JP2010287643A - Projection optical apparatus, exposure unit, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光性を有する基板にパターンを転写する走査型の露光装置に関する。 The present invention relates to a scanning exposure apparatus that transfers a pattern onto a photosensitive substrate.
パソコン、テレビ等の表示素子として、液晶表示パネルが多用されている。最近では、フレキシブルな高分子シート（感光性基板）上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法でパターニングすることにより表示パネルを製造する方法が考案されている。このフォトリソグラフィ工程において用いられる露光装置として、ロール・ツー・ロール（Roll to Roll）で搬送される帯状の感光性基板にマスクのパターンを転写する露光装置（以下、ロール・ツー・ロール型の露光装置という）が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。 Liquid crystal display panels are frequently used as display elements for personal computers and televisions. Recently, a method of manufacturing a display panel by patterning a transparent thin film electrode on a flexible polymer sheet (photosensitive substrate) by a photolithography technique has been devised. As an exposure apparatus used in this photolithography process, an exposure apparatus for transferring a mask pattern onto a strip-shaped photosensitive substrate conveyed by roll to roll (hereinafter referred to as roll-to-roll type exposure). Have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
ロール・ツー・ロール型の露光装置では、帯状の感光性基板へのパターンの転写にかかるスループットの向上を図ることが求められている。 In the roll-to-roll type exposure apparatus, it is required to improve the throughput for transferring the pattern onto the belt-shaped photosensitive substrate.
本発明の態様は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、例えばロール・ツー・ロールで搬送される帯状の感光性基板への走査露光に適用したときに走査露光にかかるスループットの向上を達成することのできる投影光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法を提供することを目的とする。 The aspect of the present invention has been made in view of the above-described problems. For example, when applied to scanning exposure on a strip-shaped photosensitive substrate conveyed by roll-to-roll, the throughput of scanning exposure can be improved. It is an object of the present invention to provide a projection optical apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method that can be achieved.
本発明の第１の態様に従えば、第１面上の所定領域の投影像を、前記第１面と異なる面上の第１領域および第２領域に形成する投影光学装置において、
前記所定領域からの光が入射するレンズ群と、
前記レンズ群からの光を該レンズ群の光軸を挟んで互いに異なる方向に進む第１の光と第２の光とに時分割し且つ前記第１の光および前記第２の光を前記レンズ群に向けて反射する時分割反射部と、
前記レンズ群を経た前記第１の光を前記第１領域へ導く第１導光光学系と、
前記レンズ群を経た前記第２の光を前記第２領域へ導く第２導光光学系とを備えていることを特徴とする投影光学装置が提供される。
According to the first aspect of the present invention, in the projection optical apparatus for forming the projection image of the predetermined region on the first surface in the first region and the second region on a surface different from the first surface,
A lens group on which light from the predetermined region is incident;
The light from the lens group is time-divided into first light and second light that travel in different directions across the optical axis of the lens group, and the first light and the second light are the lens. A time-division reflector that reflects towards the group;
A first light guiding optical system for guiding the first light that has passed through the lens group to the first region;
A projection optical apparatus is provided, comprising: a second light guide optical system that guides the second light that has passed through the lens group to the second region.
本発明の第２の態様に従えば、パターンを有するマスクを保持して該マスクのパターン面を第１面に配置させるステージ機構と、
感光性を有する基板を保持して該基板の感光面を前記第１面と異なる面に配置させ、該異なる面に沿って前記基板を移動させる移動機構と
前記第１面の所定領域に配置された前記パターンの投影像を前記異なる面の第１領域および第２領域に配置された前記基板に形成する第１の態様にかかる投影光学装置とを備えていることを特徴とする露光装置が提供される。
According to the second aspect of the present invention, a stage mechanism for holding a mask having a pattern and arranging the pattern surface of the mask on the first surface;
A moving mechanism that holds a photosensitive substrate, places the photosensitive surface of the substrate on a different surface from the first surface, and moves the substrate along the different surface; and is disposed in a predetermined region of the first surface. And a projection optical apparatus according to a first aspect for forming a projection image of the pattern on the substrate disposed in the first area and the second area of the different surfaces. Is done.
本発明の第３の態様に従えば、パターンを有するマスクを保持して該マスクのパターン面を第１面に配置させる工程と、
感光性を有する基板を保持して該基板の感光面を前記第１面と異なる面に配置させ、該異なる面に沿って前記基板を移動させる工程と、
第１の態様にかかる投影光学装置を用いて、前記第１面の所定領域に配置された前記パターンの投影像を前記異なる面の第１領域および第２領域に配置された前記基板に形成する工程とを含むことを特徴とする露光方法が提供される。
According to the third aspect of the present invention, holding a mask having a pattern and arranging the pattern surface of the mask on the first surface;
Holding a photosensitive substrate, placing the photosensitive surface of the substrate on a different surface from the first surface, and moving the substrate along the different surface;
Using the projection optical apparatus according to the first aspect, a projected image of the pattern arranged in a predetermined region of the first surface is formed on the substrate arranged in the first region and the second region of the different surfaces. And an exposure method characterized by comprising the steps of:
本発明の第４の態様に従えば、第２の態様にかかる露光装置または第３の態様にかかる露光方法を用いて、前記パターンを前記基板に転写する工程と、
前記パターンが転写された前記基板を処理する工程と、を含むことを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
According to a fourth aspect of the present invention, using the exposure apparatus according to the second aspect or the exposure method according to the third aspect, a step of transferring the pattern to the substrate;
And a step of processing the substrate onto which the pattern has been transferred.
本発明の投影光学装置の一態様によれば、入射する光を第１の光と第２の光とに時分割し且つ光の時分割に同期してパルス発光することにより、１つの所定領域の投影像を２つの領域に高周波数で交互に形成することができる。したがって、この投影光学装置を、例えばロール・ツー・ロールで搬送される帯状の感光性基板への走査露光に適用した場合、１つのマスク上のパターンを感光性基板上の２つのショット領域に同時に走査露光することができ、ひいては走査露光にかかるスループットの向上を達成することができる。 According to one aspect of the projection optical apparatus of the present invention, the incident light is time-divided into the first light and the second light, and pulsed emission is performed in synchronism with the time division of the light. Can be alternately formed at high frequencies in two regions. Therefore, when this projection optical apparatus is applied to, for example, scanning exposure on a strip-shaped photosensitive substrate conveyed by roll-to-roll, a pattern on one mask is simultaneously applied to two shot areas on the photosensitive substrate. Scanning exposure can be performed, and as a result, an improvement in throughput of scanning exposure can be achieved.
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。本実施形態では、図１に示すように、投影光学系ＰＬに対してマスクＭおよび帯状のシートＳＨを相対移動させつつマスクＭのパターンをシートＳＨに投影露光（転写）するロール・ツー・ロール型の露光装置に対して本発明を適用している。図１では、感光性基板としてのシートＳＨの転写面（感光面；被露光面）の法線方向にＺ軸を、シートＳＨの転写面に平行な面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、シートＳＨの転写面に平行な面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸を設定している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, roll-to-roll is used to project and expose (transfer) the pattern of the mask M onto the sheet SH while moving the mask M and the strip-shaped sheet SH relative to the projection optical system PL. The present invention is applied to a type exposure apparatus. In FIG. 1, the Z axis is in the normal direction of the transfer surface (photosensitive surface; exposed surface) of the sheet SH as the photosensitive substrate, and the direction parallel to the paper surface of FIG. 1 is in a plane parallel to the transfer surface of the sheet SH. The Y axis is set in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 in a plane parallel to the transfer surface of the sheet SH.
本実施形態の露光装置は、照明光学系ＩＬと、マスクステージＭＳと、投影光学系ＰＬと、移動機構ＳＣと、第１駆動制御系ＤＲ１と、第２駆動制御系ＤＲ２と、主制御系ＣＲとを備えている。照明光学系ＩＬは、光源ＬＳから供給される照明光（露光光）により、マスクＭのパターン領域を照明する。光源ＬＳは、例えばＹＡＧレーザの３倍高調波（波長３５５ｎｍ）よりなるパルス光を射出するパルス光源である。マスクステージＭＳは、パターンを有するマスクＭを保持して移動する。 The exposure apparatus of this embodiment includes an illumination optical system IL, a mask stage MS, a projection optical system PL, a moving mechanism SC, a first drive control system DR1, a second drive control system DR2, and a main control system CR. And. The illumination optical system IL illuminates the pattern area of the mask M with illumination light (exposure light) supplied from the light source LS. The light source LS is a pulsed light source that emits pulsed light composed of, for example, a third harmonic (wavelength 355 nm) of a YAG laser. The mask stage MS moves while holding the mask M having a pattern.
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンの投影像をシートＳＨ上に形成する。移動機構ＳＣは、シートＳＨをロール・ツー・ロールの方式にしたがって移動させる（搬送する）。第１駆動制御系ＤＲ１は、マスクステージＭＳおよび移動機構ＳＣを駆動制御する。第２駆動制御系ＤＲ２は、投影光学系ＰＬ中の振動ミラー１１の駆動部１２を制御する。主制御系ＣＲは、光源ＬＳ、第１駆動制御系ＤＲ１、第２駆動制御系ＤＲ２等の動作を統括的に制御する。
The projection optical system PL forms a projection image of the pattern of the mask M on the sheet SH. The moving mechanism SC moves (conveys) the sheet SH according to a roll-to-roll method. The first drive control system DR1 drives and controls the mask stage MS and the moving mechanism SC. The second drive control system DR2 controls the
シートＳＨは、フォトレジスト（感光材料）が塗布されたフレキシブルな（可撓性を有する）帯状の高分子シートである。照明光学系ＩＬは、光の入射順に、前側光学系ＩＬａと、ブラインド部ＩＬｂと、後側光学系ＩＬｃとを備えている。前側光学系ＩＬａは、例えばフライアイレンズのようなオプティカルインテグレータを有する。ブラインド部ＩＬｂは、可変視野絞りとしてのマスクブラインドを有する。後側光学系ＩＬｃは、マスクブラインドとマスクＭのパターン面とを光学的に共役にする照明結像光学系を有する。 The sheet SH is a flexible (flexible) band-shaped polymer sheet coated with a photoresist (photosensitive material). The illumination optical system IL includes a front optical system ILa, a blind portion ILb, and a rear optical system ILc in the order of light incidence. The front optical system ILa includes an optical integrator such as a fly-eye lens. The blind part ILb has a mask blind as a variable field stop. The rear optical system ILc has an illumination imaging optical system that optically conjugates the mask blind and the pattern surface of the mask M.
光源ＬＳから射出された光は、照明光学系ＩＬを介して、マスクＭ上に照明領域ＩＲを照明する。照明領域ＩＲは、Ｘ方向に沿って細長く延びる所定の外形形状を有する。マスクＭの照明領域ＩＲからの光は、投影光学系ＰＬを介して、第１結像領域ＥＲ１に照明領域ＩＲ内のパターンの第１投影像を形成し、第１結像領域ＥＲ１からＹ方向に間隔を隔てた第２結像領域ＥＲ２に照明領域ＩＲ内のパターンの第２投影像を形成する。すなわち、投影光学系ＰＬは、後述するように、パターンの第１投影像が形成された第１結像領域ＥＲ１を−Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上に形成し、パターンの第２投影像が形成された第２結像領域ＥＲ２を＋Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上に形成する。 The light emitted from the light source LS illuminates the illumination area IR on the mask M via the illumination optical system IL. The illumination region IR has a predetermined outer shape that is elongated along the X direction. The light from the illumination area IR of the mask M forms a first projection image of the pattern in the illumination area IR in the first imaging area ER1 via the projection optical system PL, and the Y direction from the first imaging area ER1. A second projection image of the pattern in the illumination region IR is formed in the second imaging region ER2 spaced apart from each other. That is, as will be described later, the projection optical system PL forms the first imaging region ER1 on which the first projection image of the pattern is formed on the sheet SH moving in the −X direction, and the second projection image of the pattern is The formed second imaging region ER2 is formed on the sheet SH that moves in the + X direction.
投影光学系ＰＬは、マスクＭ側およびシートＳＨ側にテレセントリックであり、マスクＭ側からシートＳＨ側へ拡大倍率を有する。結像領域ＥＲ１，ＥＲ２の形状は、照明領域ＩＲの形状を投影光学系ＰＬの投影倍率βで拡大した形状である。以下、説明の理解を容易にするために、照明領域ＩＲはＸ方向に沿って細長く延びる矩形状の領域であるものとする。この場合、後述するように、第１結像領域ＥＲ１および第２結像領域ＥＲ２は、照明領域ＩＲの長手方向であるＸ方向と直交するＹ方向に沿って細長く延びる矩形状の領域になる。ただし、照明領域ＩＲの形状、ひいては結像領域ＥＲ１，ＥＲ２の形状は、照明光学系ＩＬのブラインド部ＩＬｂ中のマスクブラインドの可変開口部（光透過部）の形状に応じて可変的に設定される。 The projection optical system PL is telecentric on the mask M side and the sheet SH side, and has an enlargement magnification from the mask M side to the sheet SH side. The shapes of the imaging regions ER1 and ER2 are shapes obtained by enlarging the shape of the illumination region IR with the projection magnification β of the projection optical system PL. Hereinafter, in order to facilitate the understanding of the description, the illumination region IR is assumed to be a rectangular region that is elongated along the X direction. In this case, as will be described later, the first imaging region ER1 and the second imaging region ER2 are rectangular regions extending elongated along the Y direction perpendicular to the X direction, which is the longitudinal direction of the illumination region IR. However, the shape of the illumination region IR, and thus the shapes of the imaging regions ER1 and ER2, are variably set according to the shape of the variable opening (light transmission portion) of the mask blind in the blind portion ILb of the illumination optical system IL. The
マスクＭは、マスクホルダ（不図示）を介して、マスクステージＭＳ上に吸着保持されている。マスクステージＭＳ上には、周知の構成を有するマスク側レーザ干渉計（不図示）が配置されている。マスク側レーザ干渉計は、マスクステージＭＳのＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、およびＺ軸廻りの回転角を計測し、計測結果を主制御系ＣＲに供給する。主制御系ＣＲは、その計測値に基づいて、第１駆動制御系ＤＲ１を介して、マスクステージＭＳのＸ方向の位置、走査方向としてのＹ方向の位置および速度、並びにＺ軸廻りの回転角を制御する。 The mask M is sucked and held on the mask stage MS via a mask holder (not shown). On the mask stage MS, a mask side laser interferometer (not shown) having a known configuration is arranged. The mask side laser interferometer measures the position of the mask stage MS in the X direction, the position in the Y direction, and the rotation angle around the Z axis, and supplies the measurement result to the main control system CR. Based on the measurement value, the main control system CR, via the first drive control system DR1, positions the mask stage MS in the X direction, the position and speed in the Y direction as the scanning direction, and the rotation angle around the Z axis. To control.
シートＳＨは、一連のロールを備えた移動機構ＳＣの作用により、所定の経路に沿って搬送される。移動機構ＳＣは、図２に示すように、Ｘ方向に沿って直線状に延びる第１直進経路ＳＣａ、第１直進経路ＳＣａからＹ方向に間隔を隔ててＸ方向に沿って直線状に延びる第２直進経路ＳＣｂ、および第１直進経路ＳＣａと第２直進経路ＳＣｂとを接続する反転経路ＳＣｃを有する。可撓性を有する帯状のシートＳＨは、第１直進経路ＳＣａに沿って−Ｘ方向の向きに移動した後、反転経路ＳＣｃに進入する。第１直進経路ＳＣａに沿って−Ｘ方向の向きに移動するシートＳＨ上には、第１結像領域ＥＲ１が形成される。 The sheet SH is conveyed along a predetermined path by the action of the moving mechanism SC provided with a series of rolls. As shown in FIG. 2, the moving mechanism SC includes a first straight path SCa extending linearly along the X direction, and a first linear path SCa extending linearly along the X direction with an interval from the first straight path SCa spaced in the Y direction. And a reversing path SCc connecting the first straight path SCa and the second straight path SCb. The flexible belt-like sheet SH moves in the −X direction along the first straight path SCa and then enters the reversal path SCc. A first imaging region ER1 is formed on the sheet SH that moves in the −X direction along the first straight path SCa.
反転経路ＳＣｃに進入したシートＳＨは、反転経路ＳＣｃの中央に配置されてＺ方向に延びる軸線を中心として回転する反転ロールＳＣｄを経た後、第２直進経路ＳＣｂに進入する。第２直進経路ＳＣｂに進入したシートＳＨは、＋Ｘ方向の向きに移動する。第２直進経路ＳＣｂに沿って＋Ｘ方向の向きに移動するシートＳＨ上には、第２結像領域ＥＲ２が形成される。走査露光時には、マスクステージＭＳが＋Ｙ方向の向きに速度Ｖ／βで駆動されるのに同期して、移動機構ＳＣは第１直進経路ＳＣａにおいてシートＳＨを−Ｘ方向の向きに速度Ｖで移動させ且つ第２直進経路ＳＣｂにおいてシートＳＨを＋Ｘ方向の向きに速度Ｖで移動させる。 The sheet SH that has entered the reversing path SCc passes through the reversing roll SCd that is arranged at the center of the reversing path SCc and rotates about the axis extending in the Z direction, and then enters the second straight path SCb. The sheet SH that has entered the second straight path SCb moves in the + X direction. A second imaging region ER2 is formed on the sheet SH that moves in the + X direction along the second straight path SCb. At the time of scanning exposure, in synchronization with the mask stage MS being driven at the speed V / β in the + Y direction, the moving mechanism SC moves the sheet SH at the speed V in the −X direction on the first straight path SCa. The sheet SH is moved at the speed V in the + X direction in the second straight path SCb.
図３は、本実施形態にかかる投影光学系の構成を概略的に示す図である。図３を参照すると、投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン領域において照明領域ＩＲにより照明されたパターンの第１中間像Ｉ１および第２中間像Ｉ２を形成する中間結像光学系ＧＭと、第１中間像Ｉ１からの光に基づいてシートＳＨ上の第１結像領域ＥＲ１にパターンの第１投影像を形成する第１結像光学系Ｇ１と、第２中間像Ｉ２からの光に基づいてシートＳＨ上の第２結像領域ＥＲ２にパターンの第２投影像を形成する第２結像光学系Ｇ２とを有する。 FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of the projection optical system according to the present embodiment. Referring to FIG. 3, the projection optical system PL includes an intermediate imaging optical system GM that forms a first intermediate image I1 and a second intermediate image I2 of the pattern illuminated by the illumination area IR in the pattern area of the mask M, and A first imaging optical system G1 that forms a first projection image of a pattern in the first imaging region ER1 on the sheet SH based on the light from the first intermediate image I1, and the light from the second intermediate image I2. And a second imaging optical system G2 that forms a second projection image of the pattern in the second imaging region ER2 on the sheet SH.
すなわち、中間結像光学系ＧＭは、マスクＭのパターン領域の位置と第１中間像Ｉ１の形成位置および第２中間像Ｉ２の形成位置とを光学的に共役にしている。第１結像光学系Ｇ１は、第１中間像Ｉ１の形成位置と第１結像領域ＥＲ１の位置とを光学的に共役にしており、第１直進経路ＳＣａに沿って−Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上の第１結像領域ＥＲ１にパターンの第１投影像を形成する。第２結像光学系Ｇ２は、第２中間像Ｉ２の形成位置と第２結像領域ＥＲ２の位置とを光学的に共役にしており、第２直進経路ＳＣｂに沿って＋Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上の第２結像領域ＥＲ２にパターンの第２投影像を形成する。 That is, the intermediate imaging optical system GM optically conjugates the position of the pattern area of the mask M with the formation position of the first intermediate image I1 and the formation position of the second intermediate image I2. The first imaging optical system G1 optically conjugates the formation position of the first intermediate image I1 and the position of the first imaging region ER1, and moves in the −X direction along the first straight path SCa. A first projected image of the pattern is formed in the first imaging region ER1 on the sheet SH. The second imaging optical system G2 optically conjugates the formation position of the second intermediate image I2 and the position of the second imaging region ER2, and moves in the + X direction along the second straight path SCb. A second projected image of the pattern is formed in the second imaging region ER2 on SH.
マスクＭは、そのパターン領域が投影光学系ＰＬの物体面ＯＢＪにほぼ一致するようにマスクステージＭＳ上に配置される。シートＳＨは、その表面（感光面）が投影光学系ＰＬの像面ＩＭＧにほぼ一致するような軌道に沿って移動機構ＳＣにより搬送される。中間結像光学系ＧＭは、照明領域ＩＲにより照明されたパターン領域からの光が入射する正レンズ群Ｌｐと、正レンズ群Ｌｐからの光を正レンズ群Ｌｐの光軸ＡＸｐを挟んで互いに異なる方向に進む第１の光と第２の光とに時分割し且つ第１の光および第２の光を正レンズ群Ｌｐに向けて反射する時分割反射部１０とを有する。時分割反射部１０は、正レンズ群Ｌｐの光軸ＡＸｐを通ってＸ方向に延びる回転軸廻りに回動する振動ミラー１１と駆動部１２とを有するが、その具体的な構成および作用については後述する。
The mask M is arranged on the mask stage MS so that the pattern area substantially coincides with the object plane OBJ of the projection optical system PL. The sheet SH is conveyed by the moving mechanism SC along a trajectory whose surface (photosensitive surface) substantially coincides with the image plane IMG of the projection optical system PL. The intermediate imaging optical system GM is different from the positive lens group Lp on which light from the pattern area illuminated by the illumination area IR is incident, and the light from the positive lens group Lp is different from each other across the optical axis AXp of the positive lens group Lp. A time-
中間結像光学系ＧＭと第１結像光学系Ｇ１との間の光路中には、光の入射順に、第１偏向部材Ｍ１、第２偏向部材Ｍ２、および第３偏向部材Ｍ３が配置されている。中間結像光学系ＧＭと第２結像光学系Ｇ２との間の光路中には、光の入射順に、第４偏向部材Ｍ４、第５偏向部材Ｍ５、および第６偏向部材Ｍ６が配置されている。偏向部材Ｍ１〜Ｍ６は、例えば平面状の反射面を有する反射鏡である。以下、投影光学系ＰＬの構成の理解を容易にするために、照明領域ＩＲから光軸ＡＸｐに沿って射出される光Ｌ１に着目して、偏向部材Ｍ１〜Ｍ６の作用を説明する。 In the optical path between the intermediate imaging optical system GM and the first imaging optical system G1, the first deflecting member M1, the second deflecting member M2, and the third deflecting member M3 are arranged in the light incident order. Yes. In the optical path between the intermediate imaging optical system GM and the second imaging optical system G2, a fourth deflection member M4, a fifth deflection member M5, and a sixth deflection member M6 are arranged in the light incident order. Yes. The deflecting members M1 to M6 are, for example, reflecting mirrors having a planar reflecting surface. Hereinafter, in order to facilitate understanding of the configuration of the projection optical system PL, the operation of the deflecting members M1 to M6 will be described by focusing on the light L1 emitted from the illumination region IR along the optical axis AXp.
図３を参照すると、照明領域ＩＲから光軸ＡＸｐに沿って射出された光Ｌ１は、正レンズ群Ｌｐを経て時分割反射部１０の振動ミラー１１により反射され、図３の紙面において斜め右上の向き（第１の向き）に進む第１の光Ｌ１１と斜め左上の向き（第２の向き）に進む第２の光Ｌ１２とに時分割される。振動ミラー１１により第１の向きに反射された第１の光Ｌ１１は、正レンズ群Ｌｐを経た後に＋Ｚ方向に沿って偏向部材Ｍ１に入射し、偏向部材Ｍ１により＋Ｙ方向に偏向される。
Referring to FIG. 3, the light L1 emitted from the illumination region IR along the optical axis AXp is reflected by the
偏向部材Ｍ１により＋Ｙ方向に偏向された第１の光Ｌ１１は、第１中間像Ｉ１として、例えばマスクパターンのほぼ等倍の像を形成する。第１中間像Ｉ１から＋Ｙ方向に沿って進む第１の光は、図４に示すように、偏向部材Ｍ２により＋Ｘ方向に偏向され、偏向部材Ｍ３により−Ｚ方向に偏向された後、第１結像光学系Ｇ１を介して、第１直進経路ＳＣａに沿って−Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上の第１結像領域ＥＲ１に達する。Ｙ方向に沿って細長い矩形状の第１結像領域ＥＲ１には、第１投影像として、マスクパターンの拡大像が形成される。なお、図４では、正レンズ群Ｌｐのうち、最もマスク側に配置されたレンズＬＰ１だけを示している。 The first light L11 deflected in the + Y direction by the deflecting member M1 forms, for example, an image that is approximately the same size as the mask pattern as the first intermediate image I1. As shown in FIG. 4, the first light traveling along the + Y direction from the first intermediate image I1 is deflected in the + X direction by the deflecting member M2, deflected in the −Z direction by the deflecting member M3, and then the first light. The first imaging region ER1 on the sheet SH that moves in the −X direction along the first straight path SCa is reached via the imaging optical system G1. An enlarged image of the mask pattern is formed as the first projection image in the first imaging region ER1 that is elongated in the Y direction. In FIG. 4, only the lens LP1 arranged closest to the mask side in the positive lens group Lp is shown.
一方、振動ミラー１１により第２の向きに反射された第２の光Ｌ１２は、正レンズ群Ｌｐを経た後に＋Ｚ方向に沿って偏向部材Ｍ４に入射し、偏向部材Ｍ４により−Ｙ方向に偏向される。偏向部材Ｍ４により−Ｙ方向に偏向された第２の光Ｌ１２は、第２中間像Ｉ２として、第１中間像Ｉ１と同様にマスクパターンのほぼ等倍の像を形成する。第２中間像Ｉ２から−Ｙ方向に沿って進む第２の光は、図４に示すように、偏向部材Ｍ５により＋Ｘ方向に偏向され、偏向部材Ｍ６により−Ｚ方向に偏向された後、第２結像光学系Ｇ２を介して、第２直進経路ＳＣｂに沿って＋Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上の第２結像領域ＥＲ２に達する。Ｙ方向に沿って細長い矩形状の第２結像領域ＥＲ２には、第２投影像として、マスクパターンの拡大像が形成される。
On the other hand, the second light L12 reflected in the second direction by the
第１投影像および第２投影像は、投影光学系ＰＬの投影倍率βでマスクパターンを拡大した形状を有する。そして、図４に明瞭に示すように、第１投影像はマスクパターンをＺ軸廻りに＋９０度回転させた姿勢で形成され、第２投影像はマスクパターンを−９０度回転させた姿勢で形成される。すなわち、第１投影像と第２投影像とは互いに同じ形状および同じ大きさを有するが、Ｘ方向およびＹ方向に関して互いに逆向きである。 The first projection image and the second projection image have shapes in which the mask pattern is enlarged at the projection magnification β of the projection optical system PL. As clearly shown in FIG. 4, the first projection image is formed in a posture in which the mask pattern is rotated by +90 degrees around the Z axis, and the second projection image is formed in a posture in which the mask pattern is rotated by -90 degrees. Is done. That is, the first projection image and the second projection image have the same shape and the same size, but are opposite to each other with respect to the X direction and the Y direction.
投影光学系ＰＬでは、図５に示すように、照明領域ＩＲから光軸ＡＸｐに沿って射出されて第３偏向部材Ｍ３により−Ｚ方向に偏向される光線の位置Ｃ１と第１結像光学系Ｇ１の光軸ＡＸ１とが一致し、且つ照明領域ＩＲから光軸ＡＸｐに沿って射出されて第６偏向部材Ｍ６により−Ｚ方向に偏向される光線の位置Ｃ２と第２結像光学系Ｇ２の光軸ＡＸ２とが一致している。その結果、第１結像領域ＥＲ１と第２結像領域ＥＲ２とはＹ方向に整列して形成される。なお、図５において、破線の円ＩＦ０は投影光学系ＰＬの入射側視野を、破線の円ＩＦ１，ＩＦ２は結像光学系Ｇ１，Ｇ２の入射側視野を、破線の円ＥＦ１，ＥＦ２は結像光学系Ｇ１，Ｇ２の射出側視野を示している。 In the projection optical system PL, as shown in FIG. 5, the position C1 of the light beam emitted from the illumination region IR along the optical axis AXp and deflected in the −Z direction by the third deflection member M3 and the first imaging optical system The position C2 of the light beam that coincides with the optical axis AX1 of G1 and is emitted from the illumination region IR along the optical axis AXp and deflected in the −Z direction by the sixth deflecting member M6 and the second imaging optical system G2 The optical axis AX2 coincides. As a result, the first imaging region ER1 and the second imaging region ER2 are formed in alignment in the Y direction. In FIG. 5, the broken-line circle IF0 is the incident-side field of the projection optical system PL, the broken-line circles IF1 and IF2 are the incident-side fields of the imaging optical systems G1 and G2, and the broken-line circles EF1 and EF2 are imaged. The emission side visual field of the optical systems G1 and G2 is shown.
時分割反射部１０は、図６に示すように、正レンズ群Ｌｐの焦点位置またはその近傍に配置された振動ミラー１１と、振動ミラー１１の姿勢を変化させる駆動部１２とを有する。ここで、正レンズ群Ｌｐの焦点位置とは、マスクＭ側から正レンズ群Ｌｐに平行光線を入れた場合にその平行光線が集光される位置（すなわち後側焦点位置）である。具体的に、駆動部１２は、アクチュエータ、センサなどを含み、第２駆動制御系ＤＲ２からの指令（ひいては主制御系ＣＲからの指令）により、光源ＬＳのパルス発光に応じて振動ミラー１１の姿勢を変化させる。
As shown in FIG. 6, the time-
振動ミラー１１は、正レンズ群Ｌｐに向かって凹面状（あるいは平面状）の反射面を有し、正レンズ群Ｌｐの光軸ＡＸｐに沿って入射した光Ｌ１を反射して図６中斜め右上に向かって進む第１の光Ｌ１１を生成する第１の姿勢と、光Ｌ１を反射して図６中斜め左上に向かって進む第２の光Ｌ１２を生成する第２の姿勢との間で切り換えられる。第１の姿勢に設定された振動ミラー１１により反射された光は、正レンズ群Ｌｐおよび第１偏向部材Ｍ１を経て第１中間像Ｉ１を形成する。第２の姿勢に設定された振動ミラー１１により反射された光は、正レンズ群Ｌｐおよび第４偏向部材Ｍ４を経て第２中間像Ｉ２を形成する。
The
以下、図７および図８を参照して、時分割反射部１０の要部構成および動作を説明する。時分割反射部１０の駆動部１２は、図７に示すように、正レンズ群Ｌｐの光軸ＡＸｐを通ってＸ方向に延びる回転軸１２ａと、振動ミラー１１を包囲するリング状の形態を有し且つ回転軸１２ａに回動可能に取り付けられたカウンターマス１２ｂと、カウンターマス１２ｂを包囲する環状の形態を有し且つ回転軸１２ａの両端を保持するフレーム１２ｃとを備えている。また、駆動部１２は、振動ミラー１１の外周においてＹ方向に対向する側面位置に取り付けられた一対の磁石１２ｄと、この一対の磁石１２ｄに対向するようにカウンターマス１２ｂに取り付けられた一対のコイル群１２ｅとを備えている。
Hereinafter, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, the principal part structure and operation | movement of the time division |
振動ミラー１１は、カウンターマス１２ｂと同様に、回転軸１２ａに回動可能に取り付けられている。回転軸１２ａ廻りに回動する可動部としてのカウンターマス１２ｂは、正レンズ群Ｌｐの光軸ＡＸｐに対して振動ミラー１１と同心状に設けられている。振動ミラー１１とカウンターマス１２ｂとは、ローレンツ力型のモーターを構成する磁石１２ｄとコイル群１２ｅとの作用により、運動量保存則にしたがって、相互に逆位相で回転軸１２ａ廻りに回動（往復回転）する。
The
その結果、振動ミラー１１が回転軸１２ａ廻りに往復回転しても、振動ミラー１１の往復回転に伴ってフレーム１２ｃの振動がほとんど発生することなく、ひいては振動ミラー１１の往復回転が投影光学系ＰＬの光学性能に影響を及ぼすことがほとんどない。なお、投影光学系ＰＬの光学性能に対する振動ミラー１１の往復回転の影響をさらに抑えるために、図１に示すように、時分割反射部１０の振動ミラー１１または駆動部１２近傍の所要位置に振動絶縁体２０を付設しても良い。
As a result, even if the
本実施形態では、駆動部１２が、例えば図７に示すような三角波状（あるいは正弦波状）の振動波形にしたがって、振動ミラー１１を回転軸１２ａ廻りに往復回転させる。すなわち、振動ミラー１１は、その反射面が正レンズ群Ｌｐの光軸ＡＸｐを通ってＸＺ平面に平行な面に関して対称な基準姿勢（実線で示す姿勢１１ａ）を中心として、基準姿勢から図７中時計廻りに角度θだけ傾いた第１の姿勢（破線で示す姿勢１１ｂ）と、基準姿勢から図７中反時計廻りに角度θだけ傾いた第２の姿勢（破線で示す姿勢１１ｃ）との間で、回転軸１２ａ廻りに往復回転する。
In the present embodiment, the
このとき、主制御系ＣＲは、振動ミラー１１の振動波形における振幅のピークおよびボトムに対応してパルス発光するように、光源ＬＳのパルス発光のタイミング、周期（または周波数）などを制御する。換言すれば、光源ＬＳは、振動ミラー１１の振動周期の半分に対応する周期にしたがってパルス発光する。さらに別の表現をすると、光源ＬＳは、振動ミラー１１の振動周波数の２倍に対応する周波数にしたがってパルス発光する。
At this time, the main control system CR controls the pulse emission timing, cycle (or frequency), etc. of the light source LS so as to emit pulses corresponding to the peak and bottom of the amplitude in the vibration waveform of the
例えば、振動ミラー１１の振動周波数が４ｋＨｚである場合、光源ＬＳのパルス発光の周波数を振動ミラー１１の振動周波数の２倍の８ｋＨｚに設定すると、結像領域ＥＲ１，ＥＲ２には４ｋＨｚの周波数で投影像が交互に形成される。シートＳＨの搬送速度が２００ｍｍ／secで、結像領域ＥＲ１，ＥＲ２の幅（走査方向に沿った寸法）が２０ｍｍの場合、シートＳＨ上の１点への露光パルス数は４００になり良好な露光を実現することができる。
For example, when the vibration frequency of the
以上のように、時分割反射部１０は、正レンズ群Ｌｐからのパルス光を、そのパルス周期に対応して、正レンズ群Ｌｐの光軸ＡＸｐを挟んで互いに異なる方向に進む第１の光と第２の光とに時分割し、且つ第１の光および第２の光を正レンズ群Ｌｐに向けて反射する。その結果、入射する光を第１の光と第２の光とに時分割する時分割反射部１０と光の時分割に同期してパルス発光する光源ＬＳとの協働作用により、１つのマスクＭ上のパターンの投影像を２つの結像領域ＥＲ１，ＥＲ２に高周波数で交互に形成することができ、ひいては１つのマスクＭ上のパターンをシートＳＨ上の２つのショット領域に同時に走査露光することができる。
As described above, the time-
以下、図９を参照して、本実施形態における走査露光の動作を説明する。図９を参照すると、マスクＭ上には、例えば表示パネルの回路パターンが形成された矩形状のパターン領域ＰＡが設けられている。本実施形態では、帯状の感光性基板であるシートＳＨが、移動機構ＳＣの作用により所定の経路に沿って一定の速度で搬送される。そして、シートＳＨ上には、マスクＭのパターン領域ＰＡを投影光学系ＰＬの投影倍率βで拡大した矩形状のショット領域ＳＲ１，ＳＲ２が一定の間隔を隔てて順次形成される。 Hereinafter, the scanning exposure operation in the present embodiment will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 9, on the mask M, for example, a rectangular pattern area PA in which a circuit pattern of a display panel is formed is provided. In the present embodiment, the sheet SH, which is a strip-shaped photosensitive substrate, is conveyed at a constant speed along a predetermined path by the action of the moving mechanism SC. On the sheet SH, rectangular shot areas SR1 and SR2 obtained by enlarging the pattern area PA of the mask M with the projection magnification β of the projection optical system PL are sequentially formed at a predetermined interval.
図９では、投影光学系ＰＬの第１結像光学系Ｇ１を介してマスクＭのパターンが転写されるショット領域または転写されたショット領域を参照符号ＳＲ１で表し、第２結像光学系Ｇ２を介してマスクＭのパターンが転写されるショット領域または転写されたショット領域を参照符号ＳＲ２で表している。ショット領域ＳＲ１とショット領域ＳＲ２とは、後述するように、シートＳＨの長手方向に沿って交互に形成される。シートＳＨの長手方向に沿った各ショット領域ＳＲ１，ＳＲ２の寸法はＳｘであり、互いに隣り合う一対のショット領域ＳＲ１とＳＲ２との間隔はＧｘである。また、図９では、走査露光動作の説明の理解を容易にするために、マスクＭのスキャン移動方向であるＹ方向およびシートＳＨのスキャン移動方向であるＸ方向を、図９の紙面上の水平方向に一致させている。 In FIG. 9, the shot region to which the pattern of the mask M is transferred via the first imaging optical system G1 of the projection optical system PL or the transferred shot region is denoted by reference sign SR1, and the second imaging optical system G2 is represented by The shot area to which the pattern of the mask M is transferred or the transferred shot area is denoted by reference numeral SR2. As will be described later, the shot regions SR1 and the shot regions SR2 are alternately formed along the longitudinal direction of the sheet SH. The dimension of each shot area SR1, SR2 along the longitudinal direction of the sheet SH is Sx, and the distance between a pair of adjacent shot areas SR1 and SR2 is Gx. In FIG. 9, in order to facilitate understanding of the description of the scanning exposure operation, the Y direction, which is the scanning movement direction of the mask M, and the X direction, which is the scanning movement direction of the sheet SH, are horizontal. Match the direction.
本実施形態では、投影光学系ＰＬの第１結像光学系Ｇ１の直下を通過するショット領域ＳＲ１、すなわち第１直進経路ＳＣａに沿って−Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上のショット領域ＳＲ１に、マスクＭのパターンを走査露光（スキャン露光）する。また、第１直進経路ＳＣａにおけるショット領域ＳＲ１への走査露光と同時に、投影光学系ＰＬの第２結像光学系Ｇ２の直下を通過するショット領域ＳＲ２、すなわち第２直進経路ＳＣｂに沿って＋Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上のショット領域ＳＲ２に、マスクＭのパターンを走査露光する。 In the present embodiment, the shot region SR1 that passes immediately below the first imaging optical system G1 of the projection optical system PL, that is, the shot region SR1 on the sheet SH that moves in the −X direction along the first straight path SCa, The pattern of the mask M is subjected to scanning exposure (scan exposure). Simultaneously with the scanning exposure to the shot area SR1 in the first straight path SCa, the + X direction along the shot area SR2 that passes immediately below the second imaging optical system G2 of the projection optical system PL, that is, the second straight path SCb. The pattern of the mask M is scanned and exposed to the shot area SR2 on the sheet SH that moves to.
具体的には、一対のショット領域ＳＲ１およびＳＲ２への同時走査露光に際して、照明領域ＩＲがパターン領域ＰＡの＋Ｙ方向側の端部に位置する始動位置から−Ｙ方向側の端部に位置する終了位置に達するまで、パターン領域ＰＡが照明領域ＩＲによって走査されるように、マスクＭ（ひいてはマスクステージＭＳ）を＋Ｙ方向に向かって所要の速度で移動させる。マスクＭの＋Ｙ方向への移動に同期して、第１結像領域ＥＲ１がショット領域ＳＲ１の−Ｘ方向側の端部に位置する始動位置から＋Ｘ方向側の端部に位置する終了位置に達するまで、ショット領域ＳＲ１が第１結像領域ＥＲ１によって走査されるように、シートＳＨが第１直進経路ＳＣａに沿って−Ｘ方向へ移動する。 Specifically, during the simultaneous scanning exposure for the pair of shot areas SR1 and SR2, the illumination area IR ends from the starting position located at the + Y direction end of the pattern area PA to the −Y direction end. The mask M (and thus the mask stage MS) is moved at the required speed in the + Y direction so that the pattern area PA is scanned by the illumination area IR until the position is reached. In synchronization with the movement of the mask M in the + Y direction, the first imaging region ER1 reaches the end position located at the + X direction end from the start position located at the −X direction end of the shot region SR1. The sheet SH moves in the −X direction along the first straight path SCa so that the shot area SR1 is scanned by the first imaging area ER1.
また、マスクＭの＋Ｙ方向へのスキャン移動に同期して、第２結像領域ＥＲ２がショット領域ＳＲ２の＋Ｘ方向側の端部に位置する始動位置から−Ｘ方向側の端部に位置する終了位置に達するまで、ショット領域ＳＲ２が第２結像領域ＥＲ２によって走査されるように、シートＳＨが第２直進経路ＳＣｂに沿って＋Ｘ方向へ移動する。すなわち、照明領域ＩＲによるパターン領域ＰＡの走査に同期して、ショット領域ＳＲ１への走査露光とショット領域ＳＲ２への走査露光とが並列的に且つ同時に行われる。換言すれば、マスクＭが＋Ｙ方向の向きに移動される期間に、マスクＭのパターンの第１投影像および第２投影像がショット領域ＳＲ１およびＳＲ２上にそれぞれ形成される。 Further, in synchronization with the scanning movement of the mask M in the + Y direction, the second imaging region ER2 ends from the starting position at the + X direction end of the shot region SR2 to the −X direction end. Until the position is reached, the sheet SH moves in the + X direction along the second straight path SCb so that the shot area SR2 is scanned by the second imaging area ER2. That is, in synchronization with the scanning of the pattern area PA by the illumination area IR, the scanning exposure on the shot area SR1 and the scanning exposure on the shot area SR2 are performed in parallel and simultaneously. In other words, the first projection image and the second projection image of the pattern of the mask M are formed on the shot regions SR1 and SR2, respectively, during the period in which the mask M is moved in the + Y direction.
次いで、照明領域ＩＲがパターン領域ＰＡの−Ｙ方向側の端部からパターン領域ＰＡの＋Ｙ方向側の端部へ移動するように、すなわち照明領域ＩＲが走査露光の終了位置から始動位置へ戻るように、マスクＭを−Ｙ方向へ折り返し移動させる。マスクＭの−Ｙ方向への折り返し移動に際して、例えばマスクＭの直後の光路中には結像光束を遮るためのシャッター（不図示）が挿入され、結像領域ＥＲ１，ＥＲ２にマスクパターンの投影像が形成されないようにする。あるいは、照明光学系ＩＬのブラインド部ＩＬｂ中のマスクブラインドの可変開口部を閉じることにより、結像領域ＥＲ１，ＥＲ２にマスクパターンの投影像が形成されないようにしても良い。 Next, the illumination area IR moves from the −Y direction end of the pattern area PA to the + Y direction end of the pattern area PA, that is, the illumination area IR returns from the scanning exposure end position to the starting position. Then, the mask M is moved back in the −Y direction. When the mask M is folded back in the −Y direction, for example, a shutter (not shown) for blocking the imaging light beam is inserted in the optical path immediately after the mask M, and the projection image of the mask pattern is formed in the imaging regions ER1 and ER2. Is not formed. Alternatively, the mask pattern projection image may not be formed in the imaging regions ER1 and ER2 by closing the variable opening of the mask blind in the blind portion ILb of the illumination optical system IL.
その結果、マスクＭが折り返し移動する間に、第１直進経路ＳＣａでは、走査露光が終了した直後のショット領域ＳＲ１に後続するショット領域であってマスクパターンの第２投影像の転写用に設定されたショット領域ＳＲ２が、走査露光を受けることなく第１結像光学系Ｇ１の直下を通過する。図９では、第１直進経路ＳＣａにおける走査露光中のショット領域ＳＲ１および走査露光後のショット領域ＳＲ１を実線で示し、走査露光を受けることなく第１結像光学系Ｇ１の直下を通過すべきショット領域ＳＲ２および走査露光を受けることなく第１結像光学系Ｇ１の直下を通過したショット領域ＳＲ２を破線で示している。 As a result, while the mask M is folded back, the first straight path SCa is set to transfer a second projection image of the mask pattern which is a shot area subsequent to the shot area SR1 immediately after the scanning exposure is completed. The shot region SR2 passes immediately below the first imaging optical system G1 without being subjected to scanning exposure. In FIG. 9, the shot area SR1 during the scanning exposure and the shot area SR1 after the scanning exposure in the first straight path SCa are indicated by solid lines, and the shot that should pass directly under the first imaging optical system G1 without being subjected to the scanning exposure. The broken line indicates the region SR2 and the shot region SR2 that has passed directly under the first imaging optical system G1 without being subjected to scanning exposure.
同様に、マスクＭが折り返し移動する間に、第２直進経路ＳＣｂでは、走査露光が終了した直後のショット領域ＳＲ２に後続するショット領域であってマスクパターンの第１投影像が既に転写されたショット領域ＳＲ１が、走査露光を受けることなく第２結像光学系Ｇ２の直下を通過する。図９では、第２直進経路ＳＣｂにおける走査露光中のショット領域ＳＲ２および走査露光後のショット領域ＳＲ２を一点鎖線で示し、走査露光を受けることなく第２結像光学系Ｇ２の直下を通過すべきショット領域ＳＲ１および走査露光を受けることなく第２結像光学系Ｇ２の直下を通過したショット領域ＳＲ１を実線で示している。 Similarly, in the second rectilinear path SCb, while the mask M is turned back, a shot area following the shot area SR2 immediately after the end of the scanning exposure and in which the first projection image of the mask pattern has already been transferred. The region SR1 passes directly below the second imaging optical system G2 without receiving scanning exposure. In FIG. 9, the shot area SR2 during the scanning exposure and the shot area SR2 after the scanning exposure in the second straight path SCb are indicated by a one-dot chain line, and should pass directly under the second imaging optical system G2 without being subjected to the scanning exposure. The shot region SR1 and the shot region SR1 that has passed right under the second imaging optical system G2 without being subjected to scanning exposure are indicated by a solid line.
マスクＭが−Ｙ方向への折り返し移動を終了し、照明領域ＩＲがパターン領域ＰＡの＋Ｙ方向側の始動位置に戻ってマスクＭの＋Ｙ方向へのスキャン移動が可能になった時点で、マスクＭの直後のシャッターが光路から退避し、第１結像領域ＥＲ１が次に走査露光すべきショット領域ＳＲ１の−Ｘ方向側の始動位置に形成され、且つ第２結像領域ＥＲ２が次に走査露光すべきショット領域ＳＲ２の＋Ｘ方向側の始動位置に形成される。あるいは、マスクＭの折り返し移動が終了した時点で、マスクブラインドの可変開口部を開けることにより、結像領域ＥＲ１，ＥＲ２が次に走査露光すべきショット領域ＳＲ１，ＳＲ２の始動位置に形成される。 When the mask M finishes the return movement in the -Y direction, the illumination area IR returns to the starting position on the + Y direction side of the pattern area PA, and the mask M can be moved in the + Y direction. The first imaging area ER1 is formed at the start position on the −X direction side of the shot area SR1 to be scanned and exposed next, and the second imaging area ER2 is scanned and exposed next. It is formed at the starting position on the + X direction side of the shot region SR2 to be processed. Alternatively, when the return movement of the mask M is completed, the variable aperture portion of the mask blind is opened, so that the imaging regions ER1 and ER2 are formed at the starting positions of the shot regions SR1 and SR2 to be scanned and exposed next.
こうして、マスクＭの次のスキャン移動に同期して、第１結像光学系Ｇ１の直下を通過するショット領域ＳＲ１への走査露光と第２結像光学系Ｇ２の直下を通過するショット領域ＳＲ２への走査露光とが同時に行われる。そして、マスクＭのＹ方向に沿った往復移動（スキャン移動と折り返し移動）を複数回に亘って繰り返すことにより、所定の経路に沿って継続的に移動するシートＳＨ上に、マスクＭのパターンが転写されたショット領域ＳＲ１とショット領域ＳＲ２とが交互に形成される。 Thus, in synchronization with the next scan movement of the mask M, the scanning exposure to the shot region SR1 that passes immediately below the first imaging optical system G1 and the shot region SR2 that passes immediately below the second imaging optical system G2. The scanning exposure is simultaneously performed. Then, by repeating the reciprocating movement (scanning movement and folding movement) along the Y direction of the mask M a plurality of times, the pattern of the mask M is formed on the sheet SH continuously moving along a predetermined path. Transferred shot areas SR1 and shot areas SR2 are alternately formed.
すなわち、第１結像光学系Ｇ１を介してマスクパターンの第１投影像が形成されるショット領域ＳＲ１と、第２結像光学系Ｇ２を介してマスクパターンの第２投影像が形成されるショット領域ＳＲ２とは、帯状のシートＳＨの長手方向に沿って互いに隣り合っている。図９において、第１結像領域ＥＲ１の中心から第２結像領域ＥＲ２の中心までの搬送経路に沿った折返し距離は、各ショット領域のＸ方向寸法Ｓｘと間隔Ｇｘとの和（Ｓｘ＋Ｇｘ）の奇数倍になっている。また、Ｘ方向寸法Ｓｘと間隔Ｇｘとの和（Ｓｘ＋Ｇｘ）は、マスクＭがスキャン移動する期間に対応するとともに、マスクＭが折り返し移動する期間に対応している。 That is, a shot region SR1 where the first projection image of the mask pattern is formed via the first imaging optical system G1, and a shot where the second projection image of the mask pattern is formed via the second imaging optical system G2. The region SR2 is adjacent to each other along the longitudinal direction of the strip-shaped sheet SH. In FIG. 9, the folding distance along the transport path from the center of the first imaging region ER1 to the center of the second imaging region ER2 is the sum (Sx + Gx) of the X-direction dimension Sx and the interval Gx of each shot region. It is an odd multiple. Further, the sum (Sx + Gx) of the X-direction dimension Sx and the interval Gx corresponds to the period during which the mask M is scanned and corresponds to the period during which the mask M is folded back.
なお、帯状のシートＳＨへの走査露光の開始直後においてショット領域ＳＲ１への走査露光だけを行う際には、振動ミラー１１を回転軸１２ａ廻りに回動させることなく第１の姿勢に固定した状態を維持する。この場合、振動ミラー１１により反射された光は、すべて第１の光となり、正レンズ群Ｌｐおよび第１偏向部材Ｍ１を経て第１中間像Ｉ１を形成する。また、帯状のシートＳＨへの走査露光の終了直前においてショット領域ＳＲ２への走査露光だけを行う際には、振動ミラー１１を第２の姿勢に固定した状態を維持する。この場合、振動ミラー１１により反射された光は、すべて第２の光となり、正レンズ群Ｌｐおよび第４偏向部材Ｍ４を経て第２中間像Ｉ２を形成する。なお、ショット領域ＳＲ１への走査露光だけ、またはショット領域ＳＲ２への走査露光だけを行う際には、それぞれ上述のようにショット領域ＳＲ１，ＳＲ２を同時に走査露光する場合と同じ露光量とするように、照明領域ＩＲを照明する光の光量調整またはシートＳＨを移動させる移動速度調整等による露光量制御を行うとよい。
When performing only the scanning exposure on the shot region SR1 immediately after the start of the scanning exposure on the belt-like sheet SH, the vibrating
本実施形態では、帯状のシートＳＨの第１直進経路ＳＣａ上の部分（第１部分）が−Ｘ方向の向きに移動し、シートＳＨの第２直進経路ＳＣｂ上の部分（第２部分）が＋Ｘ方向の向きに移動し、マスクＭがシートＳＨのＸ方向の移動に同期して＋Ｙ方向の向きに移動する。シートＳＨの第１直進経路ＳＣａ上の第１部分およびシートＳＨの第２直進経路ＳＣｂ上の第２部分には、シートＳＨの走査方向であるＸ方向と直交するＹ方向に間隔を隔てて整列した一対の結像領域ＥＲ１およびＥＲ２がそれぞれ形成される。 In the present embodiment, the portion (first portion) on the first straight path SCa of the belt-like sheet SH moves in the −X direction, and the portion (second portion) on the second straight path SCb of the sheet SH. The mask M moves in the + Y direction in synchronization with the movement of the sheet SH in the X direction. The first portion on the first straight path SCa of the sheet SH and the second portion on the second straight path SCb of the sheet SH are aligned with an interval in the Y direction orthogonal to the X direction that is the scanning direction of the sheet SH. A pair of imaging regions ER1 and ER2 are formed.
また、図４に示すように、マスクＭのパターンの第１投影像は、マスクＭの走査方向である＋Ｙ方向と第１直進経路ＳＣａにおけるシートＳＨの移動方向（走査方向）である−Ｘ方向とが光学的に対応するように、第１直進経路ＳＣａに沿って移動するシートＳＨ上の第１結像領域ＥＲ１に形成される。マスクＭのパターンの第２投影像は、マスクＭの走査方向である＋Ｙ方向と第２直進経路ＳＣｂにおけるシートＳＨの移動方向である＋Ｘ方向とが光学的に対応するように、第２直進経路ＳＣｂに沿って移動するシートＳＨ上の第２結像領域ＥＲ２に形成される。 As shown in FIG. 4, the first projection image of the pattern of the mask M includes the + Y direction that is the scanning direction of the mask M and the −X direction that is the moving direction (scanning direction) of the sheet SH in the first straight path SCa. Are formed in the first imaging region ER1 on the sheet SH that moves along the first straight path SCa. The second projected image of the pattern of the mask M has the second straight path so that the + Y direction that is the scanning direction of the mask M and the + X direction that is the movement direction of the sheet SH in the second straight path SCb optically correspond to each other. It is formed in the second imaging region ER2 on the sheet SH that moves along SCb.
こうして、本実施形態の露光装置では、マスクＭを＋Ｙ方向へ１回スキャン移動させることにより、第１直進経路ＳＣａに沿って−Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上のショット領域ＳＲ１への第１投影像の走査露光と、第２直進経路ＳＣａに沿って＋Ｘ方向へ移動するシートＳＨ上のショット領域ＳＲ２への第２投影像の走査露光とを同時に行うことができる。また、マスクＭのＹ方向に沿った往復移動を複数回に亘って繰り返すことにより、所定の経路に沿って継続的に移動するシートＳＨ上に、マスクＭのパターンの第１投影像が転写された転写されたショット領域ＳＲ１と第２投影像が転写されたショット領域ＳＲ２とを交互に連続形成することができる。すなわち、本実施形態の露光装置では、ロール・ツー・ロールで搬送される帯状のシートＳＨへの走査露光にかかるスループットを向上させることができる。 Thus, in the exposure apparatus of the present embodiment, the first projection onto the shot region SR1 on the sheet SH moving in the −X direction along the first straight path SCa is performed by moving the mask M once in the + Y direction. The scanning exposure of the image and the scanning exposure of the second projection image onto the shot region SR2 on the sheet SH moving in the + X direction along the second straight path SCa can be performed simultaneously. Further, by repeating the reciprocating movement of the mask M along the Y direction a plurality of times, the first projection image of the pattern of the mask M is transferred onto the sheet SH that continuously moves along a predetermined path. The transferred shot region SR1 and the shot region SR2 to which the second projection image is transferred can be alternately and continuously formed. That is, in the exposure apparatus of the present embodiment, it is possible to improve the throughput for scanning exposure on the belt-shaped sheet SH conveyed by roll-to-roll.
なお、上述の実施形態では、図３〜図６に示す特定の構成を有する投影光学系ＰＬに基づいて本発明を説明している。しかしながら、投影光学系の構成については、様々な形態が可能である。具体的に、上述の実施形態では、マスクＭのパターン領域からの光が入射するレンズ群として、正レンズ群（全体として正の屈折力を有するレンズ群）Ｌｐを用いているが、これに限定されることなく、負レンズ群（全体として負の屈折力を有するレンズ群）を用いることもできる。 In the above-described embodiment, the present invention is described based on the projection optical system PL having the specific configuration shown in FIGS. However, various configurations of the configuration of the projection optical system are possible. Specifically, in the above-described embodiment, the positive lens group (lens group having positive refractive power as a whole) Lp is used as the lens group on which light from the pattern area of the mask M is incident. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to use a negative lens group (a lens group having negative refractive power as a whole).
また、上述の実施形態では、正レンズ群Ｌｐに向かって凹面状の反射面を有する振動ミラー１１を含む時分割反射部１０を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、時分割反射部の具体的な構成については様々な変形例が可能である。一般に、時分割反射部は、レンズ群からの光を該レンズ群の光軸を挟んで互いに異なる方向に進む第１の光と第２の光とに時分割し且つ第１の光および第２の光をレンズ群に向けて反射する。そして、パルス光を用いる場合には、時分割反射部は、パルス光のパルス周期に対応して、レンズ群を経たパルス光を第１の光と第２の光とに時分割する。
In the above-described embodiment, the time-
また、上述の実施形態では、照明光学系ＩＬのブラインド部ＩＬｂ中のマスクブラインドの作用により、マスクＭ上に形成される照明領域ＩＲの形状を規定し、ひいてはシートＳＨ上に形成される結像領域ＥＲ１，ＥＲ２の形状を規定している。しかしながら、マスクブラインドに代えて、例えば第１中間像Ｉ１の形成位置またはその近傍に第１可変視野絞り（不図示）を配置し、第２中間像Ｉ２の形成位置またはその近傍に第２可変視野絞り（不図示）を配置する構成も可能である。 In the above-described embodiment, the shape of the illumination region IR formed on the mask M is defined by the action of the mask blind in the blind portion ILb of the illumination optical system IL, and as a result, the image formed on the sheet SH. The shapes of the regions ER1 and ER2 are defined. However, instead of the mask blind, for example, a first variable field stop (not shown) is disposed at or near the formation position of the first intermediate image I1, and the second variable field of view is disposed at or near the formation position of the second intermediate image I2. A configuration in which a diaphragm (not shown) is arranged is also possible.
この場合、第１可変視野絞りと第２可変視野絞りとにより、投影光学系ＰＬのマスク側投影視野の形状が規定されることになり、このマスク側投影視野はマスクＭ上に形成される照明領域ＩＲと必ずしも一致しない。例えば、照明領域ＩＲは、所要のマージン領域を確保してマスク側投影視野を包含する形状に設定される。そして、第１可変視野絞りにより、投影光学系ＰＬのシート側の第１投影視野である第１結像領域ＥＲ１が、マスク側投影視野と光学的に共役な領域として規定される。同様に、第２可変視野絞りにより、投影光学系ＰＬのシート側の第２投影視野である第２結像領域ＥＲ２が、マスク側投影視野と光学的に共役な領域として規定される。 In this case, the shape of the mask side projection field of the projection optical system PL is defined by the first variable field stop and the second variable field stop, and this mask side projection field is an illumination formed on the mask M. It does not necessarily coincide with the region IR. For example, the illumination area IR is set to a shape that secures a required margin area and includes the mask side projection visual field. The first variable field stop defines the first imaging region ER1, which is the first projection field on the sheet side of the projection optical system PL, as a region optically conjugate with the mask side projection field. Similarly, the second variable field stop defines the second imaging region ER2, which is the second projection field on the sheet side of the projection optical system PL, as a region optically conjugate with the mask side projection field.
また、マスクブラインドに加えて、例えば第１中間像Ｉ１の形成位置またはその近傍に第１可変視野絞りを配置し、第２中間像Ｉ２の形成位置またはその近傍に第２可変視野絞りを配置する構成も可能である。第１可変視野絞りおよび第２可変視野絞りを配置する構成では、上述のシャッターの配置が不要になり、第１可変視野絞りおよび第２可変視野絞りの開口部の開閉動作によりシャッター機能を果たすことができる。 In addition to the mask blind, for example, a first variable field stop is disposed at or near the formation position of the first intermediate image I1, and a second variable field stop is disposed at or near the formation position of the second intermediate image I2. Configuration is also possible. In the configuration in which the first variable field stop and the second variable field stop are arranged, the arrangement of the shutter described above becomes unnecessary, and the shutter function is achieved by opening and closing operations of the openings of the first variable field stop and the second variable field stop. Can do.
また、上述の実施形態では、マスクＭの走査方向（Ｙ方向）とシートＳＨの走査方向（Ｘ方向）とが直交している。しかしながら、マスクの走査方向と基板の走査方向とは直交する必要はなく、投影光学系の構成に応じて様々な形態が可能である。 In the above-described embodiment, the scanning direction (Y direction) of the mask M and the scanning direction (X direction) of the sheet SH are orthogonal to each other. However, the scanning direction of the mask and the scanning direction of the substrate do not have to be orthogonal, and various forms are possible depending on the configuration of the projection optical system.
また、上述の実施形態では、第１直進経路ＳＣａと第２直進経路ＳＣｂとが互いに平行に設けられ、ひいては帯状のシートＳＨが第１直進経路ＳＣａに沿って移動する向き（−Ｘ方向）と第２直進経路ＳＣｂに沿って移動する向き（＋Ｘ方向）とが反対になっている。しかしながら、第１直進経路と第２直進経路とは厳密に平行である必要はなく、したがって帯状の感光性基板の第１部分の移動方向と第２部分の移動方向とは厳密に反対向きである必要はない。 In the above-described embodiment, the first straight path SCa and the second straight path SCb are provided in parallel with each other, and the direction in which the belt-like sheet SH moves along the first straight path SCa (the −X direction). The direction of movement along the second straight path SCb (+ X direction) is opposite. However, the first straight path and the second straight path do not need to be strictly parallel, and therefore, the moving direction of the first portion and the moving direction of the second portion of the belt-shaped photosensitive substrate are strictly opposite to each other. There is no need.
また、上述の実施形態では、可撓性を有する帯状の感光性基板の第１部分への走査露光と第２部分への走査露光とを同時に行う露光装置に本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、例えば、第１方向に沿って第１の向きに移動する第１基板への走査露光と、第１方向に沿って第１の向きとは反対の第２の向きに移動する第２基板への走査露光とを同時に行う露光装置に対しても同様に、本発明を適用することができる。この場合、移動機構は、第２基板を第１基板から第１方向と交差する方向に間隔を隔てて第２の向きに移動させることになる。なお、第１基板および第２基板は、可撓性を有する任意形状の基板であっても良いし、可撓性を有しない任意形状の基板であっても良い。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to an exposure apparatus that simultaneously performs scanning exposure on the first portion and scanning exposure on the second portion of the flexible strip-shaped photosensitive substrate. However, the present invention is not limited to this. For example, the scanning exposure on the first substrate that moves in the first direction along the first direction and the second opposite to the first direction along the first direction. Similarly, the present invention can also be applied to an exposure apparatus that simultaneously performs scanning exposure on a second substrate that moves in the direction of. In this case, the moving mechanism moves the second substrate from the first substrate in the second direction with an interval in a direction intersecting the first direction. Note that the first substrate and the second substrate may be substrates having arbitrary shapes having flexibility, or may be substrates having arbitrary shapes having no flexibility.
また、上述の実施形態では、光源ＬＳとして、ＹＡＧレーザの３倍高調波よりなるパルス光を射出するパルス光源を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、ＹＡＧレーザ以外の他の適当なパルス光源、またはパルス発光タイプ以外の他の適当な光源を用いることもできる。 In the above-described embodiment, a pulsed light source that emits pulsed light composed of the third harmonic of the YAG laser is used as the light source LS. However, the present invention is not limited to this, and other suitable pulse light sources other than the YAG laser, or other suitable light sources other than the pulse emission type can be used.
また、上述の実施形態では、拡大倍率を有する投影光学系ＰＬに本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、例えば等倍の投影光学系または縮小倍率を有する投影光学系に対しても同様に本発明を適用することができる。一般に、第１面上の所定領域の投影像を、この第１面と異なる面上の第１領域および第２領域に形成する投影光学装置に対して本発明を適用することができる。具体的には、例えば画像情報を投影するプロジェクターの投影光学装置として本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to the projection optical system PL having an enlargement magnification. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be similarly applied to, for example, a projection optical system having the same magnification or a projection optical system having a reduction magnification. In general, the present invention can be applied to a projection optical apparatus that forms a projection image of a predetermined region on the first surface in a first region and a second region on surfaces different from the first surface. Specifically, for example, the present invention can be applied as a projection optical device of a projector that projects image information.
すなわち、液晶表示素子またはＤＭＤ（Digital Mircomirror Device）等を用いた画像生成装置を第１面に配置し、この画像生成装置によって第１面の所定領域に生成された原画像（すなわち、投影すべき画像情報）を、本発明にかかる投影光学装置を用いて、第１面と異なる面としての第２面の第１領域および第２領域に時分割で投影することができる。このようにプロジェクターの投影光学装置として本発明を適用する場合には、パルス光を射出する光源ＬＳとして、例えば注入電流の変調によってパルス発光させるＬＥＤを用い、ピークパワー（つまり、各パルス光の発光強度）を連続発光する場合に比して大きく設定するとよい。このように光源ＬＳとしてのＬＥＤのピークパワーを設定することで、第１領域および第２領域に投影される各画像を観察する観察者は、人間の目の生理学的な特性から、第１領域および第２領域に時分割して照射される実際の光の強度（時間平均強度）以上の明るさで観察をすることができる。 That is, an image generation device using a liquid crystal display element or DMD (Digital Mircomirror Device) is arranged on the first surface, and an original image (that is, to be projected) generated in a predetermined area on the first surface by the image generation device Image information) can be projected on the first area and the second area of the second surface, which are different from the first surface, by time division using the projection optical apparatus according to the present invention. As described above, when the present invention is applied as a projection optical apparatus of a projector, for example, an LED that emits pulses by modulating injection current is used as a light source LS that emits pulsed light, and peak power (that is, light emission of each pulsed light) is used. (Intensity) may be set larger than that in the case of continuous light emission. By setting the peak power of the LED as the light source LS in this way, an observer who observes each image projected on the first region and the second region can obtain the first region from the physiological characteristics of the human eye. In addition, it is possible to observe at a brightness higher than the actual light intensity (time average intensity) irradiated in a time-sharing manner to the second region.
また、上述の実施形態では、第１結像領域ＥＲ１および第２結像領域ＥＲ２が同一面内に形成されるものとして、すなわち、投影光学系ＰＬの第１結像光学系Ｇ１側の像面と第２結像光学系Ｇ２側の像面とが共通の像面ＩＭＧ内に形成されるものとして説明したが、同一平内（つまり共通の像面内）に限定される必要はなく、例えば投影光学系ＰＬの第１結像光学系Ｇ１側の光路中および第２結像光学系Ｇ２側の光路中の少なくとも一方に、光路長を調整するための光学部材（例えば、所定の厚さのガラス部材）を配置することによって、光軸ＡＸｐに沿った方向（換言すると、光軸ＡＸ１または光軸ＡＸ２に沿った方向）に関する第１結像領域ＥＲ１の位置と第２結像領域ＥＲ２の位置とを相互に異ならせてもよい。これによって、例えば、シートＳＨの第１結像光学系Ｇ１側の第１直進経路ＳＣａと第２結像光学系Ｇ２側の第２直進経路ＳＣｂとの設定（具体的には、各搬送経路の高さの設定）の自由度を拡張することができる。 In the above-described embodiment, the first imaging region ER1 and the second imaging region ER2 are formed in the same plane, that is, the image plane on the first imaging optical system G1 side of the projection optical system PL. The image plane on the second imaging optical system G2 side is described as being formed in the common image plane IMG, but it is not necessary to be limited to the same plane (that is, in the common image plane). An optical member for adjusting the optical path length (for example, glass having a predetermined thickness) in at least one of the optical path on the first imaging optical system G1 side and the optical path on the second imaging optical system G2 side of the optical system PL. The position of the first imaging region ER1 and the position of the second imaging region ER2 with respect to the direction along the optical axis AXp (in other words, the direction along the optical axis AX1 or the optical axis AX2) May be different from each other. Thereby, for example, the setting of the first straight path SCa on the first imaging optical system G1 side and the second straight path SCb on the second imaging optical system G2 side of the sheet SH (specifically, each conveyance path The degree of freedom of height setting can be expanded.
また、上述の実施形態では、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とが平行に設定されるものとしたが、平行に限定されず、相互に異なる方向に設定することもできる。光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２と相互に異なる方向に設定することで、シートＳＨの第１結像光学系Ｇ１側の第１直進経路ＳＣａと第２結像光学系Ｇ２側の第２直進経路ＳＣｂとの設定の自由度を拡張することができる。また、例えば、本発明にかかる投影光学装置を用いたプロジェクターにおいて投影される２つの像の投影方向の自由度を拡張することができる。なお、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２と相互に異なる方向に設定するには、例えば偏向部材Ｍ１〜Ｍ３および偏向部材Ｍ４〜Ｍ６の少なくとも一方の配置構成（すなわち、偏向部材の数、角度、位置のいずれか１つ）を、上述の実施形態の配置構成から適宜変更すればよい。 In the above-described embodiment, the optical axis AX1 and the optical axis AX2 are set in parallel. However, the optical axis AX1 and the optical axis AX2 are not limited to being parallel, and can be set in different directions. By setting the optical axis AX1 and the optical axis AX2 in different directions, the first straight path SCa on the first imaging optical system G1 side and the second straight path SCb on the second imaging optical system G2 side of the sheet SH. The degree of freedom of setting can be expanded. In addition, for example, the degree of freedom in the projection direction of two images projected in a projector using the projection optical apparatus according to the present invention can be expanded. In order to set the optical axis AX1 and the optical axis AX2 in mutually different directions, for example, at least one arrangement configuration of the deflection members M1 to M3 and the deflection members M4 to M6 (that is, the number, angle, and position of the deflection members) Any one) may be appropriately changed from the arrangement configuration of the above-described embodiment.
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 The exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
上述の実施形態にかかる露光装置を用いて、半導体デバイス、液晶デバイスなどを製造することができる。図１０は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図１０に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスクＭに形成されたパターンをウェハ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。 A semiconductor device, a liquid crystal device, and the like can be manufactured using the exposure apparatus according to the above-described embodiment. FIG. 10 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in FIG. 10, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer to be a semiconductor device substrate (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied onto the vapor-deposited metal film ( Step S42). Subsequently, using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the pattern formed on the mask M is transferred to each shot area on the wafer (step S44: exposure process), and the development of the wafer after the transfer, that is, the pattern is transferred. The transferred photoresist is developed (step S46: development step).
その後、ステップＳ４６によってウェハの表面に生成されたレジストパターンをウェハ加工用のマスクとし、ウェハの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層（転写パターン層）であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。このようにステップＳ４６，Ｓ４８では、ステップＳ４４によってパターンが転写されたウェハが処理される。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハを感光性基板としてパターンの転写を行う。 Thereafter, the resist pattern generated on the surface of the wafer in step S46 is used as a mask for wafer processing, and processing such as etching is performed on the surface of the wafer (step S48: processing step). Here, the resist pattern is a photoresist layer (transfer pattern layer) in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. It is what you are doing. In step S48, the surface of the wafer is processed through this resist pattern. The processing performed in step S48 includes, for example, at least one of etching of the wafer surface or film formation of a metal film or the like. As described above, in steps S46 and S48, the wafer on which the pattern is transferred in step S44 is processed. In step S44, the exposure apparatus according to the above-described embodiment performs pattern transfer using the photoresist-coated wafer as a photosensitive substrate.
図１１は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図１１に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。ステップＳ５０のパターン形成工程では、感光性基板としてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、このパターンが転写された感光性基板を処理する処理工程とが含まれている。また、この感光性基板を処理する処理工程には、パターンが転写された感光性基板の現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層（転写パターン層）を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。なお、この加工工程におけるガラス基板の表面の加工には、ガラス基板の表面をエッチングすること、またはガラス基板の表面に所定の材料を蒸着もしくは塗布すること等が含まれる。 FIG. 11 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 11, in the manufacturing process of the liquid crystal device, a pattern formation process (step S50), a color filter formation process (step S52), a cell assembly process (step S54), and a module assembly process (step S56) are sequentially performed. In the pattern forming step in step S50, predetermined patterns such as a circuit pattern and an electrode pattern are formed on the glass substrate coated with a photoresist as the photosensitive substrate, using the exposure apparatus of the above-described embodiment. This pattern forming step includes an exposure step of transferring the pattern to the photoresist layer using the exposure apparatus of the above-described embodiment, and a processing step of processing the photosensitive substrate to which this pattern is transferred. Further, in the processing step for processing the photosensitive substrate, development of the photosensitive substrate to which the pattern has been transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate is performed, and a photoresist layer (transfer pattern) corresponding to the pattern is developed. And a processing step of processing the surface of the glass substrate through the developed photoresist layer. The processing of the surface of the glass substrate in this processing step includes etching the surface of the glass substrate or depositing or applying a predetermined material on the surface of the glass substrate.
ステップＳ５２のカラーフィルタ形成工程では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応する３つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。 In the color filter forming process in step S52, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction. In the cell assembly process in step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the glass substrate on which the predetermined pattern is formed in step S50 and the color filter formed in step S52. Specifically, for example, a liquid crystal panel is formed by injecting liquid crystal between a glass substrate and a color filter. In the module assembling process in step S56, various components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the liquid crystal panel are attached to the liquid crystal panel assembled in step S54.
また、本発明は、半導体デバイスまたは液晶デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。 The present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal device. For example, an exposure apparatus for a display device such as an organic EL display or a plasma display, or an image sensor (CCD or the like). The present invention can also be widely applied to exposure apparatuses for manufacturing various devices such as micromachines, thin film magnetic heads, and DNA chips. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.
１０ 時分割反射部
１１ 振動ミラー
１２ 駆動部
ＬＳ 光源
ＩＬ 照明光学系
ＩＲ 照明領域
ＥＲ１，ＥＲ２ 結像領域
Ｍ マスク
ＭＳ マスクステージ
ＰＬ 投影光学系
ＧＭ，Ｇ１，Ｇ２ 結像光学系
ＳＨ 帯状のシート
ＳＣ 移動機構
ＤＲ１，ＤＲ２ 駆動制御系
ＣＲ 主制御系
DESCRIPTION OF
Claims (24)
前記所定領域からの光が入射するレンズ群と、
前記レンズ群からの光を該レンズ群の光軸を挟んで互いに異なる方向に進む第１の光と第２の光とに時分割し且つ前記第１の光および前記第２の光を前記レンズ群に向けて反射する時分割反射部と、
前記レンズ群を経た前記第１の光を前記第１領域へ導く第１導光光学系と、
前記レンズ群を経た前記第２の光を前記第２領域へ導く第２導光光学系とを備えていることを特徴とする投影光学装置。 In the projection optical apparatus for forming a projection image of a predetermined area on the first surface in the first area and the second area on a surface different from the first surface,
A lens group on which light from the predetermined region is incident;
The light from the lens group is time-divided into first light and second light that travel in different directions across the optical axis of the lens group, and the first light and the second light are the lens. A time-division reflector that reflects towards the group;
A first light guiding optical system for guiding the first light that has passed through the lens group to the first region;
A projection optical apparatus comprising: a second light guide optical system that guides the second light that has passed through the lens group to the second region.
前記駆動部は、前記反射鏡と前記可動部とを相互に逆位相で前記回転軸廻りに回動させることを特徴とする請求項４に記載の投影光学装置。 The time division reflecting portion has a movable portion that rotates around the rotation axis,
The projection optical apparatus according to claim 4, wherein the driving unit rotates the reflecting mirror and the movable unit around the rotation axis in opposite phases.
前記駆動部は、前記パルス光のパルス周期に対応して前記反射鏡を前記回転軸廻りに回動させることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の投影光学装置。 An illumination system for irradiating the predetermined area with pulsed light;
The projection optical apparatus according to claim 4, wherein the driving unit rotates the reflecting mirror around the rotation axis in accordance with a pulse period of the pulsed light.
前記時分割反射部は、前記パルス光のパルス周期に対応して、前記レンズ群を経た前記パルス光を前記第１の光と前記第２の光とに時分割することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投影光学装置。 An illumination system for irradiating the predetermined area with pulsed light;
The said time division reflection part time-divides the said pulsed light which passed through the said lens group into the said 1st light and the said 2nd light according to the pulse period of the said pulsed light. The projection optical apparatus according to any one of 1 to 7.
前記第１導光光学系は、前記第１中間像からの前記第１の光によって前記第１領域に前記所定領域の第１投影像を形成する第１結像光学系を含み、
前記第２導光光学系は、前記第２中間像からの前記第２の光によって前記第２領域に前記所定領域の第２投影像を形成する第２結像光学系を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の投影光学装置。 An intermediate unit that includes the lens group and the time-division reflector, and forms a first intermediate image of the predetermined area by the first light and forms a second intermediate image of the predetermined area by the second light; With image optics
The first light guide optical system includes a first imaging optical system that forms a first projection image of the predetermined region in the first region by the first light from the first intermediate image,
The second light guide optical system includes a second imaging optical system that forms a second projection image of the predetermined region in the second region by the second light from the second intermediate image. The projection optical apparatus according to any one of claims 1 to 9.
感光性を有する基板を保持して該基板の感光面を前記第１面と異なる面に配置させ、該異なる面に沿って前記基板を移動させる移動機構と、
前記第１面の所定領域に配置された前記パターンの投影像を前記異なる面の第１領域および第２領域に配置された前記基板に形成する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の投影光学装置とを備えていることを特徴とする露光装置。 A stage mechanism for holding a mask having a pattern and arranging the pattern surface of the mask on the first surface;
A moving mechanism for holding a photosensitive substrate, placing a photosensitive surface of the substrate on a different surface from the first surface, and moving the substrate along the different surface;
The projected image of the pattern arranged in a predetermined region of the first surface is formed on the substrate arranged in the first region and the second region of the different surface. An exposure apparatus comprising: a projection optical device.
前記移動機構は、第１方向に沿って第１の向きに前記第１基板を移動させ、前記第１方向に沿って前記第１の向きとは反対の第２の向きに前記第２基板を移動させ、
前記ステージ機構は、前記第１基板および前記第２基板の前記第１方向への移動に同期して、第２方向に沿って第３の向きに前記マスクを移動させることを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。 The substrate includes a first substrate and a second substrate different from the first substrate,
The moving mechanism moves the first substrate in a first direction along a first direction, and moves the second substrate in a second direction opposite to the first direction along the first direction. Move
The stage mechanism moves the mask in a third direction along a second direction in synchronization with movement of the first substrate and the second substrate in the first direction. 14. The exposure apparatus according to 14.
前記移動機構は、前記基板の第１部分を第１方向に沿って第１の向きに移動させ、且つ前記基板の第２部分を前記第１方向に沿って前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させ、
前記ステージ機構は、前記第１部分および前記第２部分の前記第１方向への移動に同期して、第２方向に沿って第３の向きに前記マスクを移動させることを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。 The substrate has a strip shape,
The moving mechanism moves the first portion of the substrate in a first direction along a first direction, and the second portion of the substrate is opposite to the first direction along the first direction. Move it in the second direction,
The stage mechanism moves the mask in a third direction along a second direction in synchronization with movement of the first part and the second part in the first direction. 14. The exposure apparatus according to 14.
感光性を有する基板を保持して該基板の感光面を前記第１面と異なる面に配置させ、該異なる面に沿って前記基板を移動させる工程と、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の投影光学装置を用いて、前記第１面の所定領域に配置された前記パターンの投影像を前記異なる面の第１領域および第２領域に配置された前記基板に形成する工程とを含むことを特徴とする露光方法。 Holding a mask having a pattern and disposing the pattern surface of the mask on the first surface;
Holding a photosensitive substrate, placing the photosensitive surface of the substrate on a different surface from the first surface, and moving the substrate along the different surface;
The projection optical device according to claim 1, wherein the projection image of the pattern arranged in a predetermined area of the first surface is arranged in a first area and a second area of the different surfaces. Forming on the processed substrate. An exposure method comprising:
前記基板を移動させる工程は、第１方向に沿って第１の向きに前記第１基板を移動させることと、前記第１方向に沿って前記第１の向きとは反対の第２の向きに前記第２基板を移動させることとを含み、
前記マスクを前記第１面に沿って移動させる工程は、前記第１基板および前記第２基板の前記第１方向への移動に同期して、第２方向に沿って第３の向きに前記マスクを移動させることを含むことを特徴とする請求項１９に記載の露光方法。 The substrate includes a first substrate and a second substrate different from the first substrate,
The step of moving the substrate includes moving the first substrate in a first direction along a first direction, and in a second direction opposite to the first direction along the first direction. Moving the second substrate,
In the step of moving the mask along the first surface, the mask is moved in the third direction along the second direction in synchronization with the movement of the first substrate and the second substrate in the first direction. The exposure method according to claim 19, further comprising moving
前記基板を移動させる工程は、前記基板の第１部分を第１方向に沿って第１の向きに移動させ、且つ前記基板の第２部分を前記第１方向に沿って前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させることを含み、
前記マスクを前記第１面に沿って移動させる工程は、前記第１部分および前記第２部分の前記第１方向への移動に同期して、第２方向に沿って第３の向きに前記マスクを移動させることを含むことを特徴とする請求項１９に記載の露光方法。 The substrate has a strip shape,
The step of moving the substrate includes moving the first portion of the substrate in a first direction along a first direction, and moving the second portion of the substrate along the first direction to the first direction. Includes moving in the opposite second direction;
The step of moving the mask along the first surface includes synchronizing the movement of the first part and the second part in the first direction with a third direction along the second direction. The exposure method according to claim 19, further comprising moving
前記パターンが転写された前記基板を処理する工程と、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 A step of transferring the pattern to the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 13 to 17,
Processing the substrate to which the pattern has been transferred.
前記パターンが転写された前記基板を処理する工程と、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 Using the exposure method according to any one of claims 18 to 22, transferring the pattern to the substrate;
Processing the substrate to which the pattern has been transferred.
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