基板处理装置的调整方法与流程

文档序号:18330166发布日期:2019-08-03 12:04阅读:297来源:国知局
基板处理装置的调整方法与流程

本发明涉及基板处理装置及其调整方法、器件制造方法以及直接描绘曝光装置。



背景技术:

目前,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中记载的制造装置中,对于在宽度方向上易伸缩的挠性长条片状基板检测对准标记,由此测量片状基板的伸缩,根据伸缩修正描绘位置(加工位置)。

现有技术文献

专利文献1:日本特开2010-91990号公报



技术实现要素:

在专利文献1的制造装置中,通过一边将基板沿搬运方向搬运,一边切换空间调制元件(dmd:digitalmicromirrordevice),进行曝光,利用多个描绘单元在基板上描绘图案。在专利文献1的制造装置中,将通过多个描绘单元将基板的宽度方向上相邻的图案彼此接合曝光,但为了抑制接合曝光的误差,而反馈进行对测试曝光和显影所生成的在接合部的图案的位置误差的测量结果。但是,包含这种测试曝光、显影、测量等作业的反馈工序虽然也取决于其频率,但要暂时停止制造线,不仅使制品的生产性降低,还可能产生基板的浪费。

本发明的方案是鉴于上述课题而提出的,其目的在于,提供一种即使在使用多个描绘单元在基板的宽度方向上接合图案并进行曝光(描绘)的情况下,也能够降低图案彼此的接合误差,在基板上高精度且稳定地描绘大面积的图案的基板处理装置、器件制造方法及基板处理装置的调整方法。

根据本发明第一方案,提供一种基板处理装置,其具备:支承构件,其具有支承长条片状的基板的支承面,在所述支承面上的与所述基板的长度方向交叉的宽度方向上的多个位置设有基准标记;

搬运装置,其使被该支承构件支承的所述基板沿所述长度方向移动;描绘装置,其包括多个描绘单元,该多个描绘单元一边对由所述支承面支承的所述基板或所述支承面投射光束的点光,一边在比所述基板宽度方向的尺寸窄的范围进行扫描,能够沿着通过该扫描得到的描绘线来描绘规定图案,所述描绘装置以使得通过所述多个描绘单元的各描绘线在所述基板上描绘的图案彼此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接合在一起的方式,将所述多个描绘单元沿所述基板的宽度方向配置;反射光检测部,其设在所述多个描绘单元的每一个上,对因投射所述光束的点光而从所述支承构件的支承面或所述基板反射的反射光进行检测;以及测量装置,其基于当所述支承构件的所述基准标记位于所述多个描绘单元各自描绘的所述描绘线上时从所述反射光检测部输出的信号,来测量所述多条描绘线的配置关系。

根据本发明第二方案,提供一种器件制造方法,使用本发明第一方面的基板处理装置在所述基板上形成所述图案。

根据本发明第三方案,提供一种基板处理装置的调整方法,所述基板处理装置具备:支承构件,其在支承面上的预先决定的多个位置具备离散或连续的特定的基准标记;搬运装置,其一边利用所述支承构件的支承面支承规定宽度的基板,一边将所述基板以规定速度沿与所述宽度方向交叉的长度方向搬运;描绘装置,其具备多个描绘单元,该多个描绘单元能够沿着使投射于所述基板的光束的点光在比所述基板的宽度窄的范围内在所述宽度方向上扫描而得到的描绘线,将规定的图案描绘于所述基板上,所述描绘装置以使得通过所述多个描绘单元各自在所述基板上描绘的图案彼此随着所述基板向所述长度方向的搬运而在所述基板的宽度方向接合在一起的方式,将彼此在所述宽度方向上相邻的所述描绘线在所述长边方向上分开规定的间隔地配置;以及多个反射光检测部,其对因来自所述多个描绘单元各自的所述光束的照射而从所述支承构件的支承面产生的反射光进行检测,所述基板处理装置的调整方法的特征在于,包括:扫描步骤,以使所述基准标记来到由所述多个描绘单元各自描绘的所述描绘线之上的方式,使所述支承构件和所述描绘装置相对移动,利用所述光束的点光扫描所述基准标记;检测步骤,通过所述反射光检测部对因所述光束的扫描而从所述基准标记产生的反射光进行检测,获得与所述基准标记相对应的检测信号;以及求出调整信息步骤,基于所述检测信号求出与所述多条描绘线的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息,基于所述调整信息,调整所述多个描绘单元各自描绘的所述图案的描绘状态。

根据本发明第四方案,提供一种基板处理装置,其一边使被进行了强度调制的光束的点光在基板上沿规定的描绘线进行主扫描,一边在与所述描绘线交叉的方向对所述光束和所述基板进行副扫描,由此在所述基板上描绘规定图案,所述基板处理装置具备:支承构件,其具有支承所述基板的支承面;搬运装置,其使由该支承构件支承的所述基板沿所述副扫描的方向移动;脉冲激光源,其以重复发光频率fz输出紫外线波长域的脉冲光束来作为所述光束;以及描绘单元,其具备根据应将来自该脉冲激光源的脉冲光束描绘于所述描绘线上的图案而进行强度调制的调制器、使由该调制器调制了的光束一维地偏转扫描的扫描光学系统、以及将该偏转扫描的光束投射向所述基板的光束投射光学系统,在将所述描绘线的长度设为lbl、将所述光束的点光在所述长度lbl的扫描时间设为ts、将所述点光沿着所述描绘线的方向上的尺寸设为xs时,将所述脉冲激光源的发光频率fz设定为满足fz≥lbl/(ts·xs)的关系。

发明的效果

根据本发明的方案,能够提供能够降低使用多个描绘单元在基板的宽度方向接合图案进行曝光时的接合误差,以对基板恰当进行基于多个描绘单元的描绘的基板处理装置、器件制造方法及基板处理装置的调整方法。

附图说明

图1是表示第一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和描绘线之间的配置关系的图。

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的曝光装置主要部分的配置的平面图。

图6是表示图1的曝光装置的分支光学系统的结构的立体图。

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倒而造成的描绘线的偏移的光学构成的图。

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和描绘图案之间的位置关系的说明图。

图12是表示光束点和描绘线之间的关系的说明图。

图13是模拟在基板上得到的因两个脉冲量的光束点的重叠量而造成的强度分布变化的图表。

图14是与第一实施方式的曝光装置的调整方法有关的流程图。

图15是示意性表示旋转筒的基准图案和描绘线之间的关系的说明图。

图16是示意性表示从将来自旋转筒的基准图案的反射光以明视野受光的光电传感器输出的信号的说明图。

图17是示意性表示将来自旋转筒的基准图案的反射光以暗视野受光的光电传感器的说明图。

图18是示意性表示从将来自旋转筒的基准图案的反射光以暗视野受光的光电传感器输出的信号的说明图。

图19是示意性表示旋转筒的基准图案彼此的位置关系的说明图。

图20是示意性表示多个描绘线的相对的位置关系的说明图。

图21是示意性表示基板每单位时间的移动距离和移动距离内所含的描绘线的条数之间的关系的说明图。

图22是示意性表示与脉冲光源的系统时钟同步的脉冲光的说明图。

图23是表示各实施方式的器件制造方法的流程图。

具体实施方式

参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明不受以下的实施方式记载的内容限定。另外,以下记载的结构要素中,包含本领域技术人员能够容易想到的、及实质上相同的结构要素。进而,以下记载的结构要素可以适当组合。另外,在不脱离本发明的宗旨的范围内,可以进行结构要素的各种省略、置换或变更。

第一实施方式

图1是表示第一实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。第一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被装入至对曝光后的基板p实施各种处理而制造器件的器件制造系统1中。首先,对器件制造系统1进行说明。

<器件制造系统>

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,例如有有机el显示器等。该器件制造系统1为所谓的卷对卷(rolltoroll)方式,即,从将挠性(柔性)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,在对送出的基板p连续实施了各种处理后,将处理后的基板p作为挠性器件卷绕于未图示的回收用辊。在第一实施方式的器件制造系统1中,示出了如下的例子:将作为薄膜状片材的基板p从供给用辊送出,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直至卷绕于回收用辊。在此,说明成为器件制造系统1的处理对象的基板p。

基板p使用例如树脂薄膜、由不锈钢等金属或合金构成的箔(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。

对于基板p,期望选定例如热膨胀系数明显不大的材料,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。热膨胀系数可以通过例如将无机填料混合于树脂薄膜中而设定为比对应于工艺温度等的阈值小。无机填料例如也可以是氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化硅等。另外,基板p可以是以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树脂薄膜、或箔等而成的层叠体。

这样构成的基板p通过卷绕成辊状而成为供给用辊,该供给用辊被安装于器件制造系统1中。安装有供给用辊的器件制造系统1对从供给用辊向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,多个电子器件(显示面板、印刷基板等)用的图案以沿长度方向按规定间隔连续的状态形成。即,从供给用辊送出的基板p成为复式用的基板。此外,基板p也可以预先通过规定的前处理使其表面改性而活化、或者也可以在表面上形成有用于精密构图的微小的隔壁构造(以压印法形成的凹凸构造)。

处理后的基板p通过卷绕成辊状而作为回收用辊被回收。回收用辊被安装于未图示的切割装置上。安装有回收用辊的切割装置通过将处理后的基板p按每个器件分割(切割),而制成多个器件。就基板p的尺寸而言,例如,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10m以上。此外,基板p的尺寸不限于上述尺寸

接着,参照图1说明器件制造系统1。器件制造系统1具备处理装置u1、曝光装置ex、以及处理装置u2。此外,图1中,成为x方向、y方向及z方向正交的正交坐标系。x方向在水平面内为从处理装置u1经过曝光装置ex朝向处理装置u2的方向。y方向为在水平面内与x方向正交的方向,为基板p的宽度方向。z方向为与x方向和y方向正交的方向(垂直方向),xy面与设置有曝光装置ex的制造线的设置面e平行。

处理装置u1对由曝光装置ex进行曝光处理的基板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送向曝光装置ex。此时,被送向曝光装置ex的基板p为其表面形成有感光性功能层(感光层)的基板(感光基板)p。

在此,感光性功能层是作为溶液涂敷于基板p上,通过干燥而成为层(膜)。典型的感光性功能层是光致抗蚀剂,作为显影处理不需要的材料,有对受紫外线照射的部分的亲疏液性改性的感光性硅烷耦合剂(sam)、或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。在使用感光性硅烷耦合剂作为感光性功能层时,由于基板p上的被紫外线曝光的图案部分被从疏液性改性为亲液性,因此在成为亲液性的部分上选择性涂敷导电性油墨(含有银或铜等导电性纳米粒子的油墨),形成图案层。在使用感光性还原材料作为感光性功能层时,由于在基板p上的被紫外线曝光的图案部分露出镀敷还原基,因此,在曝光后,立即将基板p浸渍于含有钯离子等的镀敷液中规定时间,由此形成(析出)采用钯的图案层。

曝光装置ex对从处理装置u1供给来的基板p描绘出例如显示器面板用的各种电路或各种配线等的图案。详情后叙,该曝光装置ex利用使从多个描绘单元uw1~uw5分别投射向基板p的光束lb(以下,也称为描绘光束lb。)分别沿规定的扫描方向进行扫描而得到的多个描绘线ll1~ll5,在基板p上曝光规定图案。

处理装置u2接收在曝光装置ex进行了曝光处理的基板p,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的玻璃化转变温度以下的后烘烤处理、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则进行无电解镀敷处理、清洗处理、干燥处理等。进而,在基板p的感光性功能层为感光性硅烷耦合剂的情况下,处理装置u2对基板p上的成为亲液性的部分进行液状油墨的选择性涂敷处理、干燥处理等。经由这种处理装置u2,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~图10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和描绘线之间的配置关系的图。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的曝光装置主要部分的配置的平面图。图6是表示图1的曝光装置的分支光学系统的结构的立体图。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反射面的倾倒而造成的描绘线偏移的光学构成的图。图9是表示基板上的对准显微镜和描绘线的编码器读头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、所谓的无光罩方式的描绘曝光装置,本实施方式,是通过将基板p一边以规定速度连续向搬运方向(长度方向)搬运、一边将描绘光束lb的点光沿规定扫描方向(基板p的宽度方向)高速扫描,由此在基板p的表面进行描绘,在基板p上形成规定图案的逐线方式的直接描绘曝光装置。

如图1所示,曝光装置ex具备描绘装置11、基板搬运机构12、对准显微镜am1、am2、控制部16。描绘装置11具备多个描绘单元uw1~uw5。而且,描绘装置11通过多个描绘单元uw1~uw5,在以被也作为基板搬运机构12的一部分的圆筒状旋转滚筒dr的外周面的上方紧密地支承的状态搬运的基板p的一部分描绘规定的图案。基板搬运机构12将从前工序的处理装置u1搬运来的基板p以规定的速度向后工序的处理装置u2搬运。对准显微镜am1、am2为了使要描绘于基板p上的图案和基板p相对对位(对准),而检测预先形成于基板p的对准标记等。包含计算机、微型计算机、cpu、fpga等在内的控制部16控制曝光装置ex的各部分,使各部分执行处理。控制部16也可以是控制器件制造系统1的上位控制装置的一部分或全部。另外,控制部16被上位控制装置控制。上位控制装置也可以是例如管理生产线的主计算机等其它装置。

另外,如图2所示,曝光装置ex具备支承描绘装置11及基板搬运机构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的旋转角度位置及旋转速度、旋转轴方向的位移等的旋转光束点光sp位置检测机构(图4及图9所示的编码器读头等)、和图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收纳在调温室evc内。调温室evc经由被动或主动的防振单元su1、su2而设置在制造工场的设置面(地面)e上。防振单元su1、su2设在设置面e上,降低来自设置面e的振动。调温室evc通过将内部保持在规定温度,抑制在内部搬运的基板p因温度引起的形状变化。

曝光装置ex的基板搬运机构12从基板p的搬运方向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搬运的基板p在宽度方向(y方向)的位置。边缘位置控制器epc使基板p沿宽度方向微动,修正基板p在宽度方向的位置,使得从处理装置u1送来的基板p的宽度方向的端部(边缘)位置相对于目标位置收敛于±十数μm~数十μm左右的范围。

夹持方式的驱动辊dr4一边夹持从边缘位置控制器epc搬运来的基板p的表背两面一边旋转,将基板p送向搬运方向的下游侧,由此,将基板p向旋转筒dr搬运。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。

为了使这种旋转筒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,如图2所示,轴部sf2经由轴承轴支承于装置框架13。对该轴部sf2赋予来自未图示的驱动源(马达及/或减速齿轮机构等)的旋转力矩。此外,将包含旋转中心线ax2在内与yz面平行的面设为中心面p3。

两组张力调整辊rt1、rt2对卷绕支承于旋转筒dr的基板p赋予规定的张力。两组夹持式驱动辊dr6、dr7在基板p的搬运方向上隔开规定间隔配置,对曝光后的基板p赋予规定的松弛(余裕)dl。驱动辊dr6夹持搬运的基板p的上游侧并旋转,驱动辊dr7夹持搬运的基板p的下游侧并旋转,由此,将基板p向处理装置u2搬运。此时,基板p由于被赋予松弛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。

从而,基板搬运机构12对于从处理装置u1搬运来的基板p,通过边缘位置控制器epc调整宽度方向上的位置。基板搬运机构12通过驱动辊dr4将调整了宽度方向的位置的基板p搬运至张力调整辊rt1,将通过了张力调整辊rt1的基板p搬运至旋转筒dr。基板搬运机构12通过使旋转筒dr旋转,将支承于旋转筒dr的基板p向张力调整辊rt2搬运。基板搬运机构12将搬运至张力调整辊rt2的基板p搬运至驱动辊dr6,将搬运至驱动辊dr6的基板p搬运至驱动辊dr7。然后,基板搬运机构12一边通过驱动辊dr6及驱动辊dr7对基板p赋予松弛dl,一边将基板p向处理装置u2搬运。

再次参照图2,说明曝光装置ex的装置框架13。在图2中,成为x方向、y方向及z方向正交的正交坐标系,为与图1相同的正交座标系。

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、第一光学平台23、移动机构24、第二光学平台25。主体框架21是经由防振单元su1、su2设置于设置面e上的部分。主体框架21可旋转地轴支承(支承)旋转筒dr及张力调整辊rt1(未图示)、rt2。第一光学平台23设在旋转筒dr的垂直方向的上方侧,经由三点座22设置于主体框架21。三点座22以3个支承点支承第一光学平台23,可以调整各支承点的z方向的位置(高度位置)。因此,三点座22可以将第一光学平台23的平台面相对水平面的倾斜调整为规定倾斜。此外,在装配装置框架13时,主体框架21和三点座22之间可以在xy面内沿x方向及y方向进行位置调整。另一方面,在装配了装置框架13后,主体框架21和三点座22之间成为在xy面内被固定的状态(刚性的状态)。

第二光学平台25设于第一光学平台23的垂直方向的上方侧,经由移动机构24设置在第一光学平台23上。第二光学平台25的平台面与第一光学平台23的平台面平行。在第二光学平台25上设置有描绘装置11的多个描绘单元uw1~uw5。移动机构24可以在将第一光学平台23及第二光学平台25各自的平台面保持成平行的状态下,以沿垂直方向延伸的规定的旋转轴i为中心,相对第一光学平台23使第二光学平台25精密地微幅旋转。其旋转范围例如相对于基准位置为±数百毫弧度左右,成为能够以1~数毫弧度的分辨率进行角度设定的构造。另外,移动机构24也具备在将第一光学平台23及第二光学平台25各自的平台面保持于平行的状态下,相对于第一光学平台23使第二光学平台25沿x方向及y方向的至少一方精密地微幅位移移动的机构,可以使旋转轴i从基准位置向x方向或y方向以μm级的分辨率微幅位移。该旋转轴i在基准位置,在中心面p3内沿垂直方向延伸,并且穿过卷绕于旋转筒dr的基板p表面(顺着圆周面弯曲的描绘面)内的规定点(基板p的宽度方向的中点)(参照图3)。通过利用这种移动机构24使第二光学平台25相对第一光学平台23旋转或位移移动,能够一体地调整多个描绘单元uw1~uw5相对于旋转筒dr、或卷绕于旋转筒dr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设置于装置框架13的主体框架21上。光源装置cnt射出投射于基板p的作为描绘光束lb的激光。光源装置cnt具有光源,该光源射出适于基板p上的感光性功能层的曝光的规定波长域的光、即光活性作用强的紫外线域的光。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具备激光产生部cu1及波长转换部cu2。激光产生部cu1具备激光源osc、光纤放大器fb1、fb2。激光产生部cu1射出基波激光ls。光纤放大器fb1、fb2通过光纤放大基波激光ls。激光产生部cu1将放大的基波激光lr射入波长转换部cu2。在波长转换部cu2设有波长转换光学元件、分光镜或偏振光分束器、棱镜等,通过使用这些光(波长)选择部件,来取出第三高次谐波激光即波长355nm的激光(描绘光束lb)。此时,使发出种子光的激光源osc与系统频率等同步进行脉冲点亮,由此,光源装置cnt发出波长355nm的描绘光束lb来作为数khz~数百mhz左右的脉冲光。另外,在使用这种光纤放大器的情况下,能够根据激光源osc的脉冲驱动的方式,将最终输出的激光(lr及lb)的1个脉冲的发光时间控制成皮秒级。

此外,作为光源,能够利用例如具有紫外线域的亮线(g线、h线、i线等)的水银灯等灯光源、在波长450nm以下的紫外线域具有振荡峰值的激光二极管、发光二极管(led)等固体光源、或发出远紫外光(duv光)的krf准分子激光(波长248nm)、arf准分子激光(波长193nm)、xec1准分子激光(波长308nm)等气体激光源。

在此,如后述,从光源装置cnt射出的描绘光束lb经由设于各描绘单元uw1~uw5内的偏振光分束器pbs投射于基板p。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,在光源装置cnt中,入射至偏振光分束器pbs的描绘光束lb优选为射出成为直线偏振光(s偏振光)的光束的激光。另外,激光由于能量密度高,所以能够恰当地确保投射于基板p的光束的照度。

接下来,也参照图3对曝光装置ex的描绘装置11进行说明。描绘装置11是使用多个描绘单元uw1~uw5的所谓的多光束型描绘装置11。该描绘装置11将从光源装置cnt射出的描绘光束lb分支为多条,并将分支的多个描绘光束lb沿着如图3的基板p上的多条(第一实施方式中例如为5条)描绘线ll1~ll5分别聚光为微小的点光(数μm径)并进行扫描。然后,描绘装置11将利用多个描绘线ll1~ll5分别在基板p上描绘的图案彼此沿基板p的宽度方向进行接合。首先,参照图3说明通过利用描绘装置11扫描多个描绘光束lb而在基板p上形成的多条描绘线ll1~ll5(点光的扫描轨迹)。

如图3所示,多条描绘线ll1~ll5隔着中心面p3沿旋转筒dr的周向配置成2列。在旋转方向上游侧的基板p上,与y轴平行地配置奇数编号的的第一描绘线ll1、第三描绘线ll3及第五描绘线ll5。在旋转方向下游侧的基板p上,与y轴平行地配置偶数编号的的第二描绘线ll2及第四描绘线ll4。

各描绘线ll1~ll5沿着基板p的宽度方向(y方向)、即沿着旋转筒dr的旋转中心线ax2大致平行地形成,比基板p在宽度方向上的长度短。严谨来说,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。

奇数编号的的第一描绘线ll1、第三描绘线ll3及第五描绘线ll5在旋转筒dr的中心线ax2方向上隔开规定间隔配置。另外,偶数编号的的第二描绘线ll2及第四描绘线ll4在旋转筒dr的中心线ax2方向上隔开规定间隔配置。此时,第二描绘线ll2在中心线ax2方向上配置在第一描绘线ll1和第三描绘线ll3之间。同样,第三描绘线ll3在中心线ax2方向上配置于第二描绘线ll2和第四描绘线ll4之间。第四描绘线ll4在中心线ax2方向上配置于第三描绘线ll3和第五描绘线ll5之间。而且,第一~第五描绘线ll1~ll5配置成涵盖描绘于基板p上的曝光区域a7的宽度方向(轴方向)上的整个宽度。

沿着奇数编号的的第一描绘线ll1、第三描绘线ll3及第五描绘线ll5扫描的描绘光束lb的点光的扫描方向为一维方向,为相同方向。另外,沿着偶数编号的的第二描绘线ll2及第四描绘线ll4扫描的描绘光束lb的点光的扫描方向为一维方向,为相同方向。此时,沿着奇数编号的描绘线ll1、ll3、ll5扫描的描绘光束lb的点光的扫描方向(+y方向)和沿着偶数编号的描绘线ll2、ll4扫描的描绘光束lb的点光的扫描方向(-y方向)如图3中箭头所示,为相反方向。这是因为,描绘单元uw1~uw5分别为相同结构,且奇数编号的描绘单元和偶数编号的描绘单元在xy面内旋转180°而相向配置,并且使设于各描绘单元uw1~uw5的作为光束扫描器的旋转多边形镜沿同一方向旋转。因此,从基板p的搬运方向观察,奇数编号的描绘线ll3、ll5的描绘开始位置和偶数编号的描绘线ll2、ll4的描绘开始位置在y方向上以点光的直径尺寸以下的误差相邻(或一致),同样地,奇数编号的描绘线ll1、ll3的描绘结束位置和偶数编号的描绘线ll2、ll4的描绘结束位置在y方向上以点光的直径尺寸以下的误差相邻(或一致)。

如以上所说明,奇数编号的描绘线ll1、ll3、ll5分别以在基板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。而且,偶数编号的描绘线ll2、ll4分别以在基板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。

其次,参照图4~图7说明描绘装置11。描绘装置11具有上述的多个描绘单元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的分支光学系统sl、用于进行校准的校准检测系统31。

分支光学系统sl将从光源装置cnt射出的描绘光束lb分支为多条,并将分支的多条描绘光束lb分别导向多个描绘单元uw1~uw5。分支光学系统sl具有将从光源装置cnt射出的描绘光束lb分支为2条的第一光学系统41、通过第一光学系统41分支出的一方描绘光束lb射入的第二光学系统42、通过第一光学系统41分支出的另一方描绘光束lb射入的第三光学系统43。另外,在分支光学系统sl的第一光学系统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二维横移的光束位移机构44,在分支光学系统sl的第三光学系统43中设有使描绘光束lb二维横移的光束位移机构45。就分支光学系统sl而言,光源装置cnt侧的一部分设置于主体框架21,另一方面,描绘单元uw1~uw5侧的另一部分设置于第二光学平台25。

第一光学系统41具有1/2波片51、偏振镜(偏振光分束器)52、散光器(beamdiffuser)53、第一反射镜54、第一中继透镜55、第二中继透镜56、光束位移机构44、第二反射镜57、第三反射镜58、第四反射镜59、第一分束器60。此外,从图4、图5中不易理解这些各构件的配置关系,因此,也参照图6的立体图进行说明。

如图6所示,从光源装置cnt向+x方向射出的描绘光束lb射入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。射入1/2波片51的描绘光束lb的偏振光方向为对应于1/2波片51的旋转位置(角度)的规定的偏振光方向。通过了1/2波片51的描绘光束lb射入偏振镜52。偏振镜52使描绘光束lb中含有的规定的偏振光方向的光成分透射,另一方面,使其以外的偏振光方向的光成分向+y方向反射。因此,由偏振镜52反射的描绘光束lb的强度可通过1/2波片51及偏振镜52的协动,根据1/2波片51的旋转位置进行调整。

从过偏振镜52透射的描绘光束lb的一部分(不要的光成分)照射于散光器(光阱)53。散光器53吸收射入的描绘光束lb的一部分光成分,抑制该光成分泄漏到外部。进而,在对描绘光束lb所通过的各种光学系统进行调整作业时,由于激光功率在最大的状态下功率过强而有危险,所以也用于以使散光器53吸收描绘光束lb的大多光成分的方式改变1/2波片51的旋转位置(角度),使朝向描绘单元uw1~uw5的描绘光束lb的功率大幅衰减。

被偏振镜52反射至+y方向的描绘光束lb被第一反射镜54反射至+x方向,经由第一中继透镜55及第二中继透镜56射入光束位移机构44,到达第二反射镜57。

第一中继透镜55使来自光源装置cnt的描绘光束lb(大致平行的光束)收敛而形成光束腰部,第二中继透镜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包含沿着描绘光束lb的行进方向(+x方向)配置的2张平行平面板(石英),该平行平面板的一方设置成能绕与y轴平行的轴倾斜,另一平行平面板设置成能绕与z轴平行的轴倾斜。根据各平行平面板的倾斜角度,描绘光束lb在zy面内横移而从光束位移机构44射出。

之后,描绘光束lb被第二反射镜57反射至-y方向,到达第三反射镜58,再被第三反射镜58反射至-z方向而到达第四反射镜59。通过第四反射镜59,描绘光束lb被反射至+y方向而射入第一分束器60。第一分束器60将描绘光束lb的部分光量成分向-x方向反射并导向第二光学系统42,并且将描绘光束lb的其余光量成分导向第三光学系统43。在本实施方式的情况下,被导向第二光学系统42的描绘光束lb之后被分配于3个描绘单元uw1、uw3、uw5,被导向第三光学系统43的描绘光束lb之后被分配于2个描绘单元uw2、uw4。因此,第一分束器60优选光分割面的反射率与透射率的比为3∶2(反射率60%、透射率40%),但并非必须如此,也可以是1∶1。

在此,第三反射镜58和第四反射镜59在移动机构24的旋转轴i上隔开规定间隔设置。即,由第三反射镜58反射并朝向第四反射镜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21同轴)。

另外,到包含第三反射镜58在内的光源装置cnt为止的结构(在图4的z方向上方侧由双点划线包围的部分)设于主体框架21侧,另一方面,到包含第四反射镜59在内的多个描绘单元uw1~uw5为止的结构(在图4的z方向下方侧由双点划线包围的部分)设于第二光学平台25侧。因此,由于第三反射镜58和第四反射镜59设置成即使通过移动机构24使第一光学平台23和第二光学平台25相对旋转而描绘光束lb也会与旋转轴i同轴通过,所以从第四反射镜59至第一分束器60的描绘光束lb的光路不会变更。因此,即使通过移动机构24使第二光学平台25相对第一光学平台23旋转,也能够将从设置在主体框架21侧的光源装置cnt射出的描绘光束lb恰当且稳定地引导向设于第二光学平台25侧的多个描绘单元uw1~uw5。

第二光学系统42将由第一光学系统41的第一分束器60分支的一描绘光束lb分支导向后述的奇数编号的描绘单元uw1、uw3、uw5。第二光学系统42具有第五反射镜61、第二分束器62、第三分束器63、第六反射镜64。

通过第一光学系统41的第一分束器60反射至-x方向的描绘光束lb被第五反射镜61向-y方向反射,射入第二分束器62。射入第二分束器62的描绘光束lb,其一部分被反射至-z方向,导向奇数编号的的1个描绘单元uw5(参照图5)。从第二分束器62透射的描绘光束lb射入第三分束器63。射入第三分束器63的描绘光束lb,其一部分被反射向-z方向,导向奇数编号的的1个描绘单元uw3(参照图5)。而且,从第三分束器63透射的描绘光束lb的一部分被第六反射镜64反射至-z方向,导向奇数编号的22的1个描绘单元uw1(参照图5)。此外,在第二光学系统42中,照射向奇数编号的描绘单元uw1、uw3、uw5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,可以使第二分束器62的反射率和透射率的比接近1∶2,使第三分束器63的反射率和透射率的比接近1∶1。

另一方面,第三光学系统43将在第一光学系统41的第一分束器60分支出的另一方描绘光束lb分支而导向后述的偶数编号的描绘单元uw2、uw4。第三光学系统43具有第七反射镜71、光束位移机构45、第八反射镜72、第四分束器73、第九反射镜74。

由第一光学系统41的第一分束器60向+y方向透射的描绘光束lb被第七反射镜71反射至+x方向,从光束位移机构45透射并射入第八反射镜72。光束位移机构45由与光束位移机构44相同的可倾斜的2张平行平面板(石英)构成,使朝向第八反射镜72向+x方向前进的描绘光束lb在zy面内横移。

被第八反射镜72反射至-y方向的描绘光束lb射入第四分束器73。照射到第四分束器73的描绘光束lb,其一部分被反射至-z方向,并导向偶数编号的的1个描绘单元uw4(参照图5)。从第四分束器73透射的描绘光束lb被第九反射镜74反射至-z方向,并导向偶数编号的的1个描绘单元uw2。此外,在第三光学系统43中,照射向偶数编号的描绘单元uw2、uw4的描绘光束lb也相对于-z方向稍微倾斜。

这样,在分支光学系统sl中,朝向多个描绘单元uw1~uw5,将来自光源装置cnt的描绘光束lb分支为多条。此时,第一分束器60、第二分束器62、第三分束器63及第四分束器73,将其反射率(透射率)根据描绘光束lb的分支数设为适当的反射率,以使照射向多个描绘单元uw1~uw5的描绘光束lb的光束强度为相同强度。

但是,光束位移机构44配置在第二中继透镜56和第二反射镜57之间。光束位移机构44可以将在基板p上形成的描绘线ll1~ll5的所有位置在基板p的描绘面内以μm级进行微调。

另外,光束位移机构45可以将基板p上形成的描绘线ll1~ll5中的、偶数编号的的第二描绘线ll2及第四描绘线ll4在基板p的描绘面内以μm级进行微调。

进而,参照图4、图5及图7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在旋转筒dr的周向上配置2列。多个描绘单元uw1~uw5在隔着中心面p3配置第一、第三、第五描绘线ll1、ll3、ll5的一侧(图5的-x方向侧)配置第一描绘单元uw1、第三描绘单元uw3及第五描绘单元uw5。第一描绘单元uw1、第三描绘单元uw3及第五描绘单元uw5在y方向上隔开规定间隔配置。另外,多个描绘单元uw1~uw5在隔着中心面p3配置第二、第四描绘线ll2、ll4的一侧(图5的+x方向侧)配置第二描绘单元uw2及第四描绘单元uw4。第二描绘单元uw2及第四描绘单元uw4在y方向上隔开规定间隔配置。此时,如之前的图2、或图5所示,第二描绘单元uw2在y方向上配置于第一描绘单元uw1与第三描绘单元uw3之间。同样,第三描绘单元uw3在y方向上配置于第二描绘单元uw2与第四描绘单元uw4之间。第四描绘单元uw4在y方向24上配置于第三描绘单元uw3与第五描绘单元uw5之间。另外,如图4所示,第一描绘单元uw1、第三描绘单元uw3及第五描绘单元uw5和第二描绘单元uw2及第四描绘单元uw4从y方向观察以中心面p3为中心对称配置。

其次,参照图4说明各描绘单元uw1~uw5内的光学系统的结构。此外,由于各描绘单元uw1~uw5为相同结构,所以以第一描绘单元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(第一描绘线ll1)以扫描描绘光束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透镜系统85、和包含柱面透镜86的y倍率修正用光学构件(透镜组)86b。另外,与偏振光分束器pbs相邻地设有校准检测系统31。

光偏转器81例如使用声光元件(aom:acoustoopticmodulator;声光调制器)。aom是通过是否在内部通过超声波(高频信号)生成衍射光栅,在沿规定的折射角方向产生入射的描绘光束的1次折射光的接通状态(on状态)与不产生一次折射光的断开状态(off状态)之间进行切换的光切换元件。

图1所示的控制部16通过将光偏转器81以接通/断开进行切换,高速切换描绘光束lb对基板p的投射/非投射。具体而言,以分支光学系统sl分配的描绘光束lb的1个经由中继透镜91相对于-z方向稍微倾斜地照射向光偏转器81。在将光偏转器81切换为断开时,描绘光束lb以倾斜的状态直进,被通过光偏转器81之后在前方设置的遮光板92遮光。另一方面,在将光偏转器81切换为接通时,描绘光束lb(1次折射光)25向-z方向偏转,通过光偏转器81并向设于光偏转器81的z方向上的偏振光分束器pbs照射。因此,在将光偏转器81切换为接通时,描绘光束lb的点光投射向基板p,在将光偏转器81切换为断开时,描绘光束lb的点光不会投射向基板p。

此外,由于aom配置在通过中继透镜91收敛的描绘光束lb的光束收细的位置,所以从光偏转器81射出的描绘光束lb(1次折射光)是发散的。因此,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反射从光偏转器81经由中继透镜93照射的描绘光束lb。从偏振光分束器pbs射出的描绘光束lb按1/4波片82、扫描器83(旋转多边形镜)、弯折镜84、f-θ透镜系统85、y倍率修正用光学构件86b及柱面透镜86的顺序前进,在基板p上聚光成扫描点光。

另一方面,偏振光分束器pbs与设于偏振光分束器pbs和扫描器83之间的1/4波片82协动,使投射到基板p或其下的旋转筒dr外周面的描绘光束lb的反射光按y倍率修正用光学构件86b、柱面透镜86、f-θ透镜系统85、弯折镜84、扫描器83的顺序反向前进,因此,可以使该反射光透射。即,从光偏转器81照射向偏振光分束器pbs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透镜系统85、y倍率修正用光学构件86b、柱面透镜86照射向基板p,聚光于基板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外周面)的反射光通过在描绘光束lb的送光路逆行并再次通过1/4波片82,而成为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的反射光透过偏振光分束器pbs,经由中继透镜94照射到校准检测系统31的光电传感器31cs。

这样,偏振光分束器pbs是配置于包含扫描器83在内的扫描光学系统和校准(calibrati接通)检测系统31之间的光分割器。由于校准检测系统31共用将描绘光束lb送向基板p的送光光学系统的大部分,所以成为简易且精巧的光学系统。

如图4及图7所示,扫描器83具有反射镜96、旋转多边形镜(旋转多边形镜)97、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被反射镜96在xy面内反射,向旋转多边形镜97照射。旋转多边形镜97包含沿z方向延伸的旋转轴97a、形成于旋转轴97a周围的多个反射面97b而构成。旋转多边形镜97通过以旋转轴97a为中心向规定旋转方向旋转,使照射向反射面97b的描绘光束lb(被光偏转器81强度调制的光束)的反射角在xy面内连续变化,由此,反射的描绘光束lb被弯折镜84、f-θ透镜系统85、第二柱面透镜86(及y倍率修正用光学构件86b)聚光成点光,并沿着基板p上的描绘线ll1(同样地,沿着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,沿着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配置于反射镜96的相反侧。

图7中,为了简化说明,原点检测器98仅图示光电检测器,但实际上,设有朝向投射描绘光束lb的旋转多边形镜97的反射面97b投射检测用光束的led或半导体激光等检测用光源,原点检测器98经由细的狭缝对该检测27用光束的被反射面97b反射的反射光进行光电检测。

由此,原点检测器98被设定为相对于点光照射于基板p上的描绘线ll1(ll2~ll5)的描绘开始位置的时刻始终仅提前规定时间,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反射向-z方向,射入f-θ透镜系统85、柱面透镜86(及y倍率修正用光学构件86b)。

但是,在旋转多边形镜97的各反射面97b与旋转轴97a的中心线非严格平行而是稍微倾斜(面倾斜)时,投射在基板p上的点光形成的描绘线(ll1~ll5)在每一个反射面97b在基板p上向x方向抖动。因此,使用图8,说明通过设置2个柱面透镜95、86,相对于旋转多边形镜97的各反射面97b的面倾斜来降低或消除描绘线ll1~ll5向x方向抖动情况。

图8的左侧示出将柱面透镜95、扫描器83、f-θ透镜系统85、柱面透镜86的光路沿xy平面展开的状态,图8的右侧示出将该光路在xz平面内展开的状态。作为基本的光学配置,旋转多边形镜97的被照射描绘光束lb的反射面97b配置成位于f-θ透镜系统85的入射光瞳位置(前侧焦点位置)。由此,相对于旋转多边形镜97的旋转角θp/2,射入f-θ透镜系统85的描绘光束lb的入射角成为θp,与该入射角θp成正比地决定投射在基板p(被照射面)上的点光的像高位置。另外,通过将反射面97b配置在f-θ透镜系统85的前侧焦点位置,投射在基板p上的描绘光束lb在描绘线上的任何位置均成为远心状态(成为点光的描绘光束的主光线总是与f-θ透镜系统85的光轴axf平行的状态)。

如图8所示,2个柱面透镜95、86在与旋转多边形镜97的旋转轴97a垂直的面(xy面)内,均作为折射力(power)为零的平行平板玻璃发挥功能,在旋转轴97a延伸的z方向(xz面内)上作为具有一定的正折射力的凸透镜发挥功能。射入第一柱面透镜95的描绘光束lb(大致平行光束)的截面形状为数mm左右的圆形,但在将柱面透镜95在xz面内的焦点位置经由反射镜96设定在旋转多边形镜97的反射面97b上时,在xy面内具有数mm的光束宽度,在z方向上,收敛的狭缝状点光在反射面97b上沿旋转方向延伸聚光。

由旋转多边形镜97的反射面97b反射的描绘光束lb在xy面内为平行光束,但在xz面内(旋转轴97a延伸的方向)成为发散光束并射入f-θ透镜系统85。因此,从f-θ透镜系统85射出之后的描绘光束lb在xz面内(旋转轴97a延伸的方向)大致为平行光束,但因第二柱面透镜86的作用,在xz面内、即在基板p上,在与描绘线ll1~ll5延伸的方向正交的基板p的搬运方向上也被聚光为点光。其结果,在基板p上的各描绘线上,投射圆形的小点光。

如图8的右侧所示,通过设置柱面透镜86,能够在xz面内,将旋转多边形镜97的反射面97b和基板p(被照射面)设定成光学上的像共轭关系。因此,即使旋转多边形镜97的各反射面97b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延伸的方向)具有倾倒误差,基板p上的描绘线(ll1~ll5)的位置也不会向点光的非扫描方向(基板p的搬运方向)抖动。这样,通过在旋转多边形镜97的前与后设置柱面透29镜95、86,能够构成相对于非扫描方向的多面反射面的面倾斜修正光学系统。

在此,如图7所示,多个描绘单元uw1~uw5的各扫描器83为相对于中心面p3呈对称的结构。多个扫描器83中的与描绘单元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的旋转方向下游侧(图7的+x方向侧)。而且,上游侧的3个扫描器83与下游侧的2个扫描器83隔着中心面p3相对配置。这样,上游侧的3个扫描器83和下游侧的2个扫描器83为以旋转轴i(z轴)为中心旋转180°的配置关系。因此,在上游侧的3个旋转多边形镜97例如一边向左旋转、一边向旋转多边形镜97照射描绘光束lb时,被旋转多边形镜97反射的描绘光束lb从描绘开始位置朝向描绘结束位置沿规定扫描方向(例如图7的+y方向)扫描。另一方面,当下游侧的2个旋转多边形镜97一边往左旋转、一边向旋转多边形镜97照射描绘光束lb时,被旋转多边形镜97反射的描绘光束lb从描绘开始位置朝向描绘结束位置沿与上游侧的3个旋转多边形镜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,从奇数编号的描绘单元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。即,设置方位线le1在xz面内成为连结奇数编号的描绘线ll1、ll3、ll5和旋转中心线ax2的线。同样地,在图4的xz面内观察时,从偶数编号的描绘单元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。即,设置方位线le2在xz面内成为连结偶数编号的描绘线ll2、ll4和旋转中心线ax2的线。因此,在基板p上成点光并投射的描绘光束lb的各行进方向(主光线)均被设定成朝向旋转筒dr的旋转中心线ax2。

y倍率修正用光学构件86b配置在f-θ透镜系统85和基板p之间。y倍率修正用光学构件86b能够使由各描绘单元uw1~uw5形成的描绘线ll1~ll5在y方向上各向同性地仅放大或缩小微小量。

具体而言,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组透镜系统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。

这样构成的描绘装置11的各部分由控制部16控制,由此在基板p上描绘规定的图案。即,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,根据要描绘于基板p的图案的cad信息对光偏转器81进行接通/断开调制,由此使描绘光束lb偏转,在基板p的感光层上描绘图案。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的旋转而使基板p向搬运方向的移动同步,在曝光区域a7中的对应于描绘线ll1的部分描绘规定图案。

接着,一并参照图3与图9,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、或形成于旋转筒dr上的基准标记及基准图案等。以下,将基板p的对准标记及旋转筒dr的基准标记及基准图案简称为标记。对准显微镜am1、am2用于使基板p和描绘于基板p上的规定图案对位(对准)、或将旋转筒31dr和描绘装置11校准。

对准显微镜am1、am2相较于由描绘装置11形成的描绘线ll1~ll5,设置在旋转筒dr的旋转方向(基板p的搬运方向)上游侧。另外,对准显微镜am1相较于对准显微镜am2配置在旋转筒dr的旋转方向的上游侧。

对准显微镜am1、am2由将照明光投射于基板p或旋转筒dr,并且射入有由标记产生的光的作为检测探针的物镜系统ga(图9中仅代表性地显示对准显微镜am2的物镜系统ga4)、利用二维ccd、cmos等拍摄经由物镜系统ga受光的标记的像(亮视野像、暗视野像、荧光像等)的拍摄系统gd(图9中仅代表性地显示对准显微镜am2的拍摄gd4)等构成。此外,对准用的照明光是相对于基板p上的感光层几乎不具有感光度的波长域的光、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)上排成一列而设置多个(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)上排成一列而设置多个(例如3个)。即,对准显微镜am1、am2合计设有6个。

在图3中,为了便于理解,示出6个对准显微镜am1、am2的各物镜系统ga中的、3个对准显微镜am1的各物镜系统ga1~ga3的配置。基于3个对准显微镜am1的各物镜系统ga1~ga3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,在与旋转中心线ax2平行的y方向上以规定间隔配置。如图9所示,通过各观察区域vw1~vw3的中心的各物镜系统ga1~ga3的光轴la1~32la3均与xz面平行。同样,基于3个对准显微镜am2的各物镜系统ga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,在与旋转中心线ax2平行的y方向上以规定间隔配置。如图9所示,通过各观察区域vw4~vw6中心的各物镜系统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间隔配置。

基于该对准显微镜am1、am2的标记的观察区域vw1~vw6在基板p或旋转筒dr上,例如设定在500~200μm方形左右的范围内。在此,对准显微镜am1的光轴la1~la3、即物镜系统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。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的线。同样,对准显微镜am2的光轴la4~la6、即物镜系统ga的光轴la4~la6在从旋转中心线ax2朝向与沿旋转筒dr的径向延伸的设置方位线le4相同的方向上设置。这样,设置方位线le4在图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和旋转中心线ax2的线。此时,对准显微镜am1由于相较于对准显微镜am2配置在旋转筒dr的旋转方向的上游侧,所以中心面p3和设置方位线le3形成的角度相较于中心面p3和设置方位线le4形成的角度大。

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)。

在图3中,标记ks1在曝光区域a7的-y侧的周边区域沿x方向以规定间隔设置,标记ks3在曝光区域a7的+y侧周边区域沿x方向以规定间隔设置。进而,标记ks2在x方向相邻的2个曝光区域a7之间的空白区域,设于y方向的中央。

而且,标记ks1形成为在输送基板p的期间内,在对准显微镜am1的物镜系统ga1的观察区域vw1内、及对准显微镜am2的物镜系统ga的观察区域vw4内依次被捕捉。另外,标记ks3形成为在输送基板p的期间内,在对准显微镜am1的物镜系统ga3的观察区域vw3内、及对准显微镜am2的物镜系统ga的观察区域vw6内依次被捕捉。进而,标记ks2形成为在输送基板p的期间内,分别在对准显微镜am1的物镜系统ga2的观察区域vw2内、及对准显微镜am2的物镜系统ga的观察区域vw5内依次被捕捉。

因此,3个对准显微镜am1、am2中的、旋转筒dr的y方向上的两侧的对准显微镜am1、am2能够始终观察或检测形成于基板p的宽度方向两侧的标记ks1、ks3。另外,3个对准显微镜am1、am2中的、旋转筒dr的y方向上的中央的对准显微镜am1、am2可以随时观察或检测在描绘于基板p上的曝光区域a7彼此之间的空白部等形成的标记ks2。

在此,曝光装置ex是所谓的多光束型描绘装置,因此,为了将由多个描绘单元uw1~uw5的各描绘线ll1~ll5在基板p上描绘的多个图案彼此在y方向上恰当地接合,需要用于将多个描绘单元uw1~uw5的接合精度抑制在容许范围内的校准。另外,对准显微镜34am1、am2相对于多个描绘单元uw1~uw5的各描绘线ll1~ll5的观察区域vw1~vw6的相对的位置关系需要通过基准线管理而精密地求出。为了进行该基准线管理,也需要进行校准。

在用于确认多个描绘单元uw1~uw5的接合精度的校准、用于进行对准显微镜am1、am2的基准线管理的校准中,需要在支承基板p的旋转筒dr外周面的至少一部分设置基准标记或基准图案。因此,如图10所示,在曝光装置ex,使用在外周面设有基准标记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,遍及全周地刻设有由凹状的槽、或凸状的边缘构成的宽度窄的限制带cla、clb。基板p的y方向的宽度被设定为比该2条限制带cla、clb的y方向的间隔小,基板p紧密地支承于旋转筒dr的外周面中的、由限制带cla、clb夹持的内侧区域。

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(1inepattern)和相对于旋转中心线ax2以-45度倾斜的多个线图案rl2(linepattern)。此外,线图案rl1及线图案rl2的宽度为lw。

基准图案rmp设为整个面均匀的倾斜图案(斜格子状图案),使得在基板p和旋转筒dr外周面接触的部分不产生摩擦力或基板p的张力等变化。此外,线图案rl1、rl2并不一定必须是倾斜45度,也可以是将线图案rl1设为与y轴平行、将线图案rl2设为与x轴平行的纵横的网格状图案。此外,不需要使线图案rl1、rl2以90度交叉,相邻的2条线图案rl1与相邻的2条线图案rl2围成的矩形区域也可以以成为正方形(或长方形)以外的菱形的角度使线图案rl1、rl2交叉。

接着,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以光学方式检测旋转筒dr的旋转位置,应用例如使用旋转编码器等的编码器系统。旋转位置检测机构14是具有设于旋转筒dr的两端部的标尺部gpa、gpb、和与标尺部gpa、gpb分别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,仅示出与标尺部gpa相对的4个编码器读头en1、en2、en3、en4,但在标尺部gpb也相对配置同样的编码器读头en1、en2、en3、en4。旋转位置检测机构14具有可检测旋转筒dr两端部的抖动(旋转中心线ax2延伸的y方向的微幅位移)的位移计yn1、yn2、yn3、yn4。

标尺部gpa、gpb的刻度遍及旋转筒dr的外周面周向整体且分别形成为环状。标尺部gpa、gpb是在旋转筒dr的外周面的周向以规定间距(例如20μm)刻设有凹状或凸状的格子线的衍射光栅,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系统的径向不同所产生的阿贝误差。

编码器读头en1、en2、en3、en4从旋转中心线ax2观察,分别配置在标尺部gpa、gpb的周围,成为在旋转筒dr的周向上不同的位置。该编码器读头en1、en2、en3、en4连接于控制部16。编码器读头en1、en2、en3、en4朝向标尺部gpa、gpb投射测量用光束,通过对其反射光束(折射光)进行光电检测,将对应于标尺部gpa、gpb的周向位置变化的检测信号(例如,具有90度相位差的2相信号)输出至控制部16。控制部16通过对该检测信号以未图示的计数电路进行内插并进行数字处理,能够以亚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上的位置变化。控制部16也可以根据旋转筒dr的角度变化来测量基板p的搬运速度。

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为在xz面内连结编码器读头en1的测量用光束对标尺部gpa(gpb)上的投射区域(读取位置)和旋转中心线ax2的线。另外,如上述,设置方位线le1为在xz面内连结描绘线ll1、ll3、ll5和旋转中心线ax2的线。如上,连结编码器读头en1的读取位置和旋转中心线ax2的线、与连结描绘线ll1、ll3、ll5和旋转中心线ax2的线为相同方位线。

同样,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为在xz面内连结编码器读头en2的测量用光束对标尺部gpa(gpb)上的投射区域(读取位置)和旋转中心线ax2的线。另外,如上,设置方位线le2为在xz面内连结描绘线ll2、ll4和旋转中心线ax2的线。如上,连结编码器读头en2的读取位置和旋转中心线ax2的线、与连结描绘线ll2、ll46和旋转中心线ax2的线为相同方位线。

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为在xz面内连结编码器读头en3的测量用光束对标尺部gpa(gpb)上的投射区域(读取位置)和旋转中心线ax2的线。另外,如上所述,设置方位线le3为在xz面内连结对准显微镜am1对基板p的观察区域vw1~vw3和旋转中心线ax2的线。如上,连结编码器读头en3的读取位置和旋转中心线ax2的线、与连结对准显微镜am1的观察区域vw1~vw3和旋转中心线ax2的线在xz面内观察时成为相同方位线。

同样,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为在xz面内连结编码器读头en4的测量用光束对标尺部gpa(gpb)上的投射区域(读取位置)和旋转中心线ax2的线。另外,如上所述,设置方位线le4为在xz面内连结对准显微镜am2对基板p的观察区域vw4~vw6和旋转中心线ax2的线。如上,连结编码器读头en4的读取位置和旋转中心线ax2的线、与连结对准显微镜am2的观察区域vw4~vw6和旋转中心线ax2的线在xz面内观察时成为相同方位线。

在将编码器读头en1、en2、en3、en4的设置方位(以旋转中心线ax2为中心的在xz面内的角度方向)用设置方位线le1、le2、le3、le4表示的情况下,如图4所示,将多个描绘单元uw1~uw5及编码器读头en1、en2配置成设置方位线le1、le2相对于中心面p3成角度±θ°。设置方位线le1和设置方位线le2在编码器读头en1和编码器读头en2在标尺部gpa(gpb)的刻度周围以空间上非干涉的状态设置。

从旋转中心线ax2观察,位移计yn1、yn2、yn3、yn4分别配置在标尺部gpa或gpb的周围,成为在旋转筒dr周向上不同的位置。该位移计yn1、yn2、yn3、yn4连接于控制部16。

位移计yn1、yn2、yn3、yn4通过在径向上尽可能接近与卷绕于旋转筒dr的基板p上的描绘面的位置检测位移,能够缩小阿贝误差。位移计yn1、yn2、yn3、yn4通过向旋转筒dr两端部的一方投射测量用光束,并对其反射光束(或折射光)进行光电检测,由此将对应于旋转筒dr两端部的y方向(基板p的宽度方向)的位置变化的检测信号输出至控制部16。控制部16通过用未图示的测量电路(计数电路或内插电路等)对该检测信号进行数字处理,能够以亚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也可以根据旋转筒dr两端部的一方的变化来测量旋转筒dr的偏移旋转。

位移计yn1、yn2、yn3、yn4只要有4个中的1个即可,但为了测量旋转筒dr的偏移旋转等,若有4个中的3个以上,则能够掌握旋转筒dr两端部的一方的面的移动(动态的倾斜变化等)。此外,在控制部16能够通过对准显微镜am1、am2恒定地测量基板p上的标记或图案(或旋转筒dr上的标记等)的情况下,也可以省略位移计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,进行使用奇数编号的及偶数编号的描绘单元uw1~uw5的描绘。即,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通过对由对准显微镜am1、am2检测基板p上的对准标记ks1~ks3时的、由编码器读头en3、en4检测到的标尺部gpa、gpb(旋转筒dr)的旋转角度位置进行存储,能够求出基板p上的对准标记ks1~ks3的位置和旋转筒dr的旋转角度位置的对应关系。同样地,控制部16通过对由对准显微镜am1、am2检测旋转筒dr上的基准图案rmp时的、由编码器读头en3、en4检测的标尺部gpa、gpb(旋转筒dr)的旋转角度位置进行存储,能够求出旋转筒dr上的基准图案rmp的位置和旋转筒dr的旋转角度位置的对应关系。这样,对准显微镜am1、am2能够在观察区域vw1~vw6内精密地测量对标记进行采样的瞬间的旋转筒dr的旋转角度位置(或周向位置)。在曝光装置ex中,基于该测量结果使基板p和描绘于基板p上的规定图案对位(对准)、或将旋转筒dr和描绘装置11校准。

此外,实际的采样是通过在由编码器读头en3、en4测量的旋转筒dr的旋转角度位置成为与预先大致判明的基板p上的标记或旋转筒dr上的基准图案rmp的位置对应的角度位置时,将从对准显微镜am1、am2的各拍摄系统gd输出的影像信息高速写入图像内存等来进行的。即,以由编码器读头en3、en4测量的旋转筒dr的旋转角度位置为触发,对从各拍摄系统gd输出的影像信息进行采样。与此不同的,也有响应于规定频率的时钟信号的各脉冲,对由编码器读头en3、en4测量的旋转筒dr的旋转角度位置(计数测量值)和从各拍摄系统gd输出的影像信息同时进行采样的方法。

另外,基板p上的标记及旋转筒dr上的基准图案rmp由于相对于观察区域vw1~vw6沿一方向移动,所以在对从各拍摄系统gd输出的影像信息进行采样时,作为ccd或cmos的摄影元件优选使用快门速度快的元件。与之相伴地,也需要提高照明观察区域vw1~vw6的照明光的辉度,作为对准显微镜am1、am2的照明光源,也考虑使用闪光灯或高辉度led等。

图11是表示基板上的描绘线和描绘图案之间的位置关系的说明图。描绘单元uw1~uw5通过沿着描绘线ll1~ll5扫描描绘光束lb的点光,描绘图案pt1~pt5。描绘线ll1~ll5的描绘开始位置oc1~oc5为图案pt1~pt5的描绘始端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,图案pt2的描绘始端pta与图案pt3的描绘始端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的描绘始端pta与图案pt5的描绘始端pta接合。这样,描绘于基板p上的图案pt1~pt5彼此随着基板p往长度方向的移动而在基板p的宽度方向上接合,在大的曝光区域a7整体上描绘出器件图案。

图12是表示描绘光束的点光和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也相同,所以省略其说明。通过多边形镜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扫描从描绘开始位置oc1、oc2至描绘结束位置ec1、ec2的描绘线的长度lbl量。

通常,在直接描绘曝光方式中,即使在描绘作为装置可曝光的最小尺寸的图案的情况下,通过基于多个点光sp的多重曝光(多重写入)也实现了高精度且稳定的图案描绘。如图12所示,在描绘线ll1及ll2上,将点光sp的实效直径设为xs时,由于描绘光束lb为脉冲光,因此,通过1个脉冲光(皮秒级的发光时间)生成的点光sp和下1个脉冲光生成的点光sp以在直径xs的约1/2距离cxs沿y方向(主扫描方向)重叠的方式进行扫描。

另外,在沿着各描绘线ll1、ll2的点光sp的主扫描的同时,基板p以规定速度沿+x方向搬运,因此,各描绘线ll1、ll2在基板p上沿x方向以规定间距移动(副扫描)。该间距在此也被设定为点光sp的直径xs的约1/2距离cxs,但不限于此。由此,在副扫描方向(x方向)上也是以直径xs的1/2(或也可以是除此以外的重叠距离)距离cxs将沿x方向相邻的点光sp彼此重叠曝光。进而,设定描绘线ll1的描绘开始位置oc1和描绘结束位置ec1、及描绘线ll2的描绘开始位置oc2和描绘结束位置ec2,使得在描绘线ll1的描绘结束位置ec1激发的光束点光sp和在描绘线ll2的描绘结束位置ec2激发的光束点光sp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。

作为一例,在将光束点光sp的实效直径xs设为4μm时,能够良好地曝光由点光sp的2行×2列(在主扫描和副扫描这两方向重叠排列的合计4个点光)占有的面积、或以3行×3列(在主扫描和副扫描的两方向重叠排列的合计9个点光)占有的面积为最小尺寸的图案、即最小尺寸为6μm~8μm左右的线宽度的图案。另外,在将旋转多边形镜97的反射面97b设为10个面,将绕旋转轴97a的旋转多边形镜97的旋转速度设为1万rpm以上时,旋转多边形镜97实现的描绘线(ll1~ll5)上的点光sp(描绘光束lb)的扫描次数(设为扫描频率fms)可以为1666.66...hz以上。这意味着能够在基板p上于每1秒在搬运方向(x方向)描绘1666条以上的描绘线量的图案。

另外,在基于旋转筒dr的旋转驱动实现的基板p的搬运速度为5mm/s左右的情况下,能够将图12所示的描绘线ll1(ll2~ll5也相同)的x方向(基板p的搬运方向)上的间距(距离cxs)设为约3μm左右。

在本实施方式的情况下,主扫描方向(y方向)上的图案描绘的分辨率r根据点光sp的实效直径xs和扫描频率fms、以及构成光偏转器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),在使用最高响应频率fss=50mhz的元件时,可以使接通状态和断开状态的各时间为20ns左右。进而,由于旋转多边形镜97的1个反射面97b实现的描绘光束lb的实效扫描期间(描绘线的长度lbl量的点光扫描)为1个反射面97b的旋转角度量的1/3左右,所以在将描绘线的长度lbl设为30mm时,根据光偏转器81的切换时间决定的分辨率r成为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,例如作为光偏转器81的声光元件(aom)而使用最高响应频率fss为100mhz的元件,并将接通/断开的切换时间设定为10nsec。由此,分辨率r成为一半的1.5μm。在该情况下,将旋转筒dr实现的基板p的旋转的搬运速度设为一半。作为提高分辨率r的其它方法,例如也可以提高旋转多边形镜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约为30mj/cm2左右的抗蚀剂。在设光学系统的透射率δts为0.5(50%)、设旋转多边形镜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nuw为5、设旋转筒dr进行的基板p的搬运速度vp为5mm/s(300mm/min)时,光源装置cnt所需的激光功率pw通过下式预估。

pw=30/60×3×30×5/0.5/(1/3)=1350mw

假设在描绘单元为7个时,光源装置cnt所需的激光功率pw如下式。

pw=30/60×3×30×7/0.5/(1/3)=1890mw

例如,若抗蚀剂灵敏度为80mj/cm2左右,则为了以相同速度进行曝光,作为光束输出需要3~5w左右的光源装置cnt。代替准备这种高功率光源,只要使旋转筒dr实现的基板p的旋转的搬运速度vp相对于初期值的5mm/s降低至30/80,作为光束输出还能够使用1.4~1.9w左右的光源装置进行曝光。

另外,在设描绘线的长度lbl为30mm,并假设光束点光sp的点直径xs、和通过基于光偏转器81的声光元件(aom)的光切换决定的分辨率(指定光束位置的最小格,相当于1个像素)xg相等,均为3μm的情况下,在设10个面的旋转多边形镜97的旋转速度为1万rpm时的旋转多边形镜97的1次旋转的时间为3/500秒,设旋转多边形镜97的1个反射面97b的实效扫描期间为1个反射面97b的旋转角度量的1/3时,1个反射面97b的实效扫描时间ts(秒)通过(3/500)×(1/10)×(1/3)求出,约为ts=1/5000(秒)。由此,光源装置cnt为脉冲激光时的脉冲发光频率fz根据fz=lbl/(ts·xs)求出,fz=50mhz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。因此,光源装置cnt的脉冲发光频率fz可以为光偏转器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)。

进而,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。

接着,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的图表说明光束点光sp的点直径xs和光源装置cnt的脉冲发光频率fz之间的关系。图13的横轴表示点光sp在沿着描绘线的y方向、或沿着基板p的搬运方向的x方向的描绘位置、或点光sp的尺寸,纵轴表示将单独点光sp的峰值强度标准化为1.0的相对强度值。此外,在此,将单独点光sp的强度分布设为j1,假定为高斯分布来进行说明。

在图13中,单独点光sp的强度分布j1相对于峰值强度以1/e2的强度计具有3μm的直径。强度分布j2~j6表示将这种点光sp的两个脉冲量在主扫描方向或副扫描方向错开位置照射时在基板p上得到的积分运算的强度分布(轮廓)的模拟结果,分别使位置的错位量(间隔距离)不同。

在图13的图表中,强度分布j5示出两个脉冲量的点光sp仅错开与直径3μm相同的间隔距离的情况,强度分布j4示出两个脉冲量的点光sp的间隔距离为2.25μm的情况,强度分布j3示出两个脉冲量的点光sp的间隔距离为1.5μm的情况。根据该强度分布j3~j5的变化表明,在强度分布j5中,在以3μm间隔照射直径3μm的点光sp这样条件的情况下,积分运算出的轮廓在2个点光各自的中心位置为最高的包状,在2个点光的中点位置,标准化强度仅能获得0.3左右。与之相对,在直径3μm的点光sp以1.5μm间隔照射的条件的情况下,积分运算的轮廓在轮廓中没有明显的包状分布,夹着2个点光的中点位置大致平坦。

另外,在图13中,强度分布j2表示使两个脉冲量的点光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。

这样,在以比与点光sp的直径xs相同间隔更短的间隔距离cxs照射2个点光的脉冲振荡的条件的情况下,由于容易显著出现2个瘤状分布,所以期望设定为在曝光时不会产生强度不均(描绘精度的劣化)的最佳间隔距离。如图13的强度分布j3或j6,最好以单一点光sp的直径xs的一半左右(例如40~60%)的间隔距离cxs重叠。这种最佳的间隔距离cxs在主扫描方向上能够通过对光源装置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(旋转多边形镜97的旋转速度)至少一方进行调整来设定,在副扫描方向上能够通过对描绘线的扫描频率fms(旋转多边形镜97的旋转速度)和基板p的x方向移动速度中的至少一方进行调整来设定。

例如,在无法高精度地调整旋转多边形镜97的旋转速度的绝对值(点光的扫描时间ts)的情况下,通过对光源装置cnt的脉冲发光频率fz进行微调整,能够将主扫描方向上的点光sp的间隔距离cxs和点光的直径xs(尺寸)的比率调整在最佳范围内。

像这样,在使2个点光sp在扫描方向重叠的情况下,即xs>cxs的情况下,光源装置cnt将脉冲发光频率fz设定为fz>lbl/(ts·xs)的关系,即满足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,在将旋转多边形镜97设为10个面并以1万rpm旋转时,以1/e2或半值全宽度(fwhm)规定的点光的实效直径xs为3μm,能够在各描绘线ll1~ll5上以直径xs的约一半的1.5μm间隔(cxs)照射来自各描绘单元uw1~uw5的脉冲激光束(点光)。由此,图案描绘时的曝光量均匀性提高,即使是微小图案,也能够获得基于描绘数据的忠实的曝光像(抗蚀剂像),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。

在第一实施方式的曝光装置ex中,由于使用将光纤放大器fb1、fb2和波长转换部cu2的波长转换器件组合后的脉冲激光源的光源装置cnt,所以在紫外波长域(400~300nm),容易得到这种具有高的振荡频率的脉冲光。

接着,说明曝光装置ex的描绘装置11的调整方法。图14是关于第一实施方式的曝光装置的调整方法的流程图。图15是示意性表示旋转筒的基准图案和描绘线之间的关系的说明图。图16是示意性表示从将来自旋转筒的基准图案的反射光以明视野受光的光电传感器输出的信号的说明图。控制部16为了进行掌握多个描绘单元uw1~uw5的位置关系的校准,如图15所示,使旋转筒dr旋转。旋转筒dr也可以搬运具有描绘光束lb可透过的程度的透光性的基板p。

如上述,基准图案rmp与旋转筒dr的外周面为一体。如图15所示,基准图案rmp中的、任意的基准图案rmp1随着旋转筒dr外周面的移动而移动。因此,基准图案rmp1在从描绘线ll1、ll3、ll5通过之后,从描绘线ll2、ll4通过。例如,控制部16在相同基准图案rmp1从描绘线ll1、ll3、ll5通过的情况下,使描绘单元uw1、uw3、uw5的描绘光束lb扫描。而且,控制部16在相同基准图案rmp1从描绘线ll2、ll4通过的情况下,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。

上述的校准检测系统31的光电传感器31cs(图4)经由f-θ透镜系统85和包含扫描器83在内的扫描光学系统来检测来自基准图案rmp1的反射光。光电传感器31cs连接于控制部16,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使描绘光束lb从描绘开始位置oc1起在沿着上述旋转筒dr的旋转中心线ax2的方向(y方向)仅进行长度为描绘线的长度lbl(参照图12)的第一列扫描sc1。接着,描绘单元uw1~uw5使描绘光束lb从描绘开始位置oc1起在沿着上述旋转筒dr的旋转中心线ax2的方向(y方向)仅进行长度为描绘线的长度lbl(参照图12)的第二列扫描sc2。接着,描绘单元uw1~uw5将描绘光束lb从描绘开始位置oc1起在沿着上述旋转筒dr的旋转中心线ax2的方向(y方向)仅进行长度为描绘线的长度lbl(参照图12)的第三列扫描sc3。

旋转筒dr由于绕旋转中心线ax2旋转,所以第一列扫描sc1、第二列扫描sc2及第三列扫描sc3在基准图案rmp1上的x方向位置仅有δp1、δp2的差异。此外,控制部16也可以是按下述顺序使各部动作的时序:在使旋转筒dr静止的状态下进行沿着第一列扫描sc1的描绘光束lb的扫描,之后,在使旋转筒dr仅旋转δp1量后静止,进行沿着第二列扫描sc2的描绘光束lb的扫描,再次使旋转筒dr仅旋转δp2后静止,进行沿着第三列扫描sc3的描绘光束lb的扫描。

如上所述,基准图案rmp设定为形成于旋转筒dr的外周面的彼此交叉的2条线图案rl1、rl2的交点部cr1、cr2比上述的描绘线的长度lbl小。因此,在投射有第一列扫描sc1、第二列扫描sc2及第三列扫描sc3的描绘光束lb时,描绘光束lb至少照射于交点部cr1、cr2。线图案rl1、rl2在旋转筒dr的表面作为凹凸形成。在将旋转筒dr表面的凹凸的层差量作为特定条件时,描绘光束lb投射于线图案rl1、rl2而产生的反射光部分地在反射强度上产生差。例如,如图16所示,在线图案rl1、rl2为旋转筒dr表面的凹部的情况下,在描绘光束lb投射于线图案rl1、rl2时,被线图案rl1、rl2反射的反射光以明视野被光电传感器31cs受光。

控制部16基于来自光电传感器31cs的输出信号来检测基准图案rmp的边缘位置psc1。例如,控制部16基于第一列扫描sc1时从光电传感器31cs得到的输出信号,存储第一列扫描位置数据dsc1、和基准图案rmp的边缘位置psc1的中间值mpsc1。

接着,控制部16基于第二列扫描sc2时从光电传感器31cs得到的输出信号,存储第二列扫描位置数据dsc2、和基准图案rmp的边缘位置psc1的中间值mpsc1。然后,控制部16基于第三列扫描sc3时从光电传感器31cs得到的输出信号,存储第三列扫描位置数据dsc3、和基准图案rmp的边缘位置psc1的中间值mpsc1。

控制部16根据第一列扫描位置数据dsc1,第二列扫描位置数据dsc2及第三列扫描位置数据dsc3、和多个基准图案rmp的边缘位置psc1的中间值mpsc1,通过运算求出彼此交叉的2条线图案rl1、rl2的交点部cr1、cr2的坐标位置。其结果,控制部16也能够对彼此交叉的2条线图案rl1、rl2的交点部cr1、cr2和描绘开始位置oc1的关系进行运算。对于其它描绘单元uw2~5也相同,控制部16也能够对彼此交叉的2条线图案rl1、rl2的交点部cr1、cr2和描绘开始位置oc2~oc5(参照图11)的关系进行运算。此外,上述中间值mpsc1也可以根据从光电传感器31cs输出的信号的峰值求出。

以上,对光电传感器31cs将由线图案rl1、rl2反射的反射光以明视野受光的情况进行了说明,但光电传感器31cs也可以将由线图案rl1、rl2反射的反射光以暗视野受光。图17是示意性表示将来自旋转筒的基准图案的反射光以暗视野受光的光电传感器的说明图。图18是示意性表示从将来自旋转筒的基准图案的反射光以暗视野受光的光电传感器输出的信号的说明图。如图17所示,校准检测系统31在中继透镜94和光电传感器31cs之间配置有具有环带状的光透射部的遮光部件31f。因此,光电传感器31cs接受由线图案rl1、rl2反射的反射光中的边缘散射光或折射光。例如,如图18所示,在线图案rl1、rl2为旋转筒dr表面的凹部的情况下,当描绘光束lb投射于线图案rl1、rl2时,光电传感器31cs将由线图案rl1、rl2反射的反射光以暗视野受光。

控制部16基于从光电传感器31cs输出的信号来检测基准图案rmp的边缘位置pscd1。例如,控制部16基于在第一列扫描sc1时从光电传感器31cs得到的输出信号,存储第一列扫描位置数据dsc1、和基准图案rmp的边缘位置pscd1的中间值mpscd1。接着,控制部16基于在第二列扫描sc2时从光电传感器31cs得到的输出信号,存储第二列扫描位置数据dsc2、和基准图案rmp的边缘位置pscd1的中间值mpscd1。控制部16基于在第三列扫描sc3时从光电传感器31cs得到的输出信号,存储第三列扫描位置数据dsc3、和基准图案rmp的边缘位置pscd1的中间值mpscd1。

控制部16根据第一列扫描位置数据dsc1,第二列扫描位置数据dsc2及第三列扫描位置数据dsc3、和多个基准图案rmp的边缘位置pscd1的中间值mpscd1,通过运算求出彼此交叉的2条线图案rl1、rl2的交点部cr1、cr2。其结果,控制部16通过运算求出彼此交叉的2条线图案rl1、rl2的交点部cr1、cr2的坐标位置和描绘开始位置oc1的关系。

对于其它描绘单元uw2~5也同样地,控制部16能够运算出彼此交叉的2条线图案rl1、rl2的交点部cr1、cr2和描绘开始位置oc2~oc5的关系。这样,在光电传感器31cs将由线图案rl1、rl2反射的反射光以暗视野受光的情况下,能够提高多个基准图案rmp的边缘位置pscd1的精度。

如图14所示,控制部16根据在步骤s2中检测到的检测信号求出与多个描绘线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是示意性表示旋转筒的基准图案彼此的位置关系的说明图。图20是示意性表示多个描绘线的相对位置关系的说明图。如上述,配置奇数编号的第一描绘线ll1,第三描绘线ll3及第五描绘线ll5,如图19所示,控制部16预先存储对第一描绘线ll1、第三描绘线ll3及第五描绘线ll5的每一个检测到的交点部cr1间的基准距离pl。同样地,控制部16也预先存储对第二描绘线ll2及第四描绘线ll4的每一个检测到的交点部cr1间的基准距离pl。另外,控制部16也预先存储对第二描绘线ll2及第三描绘线ll3的每一个检测到的交点部cr1间的基准距离δpl。进而,控制部16也预先存储对第四描绘线ll4及第五描绘线ll5的每一个检测到的交点部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能够通过原点检测器98对第三描绘线ll3的描绘开始位置oc3检测位置,因此,能够求出交点部cr1和描绘开始位置oc3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和描绘开始位置oc3的位置关系,并存储沿着沿描绘线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能够通过由原点检测器98对第五描绘线ll5的描绘开始位置oc5检测位置,因此,能够求出交点部cr1和描绘开始位置oc5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和描绘开始位置oc5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对第二描绘线ll2的描绘开始位置oc2检测位置,因此,能够求出交点部cr1和描绘开始位置oc2的距离bl2。另外,控制部16能够由原点检测器98对第四描绘线ll4的描绘开始位置oc4检测位置,因此,能够求出交点部cr1和描绘开始位置oc4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和描绘开始位置oc4的位置关系,并存储沿着描绘线ll2、ll453扫描的描绘光束lb的原点间的原点间距离δoc24。

另外,由于描绘开始位置oc1和描绘开始位置oc2是经由上述的同基准图案rmp1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。如上述说明,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能够根据在第二描绘线ll2及第三描绘线ll3中检测到的交点部cr1间的基准距离δpl,来检测描绘开始位置oc2和描绘开始位置oc3接合的误差。进而,能够根据在第四描绘线ll4及第五描绘线ll5中检测到的交点部cr1间的基准距离δpl,检测描绘开始位置oc4和描绘开始位置oc5接合的误差。

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为止的期间检测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为止的扫描方向。其结果,控制部16能够检测各描绘线ll1~ll5相对于沿着中心线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求出与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)。包含基准图案rmp1的基准图案rmp是以规定间距(周期)pf1、pf2重复刻设的网格状的基准图案。因此,控制部16针对以各间距pf1、pf2重复的基准图案rmp求出与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息),并运算与多个描绘线ll1~ll5的相对位置关系的偏差相关的信息。其结果,控制部16能够进一步提高与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)的精度。

接着,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基于与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)及由编码器读头en1、en2检测出的标尺部(旋转筒dr)gpa、gpb的旋转角度位置,调整奇数编号的及偶数编号的的描绘单元uw1~uw5的描绘位置。编码器读头en1、en2能够基于上述的标尺部(旋转筒dr)gpa、gpb来检测基板p的输送量。

图21与之前的图12同样地,是示意性表示基板的每单位时间的移动距离和移动距离内所含的描绘线的根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,也可以通过上述的对准显微镜am1、am2逐次检测多个对准标记ks1~ks3,求出并存储移动距离δx。

在基板p的每单位时间的移动距离δx上,描绘单元uw1描绘的多个描绘线ll1以光束点光sp的光束线spl1、spl2及spl3进行描绘,并按照以各光束点光sp的点直径xs的约1/2沿x方向(及y方向)重叠的方式进行扫描。同样,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随着基板p向长度方向的移动而在基板p的宽度方向上以重叠距离cxs接合。

例如,当旋转筒dr上下挪动时,在奇数编号的及偶数编号的的描绘单元uw1~uw5的x方向的描绘位置产生偏移,可能产生例如x方向的倍率差。控制部16在减慢旋转筒dr搬运的基板p的搬运速度(移动速度)时,能够以光束线spl1、spl2及spl3的x方向的间隔距离cxs变小、减小x方向的描绘倍率的方式进行调整。相反,在加快旋转筒dr搬运的基板p的搬运速度(移动速度)时,能够以光束线spl1、spl2及spl3的x方向的间隔距离cxs变大、增大x方向的描绘倍率的方式进行调整。以上,参照图21对描绘线ll1进行了说明,但对于其它描绘线ll2~ll5也相同。控制部16能够基于与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(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,变更基板p的长度方向上的、基板p每单位时间的移动距离δx、与该移动距离内所含的光束线spl1、spl2及spl3的根数之间的关系。因此,控制部16能够调整奇数编号的及偶数编号的描绘单元uw1~uw5在x方向的描绘位置。

图22是示意性说明与脉冲光源的系统时钟同步发光的脉冲光的说明图。以下,也参照图21对描绘线ll2进行说明,对于描绘线ll1、ll3~ll5也相同。光源装置cnt能够与作为系统时钟sq的脉冲信号wp同步地发出光束点光sp。通过改变系统时钟sq的频率fz,脉冲信号wp的脉冲间隔δwp(=1/fz)也改变。该时间性的脉冲间隔δwp在描绘线ll2上,与每一脉冲的点光sp的主扫描方向上的间隔距离cxs相对应。控制部16使描绘光束lb的光束点光sp沿基板p上的描绘线ll2仅扫描描绘线的长度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,部分地改变系统时钟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,在本来的系统时钟sq为100mhz的情况下,控制部16在扫描描绘线的长度lbl的期间以规定时间间隔(周期)部分地将系统时钟sq变更为例如101mhz(或99mhz)。其结果,光束点光sp在描绘线的长度lbl的数量增减。换言之,控制部16在扫描描绘线的长度lbl的期间,以规定次(1次以上)的周期间隔部分地增减系统时钟sq的占空比。由此,光源cnt产生的光束点光sp的间隔变化脉冲间隔δwp的变化量,光束点光sp彼此的重叠距离cxs变化。而且,y方向的描绘始端pta和描绘终端ptb的距离看起来伸缩。

举一例说明,在描绘线的长度lbl为30mm的情况下,将其11等分,在每一段约3mm的描绘长度(周期间隔)使1处的系统时钟sq的脉冲间隔δwp增减。如图13所说明,若将不会导致随着相邻的2个点光sp的间隔距离cxs的变化的积分运算轮廓(强度分布)大幅恶化的范围、例如基准的间隔距离csx设为点光的直径xs(3μm)的50%,则与之相对地将脉冲间隔δwp的增减量设为±15%左右。若设脉冲间隔δwp的增减为+10%(间隔距离csx为点光的直径xs的60%),则在长度lbl的描绘线中的离散的10处的各处,以1个脉冲量的点光仅向主扫描方向延伸直径xs的10%量的方式发生错位。其结果,描绘后的描绘线的长度lbl相对30mm延伸3μm。这是指描绘于基板p上的图案沿y方向扩大0.01%(100ppm)。由此,即使在基板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方向伸缩而进行曝光。

构成为,例如能够在描绘线ll1~ll5的每1次扫描时,将增减脉冲间隔δwp的位置例如预设为系统时钟sq的每100脉冲、每200脉冲、......这种的任意值。由此,使描绘图案的主扫描方向(y方向)的伸缩量在较大的范围内变更,根据基板p的伸缩及变形动态地进行倍率修正。因此,在本实施方式的曝光装置ex的控制部16中包含系统时脉sq的发生电路,该发生电路具有产生脉冲间隔δwp为固定的原时钟信号作为系统时钟sq的时钟振荡部、输入该原时钟信号并仅计数了预先设定的脉冲数量后,使系统时钟sq的下一个时钟脉冲产生为止的时间相对于脉冲间隔δwp增减的时间位移部。此外,描绘线(长度lbl)中,使系统时脉sq的脉冲间隔δwp增减的部分的个数根据要描绘的图案的的y方向的倍率修正比(ppm)大致决定,但在最少的情况下,也可以是对应于长度lbl的点光sp的扫描时间ts中的至少1处。

另外,响应像这样使脉冲间隔δwp部分增减的系统时钟sq,从脉冲激光的光源装置cnt输出的脉冲光束共同地向描绘单元uw1~uw5各自供给,因此,由描绘线ll1~ll5分别描绘的图案沿y方向以相同比率进行伸缩。因此,如图12(或图11)所说明,为了维持沿y方向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)沿y方向位移的方式修正描绘定时。进而,图4所示的光偏转器(aom)81的接通/断开切换响应于作为描绘数据送出的串行位列(位值“0”或“1”的排列)来进行,但该位值的送出也可以与脉冲间隔δwp部分增减的系统时钟sq的脉冲信号wp(图22)同步。具体而言,在产生1个脉冲信号wp而产生下1个脉冲信号wp为止的期间,将1个位值送出到光偏转器(aom)81的驱动电路,在该位值为“1”、即前1个位值为“0”时,只要将光偏转器(aom)81从断开状态切换为接通状态即可。

但是,控制部16能够基于与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)及可检测旋转筒dr两端部的偏移的位移计yn1、yn2、yn3、yn4的检测信息,来调整奇数编号的及偶数编号的的描绘单元uw1~uw5的y方向上的描绘位置,以抵消因旋转筒dr的偏移旋转而产生的y方向误差。另外,控制部16能够基于与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)及可检测旋转筒dr两端部的偏移的位移计yn1、yn2、yn3、yn4的检测信息,变更以奇数编号的及偶数编号的描绘单元uw1~uw5的y方向上的长度(描绘线的长度lbl),以抵销因旋转筒dr的偏移旋转所产生的y方向的误差。

另外,控制部16能够基于与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)及由对准显微镜am1、am2检测到的信息,调整奇数编号的及偶数编号的描绘单元uw1~uw5的x方向或y方向上的描绘位置,以抵销基板p的x方向或y方向的误差。

第一实施方式的曝光装置ex包含作为位移修正机构的移动机构24,该移动机构24如上述通过来自多个描绘单元uw1~uw5的每一个的描绘光束lb,以包含形成于基板p上的多个描绘线ll1~ll5的描绘面内的规定点即旋转轴i为中心,在上述描绘面内相对于第一光学平台23使第二光学平台25位移。通过与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息),在多个描绘线ll1~ll5整体相对于x方向及y方向中的至少1者有误差的情况下,控制部16能够对移动机构24的驱动部进行驱动控制,使第二光学平台25向x方向及y方向的至少一方位移抵消误差的位移量。

在使第二光学平台25向x方向及y方向的至少一方位移时,图6所示的第四反射镜59向x方向或y方向位移该位移量。特别是第四反射镜59的y方向的位移在使来自第三反射镜58的描绘光束lb向+y方向反射时,使之向z方向位移。因此,通过第一光学系统41中的光束位移机构44修正该向z方向的位移。由此,相对于第四反射镜59之后的第二光学系统42及第三光学系统43维持光束lb通过正确的光路。

另外,在第一实施方式的曝光装置ex中,在因与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)而多个描绘线ll1~ll5相对于x方向及y方向的至少1方向有误差的情况下,控制部16能够以成为抵消误差的位移量的方式对光束位移机构44进行驱动控制,使形成于基板p上的描绘线ll1~ll5向x方向或y方向微小位移。

进而,在第一实施方式的曝光装置ex中,在因与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)而多个描绘线ll1~ll5中的奇数编号的或偶数编号的描绘线相对于x方向及y方向的至少1方向有误差的情况下,控制部16能够以成为抵消误差的位移量的方式对光束位移机构45进行驱动控制,使形成于基板p上的偶数编号的的描绘线ll2、ll4向x方向或y方向微小位移,且微小调整与形成于基板p上的奇数编号的的描绘线ll1、ll3、ll5的相对位置关系。

另外,控制部16也能够基于与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)及由位移计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透镜系统85所含的远心f-θ透镜的像高与入射角成正比。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)及由位移计yn1、yn2、yn3、yn4或对准显微镜am1、am2检测到的信息,个别调整f-θ透镜系统85的焦点距离f,由此调整y倍率。在这样的整调整机构中,也可以组合例如用于进行倍率修正的弯板、远心f-θ透镜的倍率修正机构、用于进行位移调整的对分修正(halving)(可倾斜的平行平板玻璃)中的任一个以上。另外,通过使以规定旋转速度旋转的旋转多边形镜97的旋转速度稍微可变,能够稍微改变与系统时钟sq同步描绘的各点光sp(脉冲光)的间隔距离cxs(使相邻点光彼此的重叠量稍微错开),结果也能够调整y倍率。

第一实施方式的曝光装置ex包含作为旋转机构的移动机构24,该移动机构24如上述通过来自多个描绘单元uw1~uw5各自的描绘光束lb,以包含形成于基板p上的多个描绘线ll1~ll5的描绘面内的规定点即旋转轴i为中心,在上述描绘面内相对第一光学平台23使第二光学平台25旋转。在通过与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息),使多个描绘线ll1~ll5相对于y方向有角度误差的情况下,控制部16能够以成为抵销角度误差的旋转量的方式对移动机构24的驱动部进行驱动控制,使第二光学平台25旋转。

另外,在产生了需要对各描绘单元uw1~uw5个别地进行旋转修正的情况下,能够通过使图8所示的f-θ透镜系统85和第二柱面透镜86绕光轴axf旋转微小量,使各描绘线ll1~ll5在基板p上个别地微小旋转(倾斜)。由于由旋转多边形镜97扫描的光束lb在非扫描方向上沿着柱面透镜86的母线成像(聚光),所以通过柱面透镜86绕光轴axf的旋转,能够使各描绘线ll161~ll5旋转(倾斜)。

第一实施方式的曝光装置ex只要处理上述的步骤s4的控制装置进行的描绘位置调整的处理的至少1种即可。另外,第一实施方式的曝光装置ex也可以组合上述的步骤s4的控制装置进行的描绘位置调整的处理而进行处理。

通过以上说明的基板处理装置的调整方法,在第一实施方式的曝光装置ex中,无需用于抑制在基板p的宽度方向(y方向)相邻的图案pt1~pt5彼此的接合误差的测试曝光,或大幅减少其次数。因此,第一实施方式的曝光装置ex能够缩短测试曝光、干燥及显影工序、曝光结果的确认作业等耗费时间的校准作业。而且,第一实施方式的曝光装置ex能够抑制因测试曝光而反馈的次数量的基板p的浪费。第一实施方式的曝光装置ex能够更早地取得与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)。第一实施方式的曝光装置ex能够根据与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)预先进行修正,由此能够容易地修正x方向或y方向上的位移、旋转、倍率等各成分。而且,第一实施方式的曝光装置ex能够提高在基板p上重叠的曝光的精度。

此外,第一实施方式的曝光装置ex以光偏转器81包含声光元件、由旋转多边形镜97对描绘光束lb进行点扫描为例进行了说明,但除点扫描之外,也可以是使用dmd(digitalmicromirrordevice:数字微镜元件)或slm(spatiallightmodulator:空间光调制器)描绘图案的方式。

[第二实施方式]

接着,说明第二实施方式的曝光装置ex。此外,在第二实施方式中,为了避免与第一实施方式重复的记载,仅对与第一实施方式不同的部分进行说明,对于与第一实施方式相同的结构要素标注与第一实施方式相同的附图标记进行说明。

第二实施方式的曝光装置ex中,校准检测系统31的光电传感器31cs并非检测基准图案(也能够用作基准标记)rmp而检测位于基板p上的对准标记ks1~ks3的反射光(散射光)。对准标记ks1~ks3配置在通过多个描绘单元uw1~uw5的各描绘线ll1~ll5的某一方的y方向上的基板p上的位置。在描绘光束lb的点光sp扫描到对准标记ks1~ks3时,由对准标记ks1~ks3反射的散射光被光电传感器31cs在明视野或暗视野接收。

控制部16基于从光电传感器31cs输出的信号检测对准标记ks1~ks3的边缘位置。而且,与第一实施方式同样地,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个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)。

另外,控制部16能够基于与多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置误差相对应的调整信息(校准信息)及由对准显微镜am1、am2检测到的信息,调整奇数编号的及偶数编号的的描绘单元uw1~uw5的x方向或y方向上的描绘位置,以抵销基板p在x方向或y方向上的误差。在描绘光束lb的点光sp投射于对准标记ks1~ks3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可能压坏。优选设置多列对准标记ks1~ks3,对准显微镜am1、am2读取未因曝光而压坏的对准标记ks1~ks3。

因此,第二实施方式的曝光装置ex能够在图案描绘用数据中包含使光偏转器(aom)81进行接通/断开的数据,使得也可以通过曝光而压坏的对准标记ks1~ks3的附近以描绘光束lb的点光sp进行扫描,不会因曝光而压坏的对准标记ks1~ks3的附近不照射点光sp。由此,能够一边通过描绘光束lb进行曝光,一边几乎实时取得校准信息,且也能够读取对准标记ks1~ks3(基板p的位置)。

第二实施方式的曝光装置ex与第一实施方式的曝光装置ex相同,不需要用于抑制接合误差的测试曝光、或大幅减少其次数。除此之外,在第二实施方式的曝光装置ex中,能够一边对基板p曝光图案,一边测量多个描绘线ll1~ll5的配置状态或彼此的配置关系等误差信息,并提前(几乎实时地)取得与其对应的调整信息(校准信息)。因此,在第二实施方式的曝光装置ex中,能够基于提前测量的误差信息或调整信息(校准信息),一边对器件图案曝光、一边逐次进行保持规定精度的修正及调整,能够容易地抑制考虑到在多描绘头方式中成为问题的、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接合精度的降低。由此,第二实施方式的曝光装置ex能够将基板p上重叠曝光时的重叠精度维持在高的状态。

<器件制造方法>

接着,参照图23说明器件制造方法。图23是表示各实施方式的器件制造方法的流程图。

在图23所示的器件制造方法中,首先,进行例如使用有机el等自发光元件实现的显示面板的功能、性能设计,并用cad等设计所需的电路图案及配线图案(步骤s201)。另外,预先准备卷绕有作为显示面板的基材的挠性基板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中准备的卷筒状的基板p根据需要也可以是将其表面改性的基板、或预先形成底层(例如基于喷墨方式的微小凹凸)的基板、或预先层叠有感光性的功能膜或透明膜(绝缘材料)的基板。

接着,在基板p上形成由构成显示面板器件的电极或配线、绝缘膜、tft(薄膜半导体)等构成的底板层,并且以层叠于该底板上的方式形成有机el等自发光元件构成的发光层(显示像素部)(步骤s203)。在该步骤s203中,也包含基于如下的工序等的处理:使用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之显影的现有的光刻工序、将代替光致抗蚀剂而涂敷了感光性硅烷耦合剂的基板p进行图案曝光而将表面改性为亲疏液性以形成图案的曝光工序、对感光性的催化剂层进行图案曝光以赋予选择性的镀敷还原性并通过无电解镀敷法形成金属膜的图案(配线、电极等)的湿式工序、或通过含有银纳米粒子的导电性油墨等描绘图案的印刷工序。

接着,针对以卷筒方式在长条基板p上连续制造的每一个显示面板器件,切割基板p或在各显示面板器件表面贴合保护膜(耐环境隔层)或彩色滤光片膜等,来组装器件(步骤s204)。接着,进行显示面板器件是否正常起作用或是否满足所希望的性能及特性的检查工序(步骤s205)。如上,能够制造显示面板(柔性显示器)。此外,在挠性长条片状基板上制作的电子器件不限于显示面板,也可以是作为用于搭载于汽车或电车等的各种电子零件间的连接的导线(配线带)的挠性配线网。

附图标记说明

1器件制造系统

11描绘装置

12基板搬运机构

13装置框架

14旋转位置检测机构

16控制部

23第一光学平台

24移动机构

25第二光学平台

31校准检测系统

31cs光电传感器

31f遮光部件

73第四分束器

81光偏转器

83扫描器

96反射镜

97旋转多边形镜

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

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