曝光方法、 曝光装置、 光罩及其制造方法及元件制造方法 本案是发明名称为 “曝光方法、 曝光装置、 光罩以及光罩的制造方法” ， 申请号为 200780003500.9 的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种曝光方法、 曝光装置、 光罩及光罩的制造方法， 特别是涉及一种使 用为了利用微影制程来制造液晶显示元件等平板显示元件等微型元件的曝光装置的曝光 方法、 藉由该曝光方法进行曝光的曝光装置、 该曝光方法中所使用的光罩以及该光罩的制 造方法。背景技术
例如， 在制造半导体元件或液晶显示元件等时， 使用有将屏蔽 ( 标线片 reticle、 光罩 photomask 等 ) 的图案经由投影光学系统而投影至涂布有光阻剂的平板 ( 玻璃平板或 半导体晶圆等 ) 上的投影曝光装置。 先前， 大多使用利用步进重复 (Step And Repeat) 方式 使各标线片 (reticle) 的图案一并曝光于平板上的各照射 (shot) 区域上的投影曝光装置 ( 步进曝光机， Stepper)。近年来， 提出有如下所述的步进扫描 (Step and Scan) 方式的投 影曝光装置 ( 例如， 参照日本专利特愿平 5-161588 号公报以及日本专利特开平 11-265848 号公报 )， 以取代 1 个较大的投影光学系统， 该步进扫描式投影曝光装置中， 将多个局部投 影光学系统排列在与扫描方向正交的方向上， 进而沿扫描方向以规定间隔配置多列， 一面 对光罩及平板进行扫描， 一面利用各局部投影光学系统将光罩的图案分别曝光于平板上。 作为多个局部投影光学系统， 使用有将光罩上的图案以正立正像等倍的方式曝光于平板上 的光学系统。
然而， 近年来， 平板正逐步大型化， 逐渐使用超过 2m 见方的平板。此处， 在使用上 述步进扫描方式的曝光装置于大型平板上进行曝光时， 为了使局部投影光学系统为等倍， 光罩亦大型化。由于亦必须维持光罩基板的平面性， 因此光罩越大型化， 光罩的成本则越 高。而且， 为了形成通常的 TFT 部， 需要 4 ～ 5 层 (layer) 的光罩， 且必须准备约 10 种左右 尺寸不同的面板作为光罩， 这样须耗费极大的成本。
因此， 在日本专利特开平 11-265848 号公报中所揭示的投影曝光装置中， 将投影 光学系统的倍率设为 1.1 倍～ 1.5 倍或 1.5 倍以上， 而于实施例中放大倍率则设为 4 倍， 将 光罩分割成多个由此实现光罩小型化。 然而， 由于增大投影光学系统的倍率， 因此相对于扫 描面积成为多余的区域将变大， 且相对于曝光所必需的区域， 曝光所不需要的区域将变大， 从而， 难以获得对于扫描面积而言充分的曝光贡献率。 发明内容
本发明的目的在于， 提供一种可提高光罩的图案区域的利用效率而进行曝光的曝 光方法、 藉由该曝光方法进行曝光的曝光装置、 该曝光方法中所使用的光罩以及该光罩的 制造方法。本发明的曝光方法的一例， 是将图案的像曝光于感光物体上的曝光方法， 此曝光 方法包括 ： 准备光罩， 上述光罩形成有沿着第 1 方向以规定间隔设置的多个第 1 图案、 以及 沿着上述第 1 方向以上述规定间隔而设置于上述第 1 图案之间的第 2 图案 ； 使上述多个第 1 图案的放大像， 于上述第 1 方向连续并投影曝光至上述感光物体上 ； 以及使上述多个第 2 图案的放大像， 于上述第 1 方向连续并投影曝光至上述感光物体上。
本发明的曝光方法的一例， 其包括 ： 准备光罩， 上述光罩沿着第 1 方向以规定间隔 配置多个第 1 图案， 且沿着上述第 1 方向以上述规定间隔于上述多个第 1 图案之间配置多 个第 2 图案， 其中上述多个第 1 图案是将第 1 元件图案于上述第 1 方向分割而形成， 且上述 多个第 2 图案是将第 2 元件图案于上述第 1 方向分割而形成 ； 把上述多个第 1 图案的放大 像投影至上述感光物体， 以将上述第 1 元件图案的放大像曝光至上述感光物体 ； 以及把上 述多个第 2 图案的放大像投影至上述感光物体， 以将上述第 2 元件图案的放大像曝光至上 述感光物体。
本发明的曝光装置的一例， 是把图案的像曝光至感光物体的曝光装置， 其包括 ： 多 个投影光学单元， 在第 1 方向以上述规定间隔排列， 并将第 1 面所配置的上述图案的放大像 分别投影曝光至第 2 面 ； 第 1 保持装置， 支撑着光罩并使上述光罩配置于上述第 1 面而使上 述光罩可对于上述多个投影光学单元相对移动， 其中上述光罩沿着上述第 1 方向以上述规 定间隔配置多个第 1 图案， 且上述光罩沿着上述第 1 方向以上述规定间隔于上述多个第 1 图案之间配置多个第 2 图案 ； 以及第 2 保持装置， 支撑上述感光物体并使上述感光物体配置 于上述第 2 面， 其中上述多个投影光学单元以使由上述第 1 保持装置而配置于上述第 1 面 的上述多个第 1 图案的放大像分别对向于上述多个投影光学单元的方式， 使上述第 1 面的 上述多个第 1 图案的放大像于上述第 1 方向连续， 并投影曝光至由上述第 2 保持装置而配 置于上述第 2 面的上述感光物体， 且上述多个投影光学单元以使由上述第 1 保持装置配置 于上述第 1 面的上述多个第 2 图案的放大像分别对向于上述多个投影光学单元的方式， 使 上述第 1 面所配置的上述多个第 2 图案的放大像于上述第 1 方向连续， 并投影曝光至由上 述第 2 保持装置而配置于上述第 2 面的上述感光物体。
本发明的曝光装置的一例， 其包括 ： 多个投影光学单元， 在第 1 方向以规定间隔排 列， 把第 1 面所配置的上述多个图案的放大像分别投影曝光至第 2 面 ； 第 1 保持装置， 支撑 着光罩并使上述光罩配置于上述第 1 面而使上述光罩可对于上述多个投影光学单元相对 移动， 其中上述光罩沿着上述第 1 方向以规定间隔配置多个第 1 图案， 且上述光罩沿着上述 第 1 方向以上述规定间隔于上述多个第 1 图案之间配置多个第 2 图案， 且上述多个第 1 图案 是将第 1 元件图案于上述第 1 方向分割而形成， 上述多个第 2 图案是将第 2 元件图案于上 述第 1 方向分割而形成 ； 以及第 2 保持装置， 支撑上述感光物体并使上述感光物体配置于上 述第 2 面， 其中上述多个投影光学单元以使由上述第 1 保持装置而配置于上述第 1 面的上 述多个第 1 图案的放大像分别对向于上述多个投影光学单元的方式， 使上述第 1 面的上述 多个第 1 图案的放大像投影至由上述第 2 保持装置而配置于上述第 2 面的上述感光物体， 并使上述第 1 元件图案的放大像曝光至上述感光物体 ； 且上述多个投影光学单元以使由上 述第 1 保持装置而配置于上述第 1 面的上述多个第 2 图案的放大像分别对向于上述多个投 影光学单元的方式， 使上述第 1 面的上述多个第 2 图案的放大像投影至由上述第 2 保持装 置而配置于上述第 2 面的上述感光物体， 并使上述第 2 元件图案的放大像曝光至上述感光物体。 本发明的光罩的一例， 是把被曝光的图案形成于感光物体上的光罩， 此光罩包括 ： 多个第 1 图案， 沿着第 1 方向以规定间隔配置， 且使上述感光物体上在第上述第 1 方向形成 连续图案的方式， 把放大像投影曝光至上述感光物体 ； 以及多个第 2 图案， 沿着上述第 1 方 向以规定间隔设置于上述多个第 1 图案之间， 且使于上述感光物体上在上述第 1 方向形成 连续的图案的方式， 把放大像投影曝光至上述感光物体。
本发明的光罩的一例， 其包括 ： 多个第 1 图案， 将第 1 元件图案于第 1 方向分割而 形成， 且沿着上述第 1 方向以规定间隔配置 ； 以及多个第 2 图案， 将第 2 元件图案于上述第 1 方向分割而形成， 且沿着上述第 1 方向以上述规定间隔配置于上述多个第 1 图案之间。
本发明的元件制造方法的一例， 是在基板上形成液晶元件的元件制造方法， 其包 括以下步骤 ： 使用上述的曝光方法或曝光装置， 将元件图案曝光至上述基板 ； 对已曝光有 上述元件图案的上述基板进行显影。
本发明的元件制造方法的一例， 其包括以下步骤 ： 把上述的光罩上所形成的元件 图案曝光至上述基板 ； 对已曝光有上述元件图案的上述基板进行显影。
[ 发明效果 ]
根据本发明的曝光方法， 可经由具有放大倍率的多个投影光学系统， 而将设于第 1 物体上的图案的放大像投影曝光至第 2 物体上， 因此即便于第 2 物体大型化时亦可防止第 1 物体的大型化。而且， 将以对应于多个投影光学系统的放大倍率的位置关系而非连续地 配置的第 1 图案区域、 或者设于第 1 图案区域之间的第 2 图案区域的放大像投影曝光至第 2 物体上， 因此可提高第 1 物体的利用效率。
而且， 根据本发明的曝光装置， 具备具有放大倍率的投影光学系统， 因此可将设于 第 1 物体上的图案的放大像投影至第 2 物体上。因此， 即便在第 2 物体大型化时亦可防止 第 1 物体的大型化， 且可防止第 1 保持装置的大型化。而且， 将以对应于多个投影光学系统 的放大倍率的位置关系而非连续地配置的第 1 图案区域、 或者设于第 1 图案区域之间的第 2 图案区域的放大像投影曝光至第 2 物体上， 因此可提高第 1 物体的利用效率。尤其是在使 用将多个局部投影光学系统排列在与扫描方向正交的方向上， 并在扫描方向上进行扫描的 曝光装置的情形时， 可将扫描方向上光罩的长度设为约 1/( 放大倍率 ) 的长度。
而且， 根据本发明的光罩， 具有多个第 1 图案区域及第 2 图案区域， 上述多个第 1 图案区域是以对应于多个投影光学系统的放大倍率的位置关系而非连续地配置， 且用以藉 由各投影光学系统而形成放大像， 上述第 2 图案区域的至少一部分设于多个第 1 图案区域 之间， 且用以藉由各投影光学系统中的至少 1 个而形成放大像， 因此可防止大型化， 且可提 高图案区域的利用效率。因此， 可减少在使用曝光装置来制造各种元件时所必需的光罩的 片数。例如， 在先前的曝光步骤中， 必需多片光罩， 而与此相对， 亦可利用 1 片光罩进行曝 光， 从而可缩短更换光罩的时间， 且可实现光罩的低成本化。
而且， 根据本发明的光罩的制造方法， 可降低光罩的制造成本。
综上所述， 本发明是分别经由具有放大倍率的多个投影光学系统， 将光罩 (M) 的 图案 (M1、 M2) 投影曝光于基板上的曝光方法， 此曝光方法是将具有以对应于上述放大倍率 的位置关系而非连续地配置的第 1 图案区域 (M1)、 以及至少一部分设于第 1 图案区域 (M1) 之间的第 2 图案区域 (M2) 的光罩 (M)， 配置于投影光学系统的物体面侧， 使第 1 图案区域
(M1) 与第 2 图案区域 (M2) 中的其中一个图案区域的放大像分别投影曝光至配置于投影光 学系统的像面侧的基板上之后， 将另一个图案区域的放大像投影曝光于该基板上。
上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本发明的上述和其他目的、 特征和优点能够 更明显易懂， 以下特举较佳实施例， 并配合附图， 详细说明如下。 附图说明
图 1 是表示实施形态的曝光装置的概略结构的立体图。
图 2 是表示实施形态的光罩 (mask) 结构图。
图 3 是表示实施形态的平板结构图。
图 4 是用以说明实施形态的曝光方法的流程图。
图 5 是用以说明使 8 张元件图案曝光于平板上的情形图。
图 6 是用以说明使 6 张元件图案曝光于平板上的情形图。
图 7 是表示实施形态的其它光罩结构图。
图 8 是表示实施形态的其它平板结构图。 图 9 是表示实施形态的其它平板结构图。
图 10 是表示步进 - 重复方式的曝光装置中所使用的光罩结构图。
图 11 是表示利用步进 - 重复方式的曝光装置使图案曝光的平板结构图。
图 12 是表示实施形态的其它光罩结构图。
图 13 是表示实施形态的其它光罩结构图。
图 14 是表示其它实施形态的正立像用光罩的结构图。
图 15 是表示其它实施形态的倒立像用光罩的结构图。
图 16 是表示其它实施形态的藉由奇数列图案来进行曝光处理后的平板结构图。
图 17 是表示其它实施形态的藉由偶数列图案来进行曝光处理后的平板结构图。
图 18 是表示其它实施形态的其它光罩结构图。
图 19 是表示其它实施形态的光罩制造方法的流程图。
图 20 是用以说明其它实施形态中与奇数列图案相关的图案资料的划分步骤图。
图 21 是用以说明其它实施形态的与偶数列图案相关的图案资料的划分步骤图。
图 22 是用以说明其它实施形态中与制造正立像用光罩时的奇数列图案相关的共 通区域赋予步骤图。
图 23 是用以说明其它实施形态下与制造正立像用光罩时的偶数列图案相关的共 通区域赋予步骤图。
图 24 是表示藉由其它实施形态中制造方法所制造的正立像用光罩的结构图。
图 25 是用以说明其它实施形态中与制造倒立像用光罩时的奇数列图案相关的共 通区域赋予步骤图。
图 26 是用以说明其它实施形态中与制造倒立像用光罩时的偶数列图案相关的共 通区域赋予步骤图。
图 27 是表示藉由其它实施形态的制造方法所制造的倒立像用光罩的结构图。
图 28 是用以说明其它实施形态下与省略光罩制造方法的共通区域赋予步骤时的
奇数列图案相关的图案资料的划分步骤图。
图 29 是用以说明其它实施形态下与省略光罩制造方法的共通区域赋予步骤时的 偶数列图案相关的图案资料的划分步骤图。
1： 光源 2： 椭圆镜
3： 分色镜 4： 快门
5： 准直透镜 6： 波长选择滤光片
8： 中继透镜 9： 光导
9a ： 入射端 9b ： 射出端
9c ： 射出端 9d ： 射出端
9e ： 射出端 9f ： 射出端
11b ： 准直透镜 12b ： 复眼式积分器
15b ： 聚光透镜系统 24 ： 空间像计测装置
25、 26 ：移动镜 29 ： 照度测定部
52 ： 定位系统 54 ： 自动聚焦系统
A、 B ： 区域 C、 D： 区域
P1 ～ P5 ：区域 P11 ～ P14 ： 区域 a1 ： 第 1 划分资料群 b1 ： 第 1 划分资料群 c1 ： 第 1 划分资料群 a2 ： 第 2 划分资料群 b2 ： 第 2 划分资料群 c2 ： 第 2 划分资料群 A1 ： 第 1 划分资料 B1 ： 第 1 划分资料 C1 ： 第 1 划分资料 A2 ： 第 2 划分资料 B2 ： 第 2 划分资料 C2 ： 第 2 划分资料 I1 ～ I5 ：照明区域 IL ： 照明光学系统 Li、 Lr ：间距间隔 Lm ： 图案间距 M、 M′ ：光罩 M5、 M6 ： 光罩 M7、 M10 ： 光罩 M： 位置计测用标记 m0 ： 位置计测用标记 m1 ： 位置计测用标记 m11 ： 第 1 位置检测用标记 m21 ： 第 2 位置检测用标记 M1 ： 奇数列图案区域 M2 ： 偶数列图案区域 M3、 M8 ：第 1 图案 M4、 M9 ： 第 2 图案 MS ： 光罩平台 opa ： 共通区域 opb ： 共通区域 opc ： 共通区域 opd ： 共通区域 ope ： 共通区域 opf ： 共通区域 opg ： 共通区域 oph ： 共通区域 P、 P′ ： 平板 PD1 ： 第 1 图案资料 PD2 ： 第 2 图案资料 PL ： 投影光学系统 PL1 ～ PL5 ： 投影光学单元 PS ： 平板平台 R1 ～ R5 ： 曝光区域 Si、 Ti ： 宽度 Sr、 Tr ： 宽度具体实施方式
以下， 参阅图式， 对本发明实施形态的曝光装置进行说明。图 1 是表示该实施形态 的曝光装置的概略结构的立体图。在该实施形态中， 以如下所述的步进扫描方式的曝光装 置为例进行说明， 该曝光装置中， 一面使屏蔽 ( 第 1 物体、 光罩 )M 及平板 ( 第 2 物体、 感光 物体 )P 对于由多个反射折射型投影光学单元 PL1、 PL3、 PL5 以及未图示的 2 个投影光学单 元 ( 以下， 称为投影光学单元 PL2、 PL4) 所构成的投影光学系统 PL 相对移动， 一面将光罩 M 上所形成的图案 ( 原图图案 ) 的影像转印至平板 P 上。
另外， 在以下说明中， 设定各图中所示的 XYZ 正交坐标系， 并一面参照该 XYZ 正交 坐标系一面说明各构件的位置关系。XYZ 正交坐标系设定 X 轴以及 Y 轴平行于平板 P， 并设 定 Z 轴方向与平板 P 正交。对于图中的 XYZ 坐标系而言， 实际上 XY 平面设定为平行于水平 面， Z 轴设定为铅直方向。而且， 在本实施形态中， 将光罩 M 以及平板 P 移动的方向 ( 扫描 方向 ) 设定为 X 轴方向。
该实施形态的曝光装置， 具备用以对光罩平台 ( 第 1 保持装置 )MS 上所支持的光 罩 M 进行均匀照明的照明光学系统 IL。照明光学系统 IL 例如具备由水银灯或超高压水银 灯构成的光源 1。由于光源 1 配置于椭圆镜 2 的第 1 焦点位置上， 因此自光源 1 射出的照明 光束经由分色镜 3 后， 于椭圆镜 2 的第 2 焦点位置上形成光源影像。
另外， 于本实施形态中， 自光源 1 射出的光由形成于椭圆镜 2 内面的反射膜以及分 色镜 3 反射， 藉此， 于椭圆镜 2 的第 2 焦点位置上形成由 300nm 以上的波长域的光所构成的 光源影像， 该 300nm 以上的波长域的光包含 g 线 (436nm) 的光、 h 线 (405nm) 的光、 及i线 (365nm) 的光。也就是说， 于由椭圆镜 2 及分色镜 3 反射时， 包含 g 线、 h 线、 及 i 线的波长 域以外的在曝光上所不需要的成分会被去除。
于椭圆镜 2 的第 2 焦点位置上配置有快门 4。藉由开关快门 4， 可以使通过快门 4 开口部的照明光束的光量迅速变化， 从而可获得脉冲状照明光束。来自椭圆镜 2 的第 2 焦 点位置上所形成的光源影像的发散光束， 藉由准直透镜 5 而转换为大致平行的光束， 并入 射至波长选择滤光片 6。波长选择滤光片 6 仅使包含 g 线、 h 线、 及 i 线的波长域的光束透 过。透过波长选择滤光片 6 的光， 经由中继透镜 8 而再次成像。于该成像位置附近， 配置有 光导 9 的入射端 9a。光导 9 是例如使多根纤维芯线随机成束而成的随机光导纤维， 该光导 9 具备 ： 数量与光源 1 的数量 ( 于该实施形态中为 1 个 ) 相同的入射端 9a ； 以及数量与构成 投影光学系统 PL 的投影光学单元的数量 ( 于该实施形态中为 5 个 ) 相同的射出端， 即5个 射出端 9b ～ 9f。如此， 入射至光导 9 的入射端 9a 的光， 于其内部传递之后， 自射出端 9b ～ 9f 分割射出。另外， 于仅具备 1 个光源 1 而导致光量不足时， 亦可设置多个光源， 并且针对 各光源而设置光导， 该光导具有所设置的多个入射端， 且使自各个入射端入射的光分割为 大致相同的光量而自各射出端射出。
于光导 9 的射出端 9b 与光罩 M 之间， 依序配置有准直透镜 11b、 复眼式积分器 (fly eye integrator)12b、 孔径光阑 (aperture stop)( 未图示 )、 分光器 ( 未图示 )、 以及聚光 透镜系统 15b。同样， 于光导 9 的其它 4 个射出端 9c ～ 9f 与光罩 M 之间， 依次序分别配置 有准直透镜、 复眼式积分器、 孔径光阑 ( 未图示 )、 分光器 ( 未图示 )、 以及聚光透镜系统。
另外， 此处为了简化说明， 以于光导 9 的射出端 9b 与光罩 M 之间所设的准直透镜11b、 复眼式积分器 12b、 以及聚光透镜系统 15b 为代表， 说明于光导 9 的各射出端 9b ～ 9f 与光罩 M 之间所设的光学构件的结构。
自光导 9 的射出端 9b 所射出的发散光束， 藉由准直透镜 11b 而转换为大致平行的 光束之后， 入射至复眼式积分器 12b。复眼式积分器 12b， 是藉由将多个透镜元件以使其中 心轴线沿照明光学系统 IL 的光轴延伸的方式纵横且密集地排列而构成的。因此， 入射至复 眼式积分器 12b 的光束， 藉由多个透镜元件而被波前分割 (wavefront splitting)， 并于其 后聚焦面 ( 亦即， 射出面的附近 ) 上形成包括个数与透镜元件相同的光源影像的二次光源。 亦即， 于复眼式积分器 12b 的后聚焦面上， 形成实质性的面光源。
来自复眼式积分器 12b 后聚焦面上所形成的多个二次光源的光束， 受到配置于复 眼式积分器 12b 后聚焦面附近的未图示的孔径光阑的限制后， 经由未图示的分光器， 入射 至聚光透镜系统 15b。 另外， 孔径光阑配置于与相对应的投影光学单元 PL1 的瞳面在光学上 大致共轭的位置上， 且具有用以规定有助于照明的二次光源的范围的可变开口部。孔径光 阑藉由使该可变开口部的开口径变化， 可将决定照明条件的 σ 值 ( 瞳面上的二次光源影像 的开口径与构成投影光学系统 PL 的各投影光学单元 PL1 ～ PL5 的该瞳面的开口径之比 ) 设定为所期望的值。
经由聚光透镜系统 15b 的光束较强地照亮光罩 M。另外， 自光导 9 的其它 4 个射出 端 9c ～ 9f 射出的发散光束亦同样， 依次经由准直透镜、 复眼式积分器、 孔径光阑、 分光器、 以及聚光透镜， 而分别较强地照亮光罩 M。亦即， 照明光学系统 IL， 照亮光罩 M 上排列于 Y 轴方向上的多个 ( 于该实施形态中为 5 个 ) 梯形区域。另外， 作为照明光学系统 IL 所具备 的光源， 亦可为紫外导体雷射 (h 线 )、 固体雷射 (355nm)、 KrF 准分子雷射、 ArF 准分子雷射 等。
图 2 是表示光罩 M 的结构的图。如图 2 所示， 于光罩 M 上， 形成有用于第 1 曝光的 第 1 图案 ( 第 1 图案区域 )M1( 图中斜线部分 )、 以及用于第 2 曝光的第 2 图案 ( 第 2 图案 区域 )M2。第 1 图案 M1 以及第 2 图案 M2， 是以分别对应于照亮光罩 M 的 5 个梯形照明区域 I1 ～ I5 的方式而形成的。 亦即， 第 1 图案 M1， 以与下述投影光学系统 PL 的放大倍率及曝光 区域的间距间隔 Lr 相对应的位置关系而非连续地配置， 第 2 图案 M2 与第 1 图案 M1 同样， 以与投影光学系统 PL 的放大倍率及曝光区域的间距间隔 Lr 相对应的位置关系而设于第 1 图案 M1 之间。非连续地配置的第 1 图案 M1 以及第 2 图案 M2， 具备在经由多个投影光学单 元 PL1 ～ PL5 而曝光于平板 P 上时一部分重复的区域， 且以成为于平板 P 上连续的图案的 方式而形成。
照明区域 I1 ～ I5 以如下方式进行照明， 即， 以规定的间距间隔 Li 排列， 各照明区 域 I1 ～ I5 是由宽度 Si 的部分及宽度 Ti 的部分所构成， 且于由投影光学系统 PL 所投影的 平板 P 上， 宽度 Si 的各部分成为相邻接的照明区域彼此的叠印 (overwrap) 部分。 于该实施 形态中， 将照明区域 Y 方向的宽度平均化后而获得的有效照明宽度为 (Ti+(Ti+Si×2))÷2 ＝ (Ti+Si)， 将该有效照明宽度 (Ti+Si) 乘以投影光学系统 PL 的倍率后而获得的值， 与曝光 区域的间距间隔 Lr( 参阅图 3 所示 ) 相等。而且， 光罩的图案， 是以图案间距 Lm 的间隔而 配置， Lm 为 Li/2 的间隔。
由于第 1 图案 M1 的各图案区域、 以及第 2 图案 M2 的各图案区域形成于 1 个光罩 上， 因此可将各图案区域的位置误差抑制得较小。而且， 第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2 的位置误差亦较少， 于切换进行曝光的图案时亦可高精度地进行切换动作。 另外， 于使每一图案位 置偏移时， 亦可进行稳定的偏移调整。
而且， 于光罩 M 上， 于 -X 方向侧、 +X 方向侧、 及第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2 之间， 形成有多个位置计测用标记 ( 第 2 图案区域、 位置检测用图案 )m、 m0、 m1。位置计测用标记 m、 m0、 m1 是在藉由下述空间像计测装置 24 来计测形成于平板 P 上的空间像时所使用的。 亦 即， 藉由投影光学单元 PL1 ～ PL5 中的至少 1 个所形成的位置计测用标记 m、 m0、 m1 的空间 像是由空间像计测装置 24 计测的， 且根据该计测结果来检测位置计测用标记 m、 m0、 m1 的影 像位置。
来自光罩 M 上的各照明区域的光， 入射至由沿 Y 轴方向呈锯齿状排列的多个 ( 于 该实施形态中为 5 个 ) 投影光学单元 PL1 ～ PL5 以与各照明区域相对应的方式而构成的投 影光学系统 PL。经过投影光学系统 PL 的光， 于在平板平台 ( 第 2 保持构件 )PS 上的经由未 图示的平板固持器而平行地支持于 XY 平面上的平板 P 上， 形成光罩 M 的图案的影像。各投 影光学单元 PL1 ～ PL5 具有大于 2 倍的投影倍率 ( 于该实施形态中， 放大倍率为 2.4 倍 )。 因此， 于在平板 P 上的以与各照明区域 I1 ～ I5 相对应的方式而排列在 Y 方向上的梯形曝光 区域 R1 ～ R5 中， 形成光罩 M 的图案的放大像。亦即， 由于投影光学单元 PL1 ～ PL5 的放大 倍率为 2.4 倍， 故而形成于平板 P 上的曝光区域 R1 ～ R5 的视野面积是形成于光罩 M 上的 照明区域 I1 ～ I5 的视野面积的 2.4 倍。各投影光学单元 PL1 ～ PL5 具备调整机构， 该调 整机构用以调整形成于平板 P 上的影像的位置、 倍率、 旋转、 聚焦、 像面倾斜等。例如， 各投 影光学单元 PL1 ～ PL5 具备用以调整聚焦或像面倾斜的楔状的双层玻璃、 用以调整像的位 置的平行平面板、 用以调整像的倍率的凹凸的倍率调整透镜、 用以调整像的旋转的棱镜等。 另外， 各投影光学单元 PL1 ～ PL5 的平板 P 侧， 亦可设为远心的 (telecentric)， 虽然这是视 平板 P 表面的平面度而定。
图 3 是表示于平板 P 上形成有光罩 M 的图案像的状态的图。如图 3 所示， 藉由与 照明区域 I1 相对应的曝光区域 R1， 使光罩 M 上的第 1 图案 M1 或第 2 图案 M2 曝光于平板 P 上的区域 P1 上。同样， 藉由与照明区域 I2 ～ I5 相对应的曝光区域 R2 ～ R5， 使光罩 M 上的 第 1 图案 M1 或第 2 图案 M2 曝光于平板 P 上的区域 P2 ～ P5 上。亦即， 关于选择性地切换 第 1 图案 M1 及第 2 图案 M2 而使第 1 图案 M1 或第 2 图案 M2 的放大像投影曝光至平板 P 上 的切换机构， 使光罩平台 MS 以规定量在 Y 方向上步进移动， 从而使由照明光学系统 IL 所照 亮的第 1 图案 M1 或第 2 图案 M2 的放大像投影曝光至平板 P 上的区域 P1 ～ P5 上。于该实 施形态中， 可行的是， 以与投影光学单元 PL1 ～ PL5 的间距间隔大致相等的规定量进行步进 移动。
曝光区域 R1 ～ R5 由宽度 Sr 的部分及宽度 Tr 的部分所构成， 于平板 P 上， 各宽度 Sr 的部分成为相邻接的曝光区域彼此的叠印部分。于该实施形态中， 曝光区域 Y 方向上的 宽度， 是由将图 2 所示的宽度 Si 的部分与宽度 Ti 的部分乘以投影光学系统的倍率后而获 得的宽度 Sr 的部分及宽度 Tr 的部分所构成， 将曝光区域 Y 方向上的宽度平均化后而获得 的有效曝光宽度为 (Tr+Sr)， 其与曝光区域的间距间隔 Lr 相等。 因此， 当曝光区域的间距间 隔 Lr 与 Y 方向上的投影光学系统的排列间距相同时， 若规定曝光区域的间距间隔 Lr 与倍 率， 则可求得光罩图案的图案间距 Lm。
另外， 例如， 随机或呈 Z 字形 (zigzag) 来对光罩 M 的第 1 图案 M1 或第 2 图案 M2的连接部进行图案化， 以使由投影光学单元 PL1 及 PL2 所形成的曝光区域 R1 与 R2 的连接 部 ( 重复的部分， 叠印部 )P11 的图案、 以及由投影光学单元 PL2 ～ PL5 所形成的曝光区域 R2 ～ R5 的连接部 ( 重复的部分， 叠印部 )P12 ～ P14 的图案成为连续的。而且， 作为曝光区 域， 并不限定于梯形， 亦可根据构成装置的光学系统， 而呈长方形、 六角形、 圆弧、 圆弧 + 三 角形等。
在将光罩 M 支持于投影光学系统 PL 的物体侧 ( 第 1 面 ) 的光罩平台 ( 第 1 保持 构件 )MS 上， 设有具有长冲程的扫描驱动系统 ( 未图标 )， 该扫描驱动系统用以使光罩平台 沿扫描方向即 X 轴方向移动。而且， 设有一对定位驱动系统 ( 未图标 )， 该定位驱动系统用 以使光罩平台沿扫描正交方向即 Y 轴方向只移动一规定量、 并且以微小量围绕 Z 轴而旋转。 而且， 光罩平台的位置坐标由使用有移动镜 25 的雷射干涉仪 ( 未图标 ) 而计测、 且受到位 置控制。进而， 光罩平台在 Z 方向上的位置可变。
同样的驱动系统， 亦设置于将平板 P 保持于投影光学系统 PL 的影像侧 ( 第 2 面 ) 的平板平台 ( 第 2 保持装置 )PS 上。亦即， 设有具有长冲程的扫描驱动系统 ( 未图标 )、 及 一对定位驱动系统 ( 未图标 )， 该扫描驱动系统用以使平板平台沿扫描方向即 X 轴方向而移 动， 该定位驱动系统用以使平板平台沿扫描正交方向即 Y 轴方向只移动一规定量、 并且以 微小量围 Z 轴而旋转。而且， 平板平台的位置坐标是由使用有移动镜 26 的雷射干涉仪 ( 未 图标 ) 所计测且受到位置控制。平板平台与光罩平台同样亦可在 Z 方向上移动。于该实施 形态中， 光罩 M 的图案由投影光学系统 PL 放大至 2.4 倍后投影至平板 P 上。因此， 使光罩 平台与平板平台以 1 ∶ 2.4 的扫描比， 分别由投影光学系统 PL 进行扫描。即， 根据投影光 学系统 PL 的倍率， 使平板平台相对于光罩平台以几倍倍率的速度比受到扫描。藉此， 于扫 描方向上， 针对光罩 M 的图案区域的长度， 使之放大至几倍倍率的长度并曝光于平板 P 侧。 投影光学单元 PL1、 PL3、 PL5 以规定间隔配置于与扫描方向正交的方向上， 作为第 1 列。而且， 投影光学系统单元 PL2、 PL4 亦同样以规定间隔配置于与扫描方向正交的方向 上， 作为第 2 列。于第 1 列投影光学单元群与第 2 列投影光学单元群之间， 配置有用以进行 平板 P 定位的离轴 (off-axis) 的定位系统 52、 以及用以调整光罩 M 或平板 P 的聚焦位置的 自动聚焦系统 54。
而且， 于平板平台上设有照度测定部 29， 该照度测定部 29 是用以测定经过投影光 学系统 PL 后照射至平板 P 上的光的照度。而且， 于平板平台上， 设有空间像计测装置 ( 检 测机构 )24， 该空间像计测装置 ( 检测机构 )24 用以计测由投影光学单元 PL1 ～ PL5 中的至 少 1 个所形成的位置计测用标记 m、 m0、 m1 的空间像。
其次， 参阅图 4 所示的流程图， 说明使用有该实施形态中的曝光装置的曝光方法。
首先， 输入用以选择形成于光罩 M 上的第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2 的曝光信息 ( 步 骤 S10)。于该实施形态中， 输入第 1 图案 M1 所曝光的平板 P 上的曝光区域的位置、 以及第 2 图案 M2 所曝光的平板 P 上的曝光区域的位置等曝光信息。 另外， 曝光信息亦可预先输入。 而且， 亦可对光罩 M 设置包含曝光信息的识别用条形码 (bar-code) 等 ID， 并利用条形码读 取机等来进行曝光信息的读入。 其次， 根据步骤 S10 中所输入的曝光信息， 选择第 1 图案 M1 或第 2 图案 M2( 步骤 S11)。于该实施形态中， 选择的是第 1 图案 M1。
其次， 使用空间像计测装置 24 来计测形成于光罩 M 的第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2 之间的位置计测用标记 m 的空间像 ( 步骤 S12)。具体而言， 藉由使支持光罩 M 的光罩平台
在 Y 方向上移动规定量而配置光罩平台， 以使光罩平台在 X 方向上扫描时形成于第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2 之间的位置计测用标记 m 位于照明区域 I1 ～ I5 内。在光罩平台移动的 同时， 藉由使平板平台移动规定量， 而将平板平台配置于空间像计测装置 24 可计测位置计 测用标记 m 的空间像的位置处。继而， 使光罩平台在 X 方向 ( 扫描方向 ) 上步进移动规定 量， 并反复此步进移动操作， 藉此， 依次计测形成于第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2 之间的位置 计测用标记 m 的空间像。根据位置计测用标记 m 的计测结果， 计算出光罩 M 的变形量。
于该实施形态中， 可以于光罩 M 上的第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2 之间设有位置计 测用标记 m， 并由空间像计测装置 24 来计测上述位置计测用标记 m， 因此可高精度地检测出 整个光罩 M 上的变形。作为变形， 包含载置于光罩平台上时的扭曲或由热所引起的伸缩。 而且， 一般而言， 于第 1 图案 M1 及第 2 图案 M2 同时绘制有位置计测用标记 m 的光罩的情形 时， 藉由测定形成于第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2 之间的位置计测用标记 m， 可检测出第 1 图 案 M1 的区域内的绘制误差、 或第 2 图案 M2 的区域内的绘制误差。进而， 藉由利用该信息而 设于投影光学单元 PL1 ～ PL5 中的调整机构， 可进行放大像的位置修正、 倍率等的调整。
其次， 为检测分别由投影光学单元 PL1 ～ PL5 所形成的第 1 图案 M1 的影像的相对 的位置偏移 ( 连接误差 )， 使用空间像计测装置 24 来计测形成于光罩 M 上的 -X 方向侧的位 置计测用标记 m0 的空间像 ( 步骤 S13)。首先， 使光罩平台 ( 光罩 M) 相对于投影光学单元 PL1 ～ PL5 移动， 以使第 1 图案 M1 与投影光学单元 PL1 ～ PL5 相对向。具体而言， 使光罩平 台在 Y 方向上步进移动规定量， 以使照明光学系统 IL 照亮第 1 图案 M1， 亦即， 使第 1 图案 M1 位于照明区域 I1 ～ I5。在光罩平台移动的同时， 藉由使平板平台移动规定量， 而将平板 平台配置于空间像计测装置 24 可计测位置计测用标记 m0 的空间像的位置上。继而， 计测 形成于光罩 M 上的 -X 方向侧的位置计测用标记 m0 的空间像。根据位置计测用标记 m0 的 计测结果， 计算出分别由投影光学单元 PL1 ～ PL5 所形成的第 1 图案 M1 的影像的相对的位 置偏移 ( 连接误差 ) 量。
其次， 根据步骤 S13 中所计算出的分别由投影光学单元 PL1 ～ PL5 所形成的第 1 图案 M1 的影像的相对的位置偏移量， 对各投影光学单元 PL1 ～ PL5 进行调整 ( 步骤 S14)。 亦即， 根据相对的位置偏移量， 计算出各投影光学单元 PL1 ～ PL5 所具备的调整机构的修正 量。继而， 根据计算出的调整机构的修正量， 驱动各投影光学单元 PL1 ～ PL5 的调整机构， 调整由各投影光学单元 PL1 ～ PL5 所投影的影像的位置。
其次， 根据步骤 S12 中所计算出的基于光罩 M 的变形量的各投影光学单元 PL1 ～ PL5 所具备的调整机构的修正量， 一面驱动各投影光学单元 PL1 ～ PL5 的调整机构， 一面进 行第 1 图案 M1 的曝光 ( 步骤 S15)。亦即， 将非连续地配置于 Y 方向 ( 规定方向 ) 上的第 1 图案 M1 的放大像， 经过投影光学单元 PL1 ～ PL5 而投影曝光至平板 P 上， 并且使光罩平台 ( 光罩 M) 及平板平台 ( 平板 P) 与投影光学单元 PL1 ～ PL5 在 X 方向 ( 与规定方向交叉的 方向 ) 上进行相对的扫描而进行扫描曝光。
此时， 由于投影光学单元 PL1 ～ PL5 具有放大倍率， 故光罩平台以及平板平台以投 影光学单元 PL1 ～ PL5 的投影倍率之比在 X 方向上受到扫描。亦即， 于该实施形态中， 由于 投影光学单元 PL1 ～ PL5 的投影倍率为 2.4 倍， 故平板平台的扫描速度为光罩平台的扫描 速度的 2.4 倍。而且， 如图 3 所示， 使第 1 图案 M1 的放大像 P1 ～ P5 投影曝光至平板 P 上， 且是随着重复曝光的区域 P11 ～ P14 而连续形成的。其次， 于步骤 S10 中， 根据所输入的曝光信息， 选择第 1 图案 M1 或第 2 图案 M2( 步 骤 S16)。于该实施形态中， 选择的是第 2 图案 M2。
其次， 为检测分别由投影光学单元 PL1 ～ PL5 所形成的第 2 图案 M2 的影像的相 对的位置偏移 ( 连接误差 )， 使用空间像计测装置 24 来计测形成于光罩 M 上的 -X 方向侧 的位置计测用标记 m0 的空间像 ( 步骤 S17)。首先， 使光罩平台 ( 光罩 M) 与投影光学单元 PL1 ～ PL5 相对地移动， 以使第 2 图案 M2 与投影光学单元 PL1 ～ PL5 相对向。具体而言， 使光罩平台在 Y 方向上步进移动规定量， 以使照明光学系统 I L 照亮第 2 图案 M2， 亦即， 使 第 2 图案 M2 位于照明区域 I1 ～ I5 中。在光罩平台移动的同时， 使平板平台移动规定量， 藉此将平板平台配置于空间像计测装置 24 可计测位置计测用标记 m0 的空间像的位置处。 继而， 计测形成于光罩 M 上的 -X 方向侧的位置计测用标记 m0 的空间像。根据位置计测用 标记 m0 的计测结果， 计算出分别由投影光学单元 PL1 ～ PL5 所形成的第 2 图案 M2 的影像 的相对的位置偏移 ( 连接误差 ) 量。
其次， 根据步骤 S17 中所计算出的分别由投影光学单元 PL1 ～ PL5 所形成的第 2 图案 M2 的影像的相对的位置偏移量， 对各投影光学单元 PL1 ～ PL5 进行调整 ( 步骤 S18)。 亦即， 根据相对的位置偏移量， 计算出各投影光学单元 PL1 ～ PL5 所具备的调整机构的修正 量， 根据所计算出的调整机构的修正量， 驱动各投影光学单元 PL1 ～ PL5 的调整机构， 调整 由各投影光学单元 PL1 ～ PL5 所投影的影像的位置。
其次， 进行第 2 图案 M2 的曝光 ( 步骤 S19)。继而， 根据步骤 S12 中所计算出的基 于光罩 M 的变形量的各投影光学单元 PL1 ～ PL5 所具备的调整机构的修正量， 一面驱动各 投影光学单元 PL1 ～ PL5 的调整机构， 一面进行第 2 图案 M2 的曝光。亦即， 将于 Y 方向 ( 规 定方向 ) 上非连续地配置的第 2 图案 M2 的放大像， 经过投影光学单元 PL1 ～ PL5 后投影曝 光至平板 P 上， 并且使光罩平台 ( 光罩 M) 及平板平台 ( 平板 P) 与投影光学单元 PL1 ～ PL5 在 X 方向 ( 与规定方向交叉的方向 ) 上进行相对的扫描而进行扫描曝光。
与步骤 S15 中的第 1 图案 M1 的曝光同样， 光罩平台以及平板平台以投影光学单元 PL1 ～ PL5 的投影倍率之比在 X 方向上受到扫描， 使第 2 图案 M2 的放大像 P1 ～ P5 投影曝 光至平板 P 上， 且使其随着重复曝光的区域 P11 ～ P14 而连续形成。
另外， 于步骤 S13 及步骤 S17 中， 计测形成于光罩 M 上的 -X 方向侧的位置计测用 标记 m0 的空间像， 但亦可计测形成于光罩 M 上的 -X 方向侧及 +X 方向侧的位置计测用标 记 m0、 m1 的空间像。此时， 使用该计测结果， 于曝光前或曝光时藉由驱动各投影光学单元 PL1 ～ PL5 的调整机构来修正由各投影光学单元 PL1 ～ PL5 所形成的影像的相对的位置偏 移量。与仅计测形成于光罩 M 上的 -X 方向侧的位置计测用标记 m0 的情形相比较， 由于计 测形成于光罩 M 上的 -X 方向侧及 +X 方向侧的两侧的位置计测用标记 m0、 m1， 故可更高精 度地计测由各投影光学单元 PL1 ～ PL5 所形成的影像的相对的位置偏移。
另外， 于该实施形态中， 以形成有用以投影曝光至同一平板 P 上的不同曝光区域 的第 1 图案 M1 及第 2 图案 M2 的光罩 M 为例进行了说明， 但亦可于光罩 M 上形成用以投影 曝光至不同平板上的不同的图案作为第 1 图案 M1 及第 2 图案 M2。而且， 亦可于光罩 M 上形 成第 1 层图案作为第 1 图案 M1， 形成第 2 层图案作为第 2 图案 M2。上述情形下， 可减少光 罩的更换， 高效地进行曝光。
根据该实施形态的曝光装置及曝光方法， 可经由具有放大倍率的多个投影光学单元 PL1 ～ PL5， 而将设于光罩 M 上的图案的放大像投影曝光至平板 P 上， 故可防止光罩 M 相 对于平板 P 的大型化。而且， 由于具备以对应于多个投影光学单元 PL1 ～ PL5 的放大倍率 的位置关系而非连续地配置的第 1 图案 M1、 以及至少一部分设于第 1 图案 M1 之间的第 2 图 案 M2 或位置检测用标记 m， 并将第 1 图案 M1 或第 2 图案 M2 的放大像投影曝光至平板 P 上， 故可提高光罩 M 的利用效率。
例如， 对于通常的液晶装置的曝光中， 如图 5 所示般使 8 张元件图案曝光于平板 P 上的情形、 如图 6 所示般使 6 张元件图案曝光于平板 P 上的情形进行说明。通常， 经过 4 ～ 5 层 (layer) 的溅镀、 光阻剂涂布、 曝光、 显影、 蚀刻的步骤而生成液晶面板。 此处， 设有 5 层 时， 必需 5 片光罩 ( 光罩 )。而且， 图 5 所示的 8 张图案、 图 6 所示的 6 张图案分别需要 5 片 光罩， 故合计必需 10 片光罩。光罩的成本高， 制造 10 片光罩在成本方面负担较大。
此处， 如该实施形态的曝光装置一般， 将投影光学系统 PL 的投影倍率设为 2 倍或 2 倍以上。继而， 例如， 如图 2 所示， 于光罩 M 的第 1 图案 M1 的区域上绘制 8 张曝光步骤用 图案， 于第 2 图案 M2 的区域上绘制 6 张曝光步骤用图案， 藉此， 8 张、 6 张这 2 个曝光步骤中 所必需的光罩片数为 5 片， 也就是说， 可使之为先前的光罩片数的 1/2。
而且， 通常为 8 张的情形时藉由进行 4 次扫描 (4 次 scan) 而进行曝光， 于 6 张的 情形时藉由进行 6 次扫描 (6 次 scan) 而进行曝光。进行 6 次扫描的 6 张图案区域 (1 张的 区域 ) 小于进行 4 次扫描的 8 张图案区域 ( 图 5 的斜线部 )。因此， 如图 7 所示， 分成光罩 M 的第 1 图案 M1 的区域与第 2 图案 M2 的区域， 将非连续地配置的 3 个第 1 图案 M1 作为 6 张用图案， 将非连续地配置的 4 个第 2 图案 M2 作为 8 张用图案。此时， 于平板 P 上， 如图 8 所示使第 1 图案 M1 曝光， 如图 9 所示使第 2 图案 M2 曝光， 故可于 1 片光罩上形成不同大小 的 6 张图案区域以及 8 张图案区域， 从而可提高光罩的图案区域的使用效率。
而且， 例如， 于先前的 6 张图案的装置中， 于光罩上绘制相当于 1 张的区域的图案， 而将图 6 中以虚线所示的区域 A 的图案绘制于光罩 M 上作为第 1 图案 M1， 将图 6 中以一点 锁线所示的区域 B 的图案绘制于光罩 M 上作为第 2 图案 M2。于平板 P 上， 进行连续曝光以 合成区域 A 与区域 B， 藉此无需进行 6 次扫描， 以 4 次扫描即可完成曝光， 从而可提高处理量 (throughput)。
以下， 对此时的曝光动作进行说明。首先， 将光罩 M 的第 1 图案 M1 曝光于平板 P 的区域 A( 参阅图 6) 上， 使平板平台 ( 平板 P) 在 Y 方向上步进移动规定量。此时， 藉由使 光罩平台 ( 光罩 M) 在 Y 方向上步进移动规定量， 而自第 1 图案 M1 切换至第 2 图案 M2。继 而， 将第 2 图案 M2 曝光于平板 P 的虚线内的区域 C( 参阅图 6) 上。同样， 将第 1 图案 M1 曝 光于区域 D( 参阅图 6) 上， 将第 2 图案 M2 曝光于区域 B( 参阅图 6) 上。于使平板平台 ( 平 板 P) 在 Y 方向上步进移动的期间， 可使光罩平台 ( 光罩 M) 步进移动， 以此来切换第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2， 故不会导致处理的延迟， 而可进行 4 次扫描曝光。
另外， 于该实施形态中， 以步进扫描方式的曝光装置为例进行了说明， 但本发明亦 可适用于步进 - 重复方式的曝光装置、 往复曝光方式的曝光装置中。 于步进 - 重复方式的曝 光装置中， 例如， 如图 10 所示， 于光罩 M′上形成第 1 图案 M3 及第 2 图案 M4。继而， 例如， 如图 11 所示， 将所选择的第 1 图案 M3 或第 2 图案 M4 的放大像分别投影曝光至平板 P′上 的区域 P3 上。
而且， 于该实施形态中， 于 1 片光罩 M 上设有第 1 图案 M1 及第 2 图案 M2， 但是亦可以将第 1 图案以及第 2 图案划分设置于分散配置的多个光罩上， 并将上述多个光罩支持于 光罩平台上。亦即， 如图 12 所示， 例如， 将 3 片光罩 M5、 M6、 M7 排列配置于光罩平台上。第 1 图案 M8 分散配置于光罩 M5、 M6、 M7 上， 且形成于各光罩 M5、 M6、 M7 上的第 1 图案 M8 分别 藉由投影光学单元 PL1 ～ PL5 中的至少 1 个而进行放大投影曝光。同样， 第 2 图案 M9 亦分 散地配置于光罩 M5、 M6、 M7 上， 且形成于各光罩 M5、 M6、 M7 上的第 2 图案 M9 分别藉由投影 光学单元 PL1 ～ PL5 中的至少 1 个而进行放大投影曝光。此时， 由于可防止光罩的大型化， 故可抑制光罩的成本。
而且， 于该实施形态中， 以形成有第 1 图案 M1、 第 2 图案 M2 及位置计测用标记 m、 m0、 m1 的光罩 M 为例进行了说明， 但如图 13 所示， 亦可使用形成有第 1 图案 M1 及位置计测 用标记 m 的光罩 M10。此时， 由于一部分位置计测用标记 m 形成于第 1 图案 M1 之间， 故亦可 高精度地检测光罩 M10 的变形。
而且， 于该实施形态中， 藉由使光罩 M 在 Y 方向上步进移动而切换第 1 图案 M1 与 第 2 图案 M2， 但亦可不使光罩 M( 光罩平台 ) 步进移动， 而使光罩 M 以可旋转 180 度的方式 搭载从而来切换第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2。而且， 藉由预先挪动将光罩载置于光罩平台上 的位置， 亦可进行第 1 图案 M1 与第 2 图案 M2 的切换。
而且， 于使 2 个光罩图案重迭曝光于同一平板上、 从而经由进行 2 重曝光来提高图 案的解像力的技术中， 将图案划分并绘制于 1 个光罩上， 并使所划分的图案 2 重曝光于同一 平板上， 藉此， 仅以 1 个光罩即可提高图案的解像力。
而且， 于该实施形态中， 于平板平台 PS 上具备空间像计测装置 24， 但亦可将用以 计测位置计测用标记 m、 m0、 m1 的至少 1 个计测系统设置于光罩平台的投影光学系统 PL 侧、 或者光罩平台的照明光学系统 IL 侧。计测系统可分别与投影光学单元 PL1 ～ PL5 相对应 而设， 或者亦可针对 2 个或 2 个以上的投影光学单元而设置 1 个计测系统。此时， 于扫描曝 光中， 实时地预知位置计测用标记 m 的位置并进行计测， 实时地驱动各投影光学单元 PL1 ～ PL5 的调整机构， 藉此可调整像位置， 故无须于曝光前计测光罩 M 的变形、 以及由各投影光 学单元 PL1 ～ PL5 所形成的影像的相对的位置偏移， 从而可提高处理量。
而且， 于该实施形态中， 表示了第 1 图案 M1 由投影光学系统 PL 合成并对 1 个图案 进行曝光的情况， 亦可设计第 1 图案， 以使所合成的图案成为 2 个图案。另外， 当然， 此时 2 个图案分离的部分无须作为叠印 (overlap) 部分而重复曝光。
而且， 当于第 1 图案区域中设置作为第 1 图案的元件图案， 而于第 2 图案区域中 仅设置位置计测用标记时， 可使第 1 图案区域的各图案的间距与投影光学系统的倍率小于 2.4 倍， 可设定 1.1 ～ 1.2 倍或 1.1 ～ 1.2 倍以上的倍率。
而且， 当然， 于对图案区域进行划分， 于光罩上设置有第 1 图案区域、 第 2 图案区 域、 第 3 图案区域时， 投影光学系统的倍率必然成为大于 3 倍的 3.3 ～ 3.6 倍或 3.3 ～ 3.6 倍以上的倍率。
其次， 参阅图 14 ～图 29， 对本发明的其它实施形态进行说明。 首先， 对当投影光学 系统 PL1 ～ PL5 为正立系的光学系统时所使用的正立像用光罩进行说明。如图 14 所示， 光 罩 M 具备奇数列图案区域 M1( 此处为 5 个图案区域 )、 及偶数列图案区域 M2( 此处为 5 个图 案区域 )。此处， 奇数列图案区域 M1 是指， 例如， 如同图所示般， 于非扫描方向 (Y 方向 ) 上 自上方开始计数的第奇数个， 即第 1 个、 第 3 个、 第 5 个、 第 7 个、 第 9 个图案区域， 偶数列图案是指， 同样于非扫描方向 (Y 方向 ) 上自上方开始计数的第偶数个， 即第 2 个、 第 4 个、 第 6 个、 第 8 个、 第 10 个图案区域。
于奇数列图案区域 M1 的相邻接的至少一对端部、 或者偶数列图案区域 M2 的相邻 接的至少一对端部上， 形成有具备相同图案的共通区域。 此处， 共通区域分别形成于相邻接 的一对奇数列图案区域 M1 或者相邻接的一对偶数列图案区域 M2 的相邻接的一侧。例如， 如图 14 所示， 分别形成有共通区域 opa、 opb、 opc、 opd、 ope、 opf、 opg、 oph。而且， 偶数列图 案区域 M2 中的至少一部分， 配置于相邻接的至少一对奇数列图案区域 M1 之间。由于其它 部分与图 2 大致相同， 故省略其说明。
其次， 对当投影光学系统 PL1 ～ PL5 为倒立系的光学系统时所使用的倒立像用光 罩进行说明。如图 15 所示， 光罩 M 与图 14 同样， 具备奇数列图案区域 M1( 此处为 5 个图案 区域 )、 及偶数列图案区域 M2( 此处为 5 个图案区域 )。此处， 奇数列图案区域是指， 例如， 如同图所示， 于非扫描方向 (Y 方向 ) 上自上方开始计数的第奇数个， 即第 1 个、 第 3 个、 第5 个、 第 7 个、 第 9 个图案区域， 偶数列图案是指， 同样于非扫描方向 (Y 方向 ) 上自上方开始 计数的第偶数个， 即第 2 个、 第 4 个、 第 6 个、 第 8 个、 第 10 个图案区域。
于奇数列图案区域 M1 的相邻接的至少一对端部、 或者偶数列图案区域 M2 的相邻 接的至少一对端部上， 形成有具备相同图案的共通区域。 此处， 共通区域分别形成于相邻接 的一对奇数列图案区域 M1 或者相邻接的一对偶数列图案区域 M2 的相反侧 ( 与相邻接的一 侧相反的一侧 )。例如， 如图 15 所示， 分别形成有共通区域 opa、 opb、 opc、 opd、 ope、 opf、 opg、 oph。而且， 偶数列图案区域 M2 中的至少一部分配置于相邻接的至少一对奇数列图案 区域 M1 之间。由于其它部分与图 2 大致相同， 因此省略其说明。
另外， 奇数列图案区域 M1 与偶数列图案区域 M2 亦可构成为分别具有 1 个图案区 域。
于上述正立像的光罩以及倒立像的光罩的说明中， 所谓邻接， 无须使奇数列图案 区域 M1 与偶数列图案区域 M2 相接， 亦可为隔开规定的距离。于相邻接的一对奇数列图案 区域 M1 或者相邻接的一对偶数列图案区域 M2 中， 以至少一对共通区域 opa、 opb、 opc、 opd、 ope、 opf、 opg、 oph 互相重迭而形成 1 个目标图案的方式， 使共通区域的全部或一部分重迭 而转印曝光。另外， 一对奇数列图案区域 M1 与一对偶数列图案区域 M2， 亦可为使相邻接的 至少一对共通区域相互重迭而形成 1 个目标图案的图案， 而无须使形成于一对共通区域上 的图案完全相同。例如， 一对共通区域中， 奇数列图案区域 M1 的共通区域中的任一个、 或者 偶数列图案区域 M2 的共通区域中的任一个， 亦可具有完全不使用的多余图案。
而且， 光罩 M 的图案在非扫描方向 (Y 方向 ) 上的奇数列图案区域 M1 及偶数列图 案区域 M2 的宽度并无特别限定， 亦可设为 35mm ～ 175mm。
图 16 表示使用图 14 或图 15 所示的光罩 M 的奇数列图案区域 M1， 将图案曝光转 印至平板 P 上的情形， 图 17 表示使用图 14 或图 15 所示的光罩 M 的偶数列图案区域 M2， 将 图案曝光转印至平板 P 上的情形。如图 16 或图 17 所示， 曝光区域 R1 ～ R5 由宽度 Sr 的部 分及宽度 Tr 的部分构成， 于平板 P 上， 各宽度 Tr 的部分成为相邻接的曝光区域彼此的共通 区域。于该实施形态中， 曝光区域 R1 ～ R5 在非扫描方向 Y 上的宽度， 由将图 14 以及图 15 所示的宽度 Si 的部分及宽度 Ti 的部分乘以投影光学系统 PL1 ～ PL5 的倍率后而获得的宽 度 Sr 的部分以及宽度 Tr 的部分所构成， 将曝光区域 R1 ～ R5 在非扫描方向 Y 上的宽度平均化后而获得的有效曝光宽度为 (Tr+Sr)， 其与曝光区域 R1 ～ R5 的间距间隔 Lr 相等。即， 当曝光区域 R1 ～ R5 的间距间隔 Lr 与投影光学系统 PL1 ～ PL5 在非扫描方向 Y 上的排列 间距相等时， 若规定曝光区域 R1 ～ R5 的间距间隔 Lr 与投影光学系统 PL1 ～ PL5 的倍率， 则可求得光罩 M 的图案 M1、 M2 的图案间距 Lm。
因此， 虽无特别限定， 但例如， 将本实施形态的投影光学系统 PL1 ～ PL5 的放大倍 率设为 2 倍， 将有效曝光宽度设为 350mm 时， 图案间距 Lm 为 175mm。此处， 由于曝光区域 R1 ～ R5 的间距间隔 Lr 与投影光学系统 PL1 ～ PL5 在非扫描方向 Y 上的排列间距相等， 因 此， 本实施形态的图案间距 Lm 的最小间距亦与投影光学系统 PL1 ～ PL5 在非扫描方向 Y 上 的排列间距相关。考虑到保持投影光学系统 PL1 ～ PL5 的固持器 (holder) 的厚度等， 于非 扫描方向 Y 上， 例如若将投影光学系统彼此不接触的宽度设为 70mm， 将投影光学系统 PL1 ～ PL5 的放大倍率设为 2 倍， 则图案间距 Lm 为 35mm。
另一方面， 非扫描方向 Y 上的共通区域的宽度并无特别限定， 但可设为可目测的 宽度， 亦可设为图案间距 Lm 的 2 成或 2 成以下。因此， 例如若将本实施形态的图案间距 Lm 设为 175mm， 则共通区域的宽度可设为 1mm ～ 35mm。
而且， 于本实施形态的光罩 M 中， 为了防止因形成于光罩上的周边或一部分上的 多余图案的曝光、 或因自平板 P 泄漏的光而导致的误曝光等， 例如， 亦可利用遮光薄板等， 于奇数列图案区域 M1 与偶数列图案区域 M2 以及共通区域的周边或一部分上形成遮光带。 而且， 如图 18 所示， 光罩 M 具备 ： 多个第 1 位置检测用标记 m11， 相对于奇数列图案 区域 M1 而以规定的位置关系所形成 ； 以及多个第 2 位置检测用标记 m21， 相对于偶数列图 案区域 M2 而以规定的位置关系所形成。此处， 第 1 位置检测用标记 m11 与第 2 位置检测用 标记 m21， 是用以将光罩 M 定位于装置上的定位标记、 或者用以对投影光学系统 PL1 ～ PL5 进行配置调整的定位标记。另外， 第 1 位置检测用标记 m11 与第 2 位置检测用标记 m21， 亦 可为用以检测整个光罩 M 上的变形的定位标记、 用以检测奇数列图案区域 M1 的绘制误差或 偶数列图案区域 M2 的绘制误差的定位标记、 用以检测分别由投影光学系统 PL1 ～ PL5 所形 成的奇数列图案区域 M1 或者偶数列图案区域 M2 的影像的相对的位置偏移 ( 连接误差 ) 的 定位标记等。于图 18 中， 多个第 1 位置检测用标记 m11 在沿扫描方向 X 的方向上， 配置于 相对于多个奇数列图案区域 M1 而隔开规定距离 ( 作为一列， 与非扫描方向 Y 上自上方开始 的第 1 个奇数列图案 M1 的距离为 Y11) 的位置上， 多个第 2 位置检测用标记 m21 在沿扫描 方向 X 的方向上， 配置于相对于偶数列图案区域 M2 而隔开规定距离 ( 作为一列， 与非扫描 方向 Y 上自上开始的第 2 个偶数列图案 M2 的距离为 Y21) 的位置上。
另外， 于该图 18 中， pm 是表示各图案区域 M1、 M2 的非扫描方向 Y 上的中心的标记。 而且， 第 1 位置检测用标记 m11 以及第 2 位置检测用标记 m21 的位置并无特别限定， 但如图 18 所示， 可配置于非扫描方向 Y 的两端部 ( 于图 18 中为上侧端部及下侧端部 )。然而， 上 述第 1 位置检测用标记 m11 及第 2 位置检测用标记 m21 亦可配置于图案区域 M1、 M2 之间的 部分或其它部分上。
以下， 参照图 19 所示的流程图， 对上述正立像用光罩 M 的制造方法进行说明。该 制造方法大致由图案资料采集步骤 S1、 图案资料划分步骤 ( 第 1 步骤、 第 2 步骤 )S2、 共通 区域附加步骤 ( 第 3 步骤 )S3、 图案资料生成步骤 ( 第 3 步骤 )S4、 及图案绘制步骤 ( 第 4 步骤 )S5 构成。
首先， 于图案资料采集步骤 S1 中， 获取与应曝光转印至平板 P 上的一层上的元件 图案相对应的第 1 图案资料， 并且获取与应曝光转印至平板 P 上的其它层上的元件图案相 对应的第 2 图案资料。此处， 于曝光转印至同一平板 P 上的不同曝光区域的情形时， 第1图 案资料与第 2 图案资料亦可为与形成在各曝光区域上的元件图案相对应的第 1 及第 2 图案 资料， 而于曝光转印至不同的平板 P 上的情形时， 第 1 图案资料与第 2 图案资料亦可为与形 成于各平板 P 上的元件图案相对应的第 1 及第 2 图案资料。上述图案资料是以投影光学系 统 PL1 ～ PL5 的投影倍率的倒数缩小的资料。其次， 于图案资料划分步骤 S2 中， 如图 20 及 图 21 所示， 分别划分第 1 图案资料 PD1 及第 2 图案资料 PD2， 生成第 1 划分资料群 a1、 b1、 c1 以及第 2 划分资料群 a2、 b2、 c2。此处， 第 1 图案群资料 a1、 b1、 c1 是应形成于光罩 M 上 的奇数列图案区域 M1 上的图案， 第 2 划分资料群 a2、 b2、 c2 是应形成于光罩 M 上的偶数列 图案区域 M2 上的图案。
当图案资料划分步骤 S2 中的图案划分完成时， 于共通区域附加步骤 S3 中， 如图 22 及图 23 所示， 于至少一对第 1 划分资料群或至少一对第 2 划分资料群的端部， 附加与共通 区域相对应的图案资料， 继而， 于图案资料生成步骤 S4 中， 制作与形成于光罩上的全部图 案相对应的奇数列图案绘制资料及偶数列图案绘制资料。
对于第 1 划分资料群而附加与共通区域相对应的图案资料时， 如图 22 所示， 藉由 如下方式而进行 ： 将相当于第 1 划分资料 A1 的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 B1 侧 的端部 ) 的部分 opa 的资料， 附加于第 1 划分资料 B1 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划 分资料 A1 侧的端部 )， 将相当于第 1 划分资料 B1 的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 C1 侧的端部 ) 的部分 opc 的资料， 附加于第 1 划分资料 C1 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 B1 侧的端部 )。但是， 亦可藉由如下方式而进行 ： 将相当于第 1 划分资料 B1 的端 部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 A1 侧的端部 ) 的部分 opa 的资料， 附加于第 1 划分资料 A1 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 B1 侧的端部 )， 将相当于第 1 划分资料 C1 的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 B1 侧的端部 ) 的部分 opc 的资料， 附加于第 1 划分 资料 B1 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 C1 侧的端部 )。
而且， 对于第 2 划分资料群而附加与共通区域相对应的图案资料时， 如图 23 所示， 藉由如下方式而进行 ： 将相当于第 2 划分资料 A2 的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 B2 侧的端部 ) 的部分 opb 的资料， 附加于第 2 划分资料 B2 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 A2 侧的端部 )， 将相当于第 2 划分资料 B2 的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 C2 侧的端部 ) 的部分 opd 的资料， 附加于第 2 划分资料 C2 相应的端部 ( 此处为相邻接的 第 2 划分资料 B2 侧的端部 )。但是， 亦可藉由如下方式而进行 ： 将相当于第 2 划分资料 B2 的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 A2 侧的端部 ) 的部分 opb 的资料， 附加于第 2 划分 资料 A2 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 B2 侧的端部 )， 将相当于第 2 划分资 料 C2 的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 B2 侧的端部 ) 的部分 opd 的资料， 附加于第 2 划分资料 B2 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 C2 侧的端部 )。
当奇数列图案绘制资料与偶数列图案绘制资料的制作完成时， 于图案绘制步骤 S5 中， 按照上述资料， 使用 EB 曝光装置等， 将整个图案绘制于光罩基板 (blanks) 上， 藉此制造 出光罩 M。此时， 如图 24 所示交替绘制有第 1 划分资料群 A1、 B1、 C1 以及第 2 划分资料群 A2、 B2、 C2。倒立像用光罩 M 的制造方法中， 图案资料采集步骤 S1、 图案资料划分步骤 S2、 图案 生成步骤 S4、 以及图案绘制步骤 S5 均与上述相同， 但共通区域附加步骤 S3 中对于与共通区 域相对应的图案资料的附加处理不同。
亦即， 当图案资料划分步骤 S2 的图案划分完成时， 如图 25 及图 26 所示， 于至少一 对第 1 划分资料群或至少一对第 2 划分资料群的端部， 附加与共通区域相对应的图案资料。
对于第 1 划分资料群而附加与共通区域相对应的图案资料时， 如图 25 所示， 藉由 如下方式而进行 ： 将相当于第 1 划分资料 A1 的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 B1 的 相反侧的端部 ) 的部分 opa 的资料， 附加于第 1 划分资料 B1 相应的端部 ( 此处为相邻接的 第 1 划分资料 A1 的相反侧的端部 )， 将相当于第 1 划分资料 B1 的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 C1 的相反侧的端部 ) 的部分 opc 的资料， 附加于第 1 划分资料 C1 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 B1 的相反侧的端部 )。但是， 亦可藉由如下方式而进行 ： 将 相当于第 1 划分资料 B1 的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 A1 的相反侧的端部 ) 的部 分 opa 的资料， 附加于第 1 划分资料 A1 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 B1 的 相反侧的端部 )， 将相当于第 1 划分资料 C1 的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 B1 的相 反侧的端部 ) 的部分 opc 的资料， 附加于第 1 划分资料 B1 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 1 划分资料 C1 的相反侧的端部 )。
而且， 对于第 2 划分资料群而附加与共通区域相对应的图案资料时， 如图 26 所示， 藉由如下方式而进行 ： 将相当于第 2 划分资料 A2 的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 B2 的相反侧的端部 ) 的部分 opb 的资料， 附加于第 2 划分资料 B2 相应的端部 ( 此处为相邻 接的第 2 划分资料 A2 的相反侧的端部 )， 将相当于第 2 划分资料 B2 的端部 ( 此处为相邻 接的第 2 划分资料 C2 的相反侧的端部 ) 的部分 opd 的资料， 附加于第 2 划分资料 C2 相应 的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 B2 的相反侧的端部 )。但是， 亦可藉由如下方式而 进行 ： 将相当于第 2 划分资料 B2 的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资料 A2 的相反侧的端 部 ) 的部分 opb 的资料， 附加于第 2 划分资料 A2 相应的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资 料 B2 的相反侧的端部 )， 将相当于第 2 划分资料 C2 的端部 ( 此处为相邻接的第 2 划分资 料 B2 的相反侧的端部 ) 的部分 opd 的资料， 附加于第 2 划分资料 B2 相应的端部 ( 此处为 相邻接的第 2 划分资料 C2 的相反侧的端部 )。
当藉由图案资料生成步骤 S4 而完成奇数列图案绘制资料与偶数列图案绘制资料 的制作时， 于图案绘制步骤 S5 中， 根据上述资料， 使用 EB 曝光装置等， 将整个图案绘制于光 罩基板 (blanks) 上， 藉此制造出光罩 M。 此时， 如图 27 所示交替绘制有第 1 划分资料群 A1、 B1、 C1 及第 2 划分资料群 A2、 B2、 C2。
另外， 于上述图案资料划分步骤 S2 中， 对与元件图案相对应的图案进行划分， 于 其后实施共通区域附加步骤 S3， 但亦可对与在至少一对奇数列图案区域中具有共通区域的 全部奇数列图案相对应的图案资料进行划分， 以生成第 1 划分资料群 ( 第 1 步骤 )， 并且， 对与在至少一对偶数列图案区域中具有共通区域的全部偶数列图案相对应的图案资料进 行划分， 以生成第 2 划分资料群 ( 第 2 步骤 )， 并使用上述第 1 划分资料群及第 2 划分资料 群， 将上述全部奇数列图案及上述全部偶数列图案绘制于光罩 M 上 ( 第 3 步骤 )。此时的奇 数列图案相关的第 1 图案资料 PD1 如图 28 所示， 偶数列图案相关的第 2 图案资料 PD2 如图 29 所示。于上述图中， opa、 opb、 opc、 opd 为共通区域。以上所说明的实施形态地目的在于使读者容易理解本发明， 并非为了限定本发 明。因此， 上述实施形态中所揭示的各要素亦包含属于本发明的技术性范围内的所有设计 变更或其等价物。而且， 亦可对上述实施形态的各构成要素等进行任意组合等。
以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的限制， 虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的技术人 员， 在不脱离本发明技术方案范围内， 当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例， 但凡是未脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术实质来 对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的范围内。