曝光装置以及曝光方法制造方法及图纸

一种曝光装置，包括一光源（１）以及一照明光学系统ＩＬ，使当从该光源（１）的光照射于一罩幕Ｍ，利用通过该罩幕Ｍ的光而照射于一感旋光性基板Ｐ上，而形成于该罩幕Ｍ的一图案ＤＰ在该曝光装置中，转印到该感旋光性基板Ｐ。该照明光学系统ＩＬ包括对应于该感旋光性基板Ｐ上的感光特性，有切换照射于该罩幕Ｍ的光的波长幅度的一波长幅度切换装置（６、７）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于半导体元件，液晶显示元件，射像元件，薄膜磁气头，及其它微元件的制造工程，其所用的，以及使用的微元件的制造的制造方法。
技术介绍
微元件之一的液晶显示元件，其通常在玻璃基板上的透明薄膜电极(thin film transistor，TFT)，是利用微影方法定义出所希望的形状，而形成薄膜晶体管等的开关元件以及电极配线，而制造所成。此用于工艺上的微影方法，于罩幕上形成与原画相同的图案，通过光学系统，光阻等的感光剂涂布于一平板上，而经曝光装置进行投影曝光。因此，进行罩幕与平板的相对的位置对准后，被形成的罩幕的图案，设定于平板上，而由一次拍摄(shoot)领域，而整体转印。转印后的平板，被移动到另一步(step)拍摄领域，而进行曝光，如此以步进与重复的方式的投影曝光装置(所谓，步进机)，已有多方面的应用。近年来，液晶显示件在要求大面积化时，其伴随微影工艺所使用的投影曝光装置，希望扩大曝光范围。为了使投影曝光装置可扩大曝光范围，其要使投影光学系统大型化，而又要极力降低存留的像差，对于大型的投影光学系统的设计与制造，其成本高。因此，为了极力避面投影光学系统的大型化，一狭口状照明光会照射罩幕，其靠近光学系统的物体面侧(罩幕侧)，在长的方向的长度，设定使与光学系统的有效孔径大约相等，而通过罩幕的狭口状光，通过光学系统而照射到一平板上。相对于光学系统，罩幕与平板相对移动而扫描。罩幕所形成的图案的一部分，顺次在被设定的平板上，经一次的拍摄而转印。转印后的平板，被移动到另一步(step)拍摄领域，而进行相同的曝光，如此所谓步进与扫描的方式的投影曝光装置已被提出。又，近年来，更希望使曝光领域扩大，而不使用一大型投影光学系统，有所谓具备有多镜头方式的投影光学系统的投影曝光装置，已被提出(例如，美国专利US 5,729,331)，其为小型的部分投影光学系统，其在与扫描方向垂直的方向上(非扫描方向)，由多个配列以一设定间隔所构成的第一配列，于此部分投影光学系统的配列之间又配置有部分投影光学系统，而构成第二配列，其配至于扫描方向。以上使用投影曝光装置，而于制造液晶显示元件时，所需要影像解像度，由制造TFT所得到的解像度，例如3微米程度。近年来，由于平板的大型化，造成平板的弯曲等，使平板表面的平坦性有恶化的倾向。经变更平台(stage)的构成，而改善平坦性仍有其限度。因此，对于曝光装置，虽然其平板表面的平坦性恶化，也可以得到3微米程度的解像度，投影光学系统的焦点深度，也可以设计成更深一些。关于液晶显示元件的制造，平板上涂布光阻，使用以上任何的投影曝光装置，以形成罩幕图案，而转印到平板上。利用光阻的显影，蚀刻，以及光阻的移除等工艺的重复操作，TFT等的开关元件以及电极配线的元件可形成于基板上。且，此元件基板与具有由其它工艺形成的彩色虑光片的一对向基板伸张结合，于其间挟持有液晶材料，而制造成液晶显示器。更，传统的液晶显示器，由上述形成有TFT的元件基板，与具有彩色虑光片的对向基板，利用张合制造而成。近年来，伴随液晶显示器的构造的变化，在形成有TFT的元件基板上一并形成彩色虑光片的液晶显示器，以已被提出。有关于此结构的液晶显示器的工艺，其TFT被形成于基板上，而涂布树脂阻料，其为分散的着色颜料。使用投影曝光装置，树脂光被曝光显影，而形成彩色虑光片，而达到结合工艺。于此，于形成TFT等之际，相对于所使用的光阻的敏感度约为15～30mJ/cm2，树脂光阻的敏感度约为50～100mJ/cm2。树脂光阻的曝光能量通常为光阻的数倍到数十倍。于树脂光阻曝光之际，其必要的影像解像度，由液晶显示器的各像素之间，所配置形成的遮光层的良好解像度而定。例如5微米的程度已足够。又，使用通常的光阻所形成的TFT的情形下，因为光阻的敏感度高，曝光能量少也可以，但是3微米的程度仍为必要。另一方面，若使用树脂光阻，而形成彩色滤光片，其必要使用较高的曝光能量，但是解像度在5微米的程度已足够。前述，步进与扫描的方式中的投影曝光装置以及具有多镜头方式的投影光学系统的曝光装置，为了曝光而移动平板，其曝光能量取决于曝光功率与平板移动速度。所使用的平板移动速度，决定光阻的适当曝光量。在曝光功率固定的情形下，使用高敏感度的光阻，平板可高速移动，而使用低敏感度的光阻，平板则必要低速移动。但是，在载置平板的情形下，因为使移动的平台大型化，由控制性能的观点上曝光中的速度须有限定。又，低速移动与产能，为低下的要因。于此，光阻的敏感度为E，曝光功率为P，曝光区域的扫描方向的宽度为L，平台的速度为S，以下以(1)关系式为(1)S＝L(P/E)。又，平台的最高速度假定为300mm/sec，其速度是在考虑光阻与树脂光阻在曝光的情形下。而，光阻的敏感度为20mJ/cm2，而树脂光阻的敏感度为60mJ/cm2。又，以下，曝光区域的扫描方向的宽度为L＝20mm，做为步进的说明。以下，是决定光阻的曝光功率的说明。由于光阻的敏感度为20mJ/cm2，根据上述(1)式，曝光功率为300mW/cm2，平台的最高速度达到300mm/sec。换言说，由于平台的最高速度的限制，曝光功率不可以比300mW/cm2大。在曝光功率为300mW/cm2下，对树脂光阻曝光时，由于树脂光阻的敏感度为60mJ/cm2，根据上述(1)式，平台的速度必要设定为100mm/sec。由此，在决定光阻的曝光功率的情形下，于树脂光阻曝光时，产能会大幅降低。其次，适合于树脂光阻的曝光功率的决定情形，如下说明。因为树脂光阻的敏感度为60mJ/cm2，根据上述(1)式，其曝光功率必要为900mW/cm2，而对光阻曝光时，由于光阻的敏感度为20mJ/cm2，根据上述(1)式，其，平台的速度必要设定为900mm/sec，其超过平台的最高速度。而，树脂光阻的曝光功率的决定情形下，对光阻曝光时，其平台的最高速度设定为300mm/sec，而不得不减光使照明光约为1/3曝光功率，因此浪费曝光功率。如上所述，当对光阻曝光时，为确保3微米程度的解像度并且不达到平台的最高速度，其必要设定曝光功率。当对树脂光阻曝光时，为确保5微米程度的解像度与不使产能低下，必须设定成高曝光功率。又，任何的光阻，在曝光情形时，由于平板的大型化，其由于考虑平坦性的恶化，其必要确保有深的焦点深度。
技术实现思路
因此本专利技术的第一目的就是提供对应于在感旋光性基板上形成感旋光性基板的感光特性或是图案上，其必要的解像度而言，曝光功率，平台速度，以及焦点深度等的曝光条件，可以设定成最适当条件的曝光装置与方法。并且，使利用此装置或方法，而形成微细图案而制造微元件的制造方法。又，使用通常的光阻形成TFT的情形下，光阻的感度高时，曝光能量可以少一些，但是仍必要有3微米的解像度。另一方面，若使用树脂光阻，而形成彩色滤光片，其必要使用较高的曝光能量，但是解像度在5微米的程度已足够。因此，由于涂布于基板上的光阻的感度，其必要的曝光能量会不同，其曝光能量可由对应的光阻的感度值，而必要控制照射在基板上的照明光的照度。又，关于投影曝光装置，由灯炮所构成的射出照明光的光源其经时的劣化，或是供给灯炮的电力的变动等，其也就是通过投影光学单元，照射在基板上的照明光照度的变动。此照明光照度的变动，于步进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曝光装置，其特征是，该装置包括：一光源；以及一照明光学系统，当从该光源的光照射于一罩幕，利用通过该罩幕的光而照射于一感旋光性基板上，形成于该罩幕的一图案，于该曝光装置，而转印到该感旋光性基板，该照明光学系统包括对应于该感旋光 性基板上的感光特性，有切换照射于该罩幕的光的波长幅度的一波长幅度切换装置。

【技术特征摘要】
JP 2002-1-9 2002-002623;JP 2002-4-2 2002-0998141.一种曝光装置，其特征是，该装置包括一光源；以及一照明光学系统，当从该光源的光照射于一罩幕，利用通过该罩幕的光而照射于一感旋光性基板上，形成于该罩幕的一图案，于该曝光装置，而转印到该感旋光性基板，该照明光学系统包括对应于该感旋光性基板上的感光特性，有切换照射于该罩幕的光的波长幅度的一波长幅度切换装置。2.一种曝光装置，其特征是，该特征包括一光源；以及一照明光学系统，当从该光源的光照射于一罩幕，利用通过该罩幕的光而照射于一感旋光性基板上，形成于该罩幕的一图案，于该曝光装置，而转印到该感旋光性基板，该照明光学系统包括对应于该感旋光性基板上的转印图案解像度，有切换照射于该罩幕的光的波长幅度的一波长幅度切换装置。3.如权利要求1或2所述的曝光装置，其特征是，该装置又包括一存储装置，以存储对应于该感旋光性基板的处理与显示处理顺序的一处理数据；以及一控制装置，根据该处理数据，可控制该波长幅度切换装置。4.如权利要求3所述的曝光装置，其特征是，该存储装置存储一照明光学特性数据，其显示利用该波长幅度切换装置，切换每一个波长幅度，其转印该图于案该感旋光性基板的适当的该照明光学系统的光学特性，该控制装置，于控制该波长幅度切换装置，当照射于该罩幕的光的波长幅度切换之际，根据该存储装置所存储的该照明光学特性数据，而调整该照明光学系统的光学特性。5.如权利要求4所述的曝光装置，其特征是，包括一照明光学检出装置，其检出该照明光学系统的光学特性，该控制装置，控制该波长幅度切换装置，当照射于该罩幕的光的波长幅度切换之际，一面参照该照明光学检出装置的检出结果，而调整该照明光学系统的光学特性。6.一种曝光装置，其特征是，该装置包括一光源；以及一照明光学系统，当从该光源的光照射于一罩幕，利用通过该罩幕的光而照射于一感旋光性基板上，形成于该罩幕的一图案，于该曝光装置，而转印到该感旋光性基板，该照明光学系统包括一波长幅度切换装置，切换照射于该罩幕的光的波长幅度；一存储装置，存储一照明光学特性数据，其显示利用该波长幅度切换装置，切换每一个波长幅度，适用于转印该图案于该感旋光性基板的该照明光学系统的光学特性；以及一控制装置，控制该波长幅度切换装置，当照射于该罩幕的光的波长幅度切换之际，根据该存储装置所存储的该照明光学特性数据，而调整该照明光学系统的光学特性。7.一种曝光装置，其特征是，该装置包括一光源；以及一照明光学系统，当从该光源的光照射于一罩幕，利用通过该罩幕的光而照射于一感旋光性基板上，形成于该罩幕的一图案，于该曝光装置，而转印到该感旋光性基板，该照明光学系统包括一波长幅度切换装置，切换照射于该罩幕的光的波长幅度；一照明光学检出装置，其检出该照明光学系统的光学特性；以及一控制装置，控制该波长幅度切换装置，当照射于该罩幕的光的波长幅度切换之际，根据该照明光学检出装置的检出结果，而调整该照明光学系统的光学特性。8.如权利要求6或7所述的曝光装置，其特征是，该照明光学系统的光学特性，包含该照明光学系统的远心，与照射于该罩幕的光的照度不均，二者至少其一。9.如权利要求8所述的曝光装置，其特征是，该照明光学系统，有为了形成于该罩幕上的多个照明领域的多个照明光路，该控制装置，调整每一个该些照明光路，而达到该照明光学系统的光学特性。10.如权利要求6或7所述的曝光装置，其特征是，该照明光学系统，又包括一感侧器，以检出照射于该罩幕的光的强度，该控制装置，控制该波长幅度切换装置，当照射于该罩幕的光的波长幅度切换之际，调整对应于该波长幅度的该感侧器的特性。11.一种曝光装置，其特征是，该装置包括一光源；以及一照明光学系统，当从该光源的光照射于一罩幕，利用通过该罩幕的光而照射于一感旋光性基板上，形成于该罩幕的一图案，于该曝光装置，而转印到该感旋光性基板，该照明光学系统包括一波长幅度切换装置，切换照射于该罩幕的光的波长幅度；一感侧器，其检出照射于该罩幕的光的强度；以及一控制装置，控制该波长幅度切换装置，当照射于该罩幕的光的波长幅度切换之际，调整对应于该波长幅度的该感侧器的特性。12.如权利要求11所述的曝光装置，其特征是，该照明光学系统，有为了形成于该罩幕M上的多个照明领域的多个照明光路，而该感侧器又包括多个感侧器，以检出每一该些照明光路的光的强度。13.如权利要求1，2，6，7及11其中之一所述的曝光装置，其特征是，又包括一投影光学系统，将该罩幕的图案，投影于该感光基板上；一罩幕平台，以载置该罩幕；以及一基板平台，以载置该感旋光性基板，其中该罩幕平台与该基板平台的至少其一，使该投影光学系统可以沿着光轴的方向移动。14.如权利要求13所述的曝光装置，其特征是，该存储装置，预先存储一投影光学特性数据，以显示利用该波长幅度切换装置，切换每一个波长幅度，用于转印该图案于该感旋光性基板的适当的该投影光学系统的光学特性，以及该控制装置，控制该波长幅度切换装置，当照射于该罩幕M的光的波长幅度切换之际，根据该存储装置所存储的该投影光学特性数据，而调整该投影光学系统的光学特性，沿着该光轴方向的该罩幕的位置，以及沿着该光轴方向的该感旋光性基板的位置的至少其一。15.如权利要求14所述的曝光装置，其特征是，更包括一投影光学特性检出装置，以检出该投影光学系统的光学特性，其中该控制装置，控制该波长幅度切换装置，当照射于该罩幕的光的波长幅度切换之际，参照该投影光学检出装置之检出结果，而调整该投影光学系统的光学特性，该沿着该光轴方向的罩幕的位置，以及该沿着该光轴方向的该感旋光性基板的位置等至少其一。16.如权利要求15所述的曝光装置，其特征是，该存储装置，预先存储一变动数据，其显示利用该波长幅度切换装置而切换每一个波长幅度，对应于该投影光学系统的照射时间与该投影光学系统的光学特性的变动量的关系，该控制装置根据对于罩幕的照射履历与该变动数据，调整该投影光学系统的光学特性，该沿着该光轴方向的该罩幕的位置，以及该沿着该光轴方向的该感旋光性基板的位置等至少其一。17.一种曝光装置，其特征是，该装置包括一光源；一照明光学系统，使从该光源的光照射于一罩幕；以及一投影光学系统，根据该照明光学系统的光，将形成于该罩幕的一图案，投影到该感旋光性基板，其中又包括，一罩幕平台以载置该罩幕；一基板平台以载置该感旋光性基板；一波长幅度切换装置，以切换照射于该罩幕的光的波长幅度；一存储装置存储一投影光学特性数据，其显示利用该波长幅度切换装置，切换每一个波长幅度，转印该图案于该感旋光性基板的适当的该投影光学系统的光学特性；以及一控制装置，控制该波长幅度切换装置，其中，该罩幕平台与该基板平台的至少其一，使构成可沿着该投影光学系统的光轴方向移动，该控制装置，控置该波长幅度切换装置，当照射于该罩幕的光的波长幅度切换之际，根据该存储装置所存储的投影光学特性数据，调整该投影光学系统的光学特性，该沿着该光轴方向的罩幕的位置，以及该沿着该光轴方向的该感旋光性基板的位置等至少其一。18.一种曝光装置，其特征是，该装置包括一光源；一照明光学系统，使从该光源的光照射于一罩幕； 以及一投影光学系统，根据该照明光学系统的光，将形成于该罩幕的一图案，投影到该感旋光性基板，其中又包括一罩幕平台以载置该罩幕；一基板平台以载置该感旋光性基板；一波长幅度切换装置，以切换照射于该罩幕的光的波长幅度；一投影光学特性检出装置，以检出该投影光学系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤正纪，小山元夫，
申请(专利权)人：尼康株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]