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TWI718030B - 光束掃描裝置及圖案描繪裝置 - Google Patents

光束掃描裝置及圖案描繪裝置 Download PDF

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Publication number
TWI718030B
TWI718030B TW109108756A TW109108756A TWI718030B TW I718030 B TWI718030 B TW I718030B TW 109108756 A TW109108756 A TW 109108756A TW 109108756 A TW109108756 A TW 109108756A TW I718030 B TWI718030 B TW I718030B
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TW
Taiwan
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light beam
light
substrate
lens
scanning
Prior art date
Application number
TW109108756A
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English (en)
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TW202028887A (zh
Inventor
鈴木智也
加藤正紀
小宮山弘樹
Original Assignee
日商尼康股份有限公司
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Publication date
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Abstract

本發明之光束掃描裝置(MD),係一邊將光束(LB)之點光(SP)投射於對象物(P)之被照射面、一邊進行該點光(SP)於該被照射面上沿掃描線(SLn)之一維掃描,其具備:射入光束(LB)之入射光學構件(M10)、將來自入射光學構件(M10)之光束(LB)為進行掃描而加以偏向的掃描用偏向構件(PM)、射入經偏向之光束(LB)後投射於被照射面的投射光學系(FT)、以及支承入射光學構件(M10)、掃描用偏向構件(PM)及投射光學系(FT)、可繞與照射中心軸(Le)在既定容許範圍内成同軸之第1旋轉中心軸(Mrp)旋轉的支承架(40),該照射中心軸係相對該被照射面垂直通過以該點光(SP)之掃描在該被照射面上形成之掃描線(SLn)之中點。

Description

光束掃描裝置及圖案描繪裝置
本發明係關於以照射於對象物被照射面上之光束之點光進行掃描,以描繪曝光出既定圖案的光束掃描裝置、光束掃描方法、及描繪裝置。
一直以來,作為事務用高速印表機,廣為人知的是一邊將雷射光束之點光投射於感光筒等之被照射體(對象物)、一邊藉由旋轉多面鏡沿主掃描線進行點光之一維方向主掃描,並使被照射體往與主掃描線方向正交之副掃描方向移動,以在被照射體上描繪出所欲之圖案及圖像(文字、圖形、照片等)。
於特開平8-11348號公報中,揭示一種用以調整光束之主掃描線之傾斜的光束掃描裝置。特開平8-11348號公報中記載之光束掃描裝置,具備往光束之照射方向傾斜之板片、與載置在板片上之光學單元,此板片被載置在本體上。藉由使板片相對本體往主掃描方向旋轉,據以使光學單元旋轉以調整主掃描線之傾斜。由於此調整,主掃描線之中點之兩側長度會變得不同,因此再藉由使光學單元相對板片往主掃描方向旋轉,據以將主掃描線之中點之兩側長度調整成相等。而掃描線本身之二維位置偏移或主掃描線方向之倍率誤差,則以距光學單元之感光體之距離調整或沿主掃描線描繪之寫入時機之電性控制來加以修正。又,光學單元,在內部一體的具備射出為進行描繪而經調變之光束的光源、將該光束變為平行光的準直透鏡、旋轉多面鏡、及fθ透鏡。
然而,於特開平8-11348號公報,係以遠離主掃描線之位置為中心使光學單元旋轉,因此為調整主掃描線之傾斜,必須進行複數階段之調整(板片相對本體之旋轉調整、光學單元相對板片之旋轉調整、光學單元距感光體之距離調整、以及描繪之寫入時序之修正等)。尤其是,使用波長400nm以下之紫外線光束之點光,精密描繪最小線幅數μm~數十μm程度之圖案的電子元件用光束掃描裝置,由於有在圖案描繪之進行中微調掃描線傾斜(主掃描線方向相對與副掃描方向正交之方向之傾斜)的情形,因此期望能簡單的調整掃描線之傾斜。本件發明之實施形態,即能解決此課題。
本發明第1態樣之光束掃描裝置,係一邊將來自光源裝置之光束之點光投射於對象物之被照射面、一邊使該點光於該被照射面上進行一維掃描:入射光學構件,供來自該光源裝置之該光束入射;掃描用偏向構件,使來自該入射光學構件之該光束為進行該一維掃描而偏向;投射光學系,使經偏向之該光束入射後投射於該被照射面;以及支承架,支承該入射光學構件、該掃描用偏向構件及該投射光學系,可繞與照射中心軸在既定容許範圍内成同軸之第1旋轉中心軸旋轉,該照射中心軸係相對該被照射面垂直通過以該點光之掃描在該被照射面上形成之掃描線上之特定點。
本發明第2態樣之一種光束掃描裝置,係一邊將來自光源裝置之光束之點光照射於對象物之被照射面上、一邊進行該點光於該被照射面上之一維掃描,其具備:入射光學構件,供來自該光源裝置之該光束入射;掃描用偏向構件,使來自該入射光學構件之該光束為進行該一維掃描而偏向;投射光學系,使經偏向之該光束入射後投射於該被照射面;以及像旋轉光學系,設在該被照射面與該投射光學系之間,使因該點光之掃描而在該被照射面上形成之掃描線繞旋轉中心軸旋轉,該旋轉中心軸係與相對該被照射面垂直通過掃描線上之特定點的照射中心軸在既定容許範圍内同軸。
本發明第3態樣之光束掃描方法,係使用光束掃描裝置一邊將來自光源裝置之光束之點光投射於對象物之被照射面、一邊進行該點光在該被照射面上之一維掃描,其包含:使來自光源裝置之該光束入射該光束掃描裝置的入射步驟;使入射之該光束為進行該一維掃描而偏向的偏向步驟;使經偏向之該光束入射後投射於該被照射面的投射步驟;以及使因該點光之掃描而在該被照射面上形成之掃描線繞旋轉中心軸旋轉的步驟,該旋轉中心軸係與相對該被照射面垂直通過掃描線上之特定點的照射中心軸在既定容許範圍内同軸。
本發明第4態樣之描繪裝置,係一邊將來自光源裝置之光束之點光投射於對象物之被照射面、一邊進行該點光在該被照射面上之一維掃描,其具備:入射光學構件,供來自該光源裝置之該光束入射;掃描用偏向構件,使來自該入射光學構件之該光束為進行該一維掃描而偏向;投射光學系,使經偏向之該光束入射後投射於該被照射面;支承架,支承該入射光學構件、該掃描用偏向構件及該投射光學系;旋轉支承機構,將該支承架以能繞與該被照射面之法線平行之第1旋轉中心軸旋轉的狀態,支承於裝置本體;以及光導入光學系,以入射該入射光學構件之該光束之入射軸與該第1旋轉中心軸在既定容許範圍内成同軸之方式,將來自該光源裝置之該光束導向該入射光學構件。
本發明第5態樣之描繪裝置,係一邊將來自光源裝置之光束之點光投射於對象物之被照射面、一邊進行該點光在該被照射面上之一維掃描,其具備:掃描用偏向構件,使來自該光源裝置之該光束為進行該一維掃描而偏向;投射光學系,使經偏向之該光束入射後投射於該被照射面;支承架,支承該掃描用偏向構件、及該投射光學系;以及結合構件,在將通過因該點光之掃描而在該被照射面上形成之掃描線上之特定點的該被照射面之法線設為照射中心軸時,以該支承架對裝置本體之支承部分被限制在從該照射中心軸之既定半徑内區域之方式,將該支承架與該裝置本體加以結合。
本發明第6態樣之光束掃描裝置,其一邊將投射於對象物被照射面之光束於該被照射面上會聚成點光、一邊進行該點光之一維掃描,其具備:偏向構件,使入射光束反射、並使反射光束在既定角度之範圍内偏向,據以進行該點光之掃描;送光光學系,使該入射光束朝向該偏向構件;以及投射光學系,使來自該送光光學系之該入射光束入射後投射向該偏向構件,並使該反射光束入射後將該反射光束之該點光投射於該被照射面。
本發明第7態樣之描繪裝置,係進行投射於對象物被照射面之光束之一維掃描以描繪既定圖案,其具備:偏向構件,使該光束為進行一維掃描而偏向;送光光學系,使來自光源裝置之該光束入射、並使之朝向該偏向構件;以及投射光學系,使來自該送光光學系之該光束入射後投射於該偏向構件、並將被該偏向構件反射之該光束投射於該被照射面。
本發明第8態樣之描繪裝置,係將投射於被照射體之描繪用光束藉由旋轉多面鏡之旋轉反覆進行掃描,以在該被照射體上描繪既定圖案,其具備:原點檢測部,在偵測到該旋轉多面鏡之複數個反射面中、與反射該描繪用光束之第1反射面不同之第2反射面成為既定角度位置時,產生原點訊號;以及控制裝置,以該原點訊號產生後到該第2反射面成為該第1反射面為止之該旋轉多面鏡之旋轉速度決定之既定時間為基準,以從該原點訊號產生後既定之延遲的時序,指示以該描繪用光束進行之描繪開始。
針對本發明態樣之光束掃描裝置、光束掃描方法及描繪裝置,舉較佳實施形態、並參照所附圖面詳細說明如下。又,本發明之態樣,當然不限定於此等實施形態,亦包含各種變化或施以改良者。也就是說,以下所記載之構成要素中,包含發明所屬技術領域中具有通常知識者容易思及之物、以及實質上相同之物,以下記載之構成要素亦可適當的加以組合。此外,在不脫離本發明要旨之範圍內可進行構成要素之各種省略、置換或變更。
圖1係包含對實施形態之基板(被照射體對象物)FS施以曝光處理之曝光裝置EX之元件製造系統10的概略構成圖。又,以下之說明中,若未特別指明,係設定一以重力方向為Z方向之XYZ正交座標系,依圖中所示之箭頭,說明X方向、Y方向、及Z方向。
元件製造系統10,例如,係建構有製造作為電子元件之可撓性顯示器、可撓性配線、可撓性感測器等之製造線的製造系統。以下,作為前提,係以作為電子元件之可撓性顯示器來進行說明。作為可撓性顯示器,有例如有機EL顯示器、液晶顯示器等。元件製造系統10,具有將可撓性之片狀基板(片材基板)FS捲繞成捲筒狀之未圖示的供應捲送出基板FS,在對送出之基板FS連續的施以各種處理後,將各種處理後之基板FS以未圖示之回收捲加以捲繞之所謂的捲對捲(Roll To Roll)方式的構造。基板FS,具有以基板FS之移動方向為長邊方向(長條)、寬度方向為短邊方向(短條)之帶狀形狀。經各種處理後之基板FS,成為複數個電子元件沿長邊方向連接之狀態,為可取多面用之基板。從前述供應捲送來之基板FS,依序被以處理裝置PR1、曝光裝置EX、及處理裝置PR2等施以各種處理後,以前述回收捲加以捲繞。
又,X方向係於水平面内、從處理裝置PR1經曝光裝置EX朝向處理裝置PR2之方向(搬送方向)。Y方向係於水平面内、與X方向正交之方向,為基板FS之寬度方向(短邊方向)。Z方向係與X方向及Y方向正交之方向(上方向),與重力作用之方向平行。
基板FS,例如係使用由樹脂薄膜、或不鏽鋼等之金屬或合金形成之箔(foil)等。作為樹脂薄膜之材質,可使用至少包含例如聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、乙烯乙烯基共聚物樹脂、聚氯乙烯樹脂、纖維素樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂等材料中之一種以上者。此外,基板FS之厚度及剛性(楊氏係數),只要是在通過曝光裝置EX之搬送路徑時不會於基板FS產生因彎折造成之折痕及非可逆的皺褶之範圍即可。作為基板FS之母材,厚度25μm~200μm程度之PET(聚對苯二甲酸乙二酯纖維)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等之薄膜,是非常合適之片材基板的典型。
基板FS,由於在以處理裝置PR1、曝光裝置EX及處理裝置PR2實施之各處理中會有受熱之情形,因此以選擇熱膨脹係數不會顯著變大材質之基板FS較佳。例如,可藉由將無機填料混合於樹脂薄膜來抑制熱膨脹係數。無機填料,可以是例如氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、或氧化矽等。此外,基板FS可以是以浮製法等製造之厚度100μm程度之極薄玻璃之單層體、或於此極薄玻璃貼合上述樹脂薄膜、或箔等的積層體。
又,基板FS之可撓性(flexibility),係指對基板FS施加本身重量程度之力亦不致於產生剪斷或斷裂、而能使該基板FS撓曲的性質。而可撓性亦包含因自重程度之力而彎曲之性質。又,可撓性之程度會因基板FS之材質、大小、厚度、基板FS上成膜之層構造、溫度、濕度及環境等而改變。無論何者,只要是在將基板FS正確的捲繞於設在本實施形態之元件製造系統10内之搬送路之各種搬送用捲筒、旋轉筒等搬送方向轉換用構件時,不會彎折而產生摺痕、破損(產生破洞或裂開),能順暢的搬送基板FS的話,皆為可撓性之範圍。
處理裝置PR1,係對以曝光裝置EX進行曝光處理之基板FS進行前製程之處理。處理裝置PR1將經前製程之處理的基板FS送向曝光裝置EX。藉由此前製程之處理,被送往曝光裝置EX之基板FS,即成為其表面形成有感光性功能層(感光層)之基板(感光基板)FS。
此感光性功能層,係以溶液之形式塗布於基板FS上,經由乾燥成為層(膜)。典型的感光性功能層,有光阻劑(液狀或乾薄膜狀)作為顯影處理後無需之材料,在受紫外線照射之部分之親撥液性經改質之感光性矽烷耦合劑(SAM)、或受紫外線照射之部分露出鍍敷還元基之感光性還元材等。作為感光性機能層使用感光性矽烷耦合劑時,由於基板FS上被紫外線曝光之圖案部分由撥液性被改質為親液性。因此可在成為親液性之部分上選擇性塗布導電性墨水(含有銀或銅等導電性奈米粒子之墨水)、或含有半導體材料之液體等,據以形成構成薄膜電晶體(TFT)等之電極、半導體、絕緣、或作為連接用配線或電極之圖案層。作為感光性機能層使用感光性還元材時,由於會在基板FS上被紫外線曝光之圖案部分露出鍍敷還元基。因此,曝光後,立即將基板P浸漬於含鈀離子等之鍍敷液中一定時間,以形成(析出)鈀之圖案層。此種鍍敷處理,在以作為添加劑(additive)式處理、除此之外、作為減色(subtractive)式處理之蝕刻處理為前提之情形時,被送至曝光裝置EX之基板FS,可以是以PET或PEN為母材,於其表面全面或選擇性的蒸鍍鋁(Al)或銅(Cu)等之金屬製薄膜,再於其上積層光阻劑層者。
本實施形態中,曝光裝置EX係不使用光罩之直接描繪方式之曝光裝置、所謂的逐線掃描(raster scan)方式之曝光裝置,對從處理裝置PR1供應之基板FS之被照射面(感光面)對應用以形成顯示器用電子元件、電路或配線等之既定圖案的光圖案。曝光裝置EX,一邊將基板FS往+X方向(副掃描方向)搬送、一邊以曝光用之光束LB之點光SP在基板FS之被照射面上於既定掃描方向(Y方向)進行一維掃描(主掃描),根據圖案資料(描繪資料)高速調變(ON/OFF)點光SP之強度,詳情將於後敘。據此,於基板FS之被照射面描繪曝光出對應電子元件、電路或配線等既定圖案之光圖案。也就是說,透過基板FS之副掃描與點光SP之主掃描,點光SP在基板FS之被照射面上相對的進行二維掃描,於基板FS描繪曝光出既定圖案。又,由於電子元件係重疊複數個圖案層(形成有圖案之層)構成,因此藉由曝光裝置EX使對應各層之圖案曝光。
處理裝置PR2,係對以曝光裝置EX進行曝光處理後之基板FS進行後製程之處理(例如鍍敷處理及顯影、蝕刻處理等)。藉由此後製程之處理,於基板FS上形成電子元件之圖案層。又,由於電子元件係複數個圖案層重疊構成,因此在藉由元件製造系統10之各處理於第1層形成圖案後,再度,經元件製造系統10之各處理,於第2層形成圖案。
接著,詳細說明曝光裝置EX。曝光裝置EX被收納在調溫室ECV内。此調溫室ECV,藉由將内部保持於既定溫度,以抑制在内部搬送之基板FS因溫度而產生之形狀變化。調溫室ECV透過被動或主動式防振單元SU1、SU2配置在製造工廠之設置面E。防振單元SU1、SU2,降低來自設置面E之振動。此設置面E可以是工廠之地面本身、亦可以是為做出水平面而在地面上設置之設置底座(pedestal)上之面。曝光裝置EX,至少具備基板搬送機構12、光源裝置(脈衝光源裝置)14、曝光頭16、控制裝置18、以及複數個對準顯微鏡ALG(ALG1~ALG4)。
基板搬送機構12,將從處理裝置PR1搬送來之基板FS在曝光裝置EX内以既定速度搬送後,以既定速度送出至處理裝置PR2。藉由此基板搬送機構12,規定在曝光裝置EX内搬送之基板FS之搬送路徑。基板搬送機構12,從基板FS之搬送方向上游側(-X方向側)起依序具有邊緣位置控制器EPC、驅動滾輪R1、張力調整滾輪RT1、旋轉筒(圓筒)DR、張力調整滾輪RT2、驅動滾輪R2、及驅動滾輪R3。
邊緣位置控制器EPC,係用以調整從處理裝置PR1搬送而來之基板FS在寬度方向(Y方向、基板FS之短邊方向)之位置。也就是說,邊緣位置控制器EPC係使基板FS往寬度方向移動來調整基板FS在寬度方向之位置,以使被以既定張力之狀態搬送而來之基板FS之寬度方向之端部(邊緣)之位置,相對目標位置能控制在±十數μm~數十μm程度之範圍(容許範圍)。邊緣位置控制器EPC,具有張掛基板FS滾輪、與檢測基板FS之寬度方向端部(邊緣)之位置之未圖示的邊緣感測器(端部檢測部),根據邊緣感測器檢測之檢測訊號,使邊緣位置控制器EPC之前述滾輪往Y方向移動,以調整基板FS在寬度方向之位置。驅動滾輪R1,一邊保持從邊緣位置控制器EPC搬送而來之基板FS之表背兩面、一邊旋轉,將基板FS搬送向旋轉筒DR。又,邊緣位置控制器EPC,可適當調整邊緣位置控制器EPC之滾輪之旋轉軸與Y軸之平行度,以修正基板FS在寬度方向之位置、與基板FS在行進方向之傾斜誤差,使捲繞於旋轉筒DR之基板FS之長邊方向相對旋轉筒DR之中心軸AXo恆成正交。
旋轉筒DR,具有延伸於Y方向且延伸於與重力作用之Z方向交叉之方向的中心軸AXo、與距中心軸AXo一定半徑的圓筒狀外周面,一邊順著外周面(圓周面)將基板FS之一部分支承於長邊方向、一邊以中心軸AXo為中心旋轉將基板FS往+X方向搬送。旋轉筒DR,將來自曝光頭16之光束LB(點光SP)投射之基板FS上的曝光區域(部分)以該圓周面加以支承。於旋轉筒DR之Y方向兩側,具有以繞中心軸AXo旋轉之方式被環狀軸承支承之軸Sft。此軸Sft,被賦予來自以控制裝置18控制之未圖示的旋轉驅動源(例如,馬達或減速機構等)之旋轉力矩而繞中心軸AXo旋轉。又,為方便起見,將包含中心軸AXo、與YZ面平行之面稱為中心面PR1。
驅動滾輪R2、R3,沿基板FS之搬送方向(+X方向)相距既定間隔配置,對曝光後之基板FS賦予既定鬆弛。驅動滾輪R2、R3與驅動滾輪R1同樣的,一邊保持基板FS之表背兩面一邊旋轉,將基板FS搬送向處理裝置PR2。驅動滾輪R2、R3,相對旋轉筒DR設置在搬送方向之下游側(+X方向側),此驅動滾輪R2相對驅動滾輪R3設置在搬送方向之上游側(-X方向側)。張力調整滾輪RT1、RT2,被彈壓向-Z方向,對捲繞支承於旋轉筒DR之基板FS於長邊方向賦予既定張力。據此,使作用於旋轉筒DR之對基板FS賦予之長邊方向之張力,在既定範圍内安定化。又,控制裝置18藉控制未圖示之旋轉驅動源(例如,馬達或減速機等),使驅動滾輪R1~R3旋轉。
光源裝置14具有光源(脈衝光源),射出脈衝狀之光束(脈衝光、雷射)LB。此光束LB係在370nm以下之波長帶具有峰值波長之紫外光,設光束LB之發光頻率為Fe。光源裝置14射出之光束LB,射入曝光頭16。光源裝置14依據控制裝置18之控制,以發光頻率Fe震盪出光束LB後射出。又,作為光源裝置14,可使用以發出紅外波長帶之脈衝光的半導體雷射元件、光纖增幅器、將經增幅之紅外波長帶之脈衝光轉換為紫外波長帶之脈衝光的波長轉換元件(高諧波產生元件)等構成之光纖增幅雷射光源。此場合,可獲得發光頻率(發振頻率)Fe為數百MHz、1脈衝光之發光時間為皮秒程度之高輝度的紫外線脈衝光。
曝光頭16,具備光束LB分別入射之複數個光束掃描裝置MD(MD1~MD6)。曝光頭16,在被旋轉筒DR之圓周面支承之基板FS之一部分,藉由複數個光束掃描裝置MD1~MD6描繪既定圖案。曝光頭16,係排列相同構成之複數個光束掃描裝置MD1~MD6之所謂的多光束型曝光頭。由於曝光頭16係對基板FS重複進行電子元件用之圖案曝光,因此曝光出圖案之曝光區域W(1個電子元件之形成區域)係沿基板FS之長邊方向相距既定間隔設置複數個(參照圖3)。
亦如圖2所示,奇數號之光束掃描裝置(光束掃描單元)MD1、MD3、MD5係相對中心面Poc配置在基板FS之搬送方向上游側(-X方向側)、且於Y方向並列配置。偶數號之光束掃描裝置(光束掃描單元)MD2、MD4、MD6係相對中心面Poc配置在基板FS之搬送方向下游側(+X方向側)、且於Y方向並列配置。奇數號之光束掃描裝置MD1、MD3、MD5與偶數號之光束掃描裝置MD2、MD4、MD6,相對中心面Poc對稱設置。
光束掃描裝置MD,一邊將來自光源裝置14之光束LB以在基板FS之被照射面上會聚成點光SP之方式投射、一邊以該點光SP在基板FS之被照射面上沿既定直線的描繪線SLn進行一維掃描。複數個光束掃描裝置MD1~MD6之描繪線(掃描線)SLn,如圖2、圖3所示,係被設定為於Y方向(基板FS之寬度方向、掃描方向)在彼此不分離之情形下接合。以下,亦有將射入各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)之光束LB稱為LB1~LB6之情形。射入此各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)之光束LB(LB1~LB6),係偏光於既定方向之直線偏光(P偏光或S偏光)之光束,於本實施形態,係射入P偏光之光束。又,亦有將光束掃描裝置MD1之描繪線SLn稱為SL1、將光束掃描裝置MD2~MD6之描繪線SLn稱為SL2~SL6之情形。
如圖3所示,以複數個光束掃描裝置MD1~MD6之全部覆蓋曝光區域W之寬度方向全部之方式,各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)分擔掃描區域。據此,各光束掃描裝置MD(MD1~MD6),即能再被分割於基板FS之寬度方向之複數個區域之每一個描繪圖案。例如,若設1個光束掃描裝置MD之Y方向掃描寬度(描繪線SLn之長度)為30~60mm程度時,藉由將奇數號之光束掃描裝置MD1、MD3、MD5之3個、與偶數號之光束掃描裝置MD2、MD4、MD6之3個,合計6個光束掃描裝置MD配置於Y方向,將可描繪之Y方向寬度擴展至180~360mm程度。各描繪線SL1~SL6之長度,原則上相同。也就是說,沿描繪線SL1~SL6各個掃描之光束LB之點光SP之掃描距離相同。
又,實際之描繪線SLn(SL1~SL6),係設定為較點光SP在被照射面上可實際掃描之最大長度略短。例如,當設主掃描方向(Y方向)之描繪倍率在初期值(無倍率修正)時可圖案描繪之描繪線SLn之最大長為50mm時,點光SP在被照射面上之最大掃描長,係使描繪線SLn之掃描開始點側與掃描結束點側分別具有0.5mm程度之餘裕,而設定為51mm程度。藉由此種設定,在點光SP之最大掃描長51mm之範圍内,可將50mm之描繪線SLn之位置於主掃描方向微調整、或將描繪倍率予以微調整。
描繪線SL1~SL6,夾著中心面Poc於旋轉筒DR之周方向配置成2行。奇數號之描繪線SL1、SL3、SL5,相對中心面Poc位在基板FS之搬送方向上游側(-X方向側)之基板FS之被照射面上。偶數號之描繪線SL2、SL4、SL6,相對中心面Poc位在基板FS之搬送方向下游側(+X方向側)之基板FS之被照射面上。描繪線SL1~SL6,於基板FS之寬度方向、也就是說、沿旋轉筒DR之中心軸AXo大致平行。
描繪線SL1、SL3、SL5,沿基板FS之寬度方向(掃描方向)相距既定間隔配置在直線上。描繪線SL2、SL4、SL6亦同樣的,沿基板FS之寬度方向(掃描方向)相距既定間隔配置在直線上。此時,描繪線SL2係於基板FS之寬度方向,配置在描繪線SL1與描繪線SL3之間。同樣的,描繪線SL3於基板FS之寬度方向,配置在描繪線SL2與描繪線SL4之間。描繪線SL4於基板FS之寬度方向,配置在描繪線SL3與描繪線SL5之間,描繪線SL5於基板FS之寬度方向,配置在描繪線SL4與描繪線SL6之間。
沿奇數號之描繪線SL1、SL3、SL5之各個掃描之光束LB之點光SP之掃描方向,為一維方向且為相同方向。沿偶數號之描繪線SL2、SL4、SL6之各個掃描之光束LB之點光SP之掃描方向,為一維方向且為相同方向。此沿描繪線SL1、SL3、SL5掃描之光束LB之點光SP之掃描方向、與沿描繪線SL2、SL4、SL6掃描之光束LB之點光SP之掃描方向,為彼此相反之方向。詳言之,此沿描繪線SL1、SL3、SL5掃描之光束LB之點光SP之掃描方向為-Y方向,沿描繪線SL2、SL4、SL6掃描之光束LB之點光SP之掃描方向為+Y方向。據此,描繪線SL1、SL3、SL5之描繪開始位置(描繪開始點之位置)與描繪線SL2、SL4、SL6之描繪開始位置,即於Y方向相鄰接(或部分重複)。此外,描繪線SL3、SL5之描繪結束位置(描繪結束點之位置)與描繪線SL2、SL4之描繪結束位置,於Y方向相鄰接(或部分重複)。使在Y方向相鄰之描繪線SLn之端部彼此部分重複時,例如,相對各描繪線SLn之長度,可包含描繪開始位置、或描繪結束位置在Y方向以數%以下之範圍使之重複。
又,此描繪線SLn之副掃描方向之寬度,係對應點光SP之尺寸(直徑)φ之粗細。例如,點光SP之尺寸φ為3μm時,各描繪線SLn之寬度亦為3μm。點光SP,亦可以僅既定長度(例如,點光SP之尺寸φ之一半)重疊之方式,沿描繪線SLn照射。此外,在使於Y方向相鄰之描繪線SLn(例如,描繪線SL1與描繪線SL2)彼此相鄰之情形(接合之情形),亦以僅既定長度(例如,點光SP之尺寸φ之一半)重疊較佳。
本實施形態之情形,由於來自光源裝置14之光束LB為脈衝光,因此在主掃描之間投射於描繪線SLn上之點光SP,會反應光束LB之震盪頻率Fe而成離散的。因此,必須使以光束LB之1脈衝光投射之點光SP與下一個以1脈衝光投射之點光SP,在主掃描方向重疊(overlap)。此重疊之量,係根據點光SP之尺寸φ、點光SP之掃描速度、光束LB之震盪振頻率Fe設定,在點光SP之強度分布為高斯分布而近似之情形時,相對於以點光SP之峰值強度之1/e2 (或1/2)決定之實效直徑尺寸φ,使之重疊φ/2程度較佳。因此,於副掃描方向(與描繪線SLn正交之方向),最好是能設定在沿描繪線SLn之點光SP之一次掃描與下一次掃描之間,基板FS移動點光SP之實效尺寸φ之大致1/2以下之距離。又,對基板FS上感光性功能層之曝光量之設定,雖能藉由光束LB(脈衝光)之峰值之調整進行,但欲在不提升光束LB強度之狀況下增大曝光量之情形時,可藉由降低點光SP之主掃描方向之掃描速度、增大光束LB之震盪頻率Fe、或降低基板FS之副掃描方向之搬送速度等中之任一方法,使點光SP於主掃描方向或副掃描方向之重疊量增加至實效尺寸φ之1/2以上即可。
各光束掃描裝置MD(MD1~MD6),係以至少在XZ平面,光束LB(LB1~LB6)係相對基板FS之被照射面成垂直之方式,將光束LB(LB1~LB6)照射向基板FS。也就是說,各光束掃描裝置MD(MD1~MD6),係以在XZ平面,朝向旋轉筒DR之中心軸AXo行進之方式,亦即以和被照射面之法線同軸(平行)之方式,將光束LB(LB1~LB6)照射(投射)於基板FS。此外,各光束掃描裝置MD(MD1~MD6),以照射於描繪線SLn(SL1~SL6)之光束LB(LB1~LB6)在與YZ平面平行之面内係相對基板FS之被照射面成垂直之方式,將光束LB(LB1~LB6)照射向基板FS。亦即,於點光SP在被照射面之主掃描方向,投射於基板FS之光束LB(LB1~LB6)係以遠心狀態掃描。此處,將通過以各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)規定之描繪線SLn(SL1~SL6)之中點(中心點)、與基板FS之被照射面垂直之線(亦稱光軸)稱為照射中心軸Le(Le1~Le6)。
此各照射中心軸Le1~Le6,係於XZ平面,將描繪線SL1~SL6與中心軸AXo加以連結之線。奇數號之光束掃描裝置MD1、MD3、MD5各個之照射中心軸Le1、Le3、Le5於XZ平面為相同方向,奇數號之光束掃描裝置MD2、MD4、MD6各個之照射中心軸Le2、Le4、Le6於XZ平面為相同方向。又,於XZ平面,照射中心軸Le1、Le3、Le5與照射中心軸Le2、Le4、Le6係設定為相對中心面Poc之角度為±θ(參照圖4)。
如圖2所示,於旋轉筒DR之兩端部,設有在旋轉筒DR之外周面周方向全體具有形成為環狀之刻度的標尺部SD(SDa、SDb)。此標尺部SD(SDa、SDb)係在旋轉筒DR之外周面周方向以一定間距(例如,20μm)刻設有凹狀或凸狀格子線的繞射光柵,構成為遞增型標尺。此標尺部SD(SDa、SDb)繞中心軸AXo與旋轉筒DR一體旋轉。又,以和此標尺部SD(SDa、SDb)對向之方式,設有複數個編碼器(標尺讀取頭)EC。此編碼器EC,係以光學方式檢測旋轉筒DR之旋轉位置之物。與設在旋轉筒DR之-Y方向側端部之標尺部SDa對向設有2個編碼器EC(EC1a、EC2a),與設在旋轉筒DR之+Y方向側端部之標尺部SDb對向設有2個編碼器EC(EC1b、EC2b)。
編碼器EC(EC1a、EC1b、EC2a、EC2b),藉由向標尺部SD(SDa、SDb)投射測量用之光束,並對其反射光束(繞射光)進行光電檢測,據以將對應標尺部SD(SDa、SDb)之周方向位置變化之檢測訊號輸出至控制裝置18。控制裝置18,可藉由將該檢測訊號以未圖示之計數電路進行内挿以進行數位處理,以次微米之解析能力測量旋轉筒DR之角度變化、亦即、其外周面之周方向位置變化。控制裝置18,亦可從旋轉筒DR之角度變化測量基板FS之搬送速度。
編碼器EC1a、EC1b,相對中心面Poc設在基板FS之搬送方向上游側(-X方向側),於XZ平面,配置在與照射中心軸Le1、Le3、Le5相同線上。也就是說,於XZ平面,連結從編碼器EC1a、EC1b投射之測量用光束對標尺部SDa、SDb上之投射位置(讀取位置)與中心軸AXo的線,係配置在與照射中心軸Le1、Le3、Le5相同線上。同樣的,編碼器EC2a、EC2b,相對中心面Poc設在基板FS之搬送方向下游側(+X方向側),於XZ平面,配置在與照射中心軸Le2、Le4、Le6相同線上。也就是說,於XZ平面,連結從編碼器EC2a、EC2b投射之測量用光束對標尺部SDa、SDb上之投射位置(讀取位置)與中心軸AXo的線,係配置在與照射中心軸Le2、Le4、Le6相同線上。
又,基板FS係捲繞在較旋轉筒DR兩端之標尺部SDa、SDb之内側。標尺部SD(SDa、SDb)之外周面被設定為與捲繞在旋轉筒DR之基板FS之外周面為同一面。也就是說,標尺部SD(SDa、SDb)到外周面之中心軸AXo的半徑(距離)、與捲繞在旋轉筒DR之基板FS到外周面之中心軸AXo的半徑(距離),被設定為相同。據此,編碼器EC(EC1a、EC1b、EC2a、EC2b)能在與捲繞於旋轉筒DR之基板FS之被照射面相同徑方向之位置檢測標尺部SD(SDa、SDb),減小測量位置與處理位置(點光SP之掃描位置等)因在旋轉筒DR之徑方向相異所產生之阿貝誤差。
不過,由於作為被照射體之基板FS之厚度從十數μm~數百μm有相當大的差異,因此欲使標尺部SD(SDa、SDb)之外周面之半徑與捲繞在旋轉筒DR之基板FS之外周面之半徑恆為相同是不容易的。因此,在圖2所示之標尺部SD(SDa、SDb)之情形時,其外周面(標尺面)之半徑係設定為與旋轉筒DR之外周面之半徑一致。進一步的,亦可以個別的圓盤構成標尺部SD,將該圓盤(標尺圓盤)同軸安裝於旋轉筒DR之軸Sft。此時,使標尺圓盤之外周面(標尺面)之半徑與旋轉筒DR之外周面之半徑一致,以將阿貝誤差控制在容許值内之程度較佳。
圖1所示之對準顯微鏡ALG(ALG1~ALG4),如圖3所示,係用以檢測形成在基板FS之對準標記MK(MK1~MK4),沿Y方向設有複數個(本實施形態中為4個)。對準標記MK(MK1~MK4),係用以進行描繪在基板FS之被照射面上之曝光區域W的既定圖案、與基板FS之相對位置對準的基準標記。對準顯微鏡ALG(ALG1~ALG4),在被旋轉筒DR之圓周面支承之基板FS上,檢測對準標記MK(MK1~MK4)。對準顯微鏡ALG(ALG1~ALG4),較來自曝光頭16之光束LB(LB1~LB6)之點光SP對基板FS上之被照射區域,設置在基板FS之搬送方向上游側(-X方向側)。
對準顯微鏡ALG(ALG1~ALG4),具有將對準用照明光投射於基板FS的光源、用以取得基板FS表面包含對準標記MK(MK1~MK4)之局部區域之放大像的觀察光學系(含物鏡)、以及將該放大像在基板FS移動於搬送方向之期間以高速快門拍攝之CCD、CMOS等的攝影元件。對準顯微鏡ALG(ALG1~ALG4)拍攝之攝影訊號被送至控制裝置18。控制裝置18根據攝影訊號之影像解析、與拍攝瞬間之旋轉筒DR之旋轉位置之資訊(以讀取圖2所示之標尺部SD之編碼器EC加以測量),檢測對準標記MK(MK1~MK4)之位置,以檢測基板FS之位置。又,對準用照明光係對基板FS上之感光性功能層幾乎不具有感度之波長帶的光、例如波長500~800nm程度之光。
對準標記MK1~MK4設在各曝光區域W之周圍。對準標記MK1、MK4,在曝光區域W之基板FS之寬度方向兩側,沿基板FS之長邊方向以一定間隔Dh形成有複數個。對準標記MK1形成在基板FS之寬度方向之-Y方向側,對準標記MK4形成在基板FS之寬度方向之+Y方向側。此種對準標記MK1、MK4,在基板FS承受大的張力、熱處理而不變形之狀態下,於基板FS之長邊方向(X方向)配置在同一位置。再者,對準標記MK2、MK3,係在對準標記MK1與對準標記MK4之間,在曝光區域W之+X方向側與-X方向側之餘白部沿基板FS之寬度方向(短尺方向)形成。對準標記MK2形成在基板FS之寬度方向之-Y方向側,對準標記MK3形成在基板FS之+Y方向側。此外,排列在基板FS之-Y方向側端部之對準標記MK1與餘白部之對準標記MK2在Y方向之間隔、餘白部之對準標記MK2與對準標記MK3在Y方向之間隔、以及排列在基板FS之+Y方向側端部之對準標記MK4與餘白部之對準標記MK3在Y方向之間隔,皆設定為相同距離。此等對準標記MK(MK1~MK4),可在第1層之圖案層之形成時一起形成。例如,在曝光第1層之圖案時,可在圖案曝光之曝光區域W之周圍將對準標記用之圖案一起曝光。又,對準標記MK可形成在曝光區域W内。例如,可在曝光區域W内、沿曝光區域W之輪廓形成。
對準顯微鏡ALG1係配置成拍攝存在於物鏡之觀察區域(檢測區域)Vw1内之對準標記MK1。同樣的,對準顯微鏡ALG2~ALG4亦配置成拍攝存在於物鏡之觀察區域Vw2~Vw4内之對準標記MK2~MK4。因此,複數個對準顯微鏡ALG1~ALG4係對應複數個對準標記MK1~MK4之位置,從基板FS之-Y方向側起以對準顯微鏡ALG1~ALG4之順序設置。對準顯微鏡ALG(ALG1~ALG4)係設置成於X方向,曝光位置(描繪線SL1~SL6)與對準顯微鏡ALG之觀察區域Vw(Vw1~Vw4)之距離,較曝光區域W之X方向之長度短。又,設於Y方向之對準顯微鏡ALG之數量,可視形成在基板FS之寬度方向之對準標記MK之數量變更。此外,觀察區域Vw1~Vw4在基板FS之被照射面上之大小雖係反應對準標記MK1~MK4之大小及對準精度(位置測量精度)而設定,但是在100~500μm方形程度之大小。
圖4係曝光裝置EX的主要部位放大圖。曝光裝置EX進一步具備複數個光導入光學系BDU(BDU1~BDU6)、與本體架UB。光導入光學系BDU(BDU1~BDU6)將來自光源裝置14之光束LB(LB1~LB6)導向光束掃描裝置MD(MD1~MD6)。光導入光學系BDU1將光束LB1導向光束掃描裝置MD1,光導入光學系BDU2將光束LB2導向光束掃描裝置MD2。同樣的,光導入光學系BDU3~BDU6將光束LB3~LB6導向光束掃描裝置MD3~MD6。來自光源裝置14之光束LB,透過未圖示之分束器、或切換用之光偏向器等之光學構件,分歧或選擇性的射入各光導入光學系BDU1~BDU6。光導入光學系BDU(BDU1~BDU6),具有將以光束掃描裝置MD(MD1~MD6)投射至基板FS之被照射面上之點光SP之強度根據圖案資料高速地進行調變(ON/OFF)的描繪用光學元件AOM(AOM1~AOM6)。描繪用光學元件AOM係音聲光學調變器(Acousto-Optic Modulator)。此圖案資料,儲存在控制裝置18之未圖示的記憶區域。
本體架UB,用以保持複數個光導入光學系BDU1~BDU6與複數個光束掃描裝置MD1~MD6。本體架UB,具有保持複數個光導入光學系BDU1~BDU6的第1機架部Ub1、與保持複數個光束掃描裝置MD1~MD6的第2機架部Ub2。第1機架部Ub1,在以第2機架部Ub2保持之複數個光束掃描裝置MD1~MD6之上方(+Z方向側),保持複數個光導入光學系BDU1~BDU6。奇數號之光導入光學系BDU1、BDU3、BDU5係以和奇數號之光束掃描裝置MD1、MD3、MD5之位置對應,相對中心面Poc配置在基板FS之搬送方向上游側(-X方向側)之方式,被保持於第1機架部Ub1。偶數號之光導入光學系BDU2、BDU4、BDU6,同樣的,係以和偶數號之光束掃描裝置MD2、MD4、MD6之位置對應,相對中心面Poc配置在基板FS之搬送方向下游側(+X方向側)之方式,被保持於第1機架部Ub1。關於此光導入光學系BDU之構成,於後詳細說明。
第1機架部Ub1從下方(-Z方向側)支承複數個光導入光學系BDU1~BDU6。於第1機架部Ub1,對應複數個光導入光學系BDU1~BDU6設有複數個開口部Hs(Hs1~Hs6)。藉由此複數個開口部Hs1~Hs6,從複數個光導入光學系BDU1~BDU6射出之光束LB1~LB6即在不會被第1機架部Ub1遮蔽之情形下,射入對應之光束掃描裝置MD1~MD6。也就是說,從光導入光學系BDU(BDU1~BDU6)射出之光束LB(LB1~LB6)通過開口部Hs(Hs1~Hs6)射入光束掃描裝置MD(MD1~MD6)。
第2機架部Ub2,將光束掃描裝置MD(MD1~MD6)之各個保持成能繞照射中心軸Le(Le1~Le6)旋轉。也就是說,藉由第2機架部Ub2,各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)可繞照射中心軸Le(Le1~Le6)旋轉。關於此第2機架部Ub2對光束掃描裝置MD之保持構造,於後詳細說明。
圖5係顯示光導入光學系BDU之光學構成的詳圖、圖6係用以說明以描繪用光學元件AOM進行之光路切換(光束LB之ON/OFF)的概略說明圖。奇數號之光導入光學系BDU1、BDU3、BDU5與偶數號之光導入光學系BDU2、BDU4、BDU6,係相對中心面Poc對稱設置。又,由於各光導入光學系BDU(BDU1~BDU6)具有相同構成,因此僅針對光導入光學系BDU1加以說明,省略對其他光導入光學系BDU之說明。
光導入光學系BDU1,除描繪用光學元件AOM1外,具有光學透鏡系G1、G2、與反射鏡M1~M5。於描繪用光學元件AOM1,光束LB1以在描繪用光學元件AOM1内成光腰之方式射入。描繪用光學元件AOM1,如圖6所示,在來自控制裝置18之驅動訊號(高頻訊號)為OFF(Low)狀態時,使入射之光束LB1穿透吸收體AB,在來自控制裝置18之驅動訊號(高頻訊號)為ON(High)狀態時,則使入射之光束LB1繞射後之1次繞射光朝向反射鏡M1。吸收體AB,係為抑制光束LB1漏至外部而吸收光束LB1之光捕捉器。控制裝置18,根據圖案資料使待施加至描繪用光學元件AOM1之驅動訊號(高頻訊號)高速地進行ON/OFF(High/Low),據以切換使光束LB1朝向反射鏡M1(描繪用光學元件AOM1為ON)、或朝向吸收體AB(描繪用光學元件AOM1為OFF)。此事,在基板FS之被照射面上看時,即代表從光束掃描裝置MD1到達被照射面(基板FS)之光束LB1之點光SP之強度,根據圖案資料高速地被調變為高位準與低位準(例如零位準)之任一者。
圖案資料,係以沿點光SP之掃描方向(Y方向)之方向為列方向、沿基板FS之搬送方向(X方向)之方向為行方向、以分解為二維之複數個像素資料構成的位元圖(bit map)資料。此像素資料,係「0」或「1」之1位元資料。「0」之像素資料係代表將照射在基板FS上之點光SP之強度設定為低位準,「1」之像素資料則代表將照射於基板FS上之點光SP之強度設定為高位準之意。因此,控制裝置18,在像素資料為「0」時,將OFF之驅動訊號(高頻訊號)輸出至光導入光學系BDU1之描繪用光學元件AOM1,在像素資料為「1」時,將ON之驅動訊號(高頻訊號)輸出至描繪用光學元件AOM1。此圖案資料之1行份之像素資料之數量,係反應在被照射面上之像素尺寸與描繪線SLn之長度決定,1像素之尺寸由點光SP之尺寸φ決定。如先前之說明,在使被照射面上持續照射之點光SP僅以尺寸φ之1/2程度重疊時,1像素之尺寸係設定為點光SP之尺寸φ的程度、或高於此。例如,點光SP之實效尺寸φ為3μm(重疊量為1.5μm)之情形時,1像素之尺寸係設定為3μm方形程度、或高於此。因此,為進行更微細之圖案之描繪,需將點光SP之實效尺寸φ設定得更小、以將1像素之尺寸設定得更小。因此,在使點光SP僅重疊尺寸φ之1/2程度時,沿描繪線SL1投射之點光SP之數量(脈衝數)即為圖案資料之1行份像素資料之數的2倍。此圖案資料儲存在未圖示之記憶體中。又,亦有將1行份像素資料稱為像素資料行Dw之情形,圖案資料係複數個像素資料行Dw(Dw1、Dw2、・・・、Dwn)排列於行方向之位元圖資料。
詳言之,控制裝置18讀出圖案資料之像素資料行(1行份之像素資料)Dw(例如,Dw1),與光束掃描裝置MD1進行之點光SP之掃描同步,將根據所讀出之像素資料行Dw1之像素資料的驅動訊號依序輸出至光導入光學系BDU1之描繪用光學元件AOM1。具體而言,就沿描繪線SL1每投射點光SP之2脈衝份之時序,使讀出之像素資料行Dw1中選擇之1像素份之資料沿列方向偏移,並將根據所選擇之1像素份之資料的驅動訊號依序輸出至描繪用光學元件AOM1。據此,對照射在基板FS之照射面上之點光SP之每2脈衝,將其強度根據像素資料加以調變。控制裝置18,在點光SP之掃描結束時,讀出下一行之像素資料行Dw2。並隨著光束掃描裝置MD1之點光SP之掃描開始,將根據讀出之像素資料行Dw2之像素資料的驅動訊號,依輸出至光導入光學系BDU1之描繪用光學元件AOM1。以此方式,在每次開始點光SP之掃描時,將根據下一行之像素資料行Dw之像素資料的驅動訊號依輸出至描繪用光學元件AOM1。據此,即能描繪曝光出根據圖案資料之圖案。又,圖案資料係就每一光束掃描裝置MD設置。
來自描繪用光學元件AOM1之光束LB1,透過光束成形用之光學透鏡系G1射入吸收體AB或反射鏡M1。也就是說,無論描繪用光學元件AOM1為ON、或為OFF,通過描繪用光學元件AOM1之光束LB1亦會穿透光學透鏡系G1。當描繪用光學元件AOM1被切換為ON,光束LB1射入反射鏡M1時,光束LB1即因圖5中之反射鏡M1~M5而使其光路彎折,從反射鏡M5射出向光束掃描裝置MD1。此時,反射鏡M5係使光束LB1與照射中心軸Le1成同軸之方式射出。也就是說,以光導入光學系BDU1之反射鏡M1~M5,將該光路彎折成來自光導入光學系BDU1之光束LB1之軸線成為與設定在光束掃描裝置MD1之照射中心軸Le1同軸射入光束掃描裝置MD1。又,在反射鏡M4與反射鏡M5之間設有光束成形用之光學透鏡系G2。此外,至少由複數個光束掃描裝置MD(MD1~MD6)構成之曝光頭16與光導入光學系BDU(BDU1~BDU6),構成本實施形態之描繪裝置。又,本體架UB亦可構成為描繪裝置之一部分。
其次,參照圖7(及圖5),說明光束掃描裝置MD之光學構成。由於各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)具有相同構成,因此僅針對光束掃描裝置MD1加以說明,針對其他光束掃描裝置MD則省略說明。又,圖7(及圖5)中,係以和照射中心軸Le(Le1)平行之方向為Zt方向,以在與Zt方向正交之平面上、基板FS從處理裝置PR1經由曝光裝置EX朝向處理裝置PR2之方向為Xt方向,以在與Zt方向正交之平面上、與Xt方向正交之方向為Yt方向。也就是說,圖7(及圖5)之Xt、Yt、Zt的三維座標,係將圖1之X、Y、Z的三維座標以Y軸為中心、旋轉成Z軸方向與照射中心軸Le(Le1)平行的三維座標。
如圖7所示,於光束掃描裝置MD1内,沿著從光束LB1之入射位置到被照射面(基板FS)之光束LB1之行進方向,設有反射鏡M10、擴束器BE、反射鏡M11、偏光分束器BS1、反射鏡M12、像偏移光學構件(平行平板)SR、偏向調整光學構件(稜鏡)DP、場孔徑FA、反射鏡M13、λ/4波長板QW、柱面透鏡CYa、反射鏡M14、多面鏡(polygon mirror)PM、fθ透鏡FT、反射鏡M15、柱面透鏡CYb。進一步的,於光束掃描裝置MD1内,設有透過偏光分束器BS1用以檢測來自被照射面(基板FS)之反射光的光學透鏡系G10及光檢測器DT1。
射入光束掃描裝置MD1之光束LB1,朝-Zt方向行進,射入相對XtYt平面傾斜45°之反射鏡M10。射入此光束掃描裝置MD1之光束LB1之軸線,係以和照射中心軸Le1成同軸之方式射入反射鏡M10。反射鏡M10,其功能係作為使光束LB1射入光束掃描裝置MD1之入射光學構件 ,將入射之光束LB1沿著與Xt軸平行設定之光軸AXa,朝反射鏡M11反射向-Xt方向。因此,光軸AXa在與XtZt平面平行之面内,與照射中心軸Le1正交。被反射鏡M10反射之光束LB1,穿透過沿光軸AXa配置之擴束器BE射入反射鏡M11。擴束器BE,用以使穿透之光束LB1之直徑放大。擴束器BE,具有聚光透鏡Be1、以及使被聚光透鏡Be1會聚後放射之光束LB1成為平行光的準直透鏡Be2。
反射鏡M11相對YtZt平面傾斜45°配置,將入射之光束LB1(光軸AXa)朝著偏光分束器BS1反射向-Yt方向。偏光分束器BS1之偏光分離面,相對YtZt平面傾斜45°配置,用以使P偏光之光束反射、使偏光在與P偏光正交之方向之直線偏光(S偏光)之光束穿透。射入光束掃描裝置MD1之光束LB1,由於係P偏光之光束,因此偏光分束器BS1將來自反射鏡M11之光束LB1反射向-Xt方向以導向反射鏡M12側。
反射鏡M12相對XtYt平面傾斜45°配置,將入射之光束LB1朝從反射鏡M12於-Zt方向分離之反射鏡M13反射向-Zt方向。被反射鏡M12反射之光束LB1,沿著與Zt軸平行之光軸AXc通過像偏移光學構件SR、偏向調整光學構件DP、及場孔徑(視野光闌)FA,射入反射鏡M13。像偏移光學構件SR,係在與光束LB1之行進方向(光軸AXc)正交之平面(XtYt平面)内,進行光束LB1之剖面内之中心位置的二維調整。像偏移光學構件SR以沿著光軸AXc配置之2片石英之平行平板Sr1、Sr2構成,平行平板Sr1可繞Xt軸傾斜、平行平板Sr2則可繞Yt軸傾斜。藉由此平行平板Sr1、Sr2分別繞Xt軸、Yt軸傾斜,在與光束LB1之行進方向正交之XtYt平面,使光束LB1之中心位置二維微量偏移。此平行平板Sr1、Sr2係在控制裝置18之控制下,以未圖示之致動器(驅動部)加以驅動。
偏向調整光學構件DP,係用以微調整被反射鏡M12反射後通過像偏移光學構件SR而來之光束LB1相對光軸AXc之傾斜。偏向調整光學構件DP以沿著光軸AXc配置之2個楔狀稜鏡Dp1、Dp2構成,各個稜鏡Dp1、Dp2被設置成能獨立的以光軸AXc為中心360°旋轉。藉由調整2個稜鏡Dp1、Dp2之旋轉角度位置,使到達反射鏡M12之光束LB1之軸線與光軸AXc之平行、或使到達被照射面(基板FS)之光束LB1之軸線與照射中心軸Le1之平行。又,被2個稜鏡Dp1、Dp2偏向調整後之光束LB1會有在與光束LB之剖面平行之面内橫移之情形,此橫移可藉由先前之像偏移光學構件SR使其回到原來狀態。此稜鏡Dp1、Dp2係在控制裝置18之控制下,以未圖示之致動器(驅動部)加以驅動。
如前所述,通過像偏移光學構件SR與偏向調整光學構件DP之光束LB1,穿透過場孔徑(field aperture)FA之圓形開口到達反射鏡M13。場孔徑FA之圓形開口,係用以將被擴束器BE放大之光束LB1之剖面内之強度分布的和緩部分加以去除的光闌。若將場孔徑FA之圓形開口更換為可調整口徑之可變光彩光闌的話,即能調整點光SP之強度(輝度)。
反射鏡M13相對XtYt平面傾斜45°配置,將入射之光束LB1朝反射鏡M14反射向+Xt方向。被反射鏡M13反射之光束LB1,透過λ/4波長板QW及柱面透鏡CYa射入反射鏡M14。反射鏡M14,將入射之光束LB1反射向多面鏡(旋轉多面鏡、掃描用偏向構件)PM。多面鏡PM,將入射之光束LB1朝具有與Xt軸平行之光軸AXf的fθ透鏡FT反射向+Xt方向側。多面鏡PM,為了使光束LB1之點光SP在基板FS之被照射面上掃描,使入射之光束LB1在與XtYt平面平行之面内偏向(反射)。具體而言,多面鏡PM,具有延伸於Zt軸方向之旋轉軸AXp、與形成在旋轉軸AXp周圍之複數個反射面RP(本實施形態中,為8個反射面RP)。藉由使此多面鏡PM以旋轉軸AXp為中心往既定旋轉方向旋轉,即能使照射於反射面RP之脈衝狀之光束LB1之反射角連續變化。據此,能以1個反射面RP使光束LB1之反射方向偏向,使照射在基板FS之被照射面上之光束LB1之點光SP,沿掃描方向(基板FS之寬度方向、Yt方向)掃描。
也就是說,可藉由1個反射面RP,使光束LB1之點光SP沿描繪線SL1掃描。因此,以多面鏡PM之1旋轉,點光SP在基板FS之被照射面上掃描之描繪線SL1之數量,為與反射面RP之數量相同的8條。多面鏡PM藉由包含馬達等之多面鏡驅動部RM以一定速度旋轉。以多面鏡驅動部RM進行之多面鏡PM之旋轉,由控制裝置18加以控制。如先前之說明,描繪線SL1之實效長度(例如50mm)係設定為能以此多面鏡PM掃描點光SP之最大掃描長(例如51mm)以下之長度,初期設定(設計上)下,於最大掃描長之中央設定描繪線SL1之中心點(照射中心軸Le1通過)。
例如,設描繪線SL1之實效長度為50mm,一邊使實效尺寸φ為4μm之點光SP每2.0μm重疊、一邊使點光SP沿描繪線SL1照射在基板FS之被照射面上時,以一次掃描照射之點光SP(脈衝光)之數為25000(=50mm/2.0μm)。又,若設基板FS之副掃描方向之行進速度(搬送速度)Vt為8mm/秒,於副掃描方向點光SP之掃描亦以2.0μm之間隔進行的話,沿描繪線SL1之一次的掃描開始時點與次一掃描開始時點之時間差Tpx,即為250μ秒(=2.0μm/(8mm/秒))。此時間差Tpx,係8反射面RP之多面鏡PM旋轉1面份之角度45°(=360°/8)的時間。此時,由於多面鏡PM之1旋轉之時間係設定為2.0m秒(=8×250μ秒),因此多面鏡PM之旋轉速度Vp係設定為毎秒500旋轉(=1/2.0m秒)、亦即3萬rpm。
另一方面,於多面鏡PM之1反射面RP反射之光束LB1有效射入fθ透鏡FT之最大入射視角(對應點光SP之最大掃描長),大致就由fθ透鏡FT之焦點距離與最大掃描長所決定。例如,若係8反射面RP之多面鏡PM時,1反射面RP份之旋轉角度45°中、有助於實掃描之旋轉角度之比率(掃描效率αp)約為1/3程度,對應fθ透鏡FT之最大入射視角(±15°之範圍、亦即30°之範圍)。因此,沿描繪線SL1之點光SP之1掃描之實效時間Tss為Tss≒Tpx/3,若係先前之數值例時,時間Tss為83.33・・・μ秒。因此,由於需在此時間Tss之期間,照射25000之點光SP(脈衝光),所以來自光源裝置14之脈衝狀之光束LB之發光頻率Fe,為Fe=25000次/83.333・・・μ秒=300MHz。
承上所述,除點光SP之尺寸φ(μm)、光源裝置14之發光頻率Fe(Hz)外,另設描繪線SLn之長度為LBL(μm)、點光SP之重疊率為Uo(0<Uo<1)、基板FS之搬送速度為Vt(μm/秒)、多面鏡PM之反射面RP數為Np、多面鏡PM每一反射面RP之掃描效率為αp(0<αp<1)、且φ・(1-Uo)=YP(μm)時,多面鏡PM之旋轉速度Vp(rps)即以Vp=Vt/(Np・YP)表示,發光頻率Fe(Hz)以Fe=LBL・Vt/(αp・YP2 )表示。將此2個關係式以搬送速度Vt加以整合時,即成下式。 Vt=(Vp・Np・YP)=(Fe・αp・YP2 /LBL) 因此,以滿足此關係之方式,調整基板FS之搬送速度Vt(μm/秒)、多面鏡PM之旋轉速度Vp(rps)、光源裝置14之發光頻率Fe(Hz)。
再次回到關於圖7之說明,柱面透鏡CYa在與多面鏡PM形成之掃描方向(旋轉方向)正交之非掃描方向(Zt方向),使入射之光束LB1在多面鏡PM之反射面RP上會聚成狹縫狀。即使因母線與Yt方向平行之柱面透鏡CYa,而有使反射面RP相對Zt方向傾斜之情形(反射面RP相對XtYt平面之法線的傾斜),亦能抑制其影響,以抑制照射在基板FS之被照射面上之光束LB1之照射位置偏於Xt方向之情形。
具有延伸於Xt軸方向之光軸AXf的fθ透鏡FT,係將被多面鏡PM反射之光束LB1,以在XtYt平面與光軸AXf平行之方式投射向反射鏡M15的遠心系掃描透鏡。光束LB1對fθ透鏡FT之入射角θ根據多面鏡PM之旋轉角(θ/2)而變化。fθ透鏡FT,透過反射鏡M15及柱面透鏡CYb,將光束LB1投射於與該入射角θ成正比之基板FS之被照射面上之像高位置。設焦點距離為fo、像高位置為y時,fθ透鏡FT被設計成滿足y=fo・θ之關係。因此,藉由此fθ透鏡FT,可將光束LB1正確的等速掃描於Yt方向(Y方向)。射入fθ透鏡FT之入射角θ為0度時,射入fθ透鏡FT之光束LB1沿光軸AXf上前進。
反射鏡M15,將射入之光束LB1透過柱面透鏡CYb朝基板FS反射向-Zt方向。藉由fθ透鏡FT、及母線與Yt方向平行之柱面透鏡CYb,投射至基板FS之光束LB1在基板FS之被照射面上會聚成直徑數μm程度(例如,3μm)之微小點光SP。又,投射至基板FS之被照射面上之點光SP,藉由多面鏡PM以延伸於Yt方向之描繪線SL1進行一維掃描。此外,fθ透鏡FT之光軸AXf與照射中心軸Le1在同一平面上,該平面與XtZt平面平行。因此,於光軸AXf上行進之光束LB1被反射鏡M15反射向-Zt方向,與照射中心軸Le1成同軸投射於基板FS。本實施形態中,至少fθ透鏡FT係發揮作為將被多面鏡PM偏向之光束LB1投射於基板FS之被照射面的投射光學系的功能。又,至少反射構件(反射鏡M11~M15)及偏光分束器BS1係發揮作為將從反射鏡M10至基板FS之光束LB1之光路加以彎折之光路偏向構件的功能。藉由此光路偏向構件,可使射入反射鏡M10之光束LB1之入射軸與照射中心軸Le1成為大致同軸。於XtZt平面,通過光束掃描裝置MD1内之光束LB1,在通過大致U字形或ㄈ字形之光路後,往-Zt方向前進投射於基板FS。
如上所述,在基板FS被搬送於X方向之狀態下,藉由各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)可將光束LB(LB1~LB6)之點光SP於掃描方向(Y方向)進行一維掃描,據以將點光SP於基板FS之被照射面進行相對的二維掃描。因此,可於基板FS之曝光區域W描繪曝光出既定圖案。又,雖將描繪用光學元件AOM(AOM1~AOM6)設置於光導入光學系BDU(BDU1~BDU6),但亦可設置於光束掃描裝置MD内。此場合,在反射鏡M10與反射鏡M14之間設置描繪用光學元件AOM較佳。
光檢測器DT1,具有對入射之光進行光電轉換的光電轉換元件。於旋轉筒DR之表面,形成有預先決定之基準圖案。形成有此基準圖案之旋轉筒DR上之部分,係以對光束LB之波長帶具低反射率(10~50%)之材料構成,未形成有基準圖案之旋轉筒DR上之其他部分,則以反射率在10%以下之材料或吸收光之材料構成。因此,在基板FS未被捲繞之狀態(或基板FS之透明部通過之狀態),將來自光束掃描裝置MD1之光束LB1之點光SP照射於旋轉筒DR之形成有基準圖案之區域時,其反射光即通過柱面透鏡CYb、反射鏡M15、fθ透鏡FT、多面鏡PM、反射鏡M14、柱面透鏡CYa、λ/4波長板QW、反射鏡M13、場孔徑FA、偏向調整光學構件DP、像偏移光學構件SR、及反射鏡M12射入偏光分束器BS1。此處,在偏光分束器BS1與基板FS之間、具體而言在反射鏡M13與柱面透鏡CYa之間設有λ/4波長板QW。如此,照射於基板FS之光束LB1即被此λ/4波長板QW從P偏光轉換成圓偏光之光束LB1,從基板FS射入偏光分束器BS1之反射光,即被此λ/4波長板QW從圓偏光轉換成S偏光。因此,來自基板FS之反射光穿透偏光分束器BS1、透過光學透鏡系G10射入光檢測器DT1。
此時,在使光導入光學系BDU1之描繪用光學元件AOM1在ON之狀態下,也就是說,在脈衝狀之光束LB1連續射入光束掃描裝置MD1之狀態下,藉由使旋轉筒DR旋轉由光束掃描裝置MD1進行點光SP之掃描,於旋轉筒DR之外周面即二維的照射點光SP。因此,即能以光檢測器DT1取得形成在旋轉筒DR之基準圖案之影像。
具體而言,係將從光檢測器DT1輸出之光電訊號之強度變化,回應用以進行點光SP之脈衝發光之時鐘脈衝訊號(於光源裝置14内作成),就各掃描時間進行數位取樣,據以作為Yt方向之一維影像資料加以取得。進一步的,回應測量旋轉筒DR之旋轉角度位置之編碼器EC的測量值,就副掃描方向之一定距離(例如,點光SP之尺寸φ之1/2)將Yt方向之一維影像資料排列於Xt方向,據以取得旋轉筒DR表面之二維影像資訊。控制裝置18根據此取得之旋轉筒DR之基準圖案之二維影像資訊,測量光束掃描裝置MD之描繪線SL1之傾斜。此描繪線SL1之傾斜,可以是在各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)間之相對的傾斜、亦可以是相對旋轉筒DR之中心軸AXo的傾斜(絕對的傾斜)。當然,亦可以同樣方式,測量各描繪線SL2~SL6之傾斜。
於光束掃描裝置MD1之多面鏡PM之周邊,如圖8所示設有原點感測器20。原點感測器20,係輸出顯示以各反射面RP進行之點光SP之掃描開始的脈衝狀原點訊號SH。原點感測器20,在多面鏡PM之旋轉位置來到以反射面RP進行之點光SP之掃描開始前之既定位置時,輸出原點訊號SH。多面鏡PM,可在有效掃描角度範圍θs使投射於基板FS之光束LB1偏向。也就是說,以多面鏡PM反射之光束LB1之反射方向(偏向方向)進入有效掃描角度範圍θs内時,反射之光束LB1即射入fθ透鏡FT。因此,原點感測器20,在多面鏡PM之旋轉位置來到被反射面RP反射之光束LB1之反射方向進入有效掃描角度範圍θs内前之既定位置時,即輸出原點訊號SH。由於多面鏡PM進行1旋轉之期間,點光SP之掃描進行8次,因此原點感測器20亦在此1旋轉之期間輸出8次原點訊號SH。此原點感測器20檢測之原點訊號SH被送至控制裝置18。原點感測器20輸出原點訊號SH後,即開始點光SP沿描繪線SL1之掃描。
原點感測器20,使用即將開始進行點光SP之掃描(光束LB之偏向)之反射面RP之相鄰反射面RP(本實施形態中,係多面鏡PM之旋轉方向之前一個反射面RP),輸出原點訊號SH。為便於區別各反射面RP,圖8中,將正在進行光束LB1之偏向之反射面RP以RPa表示,並將其他反射面RP,順著反時鐘方向(與多面鏡PM之旋轉方向相反之方向)以RPb~RPh表示。
原點感測器20具備光束送光系20a,此光束送光系20a具有射出半導體雷射等非感光性之波長帶之雷射光束Bga的光源部22、以及將來自光源部22之雷射光束Bga加以反射投射向多面鏡PM之反射面RPb之反射鏡24、26。又,原點感測器20具備光束受光系20b,此光束受光系20b具有受光部28、將於反射面RPb反射之雷射光束Bga之反射光(反射光束Bgb)導向受光部28之反射鏡30、32、以及將被反射鏡32反射之反射光束Bgb聚光為微小點光之透鏡系34。受光部28具有承接被透鏡系34聚光之反射光束Bgb之點光的光電轉換元件。此處,雷射光束Bga投射於多面鏡PM之各反射面RP的位置,係被設定為成為透鏡系34之光瞳面(焦點位置)。
光束送光系20a與光束受光系20b,係設置在當多面鏡PM之旋轉位置到達開始以反射面RP進行點光SP之掃描之前一刻之既定位置時,可接收光束送光系20a射出之雷射光束Bga之反射光束Bgb的位置。也就是說,光束送光系20a與光束受光系20b,係設置在進行點光SP之掃描之反射面RP到達既定角度位置時,可接收到光束送光系20a射出之雷射光束Bga之反射光束Bgb的位置。又,圖8中之符號Msf係與旋轉軸AXp同軸配置之多面鏡驅動部RM之旋轉馬達之軸。
在受光部28内之前述光電轉換元件受光面之前,設有微幅之狹縫開口的遮光體(圖示略)。反射面RPb之角度位置在既定角度範圍内之期間,反射光束Bgb射入透鏡系34,反射光束Bgb之點光在受光部28内之前述遮光體上於一定方向掃描。此掃描中,穿透過遮光體之狹縫開口之反射光束Bgb之點光被前述光電轉換元件接收,其受光訊號被增幅器放大後作為脈衝狀之原點訊號SH輸出。
原點感測器20,如上所述,係藉由使光束LB偏向(掃描點光SP)之反射面RPa,使用旋轉方向之前一個反射面RPb檢測原點訊號SH。因此,當相鄰反射面RP(例如,反射面RPa與反射面RPb)彼此所夾之各個角ηj相對設計值(反射面RP為8個時,係135度)具有誤差時,即會因該誤差之分布,如圖9所示,有原點訊號SH之產生時序在各反射面RP有不同之情形。
圖9中,將使用反射面RPb產生之原點訊號SH設為SH1。同樣的,將使用反射面RPc、RPd、RPe、・・・產生之原點訊號SH設為SH2、SH3、SH4、・・・。多面鏡PM之相鄰反射面RP彼此所夾之角ηj為設計值時,各原點訊號SH(SH1、SH2、SH3、・・・)之產生時序之間隔為時間Tpx。此時間Tpx,係多面鏡PM旋轉反射面RP之一面份所需之時間。然而,圖9中,因多面鏡PM之反射面RP所夾之角ηj之誤差,使得使用反射面RPc、RPd產生之原點訊號SH之時序,相對正規之產生時序有偏差。此外,產生原點訊號SH1、SH2、SH3、SH4、・・・之時間間隔Tp1、Tp2、Tp3、・・・,因多面鏡PM之製造誤差,在μ秒等級下,不是一定的。圖9所示之時序圖中,為Tp1<Tpx、Tp2>Tpx、Tp3<Tpx。又,將反射面RP之數設為Np、多面鏡PM之旋轉速度設為Vp時,時間Tpx即成為Tpx=1/(Np×Vp)。例如,當旋轉速度Vp為3萬rpm(=500rps)、多面鏡PM之反射面RP數Np為8時,時間Tpx即為250μ秒。又,圖9中,為使說明易於理解,誇張顯示了各原點訊號SH1、SH2、SH3、・・・、之產生時序之偏差。
因此,會因多面鏡PM之相鄰反射面RP彼此所夾之各角ηj之誤差,使得以各反射面RP(RPa~RPh)描繪之點光SP在基板FS之被照射面上之描繪開始點(掃描開始點)之位置於主掃描方向有所偏差。如此一來,描繪結束點之位置亦會在主掃描方向有所偏差。也就是說,以各反射面RP描繪之點光SP之描繪開始點及描繪結束點之位置不會沿X方向成直線。此點光SP之描繪開始點及描繪結束點之位置於主掃描方向有所偏差之原因,即係不會成為Tp1、Tp2、Tp3、・・・=Tpx之故。
因此,本實施形態,係如圖9所示之時序圖般,以產生一個脈衝狀之原點訊號SH後經時間Tpx後作為描繪開始點,開始點光SP之描繪。也就是說,在原點訊號SH產生經時間Tpx後,控制裝置18即對於光束掃描裝置MD1射入光束LB1之光導入光學系BDU1之描繪用光學元件AOM1,依序輸出反應像素資料行Dw之像素資料的驅動訊號(ON/OFF)。如此,即能使用於原點訊號SH之檢測的反射面RPb、與實際掃描點光SP的反射面RP成為同一反射面。
具體言之,控制裝置18在產生原點訊號SH1後經時間Tpx後,對光導入光學系BDU1之描繪用光學元件AOM1,依序輸出反應像素資料行Dw1之像素資料的驅動訊號。如此,即能以用於原點訊號SH1之檢測的反射面RPb進行點光SP之掃描。其次,控制裝置18在原點訊號SH2產生經時間Tpx後,對光導入光學系BDU1之描繪用光學元件AOM1,依序輸出反應像素資料行Dw2之像素資料的驅動訊號。如此,即能以用於原點訊號SH2之檢測的反射面RPc進行點光SP之掃描。如此,藉由用於原點訊號SH之檢測之反射面RP的使用來進行點光SP之掃描,即使是多面鏡PM之相鄰反射面RP彼此所夾之各角ηj有誤差時,亦能抑制以各反射面RP(RPa~RPh)描繪之點光SP在基板FS之被照射面上之描繪開始點及描繪結束點之位置在主掃描方向偏差的情形。
為達成上述目標,多面鏡PM旋轉45度之時間Tpx必須正確到μ秒等級,也就是說,必須使多面鏡PM之速度毫無偏差、精準的以等速度旋轉。在使多面鏡PM精準的以等速度旋轉時,用於原點訊號SH之產生之反射面RP,恆在時間Tpx後正確的旋轉45度,成為將光束LB1反射向fθ透鏡FT之角度。因此,藉由提高多面鏡PM之旋轉等速性、亦極力降低一旋轉中之速度不均,即能使用於原點訊號SH之產生之反射面RP的位置、與用於使光束LB1偏向進行點光SP之掃描之反射面RP的位置不同。如此,即能提升原點感測器20之配置自由度,設置剛性高且安定之構成的原點感測器。又,作為原點感測器20之檢測對象之反射面RP,雖係設為使光束LB1偏向之反射面RP之旋轉方向的前一個,但只要是多面鏡PM之旋轉方向之前即可,不限於前一個。此場合,將作為原點感測器20之檢測對象之反射面RP,設為使光束LB1偏向之反射面RP之旋轉方向之前n(1以上之整數)個之情形時,只要將描繪開始點設定在原點訊號SH之產生經n×時間Tpx後即可。
進一步的,藉由對從原點感測器20產生之原點訊號SH1、SH2、SH3、・・・、之各個,將描繪開始點設定在n×時間Tpx後,則對應每一描繪線SL1之像素資料行之讀出動作、資料重送(通訊)動作、或修正計算等之處理時間即能有餘裕。因此,能確實避免像素資料行之傳送錯誤、像素資料行之錯誤及局部消失。
又,設多面鏡PM之反射面RP之數Np為8、旋轉數(旋轉速度)Vp為3.6萬rpm、掃描效率為αp≦1/3、在基板FS上之點光SP之實效直徑φ為3μm、描繪線SL1之長度LBL為50mm、及將副掃描方向(Xt方向)之描繪線SL1之間距(間隔)YP從相對點光SP之直徑φ之重疊率Uo(0<Uo<1)而設為YP=φ・(1-Uo)時,在描繪線SL1上之點光SP之一次掃描時間Tss,即為Tss=αp×Tpx=αp×1/(Np×Vp)=1/1.44(m秒)。點光SP在描繪線SL1上之掃描速度Vss,為Vss=LBL/Tss=720(m/秒)。又,重疊率Uo為1/2時,也就是說,使點光SP重疊尺寸φ之1/2時,基板FS之副掃描速度(搬送速度)Vt,成為Vt=YP/Tpx=φ×Np×Vp×(1-Uo)=7200μm/秒,重疊率Uo為2/3時,也就是說,使點光SP重疊尺寸φ之2/3時,成為Vt=4800μm/秒。此外,雖不詳細說明,但於光束掃描裝置MD2~MD6亦同樣的設有原點感測器20。
圖10係顯示以第2機架部Ub2保持光束掃描裝置MD之保持構造的剖面圖。由於光束掃描裝置MD之保持構造,於各光束掃描裝置MD皆相同,因此僅針對光束掃描裝置MD1之保持構造加以說明,並省略對其他光束掃描裝置MD之保持構造之說明。圖10中,亦與圖7同樣的,使用Xt、Yt、Zt之三維座標進行說明。
光束掃描裝置MD1,具有將光學構成構件(反射鏡M10~M15、擴束器BE、偏光分束器BS1、像偏移光學構件SR、偏向調整光學構件DP、場孔徑FA、λ/4波長板QW、柱面透鏡CYa、CYb、多面鏡PM、fθ透鏡FT、光學透鏡系G10、及光檢測器DT1)如圖7所示的加以支承,能繞照射中心軸Le1旋轉之支承架40。支承架40,對應通過光束掃描裝置MD1内之光束LB1之光路,具有大致U字形或ㄈ字形之形狀。支承架40,具有與XtYt平面平行、於Zt方向分離且大致平行配置的2片平行支承部42、44、與閉塞2片平行支承部42、44之一端的閉塞支承部46。閉塞支承部46設置在平行支承部42、44之-Xt方向側。光束掃描裝置MD之光學構成構件(反射鏡M10、・・・多面鏡PM、fθ透鏡FT、反射鏡M15、柱面透鏡CYb等)係沿支承架40之外周面配置。
又,雖省略圖示,但反射鏡M10、M11、擴束器BE、偏光分束器BS1、光學透鏡系G10及光檢測器DT1,係在平行支承部42之+Zt方向側之面被支承。同樣的雖省略圖示,像偏移光學構件SR、偏向調整光學構件DP及場孔徑FA,在閉塞支承部46之-Xt方向側之面被支承。進一步的,雖省略圖示,λ/4波長板QW、柱面透鏡CYa、CYb、反射鏡M14、M15、多面鏡PM、fθ透鏡FT及原點感測器20,在平行支承部44之-Zt方向側之面被支承。反射鏡M12在平行支承部42之+Zt方向側之面、或閉塞支承部46之-Xt方向側之面被支承,反射鏡M13在閉塞支承部46之-Xt方向側之面、或平行支承部44之-Zt方向側之面被支承。支承架40(尤其是平行支承部44)係藉由支承多面鏡驅動部RM(旋轉馬達)來支承多面鏡PM。
在2片平行支承部42、44之未設置閉塞支承部46之另一端側,以挿入之狀態設有構成描繪裝置之一部分的圓筒(圓管)狀支柱構件BX1。在平行支承部42、44之各個與支柱構件BX1之間,裝有環狀軸承48。支柱構件BX1以固定在第2機架部Ub2之狀態被支承。因此,支承架40可相對本體架UB之第2機架部Ub2繞支柱構件BX1旋轉。又,支柱構件BX1之中心軸,以和照射中心軸Le1成同軸之方式,描繪裝置之一部分的環狀軸承48之外輪部被固定在平行支承部42、44之各個,環狀軸承48之内輪部被固定在支柱構件BX1之外周面。2處之環狀軸承48中、+Zt方向側之平行支承部42與支柱構件BX1之間之環狀軸承48,例如,係以背面組合之斜角滾珠軸承構成,-Zt方向側之平行支承部44與支柱構件BX1間之環狀軸承48則以深槽滾珠軸承構成。光束掃描裝置MD1(包含支承架40),係在從整體之重心位置往+X(+Xt)方向偏移之處被支柱構件BX1以相對中心面Poc傾斜θ之狀態(圖1、圖4)支承。如前所述,光束掃描裝置MD1係以懸臂方式支承在設於照射中心軸Le1之位置之支柱構件BX1(第2機架部Ub2)。
光束掃描裝置MD1,具有使支承架40對第2機架部Ub2旋轉之驅動機構50。驅動機構50設在2片平行支承部42、44間之空間。如此,能使光束掃描裝置MD1更為小型化。參照圖11進一步詳細說明此驅動機構50。驅動機構50,具有線性致動器52、可動構件54、被從動構件56、以及彈簧58、60。線性致動器52、可動構件54及彈簧58,被支承在與XtYt平面平行之板狀的驅動支承構件62上。在此驅動支承構件62之+Xt方向端部,一體設有與YzZt平面平行、於+Zt方向延伸為板狀之鉛直部62a。鉛直部62a被固定在與第2機架部Ub2之YtZt平面平行之側面Ub2a。進一步的,於第2機架部Ub2之側面Ub2a,以圓管狀之支柱構件BX1之中心線與照射中心軸Le1成同軸之方式,形成有嵌合保持支柱構件BX1之U字形的凹部Ubx。嵌合在凹部Ubx内之支柱構件BX1,係由驅動支承構件62之鉛直部62a與凹部Ubx加以夾持之方式固定。
被從動構件56,係在固定於支承架40之閉塞支承部46之内面側(+Xt方向之側面)的狀態下被支承。被從動構件56,與承受線性致動器52之線性推力而旋動之可動構件54之一部分抵接,承受-Yt方向之力。據此,光束掃描裝置MD1之整體繞支柱構件BX1(照射中心軸Le1)旋轉。
進一步詳細說明其構成與動作。線性致動器52具有可於Xt方向進退之桿52a,藉由控制裝置18之控制,使桿52a往Xt方向進退。桿52a之Xt方向之移動位置,係以高精度之線性編碼器等加以測量,其測量值被送至控制裝置18。可動構件54能以設在驅動支承構件62之旋轉軸54a為中心旋轉。可動構件54,具有與桿52a前端之滾輪52b抵接之第1接觸部54b、即與被從動構件56之XtZt平面平行之端面部抵接之滾輪(第2接觸部)54c。拉伸彈簧58,係以桿52a前端之滾輪52b與可動構件54之第1接觸部54b隨時抵接之方式,將第1接觸部54b彈壓向+Xt方向。因此,拉伸彈簧58之一端被固定於驅動支承構件62、另一端被固定於可動構件54 之第1接觸部54b近旁。拉伸彈簧60,係以旋轉自如的軸支在可動構件54之滾輪(第2接觸部)54c、與和被從動構件56之XtZt平面平行之端面部隨時抵接之方式,產生將可動構件54之滾輪54c拉向被從動構件56側之彈壓力。因此,拉伸彈簧60之一端被固定在可動構件54之滾輪54c之軸部、另一端被固定在被從動構件56。
線性致動器52之桿52a位在Xt方向之移動行程之中點位置的狀態時,與滾輪52b抵接之可動構件54之第1接觸部54b之接觸面、和與滾輪54c抵接之被從動構件56之前述端面部之接觸面,被設定成在XtYt平面内正交。又,如圖11所示,線性致動器52之桿52a位在中立位置時,當設定一通過照射中心軸Le1與Xt軸平行之線段Pmc時,於XtYt平面内光束掃描裝置MD1之重心點即大致被設定在線段Pmc上。進一步的,可動構件54之旋轉軸54a與滾輪54c之軸亦被配置在線段Pmc上。
當線性致動器52使桿52a從圖11之中立位置往-Xt方向移動時,可動構件54之第1接觸部54b即抵抗彈簧58之彈壓力被桿52a前端之滾輪52b按壓,因此可動構件54以旋轉軸54a為中心,於圖11之紙面內反時針旋轉。如此一來,可動構件54之滾輪54c即將被從動構件56按壓向-Yt方向。因此,光束掃描裝置MD1(支承架40)之閉塞支承部46側,即以照射中心軸Le1為中心往-Yt方向側旋轉(亦稱-θzt旋轉)。又,當線性致動器52從圖11之中立位置使桿52a往+Xt方向移動時,因彈簧58之彈壓力,可動構件54之第1接觸部54b保持與滾輪52b之抵接狀態往+Xt方向側移動。據此,可動構件54即以旋轉軸54a為中心於圖11之紙面內順時針旋轉,可動構件54之滾輪54c往+Yt方向移動。此時,因彈簧60之彈壓力,被從動構件56保持與滾輪54c之抵接狀態往+Yt方向移動。因此,光束掃描裝置MD1之閉塞支承部46側即以照射中心軸Le1為中心往+Yt方向側旋轉(亦稱+θzt旋轉)。
於本實施形態,從可動構件54之旋轉軸54a到第1接觸部54b之距離,因被設定為較從可動構件54之旋轉軸54a到滾輪54c之軸之距離長,因此線性致動器52之桿52a之Xt方向移動量縮小,而成為被從動構件56之Yt方向之移動量。再者,由於從光束掃描裝置MD1之機械性的旋轉中心圓管狀之支柱構件BX1之中心線(照射中心軸Le1),到被賦予旋轉驅動力之被從動構件56為止之距離可取得較長,因此可使光束掃描裝置MD1相對線性致動器52之桿52a之單位移動量的旋轉角度量充分的小,而能以高分解能力(μrad)控制光束掃描裝置MD1之旋轉角度設定。
如以上之圖10(或圖4)所示之構成,各光束掃描裝置MD1~MD6係相對裝置本體(第2機架部Ub2),被圓管狀之支柱構件BX1與環狀軸承48軸支成可與各照射中心軸Le1~Le6同軸旋轉。因此,各光束掃描裝置MD1~MD6,在形成於基板FS上之各描繪線SL1~SL6之上方附近被保持於裝置本體,各光束掃描裝置MD1~MD6之閉塞支承部46側成為一機械上不受拘束之構成(不牢固的連結於裝置本體或本體架UB等之狀態)。
因此,即使是在作為各光束掃描裝置MD1~MD6之構造體的支承架40(特別是2片平行支承部42、44)因溫度變化等而產生熱膨脹之情形時,各光束掃描裝置MD1~MD6,由於在圖10、圖11中主要是往-Xt方向(閉塞支承部46側)熱膨脹,因此能抑制各描繪線SL1~SL6沿旋轉筒DR外周面之方向產生變動。亦即,亦有將圖3中所示之奇數號描繪線SL1、SL3、SL5與偶數號描繪線SL2、SL4、SL6之X方向之間隔,在不受溫度變化造成之構造體之熱變形的情形下,以微米等級保持於一定距離的優點。再者,將支承各光束掃描裝置MD1~MD6之第2機架部Ub2及支柱構件BX1,以低熱膨脹係數之金屬材料(銦剛等)或玻璃陶瓷材料(商品名:Zerodur等)加以製成,即能進一步做成熱性安定的構造。
承上所述,於本實施形態,圖10(或圖4)所示之圓管狀支柱構件BX1與環狀軸承48,相當於將支承架40(亦即,光束掃描裝置MD整體)相對裝置本體、即第2機架部Ub2支承為能繞照射中心軸Le(Le1~Le6)旋轉之旋轉支承機構。除此之外,於本實施形態,圖10所示之上下2處之環狀軸承48,相當於將支承架40(亦即,光束掃描裝置MD整體)對裝置本體(第2機架部Ub2)之支承部分限制在距離照射中心軸Le(Le1~Le6)既定半徑(此處,係環狀軸承48之外周之半徑)内之區域,用以將支承架40結合於裝置本體的結合構件。此外,於圖10般之構造中,在無需使支承架40(光束掃描裝置MD整體)相對裝置本體(第2機架部Ub2)進行θzt旋轉,可將支承架40牢固的結合於第2機架部Ub2之情形時,只要省略環狀軸承48將圓管狀之支柱構件BX1之上端部結合於平行支承部42,將支柱構件BX1之下端部結合於平行支承部44即可。此場合,距照射中心軸Le(Le1~Le6)具有既定半徑之圓管狀之支柱構件BX1,其功能亦係作為結合構件。
圖12,係顯示於圖4(或圖10、圖11)所示之第2機架部Ub2,安裝支柱構件BX1與驅動支承構件62之狀態的立體圖。第2機架部Ub2係延伸於Y方向之角柱狀構件,其-X方向之側面Ub2a與+X方向之側面Ub2b,形成為分別相對YZ平面傾斜角度±θ(參照圖4)。於第2機架部Ub2之側面Ub2a,以貫通側面Ub2a之上下之方式形成嵌入圓管狀支柱構件BX1之U字型之凹部Ubx,而與延伸於Zt方向之奇數號之照射中心軸Le1、Le3、Le5之各個同軸。同樣的,於第2機架部Ub2之側面Ub2b,以貫通側面Ub2b之上下之方式形成有嵌入圓管狀之支柱構件BX1的U字型凹部Ubx,而與延伸於Zt方向之偶數號之照射中心軸Le2、Le4、Le6之各個同軸。此外,與驅動支承構件62一體化之鉛直部62a(參照圖10、圖11),以將形成在第2機架部Ub2之側面Ub2a、Ub2b之凹部Ubx之各個閉塞之方式,固定在側面Ub2a、Ub2b。此種構造之第2機架部Ub2結合在第3機架部Ub3,此第3機架部Ub3係用以設置在支承旋轉筒DR、對準顯微鏡ALG1~ALG4等之曝光裝置EX之本體架(本體架BFa、BFb)上。
圖13係顯示將圖12所示之第3機架部Ub3安裝在曝光裝置EX之本體架BFa、BFb之構造的立體圖。先前之圖4中,第2機架部Ub2雖係以懸架狀態設在本體架UB之第1機架部Ub1之下部,此處,則係將第2機架部Ub2設置在本體架UB之一部分、用以軸支旋轉筒DR之本體架BFa、BFb。第3機架部Ub3,具有以將圖4中之本體架UB之第2機架部Ub2固定在中央之延伸於Y方向之角柱狀水平部、與在Y方向之兩端分別延伸於Z方向之角柱狀脚部構成的門型構造。第3機架部Ub3之兩側之脚部,被支承在於Y方向相距一間隔設置之曝光裝置EX之本體架BFa、BFb(亦與本體架UB結合)上。本體架BFa、BFb,於圖12中雖省略圖示,但係將圖2或圖4所示之突出於旋轉筒DR之Y方向兩端之軸Sft,在與第2機架部Ub2於-Z方向相隔一定距離之位置透過軸承加以軸支。又,本體架BFa、BFb之上端面係形成為於Y方向既有一定寬度(例如5cm以上)。
第3機架部Ub3之一脚部,此處係+Y方向側之脚部,雖係透過底座500固定設置在本體架BFa上,但亦可將於Z方向細長形成之第3機架部Ub3之+Y方向側之脚部,直接固定設置在本體架BFa上。於第3機架部Ub3之-Y方向側之脚部下端面,固定形成有作為與Y軸平行之稜線之V字形槽的陀螺構件501,於本體架BFb之上面則以能在該位置滾動之方式支承有嵌合於陀螺構件501之V字槽的鋼球502。因此,陀螺構件501與鋼球502具有僅能在沿V字槽之Y方向相對移動的自由度。再者,在第3機架部Ub3之-Y方向側之脚部側面之突出部Ub4與本體架BFb之間,設有用以賦予陀螺構件501之V字槽恆抵接於鋼球502之彈壓力的拉伸彈簧503,將第3機架部Ub3(及第2機架部Ub2)彈壓向-Z方向。
本實施形態之情形,於第2機架部Ub2,就中心面Poc(參照圖4、圖5)左右對稱的各設有3個相同構造之共6個光束掃描裝置MD1~MD6,因此以6個光束掃描裝置MD1~MD6構成之曝光頭16整體之重心點,於X方向係位在接近中心面Poc之位置。因此,於支承曝光頭16整體之負載的第3機架部Ub3之脚部,不易產生往X方向傾斜之方向的應力,而能抑制第3機架部Ub3及第2機架部Ub2產生變形,因此能安定的將曝光頭1整體保持在既定位置。
進一步的,非以高價的低熱膨脹係數之金屬、而係以一般的鐵鑄造材料、輕金屬(鋁)等構成本體架BFa、BFb之情形時,本體架BFa、BFb各個之上端部於Y方向之距離,有可能因受到環境溫度變化及發熱零件(馬達、AOM、電性基板等)之影響,在數微米程度之範圍變動。或者,亦有可能因旋轉筒DR之軸Sft之些微的偏心、連接於軸Sft之馬達或減速機之軸偏移、軸支軸Sft之軸承之安裝狀態等,配合旋轉筒DR之旋轉週期,於本體架BFa、BFb產生Y方向之應力而導致本體架BFa、BFb之Y方向間隔在數微米程度之範圍變動的情形。即使是在有此種本體架BFa、BFb之變動的情形時,如圖13所示,由於係以在Y方向具有自由度之陀螺構件501與鋼球502支承第3機架部Ub3及第2機架部Ub2,因此即使有此種變動,亦能避免使第3機架部Ub3及第2機架部Ub2變形之虞。
如先前之說明,光束掃描裝置MD1~MD6可分別使用圖7所示之光檢測器DT1與形成在旋轉筒DR表面之基準圖案,自我測量描繪線SL1~SL6之傾斜角度(傾斜誤差)。因此,控制裝置18可根據所測量之各描繪線SLn(SL1~SL6)之傾斜角度,驅動各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)之線性致動器52。如此,即能使各描繪線SLn(SL1~SL6)相對的平行、或使各描繪線SLn」(SL1~SL6)與旋轉筒DR之中心軸AXo平行。又,控制裝置18,亦可根據使用對準顯微鏡ALG(ALG1~ALG4)檢測之基板FS上之對準標記MK(MK1~MK4)之位置,檢測捲繞於旋轉筒DR之基板FS之變形、或曝光區域W之變形,並根據此變形驅動各光束掃描裝置MD(MD1~MD4)之線性致動器52。如此,能提升形成在下層之圖案與新曝光之既定圖案的重疊精度。
圖14係顯示以曝光頭16曝光出既定圖案之曝光區域W之變形狀態的圖。曝光區域W之變形係因捲繞在旋轉筒DR被搬送之基板FS扭曲而產生。又,即使基板FS未扭曲,亦有因下層之圖案層形成時基板FS被扭曲搬送而導致基板FS之曝光區域W本身扭曲變形的情形。
如圖14所示,因曝光區域W扭曲變形,因此形成之對準標記MK(MK1~MK4)之位置排列亦非直線,而是成扭曲狀態。此外,以虛線所示之曝光區域W’,係顯示幾乎沒有變形之理想的曝光區域。控制裝置18,根據使用對準顯微鏡ALG(ALG1~ALG4)檢測之基板FS上之對準標記MK(MK1~MK4)之位置,推定曝光區域W之變形,配合曝光區域W之變形狀態,驅動各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)之線性致動器52。又,在緊接著對曝光區域W之使用描繪線SL1~SL6之描繪曝光開始後,雖能檢測較圖3所示之對準顯微鏡ALG1~ALG4之各觀察區域Vw1~Vw4在+X方向側之對準標記MK2、MK3之位置,但較各觀察區域Vw1~Vw4位在上游側(-X方向側)之對準標記MK2、MK3之位置,在基板FS未被送來進行描繪曝光是無法檢測的。因此,控制裝置18,例如,亦可根據從在基板FS之長邊方向排列之前一個曝光區域W周圍所附之對準標記MK1~MK4之各位置之檢測結果求出之變形量及變形傾向,推定待曝光現在圖案之曝光區域W之變形。
如前所述,於本實施形態,由於能使光束掃描裝置MD高精度繞相對基板FS之被照射面垂直通過描繪線SLn之中點(特定點)的照射中心軸Le旋轉,因此能簡單且精密的調整描繪線SLn之傾斜。如此一來,描繪線SLn即以描繪線SLn之中點為中心在基板FS之被照射面上旋轉,因此能在將描繪線SLn之X(Xt)方向、Y(Yt)方向之位置變動控制於最小限度之同時,簡單的調整描繪線SLn之傾斜。例如,當使描繪線SLn以離開描繪線SLn之位置為中心點旋轉時,描繪線SLn之位置會以該中心點為中心以描繪圓弧之方式大幅移動,但本實施形態中,可將描繪線SLn之兩端(掃描開始點與掃描結束點)之各位置變動控制在最小限度。也就是說,藉由描繪線SLn之傾斜調整後之兩端之位置變動,就描繪線SLn之中點成對稱。
此外,由於不需要進行如特開平8-11348號公報所揭示之複雜的傾斜調整,因此亦不會產生因傾斜調整引起之主掃描方向與副掃描方向之位置偏移。即使調整描繪線SLn之傾斜,因光束掃描裝置MD之柱面透鏡CYb與基板FS之被照射面之距離固定,因此無需進行如特開平8-11348號公報所揭示之複雜的傾斜調整,不會產生因傾斜調整引起之主掃描方向之倍率偏差。
又,照射中心軸Le可以是相對基板FS之被照射面垂直通過描繪線SLn上之任意點(特定點)的軸。此場合,描繪線SLn雖係以描繪線SLn上之任意點為中心旋轉,但與將中心點設定在與描繪線SLn分離之位置之情形相較,可減小描繪線SLn之位置變動(橫移)。
再者,於本實施形態,由於係以和垂直通過描繪線SLn之中點的照射中心軸Le大致同軸之方式,使光束LB射入光束掃描裝置MD之反射鏡M10,因此即使是在光束掃描裝置MD繞照射中心軸Le進行θzt旋轉之情形時,射入反射鏡M10上之光束LB之位置亦不會變。因此,即使是在使光束掃描裝置MD進行θzt旋轉時之情形時,通過光束掃描裝置MD内之光束LB之光路亦不會改變,光束LB能依規定正確的通過光束掃描裝置MD内。如此,即使使光束掃描裝置MD進行θzt旋轉,亦不會產生因光束LB1之光暈等導致點光SP無法投射到基板FS之被照射面、或點光SP投射到脫離傾斜調整後之描繪線SLn之位置等的問題。
藉由光束掃描裝置MD之支承架40,光學構成構件(反射鏡M10~M15、柱面透鏡CYa、CYb、多面鏡PM、及fθ透鏡FT等)受到支承,支承架40被支承為能相對第2機架部Ub2旋轉。此外,由於由於能以電性方式控制被支承於第2機架部Ub2之線性致動器52,因此可視檢測出之對準標記MK之位置、及所測量之描繪線SLn之固有的傾斜,以電性方式自動調整描繪線SLn之傾斜。
又,於圖7所示之光束掃描裝置MD(MD1~MD6)之光學構成,雖係將描繪線SLn(SL1~SL6)之旋轉中心設定在描繪線SLn之中點,但不限於此,只要是在描繪線SLn上的話,偏離中點亦可。具體而言,圖7(及圖10、圖11)之構成中,例如,可使沿光軸AXa配置之反射鏡M10、擴束器BE、反射鏡M11及圓管狀之支柱構件BX1(及環狀軸承48),從圖7(圖11)之位置往+Yt方向平行移動即可。
[變形例] 上述實施形態亦可有以下之變形。
(變形例1)圖15係顯示變形例1中之光束掃描裝置MD之光學構成的圖。針對與圖7相同之構成係賦予相同參照符號、並省略其說明。又,各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)由於具有相同構成,因此僅說明光束掃描裝置MD1,其他光束掃描裝置MD則省略說明。
光束掃描裝置MD1,具有反射鏡M10、擴束器BE、反射鏡M20、分束器BS2、反射鏡M21、偏光分束器BS3、λ/4波長板QW、反射鏡M22~M24、柱面透鏡CYa、多面鏡PM、fθ透鏡FT、反射鏡M15、柱面透鏡CYb、光檢測器DT1、及位置檢測器DT2。又,圖15中,省略了像偏移光學構件SR與偏向調整光學構件DP。
射入光束掃描裝置MD1之光束LB1,朝-Zt方向行進,射入反射鏡M10。此射入光束掃描裝置MD1之光束LB1,以和照射中心軸Le1成同軸之方式射入反射鏡M10。其功能在作為入射光學構件之反射鏡M10,將入射之光束LB1朝反射鏡M20反射向-Xt方向。被反射鏡M10反射之光束LB1,穿透擴束器BE射入反射鏡M20。
反射鏡M20,將射入之光束LB1朝反射鏡M21反射向-Zt方向。於反射鏡M20反射之光束LB1,射入分束器BS2。分束器BS2,使射入之光束LB1之一部分穿透朝向反射鏡M21、並使射入之光束LB1之其餘部分反射向位置檢測器DT2。分束器BS2,使較反射之光束LB1之光量更多之光量穿透朝向反射鏡M21。例如,穿透之光量與反射之光量之比為9比1。
反射鏡M21,將射入之光束LB1朝反射鏡M22反射向+Xt方向。於反射鏡M21反射之光束LB1,穿透偏光分束器BS3及λ/4波長板QW射入反射鏡M22。偏光分束器BS3,使P偏光之光束穿透、並使S偏光之光束LB1反射。射入光束掃描裝置MD1之光束LB1,由於係P偏光之光束,因此偏光分束器BS3使來自反射鏡M21之光束LB1穿透朝向反射鏡M22。
被反射鏡M22~M24將其光路彎折之光束LB1,通過柱面透鏡CYa射入多面鏡PM。柱面透鏡CYa之母線被設定為與XtYt平面平行,光束LB1,在具有與Zt軸平行之旋轉軸的多面鏡PM之反射面RP上,在與XtYt平面平行之方向聚光成狹縫狀延伸。多面鏡PM,使入射之光束LB1偏向後朝fθ透鏡FT反射向+Xt方向側。多面鏡PM,藉由多面鏡驅動部(馬達)RM以一定速度旋轉。具有延伸於Xt軸方向之光軸AXf的fθ透鏡FT,透過反射鏡M15及柱面透鏡CYb,將光束LB1之點光SP投射在與其入射角成正比之基板FS之被照射面上之像高位置。反射鏡M15,將射入之光束LB1透過柱面透鏡CYb朝基板FS反射向-Zt方向。
藉由fθ透鏡FT及母線與Yt方向平行之柱面透鏡CYb,投射在基板FS之光束LB1在基板FS之被照射面上會聚成直徑數μm程度(例如,3μm)之微小點光SP。此處,至少fθ透鏡FT之功能亦是作為將被多面鏡PM偏向之光束LB1投射於基板FS之被照射面的投射光學系。又,至少反射構件(反射鏡M15、M20~M24)之功能是作為使從反射鏡M10到基板FS之光束LB1之光路彎折的光路偏向構件。藉由此光路偏向構件,可使射入反射鏡M10之光束LB1的入射軸、與在Zt方向通過描繪線SL1之中點的照射中心軸Le1成為大致同軸。
來自旋轉筒DR(或基板FS)之反射光,通過柱面透鏡CYb、反射鏡M15、fθ透鏡FT、多面鏡PM、柱面透鏡CYa、反射鏡M24~M22、及λ/4波長板QW後射入偏光分束器BS3。此處,係藉由設在偏光分束器BS3與基板FS之間,具體而言,設在偏光分束器BS3與反射鏡M22之間之λ/4波長板QW,將照射於基板FS之光束LB1從P偏光轉換為圓偏光之光束LB1,從基板FS回到偏光分束器BS3之圓偏光之反射光,藉由此λ/4波長板QW,從圓偏光被轉換為S偏光之光束LB1。因此,來自基板FS之反射光於偏光分束器BS3反射後射入光檢測器DT1。如此,即能以和上述實施形態相同之手法,檢測光束掃描裝置MD1之描繪線SL1之固有的傾斜。
又,位置檢測器DT2係用以檢測射入之光束LB1之中心位置,例如係使用4分割感測器。此4分割感測器具有4個光二極體(光電轉換元件),使用4個光二極體之各個所接收之受光量之差(訊號位準之差),在與光束LB1之行進方向正交之XtZt平面,檢測光束LB1之中心位置。即能判斷光束LB1相對所欲之位置是否有偏離。亦可在反射鏡M10與分束器BS2之間,設置上述實施形態所說明之像偏移光學構件SR或偏向調整光學構件DP。如此一來,控制裝置18即能根據位置檢測器DT2之檢測結果,調整光束LB1之中心位置及傾斜。
(變形例2)圖16係顯示變形例2中之光束掃描裝置MD之光學構成的圖。圖16中,僅顯示與圖7或圖15相異之部分,圖示省略了較多面鏡PM靠反射鏡M10側之光學系。針對與圖7或圖15相同之構成係賦予相同參照符號,省略其說明。又,由於各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)具有相同構成,因此僅說明光束掃描裝置MD1,其他光束掃描裝置MD之說明則予以省略。
光束掃描裝置MD1,具有使描繪線SL1以照射中心軸Le1為中心(以描繪線SL1之中點為中心)旋轉之像旋轉光學系IR。像旋轉光學系IR繞照射中心軸Le1旋轉,據以使描繪線SL1旋轉。像旋轉光學系IR設置在柱面透鏡CYb與基板FS之被照射面之間。作為此像旋轉光學系IR,可使用例如影像旋轉器。像旋轉光學系IR係設置成通過從柱面透鏡CYb射入像旋轉光學系IR之光束LB1之掃描軌跡中點之光束LB1之入射軸,與照射中心軸Le1成大致同軸。如此,像旋轉光學系IR即能使描繪線SL1以照射中心軸Le1為中心旋轉。此像旋轉光學系IR,係藉由以控制裝置18控制之未圖示的致動器(驅動部),繞照射中心軸Le1旋轉。
此像旋轉光學系IR,雖未圖示,例如能以可旋轉之方式支承在圖10所示之支承架40之平行支承部44之一部分。因此,即使支承架40(光束掃描裝置MD1)不是能繞照射中心軸Le1旋轉之構造,亦能藉由使像旋轉光學系IR繞照射中心軸Le1旋轉,據以調整描繪線SL1之傾斜。又,亦可做成支承架40(光束掃描裝置MD1)能繞照射中心軸Le1旋轉之構成,並使像旋轉光學系IR亦能相對支承架40(光束掃描裝置MD1)獨立繞照射中心軸Le1進行θzt旋轉。
如前所述,除光束掃描裝置MD1繞照射中心軸Le1之旋轉外,由於能使像旋轉光學系IR單獨的繞照射中心軸Le1旋轉,因此可在例如以像旋轉光學系IR進行描繪線SL1之傾斜粗調整後,以光束掃描裝置MD1整體之旋轉進行描繪線SL1之傾斜之微調整。因此,能提升描繪線SL1之傾斜調整之精度。又,在照射中心軸Le1係相對基板FS之被照射面垂直通過描繪線SL1上之任意點之軸的情形時,與此對應的,可使照射中心軸Le1通過從柱面透鏡CYb射入像旋轉光學系IR之光束LB1之掃描軌跡之任意點。
(變形例3)上述變形例2中,係使光束掃描裝置MD(MD1~MD6)繞照射中心軸Le(Le1~Le6)旋轉,但光束掃描裝置MD(MD1~MD6)亦可不繞照射中心軸Le(Le1~Le6)旋轉。此場合,第2機架部Ub2可將光束掃描裝置MD(MD1~MD6)之支承架40以無法旋轉之固定狀態加以保持。此係因光束掃描裝置MD(MD1~MD6)不繞照射中心軸Le(Le1~Le6)旋轉,亦能藉由圖16所示之像旋轉光學系IR,使描繪線SLn(SL1~SL6)以照射中心軸Le(Le1~Le6)為中心旋轉之故。
(變形例4)圖17A、圖17B係顯示變形例4中之光束掃描裝置MD之光學構成的圖。圖17A、圖17B中,針對與圖7相同之構成係賦予相同參照符號,省略其說明。又,由於各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)具有相同構成,因此僅說明光束掃描裝置MD1,其他光束掃描裝置MD則省略說明。此外,圖17A係將本變形例4之光束掃描裝置MD1在與XtZt平面平行之面内加以觀察者,而圖17B則係將本變形例4之光束掃描裝置MD1在與YtZt平面平行之面内加以觀察者。
光束掃描裝置MD1,具有柱面透鏡CYa、反射構件RF、fθ透鏡FT、多面鏡PM、及柱面透鏡CYb。往-Zt方向行進射入光束掃描裝置MD1之光束LB1,係被設定成與和Zt軸平行通過描繪線SL1之中點之照射中心軸Le1成同軸。本變形例4中,於光束LB1之光路中之光束掃描裝置MD1之前設置透鏡系GLa,光束LB1在與基板FS之表面光學共軛之面Cjp聚光成點光。於共軛面Cjp聚光之光束LB1,一邊等向性的放射、一邊沿照射中心軸Le1射入柱面透鏡CYa。柱面透鏡CYa,被設定成母線與Yt軸平行,以在Xt方向具有折射力。又,剛穿透過柱面透鏡CYa之光束LB1,於Xt方向係會聚成大致平行光束、於Yt方向則在維持放射狀態的情形下往-Zt方向前進。
反射構件RF之上側之反射面Rf1(相對XtYt平面傾斜45°),以透過柱面透鏡CYa射入之光束LB1與光軸AXf平行的射入fθ透鏡FT之較光軸AXf上側之視野區域之方式,將光束LB1反射向-X方向。穿透過fθ透鏡FT之上側(+Zt方向側)之視野區域之光束LB1,射入多面鏡PM之反射面RP(與Zt軸平行)。多面鏡PM之反射面RP,於Zt方向係設置在與光軸AXf相同高度位置,設定在fθ透鏡FT之瞳面epf之位置或其近旁位置。因此,多面鏡PM之旋轉軸AXp與fθ透鏡FT之光軸AXf,係設定成在與XtZt平面平行之面内正交。藉由柱面透鏡CYa與fθ透鏡FT,射入多面鏡PM之光束LB1,在與多面鏡PM形成之掃描方向(旋轉方向)正交之非掃描方向(Zt方向)在反射面RP上會聚,投射在反射面RP上成為延伸於與Yt軸平行之方向之狹縫狀分布。
由於多面鏡PM之反射面RP與Zt軸平行(於XtZt平面内係與光軸AXf垂直),因此通過fθ透鏡FT之較光軸AXf上側(+Zt方向側)之視野區域到達多面鏡PM之反射面RP、於該處被反射向+Xt方向側之光束LB1,通過fθ透鏡FT之較光軸AXf下側(-Zt方向側)之視野區域,朝向反射構件RF之下側之反射面Rf2(相對XtYt平面傾斜45°)。因此,射入多面鏡PM之光束LB1之光路、與在多面鏡PM反射之光束LB之光路,於XtZt平面内,係就光軸AXf成對稱。在反射構件RF之下側之反射面Rf2反射、往-Zt方向行進之光束LB1,通過母線與Yt方向平行、於Xt方向具有折射力之柱面透鏡CYb,在基板FS上會聚成點光SP。
圖17A、圖17B所示之變形例4中之光束掃描裝置MD1之構成中,從共軛面Cjp到基板FS(被照射面)之光束LB1之光路,由於係就多面鏡PM之反射面RP(瞳面epf)成對稱的構成,因此投射在基板FS上之點光SP,會成像成聚光在共軛面Cjp之光束LB1之點光之像。因此,在多面鏡PM之一個反射面RP成為與光軸AXf正確正交之角度的情形時,從fθ透鏡FT射入多面鏡PM之反射面RP之光束LB1、與該光束LB1在反射面RP反射而射入fθ透鏡FT之光束LB1,在XtYt平面内,成為通過相同光路。此時,照射到反射構件RF之下側之反射面Rf2之光束LB1,成為反射面Rf2之Yt方向之中央部,投射於基板FS之光束LB1之點光SP,位在描繪線SL1上之中點(照射中心軸Le1通過之點)。
因以多面鏡PM之旋轉軸AXp為中心之旋轉,使多面鏡PM之反射面RP從在XtYt平面内與光軸AXf垂直之狀態些微傾斜時,在多面鏡PM之反射面RP反射、通過fθ透鏡FT到達反射構件RF下側之反射面Rf2之光束LB1,即會反應多面鏡PM之旋轉在反射面Rf2上往Yt方向偏移。如此,即使是圖17A、圖17B所示之變形例4之光束掃描裝置MD1,亦能沿描繪線SL1進行點光SP之一維掃描。又,圖17A、圖17B之構成,雖然反射構件RF上側之反射面Rf1與下側之反射面Rf2為涵蓋沿描繪線SL1之光束LB1之掃描範圍,而於Yt方向細長形成,但在分別以不同平面反射鏡構成反射面Rf1與反射面Rf2時,形成上側之反射面Rf1之平面反射鏡,可將Yt方向之尺寸縮小至可涵蓋從透鏡系GLa射入之光束LB1之直徑的程度。
柱面透鏡CYa之功能在作為使光束LB1射入光束掃描裝置MD1的入射光學構件。fθ透鏡FT之功能在於,作為將被多面鏡PM偏向之光束LB1投射於基板FS之被照射面的投射光學系。又,至少,反射構件RF之反射面Rf1與反射面Rf2之功能在於,作為使從柱面透鏡CYa到基板FS之光束LB1之光路彎折的光路偏向構件。藉由此光路偏向構件,可使射入柱面透鏡CYa之光束LB1之入射軸與照射中心軸Le1成為大致同軸。
又,圖17A、圖17B所示之光束掃描裝置MD1之光學構成構件(柱面透鏡CYa、CYb、反射構件RF、多面鏡PM、fθ透鏡FT等),與圖10、圖11所示之支承架40同樣的,被支承在可以照射中心軸Le1為中心旋轉之支承架。變形例4之構成中,同樣的,即使光束掃描裝置MD1繞照射中心軸Le1進行θzt旋轉,射入柱面透鏡CYa之光束LB之位置射不會改變。,因此,即使是在使光束掃描裝置MD1進行θzt旋轉之情形時,通過光束掃描裝置MD1内之光束LB之光路亦不會改變,光束LB能如規定的正確通過光束掃描裝置MD1内。如此,即使使光束掃描裝置MD1進行θzt旋轉,亦不會產生因光束LB1之光暈等導致點光SP無法投射至基板FS之表面(被照射面)、或點光SP投射到脫離傾斜調整後之描繪線SLn之位置等問題。
(變形例5)圖18A、圖18B係顯示變形例5中之光束掃描裝置MD之光學構成的圖。圖18A、圖18B中,針對與圖17A、圖17B相同之構成係賦予相同參照符號,省略其說明。又,由於各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)具有相同構成,因此僅說明光束掃描裝置MD1,其他光束掃描裝置MD則省略說明。此外,圖18A係在與XtYt平面平行之面内觀察本變形例5之光束掃描裝置MD1者,圖18B則係在與YtZt平面平行之面内觀察本變形例5之光束掃描裝置MD1者。
變形例5之光束掃描裝置MD1,相對於圖17A、圖17B所示之變形例4之光束掃描裝置MD1,其不同點在於使照射中心軸Le1從描繪線SL1之中點之位置往+Yt方向平行移動。因此,將射入光束掃描裝置MD1前之光束LB1聚光於共軛面Cjp之透鏡系GLa與柱面透鏡CYa,係一體的往+Yt方向平行移動配置。變形例5之情形時,當多面鏡PM順時鐘方向旋轉時,於多面鏡PM之反射面RP反射、通過fθ透鏡FT照射在反射構件RF下側之反射面Rf2之光束LB1,係掃描於-Yt方向。
如前所述,即使是將先前之圖17A、圖17B所示之變形例4之構成,改變成如圖18A、圖18B所示之變形例5般,亦能藉由將照射中心軸Le1之延長線設定成通過描繪線SL1上之任意點(特定點),使光束掃描裝置MD1繞照射中心軸Le1進行θzt旋轉,並將射入光束掃描裝置MD1(柱面透鏡CYa)之光束LB1設定成與照射中心軸Le1同軸,即使使光束掃描裝置MD1進行θzt旋轉,亦能使點光SP沿描繪線SL1正確進行掃描。又,雖能由圖18A、圖18B所示之構成明顯可知,但射入光束掃描裝置MD1(柱面透鏡CYa)之光束LB1在XtYz平面内之位置,只要是沿描繪線SL1之位置的話,在Yt方向之任何位置皆可。因此,只要事先延長柱面透鏡CYa之母線方向之尺寸,即能自由變更射入光束掃描裝置MD1(柱面透鏡CYa)之光束LB1在XtYz平面内之位置,而有能提升光束LB1之導光路之設定自由度的優點。再者,由於射入光束掃描裝置MD1(柱面透鏡CYa)之光束LB1在XtYz平面内之位置,於Yt方向係能自由設定,因此光束掃描裝置MD1之機械性旋轉中心軸(照射中心軸Le1)與射入之光束LB1之軸線的同軸性,於Yt方向能高精度的使之一致。
(變形例6)圖19、圖20係顯示變形例6中之光束掃描裝置MD之光學構成的圖。圖19、圖20中,針對與圖7相同樣之構成係賦予相同參照符號,並省略其說明。又,由於各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)具有相同構成,因此僅說明光束掃描裝置MD1,其他光束掃描裝置MD則省略說明。又,圖7中,因係將與fθ透鏡FT之光軸AXf平行之方向設為Xt方向,因此於圖19、圖20中,亦將與fθ透鏡FT之光軸AXf平行之方向設為Xt方向、將點光SP之掃描方向設為Yt(Y)方向、並將與Xt方向與Yt方向正交之方向設為Zt方向來進行說明。
圖19係在與XtYt平面平行之面内觀察本變形例6之光束掃描裝置MD1者,本變形例6中,射入光束掃描裝置MD1之光束LB1之軸線(照射中心軸Le1)係設定為與fθ透鏡FT之光軸AXf成同軸。亦即,本變形例中,不在fθ透鏡FT之後設置使光束LB1彎折之反射鏡(反射面),而是構成為從fθ透鏡FT射出後通過柱面透鏡CYb之掃描光束,直接投射於基板FS。
圖19中,從光源裝置14射出後經描繪用光學元件AOM1進行強度調變(ON/OFF)之光束LB1,透過透鏡系G30、反射鏡M30、M31及透鏡系G31被導向柱面透鏡CYa。射入光束掃描裝置MD1之光束LB1,被設定為與照射中心軸Le1成同軸。射入柱面透鏡CYa之光束LB1成形為具有既定剖面直徑之平行光束。從柱面透鏡CYa於反射鏡M14反射而到達多面鏡PM之反射面RP的光束LB1,於XtYt平面内係在平行光束之狀態下,於Zt方向成為被柱面透鏡CYa會聚之光束。於多面鏡PM反射(偏光)之光束LB1,通過fθ透鏡FT、柱面透鏡CYb,成點光SP聚光在基板FS之表面(被照射面)。又,圖19中,fθ透鏡FT之光軸AXf與照射中心軸Le1係一致被設定為與Xt軸平行,該等之延長線與旋轉筒DR之中心軸(旋轉中心軸)AXo正交。
支承本變形例6之光束掃描裝置MD1之本體架300,形成有沿描繪線SL1掃描之光束LB1通過之開口部300A,光束掃描裝置MD1透過從光軸AXf(照射中心軸Le1)起之半徑包含開口部300A之大小的環狀軸承301,以可旋轉之方式支承於本體架300。環狀軸承301之中心線被設定為與光軸AXf(照射中心軸Le1)成同軸,因此光束掃描裝置MD1以光軸AXf(照射中心軸Le1)為中心繞Xt軸旋轉。將此旋轉稱為θxt旋轉。
圖20係將圖19所示之變形例6之光束掃描裝置MD配置複數台之狀態,在與XZ平面平行之面内加以觀察者,於本體架300,於Y方向相距一定間隔設有使來自奇數號光束掃描裝置MD1、MD3、MD5各個之掃描光束通過之開口部300A,於Y方向相距一定間隔設有使來自偶數號光束掃描裝置MD2、MD4、MD6各個之掃描光束通過之開口部300B。又,圖20之變形例6中,捲繞在旋轉筒DR之基板FS,在被往-X方向水平搬送而從旋轉筒DR之上部捲繞約半周份後,於旋轉筒DR之下部脫離被搬往+X方向。因此,此處,包含旋轉筒DR之中心軸AXo的中心面Poc係與XY平面平行。
此變形例6之構成中,同樣的,係被設定為以環狀軸承301形成之光束掃描裝置MD各個之機械性旋轉中心為照射中心軸Le1~Le6,射入各光束掃描裝置MD之光束LB1~LB6以和各照射中心軸Le1~Le6成同軸之方式被引導,因此與先前之實施形態及各變形例同樣的,即使各光束掃描裝置MD繞照射中心軸Le1~Le6之各個進行θxt旋轉,射入透鏡系G30之光束LB1~LB6之姿勢位置亦不會改變。因此,即使是在使各光束掃描裝置MD進行θxt旋轉之情形時,通過各光束掃描裝置MD内之光束LB之光路亦不會改變,光束LB可依規定正確的通過光束掃描裝置MD内。如此,即使是使各光束掃描裝置MD進行θxt旋轉,亦不會產生因光束LB1~LB6之光暈等導致點光SP無法投射於基板FS之表面(被照射面)、或點光SP投射到脫離傾斜調整後之描繪線SL1~SL6之位置等問題。
透鏡系G30之功能,係作為使光束LB(LB1~LB6)射入光束掃描裝置MD(MD1~MD6)的入射光學構件。fθ透鏡FT之功能,係作為使經多面鏡PM偏向之光束LB1投射於基板FS之被照射面的投射光學系。此外,反射構件(反射鏡M14、M30、M31)之功能,則係作為用以彎折從透鏡系G30到基板FS之光束LB(LB1~LB6)之光路的光路偏向構件。
〔伴隨描繪線之旋轉調整的接續誤差〕 上述實施形態及各變形例中,藉由光束掃描裝置MD之θzt旋轉(或θxt旋轉)調整了描繪線SLn之傾斜時,描繪線上之描繪開始點與描繪結束點相對調整前之位置會有偏移。圖21,例如,係顯示將初期狀態與Yt軸平行之光束掃描裝置MD1之描繪線SL1於XtYt平面(被照射面)内反時鐘方向旋轉角度θss之狀態。圖21中,為便於說明而誇大顯示了角度θss,但實際可旋轉之角度θss之最大值僅為±2°程度,極小。圖21中,將調整前之描繪線SL1之中點設為CC時,延伸於Zt方向之照射中心軸Le1被設定為通過中點CC,描繪線SL1被設定為以和照射中心軸Le1一致之光束掃描裝置MD1之機械性旋轉中心軸為中心進行θzt旋轉(傾斜)。進一步的,當將描繪線SL1之描繪開始點設為ST、描繪結束點設為SE時,從描繪開始點ST到描繪結束點SE之長度LBL為於Yt方向之實際的圖案描繪寬。因此,從描繪開始點ST到中點CC之長度LBh、與從中點CC到描繪結束點SE之長度LBh相等,為LBh=LBL/2。
描繪線SL1從初期狀態旋轉角度θss時,即成為相對Yt軸傾斜之描繪線SL1a。調整後之描繪線SL1a之描繪開始點STa,從初期之描繪開始點ST偏離(ΔXSa、ΔYSa),調整後之描繪線SL1a之描繪結束點Sea,則從初期之描繪結束點SE偏離(ΔXEa、ΔYEa)。此位置偏離,即為與相鄰之光束掃描裝置MD2之描繪線SL2描繪之圖案的接續誤差。例如,相鄰光束掃描裝置MD2之描繪線SL2相對描繪線SL1a位置於+Yt方向側,有需要以初期之描繪開始點ST進行接續曝光之情形時,需使調整後之描繪線SL1a之描繪開始點STa往箭頭Ar之方向微幅偏移(shift)。此箭頭Ar所示之偏移,可藉由些微提早於圖9中說明之從原點訊號SH產生時經時間Tpx後進行描繪資料之起頭的時序來加以實現。
此處,位置偏離量ΔYSa為LBh・(1-cos(θss)),當設沿箭頭Ar之偏移量(長度)為ΔAr時,位置偏離量ΔYSa與偏移量ΔAr即成為ΔYSa=ΔAr・cos(θss),因此,偏移量ΔAr可表示如下。 ΔAr=〔LBh・(1-cos(θss))〕/cos(θss)・・・(1)
例如,長度LBL為50mm(LBh=25mm)時,角度θss為±0.5°時之偏移量ΔAr約為0.95μm、角度θss為±1.0°時之偏移量ΔAr約為3.8μm、角度θss為±2.0°時之偏移量ΔAr約為15.2μm,角度θss之變化與偏移量ΔAr之變化為2次函數的關係。因此,根據經調整之角度θss算出偏移量ΔAr,將圖9所說明之時間Tpx縮短對應該偏移量ΔAr之時間ΔTpx(=ΔAr/點光SP之掃描速度Vss)開始進行描繪資料之起頭即可。
又,相鄰光束掃描裝置MD2之描繪線SL2相對描繪線SL1a位於-Yt方向側,需要以初期之描繪結束點SE進行接續曝光之情形時,需要使調整後之描繪線SL1a之描繪結束點Sea往箭頭Af之方向微幅偏移。此場合,箭頭Af方向之偏移量ΔAf,亦與先前之式(1)同樣的,係以下式 ΔAf=〔LBh・(1-cos(θss))〕/cos(θss)・・・(2) 求出。如圖21所示,中點CC(Le1)精密的設定在光束掃描裝置MD1之旋轉中心之情形時,偏移量ΔAr與偏移量ΔAf之絕對值相等。偏移量ΔAf之方向,由於與描繪線SL1a上之點光SP之掃描方向相同,因此,此場合只要使圖9所說明之時間Tpx加長對應根據經調整之角度θss之偏移量ΔAf的時間ΔTpx(=ΔAr/點光SP之掃描速度Vss)來開始描繪資料之起頭即可。
進一步的,調整角度θss後之描繪線SL1a之描繪開始點STa,相對初期之描繪開始點ST於-Xt方向位置偏離ΔXSa,描繪結束點Sea相對初期之描繪結束點SE於+Xt方向位置偏離ΔXEa。此種Xt方向(副掃描方向)之位置偏離誤差ΔXSa、ΔXEa,可藉由對測量旋轉筒DR之旋轉角度位置的編碼器EC之測量值(計數器之輸出值),反應加上誤差ΔXSa或ΔXEa之偏置(offset)值開始各描繪線SLn之描繪來加以修正。為進行此種微細的修正,編碼器EC(及標尺部SD)對旋轉筒DR之旋轉角度位置之測量解析能力(計數器電路之每1計數之基板FS之移動量)係設定在點光SP之尺寸φ之1/2以下、較佳為1/10以下。
以上之圖21之說明中,使初期狀態與Yt軸平行之光束掃描裝置MD1之描繪線SL1在XtYt平面(被照射面)内反時鐘旋轉角度θss時,照射中心軸Le1係設定為通過中點CC,描繪線SL1(亦即,光束掃描裝置MD1)設定為以照射中心軸Le1為中心進行θzt旋轉(傾斜)。然而,若因決定光束掃描裝置MD1之機械性旋轉中心軸(以下,稱Mrp)之圓管狀支柱構件BX1、環狀軸承48等之安裝誤差、及光束LB1射入光束掃描裝置MD1之入射位置之誤差等,而有描繪線SL1之中點CC(照射中心軸Le1)與光束掃描裝置MD1之機械性旋轉中心軸Mrp在XtYt平面内之二維位置差誤差ΔA(設為ΔAx、ΔAy)時,該位置偏差誤差ΔA造成之影響,會加至圖21中之誤差(ΔXSa,ΔYSa)、誤差(ΔXEa、ΔYEa)。
使用圖22說明該狀態。圖22係誇張顯示相對圖21之狀態,光束掃描裝置MD1之機械性旋轉中心軸(第1旋轉中心軸)Mrp與描繪線SL1之中點CC(照射中心軸Le1),具有相對位置偏差誤差ΔA(ΔAx、ΔAy)情形時之狀態的圖。又,此場合,射入光束掃描裝置MD1之光束LB1之入射軸,與旋轉中心軸Mrp同軸。圖22中,針對於圖21所說明之符號及記號,省略其說明。如圖22所示,於調整前之初期狀態,原與Yt軸平行之描繪線SL1,成為以從中點CC(Le1)之位置偏移(shift)誤差(ΔAx、ΔAy)之旋轉中心軸Mrp為中心傾斜角度θss的描繪線SL1b。描繪線SL1b,因誤差(ΔAx、ΔAy)之影響,成為使圖21所示之描繪線SL1a於XtYt平面内平行移動者。因此,調整後之描繪線SL1b之描繪開始點STb相對於圖21之狀態下之描繪開始點STa,於-Xt方向偏離誤差ΔXcc、於+Yt方向偏離誤差ΔYcc。同樣的,調整後之描繪線SL1b之描繪結束點SEb相對圖21之狀態下之描繪結束點Sea,於-Xt方向偏離誤差ΔXcc、於+Yt方向偏離誤差ΔYcc,調整後之描繪線SL1b之中點CC’(Le1’)亦相對圖21之狀態下之描繪線SL1之中點CC(Le1),於-Xt方向偏離誤差ΔXcc、於+Yt方向偏離誤差ΔYcc。
因此,調整後之描繪線SL1b之描繪開始點STb,相對初期之描繪開始點ST,於Xt方向位置偏離(ΔXSa+ΔXcc)、於Yt方向位置偏離(ΔYSa-ΔYcc),調整後之描繪線SL1b之描繪結束點SEb相對初期之描繪結束點SE於Xt方向位置偏離(ΔXEa-ΔXcc)、於Yt方向位置偏離(ΔYEa+ΔYcc)。旋轉中心軸Mrp與初期之描繪線SL1之中點CC(Le1)具有誤差(ΔAx、ΔAy)之位置偏離所導致之誤差份(ΔXcc、ΔYcc),當以初期之描繪線SL1之中點CC為原點(0、0)時,表示如下。 ΔXcc=-ΔAy・sin(θss)+ΔAx・(1-cos(θss))・・・(3) ΔYcc=ΔAy・(1-cos(θss))+ΔAx・sin(θss) ・・・(4)
如此圖22所示,光束LB1之入射軸線與旋轉中心軸Mrp一致,旋轉中心軸Mrp與描繪線SL1之中點CC(Le1)於XtYt平面内偏移(shift)誤差(ΔAx,ΔAy)之情形時,如先前於圖21所說明般,計算出描繪線SL1b之偏移量ΔAr、ΔAf,使圖9所說明之時間Tpx縮短、或加長與其對應之時間ΔTpx,來修正圖案資料(描繪資料)之起頭時序即可。不過,調整後之描繪線SL1b之描繪開始點STb到描繪結束點SEb之長度LBL(例如50mm),必須在點光SP之最大掃描長(例如51mm)之範圍内。又,針對副掃描方向(Xt方向),可藉由對測量旋轉筒DR之旋轉角度位置的編碼器EC之測量值(計數之輸出值),回應加上誤差(ΔXSa+ΔXcc)或(ΔXEa-ΔXcc)之偏置(offset)之值開始各描繪線SLn之描繪來加以修正。此外,圖21、圖22中,雖以照射中心軸Le1通過描繪線SLn之中點CC之態樣為例做了說明,但亦可如先前之變形例5般,照射中心軸Le1是通過描繪線SLn上之任意點。在此場合,描繪線SLn之偏移量ΔAr、ΔAf之算出原理亦是相同的。
又,例如先前之變形例5(圖18A、圖18B)般,在使射入光束掃描裝置MD1之光束LB1於XtYz平面内之位置於Yt方向錯開之情形時,當將光束掃描裝置MD1之機械性旋轉中心軸Mrp及照射中心軸Le1設定在與描繪線SL1之描繪開始點ST一致之位置、或極接近之位置時,即使描繪線SL1傾斜角度θss,調整後之描繪開始點STb幾乎不會從初期之描繪開始點ST之位置變化。因此,調整後之描繪開始點STb與相鄰之描繪線接續之情形時,亦可不要描繪線SL1b之點光SP於掃描方向之位置調整(圖9中說明之時間Tpx之調整)。
又,光束掃描裝置MD1之機械性旋轉中心軸Mrp與照射中心軸Le1,於XtYt平面内在既定容許範圍ΔQ(ΔBx、ΔBy)内同軸較佳。該容許範圍ΔQ,例如在使光束掃描裝置MD1機械性的傾斜既定角度θsm時,調整後之描繪線SL1b之描繪開始點STb(或描繪結束點SEb)之實際位置(實位置Apo)、與假設容許範圍ΔQ為0之情形時使光束掃描裝置MD1傾斜角度θsm時之描繪線SL1b之描繪開始點STb(或描繪結束點SEb)之設計上位置(設計位置Dpo)的差量,於點光SP之掃描方向(圖21中之箭頭Ar及Af)或Yt方向,係設定為例如點光SP之尺寸φ以内。此處,既定角度θsm可設定為光束掃描裝置MD1可機械性旋轉之上限角度(例如±2°)。為使各光束掃描裝置MD(MD1~MD6)之照射中心軸Le(Le1~Le6)與旋轉中心軸Mrp在既定容許範圍ΔQ内同軸,可在圖5所示之各光導入光學系BDU(BDU1~BDU6)之反射鏡M1~M5之間,設置圖7所示之像偏移光學構件SR及偏向調整光學構件DP中之至少一方。又,支柱構件BX1之中心軸係設定為與旋轉中心軸Mrp同軸、或與旋轉中心軸Mrp及照射中心軸Le在既定容許範圍ΔQ成同軸。
又,雖係使射入光束掃描裝置MD之光束LB之入射軸與旋轉中心軸Mrp一致之方式,使光束LB射入光束掃描裝置MD,但亦可以是射入光束掃描裝置MD之光束LB之入射軸與旋轉中心軸Mrp在既定容許範圍ΔQ内同軸。例如,射入光束掃描裝置MD之光束LB之入射軸與照射中心軸Le一致,且與旋轉中心軸Mrp在既定容許範圍ΔQ内同軸。
又,變形例2、3中之像旋轉光學系IR亦同樣的,只要是像旋轉光學系IR之機械性旋轉中心軸(第2旋轉中心軸)與照射中心軸Le在既定容許範圍ΔQ内成同軸即可。此場合,通過從fθ透鏡FT射入像旋轉光學系IR之光束LB之掃描軌跡中點之光束LB之入射軸與像旋轉光學系IR之機械性旋轉中心軸,係設定為在既定容許範圍ΔQ内成同軸。
以上所說明之實施形態及各變形例之構成中,於可相對曝光裝置本體旋轉之光束掃描裝置MD未搭載光源裝置14,但可如習知之裝置(特開平08-011348號公報)般,將半導體雷射二極體、LED等之小型固體光源設置在光束掃描裝置MD(例如支承架40)内,根據描繪資料對該固體光源進行脈衝發光之控制。此場合,無需圖5、圖6所示之描繪用光學元件AOM。
進一步的,於上述各實施形態及各變形例中,根據描繪資料之點光SP之強度調變(ON/OFF),雖係以例如設置在圖5中之光導入光學系BDU(BDU1~BDU6)内的描繪用光學元件AOM(AOM1~AOM6)來進行,但光源裝置14係光纖放大器雷射光源之情形時,亦可將射入光纖放大器前之紅外波長帶之種光(脈衝光)之強度根據描繪資料調變為破裂波狀,據以將從光源裝置14輸出之紫外線之脈衝光束本身根據描繪資料調變成破裂波狀。此場合,設在光導入光學系BDU内之描繪用光學元件AOM,係用作為是否將來自光源裝置14之光束LB導向光束掃描裝置MD之選擇用光學元件(稱為切換元件AOM)。為此,必須使光束掃描裝置MD各個之多面鏡PM之旋轉速度一致,並進行同步控制以使其旋轉角度之相位亦保持既定關係。進一步的,設置使來自光源裝置14之光束LB依序穿透光束掃描裝置MD各個之切換元件AOM的光束送光系(反射鏡等),回應多面鏡PM之原點訊號SH,在描繪線SLn上之點光SP之一次掃描期間,使各切換元件AOM中之任一個依序成為ON狀態之同步控制較佳。
又,上述實施形態及各變形例之曝光裝置EX,雖係對被旋轉筒DR之成為彎曲之基板FS進行以光束掃描裝置MD進行之點光SP之描繪曝光,但亦可以是對被支承為平面狀之基板FS進行點光SP之描繪曝光。也就是說,光束掃描裝置MD亦可以示對被支承為平面狀之基板FS進行點光SP之描繪曝光。此將基板FS之支承為平面狀之機構,可使用國際公開第2013/150677號小冊子所揭示之物。簡言之,藉由捲繞了環狀皮帶之複數個滾輪,將環狀皮帶支承基板FS之區域規定為平面狀。並且在環狀皮帶之成平面狀之區域,使搬送而來之基板FS緊貼於環狀皮帶加以支承。由於環狀皮帶係於既定方向以環狀方式搬送,因此環狀皮帶可將支承之基板FS往基板FS之搬送方向搬送。
(第2實施形態) 圖23係顯示第2實施形態之光束掃描裝置MD’之構成,圖23之光束掃描裝置MD’是可與先前之圖5、圖7、圖10等所示之光束掃描裝置MDn(MD1~MD6)之各個置換之構成。關於構成圖23之光束掃描裝置MD’之構件,與先前之光束掃描裝置MDn之構件相同者係賦予相同符號,省略其詳細說明。本第2實施形態之光束掃描裝置MD’,係構成為將射入光導入光學系(亦稱為光束分配光學系)BDUn(BDU1~BDU6)内之描繪用光學元件AOMn(AOM1~AOM6)之後聚光之光束LBn(LB1~LB6)之單一模式之光纖SMF傳輸之光束LBn(LB1~LB6)加以導入。
光纖SMF之射出端Pbo係固定在光束掃描裝置MDn之反射鏡M10之+Zt方向,於射出端Pbo會聚之光束LB1一邊以既定數值孔徑(NA)放射、一邊於反射鏡M10反射後射入構成擴束器BE之聚光透鏡Be1與準直透鏡Be2。光束LB1在聚光透鏡Be1與準直透鏡Be2間之聚光位置Pb1聚光後,再次成為放射之光束LB1射入準直透鏡Be2後被轉換為平行光束。從準直透鏡Be2射出之光束LB1,與先前之圖7同樣的,透過反射鏡M12、像偏移光學構件SR、偏向調整光學構件DP、場孔徑FA、反射鏡M13、λ/4波長板QW、柱面透鏡CYa、反射鏡M14、多面鏡PM、fθ透鏡FT、反射鏡M15、及柱面透鏡CYb,聚光在基板FS上成點光SP。形成點光SP之面(基板FS之表面),與聚光位置Pb1及射出端PBo成光學上共軛之關係。又,圖23中,省略了圖7中所示之反射鏡M11、偏光分束器BS1、透鏡系G10、光檢測器DT1。
於本第2實施形態,光束掃描裝置MD’亦是被支柱構件BX1軸支成整體可以照射中心軸Le1為中心在既定角度範圍旋動,但光纖SMF之射出端Pbo可固定在從照射中心軸Le1錯開之任意位置。高速掃描紫外波長帶之光束來進行圖案描繪之情形時,視基板FS上之感光性功能層之感度,有時須將光束之能量(點光之每單位面積之照度)設定的相當高。因此,如圖23所示之使用單一模式之光纖SMF的光傳輸,會有無法確保光纖對紫外線之耐受性的情形。然而,在感光性功能層對較紫外波長帶長之波長、例如對500nm等級~700nm等級之波長之光具有感度之情形時,如圖23所示,即能以單一模式之光纖SMF進行光傳輸。
圖23之光纖SMF之未圖示的入射端,配置在先前以圖5所示之光導入光學系BDUn内之描繪用光學元件AOMn後之分歧用反射鏡M1之後。具體而言,將於反射鏡M1反射之描繪用光束LBn藉由聚光透鏡轉換成以既定NA(數值孔徑)聚光之光束,於其聚光點(光腰位置)固定光纖SMF之入射端即可。
10:元件製造系統 12:基板搬送機構 14:光源裝置 16:曝光頭 18:控制裝置 20:原點感測器 20a:光束送光系 20b:光束受光系 22:光源部 24、26:反射鏡 28:受光部 30、32:反射鏡 34:透鏡系 ALG1~ALG 4:對準顯微鏡 AOM(AOM1~AOM6):描繪用光學元件 AXf:光軸 AXo:旋轉筒之中心軸 BDU1~BDU6:光導入光學系 BE:擴束器 BS1:偏光分束器 BS2:分束器 BS3:偏光分束器 CYa、CYb:柱面透鏡 Dh:間隔 DP:偏向調整光學構件 DR:旋轉筒 DT1:光檢測器 DT2:位置檢測器 EC(EC1a、EC1b、EC2a、EC2b):編碼器 ECV:調溫室 EPC:邊緣位置控制器 EX:曝光裝置 FA:場孔徑 FS:基板 FT:fθ透鏡 G10:透鏡系 Hs1~Hs6:開口部 LB:光束 Le1~Le6:照射中心軸 M1~M5、M10~M15、M20~M24:反射鏡 MD1~MD6:光束掃描裝置 MK1~MK4:對準標記 PM:多面鏡 Poc:中心面 PR1、PR2:處理裝置 QW:λ/4波長板 R1、R2、R3:驅動滾輪 RP:反射面 RT1、RT2:張力調整滾輪 Sft:軸 SL(SL1~SL6):掃描線 SP:點光 SR:像偏移光學構件 SU1、SU2:防振單元 UB:本體架 Vw1~Vw4:觀察區域 W:曝光區域
[圖1]係包含對實施形態之基板施以曝光處理之曝光裝置之元件製造系統的概略構成圖。 [圖2]係詳細顯示捲繞有基板之圖1之旋轉筒的圖。 [圖3]係顯示點光之描繪線及基板上形成之對準標記的圖。 [圖4]係圖1之曝光裝置的主要部位放大圖。 [圖5]係詳細顯示圖4之光導入光學系之光學構成的圖。 [圖6]係用以說明以圖5之描繪用光學元件進行之光路切換的概說明圖。 [圖7]係圖4之光束掃描裝置之光學構成的圖。 [圖8]係顯示設在圖7之多面鏡周邊之原點感測器之構成的圖。 [圖9]係顯示原點訊號之產生時序與描繪開始時序之關係的圖。 [圖10]係顯示以圖4之第2機架部構成之光束掃描裝置之保持構造的剖面圖。 [圖11]係圖10之XI-XI線剖面圖。 [圖12]係顯示保持圖4及圖10、11中所示之複數個光束掃描裝置之構造體的立體圖。 [圖13]係顯示圖12所示之構造體與曝光裝置本體部之安裝構造的立體圖。 [圖14]係顯示以圖4之曝光頭曝光既定圖案之曝光區域之變形狀態的圖。 [圖15]係顯示變形例1之光束掃描裝置之光學構成的圖。 [圖16]係顯示變形例2之光束掃描裝置之光學構成的圖。 [圖17A]係變形例4之光束掃描裝置之光學構成在與XtZt平面平行之面内所見的圖、圖17B係變形例4之光束掃描裝置之光學構成在與YtZt平面平行之面内所見的圖。 [圖18A]係變形例5之光束掃描裝置之光學構成在與XtYt平面平行之面内所見的圖、圖18B係變形例5之光束掃描裝置之光學構成在與YtZt平面平行之面内所見的圖。 [圖19]顯示變形例6之光束掃描裝置之光學構成的圖。 [圖20]係顯示配置複數個圖19之光束掃描裝置之情形時之構成的圖。 [圖21]係說明使光束掃描裝置形成之描繪線傾斜時之描繪位置誤差的圖。 [圖22]係說明在光束掃描裝置之旋轉中心偏移之情形時,使描繪線傾斜時之描繪位置誤差的圖。 [圖23]係顯示第2實施形態之光束掃描裝置之構成的圖。
10:元件製造系統
12:基板搬送機構
14:光源裝置
16:曝光頭
18:控制裝置
M1~ALG 4:對準顯微鏡
AXo:旋轉筒之中心軸
DR:旋轉筒
ECV:調溫室
EPC:邊緣位置控制器
EX:曝光裝置
FS:基板
LB:光束
Le1~Le6:照射中心軸
MD1~MD6:光束掃描裝置
Poc:中心面
PR1、PR2:處理裝置
R1、R2、R3:驅動滾輪
RT1、RT2:張力調整滾輪
Sft:軸
SU1、SU2:防振單元

Claims (14)

  1. 一種光束掃描裝置,其一邊將投射於對象物之被照射面之光束於前述被照射面上會聚成點光,一邊在主掃描方向對前述點光進行一維掃描,其具備:偏向構件,用以反射來自光源裝置之入射光束,並且藉由將反射光束在既定角度之範圍內偏向,掃描前述點光;投射光學系統,入射由前述偏向構件偏向之前述反射光束,將前述反射光束在前述被照射面上聚光成前述點光;以及光學構件,使來自前述光源裝置之前述入射光束,以從前述投射光學系統之前述被照射面側入射且朝向前述偏向構件之方式進行送光,並且在前述入射光束入射至前述投射光學系統之前之位置、即與前述被照射面光學共軛之共軛面,將前述入射光束會聚成點。
  2. 如請求項1所述之光束掃描裝置,其中,前述光學構件具有:透鏡系統,用以將來自前述光源裝置之前述入射光束在前述共軛面會聚成點;以及第1柱面透鏡,配置在入射會聚後發散前進之前述入射光束之位置,在前述主掃描方向具有母線;前述投射光學系統包含:遠心系統之fθ透鏡;以及第2柱面透鏡,配置在前述被照射面與前述fθ透鏡之間,在前述主掃描方向具有母線;前述光學構件,係以從前述第1柱面透鏡射出之前述入射光束通過前述fθ透鏡朝向前述偏向構件之方式配置。
  3. 如請求項2所述之光束掃描裝置,其中,前述偏向構件係具有旋轉軸、與形成在前述旋轉軸之周圍用以使前述入射光束之反射方向偏向而掃描之複數個反射面之旋轉多面鏡;在與前述主掃描方向正交之副掃描方向上,前述共軛面、前述旋轉多面鏡之前述反射面、及前述被照射面之各者被設定為光學上之共軛關係。
  4. 如請求項3所述之光束掃描裝置,其中,前述共軛面被配置為:投射前述點光之前述被照射面、及前述fθ透鏡之光軸彼此成為平行;來自前述光源裝置之前述入射光束被設定為:在前述副掃描方向上從與前述fθ透鏡之光軸正交之方向往前述光學構件入射;前述光學構件進而包含:反射構件,具有從前述fθ透鏡之光軸配置在前述副掃描方向之一側之第1反射面,以將前述入射光束朝向前述fθ透鏡反射。
  5. 如請求項4所述之光束掃描裝置,其中,前述投射光學系統進而包含:反射構件,具有從前述fθ透鏡之光軸配置在前述副掃描方向之另一側之第2反射面,以使從前述fθ透鏡射出之前述反射光束反射且往前述被照射面垂直地投射;前述第2柱面透鏡係配置在前述第2反射面與前述被照射面之間。
  6. 如請求項5所述之光束掃描裝置,其中,前述第1反射面與前述第2反射面被配置為:將通過藉由前述點光之掃描而規定在前述被照射面上之掃描線上之特定點與前述被照射面垂直之軸線設為照射中心軸時,從前述光源裝置往前述第1反射面入射之前述入射光束之入射軸與前述照射中心軸成為同軸之關係。
  7. 如請求項1至5中任意一項所述之光束掃描裝置,其進而具備:支承架,其構成為:將通過藉由前述點光之掃描而規定在前述被照射面上之掃描線上之特定點與前述被照射面垂直之軸線設為照射中心軸時,可繞與前述照射中心軸在既定之容許範圍內成為同軸之旋轉中心軸旋轉;前述支承架一體地支承前述偏向構件、前述光學構件、及前述投射光學系統;將從前述光源裝置往前述光學構件入射之前述入射光束之入射軸設定為與前述旋轉中心軸同軸。
  8. 一種圖案描繪裝置,其具有:光束掃描單元,其具備:旋轉多面鏡,用以將作為點光而投射之光束在基板上在主掃描方向進行一維掃描;以及投射光學系統,包含用以將在該旋轉多面鏡進行一維掃描之反射光束入射且在前述基板上作為前述點光而聚光之fθ透鏡;藉由在前述主掃描方向掃描前述點光,在與前述主掃描方向交叉之副掃描方向使前述基板與前述光束掃描單元相對移動,而在前述基板上描繪既定之圖案;前述圖案描繪裝置具有:光源裝置,產生往前述光束掃描單元入射之入射光束;以及光學構件,使前述入射光束以從前述fθ透鏡之前述基板側入射且朝向前述旋轉多面鏡之方式進行送光,並且在前述入射光束入射至前述fθ透鏡之前之位置、即與前述基板之被照射面設定為光學上共軛關係之共軛面,將前述入射光束會聚成點。
  9. 如請求項8所述之圖案描繪裝置,其中, 前述光學構件具有:透鏡系統,用以將來自前述光源裝置之前述入射光束在前述共軛面會聚成點;以及第1柱面透鏡,配置在入射會聚後發散前進之前述入射光束之位置,使前述入射光束在前述主掃描方向上成為發散之狀態,在前述副掃描方向上成為大致平行光束且朝向前述fθ透鏡射出;前述投射光學系統進而包含:第2柱面透鏡,配置在前述fθ透鏡與前述基板之間,在前述主掃描方向具有母線。
  10. 如請求項9所述之圖案描繪裝置,其中,前述共軛面、前述旋轉多面鏡之反射面、及前述基板之表面之各者係設定為在前述副掃描方向上彼此光學上之共軛關係。
  11. 如請求項10所述之圖案描繪裝置,其中,來自前述光源裝置之前述入射光束被設定為:從與前述fθ透鏡之光軸正交之方向往前述光束掃描單元入射;前述光學構件進而包含:反射構件,具有從前述fθ透鏡之光軸配置在前述副掃描方向之一側之第1反射面,以將前述入射光束朝向前述fθ透鏡反射。
  12. 如請求項11所述之圖案描繪裝置,其中,前述投射光學系統進而包含:反射構件,具有從前述fθ透鏡之光軸配置在前述副掃描方向之另一側之第2反射面,以使從前述fθ透鏡射出之前述反射光束反射且往前述基板之表面垂直地投射;前述第2柱面透鏡係配置在前述第2反射面與前述基板之間。
  13. 如請求項12所述之圖案描繪裝置,其中,前述第1反射面與前述第2反射面被配置為:將通過藉由前述點光之前述主掃描方向之掃描而規定在前述基板上之掃描線上之特定點與前述基板之表面垂直之軸線設為照射中心軸時,從前述光源裝置往前述第1反射面投射之前述入射光束之入射軸與前述照射中心軸成為同軸之關係。
  14. 如請求項13所述之圖案描繪裝置,其具備:支承架,其構成為:可繞與前述照射中心軸在既定之容許範圍內成為同軸之旋轉中心軸旋轉;前述支承架一體地支承前述旋轉多面鏡、前述投射光學系統、及前述反射構件之前述第1反射面與前述第2反射面;將前述入射光束之前述入射軸設定為與前述旋轉中心軸同軸。
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