JP4346320B2

JP4346320B2 - Exposure method and exposure apparatus

Info

Publication number: JP4346320B2
Application number: JP2003028073A
Authority: JP
Inventors: 一生渡辺
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2023-02-05
Also published as: JP2004240097A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光方法及び露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャッターの開閉により光量を設定し、基板にマスクパターンを露光する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来はシャッターが開閉される際に生じるシャッター羽根の加減速の影響について考慮されていなかった。しかし、シャッター羽根の加減速時にシャッターが開閉されると、光量を設定する上で種々の不都合が生じる。例えば、積算露光量はシャッター羽根の速度の関数として考慮する必要がある。また、露光領域に亘って均一な露光量で露光するためには、シャッター開閉の際の光量の変化も考慮しなければならない。しかし、シャッター羽根の加速度の影響も考慮することとなると光量の計算が複雑になる。このため、レジストの感度に応じて予め設定された積算露光量を正確に得ることや、露光領域に亘って均一な露光量で露光することが困難であった。
【０００４】
そこで、本発明は、光量を容易に設定可能な露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００６】
本発明の露光方法は、基板（１００）の露光に寄与可能な光束（Ｌ）の光路内にシャッター羽根（１４）を出し入れして光量を設定し、基板にマスクパターンを露光する露光方法において、前記シャッター羽根のエッジ（１４ａ、１４ｂ）が前記光路内から前記光路外へ出るときの前記シャッター羽根の速度が、前記シャッター羽根を出し入れする際の最大速度（ｖ１）に達しているように、前記シャッター羽根を動作させるとともに、前記シャッター羽根を前記光路内から出す動作を前記基板とフォトマスクとの位置合わせ終了前に開始することにより、上述した課題を解決する。
【０００７】
本発明の露光方法によれば、シャッターを開くときや閉じるときにエッジが光束を横切り終える速度は、シャッター羽根を出し入れする際の最大速度になる。このため、シャッターが開き始めてから全開になるまでの間及びシャッターが閉じ始めてから全閉になるまでの間におけるシャッター羽根の速度が従来に比較して大きい。従って、エッジが光束をよぎる際の時間が短縮され、シャッター羽根の加減速時にシャッター羽根のエッジが光束を横切ることによる種々の不都合が解消される。例えば、エッジが光束をよぎる際に生じる露光領域に対する光量のばらつきが小さくなる。また、シャッターを全開にしている時間に比較して、エッジが光束をよぎる際の時間が短くなるから、エッジが光束をよぎる間の光量が積算露光量に及ぼす影響が小さくなり、レジストの感度に応じた積算露光量を得ることが容易となる。また、シャッター羽根の動作が基板とフォトマスクとの位置合わせ終了前に開始されるので、位置合わせが終了した後にシャッター羽根の駆動を開始する場合に比較して、位置合わせが終了してからシャッター羽根の速度が設定速度に到達するまでの時間が短縮される。
【０００８】
本発明の露光方法において、前記シャッター羽根を前記最大速度で動作させる際に生じる加減速が、前記エッジが前記光路外にある間に終了し、前記最大速度で動作している間に前記エッジが前記光路を横切るように前記シャッター羽根を動作させてもよい。この場合、シャッター羽根が最大速度で移動している間にのみシャッター羽根のエッジが光束を横切る。このため、シャッター羽根の加減速時にシャッター羽根のエッジが光束を横切ることによる種々の不都合が解消される。例えば、シャッターを通過する光量はシャッター羽根の速度の関数として考慮する必要があるが、シャッター羽根の速度が一定であるため、シャッター開閉の際の光量の計算が容易である。従って、レジストの感度に応じた積算露光量で露光することが容易となる。また、露光領域に亘って均一な光量を設定することも容易となる。
【０００９】
本発明の露光方法において、前記エッジが前記光路を横切る方向は、前記光路内から前記シャッター羽根を出すときと、前記光路内に前記シャッター羽根を入れるときとで同じ方向であってもよい。この場合、シャッター羽根を光路内から出すときの光量分布と、シャッター羽根を光路内へ入れるときの光量分布とが互いに反転した分布になるから、露光領域に亘って均一な光量が設定される。
【００１０】
本発明の露光方法において、前記シャッター羽根を前記光路内から出して前記光路内へ入れるまで、前記シャッター羽根を前記最大速度で動作させてもよい。この場合、シャッターが開かれている間、シャッター羽根の速度が一定であるため、シャッターが開かれている時間の計算が容易となる。
【００１１】
本発明の露光方法において、前記シャッター羽根を前記光路内から出して前記光路内へ入れるまでの間に前記シャッター羽根の速度を一旦減じてから再度前記最大速度まで加速するとともに、当該加速の終了時期と前記エッジの前記光路を横切り始める時期とが一致するように、前記シャッター羽根を動作させてもよい。
【００１２】
この場合、シャッター羽根の加減速により光路を開く時間が調整される。また、光路を開く時間は、露光に必要な積算光量と、光源の照度によって定まり、光路を開いた時期が特定されれば、光路を閉じるべき時期も特定され、さらにはエッジが光路を横切り始めるべき時期も特定される。上述の態様では、エッジが横切り始めるときに加速が終了するから、加速に要する時間だけ、エッジが光路を横切り始めるべき時期よりも前に加速を開始するだけで、正確に露光に必要な時間だけ光路を開くことができる。なお、シャッター羽根の速度を減じる概念には、シャッター羽根の停止、逆方向への移動も含まれる。シャッター羽根の停止、逆方向への移動により、加速を再度開始する位置を調整すれば、エッジが光束をよぎる際の速度、及び露光を終了する時間の調整が一層容易に行われる。
【００１３】
本発明の露光方法において、前記シャッター羽根を前記光路内から出す際に前記光路を横切るエッジが、前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせが終了した後に前記光路を横切り始めるように、前記シャッター羽根を動作させてもよい。すなわち、上述のようにシャッター羽根を光路内から出す動作を位置合わせ終了前に開始する場合に、露光不良が生じないように条件設定してもよい。
【００１４】
本発明の露光装置（１）は、基板（１００）の露光に寄与可能な光束の光路内に出し入れ可能なシャッター羽根（１４）と、前記シャッター羽根を駆動する駆動手段（１５）とを備え、基板にマスクパターンを露光する露光装置において、前記駆動手段は、前記シャッター羽根のエッジが前記光路内から前記光路外へ出るときの前記シャッター羽根の速度が、前記シャッター羽根を出し入れする際の最大速度に達しているように、前記シャッター羽根を駆動するとともに、前記シャッター羽根により前記光束を遮断している間、前記シャッター羽根を揺動することにより、上述した課題を解決する。
【００１５】
本発明の露光装置によれば、上述した本発明の露光方法を実現できる。
【００１６】
また、光束が照射される位置はシャッター羽根の揺動に伴って変化する。本発明の露光装置によれば、光束を遮断している間、前記シャッター羽根が揺動されるため、シャッター羽根の同一部分が長時間に亘って加熱されることが回避され、シャッター羽根の変形、破損が防止される。
【００１７】
本発明の露光装置において、前記シャッター羽根は、前記光束の出射側の表面が黒体であってもよい。この場合、シャッター羽根からの放熱が容易となり、シャッター羽根の変形、破損が防止される。
【００１８】
本発明の露光装置において、前記シャッター羽根は、前記光束の出射側の表面に凹凸部が設けられていてもよい。この場合、シャッター羽根の表面積が増加することから、放熱が容易となり、シャッター羽根の変形、破損が防止される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の露光装置１の構成を示す側面図である。露光装置１は、基板１００にプロキシミティ方式の露光を行う装置として構成されている。基板１００は、例えばカラーフィルタやＴＦＴ基板等のガラス基板として構成されている。
【００２０】
露光装置１は、光源２と、光源２の光を集光するための楕円鏡３と、光源２及び楕円鏡３からの光束Ｌの方向を変化させるミラー４と、ミラー４からの光束Ｌの光路を開閉するロータリーシャッター６（以下、単に「シャッター６」という。）と、シャッター６を通過した光束Ｌを均一化するインテグレータレンズ５と、インテグレータレンズ５からの光束Ｌの方向を変化させつつ、光束Ｌを平行光束へと変化させる放物面鏡７と、放物面鏡７からの光束Ｌが照射されるフォトマスク９と、露光対象の基板１００を載置するステージ１０と、フォトマスク４を水平方向に駆動する駆動装置１１と、ステージ２を水平方向及び上下方向に駆動する駆動装置１２と、駆動装置１１等の各種装置の制御を行う制御装置１３とを備えている。
【００２１】
シャッター６は、光路に出し入れ可能なシャッター羽根１４と、シャッター羽根１４を駆動するサーボモータ１５（以下、単に「モータ１５」という。）と、モータ１５の回転位置を検出するロータリーエンコーダ１６と、制御装置１３からの指示信号に基づいてモータ１５に電力を供給するモータドライバ１７とを備えている。
【００２２】
シャッター羽根１４は、図２（ａ）に示すようにモータ１５の出力軸１５ａを中心とした半円形状に形成され、その半径は光束Ｌの断面の直径よりも大きくなるように設定されている。シャッター羽根１４は、例えば銅、アルミニウム等の高伝熱材により形成されている。シャッター羽根１４の入射側（インテグレータレンズ５側）の面には、例えばアルミニウムが蒸着され、反射率が高く設定されている。その裏面（光束Ｌの出射側の表面）は、例えば黒体としたり、表面積が大きくなるように凹凸が設けられ、放熱が容易となっている。なお、黒体とするには、例えばシャッター羽根１４の裏面を黒色の塗料で塗装してもよい。また、凹凸は、例えばシャッター羽根１４のプレス加工により設けてもよい。
【００２３】
シャッター羽根１４は、モータ１５により矢印ｙ１の方向に回転され、エッジ１４ａが位置Ｐ０に一致する位置を停止位置として設定されている。また、図２（ｂ）に示すように、θ１は、シャッター羽根１４が加速する間（時間Ｔ１）の回転量、θ２は、シャッター羽根１４が最大速度（一定速度）ｖ１で回転する間（時間Ｔ２）の回転量、θ３は、シャッター羽根１４が減速する間（時間Ｔ３）の回転量として設定されている。位置Ｐ１は、エッジ１４ａが光束Ｌを横切り始める位置であり、位置Ｐ２は、エッジ１４ｂが光路内から光路外へ出て、光束Ｌを横切り終えるときのエッジ１４ａの位置である。位置Ｐ０は、位置Ｐ１から、シャッター羽根１４の回転方向の逆方向にθ１だけずれた位置に設定されている。θ１は、例えばシャッター羽根１４が速度ｖ１に到達するのに要する回転量を実験等により求めて設定される。速度ｖ１は、例えば、光束Ｌの中心の位置で５ｍ／秒以上に設定される。なお、エッジ１４ａは位置Ｐ３において光路内から光路外へ出て、光束Ｌを横切り終える。
【００２４】
ロータリーエンコーダ１６の検出信号は制御装置１３に出力される。制御装置１３は、ロータリーエンコーダ１６からの信号に基づいて、モータドライバ１７を介してモータ１５を所定の角速度で回転させるとともに、モータ１５の出力軸１５ａを所定の位置に位置決めする。
【００２５】
上記の構成を有する露光装置１の動作を説明する。図３は、制御装置１３が実行する位置合わせ処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、例えば基板１００がステージ１０に搬送されたときに開始される。ステップＳ１では、制御装置１３は、駆動装置１２に指示信号を出力し、基板１００をフォトマスク９の下方に位置させるようにステージ１０を水平方向に駆動するとともに、所定のプロキシミティギャップを介してフォトマスク９と基板１００とを対向させるようにステージ１０を上方へ駆動する。ステップＳ２では、不図示のカメラが撮像した画像信号に基づいて、フォトマスク９のアライメントマーク（不図示）と、基板１００のアライメントマーク（不図示）とを位置合わせするように、駆動装置１１及び駆動装置１２に指示信号を出力する。
【００２６】
図４は、制御装置１３が実行する駆動指示処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、例えば基板１００がステージ１０に搬送されたときに開始される。この処理が開始されたとき、シャッター羽根１４は、エッジ１４ａが位置Ｐ０に一致する位置で停止しており、光束Ｌはシャッター６によって遮断されている。
【００２７】
まず、制御装置１３は、図３のステップＳ１が終了したか否かを判定し、ステップＳ１が終了するまで待機する（ステップＳ１１）。ステップＳ１が終了したと判定したときは、タイマにモータ１５を駆動するまでの待ち時間Ｔ０を設定するとともに、タイマカウントを開始する（ステップＳ１２）。
【００２８】
時間Ｔ０は、例えば、ステップＳ１が終了したと判定されたとき（図２（ｂ）の時刻ｔ０）からステップＳ２のアライメントマークの位置合わせが終了するまでの時間をＴｅとして、以下の式を満たすように設定する。
【数１】
ｍａｘＴｅ＝Ｔ０＋Ｔ１
ここで、ｍａｘＴｅは、Ｔｅのとり得る値の最大値である。ｍａｘＴｅは、例えば実験等により求められる。
【００２９】
ステップＳ１３では、時間Ｔ０が経過したか否かを判定し、経過したと判定するまで待機する。時間Ｔ０が経過したと判定した場合は、モータ１５を一定の速度で回転させるようにモータドライバ１７を介してモータ１５の駆動を開始する（ステップＳ１４）。
【００３０】
図４の処理により、図２（ｂ）に示すように、時刻ｔ１においてシャッター羽根１４の駆動が開始される。時間Ｔ０を数１のように設定することにより、シャッター羽根１４の駆動は位置合わせが終了する時刻ｔｅの前に開始され、露光は時刻ｔｅの後に開始される。そして、シャッター羽根１４が最大速度ｖ１で回転する間（時間Ｔ２）においてエッジ１４ａ、１４ｂが光束Ｌをよぎっている。
【００３１】
なお、時間Ｔ０は、制御装置１３が時間Ｔｅを予測又は学習することにより、制御装置１３が適宜に算出してもよいし、予め定めた時間Ｔ０を制御装置１３に記憶させておいてもよい。時間Ｔｅが時間Ｔ１よりも短い場合には、時間Ｔ０を０とし、時刻ｔ０において直ちに駆動指示を出してもよい。
【００３２】
エッジ１４ａ、１４ｂが光束を横切る位置を考慮する際には、光源２からの光束のうち、露光に有効な光束について考慮すればよい。例えば、エッジ１４ａ、１４ｂが光束を横切る際の速度を一定速度に設定する場合、インテグレータレンズ５の外側に照射されて基板１００に到達しない光束や、光路に設けられたアパーチャ（不図示）を通過しない光束等については、シャッター羽根１４の加減速時にエッジ１４ａ、エッジ１４ｂがこれらの光束を横切ってもよい。
【００３３】
基板１００がステージ２へ搬送される間等、長時間シャッター６が閉じられている場合には、光束Ｌを通過させない範囲（エッジ１４ａがθ１、θ３内に位置する範囲）でシャッター羽根１４を揺動させ、シャッター羽根の同一部分が長時間に亘って加熱されることを防止してもよい。また、加熱部分にエアーを吹き付け冷却しても良い。
【００３４】
本発明は以上の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想と実質的に同一である限り、種々の形態で実施してよい。
【００３５】
シャッター６の全開時（エッジ１４ａが光束Ｌを横切り終えてから、エッジ１４ｂが光束Ｌを横切り始めるまでの間）には、シャッター羽根１４を減速、加速させてもよい。１例を図５（ａ）（ｂ）に示す。この図において、シャッター羽根１４は、エッジ１４ａがθ５の範囲にあるときに減速、位置Ｐ４にあるときに停止、θ６の範囲にあるときに加速するように設定されている。位置Ｐ４は、例えばエッジ１４ｂが光束Ｌを横切り始める位置Ｐ５からθ６だけずれた位置に設定される。θ６は例えばシャッター羽根１４が最大速度ｖ１に到達するのに必要な回転量である。露光を行う時間Ｔ２は、露光に必要な積算光量と、光源２の照度によって定まるから、図５のように設定した場合、位置Ｐ４にて再度シャッター羽根１４の駆動を開始する時刻ｔｒを適宜に設定することにより、正確に露光時間Ｔ２の間だけ露光を行うことができる。なお、例えば、θ５の範囲で速度ｖ１から速度０まで減速することが困難な場合には、一旦位置Ｐ４を過ぎた後にシャッター羽根１４を逆方向に移動させて、位置Ｐ４にシャッター羽根１４を停止させてもよい。
【００３６】
エッジ１４ａが位置Ｐ１に到達した時点で加速が終了し、エッジ１４ａが位置Ｐ２に到達した時点で減速を開始する例を示したが、エッジ１４ａが位置Ｐ１に到達する前に加速を終了してもよいし、エッジ１４ａが位置Ｐ２を通過してから減速を開始してもよい。エッジ１４ａが位置Ｐ３に到達するとき等、エッジ１４ａ、１４ｂが光束Ｌを横切り終えるときに、最大速度ｖ１に到達するようにしてもよい。
【００３７】
最大速度ｖ１は、モータ１５の性能、露光時間等の種々の事情に応じて適宜に設定してよい。最大速度ｖ１は、エッジ１４ａ、１４ｂが光束Ｌをよぎる時間を短縮する観点から、できるだけ大きくすることが望ましい。一方、シャッター羽根１４の加速域として確保できる範囲は、一方のエッジが光束Ｌを横切り終えてから、他方のエッジが光束Ｌを横切り終えるまでである。例えば、シャッター羽根１４のように、半円形のシャッター羽根の場合には、シャッター羽根１４が半周する範囲が加速に利用できる範囲である。従って、例えば、モータ１５の加速性能が高く、シャッター羽根１４を半周させる間に、モータ１５の最大角速度までモータ１５を加速できる場合には、そのときのシャッター羽根１４の速度を最大速度ｖ１として設定してもよい。また、例えば、シャッター羽根１４を半周させる間にモータ１５の最大角速度までモータ１５を加速できない場合等には、加速に利用できる範囲の大きさ等に応じて、適宜な速度を最大速度ｖ１と設定してよい。
【００３８】
シャッター６は光路のどの位置に設けられてもよい。例えば、インテグレータレンズ５よりも放物面鏡７側に設けられてもよい。シャッター６はロータリーシャッターに限定されない。シャッター羽根の加減速時に光束を遮断することが可能であれば、公知のあらゆるシャッターを本発明の露光装置のシャッターとして利用可能である。例えばシャッター羽根を往復運動させるものでもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、エッジが光束を横切り終えるときのシャッターの速度はシャッター羽根を出し入れする際の最大速度になる。すなわち、従来に比較してエッジが光束をよぎる際の速度が大きい。このため、エッジが光束をよぎる際の時間が短縮され、シャッター羽根の加減速時にシャッター羽根のエッジが光束を横切ることによる種々の不都合が解消される。例えば、エッジが光束をよぎる際に生じる露光領域に対する光量のばらつきが小さくなる。また、シャッターを全開にしている時間に比較して、エッジが光束をよぎる際の時間が短くなるから、エッジが光束をよぎる間の光量が積算露光量に及ぼす影響が小さくなり、レジストの感度に応じた積算露光量を得ることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の構成を示す図。
【図２】図１の露光装置のシャッター羽根の形状及び速度変化を示す図。
【図３】図１の露光装置の制御装置が実行する位置合わせ処理の手順を示すフローチャート。
【図４】図１の露光装置の制御装置が実行する駆動指示処理の手順を示すフローチャート。
【図５】図２のシャッター羽根の速度変化の変形例。
【符号の説明】
１露光装置
９フォトマスク
１１駆動装置
１２駆動装置
１３制御装置
１４シャッター羽根
１５モータ
１００基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
A method is known in which the amount of light is set by opening and closing a shutter to expose a mask pattern on a substrate.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, the influence of the acceleration and deceleration of the shutter blades that occurs when the shutter is opened and closed has not been considered. However, if the shutter is opened and closed during acceleration / deceleration of the shutter blades, various inconveniences arise in setting the light quantity. For example, the integrated exposure needs to be considered as a function of shutter blade speed. Further, in order to perform exposure with a uniform exposure amount over the exposure region, it is necessary to consider a change in light amount when the shutter is opened and closed. However, if the influence of the acceleration of the shutter blade is also taken into account, the calculation of the light amount becomes complicated. For this reason, it is difficult to accurately obtain a preset integrated exposure amount according to the sensitivity of the resist or to perform exposure with a uniform exposure amount over the exposure region.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide an exposure method and an exposure apparatus that can easily set the light amount.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are appended in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
[0006]
An exposure method of the present invention is an exposure method in which a shutter blade (14) is put in and out of an optical path of a light beam (L) that can contribute to exposure of the substrate (100) to set a light quantity, and a mask pattern is exposed on the substrate. The speed of the shutter blade when the edge (14a, 14b) of the shutter blade goes out of the optical path from the inside of the optical path reaches the maximum speed (v1) when the shutter blade is put in and out, The above-described problems are solved by operating the shutter blades and starting the operation of taking the shutter blades out of the optical path before the alignment between the substrate and the photomask is completed .
[0007]
According to the exposure method of the present invention, when the shutter is opened or closed, the speed at which the edge finishes traversing the luminous flux is the maximum speed when the shutter blades are taken in and out. For this reason, the speed of the shutter blades from when the shutter starts to open until it is fully opened and from when the shutter starts to close until it is fully closed is higher than in the prior art. Therefore, the time required for the edge to cross the light beam is shortened, and various inconveniences due to the edge of the shutter blade crossing the light beam during acceleration / deceleration of the shutter blade are eliminated. For example, the variation in the amount of light with respect to the exposure region that occurs when the edge crosses the light beam is reduced. In addition, since the time when the edge crosses the light beam is shortened compared to the time when the shutter is fully opened, the influence of the light amount while the edge crosses the light beam on the integrated exposure amount is reduced, and the sensitivity of the resist is increased. It is easy to obtain a corresponding integrated exposure amount. In addition, since the operation of the shutter blades is started before the alignment between the substrate and the photomask is completed, the shutter is operated after the alignment is completed as compared with the case where the driving of the shutter blades is started after the alignment is completed. The time until the blade speed reaches the set speed is shortened.
[0008]
In the exposure method of the present invention, the acceleration / deceleration that occurs when the shutter blades are operated at the maximum speed ends while the edges are outside the optical path, and the edges are moved while operating at the maximum speed. The shutter blades may be operated so as to cross the optical path. In this case, the edge of the shutter blade crosses the light beam only while the shutter blade moves at the maximum speed. For this reason, various inconveniences caused by the edge of the shutter blade crossing the light beam during acceleration / deceleration of the shutter blade are eliminated. For example, the amount of light passing through the shutter needs to be considered as a function of the speed of the shutter blades, but since the speed of the shutter blades is constant, it is easy to calculate the amount of light when opening and closing the shutter. Therefore, it becomes easy to perform exposure with an integrated exposure amount corresponding to the sensitivity of the resist. It is also easy to set a uniform amount of light over the exposure area.
[0009]
In the exposure method of the present invention, the direction in which the edge crosses the optical path may be the same direction when the shutter blade is put out from the optical path and when the shutter blade is put in the optical path. In this case, since the light amount distribution when the shutter blades are taken out from the optical path and the light amount distribution when the shutter blades are put into the optical path are mutually inverted, a uniform light amount is set over the exposure region.
[0010]
In the exposure method of the present invention, the shutter blade may be operated at the maximum speed until the shutter blade is taken out of the optical path and into the optical path. In this case, since the speed of the shutter blades is constant while the shutter is open, the time during which the shutter is open can be easily calculated.
[0011]
In the exposure method of the present invention, the speed of the shutter blade is once reduced after the shutter blade is taken out of the optical path and inserted into the optical path, and then accelerated to the maximum speed again. The shutter blades may be operated so that the time when the edge starts to cross the optical path coincides.
[0012]
In this case, the time for opening the optical path is adjusted by acceleration / deceleration of the shutter blades. The time for opening the optical path is determined by the integrated light amount required for exposure and the illuminance of the light source. If the time when the optical path is opened is specified, the time when the optical path should be closed is also specified, and further, the edge starts to cross the optical path. The timing should be specified. In the above-described aspect, since the acceleration is finished when the edge starts to cross, only the time required for the exposure is required only by the time required for the acceleration, just by starting the acceleration before the time when the edge should start crossing the optical path. The optical path can be opened. Note that the concept of reducing the speed of the shutter blades includes stopping the shutter blades and moving them in the opposite direction. If the position where acceleration is restarted is adjusted by stopping the shutter blades and moving in the opposite direction, the speed at which the edge crosses the light beam and the time for ending the exposure can be adjusted more easily.
[0013]
In the exposure method of the present invention, when the shutter blade is taken out of the optical path, the edge that crosses the optical path starts to cross the optical path after the alignment between the substrate and the photomask is completed. May be operated. That is, as described above, when the operation of taking out the shutter blades from the optical path is started before the alignment is completed, the condition may be set so that no exposure failure occurs.
[0014]
The exposure apparatus (1) of the present invention comprises a shutter blade (14) that can be taken in and out of an optical path of a light beam that can contribute to exposure of the substrate (100), and a drive means (15) that drives the shutter blade, In the exposure apparatus that exposes the mask pattern on the substrate, the driving means is configured such that the speed of the shutter blade when the edge of the shutter blade goes out of the optical path from the inside of the optical path is the maximum speed when the shutter blade is taken in and out. As described above, the above-mentioned problem is solved by driving the shutter blades and swinging the shutter blades while blocking the light flux by the shutter blades .
[0015]
According to the exposure apparatus of the present invention, the above-described exposure method of the present invention can be realized.
[0016]
Also , the position where the light beam is irradiated changes as the shutter blades swing. According to the exposure apparatus of the present invention, since the shutter blades are swung while the light beam is blocked , the same portion of the shutter blades can be prevented from being heated for a long time, and the shutter blades can be deformed. Damage is prevented.
[0017]
In the exposure apparatus of the present invention, the shutter blade may have a black body on the surface on the light emission side. In this case, heat radiation from the shutter blades is facilitated, and deformation and breakage of the shutter blades are prevented.
[0018]
In the exposure apparatus of the present invention, the shutter blade may have a concavo-convex portion on the surface on the light emission side. In this case, since the surface area of the shutter blade is increased, heat dissipation is facilitated, and deformation and breakage of the shutter blade are prevented.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a side view showing a configuration of an exposure apparatus 1 of the present invention. The exposure apparatus 1 is configured as an apparatus that performs proximity exposure on the substrate 100. The substrate 100 is configured as a glass substrate such as a color filter or a TFT substrate.
[0020]
The exposure apparatus 1 includes a light source 2, an elliptical mirror 3 for condensing the light from the light source 2, a mirror 4 that changes the direction of the light beam L from the light source 2 and the elliptical mirror 3, and the light flux L from the mirror 4. A rotary shutter 6 that opens and closes an optical path (hereinafter simply referred to as “shutter 6”), an integrator lens 5 that equalizes a light beam L that has passed through the shutter 6, and a direction of the light beam L from the integrator lens 5 is changed. A parabolic mirror 7 that changes the luminous flux L into a parallel luminous flux, a photomask 9 irradiated with the luminous flux L from the parabolic mirror 7, a stage 10 on which a substrate 100 to be exposed is placed, and a photomask 4 Is provided with a driving device 11 that drives the stage 2 in the horizontal direction, a driving device 12 that drives the stage 2 in the horizontal and vertical directions, and a control device 13 that controls various devices such as the driving device 11.
[0021]
The shutter 6 includes a shutter blade 14 that can be taken in and out of the optical path, a servo motor 15 that drives the shutter blade 14 (hereinafter simply referred to as “motor 15”), a rotary encoder 16 that detects the rotational position of the motor 15, and a control. A motor driver 17 that supplies power to the motor 15 based on an instruction signal from the device 13 is provided.
[0022]
As shown in FIG. 2A, the shutter blade 14 is formed in a semicircular shape centering on the output shaft 15a of the motor 15, and its radius is set to be larger than the diameter of the cross section of the light beam L. . The shutter blade 14 is formed of a high heat transfer material such as copper or aluminum. For example, aluminum is vapor-deposited on the incident side (integrator lens 5 side) surface of the shutter blade 14 so that the reflectance is set high. The back surface (the surface on the light emission side of the light beam L) is, for example, a black body or is provided with irregularities so as to increase the surface area, thereby facilitating heat dissipation. In order to obtain a black body, for example, the back surface of the shutter blade 14 may be painted with a black paint. The unevenness may be provided by, for example, pressing the shutter blade 14.
[0023]
The shutter blade 14 is rotated in the direction of the arrow y1 by the motor 15, and the position where the edge 14a coincides with the position P0 is set as the stop position. Also, as shown in FIG. 2B, θ1 is the amount of rotation while the shutter blade 14 is accelerating (time T1), and θ2 is the time during which the shutter blade 14 rotates at the maximum speed (constant speed) v1 (time). The rotation amount θ3 of T2) is set as the rotation amount while the shutter blade 14 is decelerating (time T3). The position P1 is a position where the edge 14a starts to cross the light beam L, and the position P2 is a position of the edge 14a when the edge 14b goes out of the optical path from the optical path and finishes crossing the light beam L. The position P0 is set to a position shifted from the position P1 by θ1 in the direction opposite to the rotation direction of the shutter blades 14. For example, θ1 is set by experimentally determining the amount of rotation required for the shutter blade 14 to reach the speed v1. The speed v1 is set to 5 m / second or more at the center position of the light beam L, for example. The edge 14a exits from the inside of the optical path at the position P3 and finishes traversing the light beam L.
[0024]
The detection signal of the rotary encoder 16 is output to the control device 13. Based on the signal from the rotary encoder 16, the control device 13 rotates the motor 15 at a predetermined angular velocity via the motor driver 17, and positions the output shaft 15a of the motor 15 at a predetermined position.
[0025]
The operation of the exposure apparatus 1 having the above configuration will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the alignment process executed by the control device 13. This process is started, for example, when the substrate 100 is transferred to the stage 10. In step S1, the control device 13 outputs an instruction signal to the drive device 12, drives the stage 10 in the horizontal direction so that the substrate 100 is positioned below the photomask 9, and passes through a predetermined proximity gap. The stage 10 is driven upward so that the photomask 9 and the substrate 100 face each other. In step S2, the driving device 11 and the alignment mark (not shown) of the photomask 9 and the alignment mark (not shown) of the substrate 100 are aligned based on an image signal captured by a camera (not shown). An instruction signal is output to the driving device 12.
[0026]
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the drive instruction process executed by the control device 13. This process is started, for example, when the substrate 100 is transferred to the stage 10. When this processing is started, the shutter blade 14 is stopped at a position where the edge 14a coincides with the position P0, and the light beam L is blocked by the shutter 6.
[0027]
First, the control device 13 determines whether or not step S1 in FIG. 3 is finished, and waits until step S1 is finished (step S11). When it is determined that step S1 has ended, a waiting time T0 until the motor 15 is driven is set in the timer, and timer counting is started (step S12).
[0028]
The time T0 satisfies, for example, the following expression, where Te is the time from when it is determined that step S1 is completed (time t0 in FIG. 2B) until the alignment mark alignment of step S2 is completed: Set as follows.
[Expression 1]
max Te = T0 + T1
Here, max Te is the maximum value that Te can take. For example, max Te is obtained by experiments.
[0029]
In step S13, it is determined whether or not time T0 has elapsed, and the process waits until it is determined that time has elapsed. When it is determined that the time T0 has elapsed, the driving of the motor 15 is started via the motor driver 17 so as to rotate the motor 15 at a constant speed (step S14).
[0030]
As shown in FIG. 2B, the processing of FIG. 4 starts driving the shutter blades 14 at time t1. By setting the time T0 as shown in Equation 1, the driving of the shutter blade 14 is started before the time te when the alignment is completed, and the exposure is started after the time te. The edges 14a and 14b cross the light beam L while the shutter blade 14 rotates at the maximum speed v1 (time T2).
[0031]
The time T0 may be appropriately calculated by the control device 13 by the control device 13 predicting or learning the time Te, or a predetermined time T0 may be stored in the control device 13. . When the time Te is shorter than the time T1, the time T0 may be set to 0, and a driving instruction may be issued immediately at the time t0.
[0032]
When considering the positions where the edges 14a and 14b cross the light beam, the light beam effective for exposure among the light beams from the light source 2 may be considered. For example, when the speed at which the edges 14a and 14b cross the light beam is set to a constant speed, the light beam is irradiated to the outside of the integrator lens 5 and does not reach the substrate 100, or an aperture (not shown) provided in the optical path. For the light flux that does not pass, the edge 14a and the edge 14b may cross these light fluxes when the shutter blade 14 is accelerated or decelerated.
[0033]
When the shutter 6 is closed for a long time, such as while the substrate 100 is being transported to the stage 2, the shutter blades 14 are swung within a range where the light flux L is not allowed to pass (the range where the edge 14a is located within θ1 and θ3). The same portion of the shutter blade may be prevented from being heated for a long time. Moreover, you may cool by blowing air to a heating part.
[0034]
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various forms as long as it is substantially the same as the technical idea of the present invention.
[0035]
The shutter blade 14 may be decelerated and accelerated when the shutter 6 is fully opened (between the edge 14a has crossed the light beam L and the edge 14b has started to cross the light beam L). An example is shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). In this figure, the shutter blade 14 is set to decelerate when the edge 14a is in the range of θ5, stop when it is at the position P4, and accelerate when it is within the range of θ6. The position P4 is set, for example, at a position shifted by θ6 from the position P5 at which the edge 14b starts to cross the light beam L. For example, θ6 is the amount of rotation necessary for the shutter blade 14 to reach the maximum speed v1. Since the exposure time T2 is determined by the integrated light amount necessary for exposure and the illuminance of the light source 2, when setting as shown in FIG. 5, the time tr at which the driving of the shutter blades 14 starts again at the position P4 is appropriately set. By setting, exposure can be performed accurately only during the exposure time T2. For example, when it is difficult to decelerate from the speed v1 to the speed 0 within the range of θ5, the shutter blade 14 is moved in the reverse direction after passing the position P4, and the shutter blade 14 is stopped at the position P4. You may let them.
[0036]
The example shows that acceleration ends when the edge 14a reaches the position P1, and deceleration starts when the edge 14a reaches the position P2. However, the acceleration ends before the edge 14a reaches the position P1. Alternatively, deceleration may be started after the edge 14a has passed the position P2. The maximum speed v1 may be reached when the edges 14a and 14b finish traversing the light beam L, such as when the edge 14a reaches the position P3.
[0037]
The maximum speed v1 may be appropriately set according to various circumstances such as the performance of the motor 15 and the exposure time. The maximum speed v1 is desirably as large as possible from the viewpoint of reducing the time for the edges 14a and 14b to cross the light beam L. On the other hand, the range that can be secured as the acceleration region of the shutter blade 14 is from one edge having completely traversed the light beam L to the other edge having completely traversed the light beam L. For example, in the case of a semicircular shutter blade such as the shutter blade 14, a range in which the shutter blade 14 makes a half turn is a range that can be used for acceleration. Therefore, for example, when the acceleration performance of the motor 15 is high and the motor 15 can be accelerated to the maximum angular speed of the motor 15 while the shutter blade 14 is half-circulated, the speed of the shutter blade 14 at that time is set as the maximum speed v1. May be. For example, when the motor 15 cannot be accelerated to the maximum angular speed of the motor 15 while the shutter blades 14 are half-circulated, an appropriate speed is set as the maximum speed v1 according to the size of the range that can be used for acceleration. You can do it.
[0038]
The shutter 6 may be provided at any position in the optical path. For example, it may be provided closer to the parabolic mirror 7 than the integrator lens 5. The shutter 6 is not limited to a rotary shutter. Any known shutter can be used as the shutter of the exposure apparatus of the present invention as long as the light beam can be blocked during acceleration / deceleration of the shutter blades. For example, the shutter blade may be reciprocated.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the speed of the shutter when the edge finishes traversing the luminous flux becomes the maximum speed when the shutter blades are taken in and out. That is, the speed at which the edge crosses the luminous flux is higher than in the conventional case. For this reason, the time when the edge crosses the light beam is shortened, and various inconveniences caused by the edge of the shutter blade crossing the light beam during acceleration / deceleration of the shutter blade are eliminated. For example, the variation in the amount of light with respect to the exposure region that occurs when the edge crosses the light beam is reduced. In addition, since the time when the edge crosses the light beam is shortened compared to the time when the shutter is fully opened, the influence of the light amount while the edge crosses the light beam on the integrated exposure amount is reduced, and the sensitivity of the resist is increased. It is easy to obtain a corresponding integrated exposure amount.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing the arrangement of an exposure apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing the shape and speed change of a shutter blade of the exposure apparatus of FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of alignment processing executed by the control device of the exposure apparatus of FIG. 1;
4 is a flowchart showing the procedure of a drive instruction process executed by the control device of the exposure apparatus in FIG. 1;
FIG. 5 is a modified example of the speed change of the shutter blade of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 9 Photomask 11 Drive apparatus 12 Drive apparatus 13 Control apparatus 14 Shutter blade 15 Motor 100 Board | substrate

Claims

基板の露光に寄与可能な光束の光路内にシャッター羽根を出し入れして光量を設定し、基板にマスクパターンを露光する露光方法において、
前記シャッター羽根のエッジが前記光路内から前記光路外へ出るときの前記シャッター羽根の速度が、前記シャッター羽根を出し入れする際の最大速度に達しているように、前記シャッター羽根を動作させるとともに、前記シャッター羽根を前記光路内から出す動作を前記基板とフォトマスクとの位置合わせ終了前に開始することを特徴とする露光方法。In the exposure method of setting the amount of light by putting shutter blades in and out of the optical path of the luminous flux that can contribute to the exposure of the substrate, and exposing the mask pattern on the substrate,
The shutter blade is operated so that the speed of the shutter blade when the edge of the shutter blade goes out of the optical path from the inside of the optical path reaches the maximum speed when the shutter blade is put in and out , and An exposure method characterized in that an operation of taking out a shutter blade from the optical path is started before the alignment between the substrate and the photomask is completed .

前記シャッター羽根を前記最大速度で動作させる際に生じる加減速が、前記エッジが前記光路外にある間に終了し、前記最大速度で動作している間に前記エッジが前記光路を横切るように前記シャッター羽根を動作させることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。 The acceleration / deceleration that occurs when operating the shutter blades at the maximum speed ends while the edge is outside the optical path, and the edge crosses the optical path while operating at the maximum speed. The exposure method according to claim 1, wherein the shutter blade is operated.

前記エッジが前記光路を横切る方向は、前記光路内から前記シャッター羽根を出すときと、前記光路内に前記シャッター羽根を入れるときとで同じ方向であることを特徴とする請求項２に記載の露光方法。 3. The exposure according to claim 2, wherein a direction in which the edge crosses the optical path is the same when the shutter blade is put out from the optical path and when the shutter blade is inserted into the optical path. Method.

前記シャッター羽根を前記光路内から出して前記光路内へ入れるまで、前記シャッター羽根を前記最大速度で動作させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光方法。 The exposure method according to any one of claims 1 to 3, wherein the shutter blade is operated at the maximum speed until the shutter blade is moved out of the optical path and into the optical path.

前記シャッター羽根を前記光路内から出して前記光路内へ入れるまでの間に前記シャッター羽根の速度を一旦減じてから再度前記最大速度まで加速するとともに、当該加速の終了時期と前記エッジの前記光路を横切り始める時期とが一致するように、前記シャッター羽根を動作させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光方法。 The speed of the shutter blade is once reduced during the period from when the shutter blade is taken out of the optical path and into the optical path, and then accelerated again to the maximum speed. The exposure method according to any one of claims 1 to 3, wherein the shutter blades are operated so that the time to start crossing coincides.

前記シャッター羽根を前記光路内から出す際に前記光路を横切るエッジが、前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせが終了した後に前記光路を横切り始めるように、前記シャッター羽根を動作させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光方法。The shutter blade is operated so that an edge crossing the optical path when the shutter blade is taken out of the optical path starts to cross the optical path after the alignment between the substrate and the photomask is completed. The exposure method according to any one of claims 1 to 5 .

基板の露光に寄与可能な光束の光路内に出し入れ可能なシャッター羽根と、前記シャッター羽根を駆動する駆動手段とを備え、基板にマスクパターンを露光する露光装置において、
前記駆動手段は、前記シャッター羽根のエッジが前記光路内から前記光路外へ出るときの前記シャッター羽根の速度が、前記シャッター羽根を出し入れする際の最大速度に達しているように、前記シャッター羽根を駆動するとともに、前記シャッター羽根により前記光束を遮断している間、前記シャッター羽根を揺動することを特徴とする露光装置。In an exposure apparatus that includes a shutter blade that can be taken in and out of an optical path of a light beam that can contribute to exposure of the substrate, and a driving unit that drives the shutter blade, and exposes a mask pattern on the substrate.
The driving means moves the shutter blade so that the speed of the shutter blade when the edge of the shutter blade goes out of the optical path reaches the maximum speed when the shutter blade is taken in and out. An exposure apparatus that is driven and swings the shutter blade while the light flux is blocked by the shutter blade .

前記シャッター羽根は、前記光束の出射側の表面が黒体であることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 7 , wherein the shutter blade has a black body on the light emission side surface.

前記シャッター羽根は、前記光束の出射側の表面に凹凸部が設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の露光装置。9. The exposure apparatus according to claim 7 , wherein the shutter blade is provided with a concavo-convex portion on a surface on an emission side of the light beam.