曝光设备及器件制造方法技术

本发明专利技术公开了在物体上形成图案的曝光设备，其包括其中排列了每个至少包括一个光源的多个基本曝光单元和在物体上形成光源图像的光学元件的曝光头结构、检测物体表面位置的传感器，以及基于传感器的检测结果通过曝光头结构控制曝光的控制器。当选择性地操作满足预定条件的多个基本曝光单元之一时，所述控制器在物体上形成图案。

【技术实现步骤摘要】
曝光设备及器件制造方法
本专利技术涉及曝光设备及器件制造方法，并且更具体地说涉及在物体上形成光源图像并且使用工作台移动物体，在物体上形成图案的曝光设备，以及使用所述曝光设备的器件制造方法。
技术介绍
随着IT(信息技术)最近的发展和市场的扩大，对制造半导体器件、液晶显示器等的制造设备的需求日益增加。在制造这种器件中特别重要的设备是用来形成图案的曝光设备。至于曝光设备，重点不仅在于曝光性能，而且也在于支持最终产品价格竞争的COO(所有权成本)，即制造设备的总操作成本。作为曝光设备，通常使用一比一的成像曝光设备来照射掩模，在投影成像系统的良好成像区域内的衬底上在掩模的预定区域形成图案。但是，在上面一比一的成像曝光设备中，当衬底尺寸变大时，具有电路图案的掩模的成本趋向于增加。这是因为一比一的成像基本上需要掩模与衬底具有相同的尺寸。因此，掩模成本的降低对于开发例如液晶显示器的大尺寸显示器是严重的问题。甚至在开发最先进的VLSI亚微米技术中，尽管其
在线宽、曝光面积和器件规格方面与液晶显示器不同，但是降低掩模的成本也有问题。在VLSI中，问题不是当衬底尺寸变大时掩模尺寸的增加，而是由于微图案化引起的成本增加。具体地说，因为VLSI需要在掩模组中包括大量的，例如20个或更多的掩模，掩模成本带来了严重的问题。为了解决上述关于掩模成本的问题，已经建议了使用掩模光刻曝光设备的技术(参阅美国专利第6,133,986号)。-->美国专利第6,133,986号公开了使用DMD(数字微镜装置)选择性地反射部分光来曝光衬底表面的无掩模光刻曝光设备。当使用玻璃衬底作为曝光靶衬底时，工作距离由于玻璃衬底表面上存在的典型地约20微米大小的起伏而变化。如果工作距离变化，在落于曝光靶衬底表面外面的位置上形成光源图像，导致在曝光靶衬底表面上形成的光源图像精确度的降低。在美国专利第6,133,986号中，使用光传感器检测工作距离。但是，因为使用光传感器获得的图像数据需要处理，所以响应速度自然变慢。因此，需要单独的图像数据处理装置。另外，需要保证光路的长度。这些需求使设备的布置变得复杂。
技术实现思路
考虑到上述问题做出本专利技术，并且本专利技术目的是提供能够实施高速响应的曝光设备和具有简单布置的曝光方法。根据本专利技术的第一个方面，提供了在物体上形成图案的曝光设备，其包括其中排列了每个至少包括一个光源的多个基本曝光单元和在物体上形成光源图像的光学元件的曝光头结构、检测物体表面位置的传感器，以及基于传感器的检测结果通过曝光头结构控制曝光的控制器，其中当选择性地操作满足预定条件的多个基本曝光单元之一时，所述控制器在物体上形成图案。根据本专利技术的第二个方面，提供在物体上形成图案的曝光设备，其包括具有多个光源的光源阵列、在物体上形成光源图像的光学元件、使用电磁能或动能测量物体表面位置的传感器，以及基于传感器的检测结果，借助光学元件控制要在物体上形成的图像位置的控制器。根据本专利技术的第三个方面，提供器件制造方法，所述方法包括使用上述曝光设备在衬底上形成图像和显影具有图案的衬底的步骤。从下面结合附图的说明书中，本专利技术的其它特征和优点将变得明显，附图中相同的标记符号在整个附图中表示相同或相似的部分。-->附图说明并入本专利技术并构成本专利技术一部分的附图与说明书一起阐述了本专利技术的实施方案并且用来解释本专利技术的原理。图1A至1C是表示根据本专利技术第一个优选实施方案的曝光设备整体布局的示意图；图2A至2B是表示根据本专利技术第一个优选实施方案的曝光设备成像光学系统实例的示意图；图3是表示根据本专利技术第一个优选实施方案的曝光设备的示意剖视图；图4是用来解释根据本专利技术第一个优选实施方案的扫描曝光和曝光设备光源阵列布局及成像光学系统的示意图；图5A和5B是用来解释根据本专利技术第一个优选实施方案的扫描曝光和曝光设备光源阵列布局的示意图；图6是用来解释根据本专利技术第一个优选实施方案的曝光设备传感器布局的示意图；图7是显示用来调节根据本专利技术第一个优选实施方案的曝光设备成像光学系统成像位置的示意图；图8是用来解释根据本专利技术第二个优选实施方案的扫描曝光和曝光设备光源阵列布局及成像光学系统的示意图；图9是用来解释根据本专利技术第二个优选实施方案的扫描曝光和曝光设备光源阵列布局的示意图；图10是用来解释根据本专利技术第二个优选实施方案的扫描曝光和曝光设备光源阵列布局及成像光学系统另一个实例的示意图；图11是用来解释根据本专利技术第二个优选实施方案的曝光设备的扫描曝光和光源阵列布局再另一个实例的示意图；图12是用来解释根据本专利技术第三个优选实施方案的扫描曝光和曝光设备光源阵列布局及成像光学系统的示意图；图13A和13B是用来解释根据本专利技术第三个优选实施方案的扫描曝光和曝光设备光源阵列布局及成像光学系统另一个实例的示意-->图；图14是用来解释根据本专利技术第三个优选实施方案的扫描曝光和曝光设备光源阵列布局再另一个实例的示意图；图15表示根据本专利技术曝光设备的LED光源阵列的器件布局实例的示意图；图16是表示集成了根据本专利技术曝光设备的LED光源阵列和成像光学系统部分的布局实例的示意图；图17是表示根据本专利技术的器件制造方法的流程图。具体实施方式[第一实施方案]下面参照图1A至8解释根据本专利技术优选实施方案的曝光设备。在例如衬底的物体上，根据本实施方案的曝光设备形成基于光源阵列中每个光源开/关信息发射的光源图像，通过转化例如掩模图案CAD的软件工具设计的电路图案获得所述图像。更具体地说，优选使用本实施方案的曝光设备作为制造器件(例如半导体元件)的扫描型投影曝光设备。具体地说，使用这种设备来制造器件，例如半导体器件(例如IC或LSI)、图像感测器件(例如CCD)、显示器件(例如液晶板)和磁头。图1A至1C是表示根据本实施方案的曝光设备整个布局的示意图。图1A是平面图，图1B是透视图，并且图1C是部分放大图，每个图都表示根据本实施方案的曝光设备。如图1B所示，根据本实施方案的曝光设备可以在保持在衬底台103上的曝光靶衬底102上形成来自曝光头结构101的多个曝光光斑的图像。通过与曝光光斑的开/关同步扫描衬底台103而曝光，根据本实施方案的曝光设备可以形成电路图案。举例来说，如图1A所示，曝光头结构101包含包括多个曝光头104a至104d的曝光头阵列104。在图1A中，尽管只布置了4个曝光头，但是可以布置1至3或5个以上曝光头。可选地，曝光头可以布置在整个表面上。在这种布置下，允许覆盖曝光来应付曝光靶衬底102尺寸和增加生产率的增加。如图1C所示，曝光头阵列104-->中每个曝光头104a至104d包含基本曝光单元，每个单元包括光学系统105和LED光源106。布置LED光源106，使曝光靶衬底102的光敏体表面作为图像表面。每个包括LED光源106和与LED光源106相应的光学系统105的基本曝光单元在曝光靶衬底102上形成各个LED光源106的图像。在本实施方案中，相对扫描方向(图1B中的箭头A)倾斜布置光学系统105，从而在垂直于扫描方向的方向中以窄的间距曝光形成图案。举例来说，可以使用根据本实施方案的曝光设备来制造用于大尺寸液晶显示面板的TFT阵列。在此情况下，在液晶显示器像素107(示意性地表示了R、G和B三个像素)中布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在物体上形成图案的曝光设备，其包括：　　　　其中排列了每个至少包括一个光源的多个基本曝光单元和在物体上形成所述光源图像的光学元件的曝光头结构；　　　　检测所述物体表面位置的传感器，以及　　　　基于所述传感器的检测结果，通过所述曝光头结构控制曝光的控制器，　　　　其中当选择性地操作满足预定条件的所述多个基本曝光单元之一时，所述控制器在物体上形成图案。

【技术特征摘要】
JP 2005-1-20 2005-0130331.一种在物体上形成图案的曝光设备，其包括：其中排列了每个至少包括一个光源的多个基本曝光单元和在物体上形成所述光源图像的光学元件的曝光头结构；检测所述物体表面位置的传感器，以及基于所述传感器的检测结果，通过所述曝光头结构控制曝光的控制器，其中当选择性地操作满足预定条件的所述多个基本曝光单元之一时，所述控制器在物体上形成图案。2.一种在物体上形成图案的曝光设备，其包括：具有多个光源的光源阵列；在物体上形成所述光源图像的光学元件；使用电磁能或动能测量物体表面位置的传感器；以及基于所述传感器的检测结果，借助所述光学元件控制要在物体上形成的图像位置的控制器。3.根据权利要求1的设备，其中所述光学元件以预定的放大倍数在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉田充朗，近江和明，米原隆夫，辻俊彦，寺师孝昭，香田彻，筒井慎二，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]