專利名稱：掃描曝光方法以及裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及掃描曝光設(shè)備的掃描曝光方法以及使用該掃描曝光設(shè)備的裝置制造方法，尤其涉及適于曝光大掩膜的曝光設(shè)備。
背景技術(shù)：
近期的顯示器，如個(gè)人計(jì)算機(jī)(“PC”)的顯示器和電視機(jī)的顯示器，經(jīng)常使用液晶顯示(“LCD”)基片。LCD基片使用光刻法在玻璃板片上形成預(yù)定形狀的帶有圖形的透明薄膜電極，并且光刻法使用投影曝光設(shè)備，用于將形成于掩膜上的原始圖形通過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)，曝光在玻璃板片的光刻膠層上。
投影光學(xué)設(shè)備包括那類所謂的“分步重復(fù)”及鏡面投影方式。
隨著近期對(duì)大LCD基片的需求，需要投影曝光設(shè)備擴(kuò)大它的曝光區(qū)域。圖13是常規(guī)的普通鏡面投影型掃描曝光設(shè)備中主要部件的示意圖。在圖13中，1表示掩膜，2表示用于掃描掩膜1的掩膜托架(mask stage)，4表示投影光學(xué)系統(tǒng)，5表示諸如玻璃板片的板片，以及6表示用于掃描板片5的板片托架(plate stage)。對(duì)UV敏感的光刻膠被涂敷于板片5的表面上。13是來(lái)自照射系統(tǒng)7的弧形照射光。
如所闡述的，照射系統(tǒng)7利用放置在掩膜1正前方或者位于與掩膜1光共軛位置處的弧形縫隙或狹長(zhǎng)縫隙，產(chǎn)生弧形照射光13。另外，使用如圓柱形透鏡的光學(xué)元件也可以提供類似的弧形照射光。
11表示XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)。被照射的掃描曝光設(shè)備將弧形照射光13的縱向與X軸方向?qū)?zhǔn)，將掩膜托架2和板片托架6的橫向或掃描方向與Y軸方向?qū)?zhǔn)，將與XY平面垂直的方向與Z軸方向?qū)?zhǔn)。
現(xiàn)在給出操作原理的簡(jiǎn)要說(shuō)明。掩膜1上的圖形只有被弧形照射光照射的部分10被投影和轉(zhuǎn)移。按照箭頭9的方向以特定速度掃描掩膜1，也可以按照箭頭8的方向并以前面的速度乘以投影光學(xué)系統(tǒng)4的圖像放大倍率所得到的速度掃描板片托架6，掩膜1上的整個(gè)電路圖形被投影和轉(zhuǎn)移到板片5上。
托架控制系統(tǒng)將掩膜1和板片5同步，并控制它們的掃描。整個(gè)電路圖形被轉(zhuǎn)移后，板片托架6在X方向和Y方向上移動(dòng)或步進(jìn)一個(gè)確定的量，以便以上述相同的方法重復(fù)對(duì)板片5上多個(gè)不同位置的圖形轉(zhuǎn)移，并曝光掩膜上比畫出的區(qū)域更大的區(qū)域。
具有大掩膜的掃描曝光有效地令用于寬闊曝光區(qū)域的曝光設(shè)備可以曝光大板片，如具有高處理能力的大尺寸液晶屏，并要求掩膜上的圖形聚焦在橫跨整個(gè)寬闊曝光區(qū)域的板片上。
陰極片，如掩膜，當(dāng)被水平支撐時(shí)，由于其自身的重量將變形。根據(jù)材料的強(qiáng)度，掩膜的重量變形與掩膜一側(cè)長(zhǎng)度的四次方成比例，并當(dāng)掩膜變大時(shí)該重量變形顯著增加。例如，下面的等式給出了具有自由支撐的兩個(gè)邊緣的水平掩膜的最大變形量ymaxymax＝(5wL4)/384EI (1)其中w是每單位長(zhǎng)度的重量，L是被支撐距離的長(zhǎng)度，E是楊氏系數(shù)(Young’s modulus)，I是幾何轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
具有固定的兩個(gè)邊緣的水平掩膜的最大變形量ymax由下面的等式給出ymax＝(wL4)/384EI (2)例如，L＝500mm、厚度為10mm的石英掩膜具有被支撐的兩個(gè)邊緣時(shí)的最大變形量ymax＝30μm，或者具有固定的兩個(gè)邊緣時(shí)的Ymax＝6μm。
另一方面，鏡面投影型投影光學(xué)系統(tǒng)具有大約±30μm的景深(“DOF”)。
因此，相對(duì)于掩膜圖形投影圖像的DOF不能忽略掩膜的重量變形，并且其將使如分辨率的轉(zhuǎn)移特性惡化。
即使當(dāng)掩膜支撐設(shè)備14如圖5所示在同一個(gè)平面上支撐掩膜的四個(gè)周邊時(shí)，掩膜也發(fā)生了如圖6所示具有不同截面形狀的復(fù)雜變形。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的代表性的目的在于提供一種掃描曝光設(shè)備的掃描曝光方法以及利用該該掃描曝光設(shè)備的裝置制造方法，該掃描曝光設(shè)備利用弧形照射光將掩膜上的圖形通過(guò)使用掃描曝光方法的投影光學(xué)系統(tǒng)曝光在一個(gè)板片上，使得照射由于自身重量而變形的掩膜的具有高分辨率的大屏幕上的投影曝光更容易。
本發(fā)明的一個(gè)方面的掃描曝光方法，用于利用弧形照射光照射掩膜上的圖形，并且用于將由照射光學(xué)系統(tǒng)照射的掩膜上的圖形投射到一個(gè)板片上，掃描曝光設(shè)備相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)同步掃描掩膜和該板片，并使掩膜支撐機(jī)構(gòu)僅在與掃描方向平行的兩邊支撐掩膜，該方法包括以下步驟曝光焦距測(cè)量圖形掩膜，由在板片上的焦距測(cè)量圖形圖像的光強(qiáng)度或分辨率性能測(cè)量特定區(qū)域的焦距位置，線性內(nèi)插測(cè)量結(jié)果并確定圖像平面位置，計(jì)算用于傾斜掩膜和/或該板片的傾斜角度，以便將該板片表面置于圖像表面位置的聚焦板片上，根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)校正掩膜托架和/或板片托架的傾斜面，并曝光實(shí)際的掩膜。
掃描曝光方法在由焦距測(cè)量圖形測(cè)量特定區(qū)域的聚焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，還可以包括如下步驟在掃描方向上僅掃描焦距測(cè)量圖形掩膜，并根據(jù)置于特定曝光區(qū)域中的光量檢測(cè)器的輸出，確定圖像表面的位置。
該掃描曝光方法在由焦距測(cè)量圖形測(cè)量特定區(qū)域的聚焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，還可以包括如下步驟在掃描方向上，曝光焦距測(cè)量圖形掩膜和涂敷了感光材料的板片，由該板片上被感光的圖像檢驗(yàn)聚焦?fàn)顟B(tài)，并根據(jù)該檢驗(yàn)數(shù)據(jù)確定圖像平面位置。
本發(fā)明的另一方面的裝置制造方法包括如下步驟使用上述掃描曝光方法將裝置圖形曝光到板片上，并將已被曝光的板片顯影。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式主要部件的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式主要部件的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式主要部件的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方式主要部件的示意圖；圖5是承受四邊的掩膜支撐方法的示意圖；圖6是用于解釋承受四邊的掩膜支撐方法中重量變形的圖；圖7是在掃描方向上承受兩邊的掩膜支撐方法的示意圖；圖8是用于解釋承受兩邊的掩膜支撐方法中重量變形的圖；圖9是用于解釋第一至第四實(shí)施方式和托架校正量的圖；圖10是用于獲得傾斜校正量的流程圖；圖11是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的裝置制造方法的流程圖；圖12是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的裝置制造方法的流程圖；以及圖13是常規(guī)的掃描曝光設(shè)備中主要部件的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式主要部件的示意圖，其中1表示掩膜。掩膜支撐方法使用圖7所示掩膜支撐機(jī)構(gòu)15，以便在掃描方向上，沿掩膜兩邊承受和支撐掩膜，并使得其在如圖8所示的方向或者與掃描方向或者X方向垂直的Y方向上由于其自身重量而變形。該方法提供了具有恒定截面形狀的掩膜。支撐掩膜托架2的掩膜托架支腳3為了校正掩膜上被照射的弧形圖形10成像位置的偏移量而向一個(gè)方向傾斜，或者為了校正掩膜被照射的弧形區(qū)域和板片之間的光程而向一個(gè)方向傾斜。在此狀態(tài)下，掩膜上的圖形被曝光于板片5上。4是投影光學(xué)系統(tǒng)，6是用于支撐由玻璃板片制成的板片5的板片托架。對(duì)UV敏感的光刻膠被涂敷在板片5的表面。
另外，本發(fā)明可以將板片5傾斜而不是將掩膜1傾斜(如第二實(shí)施方式)或如在后面進(jìn)行描述的將兩者同時(shí)傾斜(如第三實(shí)施方式)。
13是來(lái)自照射系統(tǒng)7的弧形照射光。如已闡述的，照射系統(tǒng)7利用放置在掩膜1正前方或者位于與掩膜1光共軛位置處的弧形縫隙或狹長(zhǎng)縫隙，提供弧形照射光13。另外，使用如圓柱形透鏡的光學(xué)元件也可以提供類似的弧形照射光，并在掩膜圖形表面形成弧形照射區(qū)域圖形10。
如所闡述的，11表示XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)。被照射的掃描曝光設(shè)備將弧形照射光13的縱向與X軸方向?qū)?zhǔn)，將掩膜托架2和板片托架6的橫向或掃描方向與Y軸方向?qū)?zhǔn)，將與XY平面垂直的方向與Z軸方向?qū)?zhǔn)。
本實(shí)施方式僅將掩膜1上受到弧形照射光曝光的圖形部分10進(jìn)行了投影和轉(zhuǎn)移。通過(guò)在箭頭9的方向上以特定速度掃描掩膜1，或者在箭頭8的方向上以前面的速度乘以投影光學(xué)系統(tǒng)4的成像放大倍率所得到的速度掃描板片托架6，掩膜1上的整個(gè)電路圖形被投影并被轉(zhuǎn)移到板片5上。
托架控制系統(tǒng)使掩膜托架2和板片托架6同步，并控制它們的掃描。整個(gè)電路圖形被轉(zhuǎn)移后，板片托架6在X方向和Y方向上移動(dòng)或步進(jìn)特定的量，以便以上述相同的方法重復(fù)轉(zhuǎn)移板片5上多個(gè)不同位置的圖形。
在支撐掩膜1時(shí)，掩膜支撐設(shè)備15不能在機(jī)械上截?cái)嗌鲜鐾队肮鈱W(xué)系統(tǒng)的光路。當(dāng)掩膜1和板片5相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)被掃描時(shí)，可以僅在掩膜1的邊緣支撐它。因此，掩膜1由于其自身的重量而在重力方向變形。當(dāng)掩膜1的重量變形從投影光學(xué)系統(tǒng)觀看時(shí)，掩膜1的中心部分在投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上接近板片5，而邊緣沿光軸方向與板片分離。結(jié)果，通過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)，圖像表面位置的圖形或圖像的形狀使得弧形被照射圖形的中心部分散焦，而在邊緣聚焦。
本實(shí)施方式通過(guò)保持掩膜1上被照射區(qū)域10和板片5上被照射區(qū)域之間距離的恒定，以如下方式抵償掩膜的變形圖7中的掩膜支撐設(shè)備15首先支撐掩膜1，使得掩膜1在特定方向上由于其自身的重量而變形，由此掩膜1達(dá)到動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。然后，掩膜1或掩膜托架支腳3傾斜，以使掩膜1上被照射區(qū)域10和板片5之間的距離保持恒定，由此由弧形照射光曝光的圖形部分與投影光學(xué)系統(tǒng)的對(duì)象表面大致對(duì)應(yīng)。由于通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像的圖形圖像表面與板片5的表面大致對(duì)應(yīng)，所以弧形圖形圖像聚焦于板片5的表面獲得最佳曝光。
掩膜的重量變形在與掃描方向垂直的方向上放大被投影的圖像。掩膜或板片從掃描方向向光軸方向的傾斜，放大了掃描方向上的圖形圖像。
由本申請(qǐng)人提交的日本專利No.8-306618中公開的放大率校正光學(xué)系統(tǒng)4a適用于校正在與掃描方向垂直的方向上的成像放大倍率。托架控制系統(tǒng)改變掩膜1和板片5之間的速率，以便校正掃描方向上的投影或掃描放大倍率。
對(duì)掩膜邊緣的固定支撐不會(huì)令掩膜圖形表面形成極好的圓柱狀表面，并將在被投影的圖像中引起失真。然而，這可以由光校正設(shè)備(未示出)進(jìn)行校正。
因此，本實(shí)施方式將歷來(lái)是困難的整個(gè)弧形狹長(zhǎng)區(qū)域適當(dāng)?shù)鼐劢梗⑻峁┝伺c投影光學(xué)系統(tǒng)的操作相對(duì)應(yīng)的圖形圖像。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式主要部件的示意圖。該實(shí)施方式與圖1的第一實(shí)施方式不同，其在將掩膜1上的圖形曝光在板片5上時(shí)，傾斜的是板片5而不是掩膜1。其他結(jié)構(gòu)幾乎都相同。
類似地，當(dāng)掩膜1的邊緣被支撐時(shí)，掩膜1由于其自身的重量而變形。本實(shí)施方式中的掩膜變形，而板片5上的圖形圖像表面在向掩膜1彎曲的圓柱形側(cè)表面上形成弧形圖形圖像的中心部分?？紤]到這一情況，第二實(shí)施方式相應(yīng)地傾斜板片5并對(duì)其進(jìn)行掃描以便進(jìn)行曝光。
可以使用傾斜板片5的設(shè)備，例如，用于板片托架的傾斜機(jī)構(gòu)。
因此，本實(shí)施方式將歷來(lái)是困難的整個(gè)弧形狹長(zhǎng)區(qū)域適當(dāng)?shù)鼐劢?，并提供了具有高分辨率的圖形圖像。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式主要部件的示意圖。該實(shí)施方式與圖1的第一實(shí)施方式不同，其為了將掩膜1上的圖形曝光在板片上，相對(duì)于掃描方向傾斜掩膜1和板片5。其他結(jié)構(gòu)幾乎都相同。
類似地，當(dāng)掩膜1的邊緣被支撐時(shí)，掩膜1由于其自身的重量而變形。本實(shí)施方式中的掩膜變形，而板片5上的圖形圖像表面在向掩膜1彎曲的圓柱形側(cè)表面上形成弧形圖形圖像的中心部分。對(duì)曝光系統(tǒng)中的這一現(xiàn)象進(jìn)行處理，第三實(shí)施方式相應(yīng)地傾斜掩膜1和板片5并對(duì)其進(jìn)行掃描以便進(jìn)行曝光。
本實(shí)施方式使用圖7所示的掩膜支撐設(shè)備15支撐掩膜1，然后，相對(duì)于掃描方向同時(shí)傾斜掩膜1和板片5，而保持掩膜1上的被照射弧形區(qū)域10和板片5之間的距離恒定。
換句話說(shuō)，不象第一實(shí)施方式中僅傾斜掩膜1或者象第二實(shí)施方式中僅傾斜板片5，本實(shí)施方式同時(shí)傾斜掩膜1和板片5。
本實(shí)施方式為了校正散焦，同時(shí)傾斜掩膜1和板片5比僅分別傾斜掩膜1和板片5中的一個(gè)具有較小的傾斜量。
已討論的三個(gè)實(shí)施方式只是簡(jiǎn)單地將掩膜1和/或板片5進(jìn)行傾斜，并在其縱向上對(duì)它們進(jìn)行掃描。上述實(shí)施方式是相對(duì)簡(jiǎn)單和有效的實(shí)施方式。
下面根據(jù)這些實(shí)施方式，將對(duì)成功地處理了圖4和圖5所示具有變形的有問(wèn)題的掩膜1的本發(fā)明進(jìn)行描述。
上述三個(gè)實(shí)施方式通過(guò)支撐掩膜1和/或板片5，以便在其縱向被掃描，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)整它們的傾斜面，并且優(yōu)選地根據(jù)它們的掃描位置調(diào)整它們的傾斜角度的情況也是有效的。
例如，當(dāng)傾斜角度根據(jù)掩膜1的掃描位置線性變化時(shí)，如圖4和5所示的由于其自身重量而引起的掩膜1的變形是可以校正的。
將參照?qǐng)D9進(jìn)行描述，圖9是用于解釋在上述三個(gè)實(shí)施方式中掃描位置和支撐掩膜1和/或板片5的托架傾斜角度之間關(guān)系的圖。
上述三個(gè)實(shí)施方式可以以圖9中幾乎恒定的傾斜角度“A”進(jìn)行掃描。在此情況下，可以對(duì)托架的傾斜角度進(jìn)行機(jī)械地調(diào)整或控制。另一方面，這對(duì)于圖4和圖5所示變形的掩膜1是相當(dāng)復(fù)雜的。最初，本發(fā)明對(duì)于具有二維曝光區(qū)域的設(shè)備是相當(dāng)有效的。本發(fā)明的一個(gè)代表性的目的是將光軸方向上最前面和最后面的掃描圖形的位置與板片5對(duì)準(zhǔn)。
對(duì)于圖4和圖5所示的變形掩膜1而言，重要的是二維曝光區(qū)域與板片5的上表面在統(tǒng)計(jì)上一致。如圖9中“B”所示，該實(shí)施方式線性改變了托架位置與托架傾斜角度之間的關(guān)系。圖9中虛線所示部分表明在掃描方向上軸對(duì)稱的二維曝光區(qū)域，而圖9中“B”在掃描方向上不對(duì)稱。掃描不對(duì)稱區(qū)域需要平衡掃描圖形中最前面和最后面的圖形之間的聚焦?fàn)顟B(tài)。
由于掩膜1在所有工序中具有恒定的厚度，所以可以使用對(duì)于一種曝光工序是可用的有代表性的掩膜，以便準(zhǔn)備傾斜角度臺(tái)。另外，根據(jù)掩膜1變形量的計(jì)算結(jié)果，可以計(jì)算掩膜1和/或板片5的傾斜量，并用于控制傾斜角度。
圖10是通過(guò)收集上述用于調(diào)整和校正的必要數(shù)據(jù)獲得傾斜校正量的流程圖。為了獲得校正量，首先準(zhǔn)備用于焦距測(cè)量的圖形掩膜，并將其安裝在曝光設(shè)備上。下面的代表性步驟至少在二維狹長(zhǎng)圖形圖像區(qū)域的三個(gè)位置上安裝一個(gè)光量測(cè)量設(shè)備，該設(shè)備在虛擬板片表面位置上設(shè)置其測(cè)量焦距的位置，并利用焦距測(cè)量圖形掩膜進(jìn)行掃描曝光。利用圖形掩膜上曝光位置和已測(cè)量的光量之間的關(guān)系以及數(shù)據(jù)的線性內(nèi)插處理，可以對(duì)由于變形的掩膜產(chǎn)生的圖像表面位置的細(xì)微變化進(jìn)行分析。分析結(jié)果將為傾斜機(jī)構(gòu)和校正臺(tái)提供計(jì)算出的調(diào)整量。
另一個(gè)實(shí)施方式準(zhǔn)備了一種焦距測(cè)量掩膜圖形，將其裝入曝光設(shè)備，然后，對(duì)在其上涂敷了感光材料的焦距評(píng)估板片進(jìn)行掃描曝光。二維曝光區(qū)域的聚焦?fàn)顟B(tài)可以通過(guò)評(píng)估已被顯影的圖形進(jìn)行測(cè)量。
為了進(jìn)行快速而價(jià)廉的評(píng)估，通過(guò)實(shí)際曝光確定聚焦位置的方法可以使用具有無(wú)需顯影的感光材料(如對(duì)光反應(yīng)變色的材料)的板片，取代具有需要顯影的感光材料(如光刻膠)的板片。為此，可以對(duì)板片上的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，但是為了節(jié)省測(cè)量和處理的時(shí)間，可以對(duì)板片上的特定區(qū)域進(jìn)行測(cè)量。
線性內(nèi)插焦距數(shù)據(jù)，用于曝光區(qū)域中的特定的具有代表性的點(diǎn)并根據(jù)托架位置確定托架傾斜角度。在調(diào)整機(jī)構(gòu)時(shí)，根據(jù)該數(shù)據(jù)計(jì)算傾斜設(shè)備的調(diào)整量。
這樣對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。在根據(jù)托架位置控制托架傾斜面時(shí)，為了完全控制托架位置，例如可以準(zhǔn)備和使用校正臺(tái)。
然后，說(shuō)明通常的曝光步驟。
下面將對(duì)使用上述投影曝光設(shè)備的液晶屏制造方法的實(shí)施方式進(jìn)行描述。
圖11是用于制造液晶屏的流程圖。在本實(shí)施方式中，步驟1(陣列設(shè)計(jì)步驟)設(shè)計(jì)一個(gè)液晶陣列電路。步驟2(掩膜制造步驟)形成具有所設(shè)計(jì)的陣列圖形的掩膜。步驟3(板片制造步驟)制造玻璃板片。步驟4(陣列制造步驟)，其也被稱作“預(yù)處理”，利用準(zhǔn)備好的掩膜和板片通過(guò)光刻法在玻璃板片上形成實(shí)際的電路。
步驟5(屏制造步驟)，其也被稱作“后處理”，將已在分開的步驟中制造的濾色鏡粘在一起的后邊緣密封，并注入液晶。步驟6(檢查步驟)對(duì)已安裝翼片和背光的液晶屏模塊進(jìn)行各種檢測(cè)，如性能檢測(cè)和耐久性檢測(cè)，并在步驟5之后進(jìn)行老化測(cè)試。通過(guò)這些步驟，液晶屏制造完成并被裝運(yùn)(步驟7)。
圖12是步驟4中構(gòu)造陣列的詳細(xì)流程圖。步驟11(薄膜形成之前進(jìn)行清潔)在玻璃板片表面形成薄膜之前，對(duì)其進(jìn)行清潔的預(yù)處理。步驟12(PCVD)在玻璃板片表面形成薄膜。步驟13(抗蝕劑涂敷步驟)將需要的抗蝕劑涂敷到玻璃板片的表面，并烘烤它。步驟14(曝光步驟)將掩膜上的陣列圖形曝光在使用上述曝光設(shè)備的玻璃板片上。
步驟15(顯影步驟)將曝光的玻璃板片顯影。步驟16(蝕刻步驟)對(duì)被顯影的抗蝕劑圖像以外的部分進(jìn)行蝕刻。步驟17(抗蝕劑剝離步驟)在蝕刻后移除廢棄的抗蝕劑。重復(fù)這些步驟直到在板片上形成多層電路圖形。
利用本實(shí)施方式的制造方法將容易地制造出優(yōu)質(zhì)的液晶屏。
上述實(shí)施方式使得對(duì)本發(fā)明的理解變得更容易，但是它并不限制本發(fā)明的范圍。上述實(shí)施方式中公開的每個(gè)部件意在包括本發(fā)明范圍內(nèi)的所有改進(jìn)的和等同的方案。
例如，當(dāng)上述實(shí)施方式討論鏡面投影方式下與實(shí)物大小相同的掃描曝光設(shè)備時(shí)，本發(fā)明對(duì)于利用弧形照射光照射掩膜的曝光設(shè)備，如具有象投影光學(xué)系統(tǒng)的兼有反射光和折射光學(xué)系統(tǒng)的分步掃描縮影投影曝光設(shè)備而言是適用的。
圖4是本發(fā)明的第四實(shí)施方式主要部件的示意圖。該實(shí)施方式不同于第一到第三實(shí)施方式，其投影光學(xué)系統(tǒng)是兼有反射光和折射光的系統(tǒng)。其他結(jié)構(gòu)與上面的相同。
該實(shí)施方式可以傾斜掩膜1、板片5，或者掩膜1和板片5。
在掃描方向上的放大倍率校正和在垂直掃描方向的方向上的放大倍率校正與第一實(shí)施方式所述相同。
與圖2相比，本實(shí)施方式形成的圖像與鏡面投影型反轉(zhuǎn)180°，使用如圖4所示的用于掩膜1和板片5的反轉(zhuǎn)的掃描方向，以及因此反轉(zhuǎn)的傾斜方向。其他結(jié)構(gòu)與上面的相同。
用于曝光的照射光可以使用水銀燈發(fā)出的任何一種射線(例如，g射線，和i射線)，KrF激態(tài)原子激光(波長(zhǎng)為248nm)，ArF激態(tài)原子激光(波長(zhǎng)為193nm)，F(xiàn)2激光(波長(zhǎng)為157nm)，Ar2激光(波長(zhǎng)為126nm)，YAG激光以及其他更高的諧波。
本發(fā)明不僅適用于制造LCD裝置的曝光設(shè)備，而且適用于制造半導(dǎo)體器件、薄膜磁頭以及圖像拾取裝置(CCD及類似裝置)的設(shè)備，以及那些將電路圖形轉(zhuǎn)移到玻璃板片、硅晶片或類似物以便獲得標(biāo)線片或掩膜的設(shè)備。
因此，本發(fā)明可以提供一種掃描曝光設(shè)備的掃描曝光方法以及利用該掃描曝光設(shè)備的裝置制造方法，該掃描曝光設(shè)備利用弧形照射光將掩膜上的圖形通過(guò)使用掃描曝光方法的投影光學(xué)系統(tǒng)曝光在一個(gè)板片上，使得在照射由于自身重量而變形的掩膜時(shí)在高分辨率的大屏幕上的投影曝光更容易。當(dāng)使用弧形照射光照射掩膜時(shí)，掩膜上的圖形由利用掃描曝光方法的投影光學(xué)系統(tǒng)投影并曝光在板片上。本發(fā)明可以提供一種掃描曝光設(shè)備的掃描曝光方法和一種利用該該掃描曝光設(shè)備的裝置制造方法，其可以方便地在高分辨率的大屏幕上進(jìn)行投影和曝光，而通過(guò)將掩膜變形為適當(dāng)?shù)男螤羁梢詫⒃撗谀ぷ冃?，并校正掩膜弧形照射區(qū)域和板片之間的距離。
此外，本發(fā)明可以令具有弧形照射光的掃描曝光設(shè)備，通過(guò)傾斜板片或同時(shí)傾斜掩膜和板片，調(diào)整整個(gè)弧形照射區(qū)域的聚焦。
本發(fā)明可以有效地校正由于掩膜的重量變形引起的散焦。
權(quán)利要求
1.一種掃描曝光方法，用于利用弧形照射光照射掩膜上的圖形，并且用于將由照射光學(xué)系統(tǒng)照射的所述掩膜上的所述圖形投影到一個(gè)板片上，掃描曝光設(shè)備相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)同步掃描所述掩膜和所述板片，并使掩膜支撐機(jī)構(gòu)僅在與掃描方向平行的兩邊支撐所述掩膜，所述方法包括如下步驟曝光焦距測(cè)量圖形掩膜；由所述板片上的焦距測(cè)量圖形圖像的光強(qiáng)度或分辨率性能，測(cè)量特定區(qū)域的聚焦位置；線性內(nèi)插測(cè)量結(jié)果并確定圖像平面位置；計(jì)算用于傾斜所述掩膜和/或所述板片的傾斜角度，使得將所述板片表面置于圖像表面位置的聚焦平面中；根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)，校正掩膜托架和/或板片托架的傾斜；以及曝光實(shí)際的掩膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描曝光方法，在由所述焦距測(cè)量圖形測(cè)量所述特定區(qū)域的聚焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，還包括如下步驟僅在掃描方向上掃描所述焦距測(cè)量圖形掩膜；以及根據(jù)置于特定曝光區(qū)域中的光量檢測(cè)器的輸出，確定所述圖像表面位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描曝光方法，在由所述焦距測(cè)量圖形測(cè)量所述特定區(qū)域的所述聚焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，還包括如下步驟在掃描方向上，曝光所述焦距測(cè)量圖形掩膜和被涂敷了感光材料的板片；由所述板片上被感光的圖像，檢驗(yàn)聚焦?fàn)顟B(tài)；以及根據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定所述圖像平面位置。
4.一種裝置制造方法，包括如下步驟利用掃描曝光方法將裝置圖形曝光到一個(gè)板片上；以及顯影被曝光的所述板片，其中所述掃描曝光方法利用弧形照射光照射掩膜上的圖形，并將由照射光學(xué)系統(tǒng)照射的所述掩膜上的所述圖形投影到板片上，掃描曝光設(shè)備相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)同步掃描所述掩膜和所述板片，并使掩膜支撐機(jī)構(gòu)僅在與掃描方向平行的兩邊支撐所述掩膜，所述方法包括如下步驟曝光焦距測(cè)量圖形掩膜；由所述板片上焦距測(cè)量圖形圖像的光強(qiáng)度或分辨率性能，測(cè)量特定區(qū)域的聚焦位置；線性內(nèi)插測(cè)量結(jié)果并確定圖像平面位置；計(jì)算用于傾斜所述掩膜和/或所述板片的傾斜角度，使得將所述板片表面置于圖像表面位置的聚焦平面中；根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)，校正掩膜托架和/或板片托架的傾斜；以及曝光實(shí)際的掩膜。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種掃描曝光方法，用于利用弧形照射光照射掩膜上的圖形，并且用于將由照射光學(xué)系統(tǒng)照射的掩膜上的圖形投影到板片上，掃描曝光設(shè)備相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)同步掃描掩膜和板片，所述方法包括如下步驟曝光焦距測(cè)量圖形掩膜；由板片上的焦距測(cè)量圖形圖像的光強(qiáng)度或分辨率性能，測(cè)量特定區(qū)域的聚焦位置；線性內(nèi)插測(cè)量結(jié)果并確定圖像平面位置；計(jì)算用于傾斜掩膜和/或板片的傾斜角度，使得將板片表面置于圖像表面位置的聚焦平面中；根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)，校正掩膜托架和/或板片托架的傾斜；以及曝光實(shí)際的掩膜。本發(fā)明還提供了一種裝置制造方法包括如下步驟使用上述掃描曝光方法將裝置圖形曝光到板片上，并將已被曝光的板片顯影。
文檔編號(hào)G03F1/44GK1800991SQ20051009321
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2003年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者香田徹, 筒井慎二 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社