JP2007049208A - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線パターンの設計仕様に応じて配線間隔等を比較的自由に調節することができる露光装置を提供する。
【解決手段】周期的に配列された複数の素子によって構成される光像形成部ＶＭを有し、且つ該光像形成部に投影すべきパターンを生成する可変パターン生成装置と、前記可変パターン生成装置によって生成された前記パターンの像を感光性基板ＰＬ上に投影像として投影する投影手段６１とを備え、前記光像形成部は回転可能であり、前記投影手段の光学特性を可変とする光学特性可変手段６７を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、露光装置、露光方法及びデバイス製造方法に関するものである。

露光装置として、回路パターンを表示する液晶ディスプレイとウェハとを相対的に移動させつつ、液晶ディスプレイに表示された回路パターンをウェハの移動に同期して変化させるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−１７７１８号公報

しかし、上記露光装置では、液晶ディスプレイに表示された画素を最小単位としてウェハを露光するので、配線パターンの設計仕様に応じて配線間隔等を自在に調節することができず、設計の自由度が制限されていた。

本発明は、配線パターンの設計仕様に応じて配線間隔等を比較的自由に調節することができる露光装置、露光方法及び該露光方法を用いたデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の露光装置は、周期的に配列された複数の素子によって構成される光像形成部を有し、且つ該光像形成部に投影すべきパターンを生成する可変パターン生成装置と、前記可変パターン生成装置によって生成された前記パターンの像を感光性基板上に投影像として投影する投影手段とを備え、前記光像形成部は回転可能であり、前記投影手段の光学特性を可変とする光学特性可変手段を備えることを特徴とする。

ここで、「光像形成部」は、自発光型画像表示素子と非発光型画像表示素子の双方を含む概念である。前者の自発光型画像表示素子には、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）、無機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ： ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ： ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅ）等が含まれる。また、後者の非発光型画像表示素子は、空間光変調器（ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）とも呼ばれ、光の振幅、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器と反射型空間光変調器とに分けられる。透過型空間光変調器には、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ： ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が含まれる。また、反射型空間光変調器には、ＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ， ｏｒ ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ： ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）、電子ペーパ（又は電子インク）、光回折ライトバルブ（ｇｒａｔｉｎｇ ｌｉｇｈｔ ｖａｌｖｅ）等が含まれる。

また、本発明においては、前記光学特性可変手段が前記投影像の投影倍率を可変とする変倍手段を備えることが好ましい。そして、本発明においては、前記感光性基板を前記投影すべきパターンに対して所定移動方向に移動させる基板支持手段をさらに備えることが好ましい。

また、本発明では、前記光像形成部の回転によって前記パターン像の幅及び間隔を調整し、前記変倍手段によって前記パターン像の幅及び間隔を調整することが好ましい。

また、本発明では、前記可変パターン生成装置によって生成される前記パターンは、前記複数の素子の中の所定の個数の素子により生成され、前記パターン像の幅及び間隔を調整するために前記所定の個数は変更可能であることが好ましい。

また、本発明の露光方法は、周期的に配列された複数の素子によって構成される光像形成部に投影すべきパターンを生成するパターン生成工程と、前記パターン生成工程にて生成された前記パターンの像を、投影手段を用いて感光性基板上に投影像として投影する投影工程と、前記光像形成部を回転させる光像形成部回転工程と、前記投影手段の光学特性を可変とする光学特性可変工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明のデバイス製造方法は、本発明の露光方法に基づいて感光性基板上にパターンを転写する露光工程と、露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明のデバイス製造方法において、前記デバイスが表示素子であることが好ましい。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。この露光装置１０は、照明光源装置２と、マスク装置４と、投影部６と、ステージ装置７と、主制御部８とを備え、ステージ装置７に載置したプレート（感光性基板）ＰＬ上に、マスク装置４に設けた可変パターン生成マスクＶＭの像を投影することによって露光処理を行う。

ここで、照明光源装置２は、マスク装置４に設けた可変パターン生成マスクＶＭに対して波面分割重畳型のケーラー照明を行うものであり、光源、コリメートレンズ、フライアイ光学系、集光レンズ、視野絞り、リレーレンズ等からなる照明光学系２１と、照明光学系２１の動作状態を制御する光源制御系２３とを備える。この照明光学系２１により、そのフライアイレンズ光学系の各レンズエレメントの後側焦点面に形成された２次光源像から射出される照明光ＩＬを、それぞれ平行光束として重畳した状態で可変パターン生成マスクＶＭに入射させることができる。つまり、所望波長の光源光を極めて均一化した照明光ＩＬによって、可変パターン生成マスクＶＭ全体を均一に照明することができる。また、フライアイ光学系によって形成される２次光源の位置又はその近傍に開口絞りを配置してその開口径を調節することによって、照明条件を決定する重要なファクタであるσ値（投影部６を構成する投影レンズ６１の瞳面の開口ＥＰの径に対するその瞳面上での２次光源像の口径の比）を所望の値に設定することができる。

マスク装置４は、ステージ装置７に載置したプレートＰＬに投影すべきパターンを生成するための可変パターン生成装置であり、光像形成部である可変パターン生成マスクＶＭと、可変パターン生成マスクＶＭを支持するマスクホルダ４１と、可変パターン生成マスクＶＭの動作状態を制御するマスク制御系４３とを備える。

ここで、可変パターン生成マスクＶＭは、例えば非発光型画像表示素子すなわち空間光変調器と呼ばれる透過型液晶表示素子（ＬＣＤ）からなり、入射光の位相状態を空間的に変調することができる。この場合、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ）周辺の光路上には、透過光の偏光状態に応じた透過率変化を与えるための偏光子が配置されている。マスクホルダ４１は、可変パターン生成マスクＶＭを投影レンズ６１等に対して固定的に保持するものであるが、その際、可変パターン生成マスクＶＭの投影レンズ６１等に対する姿勢をアライメントによって調整することができる。すなわち、可変パターン生成マスクＶＭは、マスクホルダ４１によって基準光軸ＡＸに垂直な面内で２次元的に適宜移動させることができるとともに、基準光軸ＡＸの回りに所望の回転角だけ回転させることができる。この際、可変パターン生成マスクＶＭの位置は、マスクホルダ４１に設けたレーザ干渉計等によって計測され、マスク制御系４３に出力される。マスク制御系４３は、計測データに基づいて可変パターン生成マスクＶＭの位置を調整する。また、マスク制御系４３は、主制御部８から出力される指令やデータに基づいて可変パターン生成マスクＶＭに表示動作を行わせることができる。具体的には、可変パターン生成マスクＶＭに生成すべきパターン情報に基づいて可変パターン生成マスクＶＭを電子的に制御して、可変パターン生成マスクＶＭに所望のパターンを生成するとともに、ステージ装置７に載置したプレートＰＬの移動に同期してそのパターンを適宜変化させる。この際、可変パターン生成マスクＶＭの各画素位置における透過率は、最大透光状態と最大遮光状態との２値の間でＯＮ及びＯＦＦのスイッチ動作とする。なお、ＯＮ及びＯＦＦのスイッチ動作とすることによって、最大透光状態と最大遮光状態の飽和状態でパターンが生成されるので、露光量を安定した状態とすることができ、露光量の精密な制御が可能になる。

投影部６は、照明光ＩＬによって照明された可変パターン生成マスクＶＭの像光ＩＭを適当な倍率でプレートＰＬ上に投影するための投影手段であり、屈折レンズ等の光学素子からなる投影レンズ６１と、投影レンズ６１の動作状態を制御する投影レンズ駆動系６３とを備える。このうち、投影レンズ６１は、本体部分６５と変倍部分６７とを備える。前者の本体部分６５は、例えばレンズ系で構成されたテレセントリック光学系であり、可変パターン生成マスクＶＭからの像光ＩＭを適当な倍率でプレートＰＬ上に投影する。後者の変倍部分６７は、複数のレンズ要素６７ａ〜６７ｃからなる変倍手段であり、これらのレンズ要素６７ａ〜６７ｃの間隔や位置を調節することによって可変パターン生成マスクＶＭの投影倍率を補助的に調整できるようになっている。なお、変倍部分６７は、可変パターン生成マスクＶＭの投影倍率を基準光軸ＡＸに関して対称的に変更する。投影レンズ駆動系６３は、主制御部８からの指令に基づいて、変倍部分６７を構成する各レンズ要素６７ａ〜６７ｃを基準光軸ＡＸに沿って所望量だけ移動させることができる。

ステージ装置７は、プレートＰＬをアライメントして支持した状態で投影レンズ６１に対して所定速度で移動させるためのものであり、ステージ７１と、ステージ７１の動作状態を制御するステージ駆動系７３とを備える。ステージ７１は、ステージ駆動系７３に駆動されて基準光軸ＡＸに垂直な面内及び基準光軸ＡＸに沿って３次元的に移動してアライメント可能である。さらに、ステージ７１は、ステージ駆動系７３に駆動されて基準光軸ＡＸに垂直な所定方向（例えば紙面に垂直な方向）に所望の速度で移動させることができ、可変パターン生成マスクＶＭに生成した表示画像の変化に同期してプレートＰＬを移動させる走査型の露光を可能にする。

なお、ステージ７１の位置は、ステージ駆動系７３に設けたレーザ干渉計やフォーカスセンサ等によって計測され、主制御部８に出力される。主制御部８は、この位置情報に基づいてステージ駆動系７３に設けたモータを駆動してプレートＰＬを目標位置に所望の速度で移動させることができる。

主制御部８は、照明光源装置２、マスク装置４、投影部６、ステージ装置７等を適当なタイミングで動作させて、プレートＰＬ上の適所に可変パターン生成マスクＶＭの像を投影させる。この際、主制御部８は、プレートＰＬを適当な速度で移動させつつ、これに同期して可変パターン生成マスクＶＭに形成したパターンをスクロールすることによって、走査型の露光を行う。なお、主制御部８にはハードディスク等の記憶装置が内臓されており、この記憶装置内には露光データファイルが格納されている。露光データファイルには、プレートＰＬの露光を行う上で必要となる処理内容及びその処理順序が記憶されており、これらの処理毎に、所謂レシピデータとして、（１）変倍部分６７による補助倍率βｈの設定値、可変パターン生成マスクＶＭに生成すべきパターン、スクロール速度、プレートＰＬの移動速度等の走査露光用パラメータ、（２）プレートＰＬ上に塗布されているレジストに関する情報（例えば、レジストの分光特性）、（３）必要となる解像度、（４）照明光学系の補正量（照明光学特性情報）、（５）投影レンズ６１の倍率以外に関する補正量（投影光学特性情報）、及び（６）プレートＰＬの平坦性に関する情報等の各種情報が含まれている。

図２は、図１に示す投影レンズ６１に設けた変倍部分６７の役割を説明する図である。可変パターン生成マスクＶＭの投影像ＰＩは、同一周期でマトリックス状に配列された画素を投影した投影画素ＰＸからなっており、可変パターン生成マスクＶＭによるパターン生成によって、一画素分の幅を有しＸ軸方向に延びる一対のラインパターンＬＡが走査方向であるＹ軸方向に一定の間隔で投影されている。この場合、投影レンズ６１に設けた変倍部分６７による補助倍率βｈが１であるとして、本体部分６５による基本倍率βｋのみによって投影像が形成されるものとする。この条件の下で、各ラインパターンＬＡの幅は、投影画素ＰＸのピッチに対応する投影単位距離Ｐ１として与えられ、両ラインパターンＬＡ間の間隔は、投影画素ＰＸのピッチを自然数倍した間隔ｍ×Ｐ１（ここで、ｍは自然数であり、図示の例ではｍ＝８）として与えられる。なお、図示の例では、投影画素ＰＸやラインパターンＬＡが四角形として便宜上概念的に示されているが、実際の投影画素ＰＸ等は、各種収差によって角がとれて鈍った形状となっている。

ここで、両ラインパターンＬＡの間隔ｍ×Ｐ１は、投影単位距離Ｐ１の倍数であり、離散的で不連続な値となっているので、ラインパターンＬＡの設計に際して要求される比較的厳密な寸法を満足しない場合がある。このため、投影レンズ６１に設けた変倍部分６７による補助倍率βｈを１でない値（βｈ≒１）として、両ラインパターンＬＡの間隔を微調整する。具体的には、変倍後の投影像ＰＩ’において、本体部分６５による基本倍率βｋを変倍部分６７の補助倍率βｈによって修正した状態で投影像を形成する。これにより、実際に投影される各ラインパターンＬＡ’の幅は、Ｐ１×βｈとして与えられ、両ラインパターンＬＡ’間の間隔は、間隔Ｐ２＝ｍ×Ｐ１×βｈとして与えられる。ここで、調整の対象部分である間隔Ｐ２は、ラインパターンＬＡ’の間隔の精密な設計値として与えられるべきものであり、以下詳述する変倍によって任意の連続的な値とすることができる。

このようなラインパターンＬＡ’の間隔Ｐ２を与える補助倍率βｈの値は、（Ｐ２／Ｐ１）の値の整数部分をｎとし、δを許容誤差とした場合に、
βｈ≧Ｐ２／（（ｎ＋１）×Ｐ１）−δ （１）
βｈ≦Ｐ２／（ｎ×Ｐ１）＋δ （２）
の両式をともに満足する。これにより、ラインパターンＬＡ’の間隔Ｐ２を投影単位距離Ｐ１程度以下の比較的小さな範囲内で微調整することができる。

さらに、補助倍率βｈは、（Ｐ２／Ｐ１）の値の小数部分をｄとした場合に、ｄ≦０．５のときは、
｜βｈ−Ｐ２／（ｎ×Ｐ１）｜≦δ （３）
を満足するものとする。これにより、ラインパターンＬＡ’の間隔Ｐ２を許容誤差δの範囲内で精密に設定することができる。なお、この場合、補助倍率βｈは１以上となるが、このように拡大する方が縮小する場合よりも補助倍率βｈを１に近くすることになるので、変倍範囲を制限的なものとして投影精度を確保することができる。一方、ｄ＞０．５のときは、
｜βｈ−Ｐ２／（（ｎ＋１）×Ｐ１）｜≦δ （４）
を満足する。これにより、ラインパターンＬＡ’の間隔Ｐ２を許容誤差δの範囲内で精密に設定することができる。なお、この場合、補助倍率βｈは１以下となるが、このように縮小する方が拡大する場合よりも補助倍率βｈを１に近くすることになるので、変倍範囲を制限的なものとして投影精度を確保することができる。

具体的な例で説明すると、投影レンズ６１の本体部分６５による基本倍率βｋを等倍で１とし、可変パターン生成マスクＶＭの画素ピッチを３μｍとすると、各ラインパターンＬＡの幅は、例えば投影単位距離Ｐ１＝３μｍに設定することができる。ここで、両ラインパターンＬＡの目標とする間隔Ｐ２を８０μｍとすると、補助倍率βｈを１にリセットした状態では、両ラインパターンＬＡの間隔を７８μｍ又は８１μｍのいずれかとする必要があり、目標とするライン間隔で露光を行うことができなくなる。そこで、変倍部分６７を調整して補助倍率βｈによる補正を行うが、（Ｐ２／Ｐ１）の整数部分がｎ＝２６、小数部分がｋ＝０．６６６…であることから、
βｈ＝８０／（２７×３）＝０．９８７…
として補助的な縮小を行う。なお、
βｈ＝８０／（２６×３）＝１．０２５…
と拡大することもできるが、倍率の補正量が増加する。

以上は、走査方向であるＹ軸方向に関するラインパターンＬＡ’の寸法調整の説明であったが、ラインパターンＬＡ’は、走査方向に直交するＸ軸方向についても同様に補助倍率βｈで拡大又は縮小された状態となる。ただし、ラインパターンＬＡ’のＸ軸方向の長さ等は、ステージ７１によるプレートＰＬの移動速度と、これに同期する可変パターン生成マスクＶＭの表示のスクロール速度とを調整することによっても適宜変更することができる。また、以上の場合、線間隔に連動して線幅が変動するが、線幅よりも通常線間隔の方が大きく、線幅に対する影響よりも線間隔に対する影響の方が重大となる場合が大きい。また、線間隔の制御が比較的重要となる場合には、線間隔の調整によって線幅が多少変動することは許容される。

図３は、可変パターン生成マスクＶＭに生成されるパターンＰＡと、プレートＰＬ上の投影像ＰＩとの関係を説明する斜視図である。可変パターン生成マスクＶＭに生成されるパターンＰＡは、プレートＰＬ上に反転した投影像ＰＩとして投射される。プレートＰＬは、Ｙ軸方向に一定速度で移動しており、投影像ＰＩがプレートＰＬ上で徐々に移動する。これに伴って、プレートＰＬ上で投影像ＰＩが移動するとともに、パターンＰＡが−Ｙ軸方向に一定速度でスクロールされる。図示の場合は、パターンＰＡ中のパターン領域であるラインパターン部ＬＰに対応してプレートＰＬ上にラインパターンＬＡ’が投射されるが、この場合スクロールによってもパターンＰＡが変化せず、ライン状の露光パターンＥＰが形成される。この際、一対の露光パターンＥＰのＸ軸方向の間隔は、投影レンズ６１の変倍部分６７を利用して補助的な縮小若しくは拡大を行ったものとなっており、可変パターン生成マスクＶＭの画素ピッチに影響されない所望の値に設定される。

以下、図１等に示す第１実施形態に係る露光装置１０の動作について説明する。パターンが形成された可変パターン生成マスクＶＭは、照明光学系２１からの照明光ＩＬによって重畳的に均一に照明される。可変パターン生成マスクＶＭのパターンを透過した光束は、投影レンズ６１を介して、感光性基板であるプレートＰＬ上にマスクパターンの像を形成する。そして、投影レンズ６１の光軸すなわち基準光軸ＡＸと直交する平面内においてプレートＰＬをＹ軸方向に走査しつつ、これに同期して可変パターン生成マスクＶＭに形成したパターンをスクロールすることによって、プレートＰＬの全面に所望のパターンが徐々に露光される。この際、主制御部８は、投影レンズ駆動系６３を介して投影レンズ６１の変倍部分６７を駆動することによって、プレートＰＬ上における投影像ＰＩのライン間隔等を精密に微調整する。つまり、可変パターン生成マスクＶＭの画素ピッチによって段階的なサイズで形成されるパターンを基板上に投影する際に、変倍部分６７によって投影パターンのサイズを可変に設定することができるので、投影像すなわち露光パターンにおける配線間隔等の各部寸法を連続的な任意のサイズに設定することができる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る露光装置について説明する。第２実施形態の露光装置は、第１実施形態の露光装置においてマスク装置４の動作等を変形したものであり、装置の全体的構成は共通するので、異なる部分についてのみ説明する。

図４は、第１実施形態の図２に対応するものであり、図１のマスク装置４によって形成される露光パターンの、別の寸法調節法を説明する図である。この場合、可変パターン生成マスクＶＭは、マスクホルダ４１の調節等によって、走査の行われるＹ軸方向を基準として基準光軸ＡＸのまわりに所定の傾斜角θだけ回転した状態となっている。この結果、可変パターン生成マスクＶＭの投影像ＰＩも、基準光軸ＡＸのまわりに所定の傾斜角θだけ回転した状態となっており、可変パターン生成マスクＶＭを構成する各画素の配列方向は、プレートＰＬを移動させるＹ軸方向に対して傾斜角θをなしている。この結果、投影画素ＰＸのＸ軸方向に関する幅Ｗ２は、投影単位距離をＰ１として、
Ｗ２＝Ｐ１（ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ）
＝√２×Ｐ１×ｓｉｎ（θ＋π／４）
となる。よって、隣接するｊ個（ｊは自然数）の投影画素ＰＸを連ねてパターン領域ＰＡ２（ｊ＝１，２，３，…）を形成し、これらのパターン領域ＰＡ２をＹ軸方向に走査した場合、Ｘ軸方向に幅Ｗ２（ｊ）
Ｗ２（ｊ）＝Ｐ１（ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ）＋（ｊ−１）×Ｐ１×ｓｉｎθ
＝Ｐ１（ｊ×ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ）
を有する露光パターンＥＰ２（ｊ＝１，２，３，…）を形成することができる。つまり、傾斜角θと個数ｊとを適宜設定することによって任意の幅を有する露光パターンＥＰ２を形成することができる。同様にして、露光パターンＥＰ２の間隔も任意に調節することができる。以上をまとめるならば、傾斜角θや個数ｊの設定によって露光パターンの幅や間隔を粗調整することができ、変倍部分６７で設定する補助倍率βｈによって露光パターンの幅や間隔を微調整することができる。なお、図４の場合、個数ｊ＝２で幅Ｗ２（２）＝Ｐ１（２ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ）の露光パターンＥＰ２（２）が複数形成されている。

図５は、図４に示すパターン領域ＰＡ２を変更した例を示し、異なる線幅の一対の露光パターンＥＰ２が形成されている。すなわち、個数ｊ＝８で幅Ｗ２（８）＝Ｐ１（８ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ）の露光パターンＥＰ２（８）と、個数ｊ＝２で幅Ｗ２（２）＝Ｐ１（２ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ）の露光パターンＥＰ２（２）とが形成されている。

図６は、プレートＰＬ上におけるパターン領域ＰＡ２（８）の移動を説明する図である。この場合、点線で示すようにパターン領域ＰＡ２（８）が−Ｙ軸方向に徐々に移動して結果的に幅Ｗ２（８）を有する滑らかなラインを露光することができる。なお、図示を省略しているが、ラインの端部では、パターン領域ＰＡ２（８）の長さをプレートＰＬの移動と同期して徐々に減少させることにより、ほぼＸ軸方向に延びる端部とすることができる。

図５に戻って、同図からも明らかなように、一対のパターン領域ＰＡ２（８），ＰＡ２（２）は、点灯される投影画素ＰＸの密度が異なる。このため、両露光パターンＥＰ２（８），ＥＰ２（２）の露光量を相対的に調整することが精密な線幅制御にとって不可欠である。具体的には、露光パターンＥＰ２（８）の動作画素密度は、ＥＰ２（２）の動作画素密度の２倍となっているので、パターン領域ＰＡ２（８）の形成に用いる投影画素ＰＸの点灯時間のデューティ比を、パターン領域ＰＡ２（２）の形成に用いる投影画素ＰＸの点灯時間のデューティ比の約１／３とする。これにより、両露光パターンＥＰ２（８），ＥＰ２（２）の露光量を等しく設定することができる。なお、点灯時間のデューティ比を調整する代わりに、各パターン領域ＰＡ２（８），ＰＡ２（２）を構成する各群の投影画素ＰＸの透過光量を相互に調整することによっても、両露光パターンＥＰ２（８），ＥＰ２（２）の露光量を調整することができる。さらに、パターン領域ＰＡ２（２）の形成に寄与する投影画素ＰＸを適当に間引くことによっても、両露光パターンＥＰ２（８），ＥＰ２（２）の露光量を相互に調整することができる。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る露光装置について説明する。第３実施形態の露光装置は、第２実施形態の露光装置を変形したものである。

図７は、本実施形態の可変パターン生成マスクＶＭによって形成されるパターンのプレートＰＬ上における投影像ＰＩを説明するものである。この場合、可変パターン生成マスクＶＭには、直交格子ではなく斜め格子に配列された投影画素ＰＸ’が形成されている。この場合、投影画素ＰＸ’の横の配列はＸ軸方向と一致しており、投影画素ＰＸ’の縦の配列は走査の行われるＹ軸方向に対して１／ｉピッチ（ｉは自然数）だけ徐々にずれている。この場合も、図５等に示す場合と同様に、縦配列の傾斜角θや露光に寄与する投影画素ＰＸ’の個数の設定によって露光パターンの幅や間隔を粗調整することができる。

〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態に係る投影露光方法について説明する。この投影露光方法は、第１〜３実施形態の露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法である。この場合、ウェハ上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る。

図８は、マイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。まず、図８のステップＳ４０において、ウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ４２において、ウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布され、プレートＰＬである感光性基板が準備される。その後、ステップＳ４４において、上記実施形態に係る露光装置を用いることによって、可変パターン生成マスクＶＭ上でスクロールされるパターンの像が、走査によって移動するプレートＰＬ上に投影レンズ６１を介して投影される。これにより、所望のサイズ及び間隔を有する露光パターンがプレートＰＬに転写される。

その後、ステップＳ４６において、プレートＰＬ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ４８において、プレートＰＬ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、可変パターン生成マスクＶＭ上に生成されるパターンに対応する回路パターンが形成されたプレートＰＬが準備される。その後、更にプレートＰＬを加工した基板上に上側のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細で精密な線幅、間隔等を有する回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。

〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態に係る投影露光方法について説明する。図９は、第１〜３実施形態の露光装置を用いて、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を説明するためのフローチャートである。この場合、ガラス基板上に所定のパターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る。

図９のパターン形成工程（ステップＳ５０）では、第１〜３実施形態の露光装置を用いて、第４実施形態の場合と同様に、可変パターン生成マスクＶＭ上でスクロールされるパターンをプレートＰＬである感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、プレートＰＬ上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光されたプレートＰＬは、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、所定のパターンが形成された基板として、次のカラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）へ移行する。

次のカラーフィルタ形成工程Ｓ５２では、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列され、或いはＲ、Ｇ、Ｂの３本からなるストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成する。 そして、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）の後に、セル組み立て工程（ステップＳ５４）が実行される。このセル組み立て工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネルすなわち液晶セルを組み立てる。

セル組み立て工程（ステップＳ５４）では、例えば、パターン形成工程（ステップＳ５０）にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネルを製造する。その後、モジュール組立工程（ステップＳ５６）にて、組み立てられた液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、精密な線幅、間隔等を有する回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。

以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、可変パターン生成マスクＶＭとして透過型液晶表示素子（ＬＣＤ）を用いたが、これに代えて、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等の非発光型画像表示素子を用いることができる。また、可変パターン生成マスクＶＭに代えて、ＣＲＴ、ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ等の自発光型画像表示素子を用いることもできる。この場合、図１に示す照明光源装置２は不要となる。

また、上記実施形態では、投影レンズ６１を本体部分６５及び変倍部分６７に分けて構成しているが、変倍部分６７を特に設けず、本体部分６５の要素レンズを移動させることによって変倍手段とすることもできる。

また、上記実施形態では、ラインパターンＬＡの幅や間隔を変倍等によって調節する場合について説明したが、サイズを調節する対象には、ラインパターンに限らず、ドットを含む矩形や円形のパターン領域の寸法や、これらのパターン領域間の間隔も含む。この場合も、パターン領域の寸法や間隔を、上述の変倍部分６７を利用した補助変倍や可変パターン生成マスクＶＭの微小回転等によって微調整若しくは粗調整することができる。

また、上記実施形態では、格子状の画素が形成されている可変パターン生成マスクＶＭを用いているが、このような規則性を持たない可変パターン生成マスクＶＭを用いることもできる。具体的には、３μｍ、４μｍ、５μｍ等の複数種類のピッチの画素列を交互に繰り返すタイプの各種ディスプレイを用いてパターンを形成することもできる。この場合、露光されるパターンの自由度が増す。

また、上記実施形態では、投影レンズ６１に対してプレートＰＬをＹ軸方向に走査しつつ可変パターン生成マスクＶＭのパターンをスクロールしているが、Ｙ軸方向に走査終了後にプレートＰＬを投影レンズ６１に対してＸ軸方向にステップ移動させた後に、プレートＰＬを再度Ｙ軸方向に走査しつつ可変パターン生成マスクＶＭのパターンをスクロールすることもでき、この場合、広域の露光が可能になる。

また、上記実施形態では、露光装置が基本的に屈折光学系で構成される場合について説明したが、投影レンズ６１等は、すべて等価若しくは類似の機能を有する反射光学系又は反射屈折光学系に置き換えることができる。

第１実施形態に係る露光装置の全体の概略構成を示すブロック図である。 図1に示す投影レンズに設けた変倍部分の役割を説明する図である。 可変パターン生成マスクに形成されるパターンと、プレート上の投影像との関係を説明する斜視図である。 第２実施形態に係る露光装置における露光パターンの寸法調節を説明する図である。 図４の寸法調節の変形例を説明する図である。 プレート上におけるパターン領域の移動を説明する図である。 第３実施形態に係る露光装置における露光パターンの寸法調節を説明する図である。 第４実施形態に係るマイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する方法のフローチャートである。 第５実施形態に係るマイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法のフローチャートである。

符号の説明

２…照明光源装置、４…マスク装置、６…投影部、８…主制御部、１０…露光装置、２１…照明光学系、２３…光源制御系、４１…マスクホルダ、４３…マスク制御系、６１…投影レンズ、６３…投影レンズ駆動系、６５…本体部分、６７…変倍部分、７１…ステージ、７３…ステージ駆動系、ＡＸ…基準光軸、ＩＬ…照明光、ＩＭ…像光、ＬＡ，ＬＡ’ …両ラインパターン、ＰＬ…プレート、ＶＭ…可変パターン生成マスク

Claims (8)

1. 周期的に配列された複数の素子によって構成される光像形成部を有し、且つ該光像形成部に投影すべきパターンを生成する可変パターン生成装置と、
   前記可変パターン生成装置によって生成された前記パターンの像を感光性基板上に投影像として投影する投影手段とを備え、
   前記光像形成部は回転可能であり、
   前記投影手段の光学特性を可変とする光学特性可変手段を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記光学特性可変手段は、前記投影像の投影倍率を可変とする変倍手段を備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記感光性基板を前記投影すべきパターンに対して所定移動方向に移動させる基板支持手段をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
4. 前記光像形成部の回転によって前記パターン像の幅及び間隔を調整し、前記変倍手段によって前記パターン像の幅及び間隔を調整することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の露光装置。
5. 前記可変パターン生成装置によって生成される前記パターンは、前記複数の素子の中の所定の個数の素子により生成され、
   前記パターン像の幅及び間隔を調整するために前記所定の個数は変更可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項記載の露光装置。
6. 周期的に配列された複数の素子によって構成される光像形成部に投影すべきパターンを生成するパターン生成工程と、
   前記パターン生成工程にて生成された前記パターンの像を、投影手段を用いて感光性基板上に投影像として投影する投影工程と、
   前記光像形成部を回転させる光像形成部回転工程と、
   前記投影手段の光学特性を可変とする光学特性可変工程とを含むことを特徴とする露光方法。
7. 請求項６に記載の露光方法に基づいて感光性基板上にパターンを転写する露光工程と、
   露光された前記感光性基板を現像する現像工程と
   を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
8. 前記デバイスは表示素子であることを特徴とする請求項７記載のデバイス製造方法。

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