曝光装置、图案形成装置以及曝光方法与流程

1.本发明涉及在基板上对图案进行曝光的曝光装置、形成图案的图案形成装置以及曝光方法。


背景技术：

2.近年来，在平板显示器(flat panel display，fpd)中，面板的尺寸大型化，需要不浪费地利用作为面板的基台的基板。因此，提出了在1张基板上形成多个不同尺寸的面板的被称为所谓的mmg(multi model on glass，玻璃混切基板)的技术(参照专利文献1)。在这样的mmg技术中，将由多个装置在基板上的1个层形成的多个图案整体的尺寸和位置用作图案的形成精度的评价指标。
3.现有技术文献
4.专利文献1：日本特开2005
‑
092137号公报


技术实现要素：

5.发明要解决的课题
6.在mmg技术中使用的多个装置中，有时图案的形成特性产生个体差异。在该情况下，由多个装置分别形成的多个图案的位置关系相对目标位置发生偏移，难以在基板上高精度地形成图案。
7.因此，本发明的目的在于提供一种有利于抑制mmg技术中的图案的形成精度降低的技术。
8.解决课题的方法
9.为了达成上述目的，作为本发明的一个侧面的一种曝光装置的特征在于，所述曝光装置在基板上对第1图案进行扫描曝光，并且在与对所述第1图案进行曝光的区域不同的区域中对第2图案进行曝光的另一个曝光装置中的曝光之前对所述第1图案进行扫描曝光，所述曝光装置具有：标记形成部，在所述基板上形成多个对准标记；第1测量部，测量由所述标记形成部形成的多个对准标记的位置；以及输出部，输出由所述第1测量部测量的对准标记的位置信息，使得能够在对所述第2图案进行曝光的另一个曝光装置中利用由所述第1测量部测量的对准标记的位置信息，所述标记形成部在第1基板位置形成包括至少2个对准标记的第1标记组之后，在使所述基板在包括与连接所述第1标记组的2个对准标记的直线垂直的分量的方向上移动后的第2基板位置，形成包括至少2个对准标记的第2标记组，所述曝光装置在使所述基板从所述第1基板位置向所述第2基板位置移动的方向上对所述第1图案进行扫描曝光。
10.本发明的其他目的或者其他侧面将通过以下参照附图说明的优选的实施方式而变得更加明确。
11.根据以下(参照附图)对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
12.发明的效果
13.根据本发明，例如，能够提供有利于抑制mmg技术中的图案的形成精度降低的技术。
附图说明
14.图1是示出形成系统的整体结构的示意图。
15.图2是示出第1曝光装置的结构的图。
16.图3是示出图案形成精度的指标的图。
17.图4是示出比较例中的图案形成的图。
18.图5是示出比较例中的对准标记形成过程的图。
19.图6是示出4个对准标记中的图案形成的图。
20.图7是示出能够通过4个对准标记判别的基板的位置偏移的图。
21.图8是示出图案形成处理的流程图。
22.图9是示出形成有6个对准标记的基板的图。
23.(符号说明)
24.10：第1曝光装置；11：图案形成部；12：标记形成部；13：标记测量部；20：第2曝光装置；21：图案形成部；23：标记测量部；30：搬运部；40：主控制部；100：形成系统。
具体实施方式
25.以下，根据附图详细说明本发明的优选的实施方式。
26.<第1实施方式>
27.说明本发明所涉及的第1实施方式的形成系统。本实施方式的形成系统是执行使用多个图案形成装置在基板上的1个层中的相互不同的区域分别形成图案的所谓的mmg技术的系统。作为图案形成装置，例如，可以列举对基板进行扫描曝光而将掩模的图案转印到基板上的曝光装置、使用模具在基板上形成压印材料的图案的压印装置、使用带电粒子射线在基板上形成图案的描绘装置等。
28.另外，应用本发明所涉及的mmg技术的“基板上的1个层”例如可以是在尚未形成图案的裸基板上最初形成的第1层，但不限于此，也可以是第2层以后。在本实施方式中，说明使用具有多个曝光装置的形成系统在基板上的1个抗蚀剂层形成潜像图案的例子。在此，作为基板，例如，能够应用玻璃板、半导体晶片等，但在本实施方式中，说明使用玻璃板作为基板的例子。另外，以下，有时将“基板上的1个层”简称为“基板上”。
29.图1是示出本实施方式的形成系统100的整体结构的示意图。将与基板w的表面垂直的方向设为z方向，将与z方向垂直的方向设为x、y方向。形成系统100包括第1曝光装置10、第2曝光装置20、搬运部30以及主控制部40。搬运部30将基板w搬运到第1曝光装置10和第2曝光装置20。主控制部40例如由具有cpu、存储器的计算机构成，总体地控制形成系统100的整体。另外，主控制部40控制第1曝光装置10与第2曝光装置20之间的数据、信息的传送。
30.图2是示出第1曝光装置10的结构例的图。第1曝光装置10具有图案形成部11、标记形成部12、标记测量部13以及控制部14。图案形成部11包括光源11a、照明光学系统11b、掩模载置台11c、投影光学系统11d以及基板载置台11e。掩模载置台11c是能够保持掩模m而移
动的载置台。照明光学系统11b使用来自光源11a的光对掩模m进行照明。基板载置台11e是能够保持基板w而移动的载置台。掩模m和基板w隔着投影光学系统11d配置于在光学上共轭的位置。投影光学系统11d将由照明光学系统11b照明的掩模m的图案投影到基板w上，在基板w上的抗蚀剂层形成潜像图案。
31.标记形成部12根据表示应形成对准标记的目标位置坐标的信息，在基板w上形成对准标记。标记测量部13测量由标记形成部12形成的对准标记的位置。控制部14例如由具有cpu、存储器等的计算机构成，依照装置坐标系来控制图案形成部11、标记形成部12以及标记测量部13(即，控制由第1曝光装置10进行的各个处理)。另外，控制部14作为输出部发挥功能，该输出部输出由第1曝光装置10得到的数据、信息，使得能够在第2曝光装置20中利用由第1曝光装置10得到的数据、信息。在本实施方式中，控制部14与主控制部40独立地设置，但也可以作为主控制部40的构成元素而设置。
32.第2曝光装置20具有图案形成部21、标记测量部23以及控制部24。在本实施方式的第2曝光装置20中，与第1曝光装置10不同的点在于未设置标记形成部，但这以外的结构相同。即，第2曝光装置20的图案形成部21及标记测量部23分别与第1曝光装置10的图案形成部11及标记测量部13同样地构成。另外，也可以在第2曝光装置20中也设置标记形成部。图案形成部21例如在与使用第1曝光装置10在基板w上形成的图案的曝光区域不同的曝光区域形成潜像图案。标记测量部23测量由第1曝光装置10的标记形成部12形成的对准标记的位置。控制部24例如由具有cpu、存储器等的计算机构成，依照装置坐标系来控制图案形成部21及标记测量部23(即，控制由第2曝光装置20进行的各个处理)。在本实施方式中，控制部24与主控制部40独立地设置，但也可以作为主控制部40的构成元素而设置。
33.[关于图案形成精度]
[0034]
接下来，使用图3说明形成系统100所需要的图案的形成精度。第1图案p1由第1曝光装置10的图案形成部11形成。第2图案p2由第2曝光装置20的图案形成部21形成在与形成第1图案p1的曝光区域不同的曝光区域。在图3所示的例子中，在矩形的基板w上，第1图案p1及第2图案p2以相同的大小在基板上各形成1个，但不限于此，也可以是相互不同的尺寸及个数。
[0035]
形成系统100所需要的图案的形成精度能够根据在基板上形成的图案整体的尺寸和位置来评价。在基板上形成的图案整体的尺寸例如能够由表示在基板上形成的图案整体的对角线的长度的第1指标tp(total pitch，总间距)规定。在本实施方式中，能够将连接由第1曝光装置10在基板上形成的第1图案p1的右下的端点ep1和由第2曝光装置20在基板上形成的第2图案p2的左上的端点ep2的直线的长度决定为第1指标tp。另一方面，在基板上形成的图案整体的位置例如能够由表示在基板上形成的图案整体的中心点的位置的第2指标cs(center shift，中心位移)规定。在本实施方式中，能够将连接端点ep1和端点ep2的直线的中心点决定为第2指标cs。
[0036]
[比较例]
[0037]
作为本实施方式的比较例，可以列举在第1曝光装置10的图案形成部11中在基板w上形成3个对准标记的情况的例子。在图4所示的例子中，以不在同一直线上配置的方式在矩形的基板w的四角附近形成3个标记am1～am3。在这样在基板w上形成3个标记am1～am3时，能够根据3个标记am1～am3的位置的测量结果，求出基板w的x方向位移、y方向位移、绕z
轴的旋转、x方向倍率、y方向倍率。
[0038]
在形成系统100中，需要以使上述第1指标tp及第2指标cs分别纳入容许范围的方式在基板w上形成图案。在标记形成部12是2个的情况下，首先如图5(a)那样同时形成标记am1和标记am2。之后，考虑如图5(b)那样使保持基板w的基板载置台11e在y方向上移动而形成标记am3的过程。
[0039]
然而，在第1曝光装置10中，存在产生由于如图5(c)那样基板载置台11e在从y方向偏移的方向上移动而引起的误差、即由于基板载置台11e的漂移而引起的误差的情况。以下，将该误差称为基板载置台11e的漂移。在存在基板载置台11e的漂移的情况下，标记am3被形成的位置形成于从本来应被形成的位置偏移的位置。
[0040]
根据这样形成的标记am1～am3的位置的测量结果，无法正确地求出基板载置台11e的漂移。因此，存在难以以使第1指标tp及第2指标cs分别纳入容许范围的方式在基板w上形成图案的情况。作为具体例，存在由于控制部24错误地判别基板载置台11e的漂移和基板w被载置于基板载置台11e上时的绕z轴的旋转方向上的偏移而导致图案的形成精度降低的情况。此外，在第2曝光装置20中产生基板载置台的漂移的情况、在第1曝光装置10和第2曝光装置20这二者中产生基板载置台的漂移的情况下，也可能存在图案的形成精度降低的情况。
[0041]
[本实施方式的图案形成处理]
[0042]
在本实施方式中，为了求出基板载置台11e的漂移，不进行如图4所示的3个对准标记的形成，而是如图6所示进行4个标记am1～am4的形成。为了提高图案形成的校正精度，优选的是在基板w的四角附近形成4个标记am1～am4，以包括由第1曝光装置10及第2曝光装置20曝光的曝光区域的方式形成连接4个标记am1～am4的区域。通过4个对准标记的测量，还能够高精度地求出基板载置台11e的漂移。作为具体例，控制部24能够判别如图7(a)那样存在基板载置台11e的漂移的情况以及如图7(b)那样基板w被载置于基板载置台11e上时存在绕z轴的旋转方向上的偏移的情况。由此，即使在产生基板载置台11e的漂移的情况下，通过在形成图案时由被控制部24控制的第2曝光装置20执行与基板载置台11e的漂移对应的校正，也能够抑制图案的形成精度降低。
[0043]
作为对图案形成的位置进行校正的方法的一个例子，控制部24控制作为第2曝光装置20的投影光学系统的构成元素之一的光学元件(例如2张平行平板)的驱动、旋转。通过光学元件的驱动、旋转，能够进行基板w上的曝光位置的校正(例如作为扫描曝光的方向的y方向、作为与扫描曝光的方向垂直的方向的x方向的倍率的校正)。
[0044]
此外，在形成系统100中使用的第1曝光装置10及第2曝光装置20中，有时装置固有的曝光中心的偏移产生个体差异。特性是指例如装置坐标系的误差、基板w被载置时产生的误差。这样，在第1曝光装置10和第2曝光装置20产生特性的个体差异时，由第1曝光装置10形成的第1图案p1和由第2曝光装置20形成的第2图案p2的位置关系偏离目标位置关系。结果，存在无法纳入作为图案整体的尺寸的第1指标tp以及作为图案整体的位置的第2指标cs的容许范围的情况。例如，即使第1指标tp需要的精度在10μm以内，也会发生未纳入其容许范围这样的情况。
[0045]
因此，在本实施方式的形成系统100中，求出由第1曝光装置10的标记测量部13测量的对准标记的位置与由第2曝光装置20的标记测量部23测量的对准标记的位置的差分。
根据该差分，在第2曝光装置20的坐标系下校正在基板w上形成的第2图案p2的曝光区域。具体而言，以第1曝光装置10和第2曝光装置20中的图案形成特性的个体差异所引起的第1图案p1和第2图案p2的位置关系的偏离被校正的方式，决定在基板w上形成的第2图案p2的曝光区域。
[0046]
此外，在本实施方式中描述了通过求差分来校正第2图案p2的曝光区域，但例如也可以是在第1曝光装置10和第2曝光装置20中的每一个中决定第1图案p1和第2图案p2的曝光区域的方法。
[0047]
以下，参照图8说明本实施方式的形成系统100中的向基板w上的图案形成处理。图8是示出本实施方式所涉及的向基板w上的图案形成处理的流程图。图8所示的流程图的各工序能够在由主控制部40进行的控制下执行。另外，在图8中设想标记形成部12是2个的情况，但标记形成部12可以是1个，也可以是3个以上。另外，在图8中设想标记测量部13、23是2个的情况，但标记测量部13可以是1个，也可以是3个以上。
[0048]
在步骤s11中，由搬运部30将基板w搬运到第1曝光装置10。在步骤s12中，根据表示应形成的目标位置坐标的信息，在第1曝光装置10的坐标系下，由第1曝光装置10的标记形成部12在基板w上同时形成标记am1和标记am2(第1标记组)。即，在第1曝光装置10的坐标系中的该目标位置坐标处形成标记am1和标记am2(第1标记组)。
[0049]
在步骤s13中，在第1曝光装置10的坐标系下，由第1曝光装置10的标记测量部13测量在s12的工序中在基板w上形成的标记am1和标记am2(第1标记组)的位置。
[0050]
在步骤s14中，为了使基板w向用于形成标记am3和标记am4(第2标记组)的基板位置移动，使保持基板w的基板载置台11e移动。
[0051]
在步骤s15中，根据表示应形成的目标位置坐标的信息，在第1曝光装置10的坐标系下，由第1曝光装置10的标记形成部12在基板w上同时形成标记am3和标记am4(第2标记组)。即，在第1曝光装置10的坐标系中的该目标位置坐标处形成标记am3和标记am4(第2标记组)。此时，在存在基板载置台11e的漂移的情况下，如图7(a)那样，标记am3和标记am4(第2标记组)形成于从本来应形成的位置偏移的位置。
[0052]
在步骤s16中，在第1曝光装置10的坐标系下，由第1曝光装置10的标记测量部13测量在s15的工序中在基板w上形成的标记am3和标记am4(第2标记组)的位置。通过s13的工序以及s16的工序，能够得到表示第1曝光装置10的坐标系中的标记am1～am4的位置坐标的标记坐标信息c1。该标记坐标信息c1具有在第1曝光装置10中固有地产生的误差分量cm1以及由标记形成部12导致的对准标记的形成误差分量cmx。
[0053]
在步骤s17中，根据表示应形成第1图案p1的目标位置坐标的位置信息，在第1曝光装置10的坐标系下，由第1曝光装置10的图案形成部11在基板w上形成第1图案p1。
[0054]
在步骤s21中，由搬运部30将基板w从第1曝光装置10向第2曝光装置20搬运。在步骤s22中，在第2曝光装置20的坐标系下，由第2曝光装置20的标记测量部23测量在s12的工序以及s15的工序中在基板w上形成的标记am1～am4(第1标记组和第2标记组)的位置。由此，能够得到表示第2曝光装置20的坐标系中的标记am1～am4(第1标记组和第2标记组)的位置坐标的标记坐标信息c2。该标记坐标信息c2具有在第2曝光装置20中固有地产生的误差分量cm2以及由标记形成部12导致的对准标记的形成误差分量cmx。
[0055]
在步骤s23中，在第2曝光装置20的坐标系下，求出在基板w上形成第2图案p2时使
用的校正值cv。校正值cv用于校正第1曝光装置10和第2曝光装置20的特性的个体差异、即在第1曝光装置10中固有地产生的误差与在第2曝光装置20中固有地产生的误差的差，通过以下的式(1)求出。
[0056]
cv＝c2
‑
c1
[0057]
＝(cm2+cmx)
‑
(cm1+cmx)
[0058]
＝cm2
‑
cm1
…
(1)
[0059]
在式(1)中，求出在s16的工序中由第1曝光装置10得到的标记坐标信息c1与在s22的工序中由第2曝光装置20得到的标记坐标信息c2的差分作为校正值cv。在标记坐标信息c1及标记坐标信息c2中，共同地包括对准标记的形成误差分量cmx。因此，校正值cv成为去除了对准标记的形成误差分量cmx后的在第1曝光装置10中固有地产生的误差分量cm1与在第2曝光装置20中固有地产生的误差分量cm2的差分。因此，在产生由标记形成部12导致的对准标记的形成误差分量cmx的情况下，优选的是本实施方式中的基于差分的校正。
[0060]
在步骤s24中，根据表示应形成第2图案p2的目标位置坐标的位置信息，在第2曝光装置20的坐标系下，由第2曝光装置20的图案形成部21在基板w上形成第2图案p2。此时，根据在s23的工序中求出的校正值cv，在第2曝光装置20的坐标系下决定在基板w上形成的第2图案p2的位置。结果，能够使作为图案整体的尺寸的第1指标tp以及作为图案整体的位置的第2指标cs分别纳入容许范围。在步骤s25中，由搬运部30从第2曝光装置20搬出基板w。
[0061]
如上所述，本实施方式的形成系统100根据由第1曝光装置10得到的标记坐标信息c1和由第2曝光装置20得到的标记坐标信息c2的差分，决定由第2曝光装置20在基板w上形成的第2图案p2的位置。另外，还能够通过形成如图6所示的4个对准标记来求出基板载置台11e的漂移，所以能够防止基于mmg技术的图案的形成精度降低。
[0062]
作为本实施方式的其他效果，相比于对准标记的数量是3个的情况，能够提高各个校正分量(特别是基板w的x方向倍率、y方向倍率)的校正精度，还能够期待提高基于mmg技术的图案的形成精度的效果。
[0063]
另外，在本实施方式中形成的对准标记的数量也可以是5个以上。例如，如图9所示，在对准标记是6个的情况下，由于在标记am1～am4之间存在标记am5、am6，因此能够增加校正分量。具体而言，能够校正基板w的x方向倍率、y方向倍率的非线性分量。这样，通过增加对准标记的数量，还能够期待提高基于mmg技术的图案的形成精度的效果。
[0064]
<第2实施方式>
[0065]
在第1实施方式中，说明了由第1曝光装置10的标记形成部12在基板w上形成标记am1～am4的情况。相对于此，在本实施方式中，说明由与第1曝光装置10不同的装置在基板w上形成标记am1～am4的情况。即，在基板w上形成有标记am1～am4的状态下，由搬运部30将基板w搬运到第1曝光装置10。此时，也可以不设置图2所示的第1曝光装置10的标记形成部12。作为设置标记形成部12的理由，例如，在由与第1曝光装置10不同的装置形成的对准标记中图案形成精度变得不充分的情况下，也可以为了由标记形成部12在基板w上再次形成对准标记而设置。
[0066]
本实施方式的形成系统100中的向基板w上的图案形成处理除了对准标记的形成工序以外都相同。除了图8所示的第1实施方式的流程图的s12的工序及s15的工序以外都相同。
[0067]
如上所述，在本实施方式中，在外部的装置中形成对准标记，根据第1曝光装置10中的标记坐标信息c1与第2曝光装置20中的标记坐标信息c2的差分，决定第2图案p2的曝光区域。另外，通过形成4个对准标记，还能够求出基板载置台11e的漂移，所以能够防止基于mmg技术的图案的形成精度降低。
[0068]
作为本实施方式的其他效果，相比于对准标记的数量是3个的情况，能够提高各个校正分量(特别是基板w的x方向倍率、y方向倍率)的校正精度，还能够期待提高基于mmg技术的图案的形成精度的效果。
[0069]
另外，在本实施方式中形成的对准标记的数量也可以是5个以上。例如，如图9所示，在对准标记是6个的情况下，由于在标记am1～am4之间存在标记am5、am6，因此能够增加校正分量。具体而言，能够校正基板w的x方向倍率、y方向倍率的非线性分量。这样，通过增加对准标记的数量，还能够期待提高基于mmg技术的图案的形成精度的效果。
[0070]
<物品的制造方法的实施方式>
[0071]
本发明的实施方式所涉及的物品的制造方法例如适合于制造平板显示器(fpd)。本实施方式的物品的制造方法包括使用上述曝光装置在涂敷于基板上的感光剂中形成潜像图案的工序(对基板进行曝光的工序)以及对在上述工序中形成了潜像图案的基板进行显影的工序。而且，上述制造方法包括其他公知的工序(氧化、成膜、蒸镀、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂剥离、切割、键合、封装等)。本实施方式的物品的制造方法相比于以往的方法，在物品的性能、品质、生产率、生产成本中的至少1个方面有利。
[0072]
<其他实施例>
[0073]
本发明也能够通过将实现上述实施方式的1个以上的功能的程序经由网络或存储介质供给到系统或装置并由该系统或装置的计算机中的1个以上的处理器读出并执行程序的处理来实现。另外，也能够由实现1个以上的功能的电路(例如asic)来实现。
[0074]
以上说明了本发明的优选的实施方式，但本发明当然不限于这些实施方式，而能够在其要旨的范围内进行各种变形及变更。