專利名稱：掃描曝光方法和掃描曝光裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將在光掩膜上描繪的圖形利用投影光學系統(tǒng)而復制在基板上的掃描曝光方法和掃描曝光裝置。
背景技術：
(第1傳統(tǒng)技術)在以往的投影光學系統(tǒng)的掃描曝光中所使用的投影光學系統(tǒng)，是必需將在光掩膜上描繪的圖形作成正立像而在基板上成像的光學系統(tǒng)。即、當為了使光掩膜和基板相對投影光學系統(tǒng)向相同的方向移動并進行掃描曝光、而在使光掩膜和基板向與掃描方向正交的方向移動任意的距離并進行多次掃描曝光的場合，為了使在各掃描曝光中相鄰的投影區(qū)域一部分重疊地進行掃描曝光，不能使用將在光掩膜上描繪的圖形作成倒立像而在基板上成像的光學系統(tǒng)。此外，將多個投影光學系統(tǒng)設在與掃描方向正交的方向、進行掃描曝光的場合也是同樣的。
可是，獲得正立像的光學系統(tǒng)，必需使像相對光軸實質上翻轉2次，與可用1次翻轉的倒立像相比，投影光學系統(tǒng)變得復雜，其結果，裝置的價格增高、并成為使投影的精度降低的原因。
此外，在使用以往的投影光學系統(tǒng)的掃描曝光裝置中，光掩膜和基板的位置重合和掃描曝光，在相同的曝光工位(station)上進行。即，使用投影光學系統(tǒng)或專用的光學系統(tǒng)和CCD攝像機等的光學傳感器讀取標在光掩膜和基板上的位置重合標志，根據讀取后的光掩膜與基板的位置偏移量，在使光掩膜和基板中的任一個向XYθ方向移動、進行位置重合后，進行掃描曝光。
這樣，由于使光掩膜與基板的位置重合和掃描曝光在相同的曝光工位上進行，故曝光處理時間變長。
此外，如印刷電路基板那樣，在兩面形成電路的場合，對于以往的掃描曝光裝置，需要2臺，與光掩膜和基板接近并進行曝光的綜合曝光裝置相比，是具有能對大面積的基板進行高精細的曝光的特點的掃描曝光裝置，但存在成為高價的設備投資的缺點。
(第2傳統(tǒng)技術)使用多個投影光學系統(tǒng)的掃描曝光方法，適用于將在光掩膜上描繪的圖形復制在面積較大的基板上。
可是，面積較大的基板，因制作工序中的加熱處理等，尺寸和形狀容易變形。尤其，當多次使圖形重疊時，圖形的尺寸及形狀不一致，導致降低圖形精度。例如，印刷電路基板的伸縮率，對于長度500mm為±0.03mm～0.2mm程度。另外，光掩膜與基板的位置重合，由于必需±0.005mm～0.02mm程度的精度，根據基板的伸縮，不能獲得必需的位置重合精度。因此，在以往的技術中，使在光掩膜上描繪的圖形尺寸符合基板的伸縮量地進行改變、或使基板減小、或用分割曝光方法使之對應。但是，在這樣的方法中，成為生產率降低、或產品價格上升的主要原因。
因此，在使用多個投影光學系統(tǒng)的掃描曝光方法中，也為了利用光掩膜和基板的位置重合標志進行高精度的位置重合，必需有使在光掩膜上描繪的圖形的尺寸及形狀變化的功能。
以往，在使用多個投影光學系統(tǒng)的掃描曝光方法中，為了使在光掩膜上描繪的圖形的尺寸及形狀進行變化，就必需使一個個的投影光學系統(tǒng)的倍率進行變化并具有使利用各投影光學系統(tǒng)的像的位置進行移動的復雜的功能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第1目的在于，提供價格較低、復制精度高的掃描曝光方法和掃描曝光裝置。
本發(fā)明的第2目的在于，在使用多個投影光學系統(tǒng)和掃描曝光方法中，提供不具有復雜的功能、能利用簡單的結構使圖形高精細化的掃描曝光方法。
在具有根據本發(fā)明的掃描曝光方法的一技術方案中，對光掩膜照射光束，將透過光掩膜的光束通過投影光學系統(tǒng)投影于在表面上形成感光層的基板上，并以規(guī)定的速度使光掩膜和基板向規(guī)定的方向移動，且使在光掩膜上描繪的圖形投影、復制在基板上，包括將光掩膜和基板空開規(guī)定的間隔配置在實質上同一平面上，以與該平面平行并向規(guī)定方向使光掩膜和基板以規(guī)定的速度進行移動的工序。
此外，具有為了使實質上垂直地透過光掩膜的光束在光掩膜上描繪的圖形在基板上成像，而通過反射鏡和投影光學系統(tǒng)折彎成コ字形照射在基板上的工序。
此外，投影光學系統(tǒng)，由透鏡和棱鏡構成，用具有使在光掩膜上描繪的圖形與投影光學系統(tǒng)的光軸方向正交，并僅以與光掩膜和基板的面平行的軸為中心進行翻轉而在基板上成像的功能的光學系統(tǒng)構成。
由此，在光掩膜上描繪的圖形通過反射鏡和投影光學系統(tǒng)而投影在基板上的像，從相同方向看光掩膜和基板，相對在光掩膜上描繪的圖形，無論在怎樣的方向都不翻轉，可在相同的方向成像。
采用該方法，即使是利用掃描曝光的相鄰的投影區(qū)域一部分重疊的場合，在與掃描曝光正交的方向上，利用各投影光學系統(tǒng)的投影像也不翻轉，且相對掃描方向的投影像，由于在與在光掩膜上描繪的圖形相同的方向上成像，故能使光掩膜和基板相對投影光學系統(tǒng)向相同方向移動并進行掃描曝光。
該場合，假如使用倒立像的投影光學系統(tǒng)，在與掃描方向正交的方向，由于相鄰的投影像相對在光掩膜上描繪的圖形成為反的，故實質上不能進行掃描曝光。
此外，假如使用正立像的投影光學系統(tǒng)，由于在掃描方向上投影像相對在光掩膜上描繪的圖形成為反的，故存在相對投影光學系統(tǒng)不能使光掩膜和基板向反方向移動的問題。
此外，利用使在光掩膜上描繪的圖形在基板上成像用的反射鏡和投影光學系統(tǒng)，作為折彎成コ字形地到達基板上的光學系統(tǒng)，實質上垂直地透過光掩膜的光束，利用第1平面鏡，以光掩膜和基板的移動方向，并在直角地向基板側改變方向后，向光軸與所述光掩膜和所述基板的移動方向一致的投影光學系統(tǒng)入射，從投影光學系統(tǒng)射出的光束，只要利用第2平面鏡直角地改變方向到達基板上就可以。
此外，在利用多個投影光學系統(tǒng)進行掃描曝光的場合，為了減少高價的投影光學系統(tǒng)的數量，最好使光掩膜和基板相對多個投影光學系統(tǒng)進行移動，進行第1次的掃描曝光，接著，在與光掩膜和基板的掃描方向正交的方向上、使相對投影光學系統(tǒng)移動上述多個投影光學系統(tǒng)的規(guī)定的間隔的1/2的距離地進行第2次的掃描曝光，在第2次的掃描曝光中相鄰的各投影光學系統(tǒng)的投影區(qū)域作成一部分重疊地將在光掩膜上描繪的圖形復制在基板的整個面上。
上述投影光學系統(tǒng)最好是至少一方為遠心的光學系統(tǒng)。
此外，根據本發(fā)明的掃描曝光裝置的一種技術方案，是適用于上述任一種掃描曝光方法的掃描曝光裝置，包括進行掃描曝光用的曝光工位，與曝光工位空開規(guī)定的間隔地配置的、使上述光掩膜和上述基板進行位置重合的位置重合工位，在使上述光掩膜和上述基板留有規(guī)定間隙的狀態(tài)下，在曝光工位與位置重合工位之間進行移動用的移動機構。
此外，上述曝光工位，具有能在光掩膜與基板相互不重疊的狀態(tài)下進行掃描曝光的機構，在上述位置重合工位上，具有能在上述光掩膜與上述基板相互重疊的狀態(tài)下使上述光掩膜與上述基板的位置重合的機構。
此外，在上述掃描曝光裝置中，最好是，在上述位置重合工位上，包括位于使上述光掩膜與上述基板互相重疊的位置，在上述光掩膜上描繪的圖形的面與上述基板面留有規(guī)定間隙地重疊的狀態(tài)下，利用設置在上述位置重合工位上的光學傳感器讀取標在上述光掩膜和上述基板上的位置重合標志的位置重合標志讀取裝置，根據用上述位置重合標志讀取裝置所得到的信息，對上述光掩膜與上述基板的位置偏移量進行運算，并根據其運算結果，使上述光掩膜和上述基板中的任一個向XYθ方向移動、進行上述光掩膜與上述基板的位置重合的位置重合裝置。
此外，作為最好的形態(tài)，包括1個曝光工位，相對該曝光工位空開規(guī)定的間隔所配置的第1和第2位置重合工位，在曝光工位與第1和第2位置重合工位之間可移動的2組光掩膜和基板。此外，1組光掩膜和基板位于第1位置重合工位、進行所述1組光掩膜和基板的位置重合，另一組光掩膜和基板位于曝光工位、可進行掃描曝光。
這樣，通過在1臺掃描曝光裝置內、設置1個曝光工位和2個位置重合工位，能用1臺掃描曝光裝置對基板的兩面進行掃描曝光、并即使在平面顯示用的玻璃基板等那樣單面曝光的場合，由于能重復地進行掃描曝光和位置重合、或基板的搬送等，故能縮短曝光處理時間、并能大幅度降低設備投資額。
此外，在根據本發(fā)明的掃描曝光裝置的另一技術方案中，是適用于上述任一種掃描曝光方法的掃描曝光裝置，使光掩膜和基板中的任一個留有規(guī)定間隙地在互相重疊的位置與不重疊的位置之間進行移動的第1移動機構，為了使光掩膜與基板進行位置重合，使光掩膜和基板中的任一個向XYθ方向移動的第2移動機構，搭載有第1移動機構和第2移動機構的移動臺。此外，移動臺，具有能在進行掃描曝光的曝光工位和與該曝光工位空開規(guī)定的間隔地配設的位置重合工位之間進行移動的第3移動機構，在各自的工位上能進行掃描曝光和進行光掩膜與基板的位置重合。
此外，在上述掃描曝光裝置中，位置重合工位，使用第1移動機構、將光掩膜和基板互相配置在重疊的位置上，在光掩膜上描繪的圖形的面與基板面留有規(guī)定的間隙地重疊的狀態(tài)下，包括利用設在位置重合工位上的光學傳感器讀取標在光掩膜和基板上的位置重合標志的位置重合標志讀取裝置，和根據由位置重合標志讀取裝置所得到的信息、運算光掩膜與基板的位置偏移量，根據該運算結果，使光掩膜和基板中的任一個使用第2移動機構向XYθ方向移動、使光掩膜與基板進行位置重合的位置重合裝置。此外，在使光掩膜與基板位置重合后，使用第1移動機構，使光掩膜和基板中的任一個移動、能向互相不重疊的位置移動。
采用具有以上功能和基板的掃描曝光裝置，不是象以往的掃描曝光裝置那樣、使光掩膜和基板的位置重合和掃描曝光在同一個曝光工位上進行，在位置重合工位上，利用具有簡單的透鏡組的光學傳感器(例如CCD攝像機等)，讀取標在光掩膜和基板上的位置重合標志，能進行位置重合。其結果，就能簡單而廉價地制作光掩膜與基板的位置重合機構。
在根據本發(fā)明的掃描曝光方法的另一技術方案中，對光掩膜照射光束，使透過光掩膜的光束通過多個投影光學系統(tǒng)投影在表面形成有感光層的基板上，并使光掩膜和基板相對地以規(guī)定的速度向規(guī)定方向移動，使在光掩膜上描繪的圖形投影、復制在基板上，在光掩膜與投影光學系統(tǒng)之間、或在投影光學系統(tǒng)與基板之間，至少配設1片向與掃描方向正交的方向延伸的透明平行板，通過使該透明平行板向與掃描方向正交的方向彎曲，使光束的光路移動，使與投影子基板上的在光掩膜上描繪的圖像的掃描方向正交的方向的尺寸可變。
此外，在上述方法中，最好是，包括通過利用分別設在光掩膜和基板上的位置重合標志使光掩膜與基板進行位置重合，檢測光掩膜與基板的尺寸的差異，根據該差異對透明平行板的彎曲方向、彎曲量進行決定的工序。
此外，在上述方法中，最好是，使光掩膜和基板相對投影光學系統(tǒng)以不同的速度進行移動并進行掃描曝光，使在光掩膜上描繪的圖像的掃描方向的尺寸可變。此外，在上述方法中，最好是，還可以根據基板的尺寸及形狀使投影光學系統(tǒng)的倍率進行變化。
如上所述采用本發(fā)明的掃描曝光方法，在使用多個投影光學系統(tǒng)的掃描曝光方法中，使與最困難的圖像的掃描方向正交方向的尺寸、通過使透明平行板彎曲，就能容易地改變。此外，通過使光掩膜和基板以不同的速度進行掃描曝光，也能使圖像的掃描方向的尺寸容易地改變。其結果，就能將在光掩膜上描繪的圖像根據基板的尺寸及形狀變化忠實高精度地復制在基板上。


圖1是說明根據本發(fā)明的實施形態(tài)1的掃描曝光方法的原理用的圖、是沿往下看光掩膜和基板時的光軸的投影光學系統(tǒng)的剖視圖。
圖2是說明根據本發(fā)明的實施形態(tài)1的掃描曝光方法的原理用的圖、是圖1中的II-II線向視剖視圖。
圖3是采用根據本發(fā)明的實施形態(tài)1的掃描曝光方法的原理的掃描曝光裝置的側視圖。
圖4是從圖3所示的投影光學系統(tǒng)的光軸方向看的圖。
圖5是圖3所示的投影光學系統(tǒng)的俯視圖。
圖6是表示根據本發(fā)明的實施形態(tài)1的基本的掃描曝光裝置的動作原理的俯視圖。
圖7是圖6中的VII-VII線向視圖。
圖8是表示根據本發(fā)明的另一實施形態(tài)的掃描曝光裝置的動作原理的俯視圖。
圖9是圖8中的IX-IX線向視圖。
圖10是掃描曝光裝置的俯視圖。
圖11是圖10中的XI-XI線向視圖。
圖12是表示移動臺的結構的詳細剖視圖。
圖13是圖12中的XIII-XIII線向視圖。
圖14是表示根據本發(fā)明的實施形態(tài)2的用于掃描曝光方法的光學系統(tǒng)的概略圖。
圖15是圖14中的XV-XV線向視剖視圖。
具體實施例方式
實施形態(tài)1以下，參照附圖對根據本發(fā)明的實施形態(tài)1的掃描曝光方法和應用該掃描曝光方法的掃描曝光裝置、并對應用多個投影光學系統(tǒng)的例子進行說明。
(掃描曝光方法)首先，參照圖1和圖2，對根據本發(fā)明的實施形態(tài)的掃描曝光方法的原理進行說明。
投影光學系統(tǒng)3，具有在光軸上配置支承于支承體9內的入口側透鏡組6、棱鏡8和出口側透鏡組7的結構。作為光掩膜1的部分區(qū)域圖形11，為了說明光學系統(tǒng)，在圓周上的每90°配置ABCD記號。在光掩膜1的上方，在位于投影光學系統(tǒng)3的光軸上，為了將對光掩膜1照射的光束向投影光學系統(tǒng)3側進行反射，配置有作為相對水平方向傾斜45°的反射鏡的第1平面鏡4。此外，在表面上形成有感光層的基板2的上方，在位于投影光學系統(tǒng)3的光軸上，為了將從投影光學系統(tǒng)3發(fā)出的光束向基板2側進行反射，配置有作為相對水平方向傾斜45°的反射鏡的第2平面鏡5。
采用該結構，如圖2所示，在光掩膜1的圖形11中，光軸上的C、D，用平面鏡4反射并進入投影光學系統(tǒng)3，僅在一個方向翻轉(倒立)并在投影光學系統(tǒng)3中射出。然后，再用平面鏡5反射，向與光掩膜1的圖形C、D相同的方向投影在基板2上。
另外，如圖1所示，在位于與光軸方向正交方向的圖形A、B，用投影光學系統(tǒng)3不翻轉地投影在基板2上。
也就是說，成為使在光掩膜1上描繪的部分區(qū)域圖形11與投影光學系統(tǒng)3的光軸方向正交、并僅以與光掩膜1和基板2的面平行的軸(圖1、圖2中S)為中心進行翻轉的光學系統(tǒng)。
圖1和圖2所示的棱鏡8，由于使用梯形棱鏡，就成為使圖形C、D翻轉、而不使圖形A、B翻轉的光學系統(tǒng)。此外，不限于梯形棱鏡，只要是具有同樣作用的棱鏡，也可使用其它的棱鏡。
接著，參照圖3對應用上述原理的掃描曝光方法進行說明。此外，圖3是采用應用上述原理的掃描曝光方法的掃描曝光裝置的側視圖。
具有使光掩膜1與基板2空開規(guī)定的間隔(G)、配置在實質上同一平面(L)上、并與該平面(L)平行且在連接光掩膜與基板的方向(Y)上、以規(guī)定的速度使光掩膜1和基板2移動的移動機構。具有從配置在光掩膜1下方的光源10照射的光束實質上垂直地透過光掩膜1、并利用作為使在光掩膜1上所描繪的圖形在基板上成像用的反射鏡的第1平面鏡4、第2平面鏡5、投影光學系統(tǒng)3進行コ字形折彎而到達基板2上的光學系統(tǒng)。
在光掩膜1上描繪的圖形的部分區(qū)域11，利用第1和第2平面鏡及投影光學系統(tǒng)3，投影在基板2上的像12，如圖1所示，從光掩膜1與基板2相同的方向看，對于在光掩膜上描繪的部分區(qū)域圖形11，無論在怎樣的方向都不翻轉，在相同的方向進行成像。
圖4是從圖3所示的投影光學系統(tǒng)3的光軸方向看的圖(參照圖3中箭頭IV)。多個投影光學系統(tǒng)3以規(guī)定的級距(P)配置在與光軸方向正交的方向(X)上。如圖所示，在投影光學系統(tǒng)3的支承體9的外徑大的場合，上下互相錯開位置地配置成鋸齒狀。
圖5是圖3所示的投影光學系統(tǒng)3的俯視圖(參照圖3中箭頭V)。如圖中用箭頭(Y1→X1→Y2→X2)所示，使光掩膜1和基板2相對投影光學系統(tǒng)3進行相對移動(Y1)，進行第1次的掃描曝光。接著，使光掩膜1和基板2向與掃描方向正交的方向(X1)移動規(guī)定的級距(P)的1/2的距離。接著，使光掩膜1和基板2相對多個投影光學系統(tǒng)3進行相對移動(Y2)，進行第2次的掃描曝光。在第2次的掃描曝光中，最好使相鄰的各投影光學系統(tǒng)的投影區(qū)域的一部分重疊，將在光掩膜1上描繪的圖形復制在基板2的整個面上。
此外，在以上的說明中，將投影光學系統(tǒng)3的投影區(qū)域的形狀作成圓形，但也可以作成圓形以外的形狀、如多角形。此外，由于使投影區(qū)域部分地重疊地進行曝光，而照度分布變得不均勻，故對于投影區(qū)域的重疊部分最好使投影面積減小、使照度降低。
此外，在上述的掃描曝光方法中，對使用多個投影光學系統(tǒng)的場合作了說明，而即使在將投影光學系統(tǒng)作成1個的場合，也能獲得同樣的作用效果。
此外，在上述實施形態(tài)中，對投影光學系統(tǒng)3進行固定并使光掩膜1和基板2相對該投影光學系統(tǒng)3進行移動的情況作了說明，但也能作成固定光掩膜1和基板2、并使投影光學系統(tǒng)3相對該光掩膜1和基板2進行移動，即，只要使光掩膜1和基板2能對投影光學系統(tǒng)3進行相對移動就可以。
(掃描曝光裝置)接著，參照圖6和圖7對本根據本發(fā)明實施形態(tài)的掃描曝光裝置的基本結構進行說明。本掃描曝光裝置是應用上述曝光方法的掃描曝光裝置。
當參照圖6和圖7對本實施形態(tài)的掃描曝光裝置的基本結構進行說明時，工位A，是基板的表面曝光用的第1位置重合工位(以下，稱作第1位置重合工位A)。工位B，是基板的背面曝光用的第2位置重合工位(以下，稱作第2位置重合工位)。工位C，是對基板的表面和背面交替地進行掃描曝光的曝光工位(稱作曝光工位C)。
在曝光工位C上，光掩膜101a和基板102a空開規(guī)定間隔地位于底板103a上，如圖所示，光掩膜101a和基板102a被配置在相互不重疊的位置上。
在第2位置重合工位B上，光掩膜101b和基板102b位于底板103a上，如圖所示，光掩膜101b與基板102b留有規(guī)定間隙地位于互相重疊的狀態(tài)。
接著，對動作原理進行說明。
首先，利用設在第2位置重合工位B上的作為光學傳感器的CCD攝像機107，讀取標在1組光掩膜101b和基板102b上的位置重合標志181、182(位置重合標志讀取裝置)。根據該讀取的數據，使1組光掩膜101b和基板102b的位置重合(位置重合裝置)。在1組光掩膜101b和基板102b的位置重合結束后，1組光掩膜101b和基板102b向曝光工位C的規(guī)定曝光位置移動。
位于曝光工位C的另一組光掩膜101a和基板102a，當掃描曝光結束時，向位置重合工位A移動。位于曝光工位C的另一組光掩膜101a和基板102a，當向位置重合工位A移動時，位于第2位置重合工位B的1組光掩膜101b和基板102b向曝光工位C移動而進行掃描曝光。
向第1位置重合工位A移動后的基板102a，被移至搬送裝置(未圖示)，為了進行背面的曝光而搬送至第2位置重合工位B。在位置重合工位A上，搭載有未處理的基板，重復上述的動作。
同樣，若位于第2位置重合工位B的基板也結束表面、背面的曝光時，被移至搬送裝置(未圖示)，從曝光裝置搬出。然后，從第1位置重合工位A搬送來的基板，在表背翻轉后被搭載在第2位置重合工位B上，以后重復上述的動作。
此外，設在曝光工位C的掃描曝光用的光學系統(tǒng)，是應用根據上述本發(fā)明的掃描曝光方法的光學系統(tǒng)。來自光源104的光束109，透過光掩膜101a，將在光掩膜101a上描繪的圖像，利用2個平面鏡105和多個投影光學系統(tǒng)106在基板102a上成像。
(其它的掃描曝光裝置)接著，參照圖8和圖9對根據本發(fā)明的實施形態(tài)的其他掃描曝光裝置進行說明。該掃描曝光裝置是應用上述曝光方法的掃描曝光裝置。此外，圖8是表示根據本發(fā)明的實施形態(tài)的掃描曝光裝置的動作原理的俯視圖，此外，圖9是圖8中的IX-IX線向視圖，為了說明的方便對局部用剖面表示。
當參照圖8和圖9對根據本發(fā)明的實施形態(tài)的掃描曝光裝置的結構進行說明時，具有基板的表面曝光用的第1位置重合工位A、基板的背面曝光用的第2位置重合工位B、和交替地進行基板的表面和背面的掃描曝光的曝光工位C。
在曝光工位C上，具有空開規(guī)定間隔地搭載光掩膜101a和基板102a的第1移動臺103a，如圖所示，將光掩膜102a和基板102a配置在不重疊的位置上。
在第2位置重合工位B上，具有空開規(guī)定間隔地搭載光掩膜101b和基板102b的第2移動臺103b，如圖所示，使光掩膜101b和基板102b留用規(guī)定間隙地位于互相重疊的狀態(tài)。
接著，對動作原理進行說明。
首先，利用設在第2位置重合工位B上的作為光學傳感器的CCD攝像機107，讀取標在光掩膜101b和基板102b上的位置重合標志181、182(位置重合標志讀取裝置)。根據該讀取的數據，使光掩膜101b和基板102b的位置重合(位置重合裝置)。在光掩膜101b和基板102b的位置重合結束后，光掩膜101b在第2移動臺103b上，從基板102b的位置向空開規(guī)定間隔的位置移動(圖中箭頭X1方向)。
位于曝光工位C的第1移動臺103a，當掃描曝光結束時，向位置重合工位A移動，在第1移動臺103a從曝光工位C移動后，位于第2位置重合工位B的第2移動臺103b向曝光工位C移動而進行掃描曝光。
向第1位置重合工位A移動后的第1移動臺103a上的基板102a，被移至搬送裝置(未圖示)，為了進行背面的曝光而搬送至第2位置重合工位B。在位于位置重合工位A的移動臺103a上，搭載有未處理的基板，重復上述的動作。
同樣，若位于第2位置重合工位B的移動臺103b上的基板也結束表面、背面的曝光時，被移至搬送裝置(未圖示)，從曝光裝置搬出。然后，從第1位置重合工位A搬送來的基板，在表背翻轉后被搭載在第2移動臺103b上，以后重復上述的動作。
此外，設在曝光工位C的掃描曝光用的光學系統(tǒng)，是應用根據上述本發(fā)明的掃描曝光方法的光學系統(tǒng)。來自光源104的光束109，透過光掩膜101a，將在光掩膜101a上描繪的圖像，利用2個平面鏡105和多個投影光學系統(tǒng)106在基板102a上成像。
接著，參照圖10~圖13對根據上述原理的具體的掃描曝光裝置的-形態(tài)進行說明。
如圖10、圖11所示，在筐體110內配置有底板115。在該底板115上、在筐體110內的后部中央配置有曝光工位C、在該曝光工位C的左右、空開規(guī)定間隔地配置有第1位置重合工位A和第2位置重合工位B。
在底板115上，載置有為了使第1移動臺103a和第2移動臺103b在第1位置重合工位A、第2位置重合工位B和曝光工位C之間移動用的平行地配置的2根導軌112a。此外，在底板115上，載置有驅動第1移動臺103a用的第1驅動裝置113a和驅動第2移動臺103b用的第2驅動裝置113b。
在筐體110內的前部，具有與導軌112a平行的基板的搬送裝置111。一般，對長方形基板，為了縮短制造線的長度，在基板的搬送中，其長邊以與搬送方向正交的方向進行搬送。另外，在曝光工位C上為了掃描曝光而設置的光學系統(tǒng)106，尤其是因價格高而以根數較少為好。因此，對于基板的曝光工位C上的基板的搬送，最好是長方形基板的短邊為與掃描曝光方向正交的方向。
因此，在為了將基板從掃描曝光裝置的入口搬送至出口用的基板搬送裝置111上，包括將基板轉換90°方向的方向轉換機構111a、111b(與第1位置重合工位A、第2位置重合工位B對應的2處)，在其中間位置使基板表背翻轉的基板翻轉機構114，及在位于第1和第2位置重合工位A、B上的移動臺103a、103b與搬送裝置111之間搬送基板的基板搬送機構121a、121b。
圖中，省略了基板搬送機構111的結構，但作為基板搬送機構111，可利用皮帶或滾子傳送帶、轉盤、搬送用機械手等的組合，只要能發(fā)揮功能就可以。此外，對于方向轉換機構111a、111b、基板翻轉機構114和基板搬送機構121a、121b也可應用公知的機構。
接著，參照圖12和圖13，對第1和第2移動臺103a、103b的結構作更詳細的說明。此外，由于第1移動臺103a與第2移動臺103b為相同的結構，在以下的說明中僅對移動臺103進行說明。此外，對第1和第2驅動裝置113a、113b在這里也只稱作驅動裝置113。
在移動臺103的底板120的下面，安裝有與導軌112a卡合并對移動臺103進行直線運動導向的直線軸承112b。此外，由于具有驅動裝置113，可構成使移動臺103在位置重合工位A、B與曝光工位C之間進行移動的第3移動機構。
在底板120上設有輔助板121，使其能向與移動臺103的移動方向正交的方向移動地安裝有導軌116a，將與該導軌116a卡合并使輔助板121進行直線運動導向的直線軸承116b安裝在輔助板121的下面。利用載置在底板120上的驅動裝置124使該輔助板121進行移動。以上的移動機構，在曝光工位C上，使光掩膜101和基板102向與掃描方向正交的方向移動，并用于進行多次掃描曝光。
在輔助板121的上面右側，設有具有使基板向XYθ方向移動的第2移動機構117的基板支承座122。此外，也能采用使光掩膜向XYθ方向移動的移動機構。被支承在該基板支承座122上的基板102的上面、空開規(guī)定間隔地支承光掩膜101的框架123，與安裝在輔助板121上的導軌119a卡合，將使框架123進行直線運動導向的直線軸承119b安裝在框架123上。利用驅動裝置118使該框架123移動。采用以上的結構，可形成使光掩膜101留有間隙地與基板102在互相重疊的位置與不重疊的位置之間進行移動用的第1移動機構。
以上對結構作了說明，而對于動作由于前面已述故不再重復其說明。
實施形態(tài)2以下，參照圖14、圖15對根據本發(fā)明的實施形態(tài)2的掃描曝光方法進行說明。
參照圖14、圖15，根據本發(fā)明的實施形態(tài)2的掃描曝光方法，具有將光掩膜201和基板202空開規(guī)定的間隔地配置在實質上同一平面(P)上，使光掩膜201和基板202以規(guī)定的速度向與該平面(P)平行且連接光掩膜201與基板202的方向(X方向)移動的功能。
此外，從光源212所照射的光束213，實質上垂直地透過光掩膜201，在光掩膜201上所描繪的圖形210，利用反射鏡204、透明平行板206、投影光學系統(tǒng)203、和反射鏡205作成像211被投影在基板202上。
例如，投影光學系統(tǒng)203，向與掃描方向(X方向)正交的方向(Y方向)以規(guī)定的間隔多個地排列成1列，在進行第1次的掃描曝光后，相對多個投影光學系統(tǒng)203，使光掩膜201和基板202向與掃描方向(X方向)正交的方向(Y方向)移動上述規(guī)定的間隔的1/2的距離而進行第2次的掃描曝光。
在圖14和圖15所示的光學系統(tǒng)中，由于透明平行板206彎曲成使凹面206a面向投影光學系統(tǒng)203側的狀態(tài)，故與圖形210的掃描方向正交的方向的尺寸S，在基板202上被縮小而投影為S’。此外，為了以使尺寸S等倍地投影在基板202上，在將透明平行板206作成平面、使尺寸S伸長的場合，只要將透明平行板206彎曲成凹面面向反射鏡204就可以。
此外，使透明平行板206彎曲的著力點，圖示中，采用將透明平行板206的中央附近區(qū)域從投影光學系統(tǒng)203支承的著力點207a、207b，和在透明平行板206的兩端側從反射鏡204側支承的著力點208、209合計4點，但對其位置和著力方法，不限于此，對于彎曲方法、彎曲形狀也可作適當變更。
此外，透明平行板206，可以由1片透明平行板構成，在使用玻璃及石英那樣硬的、難以彎曲的材料的場合，也可以將多片薄的透明平行板重疊。
作為一例，為了修正上述印刷電路基板的伸縮量，透明平行板206，只要將厚度約2mm～3mm的玻璃基板密貼或留有間隙地重疊2片～4片，只要在約500mm的長度(Y方向長度)中、彎曲約0.5mm～4mm程度就可以。
此外，在上述實施形態(tài)中，表示在光掩膜201與投影光學系統(tǒng)203之間配設透明平行板206的結構，而即使采用在投影光學系統(tǒng)203與基板202之間配設透明平行板206的結構，也能獲得同樣的作用。
此外，可以采用在將反射鏡204、透明平行板206、投影光學系統(tǒng)203、和反射鏡205固定的狀態(tài)下，使光掩膜201和基板202移動的方法，或在將光掩膜201和基板202固定的狀態(tài)下，使反射鏡204、透明平行板206、投影光學系統(tǒng)203、和反射鏡205移動的方法中任一種方法，對于光掩膜201和基板202，只要能使反射鏡204、透明平行板206、投影光學系統(tǒng)203、反射鏡205進行相對移動就可以。
此外，通過利用分別設置在光掩膜201和基板202上的位置重合標志使光掩膜201和基板202進行位置重合，通過檢測光掩膜201與基板202的尺寸差異，并根據該差異決定透明平行板206的彎曲方向和彎曲量，使在光掩膜201上描繪的圖像，能根據基板2的尺寸及形狀變化忠實地高精度地復制在基板2上。
此外，使光掩膜201和基板202對于投影光學系統(tǒng)203相對地以不同的速度移動并進行掃描曝光，通過將在光掩膜201上描繪的圖像的掃描方向的尺寸作成可變，更進一步使在光掩膜201上描繪的圖像，能根據基板202的尺寸及形狀變化忠實地高精度地復制在基板202上。
此外，即使通過使投影光學系統(tǒng)203的倍率變化，也能使在光掩膜201上描繪的圖像，根據基板202的尺寸及形狀變化忠實地高精度地復制在基板202上。
采用本發(fā)明的掃描曝光方法的一技術方案，可解決投影光學系統(tǒng)的掃描曝光中的問題，成為能以較低的價格實現復制精度高的投影光學系統(tǒng)的掃描曝光方法。
此外，采用本發(fā)明的掃描曝光裝置，在位置重合工位中，利用具有簡單的透鏡組的光學傳感器(CCD攝像機)讀取設在光掩膜和基板上的位置重合標志，由于能使位置重合，故能簡單而廉價地制作光掩膜和基板的位置重合機構。
此外，通過在1臺裝置內設置1個曝光工位和2個位置重合工位，就能用1臺裝置使基板的兩面進行掃描曝光，即使在平面顯示用的玻璃基板等那樣單面曝光的場合，由于能重復進行掃描曝光和位置重合、或基板的搬送等，就能縮短曝光處理時間，能大幅度降低設備投資額。
采用根據本發(fā)明的掃描曝光方法的另一技術方案，使與圖像的掃描方向正交方向的尺寸僅使透明平行板彎曲就能容易地改變，使在光掩膜上描繪的圖像能根據基板的尺寸及形狀變化忠實地高精度地復制在基板上。
權利要求
1.一種掃描曝光方法，其特征在于，對光掩膜(1、101a、101b)照射光束，將透過所述光掩膜(1、101a、101b)的所述光束、通過投影光學系統(tǒng)(3)投影于在表面上形成感光層的基板(2、102a、102b)上，并以規(guī)定的速度使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)向規(guī)定的方向移動，且使在所述光掩膜(1、101a、101b)上描繪的圖形投影、復制在所述基板(2、102a、102b)上，包括將所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)空開規(guī)定的間隔配置在實質上同一平面上，以與該平面并向規(guī)定方向使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)以規(guī)定的速度進行移動的工序，為了使在所述光掩膜(1、101a、101b)上描繪的圖形在所述基板(2、102a、102b)上成像，實質上垂直地透過所述光掩膜(1、101a、101b)的光束通過反射鏡(4、5)和投影光學系統(tǒng)(3)折彎成コ字形照射在所述基板(2、102a、102b)上的工序，在所述光掩膜(1、101a、101b)上描繪的圖形的、通過所述反射鏡(4、5)和所述投影光學系統(tǒng)(3)而投影在所述基板(2、102a、102b)上的像，從相同方向看所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)，相對在所述光掩膜(1、101a、101b)上描繪的圖形，無論怎樣的方向都不翻轉、在相同的方向成像。
2.如權利要求1所述的掃描曝光方法，其特征在于，實質上垂直地透過所述光掩膜(1、101a、101b)的光束，利用第1平面鏡(4)，以所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)的移動方向、在直角地向所述基板(2、102a、102b)側改變方向后，向光軸與所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)的移動方向一致的所述投影光學系統(tǒng)(3)入射，通過所述投影光學系統(tǒng)(3)的光束，借助于利用第2平面鏡(5)直角地改變方向、以便到達所述基板(2、102a、102b)上，將在所述光掩膜(1、101a、101b)上描繪的圖形投影在所述基板(2、102a、102b)上，并將規(guī)定的像復制在感光層上。
3.如權利要求1所述的掃描曝光方法，其特征在于，具有一個所述投影光學系統(tǒng)(3)，對于該投影光學系統(tǒng)(3)，使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)相對地進行移動、進行第1次的掃描曝光，使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)在與移動方向正交的方向上相對所述投影光學系統(tǒng)(3)移動任意的距離后，對于所述投影光學系統(tǒng)(3)使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)進行相對移動，進行第2次的掃描曝光。
4.如權利要求1所述的掃描曝光方法，其特征在于，具有與所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)的移動方向正交、并以規(guī)定的級距向與所述基板(2、102a、102b)平行的方向配置的多個所述投影光學系統(tǒng)(3)，使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)相對該多個投影光學系統(tǒng)(3)進行移動，進行第1次的掃描曝光，在使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)相對所述投影光學系統(tǒng)(3)向與使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)移動的方向正交的方向移動所述規(guī)定級距的1/2距離后，使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)相對所述多個投影光學系統(tǒng)(3)移動、進行第2次的掃描曝光。
5.如權利要求1所述的掃描曝光方法，其特征在于，所述投影光學系統(tǒng)(3)是至少一方為遠心的光學系統(tǒng)。
6.如權利要求1所述的掃描曝光方法，其特征在于，所述投影光學系統(tǒng)(3)，由透鏡(6、7)和棱鏡(8)構成，是使在所述光掩膜(1、101a、101b)上描繪的圖像僅以與所述投影光學系統(tǒng)(3)的光軸方向正交、并與所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)的面平行的軸為中心進行翻轉而在所述基板(2、102a、102b)上成像的光學系統(tǒng)。
7.一種掃描曝光裝置，其特征在于，適用于如權利要求1所述的掃描曝光方法，包括進行掃描曝光用的曝光工位(C)，與所述曝光工位(C)空開規(guī)定的間隔地配置的、使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)進行位置重合的位置重合工位(A、B)，以及使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)空開規(guī)定間隙的狀態(tài)下，在所述曝光工位(C)與位置重合工位(A、B)之間進行移動用的移動機構，所述曝光工位(C)，具有能在所述光掩膜(1、101a、101b)與所述基板(2、102a、102b)相互不重疊的狀態(tài)下進行掃描曝光的機構，在所述位置重合工位(A、B)上，具有能在所述光掩膜(1、101a、101b)與所述基板(2、102a、102b)相互重疊的狀態(tài)下使所述光掩膜(1、101a、101b)與所述基板(2、102a、102b)的位置重合的機構。
8.如權利要求7所述的掃描曝光裝置，其特征在于，包括在所述位置重合工位(A、B)上位于使所述光掩膜(1、101a、101b)與所述基板(2、102a、102b)互相重疊的位置，在所述光掩膜(1、101a、101b)上描繪的圖形的面與所述基板(2、102a、102b)面留有規(guī)定間隙地重疊的狀態(tài)下，利用設置在所述位置重合工位上的光學傳感器讀取標在所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)上的位置重合標志讀取裝置，以及根據用位置重合標志讀取裝置所得到的信息，對所述光掩膜(1、101a、101b)與所述基板(2、102a、102b)的位置偏移量進行運算，并根據其運算結果，使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)中的任一個、向XYθ方向移動，進行所述光掩膜(1、101a、101b)與所述基板(2、102a、102b)的位置重合的位置重合裝置。
9.如權利要求7所述的掃描曝光裝置，其特征在于，包括1個所述曝光工位(C)，相對所述曝光工位空開規(guī)定的間隔所配置的第1和第2位置重合工位(A、B)，以及在所述曝光工位(C)與所述第1和第2位置重合工位(A、B)之間可移動的2組光掩膜(1、101a、101b)和基板(2、102a、102b)，1組光掩膜(1、101a、101b)和基板(2、102a、102b)，位于所述第1位置重合工位(A)、進行所述1組光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)的位置重合，另一組光掩膜(1、101a、101b)和基板(2、102a、102b)，位于所述曝光工位(C)、可進行掃描曝光。
10.一種掃描曝光裝置，其特征在于，適用于如權利要求1所述的掃描曝光方法，包括使光掩膜(1、101a、101b)和基板(2、102a、102b)中的任一個留有規(guī)定間隙地在互相重疊的位置與不重疊的位置之間進行移動的第1移動機構，為了使所述光掩膜(1、101a、101b)與所述基板(2、102a、102b)進行位置重合，使所述光掩膜(1、101a、101b)和所述基板(2、102a、102b)中的任一個、向XYθ方向移動的第2移動機構，以及搭載有第1移動機構和第2移動機構的移動臺(103)，所述移動臺(103)，具有能在進行掃描曝光的曝光工位(C)和與該曝光工位(C)空開規(guī)定的間隔地配設的位置重合工位(A、B)之間進行移動的第3移動機構，在各自的工位上能進行掃描曝光和使光掩膜(1、101a、101b)與基板(2、102a、102b)進行位置重合。
11.一種掃描曝光方法，其特征在于，對光掩膜(201)照射光束，將透過所述光掩膜(201)的所述光束通過多個投影光學系統(tǒng)(203)投影在表面形成有感光層的基板(202)上，并使所述光掩膜(201)和所述基板(202)相對地以規(guī)定的速度向規(guī)定方向移動，使在所述光掩膜(201)上描繪的圖形投影、復制在所述基板(202)上，包括在所述光掩膜(201)與所述投影光學系統(tǒng)(203)之間、或在所述投影光學系統(tǒng)(203)與所述基板(202)之間，至少配設1片向與掃描方向正交的方向延伸的透明平行板(206)，通過使所述透明平行板(206)向與掃描方向正交的方向彎曲，使所述光束的光路移動，使與投影于所述基板(2、102a、102b)上的在所述光掩膜(201)上描繪的圖像的掃描方向正交的方向的尺寸可變的工序。
12.如權利要求11所述的掃描曝光方法，其特征在于，包括通過利用分別設在所述光掩膜(201)和所述基板(202)上的位置重合標志使所述光掩膜(201)與所述基板(202)進行位置重合，檢測所述光掩膜(201)與所述基板(202)的尺寸的差異，根據該差異決定所述透明平行板(206)的彎曲方向和彎曲量的工序。
13.如權利要求11所述的掃描曝光方法，其特征在于，包括使所述光掩膜(201)和所述基板(202)相對所述投影光學系統(tǒng)(203)以不同的速度進行移動并進行掃描曝光，使在所述光掩膜(201)上描繪的圖像的掃描方向的尺寸可變的工序。
14.如權利要求11所述的掃描曝光方法，其特征在于，包括使所述投影光學系統(tǒng)(203)的倍率變化的工序。
全文摘要
本發(fā)明的掃描曝光方法，將光掩膜1和基板2配置在實質上同一平面上，通過反射鏡4、5和投影光學系統(tǒng)3，使在光掩膜1上描繪的圖像，通過光學上折彎成コ字形地在基板上成像，從相同的方向看光掩膜1和基板2，投影在基板2上的像，相對光掩膜1的圖形、無論在怎樣的方向也不翻轉，能在相同的方向上成像。由此，能提供價格較低、復制精度高的多個投影光學系統(tǒng)的掃描曝光方法和掃描曝光裝置。
文檔編號G03F7/22GK1460897SQ0313646
公開日2003年12月10日 申請日期2003年5月23日 優(yōu)先權日2002年5月23日
發(fā)明者三宅榮一 申請人:三榮技研株式會社