上位的控制装置,可以是例如管理生产线的主计算机等其他装置。
另外,如图2所示,曝光装置EX具有支承描绘装置11及基板搬送机构12的至少一部分(旋转筒DR等)的装置框架13,在该装置框架13上安装有:检测旋转筒DR的旋转角度位置和/或旋转速度、旋转轴方向上的位移等的旋转位置检测机构(图4及图9所示的编码器读头等)、图1(或图3、图9)所示的对准显微镜AM1、AM2等。而且,如图4、图5所示,在曝光装置EX内设置有射出作为描绘光束LB的紫外激光(脉冲光)的光源装置CNT。该曝光装置EX将从光源装置CNT射出的描绘光束LB以大致均等的光量(照度)分配给构成描绘装置11的多个描绘单元UW1~UW5的每一个。
如图1所示,曝光装置EX收容在调温腔室EVC内。调温腔室EVC经由被动或主动的防振单元SU1、SU2设置在制造工厂的设置面(地板面)E上。防振单元SU1、SU2设置在设置面E上,降低来自设置面E的振动。调温腔室EVC将内部保持为规定的温度,由此能够抑制在内部搬送的基板P因温度所导致的形状变化。
曝光装置EX的基板搬送机构12从基板P的搬送方向的上游侧起依次具有:边缘位置控制器EPC、驱动辊DR4、张力调整辊RT1、旋转筒(圆筒滚筒)DR、张力调整辊RT2、驱动辊DR6及驱动辊DR7。
边缘位置控制器EPC调整从处理装置U1搬送来的基板P的宽度方向(Y方向)上的位置。边缘位置控制器EPC以使从处理装置U1送来的基板P的宽度方向上的端部(边缘)位置相对于目标位置收敛在±十几μm~几十μm左右的范围内的方式,使基板P在宽度方向上微动,以修正基板P的宽度方向上的位置。
夹持方式的驱动辊DR4一边夹持从边缘位置控制器EPC搬送来的基板P的表背两面一边旋转,将基板P向搬送方向的下游侧送出,由此将基板P朝向旋转筒DR搬送。旋转筒DR将基板P上要被图案曝光的部分以紧贴的方式支承在从沿Y方向延伸的旋转中心线(旋转轴)AX2具有规定半径的圆筒状的外周面上,并绕旋转中心线AX2旋转,由此沿长度方向搬送基板P。
为了使这样的旋转筒DR绕旋转中心线AX2旋转,在旋转筒DR的两侧设有与旋转中心线AX2同轴的轴部Sf2,轴部Sf2如图2所示经由轴承而被轴支承在装置框架13上。对该轴部Sf2赋予来自未图示的驱动源(马达和/或减速齿轮机构等)的旋转转矩。此外,使含有旋转中心线AX2并与YZ面平行的面为中心面p3。
两组张力调整辊RT1、RT2对卷绕并支承在旋转筒DR上的基板P赋予规定的张力。两组夹持式的驱动辊DR6、DR7在基板P的搬送方向上隔开规定间隔地配置,对曝光后的基板P赋予规定的松弛(余裕)DL。驱动辊DR6夹持搬送来的基板P的上游侧并旋转,驱动辊DR7夹持搬送来的基板P的下游侧并旋转,由此将基板P向处理装置U2搬送。此时,基板P被赋予有松弛DL,所以能够吸收与驱动辊DR6相比在搬送方向下游侧所产生的基板P的搬送速度的变动,能够阻断因搬送速度的变动而对基板P的曝光处理产生的影响。
因此,基板搬送机构12通过边缘位置控制器EPC而调整从处理装置U1搬送来的基板P的宽度方向上的位置。基板搬送机构12通过驱动辊DR4将被调整了宽度方向位置的基板P向张力调整辊RT1搬送,并将通过了张力调整辊RT1的基板P向旋转筒DR搬送。基板搬送机构12使旋转筒DR旋转而由此使被支承在旋转筒DR上的基板P向张力调整辊RT2搬送。基板搬送机构12将搬送到张力调整辊RT2的基板P向驱动辊DR6搬送,再将被搬送到驱动辊DR6的基板P向驱动辊DR7搬送。然后,基板搬送机构12通过驱动辊DR6及驱动辊DR7一边对基板P赋予松弛DL,一边将基板P向处理装置U2搬送。
再次参照图2,对曝光装置EX的装置框架13进行说明。图2中,为X方向、Y方向及Z方向正交的正交坐标系,是与图1相同的正交坐标系。
如图2所示,装置框架13从Z方向的下方侧起依次具有:主体框架21、作为支承机构的三点座22、第1光学平台23、移动机构24和第2光学平台25。主体框架21是经由防振单元SU1、SU2设置在设置面E上的部分。主体框架21以能够旋转的方式轴支承(支承)旋转筒DR及张力调整辊RT1(未图示)、RT2。第1光学平台23设置在旋转筒DR的铅垂方向的上方侧,经由三点座22设置在主体框架21上。三点座22通过3个支承点来支承第1光学平台23,能够调整各支承点处的Z方向的位置(高度位置)。因此,三点座22能够将第1光学平台23的平台面相对于水平面的斜度调整为规定的斜度。此外,在组装装置框架13时,主体框架21与三点座22之间能够在XY面内沿X方向及Y方向进行位置调整。另一方面,在组装好装置框架13后,主体框架21与三点座22之间成为在XY面内被固定的状态(刚性状态)。
第2光学平台25设置在第1光学平台23的铅垂方向的上方侧,并经由移动机构24设置在第1光学平台23上。第2光学平台25的平台面与第1光学平台23的平台面平行。描绘装置11的多个描绘单元UW1~UW5设置在第2光学平台25上。移动机构24能够在将第1光学平台23及第2光学平台25各自的平台面保持为平行的状态下,以沿铅垂方向延伸的规定的旋转轴I为中心使第2光学平台25相对于第1光学平台23精密地微小旋转。其旋转范围例如相对于基准位置为±几百毫米弧度左右,成为能够以1~几毫米弧度的分辨率进行角度设定的构造。另外,移动机构24还具有在将第1光学平台23及第2光学平台25各自的平台面保持为平行的状态下使第2光学平台25相对于第1光学平台23沿X方向及Y方向的至少一方精密且微小地位移移动的机构,从而能够使旋转轴I从基准位置沿X方向或Y方向以μm级别的分辨率微小位移。该旋转轴I在基准位置处在中心面p3内沿铅垂方向延伸,并且从卷绕在旋转筒DR上的基板P的表面(顺着圆周面弯曲的描绘面)内的规定点(基板P的宽度方向上的中点)通过(参照图3)。通过这样的移动机构24使第2光学平台25相对于第1光学平台23旋转或者位移移动,由此能够一体地调整多个描绘单元UW1~UW5相对于旋转筒DR、或缠绕在旋转筒DR上的基板P的位置。
接着,参照图5说明光源装置CNT。光源装置CNT设置在装置框架13的主体框架21上。光源装置CNT射出向基板P投射的作为描绘光束LB的激光。光源装置CNT具有光源,该光源射出与基板P上的感光性功能层的曝光相适的规定波段的、光活性作用强的紫外域的光。作为光源,能够使用例如以连续振荡出或以几KHz~几百MHz左右脉冲振荡出YAG的第三高次谐波激光(波长355nm)的激光光源。
光源装置CNT具有激光产生部CU1及波长转换部CU2。激光产生部CU1具有激光光源OSC、光纤放大器FB1、FB2。激光产生部CU1射出基本波激光Ls。光纤放大器FB1、FB2利用光纤放大基本波激光Ls。激光产生部CU1使放大的基本波激光Lr入射至波长转换部CU2。在波长转换部CU2中设置有波长转换光学元件、分光镜和/或偏振光分束器、棱镜等,通过使用这些光(波长)选择部件来取出作为第三高次谐波激光的355nm的激光(描绘光束LB)。此时,使产生种子光的激光光源OSC与***时钟等同步地脉冲点亮,由此光源装置CNT产生波长355nm的描绘光束LB来作为几KHz~几百MHz左右的脉冲光。另外,在使用这种光纤放大器的情况下,通过激光光源OSC的脉冲驱动的方式,能够使最终输出的激光(Lr和/或LB)的1脉冲的发光时间为皮秒级别。
此外,作为光源,能够使用例如具有紫外域的亮线(g线、h线、i线等)的水银灯等的灯光源、在波长450nm以下的紫外域具有振荡峰值的激光二极管、发光二极管(LED)等的固体光源、或者振荡出远紫外光(DUV光)的KrF准分子激光(波长248nm)、ArF准分子激光(波长193nm)、XeCl准分子激光(波长308nm)等的气体激光光源。
此处,从光源装置CNT射出的描绘光束LB如后述那样经由设在各描绘单元UW1~UW5内的偏振光分束器PBS而投射在基板P上。通常,偏振光分束器PBS使成为S偏振光的直线偏振光的光束反射,并使成为P偏振光的直线偏振光的光束透射。因此,优选在光源装置CNT中射出使入射至偏振光分束器PBS的描绘光束LB成为直线偏振光(S偏振光)的光束那样的激光。另外,由于激光的能量密度高,所以能够适当地确保投射至基板P的光束的照度。
接下来,还参照图3说明曝光装置EX的描绘装置11。描绘装置11为使用了多个描绘单元UW1~UW5的、所谓的多光束型的描绘装置11。该描绘装置11使从光源装置CNT射出的描绘光束LB分支为多个,并使分支得到的多个描绘光束LB沿着图3那样的基板P上的多条(在第1实施方式中例如为5条)描绘线LL1~LL5而分别聚光为微小的点光(几μm直径)并扫描。然后,描绘装置11使通过多条描绘线LL1~LL5的每一条而描绘在基板P上的图案彼此在基板P的宽度方向上接合。首先,参照图3,对通过描绘装置11以多个描绘光束LB进行扫描而由此在基板P上形成的多条描绘线LL1~LL5(点光的扫描轨迹)进行说明。
如图3所示,多条描绘线LL1~LL5隔着中心面p3在旋转筒DR的周向配置成2列。在旋转方向的上游侧的基板P上与Y轴平行地配置有第奇数条的第1描绘线LL1、第3描绘线LL3及第5描绘线LL5。在旋转方向的下游侧的基板P上与Y轴平行地配置有第偶数条的第2描绘线LL2及第4描绘线LL4。
各描绘线LL1~LL5沿着基板P的宽度方向(Y方向)、即旋转筒DR的旋转中心线AX2大致平行地形成,且比宽度方向上的基板P的尺寸短。更严密地说,各描绘线LL1~LL5可以相对于旋转筒DR的旋转中心线AX2的延伸方向(轴向或宽度方向)以规定的角度倾斜,以使得在利用基板搬送机构12以基准速度搬送基板P时通过多条描绘线LL1~LL5得到的图案的接合误差成为最小。
第奇数条的第1描绘线LL1、第3描绘线LL3及第5描绘线LL5在旋转筒DR的中心线AX2方向上隔开规定间隔地配置。另外,第偶数条的第2描绘线LL2及第4描绘线LL4在旋转筒DR的中心线AX2方向上隔开规定间隔地配置。此时,第2描绘线LL2在中心线AX2方向上配置在第1描绘线LL1与第3描绘线LL3之间。同样地,第3描绘线LL3在中心线AX2方向上配置在第2描绘线LL2与第4描绘线LL4之间。第4描绘线LL4在中心线AX2方向上配置在第3描绘线LL3与第5描绘线LL5之间。并且,第1~第5描绘线LL1~LL5配置成将描绘在基板P上的曝光区域A7的宽度方向(轴向)的整个宽度覆盖。
沿着第奇数条的第1描绘线LL1、第3描绘线LL3及第5描绘线LL5扫描的描绘光束LB的点光的扫描方向为一维的方向,成为相同的方向。另外,沿着第偶数条的第2描绘线LL2及第4描绘线LL4扫描的描绘光束LB的点光的扫描方向为一维的方向,成为相同的方向。此时,沿着第奇数条描绘线LL1、LL3、LL5扫描的描绘光束LB的点光的扫描方向(+Y方向)和沿着第偶数条描绘线LL2、LL4扫描的描绘光束LB的点光的扫描方向(-Y方向)如图3中的箭头所示那样成为相反方向。这是因为,描绘单元UW1~UW5分别为相同结构,且第奇数个描绘单元与第偶数个描绘单元在XY面内旋转180°而相面对地配置,并且使设在各描绘单元UW1~UW5中的作为光束扫描器的旋转多面镜沿同一方向旋转。因此,从基板P的搬送方向来看,第奇数条描绘线LL3、LL5的描绘开始位置与第偶数条描绘线LL2、LL4的描绘开始位置关于Y方向以点光的直径尺寸以下的误差相邻(或者一致),同样地,第奇数条描绘线LL1、LL3的描绘结束位置与第偶数条描绘线LL2、LL4的描绘结束位置关于Y方向以点光的直径尺寸以下的误差相邻(或者一致)。
如以上说明那样,第奇数条描绘线LL1、LL3、LL5以分别在基板P上与旋转筒DR的旋转中心线AX2大致平行的方式在基板P的宽度方向上配置成一列。并且,偶数条描绘线LL2、LL4以分别在基板P上与旋转筒DR的旋转中心线AX2大致平行的方式在基板P的宽度方向上配置成一列。
接下来,参照图4至图7对描绘装置11进行说明。描绘装置11具有上述多个描绘单元UW1~UW5、将来自光源装置CNT的描绘光束LB分支并导向描绘单元UW1~UW5的分支光学***SL、和用于进行校准的校准检测***31。
分支光学***SL将从光源装置CNT射出的描绘光束LB分支为多个,并将分支得到的多个描绘光束LB分别向多个描绘单元UW1~UW5引导。分支光学***SL具有:将从光源装置CNT射出的描绘光束LB分支为2个的第1光学***41、供由第1光学***41分支得到的一方的描绘光束LB入射的第2光学***42、和供由第1光学***41分支得到的另一方的描绘光束LB入射的第3光学***43。另外,在分支光学***SL的第1光学***41中设有在与描绘光束LB的行进轴正交的面内使描绘光束LB二维地横向位移的光束位移机构44,在分支光学***SL的第3光学***43中设有使描绘光束LB二维地横向位移的光束位移机构45。分支光学***SL的位于光源装置CNT侧的一部分设置在主体框架21上,而其位于描绘单元UW1~UW5侧的另一部分设置在第2光学平台25上。
第1光学***41具有1/2波片51、偏振镜(偏振光分束器)52、散光器(beamdiffuser)53、第1反射镜54、第1中继透镜55、第2中继透镜56、光束位移机构44、第2反射镜57、第3反射镜58、第4反射镜59和第1分束器60。此外,在图4、图5中难以判断这些各部件的配置关系,因此,还参照图6的立体图来进行说明。
如图6所示,从光源装置CNT沿+X方向射出的描绘光束LB入射到1/2波片51。1/2波片51能够在描绘光束LB的入射面内旋转。入射到1/2波片51的描绘光束LB的偏振方向成为与1/2波片51的旋转位置(角度)相应的规定的偏振方向。通过了1/2波片51的描绘光束LB入射至偏振镜52。偏振镜52使描绘光束LB所含有的规定的偏振方向的光成分透射,另一方面使其以外的偏振方向的光成分向+Y方向反射。因此,能够通过1/2波片51及偏振镜52的协作,根据1/2波片51的旋转位置来调整偏振镜52反射的描绘光束LB的强度。
透射过偏振镜52的描绘光束LB的一部分(不需要的光成分)被照射至散光器(捕光)53。散光器53吸收入射来的描绘光束LB的一部分光成分,从而抑制该光成分泄漏到外部。而且,还用于在进行描绘光束LB所通过的各种光学***的调整作业时,若保持激光功率最大则功率过强比较危险,因此以使散光器53吸收描绘光束LB的大量的光成分的方式改变1/2波片51的旋转位置(角度),而使朝向描绘单元UW1~UW5的描绘光束LB的功率大幅衰减。
由偏振镜52向+Y方向反射的描绘光束LB通过第1反射镜54而向+X方向反射,经由第1中继透镜55及第2中继透镜56入射至光束位移机构44,并到达至第2反射镜57。
第1中继透镜55使来自光源装置CNT的描绘光束LB(大致平行光束)收敛而形成光束收细(光束腰),第2中继透镜56使收敛后发散的描绘光束LB再次成为平行光束。
如图6所示,光束位移机构44含有沿着描绘光束LB的行进方向(+X方向)配置的2片平行平面板(石英),该平行平面板的一方被设置为能够绕与Y轴平行的轴倾斜,另一方的平行平面板被设置为能够绕与Z轴平行的轴倾斜。根据各平行平面板的倾斜角度,使描绘光束LB在ZY面内横向位移并从光束位移机构44射出。
然后,描绘光束LB被第2反射镜57朝-Y方向反射而到达至第3反射镜58,并被第3反射镜58朝-Z方向反射而到达至第4反射镜59。通过第4反射镜59使描绘光束LB朝+Y方向反射而入射到第1分束器60。第1分束器60将描绘光束LB的一部分光量成分朝-X方向反射而导向第2光学***42,并且使描绘光束LB的其余的光量成分导向第3光学***43。在本实施方式的情况下,导向第2光学***42的描绘光束LB之后被分配给3个描绘单元UW1、UW3、UW5,导向第3光学***43的描绘光束LB之后被分配给2个描绘单元UW2、UW4。因此,优选的是,第1分束器60在光分割面的反射率与透射率之比为3:2(反射率60%、透射率40%),但不一定必须如此,也可以是1:1。
在此,第3反射镜58和第4反射镜59在移动机构24的旋转轴I上隔开规定间隔地设置。即,由第3反射镜58反射而朝向第4反射镜59的描绘光束LB(平行光束)的中心线被设定成与旋转轴I一致(成为同轴)。
另外,到包含第3反射镜58的光源装置CNT为止的结构(在图4的Z方向的上方侧由双点划线包围的部分)设置在主体框架21侧,另一方面,到包含第4反射镜59的多个描绘单元UW1~UW5为止的结构(在图4的Z方向的下方侧由双点划线包围的部分)设置在第2光学平台25侧。因此,第3反射镜58和第4反射镜59被设置成:即使通过移动机构24使第1光学平台23与第2光学平台25相对旋转,描绘光束LB也与旋转轴I同轴地通过,因此从第4反射镜59至第1分束器60的描绘光束LB的光路不会被改变。从而,即使通过移动机构24使第2光学平台25相对于第1光学平台23旋转,也能够将从设在主体框架21侧的光源装置CNT射出的描绘光束LB合适且稳定地引导至设在第2光学平台25侧的多个描绘单元UW1~UW5。
第2光学***42将由第1光学***41的第1分束器60分支的一方的描绘光束LB分支而朝后述的第奇数个描绘单元UW1、UW3、UW5引导。第2光学***42具有第5反射镜61、第2分束器62、第3分束器63和第6反射镜64。
由第1光学***41的第1分束器60朝-X方向反射的描绘光束LB被第5反射镜61朝-Y方向反射,而入射到第2分束器62。入射到第2分束器62的描绘光束LB的一部分被朝-Z方向反射,而被引导至第奇数个描绘单元中的1个描绘单元UW5(参照图5)。透射过第2分束器62的描绘光束LB向第3分束器63入射。入射到第3分束器63的描绘光束LB的一部分被朝-Z方向反射,而被引导至第奇数个描绘单元中的1个描绘单元UW3(参照图5)。并且,透射过第3分束器63的描绘光束LB的一部分被第6反射镜64朝-Z方向反射,而被引导至第奇数个描绘单元中的1个描绘单元UW1(参照图5)。此外,在第2光学***42中,向第奇数个描绘单元UW1、UW3、UW5照射的描绘光束LB相对于-Z方向稍微倾斜。
另外,为了有效利用描绘光束LB的功率,优选使第2分束器62的反射率与透射率之比接近1:2,使第3分束器63的反射率与透射率之比接近1:1。
另一方面,第3光学***43将由第1光学***41的第1分束器60分支得到的另一方的描绘光束LB分支而朝向后述的第偶数个描绘单元UW2、UW4引导。第3光学***43具有第7反射镜71、光束位移机构45、第8反射镜72、第4分束器73和第9反射镜74。
通过第1光学***41的第1分束器60沿+Y方向透射的描绘光束LB被第7反射镜71朝+X方向反射,而后从光束位移机构45透射而入射到第8反射镜72。光束位移机构45由与光束位移机构44同样的、能够倾斜的2片平行平面板(石英)构成,使沿+X方向朝第8反射镜72行进的描绘光束LB在ZY面内横向位移。
由第8反射镜72朝-Y方向反射的描绘光束LB朝第4分束器73入射。照射到第4分束器73的描绘光束LB的一部分被朝-Z方向反射,而被引导至第偶个描绘单元中的1个描绘单元UW4(参照图5)。透射过了第4分束器73的描绘光束LB被第9反射镜74朝-Z方向反射,而被引导至第偶个描绘单元中的1个描绘单元UW2。此外,在第3光学***43中,向第偶数个描绘单元UW2、UW4照射的描绘光束LB也是相对于-Z方向稍微倾斜。
像这样,在分支光学***SL中,将来自光源装置CNT的描绘光束LB朝向多个描绘单元UW1~UW5而分支为多个。此时,第1分束器60、第2分束器62、第3分束器63及第4分束器73以使向多个描绘单元UW1~UW5照射的描绘光束LB的光束强度成为相同强度的方式使其反射率(透射率)成为对应于描绘光束LB的分支数的合适的反射率。
另外,光束位移机构44配置在第2中继透镜56与第2反射镜57之间。光束位移机构44能够在基板P的描绘面内以μm级别微调形成在基板P上的所有描绘线LL1~LL5的位置。
另外,光束位移机构45能够在基板P的描绘面内以μm级别微调形成在基板P上的描绘线LL1~LL5中的第偶数条的第2描绘线LL2及第4描绘线LL4。
进一步参照图4、图5及图7来说明多个描绘单元UW1~UW5。如图4(及图1)所示,多个描绘单元UW1~UW5隔着中心面p3而在旋转筒DR的周向配置为2列。多个描绘单元UW1~UW5中,在隔着中心面p3而配置有第1、第3、第5描绘线LL1、LL3、LL5这一侧(图5的-X方向侧)配置有第1描绘单元UW1、第3描绘单元UW3及第5描绘单元UW5。第1描绘单元UW1、第3描绘单元UW3及第5描绘单元UW5沿Y方向隔开规定间隔地配置。另外,多个描绘单元UW1~UW5中,在隔着中心面p3而配置有第2、第4描绘线LL2、LL4这一侧(图5的+X方向侧)配置有第2描绘单元UW2及第4描绘单元UW4。第2描绘单元UW2及第4描绘单元UW4沿Y方向隔开规定间隔地配置。此时,如之前的图2或图5所示,第2描绘单元UW2在Y方向上位于第1描绘单元UW1与第3描绘单元UW3之间。同样地,第3描绘单元UW3在Y方向上位于第2描绘单元UW2与第4描绘单元UW4之间。第4描绘单元UW4在Y方向上位于第3描绘单元UW3与第5描绘单元UW5之间。另外,如图4所示,第1描绘单元UW1、第3描绘单元UW3及第5描绘单元UW5、和第2描绘单元UW2及第4描绘单元UW4在从Y方向观察时以中心面p3为中心对称地配置。
接下来,参照图4说明各描绘单元UW1~UW5内的光学***的结构。此外,由于各描绘单元UW1~UW5为相同的结构,所以以第1描绘单元UW1(以下,仅称为描绘单元UW1)为例进行说明。
图4所示的描绘单元UW1具有:用于沿着描绘线LL1(第1描绘线LL1)以描绘光束LB的点光扫描的、光偏转器81、偏振光分束器PBS、1/4波片82、扫描器83、弯折镜84、f-θ透镜***85和包含柱面透镜86的Y倍率修正用光学部件(透镜组)86B。另外,与偏振光分束器PBS相邻地设置有校准检测***31。
光偏转器81使用例如声光元件(AOM:Acousto Optic Modulator;声光调制器)。AOM是通过是否在内部利用超声波(高频信号)生成衍射格栅来切换为使入射的描绘光束的1次衍射光以规定的衍射角方向产生的接通状态(ON状态)和不产生一次衍射光的断开状态(OFF状态)的光切换元件。
图1所示的控制部16通过将光偏转器81切换为接通/断开而快速地切换描绘光束LB向基板P的投射/非投射。具体来说,在光偏转器81上经由中继透镜91相对于-Z方向稍微倾斜地照射有通过分支光学***SL分配的描绘光束LB中的一个。在光偏转器81切换为断开时,描绘光束LB以倾斜的状态前进,并被在通过了光偏转器81的前方设置的遮光板92遮光。另一方面,在光偏转器81切换为接通时,描绘光束LB(1次衍射光)被向-Z方向偏转,通过光偏转器81而照射到设于光偏转器81的Z方向上的偏振光分束器PBS上。因此,在光偏转器81切换为接通时,描绘光束LB的点光投射在基板P上,在光偏转器81切换为断开时,描绘光束LB的点光不投射在基板P上。
此外,AOM配置在通过中继透镜91而收敛的描绘光束LB的光束收细的位置,因此从光偏转器81射出的描绘光束LB(1次衍射光)是发散的。为此,在光偏转器81之后,设有使发散的描绘光束LB恢复为平行光束的中继透镜93。
偏振光分束器PBS将从光偏转器81经由中继透镜93而照射的描绘光束LB反射。从偏振光分束器PBS射出的描绘光束LB依次进入到1/4波片82、扫描器83(旋转多面镜)、弯折镜84、f-θ透镜***85、Y倍率修正用光学部件86B、及柱面透镜86,并作为扫描点光聚光在基板P上。
另一方面,偏振光分束器PBS与设置在偏振光分束器PBS与扫描器83之间的1/4波片82协作,使得投射在基板P或其下的旋转筒DR的外周面上的描绘光束LB的反射光依次反向进入Y倍率修正用光学部件86B、柱面透镜86、f-θ透镜***85、弯折镜84、扫描器83,因此能够使反射光透射。也就是说,从光偏转器81向偏振光分束器PBS照射的描绘光束LB是成为S偏振光的直线偏振光的激光,被偏振光分束器PBS反射。另外,被偏振光分束器PBS反射的描绘光束LB通过1/4波片82、扫描器83、弯折镜84、f-θ透镜***85、Y倍率修正用光学部件86B、柱面透镜86而照射在基板P上,且聚光在基板P上的描绘光束LB的点光成为圆偏振光。来自基板P(或旋转筒DR的外周面)的反射光反向进入至描绘光束LB的送光光路并再次通过1/4波片82,由此变成成为P偏振光的直线偏振光的激光。因此,从基板P(或旋转筒DR)到达至偏振光分束器PBS的反射光透射过偏振光分束器PBS,经由中继透镜94而照射在校准检测***31的光电传感器31Cs上。
像这样,偏光向分束器PBS是配置在包含扫描器83的扫描光学***与校准检测***31之间的光分割器。校准检测***31共用使描绘光束LB射向基板P的送光光学***的大量部分,因此成为容易且紧凑的光学***。
如图4及图7所示,扫描器83具有反射镜96、旋转多面镜(polygon mirror)97和原点检测器98。通过了1/4波片82的描绘光束LB(平行光束)经由柱面透镜95后被反射镜96在XY面内反射,而照射到旋转多面镜97上。旋转多面镜97构成为包含沿Z方向延伸的旋转轴97a、和在旋转轴97a周围形成的多个反射面97b。旋转多面镜97以旋转轴97a为中心绕规定的旋转方向旋转,由此使照射在反射面97b上的描绘光束LB(被光偏转器81进行了强度调制后的光束)的反射角在XY面内连续的变化,由此,反射的描绘光束LB通过弯折镜84、f-θ透镜***85、第2柱面透镜86(及Y倍率修正用光学部件86B)而聚光于点光,并沿着基板P上的描绘线LL1(同样地沿LL2~LL5)扫描。原点检测器98检测沿着基板P的描绘线LL1(同样地沿LL2~LL5)扫描的描绘光束LB的原点。原点检测器98隔着由各反射面97b反射的描绘光束LB而配置在反射镜96的相反测。
图7中为了简化说明,关于原点检测器98仅图示了光电检测器,但实际上,还设置有向被投射描绘光束LB的旋转多面镜97的反射面97b投射检测用光束的LED和/或半导体激光等的检测用光源,原点检测器98经由细窄的狭缝来光电检测该检测用光束的在反射面97b反射的反射光。
由此,原点检测器98被设定成:总是在相对于使点光照射于基板P上的描绘线LL1(LL2~LL5)的描绘开始位置的定时提早一定时间地,输出表示原点的脉冲信号。
从扫描器83照射到弯折镜84的描绘光束LB被弯折镜84朝-Z方向反射,而入射到f-θ透镜***85、柱面透镜86(及Y倍率修正用光学部件86B)。
另外,若旋转多面镜97的各反射面97b与旋转轴97a的中心线并没有严格地平行,而是稍微倾斜(面倾斜),则使基于投射在基板P上的点光所形成的描绘线(LL1~LL5)按每个反射面97b在基板P上沿X方向移动。为此,使用图8说明通过设置2个柱面透镜95、86来减少或消除针对旋转多面镜97的各反射面97b的面倾斜所采取的描绘线LL1~LL5沿X方向的移动。
图8的左侧示出了将柱面透镜95、扫描器83、f-θ透镜***85、柱面透镜86的光路展开于XY平面的情形,图8的右侧示出了将该光路展开于XZ平面的情形。作为基本的光学配置,旋转多面镜97的被照射描绘光束LB的反射面97b被配置成位于f-θ透镜***85的入射光瞳位置(前侧焦点位置)。由此,相对于旋转多面镜97的旋转角θp/2,入射至f-θ透镜***85的描绘光束LB的入射角成为θp,与该入射角θp成比例地决定投射在基板P(被照射面)上的点光的像高位置。另外,由于使反射面97b成为f-θ透镜***85的前侧焦点位置,从而投射在基板P上的描绘光束LB无论在描绘线上的哪个位置均为远心状态(成为点光的描绘光束的主光线始终与f-θ透镜***85的光轴AXf平行的状态)。
如图8所示,2个柱面透镜95、86在与旋转多面镜97的旋转轴97a垂直的面(XY面)内均作为折射力(功率)为零的平行平板玻璃而发挥作用,并在旋转轴97a所延伸的Z方向(XZ面内)均作为具有一定的正折射力的凸透镜而发挥作用。入射到第1柱面透镜95的描绘光束LB(大致平行光束)的截面形状为几mm左右的圆形,但是若将柱面透镜95的XZ面内的焦点位置经由反射镜96设定在旋转多面镜97的反射面97b上,则在XY面内具有几mm的光束宽度、在Z方向上收敛的狭缝状的点光沿旋转方向延伸地聚光在反射面97b上。
由旋转多面镜97的反射面97b反射的描绘光束LB在XY面内是平行光束,但在XZ面内(旋转轴97a的延伸方向),成为发散光束而入射至f-θ透镜***85。因此,刚从f-θ透镜***85射出的描绘光束LB在XZ面内(旋转轴97a的延伸方向)成为大致平行光束,但因第2柱面透镜86的作用,关于XZ面内、即基板P上与描绘线LL1~LL5的延伸方向正交的基板P的搬送方向,也聚光为点光。其结果为,在基板P上的各描绘线上透射有圆形的小点光。
通过设置柱面透镜86,如图8的右侧所示那样,能够在XZ面内将旋转多面镜97的反射面97b和基板P(被照射面)设定为光学上像共轭关系。因此,旋转多面镜97的各反射面97b即使相对于与描绘光束LB的扫描方向正交的非扫描方向(旋转轴97a的延伸方向)具有倾斜误差,基板P上的描绘线(LL1~LL5)的位置也不会在点光的非扫描方向(基板P的搬送方向)上发生偏移。像这样,通过在旋转多面镜97之前和之后设置柱面透镜95、86,能够构成针对非扫描方向的多面反射面的面倾斜修正光学***。
在此,如图7所示,多个描绘单元UW1~UW5的各扫描器83成为相对于中心面p3对称的结构。多个扫描器83中与描绘单元UW1、UW3、UW5对应的3个扫描器83配置在旋转筒DR的旋转方向的上游侧(图7的-X方向侧),与描绘单元UW2、UW4对应的2个扫描器83配置在旋转筒DR的旋转方向的下游侧(图7的+X方向侧)。而且,上游侧的3个扫描器83和下游侧的2个扫描器83夹着中心面p3相对地配置。像这样,上游侧的3个扫描器83和下游侧的2个扫描器83成为以旋转轴I(Z轴)为中心旋转180°的配置关系。因此,若上游侧的3个旋转多面镜97一边例如向左旋转、一边使描绘光束LB照射至旋转多面镜97上,则由旋转多面镜97反射的描绘光束LB从描绘开始位置向描绘结束位置沿规定的扫描方向(例如图7的+Y方向)扫描。另一方面,若下游侧的2个旋转多面镜97一边向左旋转、一边使描绘光束LB照射至旋转多面镜97上,则由旋转多面镜97反射的描绘光束LB从描绘开始位置向描绘结束位置沿着与上游侧的3个旋转多面镜97相反的扫描方向(例如图7的-Y方向)扫描。
在此,在图4的XZ面内观察时,从第奇数个描绘单元UW1、UW3、UW5到达基板P的描绘光束LB的轴线成为与设置方位线Le1一致的方向。也就是说,设置方位线Le1在XZ面内成为连结第奇数条描绘线LL1、LL3、LL5和旋转中心线AX2而成的线。同样地,在图4的XZ面内观察时,从第偶数个描绘单元UW2、UW4到达基板P的描绘光束LB的轴线成为与设置方位线Le2一致的方向。也就是说,设置方位线Le2在XZ面内成为连结第偶数条描绘线LL2、LL4和旋转中心线AX2而成的线。因此,在基板P上成为点光投射的描绘光束LB的各行进方向(主光线)均被设定为朝向旋转筒DR的旋转中心线AX2。
Y倍率修正用光学部件86B配置在f-θ透镜***85与基板P之间。Y倍率修正用光学部件86B能够使利用各描绘单元UW1~UW5形成的描绘线LL1~LL5在Y方向上各向同性地以微少量扩大或缩小。
具体来说,能够使用如下的机构,即,使分别覆盖描绘线LL1~LL5的具有一定厚度的透射性的平行平面板(石英)关于描绘线的延伸方向机械地弯曲(bending)而使描绘线的Y方向的倍率(扫描长)可变的机构、或者使凸透镜、凹透镜、凸透镜这3组透镜***的一部分沿光轴方向移动而使描绘线的Y方向的倍率(扫描长)可变的机构等。
如此构成的描绘装置11的各部分由控制部16控制,由此在基板P上描绘出规定的图案。也就是说,控制部16在投射于基板P的描绘光束LB向扫描方向扫描的期间中,基于应在基板P上描绘的图案的CAD信息来对光偏转器81进行接通/断开调制,由此使描绘光束LB偏转,在基板P的光感应层上描绘出图案。另外,控制部16通过使沿着描绘线LL1扫描的描绘光束LB的扫描方向和基于旋转筒DR的旋转所进行的基板P的搬送方向的移动同步来在曝光区域A7中的与描绘线LL1对应的部分描绘出规定的图案。
接下来,参照图3及图9来说明对准显微镜AM1、AM2。对准显微镜AM1、AM2检测预先形成于基板P上的对准标记、或者形成于旋转筒DR上的基准标记和/或基准图案等。以下,将基板P的对准标记及旋转筒DR的基准标记和/或基准图案简称为标记。对准显微镜AM1、AM2用于使基板P和要描绘在基板P上的规定的图案对位(对准)、或者对旋转筒DR和描绘装置11进行校准。
对准显微镜AM1、AM2与通过描绘装置11形成的描绘线LL1~LL5相比设置在旋转筒DR的旋转方向(基板P的搬送方向)的上游侧。另外,对准显微镜AM1与对准显微镜AM2相比配置在旋转筒DR的旋转方向的上游侧。
对准显微镜AM1、AM2由将照明光向基板P或旋转筒DR投射,并且使标记处产生的光入射的作为检测探针的物镜***GA(图9中代表性地示出为对准显微镜AM2的物镜***GA4)、和通过二维CCD、CMOS等对经由物镜***GA而接收的标记的像(亮视野像、暗视野像、荧光像等)进行拍摄的拍摄***GD(图9中代表性地示出为对准显微镜AM2的拍摄***GD4)等构成。此外,对准用的照明光是对于基板P上的光感应层而言几乎不具有灵敏度的波段的光、例如波长500~800nm左右的光。
对准显微镜AM1在Y方向(基板P的宽度方向)沿一列排列地设有多个(例如3个)。同样地,对准显微镜AM2在Y方向(基板P的宽度方向)沿一列排列地设有多个(例如3个)。也就是说,对准显微镜AM1、AM2共计设有6个。
图3中,为了容易判断,示出了6个对准显微镜AM1、AM2的各物镜***GA中的、3个对准显微镜AM1的各物镜***GA1~GA3的配置。基于3个对准显微镜AM1的各物镜***GA1~GA3而形成的基板P(或旋转筒DR的外周面)上的观察区域(检测位置)Vw1~Vw3如图3所示那样在与旋转中心线AX2平行的Y方向上以规定的间隔配置。如图9所示,通过各观察区域Vw1~Vw3的中心的各物镜***GA1~GA3的光轴La1~La3均与XZ面平行。同样地,基于3个对准显微镜AM2的各物镜***GA而形成的基板P(或旋转筒DR的外周面)上的观察区域Vw4~Vw6如图3所示那样在与旋转中心线AX2平行的Y方向上以规定的间隔配置。如图9所示,通过各观察区域Vw4~Vw6的中心的各物镜***GA的光轴La4~La6也均与XZ面平行。而且,观察区域Vw1~Vw3和观察区域Vw4~Vw6在旋转筒DR的旋转方向上以规定的间隔配置。
基于该对准显微镜AM1、AM2对标记的观察区域Vw1~Vw6在基板P和/旋转筒DR上设定在例如500~200μm方形左右的范围内。在此,对准显微镜AM1的光轴La1~La3、即物镜***GA的光轴La1~La3与从旋转中心线AX2向旋转筒DR的径向的延伸设置方位线Le3设定为相同的方向。像这样,设置方位线Le3在图9的XZ面内观察时成为连结对准显微镜AM1的观察区域Vw1~Vw3和旋转中心线AX2而成的线。同样地,对准显微镜AM2的光轴La4~La6、即物镜***GA的光轴La4~La6与从旋转中心线AX2朝旋转筒DR的径向延伸的设置方位线Le4设定为相同的方向。像这样,设置方位线Le4在从图9的XZ面内观察时成为连结对准显微镜AM2的观察区域Vw4~Vw6与旋转中心线AX2而成的线。此时,对准显微镜AM1与对准显微镜AM2相比配置在旋转筒DR的旋转方向的上游侧,因此中心面p3与设置方位线Le3所成的角度大于中心面p3与设置方位线Le4所成的角度。
如图3所示,在基板P上沿X方向隔开规定间隔地配置有通过5条描绘线LL1~LL5的每一条所描绘出的曝光区域A7。在基板P上的曝光区域A7的周围例如呈十字状地形成有用于对位的多个对准标记Ks1~Ks3(以下,简称为标记)。
图3中,标记Ks1在曝光区域A7的-Y侧的周边区域沿X方向以一定的间隔设置,标记Ks3在曝光区域A7的+Y侧的周边区域沿X方向以一定的间隔设置。而且,标记Ks2在沿X方向相邻的2个曝光区域A7之间的空白区域处设置在Y方向的中央。
并且,标记Ks1形成为在输送基板P期间依次在对准显微镜AM1的物镜***GA1的观察区域Vw1内、及对准显微镜AM2的物镜***GA的观察区域Vw4内被捕捉到。另外,标记Ks3形成为在输送基板P期间依次在对准显微镜AM1的物镜***GA3的观察区域Vw3内、及对准显微镜AM2的物镜***GA的观察区域Vw6内被捕捉到。而且,标记Ks2形成为在输送基板P期间分别依次在对准显微镜AM1的物镜***GA2的观察区域Vw2内、及对准显微镜AM2的物镜***GA的观察区域Vw5内被捕捉到。
因此,3个对准显微镜AM1、AM2中的、旋转筒DR的Y方向的两侧的对准显微镜AM1、AM2能够始终观察或检测到形成于基板P的宽度方向的两侧标记Ks1、Ks3。另外,3个对准显微镜AM1、AM2中的、旋转筒DR的Y方向的中央的对准显微镜AM1、AM2能够始终观察或检测到在基板P上描绘的曝光区域A7彼此之间的空白部等处所形成的标记Ks2。
在此,曝光装置EX是所谓的多光束型的描绘装置,因此为了在Y方向合适地接合通过多个描绘单元UW1~UW5的各描绘线LL1~LL5在基板P上描绘的多个图案彼此,需要用于将基于多个描绘单元UW1~UW5的接合精度抑制在允许范围内的校准。另外,需要通过基线管理精密地求出对准显微镜AM1、AM2的观察区域Vw1~Vw6相对于多个描绘单元UW1~UW5的各描绘线LL1~LL5的相对位置关系。为了该基线管理,也需要校准。
在用于确认基于多个描绘单元UW1~UW5的接合精度的校准、及用于对准显微镜AM1、AM2的基线管理的校准中,需要在支承基板P的旋转筒DR的外周面的至少一部分设置基准标记和/或基准图案。为此,如图10所示,在曝光装置EX中使用了在外周面设有基准标记和/或基准图案的旋转筒DR。
旋转筒DR在其外周面的两端侧与图3、图9同样地形成有构成后述的旋转位置检测机构14的一部分的标尺部GPa、GPb。另外,旋转筒DR在标尺部GPa、GPb的内侧在整周范围内刻设有由凹状的槽、或者凸状的肋形成的窄幅的限制带CLa、CLb。基板P的Y方向上的宽度设定得比该2条限制带CLa、CLb的Y方向上的间隔小,并且基板P被旋转筒DR的外周面中的、由限制带CLa、CLb夹持的内侧的区域紧贴地支承。
旋转筒DR在由限制带CLa、CLb所夹持的外周面上设有网格状的基准图案(也能够用作基准标记)RMP,该基准图案RMP中,以一定的间距(周期)Pf1、Pf2反复刻设有相对于旋转中心线AX2以+45度倾斜的多个线图案RL1(line pattern)和相对于旋转中心线AX2以-45度倾斜的多个线图案RL2(line pattern)。此外,线图案RL1及线图案RL2的宽度为LW。
基准图案RMP以在基板P与旋转筒DR的外周面接触的部分处摩擦力和/或基板P的张力等不发生变化的方式成为整面均匀的斜图案(斜格状图案)。此外,线图案RL1、RL2不必必须倾斜45度,也可以是使线图案RL1与Y轴平行、使线图案RL2与X轴平行的纵横的网格状图案。而且,图案RL1、RL2不必以90度交叉,也可以以使由相邻的2条线图案RL1和相邻的2条线图案RL2包围的矩形区域成为正方形(或长方形)以外的菱形那样的角,使线图案RL1、RL2交叉。
接下来,参照图3、图4及图9说明旋转位置检测机构14。如图9所示,旋转位置检测机构14是光学地检测旋转筒DR的旋转位置的机构,例如适用使用了旋转编码器等的编码器***。旋转位置检测机构14是具有设置在旋转筒DR的两端部的标尺部GPa、GPb、和分别与标尺部GPa、GPb相对的多个编码器读头EN1、EN2、EN3、EN4的移动测量装置。在图4及图9中,仅示出了与标尺部GPa相对的4个编码器读头EN1、EN2、EN3、EN4,但还与标尺部GPb相对地设置有同样的编码器读头EN1、EN2、EN3、EN4。旋转位置检测机构14具有能够检测旋转筒DR的两端部的移动(旋转中心线AX2所延伸的Y方向上的微少位移)的变位计YN1、YN2、YN3、YN4。
标尺部GPa、GPb的刻度分别在旋转筒DR的外周面的整个周向范围内形成为环状。标尺部GPa、GPb是在旋转筒DR的外周面的周向以一定的间距(例如20μm)刻设有凹状或凸状的格子线的衍射格栅,构成为递增型标尺。因此,标尺部GPa、GPb绕旋转中心线AX2与旋转筒DR一体地旋转。
基板P构成为卷绕在旋转筒DR的避开了两端的标尺部GPa、GPb的内侧、也就是限制带CLa、CLb的内侧。在需要严密的配置关系的情况下,设定为使标尺部GPa、GPb的外周面与卷绕在旋转筒DR上的基板P的部分的外周面成为同一面(从中心线AX2具有相同半径)。为此,使标尺部GPa、GPb的外周面相对于旋转筒DR的用于卷绕基板的外周面在径向仅高出基板P的厚度量即可。因此,能够将形成在旋转筒DR上的标尺部GPa、GPb的外周面设定为与基板P的外周面大致相同的半径。从而,编码器读头EN1、EN2、EN3、EN4能够在与卷绕在旋转筒DR的基板P上的描绘面相同的径向位置处检测标尺部GPa、GPb,能够减小因测量位置与处理位置在旋转***的径向不同所产生的阿贝误差。
编码器读头EN1、EN2、EN3、EN4在从旋转中心线AX2观察时分别配置在标尺部GPa、GPb的周围,成为在旋转筒DR的周向不同的位置。该编码器读头EN1、EN2、EN3、EN4与控制部16连接。编码器读头EN1、EN2、EN3、EN4向标尺部GPa、GPb投射测量用的光束,并光电检测其反射光束(衍射光),由此将与标尺部GPa、GPb的周向的位置变化相应的检测信号(例如,具有90度相位差的2相信号)向控制部16输出。控制部16通过未图示的计数器电路对该检测信号进行内插插补并进行数字处理,由此能够以次微米的分辨率测量旋转筒DR的角度变化、即其外周面的周向的位置变化。控制部16还能够从旋转筒DR的角度变化测量出基板P的搬送速度。
另外,如图4及图9所示,编码器读头EN1配置在设置方位线Le1上。设置方位线Le1在XZ面内成为连结基于编码器读头EN1的测量用光束向标尺部GPa(GPb)上的投射区域(读取位置)与旋转中心线AX2而成的线。另外,如上述那样,设置方位线Le1在XZ面内成为将描绘线LL1、LL3、LL5和旋转中心线AX2连结而成的线。基于以上内容,连结编码器读头EN1的读取位置与旋转中心线AX2而成的线、和连结描绘线LL1、LL3、LL5与旋转中心线AX2而成的线为相同的方位线。
同样地,如图4及图9所示,编码器读头EN2配置在设置方位线Le2上。设置方位线Le2在XZ面内成为将基于编码器读头EN2的测量用光束向标尺部GPa(GPb)上的投射区域(读取位置)与旋转中心线AX2连结而成的线。另外,如上述那样,设置方位线Le2在XZ面内成为将描绘线LL2、LL4与旋转中心线AX2连结而成的线。基于以上内容,连结编码器读头EN2的读取位置与旋转中心线AX2而成的线、和连结描绘线LL2、LL4与旋转中心线AX2而成的线为相同的方位线。
另外,如图4及图9所示,编码器读头EN3配置在设置方位线Le3上。设置方位线Le3在XZ面内成为将基于编码器读头EN3的测量用光束向标尺部GPa(GPb)上的投射区域(读取位置)与旋转中心线AX2连结而成的线。另外,如上述那样,设置方位线Le3在XZ面内成为将基于对准显微镜AM1对基板P的观察区域Vw1~Vw3与旋转中心线AX2连结而成的线。基于以上内容,连结编码器读头EN3的读取位置与旋转中心线AX2而成的线、和连结对准显微镜AM1的观察区域Vw1~Vw3与旋转中心线AX2而成的线在XZ面内观察时成为相同的方位线。
同样地,如图4及图9所示,编码器读头EN4配置在设置方位线Le4上。设置方位线Le4在XZ面内成为将基于编码器读头EN4的测量用光束向标尺部GPa(GPb)上的投射区域(读取位置)与旋转中心线AX2连结而成的线。另外,如上述那样,设置方位线Le4在XZ面内成为将基于对准显微镜AM2对基板P的观察区域Vw4~Vw6与旋转中心线AX2连结而成的线。基于以上内容,连结编码器读头EN4的读取位置与旋转中心线AX2而成的线、和连结对准显微镜AM2的观察区域Vw4~Vw6与旋转中心线AX2而成的线在XZ面内观察时成为相同的方位线。
在以设置方位线Le1、Le2、Le3、Le4表示编码器读头EN1、EN2、EN3、EN4的设置方位(以旋转中心线AX2为中心的XZ面内的角度方向)的情况下,如图4所示,以使得设置方位线Le1、Le2相对于中心面p3成为角度±θ°的方式配置多个描绘单元UW1~UW5及编码器读头EN1、EN2。设置方位线Le1和设置方位线Le2以使得编码器读头EN1和编码器读头EN2在标尺部GPa(GPb)的刻度周围成为空间上不会发生干涉的状态设置。
变位计YN1、YN2、YN3、YN4在从旋转中心线AX2观察时分别配置在标尺部GPa或GPb的周围,成为在旋转筒DR的周向不同的位置。该变位计YN1、YN2、YN3、YN4与控制部16连接。
变位计YN1、YN2、YN3、YN4通过在与卷绕在旋转筒DR上的基板P上的描绘面在径向尽可能近的位置检测位移,由此能够减少阿贝误差。变位计YN1、YN2、YN3、YN4朝向旋转筒DR的两端部的一方投射测量用的光束,并光电检测其反射光束(或衍射光),由此将与旋转筒DR的两端部的Y方向(基板P的宽度方向)的位置变化相应的检测信号向控制部16输出。控制部16通过未图示的测量电路(计数器电路和内插插补电路等)数字处理该检测信号,由此能够以次微米的分辨率测量旋转筒DR(及基板P)的Y方向的位移变化。控制部16还能够从旋转筒DR的两端部的一方的变化检测旋转筒DR的偏移旋转。
变位计YN1、YN2、YN3、YN4,虽然只要有4个中的1个即可,但是为了测量旋转筒DR的偏移旋转等,若为4个中的3个以上,就能够掌握旋转筒DR的两端部的一方的面的动向(动态的斜度变化等)。此外,在控制部16能够通过对准显微镜AM1、AM2稳定地测量基板P上的标记和/或图案(或旋转筒DR上的标记等)的情况下,也可以省略变位计YN1、YN2、YN3、YN4。
在此,控制部16通过编码器读头EN1、EN2检测标尺部(旋转筒DR)GPa、GPb的旋转角度位置,并基于检测到的旋转角度位置来进行基于第奇数个及第偶数个描绘单元UW1~UW5的描绘。也就是说,控制部16在向基板P投射的描绘光束LB向扫描方向扫描的期间中,基于应在基板P描绘的图案的CAD信息对光偏转器81进行接通/断开调制,但是基于检测到的旋转角度位置进行光偏转器81的接通/断开调制的定时,能够精度良好地在基板P的光感应层上描绘出图案。
另外,控制部16通过存储在通过对准显微镜AM1、AM2检测到基板P上的对准标记Ks1~Ks3时的、通过编码器读头EN3、EN4检测到的标尺部GPa、GPb(旋转筒DR)的旋转角度位置,能够求出基板P上的对准标记Ks1~Ks3的位置与旋转筒DR的旋转角度位置之间的对应关系。同样地,控制部16通过存储在通过对准显微镜AM1、AM2检测到旋转筒DR上的基准图案RMP时的、通过编码器读头EN3、EN4检测到的标尺部GPa、GPb(旋转筒DR)的旋转角度位置,能够求出旋转筒DR上的基准图案RMP的位置与旋转筒DR的旋转角度位置之间的对应关系。像这样,对准显微镜AM1、AM2能够精密地测量在观察区域Vw1~Vw6内采样到标记的瞬间的旋转筒DR的旋转角度位置(或周向位置)。而且,在曝光装置EX中,基于该测量结果使基板P与在基板P上描绘的规定的图案对位(对准)、或者对旋转筒DR和描绘装置11进行校准。
此外,实际的采样通过如下进行,即,在通过编码器读头EN3、EN4测量到的旋转筒DR的旋转角度位置成为与事先大致判明的基板P上的标记和/或旋转筒DR上的基准图案的位置对应的角度位置时,将从对准显微镜AM1、AM2的各拍摄***GD输出的画像信息高速地写入到图像存储器等中,由此来进行实际的采样。即,以由编码器读头EN3、EN4测量到的旋转筒DR的旋转角度位置为触发,对从各拍摄***GD输出的画像信息进行采样。另外,除该方法之外,还具有响应于一定频率的时钟信号的各脉冲而同时采样由编码器读头EN3、EN4测量的旋转筒DR的旋转角度位置(计数器测量值)和从各拍摄***GD输出的画像信息的方法。
另外,由于基板P上的标记和旋转筒DR上的基准图案RMP相对于观察区域Vw1~Vw6向一方向移动,所以在从各拍摄***GD输出的画像信息的采样时,作为CCD和/或CMOS的撮像元件而期望使用快门速度快的元件。伴随于此,还需要提高对观察区域Vw1~Vw6进行照明的照明光的亮度,作为对准显微镜AM1、AM2的照明光源,可以考虑使用闪光灯和高亮度LED等。
图11是表示基板上的描绘线与描绘图案之间的位置关系的说明图。描绘单元UW1~UW5沿着描绘线LL1~LL5以描绘光束LB的点光扫描,由此描绘出图案PT1~PT5。描绘线LL1~LL5的描绘开始位置OC1~OC5成为图案PT1~PT5的描绘起始端PTa。描绘线LL1~LL5的描绘结束位置EC1~EC5成为图案PT1~PT5的描绘终端PTb。
图案PT1的描绘起始端PTa、描绘终端PTb中的描绘终端PTb与图案PT2的描绘终端PTb接合。同样地,图案PT2的描绘起始端PTa与图案PT3的描绘起始端PTa接合,图案PT3的描绘终端PTb与图案PT4的描绘终端PTb接合,图案PT4的描绘起始端PTa与图案PT5的描绘起始端PTa接合。像这样,描绘在基板P上的图案PT1~PT5彼此伴随着基板P向长度方向的移动而在基板P的宽度方向接合,从而在整个大曝光区域A7描绘出器件图案。
图12是示出描绘光束的点光与描绘线之间的关系的说明图。描绘单元UW1~UW5中,代表性地说明描绘单元UW1及UW2的描绘线LL1及LL2。由于描绘单元UW3~UW5的描绘线LL3~LL5也是同样的,故而省略说明。通过旋转多面镜97的等速旋转,描绘光束LB的光束点光SP沿着基板P上的描绘线LL1及LL2描绘出从描绘开始位置OC1、OC2到描绘结束位置EC1、EC2为止的描绘线的长度LBL。
通常,在直接描绘曝光方式中,即使在作为装置描绘出可曝光的最小尺寸的图案的情况下,也通过基于多个点光SP的多重曝光(多重写入)而高精度地实现了稳定的图案描绘。如图12所示,在描绘线LL1及LL2上,若使点光SP的实效直径为Xs,则由于描绘光束LB为脉冲光,所以通过1个脉冲光(皮秒级别的发光时间)而生成的点光SP和通过下一脉冲光而生成的点光SP以约1/2直径Xs的距离CXs在Y方向(主扫描方向)上重叠的方式进行扫描。
另外,由于与沿着各描绘线LL1、LL2的点光SP的主扫描同时地,基板P以一定速度沿+X方向搬送,所以各描绘线LL1、LL2在基板P上沿X方向以一定间距移动(副扫描)。该间距在此处也被设定为点光SP的直径Xs的大约1/2的距离CXs,但不限于此。因此,关于副扫描的方向(X方向)也是,相邻的点光SP彼此以直径Xs的1/2(或其以外的重叠距离也可以)的距离CXs沿X方向重叠地被曝光。而且,以使得在描绘线LL1的描绘结束位置EC1处击发的光束点光SP与在描绘线LL2的描绘结束位置EC2处击发的光束点光SP伴随着基板P向长度方向的移动(即副扫描)而在基板P的宽度方向(Y方向)上以重叠距离CXs接合的方式,设定描绘线LL1的描绘开始位置OC1和描绘结束位置EC1、以及描绘线LL2的描绘开始位置OC2和描绘结束位置EC2。
作为一例,在使光束点光SP的实效直径Xs为4μm时,能够良好地曝光出使点光SP的2行×2列(在主扫描和副扫描的两方向上重叠地排列的合计4个点光)所占有的面积、或者3行×3列(在主扫描和副扫描的两方向上重叠地排列的合计9个点光)所占有的面积为最小尺寸那样的图案、即最小尺寸为6μm~8μm左右的线宽度的图案。另外,在使旋转多面镜97的反射面97b为10面、使绕旋转轴97a的旋转多面镜97的旋转速度为1万rpm以上时,基于旋转多面镜97形成的描绘线(LL1~LL5)上的点光SP(描绘光束LB)的扫描次数(设为扫描频率Fms)能够为1666.66···Hz以上。这意味着能够在基板P上以每秒沿搬送方向(X方向)描绘出1666条以上的描绘线量的图案。据此,若使基板P的每秒的搬送距离(搬送速度)放慢,则能够将与副扫描的方向(X方向)有关的点光彼此的重叠距离CXs设定为点光的直径Xs的1/2以下的值、例如1/3、1/4、1/5、···,在该情况下,通过沿着点光的描绘线的多次扫描来曝光相同的描绘图案,由此能够增大对基板P的感光层赋予的曝光量。
另外,在由旋转筒DR的旋转驱动所形成的基板P的搬送速度为5mm/s左右的情况下,能够使图12所示的描绘线LL1(LL2~LL5也一样)的X方向(基板P的搬送方向)上的间距(距离CXs)为约3μm左右。
在本实施方式的情况下,与主扫描方向(Y方向)有关的图案描绘的分辨率R与点光SP的实效直径Xs和扫描频率Fms同样,根据构成光偏转器81的声光元件(AOM)的接通/断开的最小切换时间来决定。作为声光元件(AOM),若使用最高响应频率Fss=50MHz的调制器,则能够使接通状态和断开状态各自的时间为20ns左右。而且,由于基于旋转多面镜97的1个反射面97b所进行的描绘光束LB的实效扫描期间(描绘线的长度LBL量的点光的扫描)为1个反射面97b的旋转角度量的1/3左右,所以在使描绘线的长度LBL为30mm的情况下,依赖于光偏转器81的切换时间所确定的分辨率R为R=LBL/(1/3)/(1/Fms)×(1/Fss)≈3μm。
根据该关系式,为了提高图案描绘的分辨率R,作为例如光偏转器81的声光元件(AOM),使用最高响应频率Fss为100MHz的调制器,使接通/断开的切换时间为10nsec。由此,分辨率R成为一半即1.5μm。在该情况下,使基于旋转筒DR的旋转形成的基板P的搬送速度为一半。作为提高分辨率R的其他方法,也可以例如提高旋转多面镜97的旋转速度。
通常光刻中使用的抗蚀剂使用抗蚀剂灵敏度Sr为大概30mj/cm2左右的抗蚀剂。若设光学***的透射率ΔTs为0.5(50%)、设旋转多面镜97的1个反射面97b中的实效扫描期间为1/3左右、设描绘线的长度LBL为30mm、设描绘单元UW1~UW5的数量Nuw为5、设基于旋转筒DR的基板P的搬送速度Vp为5mm/s(300mm/min),则光源装置CNT的必要激光功率Pw能够如下式那样估算。
Pw=30/60×3×30×5/0.5/(1/3)=1350mW
假设描绘单元为7个的情况,光源装置CNT的必要激光功率Pw能够以下式来估算。
Pw=30/60×3×30×7/0.5/(1/3)=1890mW
例如,如果抗蚀剂灵敏度为80mj/cm2左右,则为了以相同速度曝光,需要光束输出为3~5W左右的光源装置CNT。代替准备这样的高功率的光源,只要使基于旋转筒DR的旋转所形成的基板P的搬送速度Vp相对于初始值的5mm/s降低为30/80,则作为光束输出也能够使用1.4~1.9W左右的光源装置来曝光。
另外,在设描绘线的长度LBL为30mm、假设光束点光SP的点直径Xs和基于光偏转器81的声光元件(AOM)的光切换所确定的分辨率(为指定光束位置的最小格,相当于1像素)Xg相等而为3μm的情况下,使10面的旋转多面镜97的旋转速度为1万rpm时的旋转多面镜97的1个旋转的时间为3/500秒、使基于旋转多面镜97的1个反射面97b所进行的实效扫描期间为1个反射面97b的旋转角度量的1/3,则基于1个反射面97b所进行的实效扫描时间Ts(秒)通过(3/500)×(1/10)×(1/3)而求出,为Ts=1/5000(秒)。由此,光源装置CNT为脉冲激光的情况下的脉冲发光频率Fz通过Fz=LBL/(Ts·Xs)求出,Fz=50MHz成为最低频率。因此,在实施方式中,需要输出频率50MHz以上的脉冲激光的光源装置CNT。据此,光源装置CNT的脉冲发光频率Fz优选为光偏转器81的声光元件(AOM)的最高响应频率Fss(例如50MHz)的2倍以上(例如100MHz)。
而且,可以进行如下那样的控制:将光偏转器81的声光元件(AOM)切换为接通状态/断开状态的驱动信号在声光元件(AOM)从接通状态向断开状态迁移的期间、或者从断开状态向接通状态迁移的期间不发生脉冲发光的方式,使光源装置CNT以与脉冲发光频率Fz振荡的时钟信号同步。
接下来,从光束形状(重叠的2个点光SP的强度分布)的观点出发,使用图13的图表来说明光束点光SP的点直径Xs与光源装置CNT的脉冲发光频率Fz之间的关系。图13的横轴表示沿着描绘线的Y方向、或沿着基板P的搬送方向的X方向上的点光SP的描绘位置、或者点光SP的尺寸,纵轴表示将单个点光SP的峰值强度标准化为1.0的相对强度值。此外,在此,设单个点光SP的强度分布为J1,假定为高斯分布来进行说明。
图13中,单个点光SP的强度分布J1相对于峰值强度以1/e2的强度具有3μm的直径。强度分布J2~J6表示将这样的点光SP的2脉冲量沿主扫描方向或副扫描方向错开位置地照射时在基板P上得到的积分运算的强度分布(轮廓)的模拟结果,分别使位置的错开量(间隔距离)不同。
在图13的图表中,强度分布J5表示2脉冲量的点光SP以与直径3μm相同的间隔距离错开的情况,强度分布J4表示2脉冲量的点光SP的间隔距离为2.25μm的情况,强度分布J3表示2脉冲量的点光SP的间隔距离为1.5μm的情况。从该强度分布J3~J5的变化可以明确,在强度分布J5中,在为直径3μm的点光SP以3μm间隔照射那样的条件的情况下,积分运算得到的轮廓为在2个点光各自的中心位置最高的瘤状,在2个点光的中点的位置处,仅得到0.3左右的标准化强度。与之相对,在为直径3μm的点光SP以1.5μm间隔照射那样的条件的情况下,积分运算得到的轮廓不是轮廓明显的瘤状分布,而是夹着2个点光的中点的位置而大致平坦那样的分布。
另外,在图13中,强度分布J2表示使2脉冲量的点光SP的间隔距离为0.75μm的情况下的积分运算轮廓,强度分布J6表示使间隔距离设定为单个点光SP的强度分布J1的半值全宽度(FWHM)即1.78μm的情况下的积分运算轮廓。
像这样,在以比与点光SP的直径Xs相同的间隔短的间隔距离CXs照射2个点光那样的脉冲振荡条件的情况下,容易明显地出现2个瘤状的分布,因此期望设定为曝光时不会出现强度不均(描绘精度的劣化)那样的最佳间隔距离。如图13的强度分布J3或J6那样,优选以单一点光SP的直径Xs的一半左右(例如40~60%)的间隔距离CXs重叠。这样的最佳的间隔距离CXs能够通过在主扫描方向上调整光源装置CNT的脉冲发光频率Fz和沿着描绘线的点光SP的扫描速度或扫描时间Ts(旋转多面镜97的旋转速度)的至少一方来设定,能够通过在副扫描方向上调整描绘线的扫描频率Fms(旋转多面镜97的旋转速度)和基板P的X方向的移动速度中的至少一方来设定。
例如,在无法高精度地调整旋转多面镜97的旋转速度的绝对值(点光的扫描时间Ts)的情况下,通过调整光源装置CNT的脉冲发光频率Fz,能够将主扫描方向上的点光SP的间隔距离CXs与点光的直径Xs(尺寸)之间的比率调整为最佳范围。
像这样,在使2个点光SP沿扫描方向重叠的情况下,即使Xs>CXs的情况下,光源装置CNT将脉冲发光频率Fz设定为满足Fz>LBL/(Ts·Xs)的关系、即Fz=LBL/(Ts·CXs)的关系。例如,在光源装置CNT的脉冲发光频率Fz为100MHz的情况下,若旋转多面镜97为10面且以1万rpm旋转,则能够使通过1/e2、或半值全宽度(FWHM)规定的点光的实效直径Xs为3μm,使来自各描绘单元UW1~UW5的脉冲激光束(点光)在各描绘线LL1~LL5上以直径Xs的约一半即1.5μm的间隔(CXs)照射。由此,能够提高图案描绘时的曝光量的均匀性,即使是精细的图案也能够得到遵照描绘数据的忠实的曝光像(抗蚀剂像),能够实现高精度的描绘。
而且,若h为任意的整数,则需要使通过声光元件(AOM)的光切换速度确定的分辨率(响应频率Fss)和脉冲激光光源的光源装置CNT的脉冲振荡频率Fz换算成位置或者时间后为整数倍的关系、即Fz=h·Fss的关系。这是因为,通过声光元件(AOM)的光切换的定时在从脉冲光源装置CNT发出脉冲光束的过程中不进行接通/断开。
在第1实施方式的曝光装置EX中,由于使用了组合光纤放大器FB1、FB2和波长转换部CU2的波长转换元件的脉冲光源装置CNT,所以在紫外波段(400~300nm)容易地得到具有如此高的振荡频率的脉冲光。
此外,基于将应描绘的图案分割为例如3μm×3μm的像素单位、并以“0”、“1”表示是否按各像素单位照射脉冲光束的点光的位(bit)列(描绘数据)来进行基于声光元件(AOM)的光切换。在描绘线的长度LBL为30mm的情况下,点光的1次扫描中的像素数为1万像素,声光元件(AOM)具有在扫描时间Ts期间切换1万像素量的位列的响应性(响应频率Fss)。另一方面,以使得主扫描方向上的相邻点光彼此例如以直径Xs的1/2左右重叠的方式设定脉冲振荡频率Fz。据此,以使先前的关系式Fz=h·Fss中整数h为2以上、即成为Fz>Fss的方式,设定脉冲振荡频率Fz与声光元件(AOM)的光切换的响应频率Fss之间的关系为好。
接下来,说明曝光装置EX的描绘装置11的调整方法。图14是表示第1实施方式的曝光装置的调整方法的流程图。图15是示意性地示出旋转筒的基准图案与描绘线之间的关系的说明图。图16是示意性地示出从在亮视野接收来自旋转筒的基准图案的反射光的光电传感器输出的信号的说明图。控制部16为了进行用于掌握多个描绘单元UW1~UW5的位置关系的校准,如图15所示那样,使旋转筒DR。旋转筒DR可以搬送具有描绘光束LB能够透射程度的透光性的基板P。
如上述那样,基准图案RMP与旋转筒DR的外周面成为一体。如图15所示,基准图案RMP中的任意的基准图案RMP1伴随着旋转筒DR的外周面的移动而移动。因此,基准图案RMP1在通过了描绘线LL1、LL3、LL5以后,通过描绘线LL2、LL4。例如,控制部16在相同的基准图案RMP1通过了描绘线LL1、LL3、LL5的情况下,使描绘单元UW1、UW3、UW5的描绘光束LB扫描。然后,控制部16在相同的基准图案RMP1通过了描绘线LL2、LL4的情况下使描绘单元UW2、UW4的描绘光束LB扫描(步骤S1)。因此,基准图案RMP1成为用于掌握描绘单元UW1~UW5的位置关系的基准。
上述的校准检测***31的光电传感器31Cs(图4)经由f-θ透镜***85和包含扫描器83的扫描光学***检测来自基准图案RMP1的反射光。光电传感器31Cs与控制部16连接,控制部16检测光电传感器31Cs的检测信号(步骤S2)。例如,描绘单元UW1~UW5按每条描绘线LL1~LL5沿规定的扫描方向将多个描绘光束LB的每一个扫描多列。
例如,如图16所示,描绘单元UW1~UW5利用描绘光束LB从描绘开始位置OC1在沿着上述旋转筒DR的旋转中心线AX2的方向(Y方向)上以描绘线的长度LBL(参照图12)进行第1列扫描SC1。接着,描绘单元UW1~UW5利用描绘光束LB从描绘开始位置OC1在沿着上述旋转筒DR的旋转中心线AX2的方向(Y方向)上以描绘线的长度LBL(参照图12)进行第2列扫描SC2。然后,描绘单元UW1~UW5利用描绘光束LB从描绘开始位置OC1在沿着上述旋转筒DR的旋转中心线AX2的方向(Y方向)上以描绘线的长度LBL(参照图12)进行第3列扫描SC3。
由于旋转筒DR绕旋转中心线AX2旋转,所以第1列扫描SC1、第2列扫描SC2及第3列扫描SC3在基准图案RMP1上的X方向的位置具有ΔP1、ΔP2的不同。此外,也可以是控制部16按以下顺序使各部分动作的工序:在使旋转筒DR静止的状态下进行沿着第1列扫描SC1的描绘光束LB的扫描,然后,使旋转筒DR旋转ΔP1量后静止,进行沿着第2列扫描SC2的描绘光束LB的扫描,再次使旋转筒DR旋转ΔP2后静止,进行沿着第3列扫描SC3的描绘光束LB的扫描。
如上述那样,基准图案RMP中,形成于旋转筒DR的外周面的彼此交叉的2条线图案RL1、RL2的交点部Cr1、Cr2被设定得比上述描绘线的长度LBL小。因此,在投射第1列扫描SC1、第2列扫描SC2及第3列扫描SC3的描绘光束LB时,描绘光束LB至少照射在交点部Cr1、Cr2上。线图案RL1、RL2在旋转筒DR的表面形成为凹凸。若预先使旋转筒DR的表面的凹凸的层差量设定为特定的条件,则描绘光束LB投射在线图案RL1、RL2上产生的反射光的反射强度局部地产生差异。例如,如图16所示,在线图案RL1、RL2为旋转筒DR的表面的凹部的情况下,若描绘光束LB投射到线图案RL1、RL2上,则由线图案RL1、RL2反射的反射光由光电传感器31Cs在亮视野接收。
控制部16基于来自光电传感器31Cs的输出信号检测基准图案RMP的边缘位置pscl。例如,控制部16基于在第1列扫描SC1时从光电传感器31Cs得到的输出信号存储第1列扫描位置数据Dsc1和基准图案RMP的边缘位置pscl的中心值mpscl。
接着,控制部16基于在第2列扫描SC2时从光电传感器31Cs得到的输出信号存储第2列扫描位置数据Dsc2和基准图案RMP的边缘位置pscl的中心值mpscl。然后,控制部16基于第3列扫描SC3时从光电传感器31Cs得到的输出信号存储第3列扫描位置数据Dsc3和基准图案RMP的边缘位置pscl的中心值mpscl。
控制部16根据第1列扫描位置数据Dsc1、第2列扫描位置数据Dsc2及第3列扫描位置数据Dsc3和多个基准图案RMP的边缘位置pscl的中心值mpscl通过运算而求出彼此交叉的2条线图案RL1、RL2的交点部Cr1、Cr2的坐标位置。其结果为,控制部16还能够运算出彼此交叉的2条线图案RL1、RL2的交点部Cr1、Cr2与描绘开始位置OC1之间的关系。关于其他描绘单元UW2~5也同样地,控制部16也能够运算出彼此交叉的2条线图案RL1、RL2的交点部Cr1、Cr2与描绘开始位置OC2~OC5(参照图11)之间的关系。此外,上述中心值mpscl也可以根据从光电传感器31Cs输出的信号的峰值求出。
以上说明了光电传感器31Cs在亮视野接收在线图案RL1、RL2反射的反射光的情况,但是光电传感器31Cs也可以在暗视野接收在线图案RL1、RL2反射的反射光。图17是示意性地表示在暗视野接收来自旋转筒的基准图案的反射光的光电传感器的说明图。图18是示意性地示出在暗视野接收来自旋转筒的基准图案的反射光的光电传感器输出的信号。如图17所示那样,校准检测***31在中继透镜94与光电传感器31Cs之间配置有具有环状的光透射部的遮光部件31f。因此,光电传感器31Cs接收在线图案RL1、RL2反射的反射光中的边缘散乱光或衍射光。例如,在如图18所示那样线图案RL1、RL2为旋转筒DR的表面的凹部的情况下,描绘光束LB被投射到线图案RL1、RL2上后,则光电传感器31Cs在暗视野接收由线图案RL1、RL2反射的反射光。
控制部16基于从光电传感器31Cs输出的信号检测基准图案RMP的边缘位置pscdl。例如,控制部16基于在第1列扫描SC1时从光电传感器31Cs得到的输出信号,存储第1列扫描位置数据Dsc1和基准图案RMP的边缘位置pscdl的中心值mpscdl。接着,控制部16基于在第2列扫描SC2时从光电传感器31Cs得到的输出信号存储第2列扫描位置数据Dsc2和基准图案RMP的边缘位置pscdl的中心值mpscdl。控制部16基于在第3列扫描SC3时从光电传感器31Cs得到的输出信号存储第3列扫描位置数据Dsc3和基准图案RMP的边缘位置pscdl的中心值mpscdl。
控制部16根据第1列扫描位置数据Dsc1、第2列扫描位置数据Dsc2及第3列扫描位置数据Dsc3和多个基准图案RMP的边缘位置pscdl的中心值mpscdl通过运算而求出彼此交叉的2条线图案RL1、RL2的交点部Cr1、Cr2。其结果为,控制部16通过运算而求出彼此交叉的2条线图案RL1、RL2的交点部Cr1、Cr2的坐标位置与描绘开始位置OC1之间的关系。
关于其他描绘单元UW2~5也同样,控制部16也能够运算出彼此交叉的2条线图案RL1、RL2的交点部Cr1、Cr2与描绘开始位置OC2~OC5之间的关系。像这样,在光电传感器31Cs在暗视野接收由线图案RL1、RL2反射的反射光的情况下,能够提高多个基准图案RMP的边缘位置pscdl的精度。
如图14所示,控制部16根据在步骤S2检测到的检测信号求出与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或彼此的配置误差对应的调整信息(校准信息)(步骤S3)。图19是示意性地示出旋转筒的基准图案彼此的位置关系的说明图。图20是示意性地示出多条描绘线的相对位置关系的说明图。如上述那样,配置有第奇数条的第1描绘线LL1、第3描绘线LL3及第5描绘线LL5,如图19所示那样,控制部16针对第1描绘线LL1、第3描绘线LL3及第5描绘线LL5的每一条而预先存储有所检测的交点部Cr1间的基准距离PL。同样地,控制部16还针对第2描绘线LL2及第4描绘线LL4的每一条而预先存储有所检测的交点部Cr1间的基准距离PL。此外,控制部16还针对第2描绘线LL2及第3描绘线LL3的每一条而预先存储有所检测的交点部Cr1间的基准距离ΔPL。而且,另外,控制部16还针对第4描绘线LL4及第5描绘线LL5的每一条而预先存储有所检测的交点部Cr1间的基准距离ΔPL。
例如,如图20所示,关于第1描绘线LL1的描绘开始位置OC1,控制部16基于来自原点检测器98(参照图7)的信号已掌握了位置关系,所以能够求出交点部Cr1与描绘开始位置OC1之间的距离BL1。另外,控制部16还能够通过原点检测器98检测第3描绘线LL3的描绘开始位置OC3的位置,所以能够求出交点部Cr1与描绘开始位置OC3之间的距离BL3。因此,控制部16能够基于距离BL1、距离BL3及基准距离PL求出描绘开始位置OC1与描绘开始位置OC3之间的位置关系,并存储沿着描绘线LL1、LL3扫描的描绘光束LB的原点间的原点间距离ΔOC13。同样地,控制部16能够通过原点检测器98检测第5描绘线LL5的描绘开始位置OC5的位置,所以能够求出交点部Cr1与描绘开始位置OC5之间的距离BL5。因此,控制部16能够基于距离BL3、距离BL5及基准距离PL求出描绘开始位置OC3与描绘开始位置OC5之间的位置关系,并存储沿着描绘线LL3、LL5扫描的描绘光束LB的原点间的原点间距离ΔOC35。
控制部16能够通过原点检测器98检测第2描绘线LL2的描绘开始位置OC2的位置,因此能够求出交点部Cr1与描绘开始位置OC2之间的距离BL2。另外,控制部16能够通过原点检测器98检测第4描绘线LL4的描绘开始位置OC4的位置,所以能够求出交点部Cr1与描绘开始位置OC4之间的距离BL4。因此,控制部16能够基于距离BL2、距离BL4及基准距离PL求出描绘开始位置OC2与描绘开始位置OC4之间的位置关系,能够存储沿着描绘线LL2、LL4扫描的描绘光束LB的原点间的原点间距离ΔOC24。
另外,描绘开始位置OC1和描绘开始位置OC2位于经由上述相同的基准图案RMP1而求出的位置,所以控制部16能够容易地存储沿着描绘线LL1、LL2扫描的描绘光束LB的原点间的原点间距离ΔOC12。如以上说明那样,曝光装置EX能够求出多个描绘单元UW1~UW5各自的原点(描绘开始点)彼此的位置关系。
另外,控制部16能够根据在第2描绘线LL2及第3描绘线LL3检测到的交点部Cr1间的基准距离ΔPL检测描绘开始位置OC2与描绘开始位置OC3接合的接合误差。而且,另外,能够在第4描绘线LL4及第5描绘线LL5检测到的交点部Cr1间的基准距离ΔPL检测描绘开始位置OC4与描绘开始位置OC5接合的接合误差。
在各描绘线LL1~LL5的从描绘开始位置OC1~OC5到描绘结束位置EC1~EC5的期间检测2个交点部Cr1、Cr2。由此,能够检测从描绘开始位置OC1~OC5到描绘结束位置EC1~EC5的扫描方向。其结果为,控制部16能够检测各描绘线LL1~LL5相对于沿中心线AX2的方向(Y方向)的角度误差。
控制部16对于上述基准图案RMP1求出与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)。包含基准图案RMP1的基准图案RMP是以一定的间距(周期)Pf1、Pf2反复刻设的网格状的基准图案。因此,控制部16对以各间距Pf1、Pf2反复的基准图案RMP求出与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息),运算与多条描绘线LL1~LL5的相对位置关系的偏差有关的信息。其结果为,控制部16能够进一步提高与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)的精度。
接下来,如图14所示,控制部16进行调整描绘状态的处理(步骤S4)。控制部16基于与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)及由编码器读头EN1、EN2检测到的标尺部(旋转筒DR)GPa、GPb的旋转角度位置,调整由第奇数个及第偶数个描绘单元UW1~UW5形成的描绘位置。编码器读头EN1、EN2能够基于上述标尺部(旋转筒DR)GPa、GPb检测基板P的输送量。
图21与之前的图12同样地,是示意性地示出基板的每单位时间的移动距离与移动距离内包含的描绘线的条数之间的关系的说明图。如图21所示,编码器读头EN1、EN2能够检测并存储基板P的每单位时间的移动距离ΔX。此外,也可以通过上述对准显微镜AM1、AM2逐步地检测多个对准标记Ks1~Ks3,求出移动距离ΔX并存储。
在基板P的每单位时间的移动距离ΔX内,由描绘单元UW1形成的多条描绘线LL1被光束点光SP的光束线SPL1、SPL2及SPL3描绘,并且被扫描成以各自的光束点光SP的点直径Xs的约1/2在X方向(及Y方向)重叠。同样地,描绘线LL1的描绘终端PTb侧的光束点光SP和描绘线LL2的描绘终端PTb侧的光束点光SP伴随着基板P向长度方向的移动而在基板P的宽度方向以重叠距离CXs接合。
例如,在旋转筒DR上下动时,在基于第奇数个及第偶数个描绘单元UW1~UW5形成的X方向的描绘位置产生错位,有可能导致例如X方向的倍率的偏差。若旋转筒DR所搬送的基板P的搬送速度(移动速度)变慢,则光束线SPL1、SPL2及SPL3的X方向的间隔距离CXs变小,能够调整为X方向的描绘倍率减小。相反,若旋转筒DR所搬送的基板P的搬送速度(移动速度)加快,则光束线SPL1、SPL2及SPL3的X方向的间隔距离CXs变大,能够调整成X方向的描绘倍率增大。以上参照图21说明了描绘线LL1,关于其他描绘线LL2~LL5也是同样的。控制部16能够基于与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)及编码器读头EN1、EN2检测到的标尺部(旋转筒DR)GPa、GPb的旋转角度位置,改变基板P的长度方向上的、基板P的每单位时间的移动距离ΔX与该移动距离内包含的光束线SPL1、SPL2及SPL3的条数之间的关系。因此,控制部16能够调整第奇数个及第偶数个描绘单元UW1~UW5所形成的X方向的描绘位置。
图22是示意性地说明与脉冲光源的***时钟同步地发光的脉冲光的说明图。以下,关于描绘线LL2还参照图21进行说明,对于其他描绘线LL1、LL3~LL5也是同样的。光源装置CNT能够与作为***时钟SQ的脉冲信号wp同步地击发光束点光SP。通过改变***时钟SQ的频率Fz来改变脉冲信号wp的脉冲间隔Δwp(=1/Fz)。该时间上的脉冲间隔Δwp在描绘线LL2上与每个脉冲的点光SP的主扫描方向的间隔距离CXs对应。控制部16使描绘光束LB的光束点光SP沿着基板P上的描绘线LL2扫描描绘线的长度LBL。
控制部16具有在描绘光束LB沿着描绘线LL2进行扫描的期间,部分地改变***时钟SQ的周期,在描绘线LL2中的任意的位置增减脉冲间隔Δwp的功能。例如,在本来的***时钟SQ为100MHz的情况下,控制部16在以描绘线的长度LBL扫描的期间以一定的时间间隔(周期)使***时钟SQ部分地成为例如101MHz(或99MHz)。其结果为,描绘线的长度LBL上的光束点光SP的数量增减。换言之,控制部16在以描绘线的长度LBL扫描的期间,以规定次(1次以上)的周期间隔使***时钟SQ的占空比部分地增减。由此,光源CNT产生的光束点光SP的间隔按脉冲间隔Δwp的变化量变化,并且光束点光SP彼此的重叠距离CXs发生变化。而且,Y方向的描绘起始端PTa与描绘终端PTb之间的距离看起来伸缩。
说明一个例子,在描绘线的长度LBL为30mm的情况下,将其11等分,按每约3mm的描绘长(周期间隔)仅1处的方式使***时钟SQ的脉冲间隔Δwp增减。脉冲间隔Δwp的增减量如图13中说明那样被设定为:不会伴随着相邻的2个点光SP的间隔距离CXs的变化而导致积分运算轮廓(强度分布)大幅恶化的范围、例如若使基准的间隔距离CSx为点光的直径Xs(3μm)的50%,则设定为其±15%左右。若脉冲间隔Δwp的增减为+10%(间隔距离CSx为点光直径Xs的60%),则在长度LBL的描绘线中的离散的10处,1脉冲量的点光分别以直径Xs的10%量沿主扫描方向延伸的方式位置偏移。其结果为,描绘后的描绘线的长度LBL会相对于30mm延长3μm。这意味着,描绘在基板P上的图案在Y方向上扩大了0.01%(100ppm)。由此,即使基板P沿Y方向伸缩的情况下,也能够与其对应地使描绘图案沿Y方向伸缩地曝光。
构成为,对脉冲间隔Δwp进行增减的位置能够按例如描绘线LL1~LL5的每1次扫描预设为例如按***时钟SQ的每100脉冲、每200脉冲、···那样任意的值。如此,能够在较大的范围内改变描绘图案的主扫描方向(Y方向)的伸缩量,与基板P的伸缩和/或变形对应地动态地施加倍率修正。因此,在本实施方式的曝光装置EX的控制部16中含有***时钟SQ的发生电路,该发生电路具有:作为***时钟SQ而产生脉冲间隔Δwp固定的原时钟信号的时钟振荡部、和在对***时钟SQ的时钟脉冲数计数了预设的值后,将产生***时钟SQ的下一时钟脉冲以前的时间相对于紧前的脉冲间隔Δwp增减的时间偏移部。此外,在描绘线(长度LBL)中,使***时钟SQ的脉冲间隔Δwp增减的部分的个数根据应描绘的图案的Y方向的倍率修正比(ppm)而大概地确定,但在最少的情况下,可以是与长度LBL对应的点光SP的扫描时间Ts中的至少1处。
图23是使***时钟SQ的脉冲间隔Δwp部分地可变的时钟发生电路的一例。图23中,从时钟振荡部200输出与***时钟SQ相同频率的基本时钟信号CKL。基本时钟信号CKL被施加于对基本时钟信号CKL的每个脉冲施加规定的延迟时间Td而生成***时钟SQ的延迟电路202、和将基本时钟信号CKL的频率倍增例如20倍的倍增时钟信号CKs输出的倍增电路204。
延迟电路202在内部具有将倍增时钟信号CKs的脉冲数计数到规定值ΔNs为止的计数器。该计数器对规定值ΔNs进行计数的时间相当于延迟时间Td。规定值ΔNs由预设电路206设置。预设电路206在内部具有成为规定值ΔNs的初始值的标准值Ns0,在从外部(主CPU等)送来预设值Dsb(与延迟时间Td的变化量ΔTd对应的值)时,将新的规定值ΔNs覆写为前一个规定值ΔNs+Dsb。
该覆写响应于来自对从延迟电路202输出的***时钟SQ的脉冲进行计数的计数器电路208输出的完成脉冲信号b而进行。计数器电路208具有反复进行如下计数的结构:在将***时钟SQ的脉冲数计数到预设值Dsa而输出了完成脉冲信号b后,将计数值重置为零并再次对***时钟SQ的脉冲数进行计数。预设值Dsa是与将描绘线的长度LBL进行N等分时的1个长度LBL/N对应的点光的脉冲数Nck,但不必对应于长度LBL/N,可以是任意的值。此外,由以上的延迟电路202、预设电路206、计数器电路208构成时间偏移部。
图24是表示图23的电路结构中的各部分的信号的时间迁移的时序图。在预设电路206中设置成为初始值的标准值Ns0,被施加于延迟电路202的规定值ΔNs成为标准值Ns0。计数器电路208计数到所设定的脉冲数Nck之前、即产生完成脉冲信号b之前的状态下,来自预设电路206的规定值ΔNs为Ns0,延迟电路202如图24那样根据基本时钟信号CKL的各脉冲的上升沿将倍增时钟信号CKs的脉冲数计数到规定值ΔNs,与该计数完成同时作为***时钟SQ而输出1个脉冲wp。因此,从基本时钟信号CKL的脉冲的上升沿到***时钟SQ的对应的脉冲wp的上升沿为止的延迟时间Td1相当于对倍增时钟信号CKs的脉冲计数到规定值ΔNs的时间。
图24中,若根据与基本时钟信号CKL的脉冲CKn对应地在延迟时间Td1后产生的***时钟SQ的脉冲wp,计数器电路208上计数预设值Dsa(脉冲数Nck)的量,则计数器电路208输出完成脉冲信号b,响应于此,预设电路206将新的规定值ΔNs覆写为“紧前的规定值ΔNs+Dsb”。预设值Dsb是与22所示的脉冲间隔Δwp的变化量(ΔTd)对应的数值,图24中设置为负的值,但是正的值也是同样的。因此,在基本时钟信号CKL的脉冲CKn的下一脉冲CKn+1发生之前,在延迟电路202中设定与比通过标准值Ns0设定的延迟时间Td1短ΔTd的延迟时间Td2对应的规定值ΔNs。
由此,响应于基本时钟信号CKL的脉冲CKn+1而产生的***时钟SQ的脉冲wp’与紧前的脉冲wp之间的脉冲间隔Δwp’比其以前的脉冲间隔Δwp短。在产生了脉冲wp’后,在计数器电路208计数到脉冲数Nck量的***时钟SQ以前,不产生完成脉冲信号b,所以在延迟电路202设定的规定值ΔNs保持与延迟时间Td2对应的值,在接下来产生完成脉冲信号b之前,***时钟SQ相对于基本时钟信号CKL一律以延迟时间Td2延迟了的状态输出。因此,通过基本时钟信号CKL的频率Fz确定的脉冲间隔Δwp与通过时间偏移修正的脉冲间隔Δwp’之比β为:
β=Δwp’/Δwp=1±(ΔTd/Δwp)(其中,ΔTd<Δwp),沿着描绘线描绘的图案的宽度方向的尺寸在β>1时与通过描绘数据规定的设计值相比被扩大,在β<1时(图24的情况)与设计值相比被缩小。
在以上的图23的电路结构中,使在刚产生完成脉冲信号b后生成的***时钟SQ的1个脉冲wp的脉冲间隔Δwp以时间ΔTd变化,按***时钟SQ的脉冲数Nck量的每次计数来反复执行。此外,在图23的电路结构的情况下,如使预设电路206在内部存储的标准值Ns0为20、从外部设定的预设值Dsb为零,则无论完成脉冲信号b有无产生,规定值ΔNs均保持20(不进行Y方向的描绘倍率修正的状态)。另外,由于倍增时钟信号CKs的频率为基本时钟信号CKL的频率的20倍,在使规定值ΔNs为20的情况下,若使预设值Dsb设置为+1(或-1),则规定值ΔNs在每次产生完成脉冲信号b时被覆写成像20、21、22、···(或20、19、18···)这样增加(或减少)。而且,倍增时钟信号CKs的1脉冲量与标准的脉冲间隔Δwp(脉冲间隔距离CXs)的1/20(5%)相当,所以若使预设值Dsb以±1变化,则2个连续的点光的重叠程度以5%为单位变化。
如上所述,由于响应于像这样脉冲间隔Δwp部分地增减的***时钟SQ而从脉冲激光的光源装置CNT输出的脉冲光束被公共地供给到描绘单元UW1~UW5的每一个,因此通过每个描绘线LL1~LL5所描绘的图案在Y方向上以相同的比率伸缩。因此,如在图12(或图11)中说明那样,为了维持在Y方向上相邻的描绘线间的接合精度,以使描绘线LL1~LL5各自的描绘开始位置OC1~OC5(或描绘结束位置EC1~EC5)在Y方向上位移的方式修正描绘定时。
使***时钟SQ的脉冲间隔Δwp部分地可变的电路结构的例子除了如图23、图24那样使延迟时间Td1、Td2数字地可变的方式以外,也可以是模拟地可变的结构。另外,也可以构成为,计数器电路208每次将***时钟SQ计数到预设值Dsb(脉冲数Nck)时被修正的1处脉冲间隔Δwp’相对于标准的脉冲间隔Δwp以例如1%这一小值增减。在该情况下,在沿着描绘线的长度LBL的点光的1次扫描中只要根据所需的倍率修正量来改变将标准的脉冲间隔Δwp修正到脉冲间隔Δwp’的部位的数量即可。例如,在使要修正的部位的数量为100时,通过1次点光扫描所描绘的图案的Y方向的尺寸以脉冲间隔Δwp的量增减。
而且,图4中示出的光偏转器(AOM)81的接通/断开的切换响应于作为描绘数据而送出的连续位列(位值“0”或“1”的排列)而进行,但该位值的送出也可以与脉冲间隔Δwp部分地增减的***时钟SQ的脉冲信号wp(图24)同步。具体来说,在1个脉冲信号wp发生到下一次脉冲信号wp发生的期间,将1个位值送出到光偏转器(AOM)81的驱动电路,只要在该位值为例如“1”且前一个位值为“0”时,将光偏转器(AOM)81从断开状态切换为接通状态即可。
另外,控制部16能够基于与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)及能够检测旋转筒DR的两端部的位移的变位计YN1、YN2、YN3、YN4所检测到的信息来调整由第奇数个及第偶数个描绘单元UW1~UW5所进行的Y方向的描绘位置,以使得因旋转筒DR的偏移旋转所产生的Y方向的误差得到抵消。另外,控制部16能够基于与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)及能够检测旋转筒DR的两端部的位移的变位计YN1、YN2、YN3、YN4所检测到的信息来改变由第奇数个及第偶数个描绘单元UW1~UW5所形成的Y方向的长度(描绘线的长度LBL),以使得因旋转筒DR的偏移旋转所产生的Y方向的误差得到抵消。
另外,控制部16能够基于与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)及由对准显微镜AM1、AM2检测到的信息来调整由第奇数个及第偶数个描绘单元UW1~UW5所形成的X方向或Y方向的描绘位置,以使得基板P的X方向或Y方向的误差得到抵消。
第1实施方式的曝光装置EX包括作为位移修正机构的移动机构24,其如上述那样以包含利用来自多个描绘单元UW1~UW5各自的描绘光束LB形成在基板P上的多条描绘线LL1~LL5的描绘面内的规定点的旋转轴I为中心,使第2光学平台25在所述描绘面内相对于第1光学平台23位移移动。通过与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息),在多条描绘线LL1~LL5全部相对于X方向及Y方向的至少一个方向具有误差的情况下,控制部能够16对移动机构24的驱动部进行驱动控制,以使第2光学平台25在X方向及Y方向的至少一方上位移移动出抵消误差的位移量。
在使第2光学平台25在X方向及Y方向的至少一方位移移动时,图6所示的第4反射镜59在X方向或Y方向以其位移量位移。尤其是,第4反射镜59的Y方向的位移在使来自第3反射镜58的描绘光束LB朝+Y方向反射时,在Z方向上位移移动。于是,通过第1光学***41中的光束位移机构44来修正其向Z方向的位移移动。由此,能够对第4反射镜59以后的第2光学***42及第3光学***43维持使光束LB通过正确的光路。
另外,在第1实施方式的曝光装置EX中,在通过与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息),多条描绘线LL1~LL5相对于X方向及Y方向的至少一方具有误差的情况下,控制部16能够对光束位移机构44进行驱动控制,使形成在基板P上的描绘线LL1~LL5沿X方向和/或Y方向稍微位移抵消误差的位移量。
而且,在第1实施方式的曝光装置EX中,在通过与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息),多条描绘线LL1~LL5中的第奇数条或第偶数条描绘线相对于X方向及Y方向的至少一方具有误差的情况下,控制部16对光束位移机构45进行驱动控制,使形成在基板P上的第偶数条描绘线LL2、LL4沿X方向和/或Y方向稍微位移抵消误差的位移量,从而能够稍微调整与形成在基板P上的第奇数条描绘线LL1、LL3、LL5之间的相对位置关系。
另外,控制部16能够基于与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)及通过变位计YN1、YN2、YN3、YN4或对准显微镜AM1、AM2检测到的信息,调整描绘单元UW1~UW5的Y倍率。例如,f-θ透镜***85所包含的远心f-θ透镜的像高与入射角成比例。因此,在仅调整描绘单元UW1的Y倍率的情况下,控制部16能够基于调整信息(校准信息)及通过变位计YN1、YN2、YN3、YN4或对准显微镜AM1、AM2检测到的信息分别调整f-θ透镜***85的焦点距离f,由此调整Y倍率。在这样的调整机构中,例如,可以组合用于倍率修正的弯板、远心f-θ透镜的倍率修正机构、用于位移调整的二分器(halving)(能够倾斜的平行平板玻璃)中的任一个以上。另外,通过使以一定的旋转速度旋转的旋转多面镜97的旋转速度稍微可变,能够使与***时钟SQ同步地描绘的各点光SP(脉冲光)的间隔距离CXs稍微可变(使相邻的点光彼此的重叠量稍微错开),结果是也能够调整Y倍率。
第1实施方式的曝光装置EX包含作为旋转机构的移动机构24,其如上述那样包含通过来自多个描绘单元UW1~UW5各自的描绘光束LB形成在基板P上的多条描绘线LL1~LL5的描绘面内的规定点的旋转轴I为中心,使第2光学平台25在所述描绘面内相对于第1光学平台23旋转。在通过与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息),多条描绘线LL1~LL5相对于Y方向具有角度误差的情况下,控制部16能够对移动机构24的驱动部进行驱动控制,使第2光学平台25旋转抵消角度误差的旋转量。
另外,在需要分别对各描绘单元UW1~UW5进行旋转修正的情况下,使图8所示的f-θ透镜***85和第2柱面透镜86绕光轴AXf以微小量旋转,由此能够使各描绘线LL1~LL5在基板P上分别微小地旋转(倾斜)。通过旋转多面镜97扫描的光束LB关于非扫描方向沿着柱面透镜86的母线成像(聚光),因此,通过柱面透镜86的绕光轴AXf的旋转,能够使各描绘线LL1~LL5旋转(倾斜)。
第1实施方式的曝光装置EX只要处理由上述步骤S4的控制装置所进行的描绘位置的调整的处理中的至少一个即可。另外,第1实施方式的曝光装置EX也可以组合由上述步骤S4的控制装置进行的描绘位置的调整的处理来进行处理。
通过以上说明的基板处理装置的调整方法,在第1实施方式的曝光装置EX中,不需要用于抑制在基板P的宽度方向(Y方向)相邻的图案PT1~PT5彼此的接合误差的试验曝光,或者能够减少试验曝光的次数。因此,第1实施方式的曝光装置EX能够缩短试验曝光、干燥及显影工序、曝光结果的确认作业等花费时间的校准作业。而且,第1实施方式的曝光装置EX能够抑制与通过试验曝光反馈的次数相应量的基板P的浪费。第1实施方式的曝光装置EX能够很快获得与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)。第1实施方式的曝光装置EX能够基于与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)预先进行修正,由此能够容易地修正X方向或Y方向上、位移、旋转、倍率等各成分。而且,第1实施方式的曝光装置EX能够提高在基板P上进行重合曝光的精度。
此外,第1实施方式的曝光装置EX说明了如下例子:光偏转器81包含声光元件,通过旋转多面镜97来以描绘光束LB进行点扫描,但是除点扫描以外,也可以是使用DMD(Digital Micro mirror Device:数字微镜器件)或SLM(Spatial light modulator:空间光调制器)来描绘图案的方式。
[第2实施方式]
接下来,对第2实施方式的曝光装置EX进行说明。此外,在第2实施方式中,为了避免与第1实施方式重复的记载,仅对与第1实施方式不同的部分进行说明,对于与第1实施方式相同的结构要素标记与第1实施方式相同的附图标记来进行说明。
第2实施方式的曝光装置EX中,校准检测***31的光电传感器31Cs不检测基准图案(也用作基准标记)RMP,而是检测位于基板P上的对准标记Ks1~Ks3的反射光(散乱光)。对准标记Ks1~Ks3配置在从多个描绘单元UW1~UW5的各描绘线LL1~LL5中的某一条通过的Y方向的基板P上的位置。当描绘光束LB的点光SP对对准标记Ks1~Ks3进行扫描时,由对准标记Ks1~Ks3反射的散乱光被光电传感器31Cs在亮视野或暗视野接收。
控制部16基于从光电传感器31Cs输出的信号来检测对准标记Ks1~Ks3的边缘位置。而且,与第1实施方式同样地,控制部16能够根据由光电传感器31Cs检测到的检测信号来求出与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)。
另外,控制部16能够基于与多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置误差对应的调整信息(校准信息)及由对准显微镜AM1、AM2检测到的信息,调整由第奇数个及第偶数个描绘单元UW1~UW5进行的X方向或Y方向的描绘位置,以使得基板P的X方向或Y方向的误差得到抵消。当描绘光束LB的点光SP投射到对准标记Ks1~Ks3上时,对准标记Ks1~Ks3上的感光层感光,在之后的工艺中对准标记Ks1~Ks3有可能会变形。优选的是,预先设有多列对准标记Ks1~Ks3,对准显微镜AM1、AM2读取没有因曝光而变形的对准标记Ks1~Ks3。
因此,第2实施方式的曝光装置EX中,能够在图案描绘用数据包含使光偏转器(AOM)81接通/断开的数据,以使得通过描绘光束LB的点光SP在因曝光而变形也没问题的对准标记Ks1~Ks3附近扫描,在不想因曝光而变形的对准标记Ks1~Ks3附近不照射点光SP。由此,能够一边利用描绘光束LB曝光一边几乎实时地获取校准信息,并且还读取对准标记Ks1~Ks3(基板P的位置)。
第2实施方式的曝光装置EX与第1实施方式的曝光装置EX同样地,不再需要用于抑制接合误差的试验曝光,或者能够减少试验曝光的次数。而且,在第2实施方式的曝光装置EX中,能够一边对基板P进行图案曝光一边测量多条描绘线LL1~LL5的配置状态或相互的配置关系等的误差信息,并很快(几乎实时)获取与之对应的调整信息(校准信息)。因此,在第2实施方式的曝光装置EX中,能够基于很快测量到的误差信息、或调整信息(校准信息)一边曝光出器件图案一边逐渐进行保持规定精度那样的修正和/或调整,并且能够容易地抑制在多描绘头方式中成为问题的、包含X方向或Y方向上的位移误差、旋转误差、倍率误差等各误差成分的描绘单元间的接合精度的降低。由此,第2实施方式的曝光装置EX能够将在基板P上重合曝光时的重合精度为保持在高精度的状态。
<器件制造方法>
接下来,参照图25对器件制造方法进行。图25是表示各实施方式的器件制造方法的流程图。
在图25所示的器件制造方法中,首先进行由例如有机EL等的自发光元件形成的显示面板的功能及性能设计,并通过CAD等设计所需的电路图案和布线图案(步骤S201)。另外,准备卷绕有成为显示面板的基材的挠性的基板P(树脂薄膜、金属箔膜、塑料等)的供给用辊(步骤S202)。此外,在该步骤S202准备的辊状的基板P根据需要可以是对其表面进行了改性的基板、事先形成有基底层(例如通过压印方式形成的微小凹凸)的基板、事先层叠有光感应性的功能膜和/或透明膜(绝缘材料)的基板。
接下来,在基板P上形成构成显示面板器件的由电极、布线、绝缘膜、TFT(薄膜半导体)等构成的底板层,并且以层叠在该底板层上的方式形成由有机EL等的自发光元件形成的发光层(显示像素部)(步骤S203)。在该步骤S203中也可以含有由以下工序等形成的处理:使用在之前的各实施方式中说明的曝光装置EX对光致抗蚀剂层进行曝光而使其显影的以往的光刻工序;代替光致抗蚀剂而对涂敷有感光性硅烷耦合材料的基板P进行图案曝光来对表面的亲疏水性进行改性以形成图案的曝光工序;对光感应性的催化剂层进行图案曝光以选择性地赋予镀敷还原性,通过无电解镀敷法形成金属膜的图案(布线、电极等)的湿式工序或者通过含有银纳米粒子的导电性墨水等描绘图案的印刷工序。
接下来,按以辊方式在长条状的基板P上连续制造的每个显示面板器件切割基板P,在各显示面板器件的表面上贴合保护薄膜(耐环境隔层)和彩色滤光片等来组装器件(步骤S204)。然后,进行显示面板器件是否正常作用、是否满足所期望的性能和特性的检查工序(步骤S205)。如以上那样,能够制造出显示面板(柔性显示器)。此外,由柔性的长条片状基板制成的电子器件不限于显示面板,也可以是用于将安装在汽车和/或电车等中的各种电子部件间连接的作为线束(布线束)的柔性布线网。
附图标记的说明
1 器件制造***
11 描绘装置
12 基板搬送机构
13 装置框架
14 旋转位置检测机构
16 控制部
23 第1光学平台
24 移动机构
25 第2光学平台
31 校准检测***
31Cs 光电传感器
31f 遮光部件
73 第4分束器
81 光偏转器
83 扫描器
96 反射镜
97 旋转多面镜
97a 旋转轴
97b 反射面
98 原点检测器
AM1、AM2 对准显微镜
DR 旋转筒
EN1、EN2、EN3、EN4 编码器读头
EX 曝光装置
I 旋转轴
LL1~LL5 描绘线
PBS 偏振光分束器
UW1~UW5 描绘单元
Claims (9)
1.一种图案描绘装置,基于电子器件用的图案的描绘数据,在长条的片状基板的表面上描绘出所述图案,其特征在于,具有:
旋转筒,其绕规定的中心线旋转,并且具有在相对于所述中心线为一定半径的圆筒状的外周面的一部分形成的基准图案,通过所述外周面支承所述片状基板的长度方向的一部分;
移动测量装置,其包括编码器读头,所述编码器读头读取标尺部并输出与所述片状基板的移动量或移动位置相应的移动信息,其中所述标尺部沿着相对于所述中心线为规定半径的周面设置并与所述旋转筒一起旋转;
描绘装置,其在所述中心线延伸的方向上按奇数和偶数的顺序配置有多个描绘单元,其中所述描绘单元将根据所述描绘数据而进行了强度调制后的光束的点光投射到由所述旋转筒支承的所述片状基板上,并沿着在与所述中心线平行的方向用旋转多面镜扫描所述点光时的描绘线而描绘出所述图案,所述描绘装置将第奇数个描绘单元进行的所述点光的扫描方向和第偶数个描绘单元进行的所述点光的扫描方向设置为彼此相反;
对准显微镜,其在沿所述旋转筒的旋转方向与所述第奇数个描绘单元和所述第偶数个描绘单元各自的所述描绘线相比设置在上游侧的观察区域检测预先形成于所述片状基板的标记、或者所述旋转筒的所述基准图案;
光电传感器,其分别设于所述第奇数个描绘单元和所述第偶数个描绘单元,在来自所述描绘单元的所述光束的点光扫描所述旋转筒的外周面时在亮视野或暗视野接收从所述基准图案产生的反射光,并检测所述反射光的强度变化;以及
控制部,其基于伴随所述旋转筒的旋转而所述基准图案分别被所述对准显微镜和所述光电传感器检测到时的所述移动测量装置得到的各移动信息,得到和所述多个描绘单元各自的第奇数条所述描绘线和第偶数条所述描绘线各自与所述观察区域之间的相对位置关系有关的校准信息,之后基于所述校准信息和所述对准显微镜检测到所述片状基板的所述标记时所述移动测量装置得到的移动信息,来调整通过分别来自所述第奇数个描绘单元和所述第偶数个描绘单元的所述光束的点光而形成的所述图案的描绘位置。
2.如权利要求1所述的图案描绘装置,其特征在于,
所述移动测量装置的所述编码器读头包括:
第1编码器读头,该第1编码器读头在沿所述旋转筒的周向与所述第奇数个描绘单元的所述描绘线或者所述第偶数个描绘单元的所述描绘线相同的方位与所述标尺部相对地配置;和
第2编码器读头,该第2编码器读头在沿所述旋转筒的周向与所述观察区域相同的方位与所述标尺部相对地配置。
3.如权利要求1或2所述的图案描绘装置,其特征在于,
所述控制部执行的所述描绘位置的调整包含变更所述所述旋转筒的旋转速度,以变更所述片状基板的移动速度的控制。
4.如权利要求1或2所述的图案描绘装置,其特征在于,
所述控制部执行的所述描绘位置的调整包括以下控制:对基于所述旋转筒的旋转而形成的所述片状基板的每单位时间的周向上的移动距离与该移动距离内含有的所述描绘线的条数之间的关系进行变更。
5.如权利要求1或2所述的图案描绘装置,其特征在于,
所述控制部执行的所述描绘位置的调整包括对通过所述光束的扫描而形成的所述描绘线的长度进行变更。
6.如权利要求1或2所述的图案描绘装置,其特征在于,
还具有脉冲光源,所述脉冲光源作为分别从多个所述描绘单元投射的所述光束而发出与***时钟同步的紫外域的波长的脉冲光,
所述控制部执行的所述描绘位置的调整包括在所述光束沿着所述描绘线进行扫描的期间部分地改变所述***时钟的周期的处理。
7.一种图案描绘装置,基于描绘数据在具有挠性的片状的基板的表面上描绘出图案,其特征在于,具有:
搬送机构,其具有在支承所述基板的表面的一部分形成的基准图案,使所支承的所述基板在沿着所述表面的副扫描方向移动;
描绘单元,其包括:扫描器,该扫描器将根据所述描绘数据而调制的光束在被所述搬送机构支承的所述基板上沿与所述副扫描方向正交的主扫描方向扫描;和原点检测器,该原点检测器产生原点信号,所述原点信号表示沿所述主扫描方向扫描的所述光束成为与描绘开始点对应的扫描位置,所述描绘单元将所述图案描绘到所述基板上;
校准检测***,其接收在所述光束扫描所述搬送机构的表面时产生的反射光,并输出与所述基准图案相应地强度发生变化的检测信号;以及
控制部,其求出基于来自所述原点检测器的所述原点信号而确定的描绘开始点的扫描方向的位置与基于来自所述校准检测***的所述检测信号而确定的所述光束对所述基准图案的扫描位置之间的关系,并调整所述描绘单元执行的所述图案的描绘位置。
8.如权利要求7所述的图案描绘装置,其特征在于,
还包括光束位移机构,所述光束位移机构设置在所述光束对所述描绘单元的所述扫描器入射前的光路中,在与所述光束的行进轴正交的面内使所述光束位移,而使在所述基板上扫描的所述光束形成的描绘线在所述主扫描方向或者所述副扫描方向位移,
所述控制部为了调整所述描绘位置而对所述光束位移机构进行驱动控制。
9.如权利要求8所述的图案描绘装置,其特征在于,
所述搬送机构包括旋转筒,所述旋转筒绕与所述主扫描方向平行地设定的中心线旋转,并且在距所述中心线为一定半径的圆筒状的外周面的一部分形成有所述基准图案,所述旋转筒通过所述外周面支承所述基板。
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