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技術 露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び露光方法

出願人 株式会社ニコン
発明者 内藤一夫青木保夫長島雅幸
出願日 2016年3月31日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2017-510165
公開日 2018年2月1日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 WO2016-159201
状態 特許登録済
技術分野 液晶1(応用、原理) ウエハ等の容器、移送、固着、位置決め等
主要キーワード マスク検出 ステップ移動量 往路用 モジュール交換 復路用 退避制御 区画領域内 各区画領域
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重要な関連分野

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図面 (11)

課題・解決手段

投影光学系(40)を介して基板(P)に照明光IL)を照射し、基板(P)に対して投影光学系(40)を相対駆動させて走査露光する液晶露光装置(10)は、基板(P)に設けられたマーク(Mk)を検出するアライメント系(60)と、アライメント系(60)を駆動する第1駆動系と、投影光学系(40)を駆動する第2駆動系と、投影光学系(40)とアライメント系(60)とが互いに接触しないように第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える。これにより、投影光学系(40)とアライメント系(60)との接触が回避される。

概要

背景

従来、液晶表示素子半導体素子集積回路等)等の電子デバイスマイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「マスク」と総称する)に形成されたパターンエネルギビームを用いてガラスプレート又はウエハ(以下、「基板」と総称する)上に転写する露光装置が用いられている。

この種の露光装置としては、マスクと基板とを実質的に静止させた状態で、露光用照明光(エネルギビーム)を所定の走査方向に走査することで基板上に所定のパターンを形成するビームスキャン式の走査露光装置が知られている(例えば特許文献1参照)。

上記特許文献1に記載の露光装置では、基板上の露光対象領域とマスクとの位置誤差補正するために、投影光学系を露光時の走査方向と逆方向に移動させながら投影光学系を介してアライメント顕微鏡によって基板上及びマスク上のマーク計測アライメント計測)を行い、該計測結果に基づいて基板とマスクとの位置誤差を補正している。ここで、基板上のアライメントマークが投影光学系を介して計測されるため、アライメント動作露光動作とは順次(シリアルに)実行され、基板の全体の露光処理にかかる処理時間(タクトタイム)を抑制することが困難であった。

概要

投影光学系(40)を介して基板(P)に照明光IL)を照射し、基板(P)に対して投影光学系(40)を相対駆動させて走査露光する液晶露光装置(10)は、基板(P)に設けられたマーク(Mk)を検出するアライメント系(60)と、アライメント系(60)を駆動する第1駆動系と、投影光学系(40)を駆動する第2駆動系と、投影光学系(40)とアライメント系(60)とが互いに接触しないように第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える。これにより、投影光学系(40)とアライメント系(60)との接触が回避される。

目的

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請求項1

投影光学系を介して物体照明光照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記投影光学系と前記マーク検出部とが互いに接触しないように前記第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える露光装置。

請求項2

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記走査露光において、前記投影光学系と前記マーク検出部との少なくとも一方が駆動するとき、前記投影光学系と前記マーク検出部との間隔を所定距離以上あけるように前記第1及び第2駆動系の少なくとも一方の駆動系を制御する制御装置と、を備える露光装置。

請求項3

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光動作を行う露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記走査露光動作中の少なくとも一部の動作において、前記投影光学系及び前記マーク検出部がそれぞれの異なる駆動速度で駆動するように前記第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える露光装置。

請求項4

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記投影光学系が駆動を停止する停止位置と前記マーク検出部が駆動を停止する停止位置とが重ならないように前記第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える露光装置。

請求項5

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記投影光学系の駆動開始タイミングと前記マーク検出部の駆動開始タイミングとを異ならせるように前記第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える露光装置。

請求項6

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記走査露光において、互いの相対位置関係が変わらないように前記投影光学系と前記マーク検出部とを位置制御する制御装置と、を備える露光装置。

請求項7

前記物体は、位置が異なる第1及び第2区画領域を少なくとも有し、前記マーク検出部は、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させる走査方向に関して、前記投影光学系の一方側に設けられた第1検出装置と前記投影光学系の他方側に設けられた第2検出装置とを有し、前記制御装置は、前記第1区画領域に対する前記走査露光において、前記第1検出装置による前記マークの検出結果に基づいて前記投影光学系を前記一方側に駆動しつつ、前記第2検出装置を前記投影光学系に接触しないように前記第2区画領域の前記一方側へ駆動するように前記第1及び第2駆動系を制御する請求項1〜6の何れか一項に記載の露光装置。

請求項8

前記制御装置は、前記第2区画領域に対する前記走査露光において、前記第2検出装置による前記マークの検出結果に基づいて前記投影光学系を前記他方側に駆動するように前記第1及び第2駆動系を制御する請求項7に記載の露光装置。

請求項9

前記制御装置は、前記走査露光を行う第1状態と前記走査露光の開始前または終了後の前記照明光を前記物体に照射しない第2状態とで、前記投影光学系と前記マーク検出部との間隔を異ならせる請求項1〜8の何れか一項に記載の露光装置。

請求項10

前記第1状態における前記間隔は、前記第2状態における前記間隔よりも広い請求項9に記載の露光装置。

請求項11

前記第2状態における前記投影光学系及び前記マーク検出部は、前記投影光学系の光軸に平行な方向に関して前記物体とは重ならない位置にある請求項9又は10に記載の露光装置。

請求項12

前記マーク検出部は、前記投影光学系の駆動可能範囲とは一部重ならない範囲を駆動する請求項1〜11の何れか一項に記載の露光装置。

請求項13

前記マーク検出部は、前記駆動可能範囲よりも広い範囲を駆動する請求項12に記載の露光装置。

請求項14

前記制御装置は、前記マークを検出する動作を含むマーク検出動作と前記走査露光を含む走査露光動作との少なくとも一部の動作を並行して行うよう制御する請求項1〜13の何れか一項に記載の露光装置。

請求項15

前記マーク検出動作は、前記マーク検出部が前記マークを検出する位置へ移動する動作を含み、前記走査露光動作は、前記走査露光の開始前の前記投影光学系の移動動作を含む請求項14に記載の露光装置。

請求項16

前記制御装置は、前記マーク検出部を前記投影光学系が駆動する前記走査方向と前記走査方向に交差する方向との何れかの移動可能範囲から退避させる請求項7に記載の露光装置。

請求項17

前記制御装置は、前記マーク検出部を前記投影光学系の前記移動可能範囲から退避させるために前記投影光学系の光軸と平行な方向を軸として回転させる請求項16に記載の露光装置。

請求項18

前記マーク検出部は、前記走査方向に交差する方向に関して、前記照明光が照射される領域の長さよりも前記物体上に設けられた複数の前記マーク間の距離が長いマークを検出可能に設けられる請求項7に記載の露光装置。

請求項19

前記物体は、前記前記走査方向に交差する方向に並んで設けられた第1及び第2区画領域を有し、前記マーク検出部は、前記第2方向に関して、前記第1区画領域上の少なくとも1つの前記マークと前記第2区画領域上の少なくとも1つの前記マークとを同時に検出可能に設けられた請求項18に記載の露光装置。

請求項20

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を第1方向に相対駆動して露光する露光動作により、所定パターンを前記物体上に形成する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を前記第1方向に駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を、前記第1駆動系とは独立して前記第1方向に駆動する第2駆動系と、を備える露光装置。

請求項21

前記投影光学系の光軸が水平面に平行であり、前記物体は、前記照明光が照射される露光面が前記水平面に対して直交した状態で配置される請求項1〜20の何れか一項に記載の露光装置。

請求項22

前記マーク検出部と前記投影光学系は、互いに分離可能に配置される請求項21に記載の露光装置。

請求項23

前記物体は、フラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板である請求項1〜22に記載の露光装置。

請求項24

前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が500mm以上である請求項23に記載の露光装置。

請求項25

請求項1〜24の何れか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。

請求項26

請求項1〜24の何れか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法

請求項27

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系と前記マーク検出部とが互いに接触しないように前記第1及び第2駆動系を制御することと、を含む露光方法。

請求項28

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記走査露光において、前記投影光学系と前記マーク検出部との少なくとも一方が駆動するとき、前記投影光学系と前記マーク検出部との間隔を所定距離以上あけるように前記第1及び第2駆動系の少なくとも一方の駆動系を制御することと、を含む露光方法。

請求項29

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記走査露光動作中の少なくとも一部の動作において、前記投影光学系及び前記マーク検出部がそれぞれの異なる駆動速度で駆動するように前記第1及び第2駆動系を制御することと、を含む露光方法。

請求項30

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系が駆動を停止する停止位置と前記マーク検出部が駆動を停止する停止位置とが重ならないように前記第1及び第2駆動系を制御することと、を含む露光方法。

請求項31

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系の駆動開始タイミングと前記マーク検出部の駆動開始タイミングとを異ならせるように前記第1及び第2駆動系を制御することと、を含む露光方法。

請求項32

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記走査露光において、互いの相対位置関係が変わらないように前記投影光学系の位置と前記マーク検出部の位置とを制御することと、を含む露光方法。

請求項33

前記物体は、位置が異なる第1及び第2区画領域を少なくとも有し、前記マーク検出部は、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させる走査方向に関して、前記投影光学系の一方側に設けられた第1検出装置と前記投影光学系の他方側に設けられた第2検出装置とを有し、前記制御することでは、前記第1区画領域に対する前記走査露光において、前記第1検出装置による前記マークの検出結果に基づいて前記投影光学系を前記一方側に駆動しつつ、前記第2検出装置を前記投影光学系に接触しないように前記第2区画領域の前記一方側へ駆動するように前記第1及び第2駆動系を制御する請求項27〜32の何れか一項に記載の露光方法。

請求項34

前記制御することでは、前記第2区画領域に対する前記走査露光において、前記第2検出装置による前記マークの検出結果に基づいて前記投影光学系を前記他方側に駆動するように前記第1及び第2駆動系を制御する請求項33に記載の露光方法。

請求項35

前記制御することでは、前記走査露光を行う第1状態と前記走査露光の開始前または終了後の前記照明光を前記物体に照射しない第2状態とで、前記投影光学系と前記マーク検出部との間隔を異ならせる請求項27〜34の何れか一項に記載の露光方法。

請求項36

前記第1状態における前記間隔は、前記第2状態における前記間隔よりも広い請求項35に記載の露光方法。

請求項37

前記第2状態における前記投影光学系及び前記マーク検出部は、前記投影光学系の光軸に平行な方向に関して前記物体とは重ならない位置にある請求項35又は36に記載の露光方法。

請求項38

前記マーク検出部は、前記投影光学系の駆動可能範囲とは一部重ならない範囲を駆動する請求項27〜37の何れか一項に記載の露光方法。

請求項39

前記マーク検出部は、前記駆動可能範囲よりも広い範囲を駆動する請求項38に記載の露光方法。

請求項40

前記制御することでは、前記マークを検出する動作を含むマーク検出動作と前記走査露光を含む走査露光動作との少なくとも一部の動作を並行して行うよう制御する請求項27〜39の何れか一項に記載の露光方法。

請求項41

前記マーク検出動作は、前記マーク検出部が前記マークを検出する位置へ移動する動作を含み、前記走査露光動作は、前記走査露光の開始前の前記投影光学系の移動動作を含む請求項40に記載の露光方法。

請求項42

前記制御することでは、前記マーク検出部を前記投影光学系が駆動する前記走査方向と前記走査方向に交差する方向との何れかの移動可能範囲から退避させる請求項33に記載の露光方法。

請求項43

前記制御することでは、前記マーク検出部を前記投影光学系の前記移動可能範囲から退避させるために前記投影光学系の光軸と平行な方向を軸として回転させる請求項42に記載の露光方法。

請求項44

前記マーク検出部は、前記走査方向に交差する方向に関して、前記照明光が照射される領域の長さよりも前記物体上に設けられた複数の前記マーク間の距離が長いマークを検出可能に設けられる請求項33に記載の露光方法。

請求項45

前記物体は、前記前記走査方向に交差する方向に並んで設けられた第1及び第2区画領域を有し、前記マーク検出部は、前記第2方向に関して、前記第1区画領域上の少なくとも1つの前記マークと前記第2区画領域上の少なくとも1つの前記マークとを同時に検出可能に設けられた請求項44に記載の露光方法。

請求項46

投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を第1方向に相対駆動して露光する露光動作により、所定パターンを前記物体上に形成する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を前記第1方向に第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を、前記第1駆動系とは独立して前記第1方向に第2駆動系を用いて駆動することと、を含む露光方法。

請求項47

前記投影光学系の光軸が水平面に平行であり、前記物体は、前記照明光が照射される露光面が前記水平面に対して直交した状態で配置される請求項27〜46の何れか一項に記載の露光方法。

請求項48

前記マーク検出部と前記投影光学系は、互いに分離可能に配置される請求項47に記載の露光方法。

請求項49

前記物体は、フラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板である請求項27〜48の何れか一項に記載の露光方法。

請求項50

前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が500mm以上である請求項49に記載の露光方法。

請求項51

請求項27〜50の何れか一項に記載の露光方法を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。

請求項52

請求項27〜50の何れか一項に記載の露光方法を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

技術分野

0001

本発明は、露光装置フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び露光方法係り、更に詳しくは、物体に対してエネルギビームを所定の走査方向に走査する走査露光により、所定のパターンを物体上に形成する露光装置及び方法、並びに前記露光装置又は方法を含むフラットパネルディスプレイ又はデバイスの製造方法に関する。

背景技術

0002

従来、液晶表示素子半導体素子集積回路等)等の電子デバイスマイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「マスク」と総称する)に形成されたパターンをエネルギビームを用いてガラスプレート又はウエハ(以下、「基板」と総称する)上に転写する露光装置が用いられている。

0003

この種の露光装置としては、マスクと基板とを実質的に静止させた状態で、露光用照明光(エネルギビーム)を所定の走査方向に走査することで基板上に所定のパターンを形成するビームスキャン式の走査露光装置が知られている(例えば特許文献1参照)。

0004

上記特許文献1に記載の露光装置では、基板上の露光対象領域とマスクとの位置誤差補正するために、投影光学系を露光時の走査方向と逆方向に移動させながら投影光学系を介してアライメント顕微鏡によって基板上及びマスク上のマーク計測アライメント計測)を行い、該計測結果に基づいて基板とマスクとの位置誤差を補正している。ここで、基板上のアライメントマークが投影光学系を介して計測されるため、アライメント動作露光動作とは順次(シリアルに)実行され、基板の全体の露光処理にかかる処理時間(タクトタイム)を抑制することが困難であった。

先行技術

0005

特開2000−12422号公報

課題を解決するための手段

0006

本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第1の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記投影光学系と前記マーク検出部とが互いに接触しないように前記第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える第1の露光装置である。

0007

本発明は、第2の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記走査露光において、前記投影光学系と前記マーク検出部との少なくとも一方が駆動するとき、前記投影光学系と前記マーク検出部との間隔を所定距離以上あけるように前記第1及び第2駆動系の少なくとも一方の駆動系を制御する制御装置と、を備える第2の露光装置である。

0008

本発明は、第3の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光動作を行う露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記走査露光動作中の少なくとも一部の動作において、前記投影光学系及び前記マーク検出部がそれぞれの異なる駆動速度で駆動するように前記第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える第3の露光装置である。

0009

本発明は、第4の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記投影光学系が駆動を停止する停止位置と前記マーク検出部が駆動を停止する停止位置とが重ならないように前記第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える第4の露光装置である。

0010

本発明は、第5の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を駆動する第2駆動系と、前記投影光学系の駆動開始タイミングと前記マーク検出部の駆動開始タイミングとを異ならせるように前記第1及び第2駆動系を制御する制御装置と、を備える第5の露光装置である。

0011

本発明は、第6の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記走査露光において、互いの相対位置関係が変わらないように前記投影光学系と前記マーク検出部とを位置制御する制御装置と、を備える第6の露光装置である。

0012

本発明は、第7の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を第1方向に相対駆動して露光する露光動作により、所定パターンを前記物体上に形成する露光装置であって、前記物体に設けられたマークを検出するマーク検出部と、前記マーク検出部を前記第1方向に駆動する第1駆動系と、前記投影光学系を、前記第1駆動系とは独立して前記第1方向に駆動する第2駆動系と、を備える第7の露光装置である。

0013

本発明は、第8の観点からすると、本発明の第1〜第7の何れかの露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。

0014

本発明は、第9の観点からすると、本発明の第1〜第7の何れかの露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。

0015

本発明は、第10の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系と前記マーク検出部とが互いに接触しないように前記第1及び第2駆動系を制御することと、を含む第1の露光方法である。

0016

本発明は、第11の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記走査露光において、前記投影光学系と前記マーク検出部との少なくとも一方が駆動するとき、前記投影光学系と前記マーク検出部との間隔を所定距離以上あけるように前記第1及び第2駆動系の少なくとも一方の駆動系を制御することと、を含む第2の露光方法である。

0017

本発明は、第12の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記走査露光動作中の少なくとも一部の動作において、前記投影光学系及び前記マーク検出部がそれぞれの異なる駆動速度で駆動するように前記第1及び第2駆動系を制御することと、を含む第3の露光方法である。

0018

本発明は、第13の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系が駆動を停止する停止位置と前記マーク検出部が駆動を停止する停止位置とが重ならないように前記第1及び第2駆動系を制御することと、を含む第4の露光方法である。

0019

本発明は、第14の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を第2駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系の駆動開始タイミングと前記マーク検出部の駆動開始タイミングとを異ならせるように前記第1及び第2駆動系を制御することと、を含む第5の露光方法である。

0020

本発明は、第15の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を相対駆動させて走査露光する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記走査露光において、互いの相対位置関係が変わらないように前記投影光学系の位置と前記マーク検出部の位置とを制御することと、を含む第6の露光方法である。

0021

本発明は、第16の観点からすると、投影光学系を介して物体に照明光を照射し、前記物体に対して前記投影光学系を第1方向に相対駆動して露光する露光動作により、所定パターンを前記物体上に形成する露光方法であって、前記物体に設けられたマークをマーク検出部を用いて検出することと、前記マーク検出部を前記第1方向に第1駆動系を用いて駆動することと、前記投影光学系を、前記第1駆動系とは独立して前記第1方向に第2駆動系を用いて駆動することと、を含む第7の露光方法である。

0022

本発明は、第17の観点からすると、本発明の第1〜第7の何れかの露光方法を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。

0023

本発明は、第18の観点からすると、本発明の第1〜第7の何れかの露光方法を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。

図面の簡単な説明

0024

一実施形態に係る液晶露光装置概念図である。
図1の液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置入出力関係を示すブロック図である。
図3(a)〜図3(d)は、露光動作時における液晶露光装置の動作を説明するための図(その1〜その4)である。
図4(a)〜図4(c)は、露光動作時における液晶露光装置の動作を説明するための図(その5〜その7)である。
第1の変形例に係るアライメント系の構成を説明するための図である。
第2の変形例に係るアライメント系の構成を説明するための図である。
投影系本体、及びアライメント顕微鏡の計測系の構成を説明するための図である。
投影光学系、及びアライメント系の駆動系の変形例(その1)を示す図である。
投影光学系、及びアライメント系の駆動系の変形例(その2)を示す図である。
液晶露光装置におけるモジュール交換の概念図である。

実施例

0025

以下、一実施形態について、図1図7を用いて説明する。

0026

図1には、一実施形態に係る液晶露光装置10の概念図が示されている。液晶露光装置10は、例えば液晶表示装置(フラットパネルディスプレイ)などに用いられる矩形(角型)のガラス基板P(以下、単に基板Pと称する)を露光対象物とするステップアンドスキャン方式投影露光装置、いわゆるスキャナである。

0027

液晶露光装置10は、露光用のエネルギビームである照明光ILを照射する照明系20と、投影光学系40とを有している。以下、照明系20から投影光学系40を介して基板Pに照射される照明光ILの光軸と平行な方向をZ軸方向と称するとともに、Z軸に直交する平面内に互いに直交するX軸及びY軸を設定して説明を行う。また、本実施形態の座標系において、Y軸は、重力方向に実質的に平行であるものとする。従って、XZ平面は、水平面に実質的に平行である。また、Z軸回りの回転(傾斜)方向をθz方向として説明する。

0028

ここで、本実施形態では、1枚の基板P上に複数の露光対象領域(適宜、区画領域、又はショット領域と称して説明する)が設定され、これら複数のショット領域に順次マスクパターンが転写される。なお、本実施形態では、基板P上に4つの区画領域が設定されている場合(いわゆる4面取りの場合)について説明するが、区画領域の数は、これに限定されず、適宜変更が可能である。

0029

また、液晶露光装置10では、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われるが、スキャン露光動作時には、マスクM、及び基板Pが実質的に静止状態とされ、照明系20及び投影光学系40(照明光IL)がマスクM、及び基板Pに対してそれぞれX軸方向(適宜、走査方向と称する)に長ストローク相対移動する(図1の白矢印参照)。これに対し、露光対象の区画領域を変更するためのステップ動作時には、マスクMがX軸方向に所定のストロークステップ移動し、基板PがY軸方向に所定のストロークでステップ移動する(それぞれ図1の黒矢印参照)。

0030

図2には、液晶露光装置10の構成各部を統括制御する主制御装置90の入出力関係を示すブロック図が示されている。図2に示されるように、液晶露光装置10は、照明系20、マスクステージ装置30、投影光学系40、基板ステージ装置50、アライメント系60などを備えている。

0031

照明系20は、照明光IL(図1参照)の光源(例えば、水銀ランプ)などを含む照明系本体22を備えている。スキャン露光動作時において、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系24を制御することにより、照明系本体22をX軸方向に所定の長ストロークでスキャン駆動する。主制御装置90は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系26を介して照明系本体22のX軸方向の位置情報を求め、該位置情報に基づいて照明系本体22の位置制御を行う。本実施形態において、照明光ILとしては、例えばg線、h線、i線などが用いられる。

0032

マスクステージ装置30は、マスクMを保持するステージ本体32を備えている。ステージ本体32は、例えばリニアモータなどを含む駆動系34によってX軸方向及びY軸方向に適宜ステップ移動可能に構成されている。X軸方向に関して露光対象の区画領域を変更するためのステップ動作時において、主制御装置90は、駆動系34を制御することにより、ステージ本体32をX軸方向にステップ駆動する。また、後述するように、露光対象の区画領域内スキャン露光する領域(位置)をY軸方向に関して変更するためのステップ動作時には、主制御装置90は、駆動系34を制御することにより、ステージ本体32をY軸方向にステップ駆動する。駆動系34は、後述するアライメント動作時にマスクMをXY平面内の3自由度(X、Y、θz)方向に適宜微小駆動することも可能である。マスクMの位置情報は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系36により求められる。

0033

投影光学系40は、等倍系で基板P(図1参照)上にマスクパターンの正立正像を形成する光学系などを含む投影系本体42を備えている。投影系本体42は、基板PとマスクMとの間に形成される空間内に配置されている(図1参照)。スキャン露光動作時において、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系44を制御することにより、投影系本体42を、照明系本体22と同期するように、X軸方向に所定の長ストロークでスキャン駆動する。主制御装置90は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系46を介して投影系本体42のX軸方向に位置情報を求め、該位置情報に基づいて投影系本体42の位置制御を行う。

0034

図1戻り、液晶露光装置10では、照明系20からの照明光ILによってマスクM上の照明領域IAMが照明されると、マスクMを通過した照明光ILにより、投影光学系40を介してその照明領域IAM内のマスクパターンの投影像(部分正立像)が、基板P上の照明領域IAMに共役な照明光ILの照射領域(露光領域IA)に形成される。そして、マスクM、及び基板Pに対して、照明光IL(照明領域IAM、及び露光領域IA)が走査方向に相対移動することで走査露光動作が行われる。すなわち、液晶露光装置10では、照明系20、及び投影光学系40によって基板P上にマスクMのパターンが生成され、照明光ILによる基板P上の感応層レジスト層)の露光によって基板P上にそのパターンが形成される。

0035

ここで、本実施形態において、照明系20によりマスクM上に生成される照明領域IAMは、Y軸方向に離間する一対の矩形の領域を含む。ひとつの矩形の領域のY軸方向の長さは、マスクMのパターン面のY軸方向の長さ(すなわち基板P上に設定される各区画領域のY軸方向の長さ)の、例えば1/4に設定されている。また、一対の矩形の領域間の間隔も、同様にマスクMのパターン面のY軸方向の長さの、例えば1/4に設定されている。従って、基板P上に生成される露光領域IAも、同様にY軸方向に離間する一対の矩形の領域を含む。本実施形態では、マスクMのパターンを基板Pに完全に転写するためには、ひとつの区画領域について、2回の走査露光動作を行う必要があるが、照明系本体22、及び投影系本体42を小型化できるメリットがある。走査露光動作の具体例については、後述する。

0036

基板ステージ装置50は、基板Pの裏面(露光面とは反対の面)を保持するステージ本体52を備えている。図2に戻り、Y軸方向に関して露光対象の区画領域を変更するためのステップ動作時において、主制御装置90は、例えばリニアモータなどを含む駆動系54を制御することにより、ステージ本体52をY軸方向にステップ駆動する。駆動系54は、後述する基板アライメント動作時に基板PをXY平面内の3自由度(X、Y、θz)方向に微小駆動することも可能である。基板P(ステージ本体52)の位置情報は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系56により求められる。

0037

図1に戻り、アライメント系60は、アライメント顕微鏡62を備えている。アライメント顕微鏡62は、基板PとマスクMとの間に形成される空間内(Z軸方向に関して基板PとマスクMとの間の位置)に配置されており、基板Pに形成されたアライメントマークMk(以下、単にマークMkと称する)、及びマスクMに形成されたマーク(不図示)を検出する。本実施形態において、マークMkは、各区画領域の四隅部近傍それぞれに1つ(1つの区画領域につき、例えば4つ)形成されており、マスクMのマークは、投影光学系40を介してマークMkと対応する位置に形成されている。なお、マークMk、及びマスクMのマークの数、及び位置については、これに限定されず、適宜変更が可能である。また、各図面において、マークMkは、理解を容易にするため、実際よりも大きく図示されている。

0038

アライメント顕微鏡62は、投影系本体42の+X側に配置されている。アライメント顕微鏡62は、Y軸方向に離間した一対の検出視野(検出領域)を有しており、ひとつの区画領域内のY軸方向に離間した、例えば2つのマークMkを同時に検出することができるようになっている。

0039

また、アライメント顕微鏡62は、マスクMに形成されたマークと、基板Pに形成されたマークMkとを同時に(換言すると、アライメント顕微鏡62の位置を変えずに)検出することが可能となっている。主制御装置90は、例えばマスクMがXステップ動作、又は基板PがYステップ動作を行う毎に、マスクMに形成されたマークと基板Pに形成されたマークMkとの相対的な位置ずれ情報を求め、該位置ずれを補正する(打ち消す、又は低減する)ように基板PとマスクMとのXY平面に沿った方向の相対的な位置決めを行う。なお、アライメント顕微鏡62は、マスクMのマークを検出(観察)するマスク検出部と、基板PのマークMkを検出(観察)する基板検出部とが、共通の筐体等によって一体的に構成されており、その共通の筐体を介して駆動系66により駆動される。あるいは、マスク検出部と基板検出部とが個別の筐体等によって構成されていても良く、その場合には、例えばマスク検出部と基板検出部とが実質的に共通の駆動系66によって同等の動作特性をもって移動できるように構成することが好ましい。

0040

主制御装置90(図2参照)は、例えばリニアモータなどを含む駆動系66(図2参照)を制御することにより、アライメント顕微鏡62を、X軸方向に所定の長ストロークで駆動する。また、主制御装置90は、例えばリニアエンコーダなどを含む計測系68を介してアライメント顕微鏡62のX軸方向の位置情報を求め、該位置情報に基づいてアライメント顕微鏡62の位置制御を行う。また、駆動系66は、アライメント顕微鏡62をY軸方向に駆動するための、例えばリニアモータも併せて有している。

0041

ここで、アライメント系60のアライメント顕微鏡62と、上述した投影光学系40の投影系本体42とは、物理的(機械的)に独立(分離)した要素であり、主制御装置90(図2参照)によって互いに独立して駆動(速度、及び位置)制御が行われるが、アライメント顕微鏡62を駆動する駆動系66と、投影系本体42を駆動する駆動系44とは、X軸方向の駆動に関して、例えばリニアモータ、リニアガイドなどの一部を共用しており、アライメント顕微鏡62、及び投影系本体42の駆動特性、あるいは主制御装置90による制御特性が、実質的に同等になるように構成されている。

0042

具体的に一例をあげると、例えばムービングコイル式のリニアモータによってアライメント顕微鏡62、投影系本体42それぞれをX軸方向に駆動する場合には、固定子である磁性体(例えば、永久磁石など)ユニットが上記駆動系66と駆動系44とで共用される。これに対し、可動子であるコイルユニットは、アライメント顕微鏡62、投影系本体42それぞれが独立に有しており、主制御装置90(図2参照)は、該コイルユニットに対する電力供給を個別に行うことにより、アライメント顕微鏡62のX軸方向への駆動(速度、及び位置)と、投影系本体42のX軸方向への駆動(速度、及び位置)とを、独立に制御する。従って、主制御装置90は、X軸方向に関するアライメント顕微鏡62と投影系本体42との間隔(距離)を、可変とする(任意に変化させる)ことができる。また、主制御装置90は、X軸方向に関して、アライメント顕微鏡62と投影系本体42とを、異なるスピードで移動させることもできる。

0043

主制御装置90(図2参照)は、アライメント顕微鏡62を用いて基板P上に形成された複数のマークMkを検出し、該検出結果(複数のマークMkの位置情報)に基づいて、公知のエンハンスト・グローバルアライメントEGA)方式によって、検出対象のマークMkが形成された区画領域の配列情報(区画領域の位置(座標値)、形状等に関する情報を含む)を算出する。

0044

具体的には、走査露光動作において、主制御装置90(図2参照)は、該走査露光動作に先立って、投影系本体42の+X側に配置されたアライメント顕微鏡62を用いて、少なくとも露光対象の区画領域内に形成された、例えば4つのマークMkの位置検出を行って該区画領域の配列情報を算出する。主制御装置90は、算出した露光対象の区画領域の配列情報に基づいて、基板PのXY平面内の3自由度方向の精密な位置決め(基板アライメント動作)を行いつつ、照明系20、及び投影光学系40を適宜制御して、対象の区画領域に対する走査露光動作(マスクパターンの転写)を行う。

0045

次に、投影光学系40が有する投影系本体42の位置情報を求めるための計測系46(図2参照)、及びアライメント系60が有するアライメント顕微鏡62の位置情報を求めるための計測系68の具体的な構成について説明する。

0046

図7に示されるように、液晶露光装置10は、投影系本体42を走査方向に案内するためのガイド80を有している。ガイド80は、走査方向に平行に延びる部材から成る。ガイド80は、アライメント顕微鏡62の走査方向への移動を案内する機能も有する。また、図7では、ガイド80がマスクMと基板Pとの間に図示されているが、実際には、ガイド80は、Y軸方向に関して照明光ILの光路を避けた位置に配置されている。

0047

ガイド80には、少なくとも走査方向に平行な方向(X軸方向)を周期方向とする反射型回折格子を含むスケール82が固定されている。また、投影系本体42は、スケール82に対向して配置されたヘッド84を有している。本実施形態では、上記スケール82とヘッド84とにより、投影系本体42の位置情報を求めるための計測系46(図2参照)を構成するエンコーダシステムが形成されている。また、アライメント顕微鏡62は、スケール82に対向して配置されたヘッド86を有している。本実施形態では、上記スケール82とヘッド86とにより、アライメント顕微鏡62の位置情報を求めるための計測系68(図2参照)を構成するエンコーダシステムが形成されている。ここで、ヘッド84,86は、それぞれスケール82に対してエンコーダ計測用ビームを照射し、スケール82を介したビーム(スケール82による反射ビーム)を受光して、その受光結果に基づいてスケール82に対する相対的な位置情報を出力可能となっている。

0048

このように、本実施形態において、スケール82は、投影系本体42の位置情報を求めるための計測系46(図2参照)を構成し、アライメント顕微鏡62の位置情報を求めるための計測系68(図2参照)を構成する。すなわち、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とは、スケール82に形成された回折格子によって設定される共通の座標系(測長軸)に基づいて位置制御が行われる。なお、投影系本体42を駆動するための駆動系44(図2参照)、及びアライメント顕微鏡62を駆動するための駆動系66(図2参照)は、要素が一部共通であっても良いし、完全に独立した要素により構成されていても良い。

0049

なお、上記計測系46、68(それぞれ図2参照)を構成するエンコーダシステムは、測長軸が、例えばX軸方向(走査方向)のみであるリニア(1DOF)エンコーダシステムであっても良いし、より多くの測長軸を有しても良い。例えば、ヘッド84、86をY軸方向に所定間隔で複数配置することにより、投影系本体42、アライメント顕微鏡62のθz方向の回転量を求めても良い。また、スケール82にXY2次元回折格子を形成し、X、Y、θz方向の3自由度方向に測長軸を有する3DOFエンコーダシステムとしても良い。さらに、ヘッド84、86として、回折格子の周期方向と併せてスケール面に直交する方向の測長が可能な公知の2次元ヘッドを複数用いることにより、投影系本体42、アライメント顕微鏡62の6自由度方向の位置情報を求めても良い。

0050

ここで、本実施形態では、投影系本体42、及びアライメント顕微鏡62は、それぞれ基板PとマスクMとの間の空間に配置され、そのY軸方向の位置がほぼ同じであることから、互いの移動可能範囲が一部重複している。

0051

そこで、主制御装置90は、例えば走査露光動作時に投影系本体42をX軸方向に駆動する際に、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とを衝突させない駆動制御衝突回避制御)を行う。換言すると、主制御装置90は、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とがX軸方向に関して同時に同じ位置に配置されないように駆動制御し、例えば、投影系本体42の移動経路移動範囲)から、アライメント顕微鏡62を退避させる退避制御を行う。

0052

以下、アライメント顕微鏡62の衝突回避制御(退避制御)を含み、走査露光動作時における液晶露光装置10の動作の一例を、図3(a)〜図4(c)を用いて説明する。以下の露光動作(アライメント計測動作を含む)は、主制御装置90(図3(a)〜図4(c)では不図示。図2参照)の管理下で行われる。

0053

本実施形態において、露光順が最初である区画領域(以下第1ショット領域S1と称する)は、基板Pの−X側且つ−Y側に設定されている。また、図3(a)〜図4(c)において、符号Aが付された矩形の領域は、走査露光動作時における投影系本体42の移動範囲(移動経路)を示す。投影系本体42の移動範囲Aは、例えば機械的、及び/又は電気的に設定される。また、基板P上の区画領域に付されたS2〜S4の符号は、それぞれ露光順序が2〜4番目のショット領域であることを示す。

0054

図3(a)に示されるように、露光開始前において、投影系本体42、及びアライメント顕微鏡62それぞれは、平面視で第1ショット領域S1の−X側に配置される。図3(a)に示される状態(初期位置)で、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とは、X軸方向に関して互いに近接して配置されている。

0055

次いで、主制御装置90は、図3(b)に示されるように、アライメント顕微鏡62を+X方向に駆動する。上述したように、本実施形態では、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とを、X軸方向(スキャン方向、走査方向)に関して独立に駆動制御できるため、主制御装置90は、投影系本体42を停止させた状態で、アライメント顕微鏡62のみをX軸方向に駆動する。主制御装置90は、アライメント顕微鏡62を+X方向に移動させつつ、第1ショット領域S1内の、例えば4つのマークMkを検出(図3(b)における太線の丸印参照)した後、主制御装置90は、該マーク検出結果に基づいて、第1ショット領域S1の配列情報を算出する。

0056

また、主制御装置90は、図3(c)に示されるように、アライメント顕微鏡62によるマーク検出動作並行して、アライメント顕微鏡62とは独立に投影系本体42の+X方向への加速を開始させる。具体的には、主制御装置90は、例えばアライメント顕微鏡62によって第1ショット領域S1の+X側のマークMkが検出される直前に、投影系本体42の+X方向への加速を開始させる。このように、本実施形態では、アライメント顕微鏡62の+X方向への移動(マーク検出動作)に遅れて、投影系本体42の+X方向への移動(スキャン露光動作)が開始される。従って、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とのX軸方向に関する間隔(距離)は、図3(a)に示される初期位置(アライメント動作の開始前)に比べて、広くなっている。なお、第1ショット領域S1に対する露光動作の開始前、すなわち、投影系本体42が等速移動を開始して照明光ILが基板P(第1ショット領域S1)に照射される前に、第1ショット領域S1内の、例えば4つのマークMkの検出が終了し、該4つのマークに基づいて第1ショット領域S1の配列情報が求められていることが望ましい。主制御装置90は、図3(d)に示されるように、投影系本体42と照明系20の照明系本体22(図3(d)では不図示。図1参照)とを同期して+X方向に駆動して、第1ショット領域S1に対する1回目の走査露光を行う。

0057

なお、第1ショット領域S1に対する走査露光動作と並行して、アライメント顕微鏡62を更に+X方向に駆動し、第4ショット領域S4(第1ショット領域S1の+X側の区画領域)内に形成された、例えば4つのマークMkを検出しても良い。主制御装置90は、第4ショット領域S4内のマークの検出結果に基づいて、第1ショット領域S1の配列情報を更新することができる。第1ショット領域S1の配列情報を求めるために第4ショット領域S4内のマーク位置情報を用いることにより、第1ショット領域S1に設けられた4つのマークMkのみに基づいて配列情報を求めるよりも、広い範囲にわたる統計的な傾向を考慮した配列情報を求めることができ、第1ショット領域S1に関するアライメント精度の向上が可能となる。

0058

主制御装置90は、上記配列情報の算出結果に応じて基板Pの微小位置制御を行いつつ、照明系20を制御して照明光ILをマスクM(図3(d)では不図示。図1参照)及び投影系本体42を介して基板P上に投射し、該照明光ILにより基板P上に生成される露光領域IA内にマスクパターンの一部を形成する。上述したように、本実施形態において、マスクM上に生成される照明領域IAM(図1参照)、及び基板P上に生成される露光領域IAは、Y軸方向に離間する一対の矩形の領域であるので、1回の走査露光動作により基板Pに転写されるマスクMのパターン像は、Y軸方向に離間した一対のX軸方向に延びる帯状の領域(ひとつの区画領域の全面積のうち半分の面積)内に形成される。

0059

ここで、第1ショット領域S1の1回目の走査露光が終了すると、投影系本体42は、基板P上を通過し、移動範囲Aの+X側の端部近傍に移動する。そこで、主制御装置90は、アライメント顕微鏡62を移動範囲Aから退避させる制御を行う。一例として、主制御装置90は、図4(a)に示されるように、アライメント顕微鏡62を基板Pに対して−Y方向(下方)に駆動して投影系本体42の移動範囲Aの−Y側に退避させる。これにより、図4(b)に示されるように、投影系本体42は、アライメント顕微鏡62に衝突することなく、該アライメント顕微鏡62の+Y側(上方)を通過する。主制御装置90は、投影系本体42のY軸方向の位置がアライメント顕微鏡62のY軸方向の位置と重ならない位置まで駆動されたことが確認されると、図3(a)に示されるように、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とが互いに接触していない位置に、接近して配置されるように、アライメント顕微鏡62を移動範囲A内に駆動させる。従って、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とのX軸方向の間隔は、走査露光動作時に比べて、走査露光動作を開始前または終了後の時点(換言すると、投影系本体42がX軸方向に加速を開始する前または減速を完了した後)の方が狭くなっている。

0060

次いで、主制御装置90は、第1ショット領域S1の2回目の走査露光動作のため、図4(b)に示されるように、基板PおよびマスクMを−Y方向にステップ移動させる(図4(b)の黒矢印参照)。このときの基板Pのステップ移動量は、ひとつの区画領域のY軸方向の長さの、例えば1/4の長さである。この場合、基板PとマスクMの−Y方向へのステップ移動において、基板PとマスクMとの相対的な位置関係を変化させないように(あるいは、その相対位置関係を補正可能なように)ステップ移動させることが好ましい。

0061

以下、図4(c)に示されるように、主制御装置90は、投影系本体42を−X方向に駆動して第1ショット領域S1の2回目(復路)の走査露光動作を行う。これにより、1回目の走査露光動作により転写されたマスクパターンと、2回目の走査露光動作でにより転写されたマスクパターンとが第1ショット領域S1内で繋ぎ合わされ、マスクMのパターンの全体が第1ショット領域S1に転写される。また、主制御装置90は、アライメント顕微鏡62を退避位置から投影系本体42の移動範囲A内に戻し、投影系本体42に追従させて−X方向に駆動する。なお、図4(b)に示されるように基板PおよびマスクMを−Y方向へステップ移動した後、2回目の走査露光を開始するまでに、基板PとマスクMとのアライメント計測を再度行い、その結果に基づいて相互の位置合わせを行うようにしても良い。これにより、第1ショット領域S1全体のアライメント精度、ひいては第1ショット領域S1へのマスクMのパターンの転写精度の向上が可能となる。なお、この場合、主制御装置90は、一旦退避させたアライメント顕微鏡62を投影系本体42の−X側に戻し、上述した図3(a)〜(d)および図4(a)に相当する動作(ただし、X軸方向の動き反転させた(逆符号にした)動作)を行うように駆動制御するとよい。

0062

以下、不図示であるが、主制御装置90は、第2ショット領域S2(第1ショット領域S1の+Y側の区画領域)に対して走査露光動作を行うために、基板Pを−Y方向にステップ移動させて第2ショット領域S2とマスクMとを対向させる。第2ショット領域S2に対する走査露光動作(アライメント顕微鏡62の退避動作を含む)は、上述した第1ショット領域S1に対する走査露光動作と同じであるので説明を省略する。以下、主制御装置90は、マスクMのXステップ動作と基板PのYステップ動作の少なくとも一方を適宜行いつつ、第3、及び第4ショット領域S3、S4対する走査露光動作を行う。この際も、主制御装置90は、同様にアライメント顕微鏡62の退避制御を行う。なお、第2ショット領域S2以降の区画領域を露光するために、当該区画領域の配列情報を求める際、それ以前の区画領域を露光する際に求めたマークの位置情報を用いても良い。また、第4ショット領域S4に対するアライメントを行う際に、上述した第1ショット領域S1のアライメント計測結果(EGA計算の結果)を利用してもよい。その場合、第4ショット領域S4とマスクMとを対向配置させた際には、マスクMのマークと基板PのマークMkとの各2点のマークに基づいてXY平面内の3自由度(X,Y,θz)方向の位置ずれを計測するだけでよく、第4ショット領域S4のアライメントにかかる時間を実質的に短くすることができる。

0063

以上説明した一実施形態に係る液晶露光装置10によれば、アライメント顕微鏡62、及び投影系本体42のスキャン方向(X軸方向)の駆動制御(位置、及び速度)を独立に制御できるので、投影系本体42のスキャン方向への移動(加速)に先立って、アライメント顕微鏡62を用いてマークMkの検出動作を行うことができ、所要のマークMkのすべての検出を完了する前に投影系本体42のスキャン方向への加速(すなわち、走査露光動作)を開始することができる。従って基板Pの露光処理にかかる一連の処理時間(タクトタイム)を低減することができる。また、走査露光動作を行っていないとき、例えばアライメント動作の開始前(投影系本体42加速前)および走査露光動作終了後(投影系本体42の減速後)には、図3(a)に示されるように、アライメント顕微鏡62と投影系本体42とを近接して配置することができる。従って、X軸方向に関して走査露光のために必要な装置サイズ(露光装置のフットプリント)を抑制することができる。また、走査露光動作時の投影系本体42の移動範囲Aからアライメント顕微鏡62を退避させることができるので、アライメント顕微鏡62と投影系本体42との衝突を回避できる。

0064

ここで、照明系20、マスクステージ装置30、投影光学系40、基板ステージ装置50、アライメント系60は、モジュール化されていても良い。照明系20は照明系モジュール12M、マスクステージ装置30はマスクステージモジュール14M、投影光学系40は投影光学系モジュール16M、基板ステージ装置50は基板ステージモジュール18M、アライメント系60はアライメント系モジュール20Mと称する。以下、適宜「各モジュール12M〜20M」と称するが、対応する架台28A〜28E上に載置されることにより、互いに物理的に独立して配置されている。

0065

従って、図10に示されるように、液晶露光装置10では、上記各モジュール12M〜20M(図10では、一例として基板ステージモジュール18M)のうちの任意(1つ、あるいは複数)モジュールを、他のモジュールから独立して交換することができる。この際、交換対象のモジュールは、該モジュールを支持する架台28A〜28E(図10では、架台28E)と一体的に交換される。

0066

上記各モジュール12M〜20Mの交換動作時において、交換対象となる各モジュール12M〜20M(及び該モジュールを支持する架台28A〜28E)は、床26面に沿ってX軸方向に移動する。このため、架台28A〜28Eには、例えば床26上を容易に移動可能となるように、例えば車輪、あるいはエアキャスタ装置などを設けると良い。このように、本実施形態の液晶露光装置10では、各モジュール12M〜20Mのうち、任意のモジュールを個別に他のモジュールから容易に分離することができるので、メンテナンス性に優れる。なお、図10では、基板ステージモジュール18Mが架台28Eと共に、他の要素(投影光学系モジュール16Mなど)に対して+X方向(紙面奥側)に移動することにより、他の要素から分離する態様が示されているが、移動対象のモジュール(及び架台)の移動方向は、これに限定されず、例えば−X方向(紙面手前)であっても良いし、+Y方向(紙面上方)であっても良い。また、各架台28A〜28Eの床26上における設置後の位置再現性を確保するための位置決め装置を設けても良い。該位置決め装置は、各架台28A〜28Eに設けられても良いし、各架台28A〜28Eに設けられた部材と床26に設けられた部材との協働により、各架台28A〜28Eの設置位置が再現されるように構成しても良い。

0067

また、本実施形態の液晶露光装置10は、上記各モジュール12M〜20Mを独立に分離することができる構成であるため、各モジュール12M〜20Mを個別にアップグレードすることもできる。なお、アップグレードとは、例えば露光対象の基板Pの大型化などに対応するためのアップグレードの他に、基板Pの大きさは同じであるが各モジュール12M〜20Mをより性能が向上したものに交換する場合も含む。

0068

ここで、例えば基板Pが大型化する場合、基板Pの面積(本実施形態では、X軸及びY軸方向の寸法)が大きくなるのみで、通常基板Pの厚み(Z軸方向の寸法)は、実質的に変化しない。従って、例えば基板Pの大型化に対応して液晶露光装置10の基板ステージモジュール18Mをアップグレードする場合、図10に示されるように、基板ステージモジュール18Mに替わり、新たに挿入される基板ステージモジュール18AM、及び基板ステージモジュール18AMを支持する架台28Gは、X軸及び/又はY軸方向の寸法が変わるが、Z軸方向の寸法は、実質的に変化しない。同様に、マスクステージモジュール14Mも、マスクMの大型化に応じたアップグレードによって、Z軸方向の寸法が実質的に変化しない。

0069

また、例えば照明領域IAM、露光領域IA(それぞれ図1など参照)を拡大するためには、照明系モジュール12Mが有する照明光学系の数、投影光学系モジュール16Mが有する投影レンズモジュールの数を増やすことで、照明系モジュール12M、投影光学系モジュール16Mそれぞれをアップグレードすることができる。アップグレード後の照明系モジュール、投影光学系モジュール(それぞれ不図示)は、アップグレード前に比べてX軸及び/又はY軸方向の寸法が変わるのみで、Z軸方向の寸法は、実質的に変化しない。

0070

このため、本実施形態の液晶露光装置10では、各モジュール12M〜20Mを支持する架台28A〜28E、及びアップグレード後の各モジュールそれぞれを支持する架台(図10に示される基板ステージモジュール18AMを支持する架台28G参照)は、Z軸方向の寸法が定尺化されている。ここで、定尺化とは、交換前の架台と交換後の架台とで、Z軸方向の寸法が共通であること、すなわち機能の同じモジュールを支持する架台のZ軸方向の寸法が概ね一定であることを意味する。このように、本実施形態の液晶露光装置10では、各架台28A〜28EのZ軸方向寸法が定尺化されているため、各モジュールを設計する際の時間短縮を図ることが可能となる。

0071

また、液晶露光装置10は、基板Pの露光面、及びマスクMのパターン面それぞれが重力方向に平行(いわゆる縦置き配置)であるので、照明系モジュール12M、マスクステージモジュール14M、投影光学系モジュール16M、及び基板ステージモジュール18Mの各モジュールを、床26面上に直列的に設置することができる。このように、上記各モジュールには、相互に自重が作用しないので、例えば上記各モジュールに相当する、基板ステージ装置、投影光学系、マスクステージ装置、及び照明系が重力方向に積み重なって配置された従来の露光装置のように、各要素を支持する高剛性メインフレーム(ボディ)を設ける必要がない。また、構造が簡単なので、装置の設置(据え付け工事、各モジュール12M〜20Mのメンテナンス作業交換作業などを容易且つ短時間で行うことができる。また、上記各モジュールが床26面に沿って配置される構成であるので、装置全体の高さを低くすることができる。これにより、上記各モジュールを収容するチャンバを小型化することができ、コスト低減を図れるとともに、設置工期を短縮できる。

0072

なお、以上説明した一実施形態の構成は、適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態では、アライメント顕微鏡62が、投影系本体42の移動範囲Aに対して−Y側に移動することにより退避動作を行ったが、投影系本体42の移動範囲Aの外側に退避できれば、アライメント顕微鏡62の退避方向は、これに限られず、例えば図5に示される第1の変形例のように、投影系本体42の移動範囲Aに対して走査方向に平行な方向(X軸方向)に退避しても良い。同様に、不図示であるが、アライメント顕微鏡62の退避方向は、例えば投影系本体42の移動範囲Aに対して+Y(上)側であっても良いし、+Z側(マスク側)、あるいは−Z側(基板側)であっても良い。

0073

また、上記実施形態(及び第1の変形例)では、アライメント顕微鏡62が、投影系本体42の進行方向に対して直交する方向、又は平行な方向に移動することにより退避動作を行ったが、退避動作時のアライメント顕微鏡62の移動方向は、これに限られず、例えば図6に示される第2の変形例のように、θz方向(又はその他の回転方向)であっても良い。なお、アライメント顕微鏡62をX軸方向以外の方向へ退避させる制御が行われると、投影系本体42及びアライメント顕微鏡62のY軸方向に対する相対位置関係が初期位置とは異なる可能性がある。その場合、主制御装置90は、アライメント顕微鏡62の退避動作を行う度に、投影系本体42とアライメント顕微鏡62との相対位置(相対座標)に関するキャリブレーションを行うことが好ましい。なお、上記実施形態(及び第1の変形例)では、アライメント顕微鏡62の退避制御を、基板P上ではない位置で行ったが、基板P上の位置、つまりアライメント顕微鏡62のY軸方向の位置およびX軸方向の位置と基板PのY軸方向の位置およびX軸方向の位置とが重なる位置で行うようにしても良い。

0074

また、上記実施形態(及び第1、第2変形例)では、照明系20の照明系本体22を駆動するための駆動系24、マスクステージ装置30のステージ本体32を駆動するための駆動系34、投影光学系40の投影光学系本体42を駆動するための駆動系44、基板ステージ装置50のステージ本体52を駆動するための駆動系54、及びアライメント系60のアライメント顕微鏡62を駆動するための駆動系66(それぞれ図2参照)が、それぞれリニアモータを含む場合について説明したが、上記照明系本体22、ステージ本体32、投影光学系本体42、ステージ本体52、及びアライメント顕微鏡62を駆動するためのアクチュエータの種類は、これに限られず、適宜変更が可能であり、例えば送りネジボールネジ)装置、ベルト駆動装置などの各種アクチュエータを適宜用いることが可能である。

0075

また、上記実施形態(及び第1、第2変形例)では、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とが、スキャン方向への駆動系の一部(例えばリニアモータ、ガイドなど)を共用したが、投影系本体42とアライメント顕微鏡62とを個別に駆動できればこれに限られず、アライメント顕微鏡62を駆動するための駆動系66と、投影光学系40の投影系本体42を駆動するための駆動系44とが、完全に独立して構成されていても良い。すなわち、図8に示される露光装置10Aのように、投影光学系40Aが有する投影光学系本体42と、アライメント系60Aが有するアライメント顕微鏡62とを、Y位置が互いに重複しないように配置することによって、アライメント顕微鏡62を駆動するための駆動系66(例えばリニアモータ、ガイドなどを含む)と、投影系本体42を駆動するための駆動系44(例えばリニアモータ、ガイドなどを含む)とを、完全に独立した構成とすることができる。この場合、露光対象の区画領域の走査露光動作の開始前に、基板PをY軸方向へステップ移動(往復移動)させることによって、該区画領域のアライメント計測を行う。また、図9に示される露光装置10Bのように、投影光学系40Bが有する投影光学系本体42を駆動するための駆動系44(例えばリニアモータ、ガイドなどを含む)と、アライメント系60Bが有するアライメント顕微鏡62を駆動するための駆動系66(例えばリニアモータ、ガイドなどを含む)とのY位置を重複しないように配置することによって、駆動系44と駆動系66とを、完全に独立した構成とすることもできる。

0076

また、上記実施形態(及び第1、第2変形例)では、照明系20の照明系本体22の位置計測を行うための計測系26、マスクステージ装置30のステージ本体32の位置計測を行うための計測系36、投影光学系40の投影光学系本体42の位置計測を行うための計測系46、基板ステージ装置50のステージ本体52の位置計測を行うための計測系56、及びアライメント系60のアライメント顕微鏡62の位置計測を行うための計測系68(それぞれ図2参照)が、それぞれリニアエンコーダを含む場合について説明したが、上記照明系本体22、ステージ本体32、投影系投影光学系本体42、ステージ本体52、及びアライメント顕微鏡62の位置計測を行うための計測システムの種類は、これに限られず、適宜変更が可能であり、例えば光干渉計、あるいはリニアエンコーダと光干渉計とを併用した計測系などの各種計測システムを適宜用いることが可能である。

0077

また、上記実施形態(及び第1、第2変形例)では、投影系本体42の+X側に一対の検出視野を有する1組の可動式のアライメント顕微鏡62が配置されたが、可動式のアライメント顕微鏡の数は、これに限定されない。例えば投影系本体42の+X側、及び−X側(スキャン方向の一側及び他側)に、それぞれアライメント顕微鏡62を配置しても良い。この場合、各区画領域に対する2回目の走査露光動作(すなわち、投影系本体42を−X方向に移動させて行う走査露光動作)の前に、−X側のアライメント顕微鏡62を用いてマークMkを検出することで、時間的なロスを抑制しつつ第1ショット領域S1全体のアライメント精度、ひいては第1ショット領域S1へのマスクMのパターンの転写精度の向上が可能となる。

0078

また、上記実施形態(及び各変形例を含む。以下同じ)では、第1ショット領域S1の走査露光の後、該第1ショット領域S1の+Y(上)側に設定された第2ショット領域S2の走査露光を行ったが、これに限られず、第1ショット領域S1の走査露光の次に第4ショット領域S4の走査露光を行っても良い。この場合、例えば第1ショット領域S1に対向するマスクと、第4ショット領域S4に対応するマスクと(合計で2枚のマスク)を用いることにより、第1及び第4ショット領域S1、S4を連続して走査露光することができる。また、第1ショット領域S1の走査露光の後にマスクMを+X方向にステップ移動させて第4ショット領域S4の走査露光を行っても良い。

0079

また、上記実施形態では、マークMkは、各区画領域(第1〜第4ショット領域S1〜S4)内に形成されたが、これに限られず、隣接する区画領域間の領域(いわゆるスクライブライン)内に形成されていても良い。

0080

また、上記実施形態では、Y軸方向に離間した一対の照明領域IAM、露光領域IAをそれぞれマスクM、基板P上に生成したが(図1参照)、照明領域IAM、及び露光領域IAの形状、長さは、これに限られず適宜変更可能である。例えば、照明領域IAM、露光領域IAのY軸方向の長さは、それぞれマスクMのパターン面、基板P上のひとつの区画領域のY軸方向の長さと等しくても良い。この場合、各区画領域に対して1回の走査露光動作でマスクパターンの転写が終了する。あるいは、照明領域IAM、露光領域IAは、Y軸方向の長さがそれぞれマスクMのパターン面、基板P上のひとつの区画領域のY軸方向の長さの半分であるひとつの領域であっても良い。この場合は、上記実施形態と同様に、ひとつの区画領域に対して2回の走査露光動作を行い、繋ぎ合わせ露光を行う必要がある。

0081

また、上記実施形態のように、ひとつのマスクパターンを区画領域に形成するために、投影系本体42を往復させて繋ぎ合わせ露光を行う場合、互いに異なる検出視野を有する往路用及び復路用のアライメント顕微鏡を走査方向(X方向)に関して投影系本体42の前後に配置しても良い。この場合、往路用(1回目の露光動作用)のアライメント顕微鏡により、区画領域の四隅のマークMkを検出し、復路用(2回目の露光動作用)のアライメント顕微鏡によって、継ぎ部近傍のマークMkを検出しても良い。ここで、継ぎ部とは、往路の走査露光で露光された領域(パターンが転写された領域)と復路の走査露光で露光された領域(パターンが転写された領域)との継ぎ合わせ部分を意味する。継ぎ部近傍のマークMkとしては、予め基板PにマークMkを形成しても良いし、露光済みのパターンをマークMkとしても良い。

0082

また、上記各実施形態では、照明系20で用いられる光源、及び該光源から照射される照明光ILの波長は、特に限定されず、例えばArFエキシマレーザ光(波長193nm)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの紫外光や、F2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光であっても良い。

0083

また、上記実施形態では、光源を含む照明系本体22が走査方向に駆動されたが、これに限られず、例えば特開2000−12422号公報に開示される露光装置と同様に、光源を固定とし、照明光ILのみが走査方向に走査されるようにしても良い。

0084

また、照明領域IAM、露光領域IAは、上記実施形態ではY軸方向に延びる帯状に形成されたが、これに限られず、例えば米国特許第5,729,331号明細書に開示されるように、千鳥状に配置された複数の領域を組み合わせても良い。

0085

また、上記各実施形態では、マスクM、及び基板Pが、水平面に直交するように配置(いわゆる縦置き配置)されたが、これに限られず、マスクM、及び基板Pは、水平面に平行に配置されても良い。この場合、照明光ILの光軸は、重力方向とほぼ平行とされる。

0086

また走査露光動作時にアライメント計測の結果に応じて基板PのXY平面内の微小位置決めを行ったが、これと併せて、走査露光動作前に(あるいは走査露光動作と並行して)基板Pの面位置情報を求め、走査露光動作中に基板Pの面位置制御(いわゆるオートフォーカス制御)を行っても良い。

0087

また、露光装置の用途としては、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば有機EL(Electro-Luminescence)パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッドマイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置EUV露光装置X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも適用できる。

0088

また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、例えばウエハ、セラミック基板フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状(可撓性を有するシート状の部材)のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が500mm以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。また、露光対象の基板が可撓性を有するシート状である場合には、該シートがロール状に形成されていても良い。この場合、ステージ装置のステップ動作によらず、ロールを回転させる(巻き取る)ことによって、容易に照明領域(照明光)に対して露光対象の区画領域を変更する(ステップ移動させる)ことができる。

0089

液晶表示素子(あるいは半導体素子)などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク(あるいはレチクル)を製作するステップ、ガラス基板(あるいはウエハ)を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク(レチクル)のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材エッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

0090

以上説明したように、本発明の露光装置及び方法は、物体を走査露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

0091

10…液晶露光装置、20…照明系、30…マスクステージ装置、40…投影光学系、50…基板ステージ装置、60…アライメント系、M…マスク、P…基板。

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