專利名稱：使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置，其利用將微透鏡2維排列的微透鏡陣列，將掩模圖案在基板上曝光。
背景技術(shù)：
對(duì)于薄膜晶體管液晶基板和彩色濾光片基板等，將形成于玻璃基板上的抗蝕劑膜等多次疊加曝光，形成既定的圖案。這些被曝光基板在其膜形成過(guò)程中會(huì)發(fā)生伸縮，疊加曝光的下層圖案根據(jù)制造條件(曝光裝置特性和溫度條件)，有時(shí)會(huì)不同于設(shè)計(jì)上的間距。在這樣的疊加曝光中，若產(chǎn)生曝光位置的間距的變化，則該間距的變化必須在曝光裝置側(cè)進(jìn)行倍率校正來(lái)補(bǔ)償。即，在被曝光基板產(chǎn)生尺寸變動(dòng)的情況下，針對(duì)間距偏離的量，需要通過(guò)調(diào)整像的倍率，將該像配置在變動(dòng)后的間距的基板上的既定位置的中央。另一方面，近來(lái)提出了使用將微透鏡2維配置的微透鏡陣列的掃描曝光裝置(專利文獻(xiàn)I) ο該掃描曝光裝置中，將多個(gè)微透鏡陣列在一個(gè)方向排列，通過(guò)在與該排列方向垂直的方向上，將基板和掩模相對(duì)于微透鏡陣列和曝光光源而相對(duì)地移動(dòng)，曝光光掃描掩模，使由掩模的孔形成的曝光圖案在基板上成像。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007-3829。

發(fā)明內(nèi)容
然而，該以往的掃描曝光裝置具有以下所示的問(wèn)題。在使用將通常的透鏡組合使用的投影光學(xué)系統(tǒng)的曝光裝置中，容易通過(guò)調(diào)整透鏡的間隔等來(lái)調(diào)整倍率。但是，在微透鏡的情況下，在厚度例如為4mm的板中，通過(guò)將8個(gè)透鏡沿光軸方向配置，使正立等倍像在基板上成像，因此無(wú)法進(jìn)行倍率的調(diào)整。因此，在使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置中，具有無(wú)法應(yīng)對(duì)被曝光基板的間距變更這樣的問(wèn)題。本發(fā)明是鑒于該問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置，在使用微透鏡陣列的曝光裝置中，使用能夠調(diào)整利用微透鏡陣列導(dǎo)致的曝光位置的微透鏡陣列。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置，該掃描曝光裝置即使產(chǎn)生曝光圖案與基準(zhǔn)圖案的偏離，也能在曝光中檢測(cè)該偏離，防止曝光圖案的位置偏離，能夠提高重疊曝光的曝光圖案的精度。本發(fā)明所涉及的使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置的特征在于，具有:微透鏡陣列，配置在應(yīng)曝光基板的上方，相互層疊配置有多塊各由多個(gè)微透鏡2維配置而構(gòu)成的單位微透鏡陣列；掩模，配置在該微透鏡陣列的上方，形成有既定的曝光圖案；曝光光源，對(duì)該掩模照射曝光光；以及移動(dòng)部件，使所述單位微透鏡陣列的至少一部分相對(duì)于其他單位微透鏡陣列移動(dòng)，使得其構(gòu)成微透鏡的光軸偏移，通過(guò)使所述單位微透鏡陣列間的光軸偏移，來(lái)調(diào)整利用微透鏡陣列導(dǎo)致的基板上的曝光位置。
在使用該微透鏡陣列的掃描曝光裝置中，例如構(gòu)成為所述微透鏡陣列由4塊單位微透鏡陣列構(gòu)成，第I層和第2層單位微透鏡陣列與第3層和第4層單位微透鏡陣列之間的微透鏡的光軸偏移?；蛘邩?gòu)成為所述微透鏡陣列由多塊單位微透鏡陣列構(gòu)成，在所層疊的單位微透鏡陣列間的特定的倒立成像位置，微透鏡的光軸各自偏移。進(jìn)而，還可以構(gòu)成為，
所述微透鏡陣列沿著所述基板的表面配置多個(gè)，
所述曝光裝置還具有:
圖像檢測(cè)部，檢測(cè)所述基板的圖像；圖像處理部，基于該圖像的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行圖像處理，得到在基板上形成的基準(zhǔn)圖案；以及控制部，計(jì)算該基準(zhǔn)圖案與要曝光的所述掩模的曝光圖案之間的偏離，并經(jīng)由所述移動(dòng)部件調(diào)整各所述微透鏡陣列的微透鏡的光軸的位置，以消除所述基準(zhǔn)圖案與所述曝光圖案的偏離，調(diào)整利用所述多個(gè)微透鏡陣列導(dǎo)致的基板上的曝光位置，使曝光圖案與所述基準(zhǔn)圖案一致。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，在基本上進(jìn)行正立等倍像曝光的微透鏡陣列中，能夠調(diào)整其曝光位置，能夠得到與模擬地調(diào)整倍率同樣的效果。而且，在使用該微透鏡陣列的曝光裝置中，在曝光中，通過(guò)檢測(cè)基板的圖像并檢測(cè)其基準(zhǔn)圖案，在曝光中檢測(cè)出基準(zhǔn)圖案與曝光圖案的位置偏離，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)微透鏡陣列的傾斜角度來(lái)消除該位置偏離。這樣，由于實(shí)時(shí)檢測(cè)并消除曝光的位置偏離，因此能夠有效提高疊加曝光的曝光位置的尺寸精度。


圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的曝光裝置的示意圖。圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的曝光裝置的I個(gè)微透鏡陣列的局部的縱向首1J視圖。圖3是示出排列有多個(gè)該微透鏡陣列的曝光裝置的立體圖。圖4是示出微透鏡的圖。圖5(a)、(b)是示出其光闌的圖。圖6是示出微透鏡的6角視場(chǎng)光闌的配置的俯視圖。圖7是示出排列有多個(gè)微透鏡陣列的其他曝光裝置的立體圖。圖8是示出利用多個(gè)微透鏡陣列的曝光光的投影狀態(tài)的示意圖。圖9是示出單位微透鏡陣列的配置的示意圖。圖10是示出單位微透鏡陣列的微透鏡的光軸的偏移的示意圖。圖11是示出單位微透鏡陣列的配置的示意立體圖(無(wú)偏移)。圖12是示出單位微透鏡陣列的配置的示意立體圖(有偏移)。圖13是示出利用多個(gè)微透鏡陣列的曝光光的投影狀態(tài)的示意圖。圖14是示出利用CXD照相機(jī)的曝光像的檢測(cè)方法的俯視圖。圖15(a)、(b)是示出曝光圖案的圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的曝光裝置的示意圖，圖2是同樣示出其I個(gè)微透鏡陣列的局部的縱向剖視圖，圖3是示出排列有多個(gè)該微透鏡陣列的狀態(tài)的立體圖，圖4是示出微透鏡的光學(xué)機(jī)構(gòu)的圖，圖5(a)、(b)是示出其光闌的圖，圖6是示出微透鏡的6角視場(chǎng)光闌的配置的俯視圖，圖7是示出排列有多個(gè)微透鏡陣列的其他曝光裝置的立體圖。如圖1所示，從曝光光源4出射的曝光光經(jīng)由包含平面反射鏡的光學(xué)系統(tǒng)21，被引導(dǎo)至掩模3，透射掩模3的曝光光照射至微透鏡陣列2，形成于掩模3的圖案利用微透鏡陣列2在基板I上成像。在該光學(xué)系統(tǒng)21的光路上配置有分色鏡22，來(lái)自照相機(jī)23的觀察光在分色鏡22反射,與來(lái)自曝光光源4的曝光光同軸地朝向掩模3。另外,該觀察光由微透鏡陣列2聚焦在基板I上，反射已經(jīng)在基板I形成的基準(zhǔn)圖案，該基準(zhǔn)圖案的反射光經(jīng)由微透鏡陣列2、掩模3和分色鏡22入射至照相機(jī)23。照相機(jī)23檢測(cè)出該基準(zhǔn)圖案的反射光，將該檢測(cè)信號(hào)輸出至圖像處理部24。圖像處理部24對(duì)基準(zhǔn)圖案的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行圖像處理，得到基準(zhǔn)圖案的檢測(cè)圖像。在圖像處理部24得到的基準(zhǔn)圖案的圖像信號(hào)被輸入至控制部25，控制部25計(jì)算掩模3的當(dāng)前位置(即，掩模3要曝光的曝光圖案的位置)與檢測(cè)到的基準(zhǔn)圖案的位置之間的偏離，計(jì)算用于消除該偏離量的微透鏡陣列2的曝光校正量。然后，控制部25將與該微透鏡陣列2的曝光校正量相應(yīng)的信號(hào)輸出至致動(dòng)器20，其中，致動(dòng)器20作為使該微透鏡陣列2的單位微透鏡陣列移動(dòng)的移動(dòng)部件，致動(dòng)器20基于該信號(hào)，對(duì)微透鏡陣列2的微透鏡2a的光軸進(jìn)行偏移驅(qū)動(dòng)?；錓和掩模3能夠成為一體地在一定的方向上移動(dòng)，微透鏡陣列2與曝光光源4和光學(xué)系統(tǒng)21被固定地配置。然后，基板I和掩模3通過(guò)在一個(gè)方向上移動(dòng)，使曝光光在基板上掃描，在從玻璃基板制造I塊基板的所謂取出I塊的基板的情況下，利用上述一個(gè)掃描來(lái)曝光基板的整個(gè)表面。接下來(lái)，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明利用微透鏡陣列的曝光形態(tài)。如圖2所示，在玻璃基板等被曝光基板I的上方配置有由多個(gè)微透鏡2a 2維配置而構(gòu)成的微透鏡陣列2，進(jìn)一步在該微透鏡陣列2上配置有掩模3，在掩模3的上方配置有曝光光源4。此外，圖1和圖2僅圖示了 I個(gè)微透鏡陣列。掩模3在透明基板3a的下表面形成有由Cr膜3b構(gòu)成的遮光膜，曝光光透射形成于該Cr膜3b的孔，利用微透鏡陣列2聚焦在基板上。如上所述，在本實(shí)施方式中，例如微透鏡陣列2和曝光光源4被固定，通過(guò)基板I與掩模3同步地沿箭頭5方向移動(dòng)，來(lái)自曝光光源4的曝光光透射掩模3，在基板I上沿箭頭5方向掃描。該基板I和掩模3的移動(dòng)由適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)。此外，也可以固定基板I和掩模3，使微透鏡陣列2和曝光光源4移動(dòng)。如圖3所示，在支持基板6，微透鏡陣列2在與掃描方向5垂直的方向上例如配置為2列各4個(gè)，這些微透鏡陣列2在沿掃描方向5觀察時(shí)，在前列的4個(gè)微透鏡陣列2的相互之間分別配置有后列的4個(gè)微透鏡陣列2中的3個(gè)，2列微透鏡陣列2交錯(cuò)排列。由此，利用2列微透鏡陣列2，在基板I的與掃描方向5垂直的方向的曝光區(qū)域的全部區(qū)域被曝光。各微透鏡陣列2是4塊單位微透鏡陣列的層疊體，如圖4所示，例如具有層疊4塊單位微透鏡陣列2-1、2-2、2-3、2-4的構(gòu)造。所以，各微透鏡陣列2的各微透鏡2a是4塊8透鏡構(gòu)成，各單位微透鏡陣列2-1等由2個(gè)凸透鏡構(gòu)成。由此，曝光光在單位微透鏡陣列2-2與單位微透鏡陣列2-3之間暫時(shí)聚焦，進(jìn)而在單位微透鏡陣列2-4的下方的基板上成像。而且，在單位微透鏡陣列2-2與單位微透鏡陣列2-3之間配置6角視場(chǎng)光闌12，在單位微透鏡陣列2-3與單位微透鏡陣列2-4之間配置開(kāi)口光闌11。這些6角視場(chǎng)光闌12和開(kāi)口光闌11設(shè)在每個(gè)微透鏡2a，對(duì)于各微透鏡2a將基板上的曝光區(qū)域整形為6角形。6角視場(chǎng)光闌12例如如圖5(a)所示，在微透鏡2a的透鏡視場(chǎng)區(qū)域10中作為6角形的開(kāi)口而形成，開(kāi)口光闌11如圖5(b)所示，在微透鏡2a的透鏡視場(chǎng)區(qū)域10中作為圓形的開(kāi)口而形成。圖6是為了示出各微透鏡陣列2中的各微透鏡2a的配置形態(tài)，將微透鏡2a的配置形態(tài)作為微透鏡2a的6角視場(chǎng)光闌12的位置而示出的圖。該圖6是未進(jìn)行后述的微透鏡2a的光軸的偏移(shift)的狀態(tài)。如該圖6所不,微透鏡2a在掃描方向5,依次若干橫向偏離而配置。6角視場(chǎng)光闌12被分為中央的矩形部分12a、沿該掃描方向5觀察的兩側(cè)的三角形部分12b、12c。在圖6中,虛線是將6角視場(chǎng)光闌12的6角形的各角部在掃描方向5連接的線段。如該圖6所示，配置這些微透鏡2a，使得關(guān)于與掃描方向5垂直的方向的各列，若沿掃描方向5觀察3列6角視場(chǎng)光闌12的列,貝U某一特定的第I列6角視場(chǎng)光闌12的右側(cè)的三角形部分12c與在掃描方向后方相鄰的第2列6角視場(chǎng)光闌12的左側(cè)的三角形部分12b重疊，第I列6角視場(chǎng)光闌12的左側(cè)的三角形部分12b與第3列6角視場(chǎng)光闌12的右側(cè)的三角形部分12c重疊。通過(guò)這樣，在掃描方向5，3列微透鏡2a成為I組而配置。S卩，在與掃描方向5垂直的方向，第4列微透鏡2a配置在與第I列微透鏡2a相同的位置。此時(shí)，在3列6角視場(chǎng)光闌12中,若將相鄰的2列6角視場(chǎng)光闌12的三角形部分12b的面積與三角形部分12c的面積相加，則沿該掃描方向5重疊的2個(gè)三角形部分12b、12c的合計(jì)面積的線密度與中央的矩形部分12a的面積的線密度相同。此外，該線密度是指與掃描方向5垂直的方向上的每單位長(zhǎng)度的6角視場(chǎng)光闌12的開(kāi)口面積。即，三角形部分12b、12c的合計(jì)面積是長(zhǎng)為三角形部分12b、12c的底邊，寬為三角形部分12b、12c的高度的矩形部分的面積。由于該矩形部分與矩形部分12a的長(zhǎng)度是同一長(zhǎng)度，因此以關(guān)于與掃描方向5垂直的方向的每單位長(zhǎng)度的開(kāi)口面積(線密度)相比，三角形部分12b、12c的線密度與矩形部分12a的線密度相同。因此，若基板I受到3列微透鏡2a的掃描,貝U在與該掃描方向5垂直的方向，在其全部區(qū)域會(huì)受到均一光量的曝光。所以，在各微透鏡陣列2，在掃描方向5配置有3的整數(shù)倍列的微透鏡2a，由此，基板利用I次掃描在其全部區(qū)域就能受到均一光量的曝光。此外，在圖6所示的微透鏡的配置中，以3列為單位設(shè)置微透鏡的列，在掃描方向5設(shè)置合計(jì)3的整數(shù)倍的微透鏡的列，是為了得到均一的光量分布所需要的。但是，例如也能夠以4列為單位來(lái)設(shè)置微透鏡的列。在該情況下，配置微透鏡，使得(第I列右側(cè)三角形部分+第2列左側(cè)三角形部分)、(第2列右側(cè)三角形部分+第3列左側(cè)三角形部分)、(第3列右側(cè)三角形部分+第4列左側(cè)三角形部分)、(第4列右側(cè)三角形部分+第I列左側(cè)三角形部分)分別沿掃描方向5重疊。在這樣構(gòu)成的微透鏡陣列2中，在從曝光光源4照射曝光光的期間，使基板I相對(duì)于微透鏡陣列2而相對(duì)地移動(dòng)，通過(guò)利用曝光光來(lái)掃描基板，在基板I的曝光對(duì)象區(qū)域的全部區(qū)域，基板I受到均一光量的曝光。即，基板I并非根據(jù)微透鏡2a的位置而受到斑點(diǎn)性質(zhì)的曝光，而是I列微透鏡2a的相互間的區(qū)域利用其他列的微透鏡2a被曝光，基板I猶如與受到平面曝光的情況同樣地，在曝光對(duì)象區(qū)域的全部區(qū)域受到均一的曝光。而且，投影在基板I上的圖案不是微透鏡2a的6角視場(chǎng)光闌12和開(kāi)口光闌11的形狀，而是根據(jù)在掩模3的Cr膜3b (遮光膜)的孔形成的掩模圖案(曝光圖案)而決定的圖案。
如圖7所示，在支持板6，微透鏡陣列2分為微透鏡陣列2b和微透鏡陣列2c這2列而配置，以在與掃描方向5垂直的方向構(gòu)成列的方式、另外微透鏡陣列2b與微透鏡陣列2c沿掃描方向5相互偏離而配置。微透鏡陣列2嵌合配置在設(shè)在支持板6的孔6a內(nèi)，各孔6a具有與各微透鏡陣列2的外形相稱的大小。微透鏡陣列2在與其掃描方向5正交的方向相連配置，使得相鄰的微透鏡陣列2彼此(微透鏡陣列2b和微透鏡陣列2c)相互接近。而且，在與該掃描方向5正交的方向相鄰的微透鏡陣列2間的支持板6的部分極細(xì)，另外，關(guān)于微透鏡陣列2的與掃描方向5正交的方向的端部,該端部的微透鏡2a與端部邊緣之間的間隔縮短至不到微透鏡2a的排列間距的I / 2。因此，即使各微透鏡陣列2在與掃描方向5正交的方向相連，也能夠使與該掃描方向5正交的方向的所有的微透鏡陣列2的微透鏡2a間的間隔相同。即，微透鏡2a的與掃描方向5垂直的方向的間距對(duì)于所有的微透鏡陣列2是一定的。在掃描方向5配置有I個(gè)微透鏡陣列2，其微透鏡陣列2內(nèi)的微透鏡2a的間距是一定的。此外,微透鏡陣列2也可以如圖3所不,相對(duì)于支持板6配置為在掃描方向5和與掃描方向5正交的方向這兩個(gè)方向上相互隔開(kāi)。在該情況下,在沿掃描方向5觀察的情況下，可以設(shè)置微透鏡陣列2使其端部彼此重疊，所以，不需要在與掃描方向5正交的方向，將各微透鏡陣列2的端部的微透鏡2a與端部邊緣的間隔縮短至不到微透鏡2a的間距的I /2，能夠使各微透鏡陣列2的端部的寬度充分大。另外，支持板6的孔6a不需要使與掃描方向5正交的方向的相互間隔為圖7所示那么短，能夠充分寬。此外，圖7和圖3將微透鏡陣列2在與掃描方向5正交的方向上配置為交錯(cuò)狀，但如圖7所示，在微透鏡陣列2相互接近的情況下，也可以使微透鏡陣列2在掃描方向50排列為一條直線狀來(lái)配置。圖8示出排列有該多個(gè)微透鏡陣列2的狀態(tài)，利用該微透鏡陣列2，在基板上投影掩模3的掩模圖案的像。但是，在圖8中，微透鏡陣列2以縱截面視圖示出，投影像以平面視圖示出。在支持板6例如并列配置有41塊微透鏡陣列2 (為便于圖示示出11塊)，例如該微透鏡陣列2的寬度為30mm，支持板6的寬度和掩模3的透明基板3a的寬度例如為1220mm。圖9是示出單位微透鏡陣列2-1、2-2、2-3、2_4的層疊狀態(tài)的示意圖。這4塊單位微透鏡陣列2-1等的各微透鏡2a的構(gòu)成如圖4所示，各單位微透鏡陣列2-1的每個(gè)由2塊凸透鏡構(gòu)成。在常態(tài)下，如圖9所示，單位微透鏡陣列2-1、2-2、2-3、2-4的各微透鏡2a的光軸都一致。所以，曝光光如圖11所示，相對(duì)于基板垂直入射。然后，在本實(shí)施方式中，如圖10所示，能夠使第I層單位微透鏡陣列2-1和第2層單位微透鏡陣列2-2的微透鏡2a的光軸、與第3層單位微透鏡陣列2-3和第4層單位微透鏡陣列2-4的微透鏡2a的光軸以d的大小偏移(shift)。該偏移量d例如是0.3 μ m。這樣，通過(guò)單位微透鏡陣列2-3、2-4的微透鏡的光軸偏移，如圖12所示，曝光光在單位微透鏡陣列2-2與單位微透鏡陣列2-3之間彎曲，該曝光光與圖11相比，以若干偏離的位置入射至基板。相對(duì)于第3層單位微透鏡陣列2-3的微透鏡的光軸的偏移量d，從最下層的第4單位微透鏡陣列2-4出射的曝光光的光軸約偏移2倍的2d,曝光光在基板上的偏移量為約2d。即，若使微透鏡的光軸偏移了偏移量d，則投影圖案在基板上偏移約2d，在上述d =
0.3 μ m的情況下,基板上的投影圖案偏移0.6 μ m。通過(guò)這樣，通過(guò)使單位微透鏡陣列2-1等微透鏡2a的光軸偏移(shift)，能夠調(diào)整利用微透鏡陣列導(dǎo)致的基板上的曝光位置。
微透鏡的光軸的偏移使一部分的單位微透鏡陣列相對(duì)于其他單位微透鏡陣列在與光軸垂直的方向移動(dòng)即可。該單位微透鏡陣列的移動(dòng)例如通過(guò)對(duì)壓電元件施加電壓，將單位微透鏡陣列向與光軸垂直的方向壓出壓電元件由于其電壓變化而形變的量即可。在該情況下，壓電元件成為移動(dòng)部件，但作為移動(dòng)部件，不限于壓電元件，可以使用各種裝置或者部件。利用該微透鏡陣列2的單位微透鏡陣列2-1等的移動(dòng)所導(dǎo)致的微透鏡2a的光軸的偏移(shift)，如上所述，例如用I塊微透鏡陣列2能夠使曝光位置偏離0.6 μ m。所以，如圖13所示，例如在使利用并列配置了 41塊的微透鏡陣列2所導(dǎo)致的曝光位置對(duì)于I塊微透鏡陣列2偏離了 0.6 μ m的情況下，整體上能夠使投影位置偏離24.4 μ m。S卩，圖13的右端的微透鏡陣列2的曝光位置是與圖8的情況相同的情況時(shí)，圖13的左端的微透鏡陣列2的曝光位置與圖8的情況相比向左方移動(dòng)了 24.4 μ m，整體上投影圖案的投影區(qū)域放大了 24.4μπι。由于掩模寬度為1220_，因此該放大量為24.4X10_3(mm) / 1220 (mm)=20X 10_6，能夠進(jìn)行20ppm的放大倍率校正。此外，在將倍率縮小的情況下，可以同樣在曝光位置的調(diào)整進(jìn)行。另外，在上述實(shí)施方式中，在第I和第2層單位微透鏡陣列2-1、2-2與第3和第4層單位微透鏡陣列2_3、2-4之間，通過(guò)使該微透鏡2a的光軸偏移，來(lái)進(jìn)行曝光位置調(diào)整，但這是在微透鏡陣列的倒立成像位置使單位微透鏡陣列的微透鏡的光軸偏離。因此，微透鏡陣列2中的單位微透鏡陣列的塊數(shù)也不限于上述實(shí)施方式所示的4塊，在該情況下，單位微透鏡陣列的微透鏡的光軸的偏移需要在微透鏡陣列的倒立成像位置進(jìn)行。接下來(lái)，說(shuō)明圖1的利用照相機(jī)23進(jìn)行的基板上的基準(zhǔn)圖案的圖像檢測(cè)方法。照相機(jī)23是線陣CXD照相機(jī)，以I維線狀檢測(cè)像。圖14是示出微透鏡陣列2的微透鏡2a的配置和線陣CXD照相機(jī)23的檢測(cè)區(qū)域17的圖。微透鏡2a的6角視場(chǎng)光闌12如上所述，在掃描方向5相鄰最近的6角視場(chǎng)光闌12并非與掃描方向5平行的，而是傾斜的。線陣CCD照相機(jī)使檢測(cè)區(qū)域17相對(duì)于掃描方向5傾斜配置，以使其線狀的檢測(cè)區(qū)域17在與從角部的微透鏡2a的6角視場(chǎng)區(qū)域12連結(jié)在相對(duì)于掃描方向5相鄰最近的微透鏡2a的6角視場(chǎng)區(qū)域12直線上一致。若使基板I在掃描方向5移動(dòng)，并利用線陣CXD照相機(jī)23檢測(cè)基板I上的圖像，則利用I次行掃描，在檢測(cè)區(qū)域17的線上檢測(cè)到圖像。該檢測(cè)信號(hào)輸入至圖像處理部24并被圖像處理。該線陣CXD照相機(jī)23的檢測(cè)區(qū)域17例如從微透鏡陣列2的角部的微透鏡2a到微透鏡陣列2的寬度方向的另一端部。即，在與掃描方向5垂直的方向,對(duì)于從一端部的角部到另一端部的微透鏡陣列2的寬度方向的全部區(qū)域，檢測(cè)位于傾斜的線上的微透鏡2a的6角視場(chǎng)區(qū)域12的圖像。此時(shí)，若線陣CCD照相機(jī)的掃描性能為I次掃描所需的時(shí)間為IOmsec,由于基板和掩模的移動(dòng)速度例如為100mm/sec,因此在IOmsec的掃描時(shí)間之間,基板和掩模移動(dòng)1mm。所以，在線陣CCD照相機(jī)23的一端部檢測(cè)到微透鏡陣列2的角部的微透鏡2a的圖像后，在線陣CXD照相機(jī)23的另一端部檢測(cè)到微透鏡陣列2的寬度方向的另一端部的微透鏡2a的圖像時(shí)，其另一端部的微透鏡2a的圖像與角部的微透鏡2a的圖像的位置相比，是位于后方Imm的位置的圖像。由于基板和掩模的寬度方向的大小例如是lm，因此每個(gè)Im的基板產(chǎn)生Imm的偏離。因此，在相鄰的微透鏡2a間，檢測(cè)圖像在掃描方向5產(chǎn)生的偏離量為將該Imm除以微透鏡2a的量。
另外，利用線陣CXD照相機(jī)23的掃描圖像在檢測(cè)到角部的微透鏡2a的圖像后，檢測(cè)該基板掃描方向5的斜前方的微透鏡2a的圖像。這樣，在線陣CXD照相機(jī)23的I維掃描圖像中，依次讀入在基板掃描方向5配置在斜前方的微透鏡2a的圖像。所以，若設(shè)在基板掃描方向5的微透鏡2a的排列間距為Λ d，則利用線陣CXD照相機(jī)23由I次掃描讀入的圖像信號(hào)會(huì)依次讀入在基板掃描方向5在其前方偏離Ad的微透鏡2a的圖像。因此，若設(shè)該透鏡間距Δ d是150 μ m,于是如上所述,設(shè)基板的移動(dòng)速度是100mm / sec,則基板移動(dòng)該透鏡間距Ad( = 150μπι = 0.15mm)要花費(fèi)1.5msec。所以，在線陣CCD照相機(jī)23的I次掃描中，檢測(cè)到角部的微透鏡2a的圖像后，檢測(cè)下個(gè)微透鏡2a的圖像時(shí)，該圖像與在角部的微透鏡2a的圖像的掃描方向5垂直的方向相鄰的位置的圖像相比，是在基板的掃描方向5前進(jìn)了 Ad的位置的圖像。因此，在某一時(shí)間點(diǎn)在與角部的微透鏡2a的圖像的掃描方向5垂直的方向相鄰的位置的圖像，是在此時(shí)間點(diǎn)與獲取了角部的微透鏡2a的下個(gè)微透鏡2a的圖像的時(shí)間點(diǎn)相比，在1.5msec后由該第2個(gè)微透鏡2a檢測(cè)的圖像。圖像處理部24若從線陣CXD照相機(jī)23的獲取信號(hào)進(jìn)行以上的2點(diǎn)的時(shí)間延遲和位置調(diào)整相關(guān)的校正的圖像處理，則能夠得到在基板移動(dòng)期間的某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)的圖像。例如，在運(yùn)入至本實(shí)施方式的曝光裝置的基板1，如圖15(a)所示形成有第I層曝光圖案LI (基準(zhǔn)圖案)的情況下，對(duì)停止在曝光裝置的既定位置的基板I進(jìn)行掃描，利用線陣CCD照相機(jī)23檢測(cè)基板I上的圖像，若圖像處理部24對(duì)該基準(zhǔn)圖案LI的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行圖像處理，則能夠得到圖15(a)所示的基準(zhǔn)圖案LI的檢測(cè)圖像?？刂撇?5基于該圖像處理的圖案LI的圖像檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算該第I層圖案LI的基準(zhǔn)位置與在掩模3形成并應(yīng)作為第2層圖案L2曝光的曝光圖案L2的基準(zhǔn)位置之間的偏離量，計(jì)算用于消除該偏離量的微透鏡陣列2的曝光位置的調(diào)整量(曝光校正量)。然后，控制部25將與該微透鏡陣列2的曝光校正量相應(yīng)的信號(hào)輸出至致動(dòng)器20，其中，致動(dòng)器20作為使該微透鏡陣列2的單位微透鏡陣列2-1等移動(dòng)的移動(dòng)部件，致動(dòng)器20(移動(dòng)部件)基于該信號(hào)調(diào)整(偏移驅(qū)動(dòng))微透鏡陣列2的微透鏡的光軸，調(diào)整利用微透鏡陣列導(dǎo)致的基板上的曝光位置，調(diào)整基板上的曝光光的模擬的倍率。接下來(lái)，說(shuō)明如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式的曝光裝置的動(dòng)作。首先，如圖1所示，在曝光裝置的既定的曝光位置運(yùn)入基板I。在該基板I曝光有圖15(a)所示的圖案LI，作為基準(zhǔn)圖案。該基準(zhǔn)圖案LI是第I層圖案，將該第I層圖案作為基準(zhǔn)，在曝光裝置中曝光第2層圖案至第4層圖案，例如5層圖案疊加曝光。此時(shí)，在薄膜晶體管液晶基板和彩色濾光片基板等玻璃基板中，在制造過(guò)程中產(chǎn)生尺寸的變化的情況下，重疊曝光的曝光圖案相對(duì)于下層圖案會(huì)偏離。因此，對(duì)于運(yùn)入的基板1，將其與掩模3 —起相對(duì)于微透鏡陣列2進(jìn)行掃描，利用線陣CCD照相機(jī)23檢測(cè)基板I上的圖像。該線陣CCD照相機(jī)23，其光檢測(cè)部是I維傳感器，如圖14所示，設(shè)置為檢測(cè)相對(duì)于基板掃描方向5傾斜的區(qū)域。這樣，使線陣CCD照相機(jī)23的檢測(cè)區(qū)域17不為與基板掃描方向5垂直的方向，而是相對(duì)于該方向傾斜的方向是因?yàn)?假設(shè)在與基板掃描方向5垂直的方向配置線狀的檢測(cè)區(qū)域17，則由于在相鄰的微透鏡2a的6角視場(chǎng)光闌12間存在不連續(xù)的部分，因此無(wú)法連續(xù)地檢測(cè)基板I上的圖像。因此，在本實(shí)施方式中，將檢測(cè)區(qū)域17傾斜配置，以通過(guò)在掃描方向5相鄰最近的微透鏡陣列2的6角視場(chǎng)光闌12。由此，通過(guò)利用圖像處理進(jìn)行基于通過(guò)將該檢測(cè)區(qū)域17傾斜配置而導(dǎo)致的延遲時(shí)間的校正、CXD傳感器的I掃描時(shí)間的時(shí)間延遲而導(dǎo)致的校正，以成為微透鏡陣列2的基準(zhǔn)的角部的微透鏡2a的檢測(cè)圖像作為基準(zhǔn)，能夠檢測(cè)基板I上的圖像。即，圖像處理部24基于照相機(jī)23的檢測(cè)信號(hào)，求出圖15(a)所示的基板I上的第I層圖案LI。控制部25在該第I層圖案LI與在掩模3形成且之后要曝光的第2層圖案L2 —致的情況下，將該第2層圖案L2在基板上曝光。即，使基板I和掩模3作為一體相對(duì)于微透鏡陣列2和光源進(jìn)行移動(dòng)，將形成于掩模3的曝光圖案L2在第I層圖案LI上重疊曝光。由此，如圖15(b)所示，能夠從成為第I層圖案LI的基準(zhǔn)的角部，在隔開(kāi)設(shè)計(jì)值的Λχ和Ay的位置形成第2層圖案L2。此時(shí)，如圖4所示，曝光光從曝光光源4經(jīng)由掩模3入射至微透鏡陣列2，倒立等倍的像在6角視場(chǎng)光闌12成像。然后，利用該6角視場(chǎng)光闌12，透射各微透鏡2a的曝光光整形為圖5(a)所示的6角形，在基板I上作為正立等倍像投影。此時(shí)，利用微透鏡2a導(dǎo)致的曝光區(qū)域在基板上如圖6所示地配置。而且，在圖3所示的形態(tài)中，利用8塊微透鏡陣列2，基板I的與掃描方向5垂直的方向的全曝光區(qū)域以均一光量被曝光。而且，若將基板I和掩模3,在掃描方向5相對(duì)于微透鏡陣列2進(jìn)行掃描，則基板I的整個(gè)表面的曝光區(qū)域以均一光量被曝光。由此，形成于掩模3的掩模圖案在基板I上成像。另一方面，在相對(duì)于由線陣CXD照相機(jī)23檢測(cè)的第I層圖案LI，當(dāng)前位置的掩模3的曝光圖案L2的位置偏離的情況下，基于控制部25計(jì)算的微透鏡2a的光軸的偏移量，致動(dòng)器20使單位微透鏡陣列2-3、2-4相對(duì)于單位微透鏡陣列2-1、2-2進(jìn)行移動(dòng)，調(diào)整曝光光相對(duì)于基板I的照射位置，使得掩模3的曝光圖案L2的基準(zhǔn)位置與第I層圖案LI的基準(zhǔn)位置一致。例如，如圖13所示，若使在與基板掃描方向垂直的方向排列的41塊(圖示例為11塊)的微透鏡陣列2的微透鏡2a的光軸各自偏移，則在基板I上，可調(diào)整所有的利用微透鏡陣列2的曝光位置，可模擬地調(diào)整倍率。通過(guò)這樣，通過(guò)調(diào)整利用多個(gè)微透鏡陣列2的曝光位置，能夠以高精度使基板上的基準(zhǔn)圖案與由多個(gè)微透鏡陣列2投影的曝光圖案一致。即，能夠消除第I層圖案LI與第2層圖案L2的偏離。在本實(shí)施方式中，在疊加曝光中，即使產(chǎn)生基板的尺寸的變動(dòng)，也能夠?qū)崟r(shí)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以高精度使其曝光位置與下層的曝光圖案一致。即，在本實(shí)施方式中，在曝光裝置內(nèi)，能夠利用微透鏡陣列的單位微透鏡陣列的移動(dòng)所導(dǎo)致的微透鏡的光軸的位置調(diào)整，來(lái)修正在曝光中下層圖案與曝光圖案的位置偏離，能夠?qū)崟r(shí)修正位置偏離，進(jìn)行高精度的重疊曝光。而且，在本發(fā)明中，由于通過(guò)使微透鏡2a的光軸偏移(shift)，進(jìn)行基板上的曝光位置的調(diào)整，進(jìn)而進(jìn)行曝光圖案的倍率調(diào)整，因此曝光光的焦點(diǎn)深度對(duì)于各微透鏡陣列不會(huì)變動(dòng)。即，能夠使基板上的應(yīng)曝光面位于所有的微透鏡的焦點(diǎn)深度的范圍內(nèi)。通常，微透鏡陣列的焦點(diǎn)深度是50 μ m,但能夠使基板上的曝光面位于該焦點(diǎn)深度內(nèi)。另外，曝光光可以使用脈沖激光、或者水銀燈等連續(xù)光等各種光。進(jìn)一步，線陣CCD照相機(jī)23可以使用的是具有照射基板上的光照射部和檢測(cè)反射光的線陣CCD傳感器，利用分色鏡22將來(lái)自照相機(jī)23的觀察光照射至基板，但也可以從基板的下方進(jìn)行光照射，將形成于基板的第I層曝光圖案的像輸入至線陣CCD傳感器，并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)一步，基板上的圖像不限于由線陣CCD傳感器檢測(cè)的情況，也可以利用2維傳感器來(lái)檢測(cè)基板上的圖像。此外，本發(fā)明當(dāng)然不限于上述實(shí)施方式。例如，在上述實(shí)施方式中，如圖14所示，通過(guò)將線陣CCD照相機(jī)23的線傳感器配置為其檢測(cè)區(qū)域17相對(duì)于掃描方向5傾斜，通過(guò)進(jìn)行圖像處理，在與掃描方向5垂直的方向的全部區(qū)域，檢測(cè)沒(méi)有中斷地連續(xù)的6角視場(chǎng)光闌12內(nèi)的圖像，但也可以通過(guò)將線傳感器配置在與掃描方向5垂直的方向，設(shè)置有3列該線傳感器，同樣能夠在與掃描方向5垂直的方向的全部區(qū)域，檢測(cè)沒(méi)有中斷地連續(xù)的6角視場(chǎng)光闌12內(nèi)的圖像。工業(yè)上的實(shí)用性
本發(fā)明在使用微透鏡陣列的曝光裝置中，能夠調(diào)整利用微透鏡陣列導(dǎo)致的曝光位置。另外，即使產(chǎn)生曝光圖案與基準(zhǔn)圖案的偏離，也能在曝光中檢測(cè)該偏離，并防止曝光圖案的位置偏離，能夠提高重疊曝光的曝光圖案的精度。進(jìn)一步，使用將掩模的曝光圖案的正立等倍像投影在基板上的微透鏡陣列，能夠調(diào)整該基板上的投影像的倍率。因此，本發(fā)明對(duì)于擴(kuò)大使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置的適用對(duì)象是有益的。附圖標(biāo)記說(shuō)明
1:基板；2:微透鏡陣列；2a:微透鏡；2-1 2-4:單位微透鏡陣列；3:掩模；3a:透明基板；3b:Cr膜；4:曝光光源；5:掃描方向；6:支持基板；11:開(kāi)口光闌；12:6角視場(chǎng)光闌；12a:矩形部分；12b、12c:三角形部分；17:檢測(cè)區(qū)域；20:致動(dòng)器；21:光學(xué)系統(tǒng)；22:分色鏡；23:線陣CCD照相機(jī)；24:圖像處理部；25:控制部。
權(quán)利要求
1.一種使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置，其特征在于，具有: 微透鏡陣列，配置在應(yīng)曝光基板的上方，相互層疊配置有多塊各由多個(gè)微透鏡2維配置而構(gòu)成的單位微透鏡陣列； 掩模，配置在該微透鏡陣列的上方，形成有既定的曝光圖案； 曝光光源，對(duì)該掩模照射曝光光；以及 移動(dòng)部件，使所述單位微透鏡陣列的至少一部分相對(duì)于其他單位微透鏡陣列移動(dòng)，使得其構(gòu)成微透鏡的光軸偏移， 通過(guò)使所述單位微透鏡陣列間的光軸偏移，來(lái)調(diào)整利用微透鏡陣列導(dǎo)致的基板上的曝光位置。
2.如權(quán)利要求1所述的使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置，其特征在于， 構(gòu)成為所述微透鏡陣列由4塊單位微透鏡陣列構(gòu)成，第I層和第2層單位微透鏡陣列與第3層和第4層單位微透鏡陣列之間的微透鏡的光軸偏移。
3.如權(quán)利要求1所述的使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置，其特征在于， 構(gòu)成為所述微透鏡陣列由多塊單位微透鏡陣列構(gòu)成，在層疊的單位微透鏡陣列間的特定的倒立成像位置，微透鏡的光軸各自偏移。
4.如權(quán)利要求1至3的任意I項(xiàng)所述的使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置，其特征在于， 構(gòu)成為所述微透鏡陣列沿著所述基板的表面的配置多個(gè)， 所述曝光裝置還具有: 圖像檢測(cè)部，檢測(cè)所述基板的圖像； 圖像處理部，基于該圖像的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行圖像處理，得到在基板上形成的基準(zhǔn)圖案；以及 控制部，計(jì)算該基準(zhǔn)圖案與要曝光的所述掩模的曝光圖案之間的偏離，并經(jīng)由所述移動(dòng)部件調(diào)整各所述微透鏡陣列的微透鏡的光軸的位置，以消除所述基準(zhǔn)圖案與所述曝光圖案的偏離， 調(diào)整利用所述多個(gè)微透鏡陣列導(dǎo)致的基板上的曝光位置，使曝光圖案與所述基準(zhǔn)圖案一致。
全文摘要
微透鏡陣列(2)是4塊單位微透鏡陣列(2-1、2-2、2-3、2-4)的層疊體，可以使一部分的單位微透鏡陣列的光軸從其他單位微透鏡陣列的光軸偏移。在掃描曝光裝置中，線陣CCD照相機(jī)檢測(cè)基板上的圖像，將基板上的第1層圖案作為基準(zhǔn)圖案，在掩模的曝光圖案與該基準(zhǔn)圖案不一致的情況下，使微透鏡(2a)的光軸偏移，調(diào)整利用微透鏡陣列導(dǎo)致的投影圖案的倍率。由此，能夠調(diào)整利用微透鏡陣列導(dǎo)致的曝光位置，即使產(chǎn)生曝光圖案與基準(zhǔn)圖案的偏離，也能在曝光中檢測(cè)該偏離，并防止曝光圖案的位置偏離，能夠提高重疊曝光的曝光圖案的精度。
文檔編號(hào)G03F7/20GK103189798SQ201180052569
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
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