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)明涉及一種掃描曝光裝置，其使用了通過二維地排列微透鏡的微透鏡陣列將掩模圖案曝光于襯底上的微透鏡陣列。
背景技術(shù)：
薄膜晶體管液晶襯底以及彩色濾光片襯底等，將形成于玻璃襯底上的抗蝕劑膜等多次疊加曝光，形成既定的圖案。這些被曝光襯底在該膜形成過程中存在伸縮，疊加曝光的下層圖案根據(jù)制造條件(曝光裝置特性以及溫度條件)，有時與設(shè)計上的間距不同。在此種疊加曝光中，當(dāng)曝光位置的間距產(chǎn)生變化時，不得不在曝光裝置側(cè)進行倍率校正以吸收該間距的變化。即，當(dāng)被曝光襯底的尺寸產(chǎn)生變動時，必須通過與間距偏移相應(yīng)地調(diào)整像的倍率，將該像配置于變動后間距的襯底上的既定位置中央。另一方面，近來，提案有使用了二維地排列微透鏡的微透鏡陣列的掃描曝光裝置(專利文獻I)。在該掃描曝光裝置中，將多個微透鏡陣列排列在一個方向上，通過沿垂直于該排列方向的方向相對于微透鏡陣列以及曝光光源相對移動襯底以及掩模，曝光光從而掃描掩模，使由掩模的孔形成的曝光圖案成像于襯底上。現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開2007-3829。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在該現(xiàn)有的掃描曝光裝置中，存在以下所示的問題。在使用組合使用了通常透鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)的曝光裝置中，容易通過調(diào)整透鏡的間隔等從而調(diào)整倍率。但是，因為微透鏡的情況是通過在厚度為例如4mm的板中沿光軸方向配置8個透鏡從而使正立等倍像成像于襯底上，所以不能調(diào)整倍率。因此，在使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置中，存在不能夠?qū)?yīng)于被曝光襯底的間距變更的問題。本發(fā)明鑒于此種問題而完成，其目的在于提供一種使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置，以在使用微透鏡陣列的曝光裝置中，即使曝光圖案產(chǎn)生與基準(zhǔn)圖案的偏移，也能夠在曝光中檢測該偏移，防止曝光圖案的錯位，能夠提高重疊曝光中的曝光圖案的精度。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:多個微透鏡陣列，配置于應(yīng)曝光襯底的上方，二維地配置有微透鏡；支持襯底，能夠傾斜地支持該微透鏡陣列；驅(qū)動部件，相對于所述支持襯底傾動驅(qū)動所述各微透鏡陣列；掩模，配置于該微透鏡陣列的上方，形成有既定的曝光圖案；曝光光源，對該掩模照射曝光光；移動裝置，使所述微透鏡陣列和所述襯底以及所述掩模相對地沿一個方向移動；圖像檢測部，檢測所述襯底的圖像；圖像處理部，以該圖像的檢測信號為基礎(chǔ)進行圖像處理以得到形成于襯底上的基準(zhǔn)圖案；以及控制部，該控制部運算該基準(zhǔn)圖案與將要曝光的所述掩模的曝光圖案之間的偏移，經(jīng)由所述驅(qū)動部件使所述微透鏡陣列傾動以消除所述基準(zhǔn)圖案與所述曝光圖案的偏移，通過使所述多個微透鏡陣列從平行于襯底的面的方向傾斜，從而調(diào)整襯底上的曝光位置，使曝光圖案與所述基準(zhǔn)圖案一致。在該使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置中，例如，所述圖像檢測部為線狀地檢測圖像的線性傳感器，該線性傳感器以其檢測區(qū)域相對于所述一個方向構(gòu)成銳角的方式傾斜地配置，用一個線性傳感器檢測多列微透鏡內(nèi)的圖像?；蛘?，所述圖像檢測部為線狀地檢測圖像的多個線性傳感器，該多個線性傳感器沿其檢測區(qū)域相對于所述一個方向正交的方向配置，用多個線性傳感器的整體檢測多列微透鏡內(nèi)的圖像。而且，所述微透鏡例如將所述掩模的曝光圖案的正立等倍像投影于所述襯底上。根據(jù)本發(fā)明，在使用微透鏡陣列的曝光裝置中，通過在曝光中檢測襯底的圖像并檢測其基準(zhǔn)圖案，在曝光中檢測基準(zhǔn)圖案與曝光圖案的錯位，并且通過調(diào)節(jié)多個微透鏡陣列的傾斜角度，能夠消除該錯位。這樣，能夠聯(lián)機(online)實時(realtime)地檢測并消除曝光的錯位，所以能夠有效地提高疊加曝光中的曝光位置的尺寸精度。


圖1是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的曝光裝置的示意 圖2是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的曝光裝置的一個微透鏡陣列的部分的縱截面
圖3是示出排列有多個該微透鏡陣列的狀態(tài)的立體 圖4是示出微透鏡的 圖5 (a)、5 (b)是示出其光闌的 圖6是示出微透鏡的六角視場光闌的配置的俯視 圖7是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的曝光裝置的立體 圖8是示出利用CCD相機的曝光像的檢測方法的俯視 圖9 (a)、9 (b)是示出曝光圖案的 圖10是示出微透鏡陣列的傾動動作的立體 圖11是示出使微透鏡陣列傾動的致動器即壓電元件的截面 圖12是示出圖11的壓電元件的動作的截面 圖13是示出微透鏡陣列的傾斜與曝光方式的關(guān)系的圖。
具體實施例方式以下，參考附圖具體地說明本發(fā)明的實施方式。圖1是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的曝光裝置的示意圖，圖2同是示出其一個微透鏡陣列的部分的縱截面圖，圖3是示出排列有多個該微透鏡陣列的狀態(tài)的立體圖，圖4是示出微透鏡的圖，圖5 (a)、5 (b)是示出其光闌的圖，圖6是示出微透鏡的六角視場光闌的配置的俯視圖，圖7是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的曝光裝置的立體圖，圖8是示出利用CCD相機的曝光像的檢測方法的俯視圖，圖9 (a)、9 (b)是示出曝光圖案的圖。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的曝光光照射于微透鏡陣列2，形成于掩模3的圖案通過微透鏡陣列2成像于襯底I上。該光學(xué)系統(tǒng)21的光路上配置有二向色鏡(dichroic mirror)22,來自相機23的觀察光在二向色鏡22反射,與來自曝光光源4的曝光光同軸地朝向掩模3。另外，該觀察光通過微透鏡陣列2而會聚于襯底I上，反射已形成于襯底I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以及二向色鏡22而入射相機23。相機23檢測該基準(zhǔn)圖案的反射光，將該檢測信號輸出至圖像處理部24。圖像處理部24對基準(zhǔn)圖案的檢測信號進行圖像處理，獲得基準(zhǔn)圖案的檢測圖像。通過圖像處理部24得到的基準(zhǔn)圖案的圖像信號輸入至控制部25，控制部25運算掩模3的當(dāng)前位置(即掩模3的將要曝光的曝光圖案的位置)與檢測到的基準(zhǔn)圖案的位置之間的偏移，運算用于消除該偏移量的微透鏡陣列2的傾斜角度。而且，控制部25將與該微透鏡陣列2的傾斜角度對應(yīng)的信號輸出至由驅(qū)動該微透鏡陣列2的傾斜的壓電(piezo)元件14、15構(gòu)成的致動器20，致動器20 (壓電元件14、15)基于該信號傾斜驅(qū)動微透鏡陣列2。襯底I與掩模3能夠成為一體地沿固定的方向移動,微透鏡陣列2和曝光光源4以及光學(xué)系統(tǒng)21被固定地配置。而且，通過襯底I以及掩模3沿一個方向移動，從而曝光光在襯底上掃描，在從玻璃襯底制造一片襯底的所謂一片制取(一枚取”)的襯底的情況下，通過上述一個掃描，襯底的整個面被曝光。接下來，更詳細地說明使用微透鏡陣列的曝光方式。如圖2所示，在玻璃襯底等被曝光襯底I的上方，配置有由微透鏡2a 二維地配置而構(gòu)成的微透鏡陣列2，而且，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。掩模3在透明襯底3a的下表面形成有由Cr膜3b形成的遮光膜，曝光光透射形成于該Cr膜3b的孔并通過微透鏡陣列2而會聚于襯底上。如上所述，本實施方式中，例如，微透鏡陣列2以及曝光光源4被固定，通過襯底I以及掩模3同步地沿箭頭5方向移動，從而來自曝光光源4的曝光光透射掩模3并在襯底I上沿箭頭5方向進行掃描。該襯底I以及掩模3的移動由適當(dāng)?shù)囊苿友b置的驅(qū)動源而驅(qū)動。此外，還可以固定襯底I以及掩模3，并使微透鏡陣列2以及曝光光源4移動。如圖3所不,微透鏡陣列2沿垂直于掃描方向5的方向例如兩列各4個地配置于支持襯底6，這些微透鏡陣列2從掃描方向5上看，后級的4個微透鏡陣列2之中，3個分別配置在前級的4個微透鏡陣列2的相互之間，兩列微透鏡陣列2成為交錯狀地排列。由此，通過兩列微透鏡陣列2,襯底I中垂直于掃描方向5的方向的曝光區(qū)域的全范圍被曝光。如圖4所示，各微透鏡陣列2的各微透鏡2a例如為4片8個透鏡結(jié)構(gòu)，具有4片微透鏡陣列2-1、2-2、2-3、2-4層疊的結(jié)構(gòu)。各微透鏡陣列2_1等由兩個透鏡構(gòu)成。由此，曝光光在微透鏡陣列2-2與微透鏡陣列2-3之間暫且會聚，并且在微透鏡陣列2-4的下方的襯底上成像。而且，在微透鏡陣列2-2與微透鏡陣列2-3之間配置有六角視場光闌12，在微透鏡陣列2-3與微透鏡陣列2-4之間配置有開口光闌11。這些六角視場光闌12以及開口光闌11設(shè)置于每個微透鏡2a，對于各微透鏡2a，將襯底上的曝光區(qū)域整形為六角。六角視場光闌12例如如圖5 (a)所示，作為六邊形狀的開口而形成于微透鏡2a的透鏡視場區(qū)域10中，開口光闌11如圖5 (b)所示，作為圓形的開口而形成于微透鏡2a的透鏡視場區(qū)域10中。圖6是示出各微透鏡陣列2中的各微透鏡2a的配置方式的俯視圖。在該圖6中，將微透鏡2a的配置方式作為微透鏡2a的六角視場光闌12的位置示出。如該圖6所示，微透鏡2a對于掃描方向5依次沿橫方向稍微錯開地配置。六角視場光闌12分為中央的矩形部分12a和從該掃描方向5看兩側(cè)的三角形部分12b、12c。而且，如圖6所示，以如下方式配置有這些微透鏡2a,即關(guān)于垂直于掃描方向5的方向的各列，若對于掃描方向5看3列六角視場光闌12的列，則某特定的第I列六角視場光闌12的右側(cè)的三角形部分12c與在掃描方后方上鄰接的第2列六角視場光闌12的左側(cè)的三角形部分12b重疊、第I列六角視場光闌12的左側(cè)的三角形部分12b與第3列六角視場光闌12的右側(cè)的三角形部分12c重疊。如此，關(guān)于掃描方向5，3列微透鏡2a成為一組地被配置。即，第4列微透鏡2a關(guān)于垂直于掃描方向5的方向，與第I列微透鏡2a配置于同一位置。此時，當(dāng)設(shè)將六角視場光闌12的六邊形的各角部沿掃描方向5連結(jié)的線段(圖中用虛線表示)為例如0.03mm的等間隔時，若將3列六角視場光闌12中，鄰接的兩列六角視場光闌12的三角形部分12b的面積與三角形部分12c的面積相加，則在該掃描方向5上重疊的兩個三角形部分12b、12c的合計面積變得與中央的矩形部分12a的面積相同。因此，當(dāng)襯底I接受3列微透鏡2a的掃描時，關(guān)于垂直于該掃描方向5的方向，在其全范圍接受均勻光量的曝光。從而，在各微透鏡陣列2，關(guān)于掃描方向5，配置有3的整數(shù)倍列的微透鏡2a，由此，襯底通過一次掃描而在其全范圍接受均勻光量的曝光。此外，將六角視場光闌12的六邊形的各角部沿掃描方向5連結(jié)的線段(圖中用虛線表示)不必是等間隔的。例如，六角視場光闌12的中央的矩形部分12a的寬度也可以與三角形部分12b、12c的高度不同。即，在前述鄰接的兩列六角視場光闌12中，將在掃描方向5上重疊的兩個三角形部分12b的面積與三角形部分12c的面積相加的合計面積也可以不與中央的矩形部分12a的面積相同。為在全范圍接受均勻光量的曝光，在考慮到平行于掃描方向5的直線的情況下，將該直線通過六角視場光闌12內(nèi)的部分的線段的長度遍及該直線上的所有六角視場光闌地相加時的全長關(guān)于垂直于掃描方向5的方向均勻即可。此外，為獲得均勻的光量分布，在圖6所示的微透鏡的配置中，必須以3列單位設(shè)置微透鏡的列，關(guān)于掃描方向5設(shè)置合計3的整數(shù)倍的微透鏡的列。但是，例如，還能夠以4列單位設(shè)置微透鏡的列。該情況下，以(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)分別在掃描方向5上重疊的方式配置微透鏡。在如此構(gòu)成的微透鏡陣列2中，在從曝光光源4照射曝光光期間，通過使襯底I相對于微透鏡陣列2相對移動，使用曝光光掃描襯底，從而在襯底I的曝光對象區(qū)域的全范圍，襯底I接受均勻光量的曝光。即，襯底I并非與微透鏡2a的位置對應(yīng)地接受點狀(spot)曝光，而是一列微透鏡2a相互之間的區(qū)域被其他列的微透鏡2a曝光，襯底I像是與接受平面曝光的情況同樣地，在曝光對象區(qū)域的全范圍接受均勻曝光。而且，投影于襯底I上的圖案不是微透鏡2a的六角視場光闌12以及開口光闌13的形狀，而是根據(jù)由掩模3的遮光膜3b的孔形成的掩模圖案(曝光圖案)而確定的圖案。如圖10所示，微透鏡陣列2分為微透鏡陣列2b以及微透鏡陣列2c的兩列而配置于支持板6，另外，以沿垂直于掃描方向5的方向形成列的方式，微透鏡陣列2b與微透鏡陣列2c沿掃描方向5被相互錯開地配置。微透鏡陣列2如圖11以及圖12所示，嵌合配置于設(shè)置于支持板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對于正交于該掃描方向5的方向，鄰接的微透鏡陣列2彼此(微透鏡陣列2b與微透鏡陣列2c)相互接近地連續(xù)配置。而且，在正交于該掃描方向5的方向上鄰接的微透鏡陣列2之間的支持板6的部分極細，另外，微透鏡陣列2中的正交于掃描方向5的方向的端部中，該端部的微透鏡2a與端緣之間的間隔變短為小于微透鏡2a的排列間距的1/2。因此，各微透鏡陣列2如圖10所不，即使在正交于掃描方向5的方向上連續(xù),也能夠使正交于該掃描方向5的方向的所有微透鏡陣列2的微透鏡2a之間的間隔相同。S卩，微透鏡2a的正交于掃描方向5的方向的間距對于所有微透鏡陣列2為固定的。對于掃描方向5，配置有I個微透鏡陣列2，該微透鏡陣列2內(nèi)的微透鏡2a的間距為固定的。此外，微透鏡陣列2還能夠相對于支持板6，如圖3所示地在掃描方向5以及正交于掃描方向5的方向二者上相互隔離地配置。在該情況下，從掃描方向5看時，能夠以微透鏡陣列2的端部彼此重合的方式設(shè)置微透鏡陣列2，從而，關(guān)于正交于掃描方向5的方向，不必將各微透鏡陣列2的端部中的微透鏡2a與端緣的間隔縮短得小于微透鏡2a的間距的1/2，能夠充分大地獲得各微透鏡陣列2的端部的寬度。另外，支持板6的孔6a不必將正交于掃描方向5的方向的相互間隔設(shè)為如圖10所示的短間隔，能夠充分大地獲得該間隔。此夕卜，圖10以及圖3將微透鏡陣列2對于正交于掃描方向5的方向交錯狀地配置,但如圖10所示，微透鏡陣列2相互接近時，還能夠使微透鏡陣列2沿掃描方向50成一條直線狀地排列配置。圖10所示的實施方式中，各微透鏡陣列2b例如在掃描方向5上相向的兩邊中，一邊由兩個壓電元件14a、14b支持，另一邊由一個壓電元件15a支持，微透鏡陣列2c例如在掃描方向5上相向的兩邊中，一邊由一個壓電兀件14c支持，另一邊由兩個壓電兀件15b、15c支持。如圖11以及圖12所示，在支持板6中的微透鏡陣列2的配置位置，如前所述，形成有與微透鏡陣列2的形狀對應(yīng)的形狀的孔6a，微透鏡陣列2嵌合于該孔6a內(nèi)。另外，在該孔6a的周圍，支持板6的上表面被切口，形成有階梯差6b，在該階梯差6b的低的部分即孔6a的周邊部分配置有壓電元件14 (14a、14b、14c)、15 (15a、15b、15c)。而且，微透鏡陣列2在其上方部分形成有沿水平方向伸出的凸緣部21，該凸緣部21位于支持板6的孔6a的周圍部分的階梯差6b。壓電元件14、15的基部141、151分別固定于支持板6的階梯差6b的低的部分，其前端142、152固定于微透鏡陣列2的凸緣部21的下表面。而且，壓電元件14、15通過引出線7而連接于適當(dāng)?shù)目刂蒲b置(未圖示)，壓電元件14、15經(jīng)由該引出線7從控制裝置被供給驅(qū)動電壓，如圖12所示地變形。S卩，在圖11中，因為壓電元件14、15未變形，所以微透鏡陣列2的光軸朝向垂直(垂直于支持板6的表面的)方向，但在圖12中，圖不的左側(cè)的壓電元件14的前端142朝上地變形，由此，微透鏡陣列2的光軸朝向相對于垂直方向而傾斜的方向。這樣，通過調(diào)整對壓電元件的施加電壓，能夠調(diào)整微透鏡陣列2的光軸的方向，所以假設(shè)在襯底上的基準(zhǔn)圖案與曝光圖案之間存在錯位時，能夠在曝光中檢測錯位，調(diào)節(jié)一個或者多個微透鏡陣列的傾斜角度，從而消除該錯位。此外，由壓電元件14、15提供的支持點不限于上述三點，當(dāng)然也可以設(shè)置四點以上。此時，四點以上的壓電元件的變形量必須相互限制。在這樣構(gòu)成的微透鏡陣列2的支持機構(gòu)中，通過控制施加于壓電元件14、15的電壓，能夠控制壓電元件14、15的變形量，通過調(diào)整由三點支撐的微透鏡陣列2的壓電元件
14、15的變形量的組合，能夠?qū)⑽⑼哥R陣列2向任意方向傾斜。相機23是線性CXD相機，一維的線狀地檢測像。圖8是示出微透鏡陣列2的微透鏡2a的配置和線性CXD相機23的檢測區(qū)域17的圖。微透鏡2a的六角視場光闌12如前所述，關(guān)于掃描方向5,鄰接于最近旁的六角視場光闌相對于掃描方向5不是平行的,而是傾斜的。線性CCD相機以其線狀的檢測區(qū)域17與從角部的微透鏡2a的六角視場光闌12連結(jié)相對于掃描方向5鄰接于最近旁的微透鏡2a的六角視場光闌12的直線上一致的方式，使檢測區(qū)域17相對于掃描方向5傾斜地配置。若沿掃描方向5移動襯底1，同時通過線性CXD相機23檢測襯底I上的圖像，則通過一次線性掃描，在檢測區(qū)域17的線上檢測出圖像。該檢測信號輸入至圖像處理部24并被圖像處理。該線性CXD相機23的檢測區(qū)域17例如為從微透鏡陣列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。S卩，關(guān)于垂直于掃描方向5的方向，對于從一個端部的角部到另一個端部為止的微透鏡陣列2的寬度方向的全范圍，檢測位于傾斜的線上的微透鏡2a的六角視場區(qū)域12的圖像。此時，若設(shè)線性相機的掃描性能為一次掃描所需要的時間為IOmsec,則因為襯底及掩模的移動速度為例如100mm/sec,所以在IOmsec的掃描時間期間，襯底以及掩模移動1mm。從而，在線性CCD相機23的一個端部，檢測微透鏡陣列2的角部的微透鏡2a的圖像之后，在線性CCD相機23的另一個端部檢測到微透鏡陣列2的寬度方向的另一個端部的微透鏡2a的圖像時，該另一個端部的微透鏡2a的圖像是角部的微透鏡2a的圖像的位置Imm后方位置的圖像。襯底以及掩模的寬度方向的大小為例如Im,所以每Im襯底產(chǎn)生Imm的偏移。因此,在鄰接的微透鏡2a之間，與該Imm除以微透鏡2a的數(shù)量所得到的長度對應(yīng)地，檢測圖像在掃描方向5上產(chǎn)生偏移。另外，通過線性CXD相機23得到的掃描圖像，在檢測角部的微透鏡2a的圖像之后，檢測該襯底掃描方向5的斜前方的微透鏡2a的圖像。這樣，在線性CXD相機23的一維掃描圖像中,對于襯底掃描方向5,依次讀入配置于斜前方的微透鏡2a的圖像。從而,若將襯底掃描方向5上的微透鏡2a的排列間距設(shè)為A d,則通過線性CCD相機23以一次掃描而讀入的圖像信號對于襯底掃描方向5依次讀入向其前方錯開Ad的微透鏡2a的圖像。因此，若設(shè)該透鏡間距Ad為150 iim，并且如前所述設(shè)襯底的移動速度為100mm/sec，則襯底移動該透鏡間距Ad (= 150um = 0.15mm)耗費1.5msec。從而，在線性CXD相機23的一次掃描中，在檢測角部的微透鏡2a的圖像之后，檢測到下個微透鏡2a的圖像時，該圖像是與角部的微透鏡2a的圖像的在與掃描方向5垂直的方向上鄰接的位置的圖像相比，沿襯底的掃描方向5前進Ad的位置的圖像。因此，在某個時間點角部的微透鏡2a的圖像的在與掃描方向5垂直的方向上鄰接的位置的圖像是在該時間點下取得角部的微透鏡2a的下個微透鏡2a的圖像的時間點的1.5msec后在該第二個微透鏡2a檢測到的圖像。圖像處理部24若根據(jù)線性CXD相機23的取得信號進行關(guān)于以上兩點的時間延遲以及位置調(diào)整的校正的圖像處理，則能夠得到襯底移動期間的某特定時間點的圖像。例如，在被搬入本實施方式的曝光裝置的襯底I如圖9 (a)所示地形成有第一層曝光圖案LI (基準(zhǔn)圖案)時，若掃描停止于曝光裝置的既定位置的襯底1，通過線性CCD相機23檢測襯底I上的圖像，圖像處理部24對該基準(zhǔn)圖案LI的檢測信號進行圖像處理，則得到圖9 (a)所示的基準(zhǔn)圖案LI的檢測圖像?？刂撇?5基于該被圖像處理的圖案LI的圖像檢測信號，運算該第一層圖案LI的基準(zhǔn)位置與形成于掩模3、作為第二層圖案L2應(yīng)曝光的曝光圖案L2的基準(zhǔn)位置之間的偏移，并運算用于消除該偏移量的微透鏡陣列2的傾斜角度。而且，控制部25將對應(yīng)于該微透鏡陣列2的傾斜角度的信號輸出至由驅(qū)動該微透鏡陣列2的傾斜的壓電(piezo)元件14、15構(gòu)成的致動器20,致動器20 (壓電元件14、15)基于該信號而傾斜驅(qū)動微透鏡陣列。即，致動器20 (壓電元件14、15)基于該微透鏡陣列2的傾斜角度，調(diào)整施加于壓電元件14、15的電壓，驅(qū)動微透鏡陣列2以成為既定的傾斜角度。圖13是示出將微透鏡陣列2相對于鄰接的微透鏡陣列2而慢慢地增大其傾斜角度時的曝光光與襯底I的關(guān)系的圖。如該圖13所示，當(dāng)微透鏡陣列2的傾斜角度變大時，曝光光相對于襯底I的入射角度從90°開始逐漸變小(變?yōu)殇J角)。由此，鄰接的微透鏡陣列2之間的曝光區(qū)域的間隔bl、b2、b3慢慢地變大，相對于水平配置的微透鏡陣列2的端部(基準(zhǔn)點)的圖案，傾斜角度最大的微透鏡陣列2的最遠離所述基準(zhǔn)點的位置的圖案與所有微透鏡陣列2為水平時的曝光位置相比，成為距基準(zhǔn)點遠的圖案。這樣，僅使排列成一列的微透鏡陣列2的傾斜角度慢慢地變大，就能夠調(diào)整襯底上的曝光位置，能夠擴大襯底上的曝光區(qū)域。相反地，縮小曝光區(qū)域時也將微透鏡陣列2向反方向傾斜即可。接下來，說明如上所述地構(gòu)成的本實施方式的曝光裝置的動作。首先，如圖1所示，襯底I被搬入曝光裝置的既定曝光位置。在該襯底1，作為基準(zhǔn)圖案，曝光如圖9 (a)所示的圖案LI。該基準(zhǔn)圖案LI為第一層圖案，以該第一層圖案為基準(zhǔn)，在曝光裝置中，第二層圖案至第四層圖案被曝光，例如，五層圖案被疊加曝光。此時，在薄膜晶體管液晶襯底以及彩色濾光片襯底等的玻璃襯底中，在制造過程中尺寸產(chǎn)生變化時，重疊曝光中的曝光圖案相對于下層圖案而偏移。因此，對搬入的襯底1，將其與掩模3 —同相對于微透鏡陣列2掃描，通過線性CXD相機23檢測襯底I上的圖像。該線性CCD相機23中，其光檢測部為一維傳感器，如圖8所示，以檢測相對于襯底掃描方向5傾斜的區(qū)域的方式設(shè)置。這樣，不將線性CXD相機23的檢測區(qū)域17設(shè)為垂直于襯底掃描方向5的方向，而是設(shè)為相對于該方向傾斜的方向，是因為假設(shè)若在垂直于襯底掃描方向5的方向上配置線狀的檢測區(qū)域17，則在鄰接的微透鏡2a的六角視場光闌12間存在不連續(xù)的部分，所以不能夠連續(xù)地檢測襯底I上的圖像。因此，在本實施方式中，將檢測區(qū)域17以通過在掃描方向5上鄰接于最近旁的微透鏡陣列2的六角視場光闌12的方式傾斜地配置。由此，通過由圖像處理進行基于使該檢測區(qū)域17傾斜地配置而導(dǎo)致的延遲時間的校正、通過CCD傳感器的一個掃描時間的時間滯后的校正，能夠以成為微透鏡陣列2的基準(zhǔn)的角部的微透鏡2a的檢測圖像為基準(zhǔn)，檢測襯底I上的圖像。即，圖像處理部24基于相機23的檢測信號，求圖9 (a)所示的襯底I上的第一層圖案LI。控制部25在該第一層圖案LI與形成于掩模3且隨后將要曝光的第二層圖案L2一致時，將該第二層圖案L2曝光于襯底上。S卩，使襯底I以及掩模3作為一體地相對于微透鏡陣列2以及光源移動,將形成于掩模3的曝光圖案L2重疊曝光于第一圖案LI上。由此，如圖9 (b)所示，能夠在從成為第一層圖案LI的基準(zhǔn)的角部隔離了設(shè)計值的Ax以及Ay的位置形成第二層圖案L2。此時，如圖2至圖4所示，若曝光光從曝光光源4經(jīng)由掩模3入射微透鏡陣列2，則倒立等倍的像成像于六角視場光闌12。而且，通過該六角視場光闌12，透射各微透鏡2a的曝光光被整形為圖5 (a)所示的六邊形，作為正立等倍像而投影于襯底I上。此時，由微透鏡2a形成的曝光區(qū)域在襯底上如圖6所示地配置。而且，如圖3所示，通過8片微透鏡陣列2，襯底I的垂直于掃描方向5的方向的全曝光區(qū)域以均勻光量被曝光。而且，若沿掃描方向5對于微透鏡陣列2掃描襯底I以及掩模3，則襯底I的整個面的曝光區(qū)域以均勻光量被曝光。由此，形成于掩模3的掩模圖案成像于襯底I上。另一方面，相對于由線性CXD相機23檢測出的第一層圖案LI，當(dāng)前位置的掩模3與曝光圖案L2錯位時，基于控制部25運算的微透鏡陣列2的傾斜角度，致動器20對壓電元件14、15供給電壓，使微透鏡陣列2傾動，調(diào)整相對于襯底I的曝光光的入射角度，以使掩模3的曝光圖案L2的基準(zhǔn)位置與第一層圖案LI的基準(zhǔn)位置一致。例如，如圖13所示，若使沿垂直于襯底掃描方向的方向排列的4片微透鏡陣列2以其傾斜角度慢慢地變大的方式傾斜，則在襯底I上，一個微透鏡陣列2的各微透鏡2a所引起的曝光光的相對于襯底的傾斜角度不變化，但在鄰接的微透鏡陣列2之間，其曝光角度變化，相對于圖13右端的水平的微透鏡陣列2，隨著靠近左側(cè)，來自微透鏡陣列2的曝光光的相對于襯底的傾斜變大。由此，從各微透鏡陣列2投影于襯底I上的掩模3的掩模圖案(圖中以□表示)對于各微透鏡陣列2，投影于a的區(qū)域。此時，曝光光的傾斜角度對于各微透鏡陣列2不同，但曝光區(qū)域a由于傾斜角度自身極小，所以對于各微透鏡陣列2實質(zhì)上為同尺寸。但是，在鄰接的微透鏡陣列2之間，其掩模圖案的間隔b 1、b2、b3逐漸變大。這樣，圖13左端的微透鏡陣列2的相對于襯底的曝光區(qū)域與所有微透鏡陣列2為水平的情況相比向左側(cè)移位。由此，能夠消除第一層圖案LI與第二層圖案L2的偏移。此夕卜，Ax以及Ay為70 ii m時,相對于右端的微透鏡陣列2,若使其左鄰的微透鏡陣列2稍微(數(shù)度的1/1000左右)傾斜，則能夠錯開曝光位置I U m左右。從而，僅使微透鏡陣列2以極小的角度傾斜，就能夠錯開70 的間隔的圖案Iy m。此外，用于消除圖案的錯位的微透鏡陣列2的傾動方法不限于圖13所示的方法，存在各種方式。本實施方式中，在疊加曝光中，即使產(chǎn)生襯底的尺寸變動，也能夠?qū)⑵鋵崟r地檢測出，將其曝光位置以高精度對齊下層的曝光圖案。即，本實施方式中，在曝光裝置內(nèi)，能夠在曝光中將下層圖案與曝光圖案的錯位通過微透鏡陣列的傾動而修正，能夠?qū)崟r地修正錯位，進行聞精度的重置曝光。另外，曝光光能夠使用脈沖激光或者汞燈等的連續(xù)光等各種光。并且，線性CCD相機23使用具有照射襯底上的光照射部和檢測反射光的線性CCD傳感器的相機，通過二向色鏡22將來自相機23的觀察光照射于襯底，但是也可設(shè)為從襯底的下方光照射，將形成于襯底的第一層曝光圖案的像輸入線性CCD傳感器以檢測該像。并且，襯底上的圖像不限于由線性CCD傳感器檢測的情況，還能夠由二維傳感器檢測襯底上的圖像。此外，本發(fā)明當(dāng)然不限于上述實施方式。例如，在上述實施方式中，如圖8所示，通過將線性CCD相機23的線性傳感器以其檢測區(qū)域17相對于掃描方向5傾斜的方式配置，并通過圖像處理，從而在垂直于掃描方向5的方向的全范圍中不間斷地檢測連續(xù)的六角視場光闌12內(nèi)的圖像，但是通過將線性傳感器沿垂直于掃描方向5的方向配置，設(shè)置3列該線性傳感器，同樣地也能夠在垂直于掃描方向5的方向的全范圍中不間斷地檢測連續(xù)的六角視場光闌12內(nèi)的圖像。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
在本發(fā)明中，使用多個將掩模的曝光圖案的正立等倍像投影于襯底上的微透鏡陣列，通過調(diào)整這些微透鏡陣列的傾斜角度，能夠調(diào)整掩模的曝光圖案投影于襯底上時的像的倍率。另外，能夠通過調(diào)整微透鏡陣列的傾斜角度而消除掩模的曝光圖案與襯底上的基準(zhǔn)圖案之間的錯位。因此，本發(fā)明能夠擴大使用微透鏡陣列的曝光裝置的適用對象，產(chǎn)業(yè)上的利用價值高。符號說明
1:襯底；2:微透鏡陣列；2a:微透鏡；2-f 2-4:(結(jié)構(gòu))微透鏡陣列；3:掩模；3a:透明襯底；3b:Cr膜；4:曝光光源；5:掃描方向；6:支持襯底；11:開口光闌；12:六角視場光闌；12a:矩形部分;12b、12c:三角形部分；14 (14a、14b、14c)、15 (15a、15b、15c):壓電元件；17:檢測區(qū)域；20:致動器；21:光學(xué)系統(tǒng)；22:二向色鏡；23:線性C⑶相機；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: 多個微透鏡陣列，配置于應(yīng)曝光襯底的上方，二維地配置有微透鏡； 支持襯底，能夠傾斜地支持該微透鏡陣列； 驅(qū)動部件，相對于所述支持襯底傾動驅(qū)動所述各微透鏡陣列； 掩模，配置于該微透鏡陣列的上方，形成有既定的曝光圖案； 曝光光源，對該掩模照射曝光光； 移動裝置，使所述微透鏡陣列和所述襯底以及所述掩模相對地沿一個方向移動； 圖像檢測部，檢測所述襯底的圖像； 圖像處理部，以該圖像的檢測信號為基礎(chǔ)進行圖像處理以得到形成于襯底上的基準(zhǔn)圖案；以及 控制部，該控制部運算該基準(zhǔn)圖案與將要曝光的所述掩模的曝光圖案之間的偏移，經(jīng)由所述驅(qū)動部件使所述微透鏡陣列傾動以消除所述基準(zhǔn)圖案與所述曝光圖案的偏移， 通過使所述多個微透鏡陣列從平行于襯底的面的方向傾斜，從而調(diào)整襯底上的曝光位置，使曝光圖案與所述基準(zhǔn)圖案一致。
2.根據(jù)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，所述圖像檢測部為線狀地檢測圖像的線性傳感器，該線性傳感器以其檢測區(qū)域相對于所述一個方向構(gòu)成銳角的方式傾斜地配置，用一個線性傳感器檢測多列微透鏡內(nèi)的圖像。
3.根據(jù)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，所述圖像檢測部為線狀地檢測圖像的多個線性傳感器，該多個線性傳感器的檢測區(qū)域沿相對于所述一個方向正交的方向配置，用多個線性傳感器的整體檢測多列微透鏡內(nèi)的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的使用微透鏡陣列的掃描曝光裝置，其特征在于，所述微透鏡將所述掩模的曝光圖案的正立等倍像投影于所述襯底上。
全文摘要
掃描曝光裝置通過多個微透鏡陣列(2)，將掩模(3)的曝光圖案投影于襯底(1)上。此時，通過線性CCD相機檢測襯底上的圖像，將襯底上的第一層圖案作為基準(zhǔn)圖案，檢測掩模的曝光圖案是否與該基準(zhǔn)圖案一致。不一致時，使微透鏡陣列從平行于襯底的方向傾斜，調(diào)整由微透鏡陣列形成的襯底上的曝光區(qū)域，使掩模的曝光圖案與基準(zhǔn)圖案一致。由此，即使產(chǎn)生曝光圖案與基準(zhǔn)圖案的偏移，也能在曝光中檢測該偏移，防止曝光圖案的錯位，能夠提高重疊曝光中的曝光圖案的精度。
文檔編號H01L21/027GK103140804SQ20118004822
公開日2013年6月5日 申請日期2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月5日
發(fā)明者梶山康一, 水村通伸, 畑中誠, 新井敏成 申請人:株式會社V技術(shù)