JP6217651B2 - 基板処理装置、デバイス製造システム及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
第1実施形態の基板処理装置は、基板に露光処理を施す露光装置であり、露光装置は、露光後の基板に各種処理を施してデバイスを製造するデバイス製造システムに組み込まれている。先ず、デバイス製造システムについて説明する。
図1は、第1実施形態のデバイス製造システムの構成を示す図である。図1に示すデバイス製造システム1は、デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレーを製造するライン(フレキシブル・ディスプレー製造ライン)である。フレキシブル・ディスプレーとしては、例えば有機ELディスプレー等がある。このデバイス製造システム1は、可撓性の基板Pをロール状に巻回した供給用ロールFR1から、該基板Pが送り出され、送り出された基板Pに対して各種処理を連続的に施した後、処理後の基板Pを可撓性のデバイスとして回収用ロールFR2に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)方式となっている。第1実施形態のデバイス製造システム1では、フィルム状のシートである基板Pが供給用ロールFR1から送り出され、供給用ロールFR1から送り出された基板Pが、順次、n台の処理装置U1,U2,U3,U4,U5,…Unを経て、回収用ロールFR2に巻き取られるまでの例を示している。先ず、デバイス製造システム1の処理対象となる基板Pについて説明する。
次に、第1実施形態の処理装置U3としての露光装置(基板処理装置)の構成について、図2から図4を参照して説明する。図2は、第1実施形態の露光装置(基板処理装置)の全体構成を示す図である。図3は、図2に示す露光装置の照明領域及び投影領域の配置を示す図である。図4は、図2に示す露光装置の照明光学系及び投影光学系の構成を示す図である。
次に、図6を参照して、デバイス製造方法について説明する。図6は、第1実施形態のデバイス製造方法を示すフローチャートである。
次に、図7を参照して、第2実施形態の露光装置U3について説明する。なお、第2実施形態では、第1実施形態と重複する記載を避けるべく、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第1実施形態と同様の構成要素については、第1実施形態と同じ符号を付して説明する。図7は、第2実施形態の露光装置の照明光学系及び投影光学系の構成を示す図である。第1実施形態の露光装置U3は、投影光学系PLの反射光学系62において視野分離を行うことで、漏れ光を生じ難くした。第2実施形態の露光装置U3は、投影光学系PLの反射光学系100において、投影光束EL2により形成される投影像の結像位置と、漏れ光により形成される不良像の結像位置とを、基板Pの走査方向において異ならせている。
次に、図8を参照して、第3実施形態の露光装置U3について説明する。なお、第3実施形態でも、第2実施形態と重複する記載を避けるべく、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第2実施形態と同様の構成要素については、第2実施形態と同じ符号を付して説明する。図8は、第3実施形態の露光装置の投影光学系の構成を示す図である。第2実施形態の露光装置U3は、投影光学系PLの反射光学系100において、第2投影光束EL2bにより形成される投影像の結像位置と、漏れ光により形成される不良像の結像位置とを、基板Pの走査方向に異ならせた。第3実施形態の露光装置U3は、投影光学系PLの反射光学系130において、投影光束EL2により形成される投影像の結像位置と、漏れ光により形成される不良像の結像位置とを、深度方向(フォーカス方向)において異ならせている。なお、図8では、第3実施形態における説明を簡単にするために、部分光学系131及び反射光学系130のみを図示する。また、図8では、マスク面P1と基板PとをXY面に平行に配置し、マスク面P1からの第1投影光束EL2aの主光線をXY面に垂直にし、基板Pへの第2投影光束EL2bの主光線をXY面に垂直にしている。
次に、図9を参照して、第4実施形態の露光装置U3について説明する。なお、第4実施形態でも、重複する記載を避けるべく、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第1実施形態と同様の構成要素については、第1実施形態と同じ符号を付して説明する。図9は、第4実施形態の露光装置(基板処理装置)の全体構成を示す図である。第1実施形態の露光装置U3は、基板Pを、円周面となる支持面P2を有する基板支持ドラム25により支持する構成であったが、第4実施形態の露光装置U3は、基板Pを平面状に支持する構成となっている。
2 基板供給装置
4 基板回収装置
5 上位制御装置
11 マスク保持機構
12 基板支持機構
13 光源装置
16 下位制御装置
21 マスク保持ドラム
25 基板支持ドラム
31 光源部
32 導光部材
41 1/4波長板
51 コリメータレンズ
52 フライアイレンズ
53 コンデンサーレンズ
54 シリンドリカルレンズ
55 照明視野絞り
56 リレーレンズ
61 部分光学系
62 反射光学系
63 投影視野絞り
64 フォーカス補正光学部材
65 像シフト用光学部材
66 倍率補正用光学部材
67 ローテーション補正機構
68 偏光調整機構
71 第1レンズ群
72 第1凹面鏡
76 第1偏向部材
77 第2偏向部材
78 第3偏向部材
79 第4偏向部材
91 第1プリズム
92 第2プリズム
93 偏光分離面
100 反射光学系(第2実施形態)
104 1/2波長板(第2実施形態)
105 第1偏向部材(第2実施形態)
106 第2偏向部材(第2実施形態)
107 1/2波長板(第2実施形態)
111 第1遮光板(第2実施形態)
112 第2遮光板(第2実施形態)
130 反射光学系(第3実施形態)
131 部分光学系(第3実施形態)
150 基板支持機構(第4実施形態)
151 駆動ローラ(第4実施形態)
P 基板
FR1 供給用ロール
FR2 回収用ロール
U1〜Un 処理装置
U3 露光装置(基板処理装置)
M マスク
AX1 第1軸
AX2 第2軸
P1 マスク面
P2 支持面
P3 第1反射面
P4 第2反射面
P5 第3反射面
P6 第4反射面
P7 中間像面
P10 第1偏光分離面(第2実施形態)
P11 第2偏光分離面(第2実施形態)
P12 第1反射面(第2実施形態)
P13 第2反射面(第2実施形態)
P15 仮想上のマスク面(第3実施形態)
P16 仮想上の中間像面(第3実施形態)
EL1 照明光束
EL2a 第1投影光束
EL2b 第2投影光束
EL3 仮想上の第1投影光束(第3実施形態)
EL4 仮想上の第1投影光束(第3実施形態)
Rm 曲率半径
Rfa 曲率半径
CL 中心面
PBS 偏光ビームスプリッタ
PBS1 第1偏光ビームスプリッタ(第2実施形態)
PBS2 第2偏光ビームスプリッタ(第2実施形態)
IR1〜IR6 照明領域
IL1〜IL6 照明光学系
ILM 照明光学モジュール
PA1〜PA6 投影領域
PL1〜PL6 投影光学系
PLM 投影光学モジュール
BX1 第1光軸
BX2 第2光軸
Claims (22)
- マスク部材のパターンの投影像を基板上に形成する基板処理装置であって、
前記マスク部材からの第1投影光を入射して、所定の中間像面に前記パターンの中間像を形成する部分光学系と、前記部分光学系から射出する前記第1投影光を前記中間像面に導くと共に、前記中間像面を通った後の前記第1投影光を第2投影光として再び前記部分光学系に導く導光光学系とを有し、前記第2投影光を入射する前記部分光学系によって、前記中間像が再結像した投影像を前記基板上に形成する投影光学系を備え、
前記部分光学系は、
前記第1投影光及び前記第2投影光が入射するレンズ部材と、前記レンズ部材を通過した前記第1投影光及び前記第2投影光を反射する反射光学部材と、を含み、
前記パターンからの前記第1投影光は、前記レンズ部材に入射し、前記反射光学部材で反射された後、前記レンズ部材から出射して、前記中間像面に達し、
前記中間像面からの前記第2投影光は、前記レンズ部材に入射し、前記反射光学部材で反射された後、前記レンズ部材から出射して、前記基板上に達しており、
前記導光光学系は、
前記パターンからの前記第1投影光を前記レンズ部材に入射させる第1光学部材と、前記レンズ部材から出射する前記第1投影光を前記中間像面に入射させる第2光学部材と、前記中間像面からの前記第2投影光を前記レンズ部材に入射させる第3光学部材と、前記レンズ部材から出射する前記第2投影光を前記基板上に入射させる第4光学部材と、を含み、
前記第1光学部材から前記第4光学部材の各々によって、前記レンズ部材に入射する前記第1投影光の第1入射視野と、前記レンズ部材から出射する前記第1投影光の第1出射視野と、前記レンズ部材に入射する前記第2投影光の第2入射視野と、前記レンズ部材から出射する前記第2投影光の第2出射視野とを相互に分離する、
基板処理装置。 - 前記マスク部材を保持するマスク保持部材と、
前記基板を支持面で支持する基板支持部材と、をさらに備え、
前記マスク部材のパターン面は、第1軸を中心とした第1の曲率半径となる第1円周面を有し、
前記基板支持部材の前記支持面は、第2軸を中心とした第2の曲率半径となる第2円周面を有し、
前記第1軸と前記第2軸とは平行になっており、
前記投影光学系は、前記マスク部材のパターン面に配置される複数の照明領域の各々に対応させて複数設けられ、複数の前記投影光学系は、前記パターン面の複数の前記照明領域からの複数の前記第1投影光を、複数の前記中間像面へ導き、複数の前記中間像面からの複数の前記第2投影光を、前記基板上に配置される複数の投影領域の各々へ導く、
請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記マスク保持部材及び前記基板支持部材は、
複数の前記投影光学系が前記マスク部材の周方向に2列に並んで配置され、前記各投影光学系において前記パターン面の前記照明領域に対する前記基板の前記投影領域が周方向においてシフトする場合、前記第1軸に対する前記第2軸の位置が、前記照明領域に対する前記投影領域の周方向におけるシフト量に応じて異なる位置となっており、
1列目の前記投影光学系に対応する前記照明領域の中心と、2列目の前記投影光学系に対応する前記照明領域の中心とを、前記マスク部材の周方向に沿って結んだ周長は、1列目の前記投影光学系に対応する前記投影領域の中心と、2列目の前記投影光学系に対応する前記投影領域の中心とを、前記基板の周方向に沿って結んだ周長と同じ長さとする、
請求項2に記載の基板処理装置。 - マスク部材のパターンの投影像を基板上に形成する基板処理装置であって、
前記マスク部材からの第1投影光を入射して、所定の中間像面に前記パターンの中間像を形成する部分光学系と、前記部分光学系から射出する前記第1投影光を前記中間像面に導くと共に、前記中間像面を通った後の前記第1投影光を第2投影光として再び前記部分光学系に導く導光光学系とを有し、前記第2投影光を入射する前記部分光学系によって、前記中間像が再結像した投影像を前記基板上に形成する投影光学系と、
前記第1投影光の一部が漏れ光として前記基板上に投射される光量を低減するために、前記第2投影光によって形成される前記投影像の結像位置と、前記第1投影光の一部の漏れ光によって形成される不良像の結像位置とを異ならせる光量低減部と、
を備える、
基板処理装置。 - 前記部分光学系は、
前記第1投影光及び前記第2投影光が入射するレンズ部材と、前記レンズ部材を通過した前記第1投影光及び前記第2投影光を反射する反射光学部材と、を含み、
前記パターンからの前記第1投影光は、前記レンズ部材に入射し、前記反射光学部材で反射された後、前記レンズ部材から出射して、前記中間像面に達し、
前記中間像面からの前記第2投影光は、前記レンズ部材に入射し、前記反射光学部材で反射された後、前記レンズ部材から出射して、前記基板上に達するように構成される、
請求項4に記載の基板処理装置。 - 前記光量低減部は、前記導光光学系であり、
前記パターンからの前記第1投影光を反射して前記レンズ部材に入射させ、且つ、前記中間像面からの前記第2投影光を透過して前記レンズ部材に入射させる第1偏光ビームスプリッタと、
前記第1偏光ビームスプリッタから出射する前記第1投影光及び前記第2投影光を偏光する波長板と、
前記レンズ部材から出射して前記波長板を通過した前記第1投影光を透過させて前記中間像面に入射させ、且つ、前記レンズ部材から出射して前記波長板を通過した前記第2投影光を反射させて前記基板上に向かわせる第2偏光ビームスプリッタと、
前記第2偏光ビームスプリッタを透過した前記第1投影光を前記中間像面に入射させる第1光学部材と、
前記中間像面からの前記第2投影光を前記第1偏光ビームスプリッタに入射させる第2光学部材と、を含む、
請求項5に記載の基板処理装置。 - 前記光量低減部は、
前記第2偏光ビームスプリッタと前記基板との間に設けられる第1遮光板を含み、
前記第2偏光ビームスプリッタで反射された前記第2投影光により前記基板上に形成される前記投影像の結像位置と、前記第2偏光ビームスプリッタで透過されずに反射されて前記第1投影光の一部の漏れ光により前記基板上に形成される前記不良像の結像位置とを、前記基板の表面に沿った方向において異ならせ、
前記第1遮光板は、前記第2偏光ビームスプリッタから前記基板に向かう前記漏れ光を遮光する位置に設けられる、
請求項6に記載の基板処理装置。 - 前記光量低減部は、
前記第1偏光ビームスプリッタから前記第2偏光ビームスプリッタへ向かう前記漏れ光を遮光する第2遮光板をさらに含む、
請求項7に記載の基板処理装置。 - 前記光量低減部は、
前記第2偏光ビームスプリッタで反射された前記第2投影光により前記基板上に形成される前記投影像の結像位置と、前記第2偏光ビームスプリッタで透過されずに反射されて前記第1投影光の一部の漏れ光により形成される前記不良像の結像位置とを、焦点深度の方向において異ならせるように構成される、
請求項6に記載の基板処理装置。 - 前記パターンから前記第1偏光ビームスプリッタに至る前記第1投影光の光路は、前記第2偏光ビームスプリッタから前記中間像面に至る前記第1投影光の光路に比して長く設定される、
請求項9に記載の基板処理装置。 - 前記基板は、前記投影像に対して走査され、
前記投影像は、前記基板を走査させる走査方向の長さと前記走査方向に直交する幅方向の長さとの比である、走査方向の長さ/幅方向の長さが、1/4以下となるような細長い領域に制限されている、
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 照明光を前記マスク部材のパターン面へ導く照明光学系をさらに備え、
前記照明光は、レーザー光である
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記マスク部材を保持するマスク保持部材と、
前記基板を支持面で支持する基板支持部材と、をさらに備え、
前記マスク部材のパターン面は、第1軸を中心とした第1の曲率半径となる第1円周面を有し、
前記基板支持部材の前記支持面は、第2軸を中心とした第2の曲率半径となる第2円周面を有し、
前記第1軸と前記第2軸とは平行になっており、
前記投影光学系は、前記マスク部材のパターン面に配置される複数の照明領域の各々に対応させて複数設けられ、複数の前記投影光学系は、前記パターン面の複数の前記照明領域からの複数の前記第1投影光を、複数の前記中間像面へ導き、複数の前記中間像面からの複数の前記第2投影光を、前記基板上に配置される複数の投影領域の各々へ導く、
請求項4から請求項10のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記マスク保持部材及び前記基板支持部材は、
複数の前記投影光学系が前記マスク部材の周方向に2列に並んで配置され、前記各投影光学系において前記パターン面の前記照明領域に対する前記基板の前記投影領域が周方向においてシフトする場合、前記第1軸に対する前記第2軸の位置が、前記照明領域に対する前記投影領域の周方向におけるシフト量に応じて異なる位置となっており、
1列目の前記投影光学系に対応する前記照明領域の中心と、2列目の前記投影光学系に対応する前記照明領域の中心とを、前記マスク部材の周方向に沿って結んだ周長は、1列目の前記投影光学系に対応する前記投影領域の中心と、2列目の前記投影光学系に対応する前記投影領域の中心とを、前記基板の周方向に沿って結んだ周長と同じ長さとする、
請求項13に記載の基板処理装置。 - 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の基板処理装置と、
前記基板処理装置に前記基板を供給する基板供給装置と、を備える、
デバイス製造システム。 - 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の基板処理装置を用いて前記基板に前記マスク部材のパターンを投影露光することと、
投影露光された前記基板を処理することにより、前記マスク部材のパターンに応じたデバイスを形成することと、を含む、
デバイス製造方法。 - 物面上のスリット状の視野領域内のパターンからの光束を被露光体上に投影露光する基板処理装置であって、
前記視野領域内のパターンからの光束を入射する結像用レンズ群と、該結像用レンズ群の瞳面又はその近傍の位置に配置される反射鏡とが光軸に沿って配置され、前記視野領域からの光束を前記結像用レンズ群によって前記反射鏡に向かわせ、前記反射鏡によって前記結像用レンズ群に向けて反射させることにより、前記物面の側に前記視野領域と共役な像面を形成する投影光学系と、
前記結像用レンズ群に対して前記反射鏡の反対側に形成される前記投影光学系の円形の全結像視野を前記光軸と交差する基準面としたとき、前記光軸からずれた前記基準面上の第1位置に前記視野領域を配置し、前記投影光学系によって最初に結像される前記視野領域のスリット状の中間像を、前記基準面に沿って前記スリットの長手方向と交差する幅方向に関して前記第1位置と異なる第2位置に配置し、前記中間像を生成する光束を、前記基準面に沿った前記スリットの幅方向に関して前記第1位置及び前記第2位置の何れに対しても異なる第3位置を通って前記投影光学系に向けて折り返すように反射させる折返し反射鏡と、を備え、
前記中間像と光学的に共役なスリット状の投影像を前記投影光学系によって前記被露光体上に形成する、
基板処理装置。 - 前記投影光学系は、前記物面上のスリット状の前記視野領域内のパターンからの第1光束を反射して前記結像用レンズ群に入射させる第1反射部材と、
前記投影像を生成する為に前記投影光学系から射出する第2光束を前記被露光体上に向けて反射させる第2反射部材と、を含み、
前記第1反射部材の前記第1光束の反射部分と、前記第2反射部材の前記第2光束の反射部分とが、前記基準面に沿った前記スリットの幅方向に離間して配置される、
請求項17に記載の基板処理装置。 - 前記折返し反射鏡は、前記中間像を生成する為に前記投影光学系から射出する光束を前記基準面に沿った方向に反射させる第3反射部と、該第3反射部で反射した前記光束を前記投影光学系に向けて反射させる第4反射部とを有し、
前記第3反射部と前記第4反射部のいずれか一方が、前記基準面に沿った方向に関して、前記第1反射部材の反射部分と前記第2反射部材の反射部分との間に配置される、
請求項18に記載の基板処理装置。 - 前記第1反射部材および前記第2反射部材の各反射部分の位置と、前記折返し反射鏡の前記第3反射部と前記第4反射部の各位置とを、前記投影光学系の光軸の方向に関して異ならせる、
請求項19に記載の基板処理装置。 - 前記第1反射部材と前記第2反射部材は、偏光ビームスプリッタで構成される、
請求項18から請求項20のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記第1反射部材の反射部分、前記第2反射部材の反射部分、及び前記折返し反射鏡の前記第3反射部と前記第4反射部は、いずれも前記スリット状の前記視野領域と対応するような長方形に形成されると共に、前記基準面に沿った前記スリットの幅方向に関して互いに分離して配置される、
請求項21に記載の基板処理装置。
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