偏振光分束器、基板处理装置、器件制造系统及器件制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及偏振光分束器、基板处理装置、器件制造系统及器件制造方法。
【背景技术】
[0002]W往，作为基板处理装置，已知有对反射型的圆筒状的标线片（光罩）照射曝光用 光，将从光罩反射的曝光用光投影至感光基板（晶片）上的曝光装置（例如，参照专利文献 1)。专利文献1的曝光装置具有将从光罩反射的曝光用光投影至晶片的投影光学系统，投 影光学系统构成为包括偏振光分束器，该偏振光分束器根据入射的曝光用光的偏振状态而 在成像光路中使曝光用光透射或反射。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 ;日本特开2007-227438号公报
【发明内容】
[0006] 在专利文献1的曝光装置中构成为：来自照明光学系统的照明光束从与投影光学 系统不同的方向倾斜地照射于圆筒状的光罩上，由光罩反射的曝光用光（投影光束）入射 至投影光学系统。如果将照明光学系统与投影光学系统如专利文献1所示地配置，则存在 照明光束的利用效率低，且投影于感光基板（晶片）上的光罩图案的图像质量不佳的问题。 作为有效且良好地保持图像质量的照明方式，有同轴落射照明方式。该种方式是如下方式： 将半反射镜和/或分束器等分光元件配置于由投影光学系统所形成的成像光路中，经由该 分光元件将照明光束照射于光罩，并且将由光罩反射的投影光束也经由分光元件而引导至 感光基板。
[0007] 通过落射照明方式，在要将朝向光罩的照明光束与来自光罩的投影光束分离的情 况下，使用偏振光分束器来作为分光元件，由此能够进行将照明光束与投影光束的光量损 失抑制得较低的有效的曝光。
[0008] 然而，在通过偏振光分束器例如使照明光束反射（或透射）、且使投影光束透射 (或反射）的情况下，由于在照明光学系统及投影光学系统中共有偏振光分束器，因此存在 照明光学系统与投影光学系统物理地干设的可能性。
[0009] 另外，在专利文献1的曝光装置中使用偏振光分束器的情况下，偏振光分束器的 偏振膜将入射的入射光束的一部分反射而成为反射光束，将一部分透射而成为透射光束。 该时，反射光束或透射光束由于被分离而产生能量损失。因此，为了抑制由于分离而产生 的反射光束或透射光束的能量损失，优选入射至偏振膜的入射光束为波长及相位一致的激 光。
[0010] 然而，激光的能量密度高。因此，在使入射光束为激光的情况下，如果偏振膜上的 反射光束的反射率及透射光束的透射率低，则激光的能量被偏振膜吸收，导致施加于偏振 膜的负荷变大。由此，在使用激光等能量密度高的光作为入射光束的情况下，偏振光分束器 的偏振膜的耐性容易降低，因此可能难W将入射光束较好地分离。
[0011] 本发明的方案是鉴于上述技术问题而作出的，其目的在于提供一种即使在通过偏 振光分束器使照明光束与投影光束分离的情况下，也能够抑制照明光学系统及投影光学系 统的物理干设、且能够容易地配置照明光学系统及投影光学系统的偏振光分束器、基板处 理装置（曝光装置）、器件制造系统及器件制造方法。
[0012] 另外，本发明的方案是鉴于上述技术问题而作出的，其目的还在于提供一种即使 是能量密度高的入射光束，也会在降低施加给偏振膜的负荷的同时，使入射光束的一部分 反射而成为反射光束、使入射光束的一部分透射而成为透射光束的偏振光分束器、基板处 理装置、器件制造系统及器件制造方法。
[0013] 根据本发明的第1方案，提供一种基板处理装置（曝光装置），其具备：光罩保持 部件，保持反射型的光罩；分束器，将入射的照明光束朝向所述光罩反射，并且使所述照明 光束被所述光罩反射而得到的投影光束透射；照明光学组件，使所述照明光束向所述分束 器入射；和投影光学组件，将透射过了所述分束器的所述投影光束投影至光感应性的基板， 将所述照明光束向所述光罩引导的照明光学系统包括所述照明光学组件和所述分束器，将 所述投影光束向所述基板引导的投影光学系统包括所述投影光学组件和所述分束器，所述 照明光学组件及所述分束器设于所述光罩与所述投影光学组件之间。
[0014] 根据本发明的第2方案，提供一种器件制造系统，其具备；本发明的第1方案设及 的基板处理装置、和将所述基板供给至所述基板处理装置的基板供给装置。
[0015] 根据本发明的第3方案，提供一种器件制造方法，其包括：使用本发明的第1方案 设及的基板处理装置对所述基板进行投影曝光、和通过对投影曝光后的所述基板进行处理 而将所述光罩的图案形成在所述基板上。
[0016] 根据本发明的第4方案，提供一种基板处理装置（曝光装置），其具备：光罩保持 部件，保持反射型的光罩；分束器，将入射的照明光束朝向所述光罩透射，并且使所述照明 光束被所述光罩反射而得到的投影光束反射；照明光学组件，使所述照明光束向所述分束 器入射；和投影光学组件，将由所述分束器反射的所述投影光束投影至光感应性的基板，将 所述照明光束向所述光罩引导的照明光学系统包括所述照明光学组件和所述分束器，将所 述投影光束向所述基板引导的投影光学系统包括所述投影光学组件和所述分束器，所述照 明光学组件及所述分束器设于所述光罩与所述投影光学组件之间。
[0017] 根据本发明的第5方案，提供一种偏振光分束器，其具备：第1棱镜；第2棱镜，该 第2棱镜具有与所述第1棱镜的一个面相对的面；W及偏振膜，该偏振膜为了将从所述第1 棱镜朝向所述第2棱镜的入射光束根据偏振状态分离为向所述第1棱镜侧反射的反射光束 或向所述第2棱镜侧透射的透射光束，而设于所述第1棱镜与所述第2棱镜的相对的面之 间，并将W二氧化娃为主成分的第1膜体与W氧化給为主成分的第2膜体在膜厚方向层叠 而成。
[0018] 根据本发明的第6方案，提供一种基板处理装置，该基板处理装置对光罩照射照 明光束，并将形成于所述光罩的图案的像投影曝光至作为被投影体的光感应性的基板，其 具有；光罩保持部件，保持反射型的光罩；照明光学组件，将所述照明光束向所述光罩引 导；投影光学组件，将从所述光罩反射而得到的所述投影光束投影至所述被投影体（基 板）；本发明的第1方案设及的偏振光分束器，配置于所述照明光学组件与所述光罩之间、 且配置于所述光罩与所述投影光学组件之间；W及波片，所述照明光束的对所述偏振光分 束器的所述偏振膜的入射角为包含52. 4°~57. 3°的布鲁斯特角的规定的角度范围，W 所述偏振光分束器使所述照明光束朝向所述光罩反射、并且使所述投影光束朝向所述投影 光学组件透射的方式，所述波片使来自所述偏振光分束器的所述照明光束偏振、并且还使 来自所述光罩的所述投影光束偏振。
[0019] 根据本发明的第7方案，提供一种器件制造系统，其具备；本发明的第6方案设及 的基板处理装置、和将所述被投影体供给至所述基板处理装置的基板供给装置。
[0020] 根据本发明的第8方案，提供一种器件制造方法，其包括：使用本发明的第6方案 设及的基板处理装置对所述被投影体进行投影曝光；和通过对投影曝光后的所述被投影体 进行处理而形成所述光罩的图案。
[0021] 发明的效果
[0022] 根据本发明的方案，能够提供即使在通过照明光学系统和投影光学系统共用的分 束器使照明光束与投影光束分离的情况下，也能够抑制照明光学系统及投影光学系统的物 理干设、且容易地配置照明光学系统及投影光学系统的偏振光分束器、基板处理装置、器件 制造系统及器件制造方法。
[0023] 另外，根据本发明的方案，能够提供在降低施加给偏振膜的负荷的同时，使入射光 束的一部分反射而成为反射光束、使入射光束的一部分透射而成为透射光束的偏振光分束 器、基板处理装置、器件制造系统及器件制造方法。
【附图说明】
[0024] 图1是表示第1实施方式的器件制造系统的构成的图。
[00巧]图2是表示第1实施方式的曝光装置（基板处理装置）的整体构成的图。
[0026] 图3是表示图2所示的曝光装置的照明区域及投影区域的配置的图。
[0027] 图4是表示图2所示的曝光装置的照明光学系统及投影光学系统的构成的图。
[0028] 图5A是表示光罩上的照明光束及投影光束的图。
[0029] 图5B是表示从偏振光分束器观察到的第4中继透镜的图。
[0030] 图6是表示偏振光分束器上的照明光束及投影光束的图。
[0031] 图7是表示能够配置照明光学系统的配置区域的图。
[0032] 图8是表示第1实施方式的偏振光分束器的偏振膜周围的构成的图。
[0033] 图9是表示相对于第1实施方式的比较例的偏振光分束器的偏振膜周围的构成的 图。
[0034] 图10是表示图8所示的偏振光分束器的透射特性及反射特性的曲线图。
[0035] 图11是表示图9所示的偏振光分束器的透射特性及反射特性的曲线图。
[0036] 图12是表示第1实施方式的器件制造方法的流程图。
[0037] 图13是表示第2实施方式的曝光装置（基板处理装置）的整体构成的图。
[0038] 图14是表示第3实施方式的曝光装置（基板处理装置）的构成的图。
[0039] 图15是表示第4实施方式的曝光装置（基板处理装置）的整体构成的图。
[0040] 图16是表示第5实施方式的曝光装置（基板处理装置）的构成的图。
[0041] 图17是表示第6实施方式的偏振光分束器的偏振膜周围的构成的图。
[0042] 图18是表示图17所示的偏振光分束器的透射特性及反射特性的曲线图。
[0043] 图19是表示第7实施方式的偏振光分束器的偏振膜周围的构成的图。
[0044] 图20是表示图19所示的偏振光分束器的透射特性及反射特性的曲线图。
[0045] 图21是表示第8实施方式的偏振光分束器的偏振膜周围的构成的图。
[0046] 图22是表示图21所示的偏振光分束器的透射特性及反射特性的曲线图。
【具体实施方式】
[0047] -边参照附图一边对用于实施本发明的方式（实施方式）进行详细地说明。W下 的实施方式所记载的内容并不用于限定本发明。另外，W下所记载的构成要素中，包含本领 域技术人员容易想到的或实质上相同的内容。此外，W下所记载的构成要素能够适当组合。 另外，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够对构成要素进行各种省略、替换或改变。
[004引[第1实施方式]
[0049] 第1实施方式的偏振光分束器设置于曝光装置，该曝光装置作为基板处理装置， 对作为被投影体的光感应性的基板施W曝光处理。另外，曝光装置组装于对曝光后的基板 施W各种处理而制造器件的器件制造系统。首先，对器件制造系统进行说明。
[0050] <器件制造系统〉
[0051] 图1是表示第1实施方式的器件制造系统的构成的图。图1所示的器件制造系统 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，例如存 在有机化显示器等。该器件制造系统1是从将提性基板P卷绕成卷状的供给用卷FR1送 出该基板P，对送出的基板P连续地施W各种处理后，将处理后的基板P作为提性器件而卷 取于回收用卷FR2的所谓卷对卷（RolltoRoll)方式。在第1实施方式的器件制造系统 1中，示出了薄膜状片材的基板P从供给用卷FR1送出，从供给用卷FR1送出的基板P依次 经过n台处理装置Ul、U2、U3、U4、呪、…化直至被回收用卷FR2卷取为止的例子。首先， 对器件制造系统1的处理对象的基板P进行说明。
[0052] 基板P例如可W使用树脂薄膜、由不诱钢等金属或者合金形成的巧（foil)等。作 为树脂薄膜的材质，例如包含聚己締树脂、聚丙締树脂、聚醋树脂、己締己締醋共聚物树脂、 聚氯己締树脂、纤维素树脂、聚酷胺树脂、聚酷亚胺树脂、聚碳酸醋树脂、聚苯己締树脂、己 酸己締醋树脂中的一种或者两种W上。
[0053] 优选的是，基板P例如选定热膨胀系数不那么显著大的材料，W使得实际上能够 忽视在对基板P实施的各种处理中因受热而产生的变形量。热膨胀系数例如可W通过将无 机填料混合于树脂薄膜中而设定为比与工艺温度等相应的阔值小。无机填料例如可W是氧 化铁、氧化锋、氧化侣、氧化娃等。另外，基板P可W是通过浮式法等制造的厚度为100ym左 右的极薄玻璃的单层体，也可W是在该极薄玻璃上粘贴上述树脂薄膜、巧等而成的层叠体。
[0054] 该样构成的基板P通过被卷绕成卷状而成为供给用卷FR1，该供给用卷FR1被安 装于器件制造系统1。安装有供给用卷FR1的器件制造系统1对从供给用卷FR1送出的基 板P反复执行用于制造器件的各种处理。因此，处理后的基板P成为多个器件相连的状态。 也就是说，从供给用卷FR1送出的基板P成为拼版用的基板。此外，基板P可W是预先通过 规定的前处理对其表面进行改性而使其活性化的部件，或者，也可W是在表面上形成有用 于精密图案化的微细的隔壁构造（凹凸构造）的部件。
[0055] 处理后的基板P通过被卷绕成卷状而作为回收用卷FR2被回收。回收用卷FR2安 装于未图示的切割装置。安装有回收用卷FR2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）的尺寸 为10cm~2m左右，长度方向（成为长边的方向）的尺寸为10mW上。此外，基板P的尺寸 不限于上述的尺寸。
[005引参照图1，继续对器件制造系统进行说明。在图1中，为X方向、Y方向及Z方向正 交的直角坐标系。X方向是在水平面内将供给用卷FR1及回收用卷FR2连结的方向。Y方 向是在水平面内与X方向正交的方向。Y方向成为供给用卷FR1及回收用卷FR2的轴向。Z 方向是与X方向和Y方向分别正交的方向（铅垂方向）。
[0057] 器件制造系统1具备供给基板P的基板供给装置2、对由基板供给装置2供给来的 基板P施W各种处理的处理装置U1~化、对由处理装置U1~化施W处理后的基板P进行 回收的基板回收装置4、和对器件制造系统1的各装置进行控制的上位控制装置5。
[0058] 供给用卷FR1能够旋转地安装于基板供给装置2。基板供给装置2具有从被安装 的供给用卷FR1送出基板P的驱动漉R1、和调整基板P的宽度方向（Y方向）上的位置的边 缘位置控制器EPC1。驱动漉R1 -边夹持基板P的表背两面一边旋转，通过将基板P沿从供 给用卷FR1朝向回收用卷FR2的搬送方向送出，将基板P供给至处理装置U1~化。该时， 边缘位置控制器EPC1，W使基板P在宽度方向的端部（边缘）的位置相对于目标位置收敛 于+十几ym~几十ym左右的范围内的方式使基板P沿宽度方向移动，从而修正基板P 的宽度方向上的位置。
[0059] 回收用卷FR2能够旋转地安装于基板回收装置4。基板回收装置4具有将处理后 的基板P拉引至回收用卷FR2侧的驱动漉R2、和调整基板P在宽度方向（Y方向）上的位置 的边缘位置控制器EPC2。基板回收装置4通过驱动漉R2 -边夹持基板P的表背两面一边 旋转，将基板P沿搬送方向拉引并且使回收用卷FR2旋转，由此将基板P卷起。该时，边缘 位置控制器EPC2与边缘位置控制器EPC1同样地构成，修正基板P的宽度方向上的位置，W 免基板P的宽度方向的端部（边缘）在宽度方向上产生偏差。
[0060] 处理装置U1是将感光性功能液涂敷于从基板供给装置2供给来的基板P的表面 的涂敷装置。作为感光性功能液例如可W使用光致抗蚀剂、感光性硅烷禪合剂材料、UV固 化树脂液等。处理装置U1从基板P的搬送方向的上游侧开始依次设有涂敷机构Gpl和干 燥机构Gp2。涂敷机构Gpl具有使基板P卷绕的压印漉DR1和与压印漉DR1相对的涂敷漉 DR2。涂敷机构Gpl在将被供给的基板P卷绕于压印漉DR1的状态下，通过压印漉DR1及涂 敷漉DR2夹持基板P。而后，涂敷机构Gpl通过使压印漉DR1及涂敷漉DR2旋转，一边使基 板P沿搬送方向移动，一边通过涂敷漉DR2涂敷感光性功能液。干燥机构Gp2吹出热风或 干燥空气等干燥用空气，除去感光性功能液中所含的溶质（溶剂或者水），并使涂敷有感光 性功能液的基板P干燥，由此在基板P上形成感光性功能层。
[006。 处理装置U2是加热装置，为了使形成于基板P的表面的感光性功能层稳定，将从 处理装置U1搬送来的基板P加热至规定温度（例如，几十°C~120°C左右）。处理装置U2 从基板P的搬送方向的上游侧开始依次设有加热腔室HA1和冷却腔室HA2。加热腔室HA1 在其内部设有多个漉及多个空气转向杆（airturnbar),多个漉及多个空气转向杆构成基 板p的搬送路径。多个漉w旋转接触基板p的背面的方式设置，多个空气转向杆w非接触 状态设置于基板P的表面侧。多个漉及多个空气转向杆为了加长基板P的搬送路径，而形 成蛇行状的搬送路径的配置。从加热腔室HA1内通过的基板P，一边沿蛇行状的搬送路径 被搬送一边被加热至规定温度。冷却腔室HA2使基板P冷却至环境温度，W使在加热腔室 HA1加热后的基板P的温度与后续工序（处理装置U3)的环境温度一致。冷却腔室HA2在 其内部设有多个漉，与加热腔室HA1同样地，多个漉为了加长基板P的搬送路径，而形成蛇 行状的搬送路径的配置。从冷却腔室HA2内通过的基板P，一边沿蛇行状的搬送路径被搬送 一边被冷却。在冷却腔室HA2的搬送方向上的下游侧，设有驱动漉R3,驱动漉R3 -边夹持 从冷却腔室HA2通过后的基板P-边旋转，由此将基板P朝向处理装置U3供给。
[0062] 处理装置（基板处理装置）U3是扫描型的曝光装置，对从处理装置U2供给来的表 面形成有感光性功能层的基板（感光基板）P，将显示器用的电路或布线等的图案进行投影 曝光。详细内容留作后述，处理装置U3对反射型的圆筒状光罩M照射照明光束，将照明光束 被光罩M反射而得到的投影光束投影曝光于基板P，该基板P被能够旋转的基板支承筒25 的外周面所支承。处理装置U3具有将从处理装置U2供给来的基板P送至搬送方向的下游 侧的驱动漉R4、和调整基板P的宽度方向（Y方向）上的位置的边缘位置控制器EPC3。驱 动漉R4 -边夹持基板P的表背两面一边旋转，将基板P送出至搬送方向的下游侧，由此将 基板P朝向曝光位置供给。边缘位置控制器EPC3与边缘位置控制器EPC1同样地构成，修 正基板P的宽度方向上的位置，W使曝光位置上的基板P的宽度方向成为目标位置。
[0063] 另外，处理装置U3具有在对曝光后的基板P赋予松弛度的状态下，将基板P送至 搬送方向的下游侧的两组驱动漉R5、R6。两组驱动漉R5、R6在基板P的搬送方向上相隔规 定的间隔而配置。驱动漉R5夹持被搬送的基板P的上游侧而旋转，驱动漉R6夹持被搬送 的基板P的下游侧而旋转，由此将基板P朝向处理装置U4供给。该时，由于基板P被赋予 松弛度，因此能够吸收在比驱动漉R6靠搬送方向的下游侧所产生的搬送速度的变动，从而 能够阻断因搬送速度的变动导致的对基板P的曝光处理的影响。另外，在处理装置U3内， 为了将光罩M的光罩图案的一部分的像和基板P相对地进行对位（对准），而设有检测预先 形成在基板P上的对准标记等的对准显微镜AM1、AM2。
[0064] 处理装置U4是湿式处理装置，其对从处理装置U3搬送来的曝光后的基板P进行 湿式的显影处理、无电解电锻处理等。处理装置U4在其内部具有；沿铅垂方向狂方向）分 层的3个处理槽BT1、BT2、BT3、和搬送基板P的多个漉。多个漉W成为基板P依次从3个 处理槽BT1、BT2、BT3的内部通过的搬送路径的方式配置。在处理槽BT3的搬送方向上的下 游侧，设有驱动漉R7,驱动漉R7 -边夹持从处理槽BT3通过后的基板P-边旋转，由此将基 板P朝向处理装置呪供给。
[0065] 虽省略图示，但处理装置呪是干燥装置，其对从处理装置U4搬送来的基板P进行 干燥。处理装置呪将在处理装置U4中经湿式处理的基板P所附着的水分含量调整为规定 的水分含量。通过处理装置呪被干燥的基板P经过几个处理装置，被搬送至处理装置化。 而后，在由处理装置化处理后，基板P被基板回收装置4的回收用卷FR2卷起。
[0066] 上位控制装置5对基板供给装置2、基板回收装置4及多个处理装置U1~化进行 统括控制。上位控制装置5控制基板供给装置2及基板回收装置4,而使基板P从基板供给 装置2朝向基板回收装置4搬送。另外，上位控制装置5 -边使基板P的搬送同步，一边控 制多个处理装置U1~化，从而执行对基板P的各种处理。
[0067] <曝光装置（基板处理装置