衬底处理装置及器件制造方法制造方法及图纸

衬底处理装置(EX)包括：投影光学系统(PL)，使从照明区域(IR)产生的反射光束(L2)向衬底投射，从而在衬底形成光罩图案的像；光分离部(10)，使朝向照明区域的照明光和从照明区域产生的成像光束中的一方通过而使另一方反射；和照明光学系统(IL)，形成一次光源像，并将来自一次光源像的照明光照射于照明区域，并且在中心线与圆筒面之间形成与一次光源像光学共轭的第1共轭面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】衬底处理装置及器件制造方法
本专利技术涉及衬底处理装置及器件制造方法。本申请基于2012年7月13日申请的日本国特愿2012－157810号及2012年7月13日申请的日本国特愿2012－157811号主张优先权，并在此援引其内容。
技术介绍
作为进行半导体集成器件、显示面板等的电子电路的图案形成(patterning)的衬底处理装置，广泛利用精密的曝光装置。该曝光装置一般是将形成于光罩(mask)的电子电路的图案经由投影光学系统而光学地转印在半导体晶圆或玻璃衬底等感光性衬底上的装置。其中所使用的光罩通常是在平坦的石英板上通过铬等遮光材料形成电路图案而成，在扫描型的投影曝光装置中，一边使该光罩一维地往复移动，一边使感光性衬底以步进扫描方式移动，从而将光罩的电路图案以矩阵状(2维)排列的方式转印到衬底上。已知在这样的步进扫描方式的投影曝光装置中，通过减少步进的次数(使衬底移动的可动载台的加减速次数)能够提高生产量(生产率)。因此，例如在下述的专利文献1中记载了一种曝光装置，其准备反射型的圆筒光罩，并在该圆筒表面的周向上反复排列多个电路图案以实现高生产量。另一方面，在生产大型显示面板的现场，使用具有搭载大型玻璃衬底(2m×2m以上)的可动载台的扫描型曝光装置、直接对大型玻璃衬底进行显像、蚀刻、沉积等的各种处理装置和搬运装置。这些曝光装置、处理装置、搬运装置都是极其大型且高造价的，不仅如此，还很难抑制与显示面板的制造有关的总成本(伴随装置工作的各种运转经费，大规模清洁室的维持经费、诸如蚀刻等的材料废弃工序所带来的浪费等)。因此，作为更节省资源的制造方法而受到关注的是，利用高精度的印刷技术在柔性的树脂衬底或塑料衬底上直接形成电子电路的印刷电子技术。利用该技术以卷对卷方式制造有机EL的显示面板的方法例如在下述的专利文献2中有记载。卷对卷方式是指，从供给卷筒拉出柔性(挠性)的长条衬底(薄膜)并在将其卷绕到回收卷筒上的搬运路径的途中对衬底实施各种处理的方式。此外，作为曝光装置等的衬底处理装置，例如下述的专利文献1所记载的那样，为了提高在半导体晶圆上以扫描方式连续地投影曝光多个芯片器件时的生产量，提出了使用圆筒状的旋转光罩的装置。此外，作为制造显示面板、太阳能电池等电子器件的方法之一，已知例如下述的专利文献2所记载的卷对卷方式。卷对卷方式是，一边从送出用的卷筒向回收用的卷筒搬运薄膜等挠性衬底，一边在搬运路径上对衬底进行各种处理的方式。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2008/029917号专利文献2:国际公开第2008/129819号
技术实现思路
在专利文献1公开的曝光装置中，由于例如能够一边使圆筒光罩旋转一边在衬底(晶圆)上对沿扫描曝光方向排成一列的多个照射(shot)区域集中地进行扫描曝光，所以步进次数激减，能够实现高生产量的曝光处理。但是，在专利文献1公开的曝光装置的投影光学系统中，由于形成在圆筒光罩的外周面上的图案是圆筒形状的，所以也存在投影到衬底上的图案像的品质(像质)劣化、可投影的最小线宽粗、无法期待高精度的(忠实的)转印的可能性。此外，在专利文献2所公开的卷对卷方式的显示面板的制造方式中，若只通过印刷方式或喷墨(液滴)方式无法进行高精细的图案形成，则导入曝光装置。在该情况下，需要在投影系统下稳定地搬运挠性的片状衬底。用于实现该搬运的有效方式是，例如将片状衬底一边沿长度方向张紧一边卷绕在旋转滚筒的表面的一部分上来运送的方式。在该方式中，由于基于投影系统形成的光罩的图案像被投影在弯曲成圆筒面状的片状衬底上，所以同样存在衬底上的图案像的品质(像质)劣化、可投影的最小线宽粗、无法期待高精度的(忠实的)转印的可能性。本专利技术的一方式的目的在于，提供一种衬底处理装置及器件制造方法，其能够在弯曲成圆筒状的光罩面上的图案投影或是向弯曲成圆筒状的衬底上的图案投影中，将投影像以高精度曝光在衬底上。此外，上述的曝光装置通过一边使例如弯曲成卷筒状的光罩图案连续旋转一边与该旋转同步地使衬底(晶圆)扫描移动，能够实现高效率的曝光处理。但是，由于光罩图案弯曲成圆筒面状，所以若经由通常的投影光学系统将该光罩图案的一部分投影到平面状的半导体晶圆上，则存在投影像的品质(变形误差、非等向的倍率误差、聚焦误差等)低下的可能性。本专利技术的另一方式的目的在于，提供一种衬底处理装置及器件制造方法，其能够利用弯曲的光罩图案(圆筒光罩)在不使投影像的品质降低的情况下高精度地投影曝光。根据本专利技术的第1方式，提供一种衬底处理装置，使沿着圆筒面配置的反射性的光罩图案的像在感应性衬底上投影曝光，所述圆筒面是围绕规定的中心线以规定的半径弯曲而成的，所述衬底处理装置的特征在于，包括：光罩保持部件，沿着所述圆筒面保持所述光罩图案，并能够围绕所述中心线旋转；投影光学系统，使从设定于所述光罩图案上的一部分的照明区域产生的反射光束向所述感应性衬底投射，由此在所述感应性衬底上形成所述光罩图案的一部分的像；光分离部，为了对所述照明区域进行落射照明而配置在所述投影光学系统的光路内，使朝向所述照明区域的所述照明光和从所述照明区域产生的反射光束中的一方通过而使另一方反射；以及照明光学系统，形成作为所述照明光的光源的一次光源像，经由所述光分离部和所述投影光学系统的一部分光路而将来自所述一次光源像的所述照明光照射于所述照明区域，并且，在所述中心线与所述圆筒面之间形成与所述一次光源像光学共轭的第1共轭面。根据本专利技术的第2方式，提供一种器件制造方法，包括：通过第1方式的衬底处理装置一边在使所述光罩保持部件旋转的同时将所述感应性衬底沿规定方向搬运，一边在所述感应性衬底上曝光所述光罩图案；和利用被曝光的所述感应性衬底的感应层的变化实施后续的处理。根据本专利技术的第3方式，提供一种衬底处理装置，使沿着圆筒面配置的反射性的光罩图案的像在感应性衬底上投影曝光，所述圆筒面是围绕规定的中心线以规定的半径弯曲而成的，所述衬底处理装置的特征在于，包括：光罩保持部件，沿着所述圆筒面保持所述光罩图案，并能够围绕所述中心线旋转；投影光学系统，使从设定于所述光罩图案上的一部分的照明区域产生的反射光束向所述感应性衬底投射，由此在所述感应性衬底上形成所述光罩图案的一部分的像；光分离部，为了对所述照明区域进行落射照明而配置在所述投影光学系统的光路内，使朝向所述照明区域的所述照明光和从所述照明区域产生的反射光束中的一方通过而使另一方反射；以及照明光学系统，使从光源产生的所述照明光经由所述光分离部而照射于所述照明区域，并且使所述照明光的主光线以朝向所述中心线与所述圆筒面之间的规定位置的方式关于所述圆筒面的周向倾斜。根据本专利技术的第4方式，提供一种衬底处理装置，使沿着圆筒面配置的反射性的光罩图案的像在感应性衬底上投影曝光，所述圆筒面是围绕规定的中心线以规定的半径弯曲而成的，所述衬底处理装置的特征在于，包括：光罩保持部件，沿着所述圆筒面保持所述光罩图案，并能够围绕所述中心线旋转；照明光学系统，形成以作为朝向设定在所述光罩图案上的一部分的照明区域的照明光的光源的一次光源像，将来自所述一次光源像的所述照明光照射于所述照明区域，并且，在所述中心线与所述圆筒面之间形成与所述一次光源像光学共轭的第1共轭面；第1投影光学系统，将从被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底处理装置，使沿着圆筒面配置的反射性的光罩图案的像在感应性衬底上投影曝光，所述圆筒面是围绕规定的中心线以规定的半径弯曲而成的，所述衬底处理装置的特征在于，包括：光罩保持部件，沿着所述圆筒面保持所述光罩图案，并能够围绕所述中心线旋转；投影光学系统，使从设定于所述光罩图案上的一部分的照明区域产生的反射光束向所述感应性衬底投射，由此在所述感应性衬底上形成所述光罩图案的一部分的像；光分离部，为了对所述照明区域进行落射照明而配置在所述投影光学系统的光路内，使朝向所述照明区域的所述照明光和从所述照明区域产生的反射光束中的一方通过而使另一方反射；以及照明光学系统，形成作为所述照明光的光源的一次光源像，经由所述光分离部和所述投影光学系统的一部分光路而将来自所述一次光源像的所述照明光照射于所述照明区域，并且，在所述中心线与所述圆筒面之间形成与所述一次光源像光学共轭的第1共轭面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.13 JP 2012-157811;2012.07.13 JP 2012-157811.一种衬底处理装置，使沿着圆筒面配置的反射性的光罩图案的像在感应性衬底上投影曝光，所述圆筒面是围绕规定的中心线以规定的半径弯曲而成的，所述衬底处理装置的特征在于，包括：光罩保持部件，沿着所述圆筒面保持所述光罩图案，并能够围绕所述中心线旋转；投影光学系统，使从设定于所述光罩图案上的一部分的照明区域产生的反射光束向所述感应性衬底投射，由此在所述感应性衬底上形成所述光罩图案的一部分的像；光分离部，为了对所述照明区域进行落射照明而配置在所述投影光学系统的光路内，使朝向所述照明区域的照明光和从所述照明区域产生的反射光束中的一方通过而使另一方反射；以及照明光学系统，形成作为所述照明光的光源的一次光源像，经由所述光分离部和所述投影光学系统的一部分光路而将来自所述一次光源像的所述照明光照射于所述照明区域，并且，在所述圆筒面的周向上，在所述中心线与所述圆筒面之间形成与所述一次光源像成为光学共轭的第1共轭面。2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，到达所述照明区域的所述照明光的主光线中的、在所述圆筒面的周向上分布的各主光线的延长线被设定成与平行于所述中心线的所述第1共轭面上的线相交。3.如权利要求1或2所述的衬底处理装置，其特征在于，所述第1共轭面配置在所述中心线与所述照明区域之间的中央位置或其附近。4.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，所述投影光学系统具有光瞳面，在所述光瞳面上形成由所述照明光学系统形成的二次光源像，所述光分离部配置在所述光瞳面的位置处或其附近。5.如权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，所述光分离部包括使朝向所述照明区域的所述照明光通过的通过部、和使从所述照明区域产生的反射光束反射的反射部，所述投影光学系统包括配置在所述光分离部与所述照明区域之间的光路中的光学系统，所述光分离部的反射部的至少一部分配置在关于所述光学系统的光轴与所述光分离部的交点而与所述通过部对称的位置处。6.如权利要求5所述的衬底处理装置，其特征在于，形成在所述投影光学系统的光瞳面上的所述二次光源像被设定成沿着所述圆筒面的周向上的尺寸比沿着所述中心线的方向上的尺寸大。7.如权利要求6所述的衬底处理装置，其特征在于，所述光分离部还具有规定出经由所述通过部而朝向所述照明区域的所述照明光的通过范围的规定部。8.如权利要求7所述的衬底处理装置，其特征在于，所述规定部利用所述反射部的至少一部分。9.如权利要求6所述的衬底处理装置，其特征在于，所述照明光学系统包括：光阑部件，配置在与所述照明区域光学共轭的位置或其附近；和光学部件，配置在从所述一次光源像到所述光阑部件的光路中，并且所述光学部件的沿着所述圆筒面的周向的折射力比沿着所述中心线的方向的折射力大。10.如权利要求9所述的衬底处理装置，其特征在于，所述光学部件使到达所述照明区域的所述照明光的主光线中的、在所述中心线的方向上排列的各主光线互相平行，且使在所述圆筒面的周向上排列的各主光线以使得其延长线与平行于所述中心线的所述第1共轭面上的线相交的方式偏转。11.如权利要求10所述的衬底处理装置，其特征在于，所述照明光学系统具有均匀照射光学系统，所述均匀照射光学系统配置在从所述一次光源像到所述光阑部件的光路的至少一部分中，并使以所述一次光源像为光源的所述照明光的光强度分布在所述光阑部件的位置或其附近均匀。12.如权利要求11所述的衬底处理装置，其特征在于，所述均匀照射光学系统包括与所述第1共轭面光学共轭且形成有所述二次光源像的第2共轭面，在所述第2共轭面上形成的所述二次光源像的分布范围被设定为沿着所述中心线的方向的尺寸比沿着所述圆筒面的周向的尺寸小。13.如权利要求6所述的衬底处理装置，其特征在于，所述照明光学系统还包括：光阑部件，配置在与所述照明区域光学共轭的位置或其附近；和规定部，配置在从发出所述照明光的光源到所述光学系统的光路中，并规定出朝向所述照明区域的所述照明光在所述光分离部中的分布范围。14.一种器件制造方法，包括：通过权利要求1～13中任一项所述的衬底处理装置一边在使所述光罩保持部件旋转的同时将所述感应性衬底沿规定方向搬运，一边在所述感应性衬底上曝光所述光罩图案；和利用被曝光的所述感应性衬底的感应层的变化实施后续的处理。15.一种衬底处理装置，使沿着圆筒面配置的反射性的光罩图案的像在感应性衬底上投影曝光，所述圆筒面是围绕规定的中心线以规定的半径弯曲而成的，所述衬底处理装置的特征在于，包括：光罩保持部件，沿着所述圆筒面保持所述光罩图案，并能够围绕所述中心线旋转；投影光学系统，使从设定于所述光罩图案上的一部分的照明区域产生的反射光束向所述感应性衬底投射，由此在所述感应性衬底上形成所述光罩图案的一部分的像；光分离部，为了对所述照明区域进行落射照明而配置在所述投影光学系统的光路内，使朝向所述照明区域的照明光和从所述照明区域产生的反射光束中的一方通过而使另一方反射；以及照明光学系统，使从光源产生的所述照明光经由所述光分离部而照射于所述照明区域，并且使到达所述照明区域的所述照明光的主光线中分布于所述圆筒面的周向上的各主光线以各自的延长线相交于所述中心线与所述圆筒面之间的规定位置的方式在所述圆筒面的周向上彼此倾斜。16.一种衬底处理装置，使沿着圆筒面配置的反射性的光罩图案的像在感应性衬底上投影曝光，所述圆筒面是围绕规定的中心线以规定的半径弯曲而成的，所述衬底处理装置的特征在于，包括：光罩保持部件，沿着所述圆筒面保持所述光罩图案，并能够围绕所述中心线旋转；照明光学系统，形成以作为朝向照明区域的照明光的光源的一次光源像，将来自所述一次光源像的所述照明光照射于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊泽雅人，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本;JP