曝光装置的制造方法_3

文档序号:9910048阅读:来源:国知局
与焦点调整量相应地驱动焦点调整用棱镜25,使成像光学系统23的焦点位置与基板W的描绘面一致。
[0096]在进行焦点调整后,在开始对各基板的曝光动作之前、或者每当曝光作业时间经过规定时间时,检测/监测是否维持在对焦状态。具体而言,一边使载台12以恒定速度移动,一边投影焦点检测用的图案光。控制器30根据来自光检测部28的输出信号,判断是否处于对焦状态。
[0097]并且,为了在准确的位置形成图案,在曝光动作开始之前进行关于曝光开始位置的校正处理。具体而言,一边使载台12以恒定速度移动,一边投影位置检测用图案光。此处的位置检测用图案光是与焦点检测用图案光不同的图案列。控制器30根据从运算部27传送来的位置信息来校正曝光开始位置。
[0098]下面,采用图2?6说明对焦状态的检测、监测。
[0099]图2是示出焦点调整及焦点检测用的图案列和遮光部的图。图3是示出光电传感器和遮光部的配置的概略侧视图。
[0100]遮光部40被配置于光电传感器ro的光源侧上方,缝隙区ST沿着主扫描方向X形成。在此,以缝隙节距SP等间隔地形成有与主扫描方向X垂直、即与副扫描方向Y平行的6个条形缝隙STl?ST6。遮光部40的尺寸比光电传感器ro整体的尺寸大,配置于遮光部40的紧下方的光电传感器仅接收穿过了缝隙ST的光。
[0101]如图3所示,通过支承机构60保持检测光强度/光量的光电传感器ro,支承机构60安装于载台12。支承机构50支承与光电传感器的受光面PS及基板W的描绘面平行的遮光部40的两端,并由支承机构60保持。
[0102]在对焦点调整和对焦状态进行检测时,随着载台12的移动,曝光区通过遮光部40。此时,朝向遮光部40投影图2所示的图案列PT的光。图案列PT是所谓的线与间隙(L/S)图案,是排列多个与主扫描方向X垂直、即与副扫描方向Y平行的条形图案而成的图案列。在此,由以图案节距PP等间隔地排列的4个条形图案PL1、PL2、PL3、PL4构成。在此,图案列PT的线宽K与线之间的间隙的宽度相等。S卩,图案节距PP成为线宽K的2倍。
[0103]条形图案PL1、PL2、PL3、PL4各自的图案宽度K比形成于遮光部40的缝隙STl?ST6各自的缝隙宽度Z大。并且,图案节距PP也比缝隙宽度Z大。因而,在一个条形图案以规定的速度完全通过一个缝隙之后,下一个条形图案才开始通过缝隙。并且,条形图案PL1、PL2、PL3、PL4各自的图案宽度K被确定为接近成像光学系统23的分辨性能的上限的宽度。例如,图案列PT的图案宽度K被确定为两个相邻的两个微镜的像(两个单元)的宽度。
[0104]如图2所示,图案列PT的沿着主扫描方向X的整体宽度PW比缝隙节距SP小。因此,在图案列PT的最后一个条形图案PL4以恒定速度通过I个缝隙后,起始的条形图案PLl才开始通过下一个缝隙。
[0105]在图案列PT的光以恒定速度通过遮光部40时,在条形图案PLl透过缝隙ST6时,从光电传感器ro输出的信号(以下称为光量信号)按时间序列地连续变化。如上所述,这是由于缝隙宽度Z比条形图案PLl的图案宽度K短。因而,其他的条形图案PL2、PL3、PL4在依次通过缝隙SL6时也按时间序列地连续变化。
[0106]图4和图5是分为对焦状态和焦点偏离的状态来不出一个条形图案的光通过一个缝隙时的空间的光量分布和时间序列的光量分布的曲线图。不过,此处的“空间的光量分布”表不沿着X方向的光量变化的情况,不包括沿着Y方向的光量。
[0107]接近成像光学系统23的分辨极限的条形图案PLl的沿着主扫描方向X的光强度分布/光量分布成为大致高斯分布,光量以峰值为中心而向前后减少。其结果是,通过光电传感器F1D检测到的光量的时间序列的分布(以下称为光量信号分布)AL也成为大致高斯分布,时间序列的光量信号分布AL与空间的光量分布GD具有彼此相似的相关关系(参照图4)。不过,在此的光量信号分布AL表示相对于载台12的移动连续地绘制按照缝隙宽度Z检测到的光量信号值的轨迹。
[0108]为了使光量信号分布AL与光量分布GD具有相似的关系,缝隙宽度Z只要比条形图案宽度K短即可,通过使缝隙宽度Z比条形图案宽度K足够短,使得光量信号分布AL的山形形状更接近于光量分布GD的山形形状。在此,缝隙宽度Z被确定为条形图案宽度K的
0.1倍?0.5倍。为了达到这样的比率,进行投影条形图案PLl的光的微镜的区域设定和缝隙宽度Z的调整中的任一方、或者进行这双方。
[0109]另一方面,在图5中,示出了焦点偏离的状态下的空间的光量分布。在该情况下,光量分布也成为逐渐增加并在经过光量峰值P’之后逐渐减少的分布形状,但是,光量峰值P’比对焦状态的光量峰值P小。这是因为,由于焦点位置与遮光部40的表面即基板W的表面不一致,所以光量分布的范围扩大,中心附近的光强度下降。
[0110]图6是不出与条形图案列对应的空间的光量分布的图。
[0111]在图6中,示出了将4个条形图案PTl?PT4通过缝隙之后的空间的光量分布连接而成的光量分布。不过,该分布是在与各条形图案的位置对应地形成缝隙的情况下得到的光量分布,实际上是随着各条形图案的通过而依次得到空间的光量分布。
[0112]这样表示的一系列的光量分布是通过周期性的波形(波浪形)表示的,具有距离中心的振幅S。在焦点位置处得到的振幅S比焦点偏离时的振幅S’大。但是,如上所述,图案列PT的线与间隙的宽度相同(=K),因此焦点位置和偏离焦点的位置双方的波形的中心一致。因而,空间的光量分布的振幅的大小成为表示是否位于焦点位置即对焦位置的标准。
[0113]图7是示出具有不同的振幅比的空间的光量分布的曲线图的图。
[0114]如图7所示,在处于对焦状态的情况与从对焦状态偏离的情况下,波形的振幅产生差别。并且,与焦深的范围相应地,即便在对焦状态下也能得到不同的振幅。另一方面,如上所述,即使振幅不同,波形中心位置C实质上也不会变化。这是由于:在产生光量峰值附近(波形的山部分)的光量减少量的同时,在光量底部附近(波形的其他部分)会产生互补的光量增加部分。
[0115]因而,将对焦状态下的振幅设定为基准,将作为基准的振幅与检测到的空间的光量分布的振幅进行比较,由此,即便不进行与焦点位置的变动相伴的焦点调整作业,也能够监测是否处于对焦状态。例如,求出基准振幅与检测到的振幅之比,确定对焦状态即收敛于焦深的范围的振幅比,由此能够监测对焦状态。
[0116]另外,如图4所不,空间的光量分布与时间序列的光量分布存在相似关系,因此通过一边使载台12移动一边向遮光部40投影位置检测用的图案列PT的光,能够得到与图7同样的时间序列光量分布。并且,通过光电传感器F1D检测到的时间序列的光量分布的振幅的大小与空间的光量分布的振幅的大小对应,因此,时间序列的光量分布的振幅比与空间的光量分布的振幅比相应。因而,能够根据时间序列的光量分布中的振幅比判断对焦状态。
[0117]在位置检测用的图案列PT的光量恒定时,无论是对焦状态还是非对焦状态,空间的光量分布的中心位置C都是恒定的,因此能够通过检测出中心位置和最小光量或最大光量,计算振幅A。例如能够根据空间的光量分布的峰值光量(最大光量)和底部光量(最小光量)计算出中心位置C。
[0118]或者,由于中心位置C与图案列PT的I个周期(I条线和I条间隙这一对)的平均光量相等,所以也可以设置光电传感器等测光部来测量中心位置C的光量,来求出所测量的图案列PT的光量的平均值。在此,与周期对应地将根据透过各缝隙的光所得到的时间序列的光量值进行积分或者平均化,由此求出中心位置C。
[0119]另一方面,关于成像光学系统23的焦点位置与基板W的表面一致时的振幅(基准振幅)B,通过检测未投影图案时所检测到的光量信号等级(基本光量),能够得到中心位置C与检测到的光量信号等级之间的振幅B而作为基准振幅。
[0120]另外,在为了计算平均光量而设置测光部的情况下,也可以设置与上述遮光部和光电传感器不同的独立的测光部,或者也可以构成为由上述遮光部和/或光电传感器兼用作测光部。在该情况下,优选为,在遮光部上,在与上述缝隙不同的位置处另外设置开口部,对通过了开口部的光的光量进行测量。作为开口部,设置具有以下透光部分的开口部即可,该透光部分的宽度至少比图案列PT的线宽K宽,优选比图案列PT整体的宽度PW宽。并且,也可以另外配置用于测量光量的光电传感器,或者也可以通过上述的光电传感器进行测光。
[0121]图8是示出了表示焦点移动量与振幅比之间的相关关系的曲线图的图。
[0122]在图8中示出了一边改变焦点位置一边绘制根据检测到的光量分布计算出的振幅比而得到的曲线图。振幅比A/B越大即检测到的振幅A越靠近最大振幅B,则越靠近对焦位置,随着成像光学系统23的焦深远离,焦点位置的振幅比A/B变小。
[0123]因此,在出厂时等,事先计算焦点能够移动的全部范围内的振幅比,在存储器32中存储将振幅比与此时的成像光学系统23的焦点位置进行了对应的数据(主数据)。具体而言,一边使载台12以恒定速度移动,一边投影焦点调整用图案的光。然后,驱动焦点调整用棱镜25而在能够移动的距离范围内改变焦点位置,并反复进行该动作。
[0124]控制器30基于从光检测部28输出的信号计算振幅比,生成主数据。并且,在存储器32中存储基板W的对焦位置FP。然后,确定以对焦位置FP为中心的对焦范围AR。
[0125]对焦位置FP被确定为从振幅比最大的对焦范围ARO偏移的位置。这是由于:遮光部40的位置与基板W的描绘面的位置相差基板W的厚度T (参照图1),并且,遮光部40的光入射面被设置在比基板W的搭载面(载台表面)稍低的位置。对焦范围AR的宽度(上限和下限)与成像光学系统23的焦深都是根据基板W的厚度T、形成于基板W的表面的感光材料的种类、所要求的图案顺序等而确定的。
[0126]图9是示出对焦状态监测处理的流程的图。此处,在将焦点调整用棱镜25调整至与所使用的基板W等对应地计算出的焦点位置之后,在各基板开始曝光动作之前或者每当经过规定时间就进行处理。
[0127]控制器30对DMD驱动电路24进行控制,使得一边使载台12移动一边朝向遮光部40照射条形图案列PT(S1i)。然后,当基于从光电传感器ro输出的光量信号计算振幅比M后(S102),判断存储于存储器32中的主数据之中与振幅比M对应的焦点位置是否包含在对焦范围AR内(S103)。另外,关于振幅比的运算,也可以由控制器30执行。
[0128]在与检测到的振幅比M对应的焦点位置偏离对焦范围AR的情况下,控制器30执行用于向监视器显示警报的显示控制处理(S104)。由此,用户能够确认到焦点位置偏离了对焦范围AR。另外,也可以通过除了警报显示以外的产生蜂鸣音等其他报知手段通知操
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