JP3339144B2 - 走査型露光装置及び露光方法 - Google Patents
走査型露光装置及び露光方法Info
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- JP3339144B2 JP3339144B2 JP28230793A JP28230793A JP3339144B2 JP 3339144 B2 JP3339144 B2 JP 3339144B2 JP 28230793 A JP28230793 A JP 28230793A JP 28230793 A JP28230793 A JP 28230793A JP 3339144 B2 JP3339144 B2 JP 3339144B2
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- projection
- scanning
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70275—Multiple projection paths, e.g. array of projection systems, microlens projection systems or tandem projection systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70791—Large workpieces, e.g. glass substrates for flat panel displays or solar panels
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走査型露光装置に関し、
特に液晶ディスプレイパネル等の大型基板の露光に適し
た露光装置に関するものである。
特に液晶ディスプレイパネル等の大型基板の露光に適し
た露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶ディスプレイパネルは、その表示品
質が近年著しく向上し、しかも薄くて軽量である利点か
らＣＲＴに替わり広く普及してきている。特にアクティ
ブマトリックス方式の直視型液晶パネルでは大画面化が
進み、その製造に用いられるガラス基板も大型化してい
る。
質が近年著しく向上し、しかも薄くて軽量である利点か
らＣＲＴに替わり広く普及してきている。特にアクティ
ブマトリックス方式の直視型液晶パネルでは大画面化が
進み、その製造に用いられるガラス基板も大型化してい
る。
【０００３】このような大型のガラス基板を露光するた
めの露光装置としては、マスクと基板とを近接させて一
括露光する所謂プロキシミティ方式、投影光学系として
転写面積の大きな等倍の屈折光学系を用いたステップア
ンドリピート方式、および投影光学系を等倍の反射光学
系とし、円弧状の照明光でマスクを照明してこのマスク
の像を円弧状に基板に形成するとともに、マスクと基板
とを投影光学系に対して走査するミラープロジェクショ
ン方式がある。
めの露光装置としては、マスクと基板とを近接させて一
括露光する所謂プロキシミティ方式、投影光学系として
転写面積の大きな等倍の屈折光学系を用いたステップア
ンドリピート方式、および投影光学系を等倍の反射光学
系とし、円弧状の照明光でマスクを照明してこのマスク
の像を円弧状に基板に形成するとともに、マスクと基板
とを投影光学系に対して走査するミラープロジェクショ
ン方式がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】プロキシミティ方式で
大型基板の露光を行う場合、基板に応じた大型のマスク
と基板とを数十μｍにまで近接させる必要がある。その
ためマスクや基板の平坦性、基板に塗布されたレジスト
の表面形状（凹凸）や表面に付着したゴミ等のためにマ
スクと基板とが接触し、マスクのパターンを基板全面に
渡って無欠陥で転写することは相当困難である。また、
マスクと基板との間隔が転写される像の解像度、線幅、
線の形状に大きく影響するため、この間隔が均一に設計
値に維持されないとアクティブマトリックス方式の液晶
パネルや高精細なＳＴＮ方式の液晶パネルを製造するに
は適さない。
大型基板の露光を行う場合、基板に応じた大型のマスク
と基板とを数十μｍにまで近接させる必要がある。その
ためマスクや基板の平坦性、基板に塗布されたレジスト
の表面形状（凹凸）や表面に付着したゴミ等のためにマ
スクと基板とが接触し、マスクのパターンを基板全面に
渡って無欠陥で転写することは相当困難である。また、
マスクと基板との間隔が転写される像の解像度、線幅、
線の形状に大きく影響するため、この間隔が均一に設計
値に維持されないとアクティブマトリックス方式の液晶
パネルや高精細なＳＴＮ方式の液晶パネルを製造するに
は適さない。
【０００５】またステップアンドリピート方式は、基板
に比べて相対的に小さな６インチ程度のレチクルをマス
クとして用い、ステップアンドリピートにより大型基板
へ転写を行うものである。このステップアンドリピート
方式は半導体素子の製造に用いられているレチクルをマ
スクとして用いることができるため、その描画精度、パ
ターン寸法管理、ゴミ管理等、半導体素子製造で培われ
た技術を応用することができる。しかしながら、大型基
板への転写の際、投影光学系の有効投影領域（イメージ
サークル）を越えた面積のデバイスを露光するために
は、基板の被転写領域を小面積に分割してそれぞれに露
光を行う、所謂分割露光することが必要である。アクテ
ィブマトリックス液晶パネルの表示部においては、分割
露光によって形成されたパターンの境界部分に微小なず
れが生じた場合、この部分で素子の性能が変化し、完成
された液晶パネル上で濃度むらが起こることになる。こ
れは人間の視覚で差として認識されやすく、液晶パネル
の表示品質上の欠陥となる。また分割数が多くなると露
光回数が増加するほか、１枚の基板を露光する間に何度
もレチクルを交換する必要が生じることもあり、装置と
しての処理能力を低下させる原因となっていた。
に比べて相対的に小さな６インチ程度のレチクルをマス
クとして用い、ステップアンドリピートにより大型基板
へ転写を行うものである。このステップアンドリピート
方式は半導体素子の製造に用いられているレチクルをマ
スクとして用いることができるため、その描画精度、パ
ターン寸法管理、ゴミ管理等、半導体素子製造で培われ
た技術を応用することができる。しかしながら、大型基
板への転写の際、投影光学系の有効投影領域（イメージ
サークル）を越えた面積のデバイスを露光するために
は、基板の被転写領域を小面積に分割してそれぞれに露
光を行う、所謂分割露光することが必要である。アクテ
ィブマトリックス液晶パネルの表示部においては、分割
露光によって形成されたパターンの境界部分に微小なず
れが生じた場合、この部分で素子の性能が変化し、完成
された液晶パネル上で濃度むらが起こることになる。こ
れは人間の視覚で差として認識されやすく、液晶パネル
の表示品質上の欠陥となる。また分割数が多くなると露
光回数が増加するほか、１枚の基板を露光する間に何度
もレチクルを交換する必要が生じることもあり、装置と
しての処理能力を低下させる原因となっていた。
【０００６】さらにミラープロジェクション方式は、マ
スクや基板の走査方向に直交する方向に伸びた円弧状の
スリットをマスクと基板に対して相対走査することによ
ってマスクの全面を基板上に転写するため、大型基板を
効率的に露光するためにはスリット長を基板の寸法と同
等に長くする必要がある。このため光学系をより大型化
する必要が生じ、装置が大型化して高価なものとならざ
るを得ないといった問題がある。
スクや基板の走査方向に直交する方向に伸びた円弧状の
スリットをマスクと基板に対して相対走査することによ
ってマスクの全面を基板上に転写するため、大型基板を
効率的に露光するためにはスリット長を基板の寸法と同
等に長くする必要がある。このため光学系をより大型化
する必要が生じ、装置が大型化して高価なものとならざ
るを得ないといった問題がある。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑み、小型の投影光
学系を用いて効率よく大面積に露光を行うことができる
露光装置を提供することを目的とする。
学系を用いて効率よく大面積に露光を行うことができる
露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明で
は、光源（１）からの光束をマスク（１０）のパターン
領域の一部分（１１ａ〜１１ｅ）に照射する５つの照明
光学系（Ｌ１〜Ｌ５）と；所定の方向（Ｙ方向）に沿っ
て、且つ所定の方向と直交する方向（Ｘ方向）に互いに
変位して配置されるとともに、マスクを透過した光束に
よる一部分それぞれの等倍の正立像（１３ａ〜１３ｅ）
を感光基板（１４）上に投影する５つの投影光学系（２
ａ〜１２ｅ）と；投影光学系に対して所定の方向とほぼ
直交する方向に、マスクと感光基板とを同期して同一の
速度で走査する走査手段（１６）とを備え、パターン領
域（１０ａ）の全面を感光基板上に転写する走査型露光
装置とする。また５つの照明光学系で照射される各投影
領域は、感光基板上にマスクのパターン領域を転写する
にしたがい、互いに隣接する投影領域の端部どうしが重
複するように配置されるように構成されている。また本
発明では、マスクのパターンを基板に露光する露光方法
において、複数の投影光学系（１３a〜１３e）を介して
マスクのパターンを基板に転写すると共に、複数の投影
光学系に対して相対的にマスクと基板とを所定の走査方
向に同期走査させる露光動作と、基板を走査方向と直交
する方向にステップさせるステップ動作とを含むように
する。また、ステップ動作は、複数回の走査による前記
露光動作の間に行うようにする。また、マスクのパター
ンが複数の投影光学系で転写できる複数の投影領域が走
査方向とは直交する方向に一定間隔をおいて配置され、
露光動作とステップ動作とを行うことによって、連続し
た露光領域が基板に形成されるようにする。また、複数
の投影光学系で投影される投影領域は、隣合う領域の端
部どうしが重複するように配置される。
は、光源（１）からの光束をマスク（１０）のパターン
領域の一部分（１１ａ〜１１ｅ）に照射する５つの照明
光学系（Ｌ１〜Ｌ５）と；所定の方向（Ｙ方向）に沿っ
て、且つ所定の方向と直交する方向（Ｘ方向）に互いに
変位して配置されるとともに、マスクを透過した光束に
よる一部分それぞれの等倍の正立像（１３ａ〜１３ｅ）
を感光基板（１４）上に投影する５つの投影光学系（２
ａ〜１２ｅ）と；投影光学系に対して所定の方向とほぼ
直交する方向に、マスクと感光基板とを同期して同一の
速度で走査する走査手段（１６）とを備え、パターン領
域（１０ａ）の全面を感光基板上に転写する走査型露光
装置とする。また５つの照明光学系で照射される各投影
領域は、感光基板上にマスクのパターン領域を転写する
にしたがい、互いに隣接する投影領域の端部どうしが重
複するように配置されるように構成されている。また本
発明では、マスクのパターンを基板に露光する露光方法
において、複数の投影光学系（１３a〜１３e）を介して
マスクのパターンを基板に転写すると共に、複数の投影
光学系に対して相対的にマスクと基板とを所定の走査方
向に同期走査させる露光動作と、基板を走査方向と直交
する方向にステップさせるステップ動作とを含むように
する。また、ステップ動作は、複数回の走査による前記
露光動作の間に行うようにする。また、マスクのパター
ンが複数の投影光学系で転写できる複数の投影領域が走
査方向とは直交する方向に一定間隔をおいて配置され、
露光動作とステップ動作とを行うことによって、連続し
た露光領域が基板に形成されるようにする。また、複数
の投影光学系で投影される投影領域は、隣合う領域の端
部どうしが重複するように配置される。
【０００９】
【作用】本発明では、等倍の正立像を結像する投影光学
系をマスクと基板の走査方向に直交する方向に沿って５
つ千鳥配置し、この５つの投影光学系に対してマスクと
基板とを一体に走査することとしたため、個々の投影光
学系のイメージサークルを大きくすることなく、走査方
向に直交する方向に長い投影領域を形成することができ
る。このため従来の小型の投影光学系を流用することが
できる。また走査方向は一定であるため、投影光学系の
数や走査距離を選択すれば基板のサイズに応じた従来よ
りも小型な露光装置が実現できる。また、走査方向と直
交する方向にステップするようにして、複数回の走査に
より基板のサイズに応じた露光を行うことができる。
系をマスクと基板の走査方向に直交する方向に沿って５
つ千鳥配置し、この５つの投影光学系に対してマスクと
基板とを一体に走査することとしたため、個々の投影光
学系のイメージサークルを大きくすることなく、走査方
向に直交する方向に長い投影領域を形成することができ
る。このため従来の小型の投影光学系を流用することが
できる。また走査方向は一定であるため、投影光学系の
数や走査距離を選択すれば基板のサイズに応じた従来よ
りも小型な露光装置が実現できる。また、走査方向と直
交する方向にステップするようにして、複数回の走査に
より基板のサイズに応じた露光を行うことができる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の実施例による投影露光装置
の概略的な構成を示す図である。超高圧水銀ランプ等の
光源１から射出した光束は、楕円鏡２で反射された後に
ダイクロイックミラー３に入射する。このダイクロイッ
クミラー３は露光に必要な波長の光束を反射し、その他
の波長の光束を透過する。ダイクロイックミラー３で反
射された光束は、光軸ＡＸ１に対して進退可能に配置さ
れたシャッター４によって投影光学系側への照射を選択
的に制限される。シャッター４が開放されることによっ
て、光束は波長選択フィルター５に入射し、投影光学系
１１ａが転写を行うのに適した波長（通常は、ｇ，ｈ，
ｉ線のうち少なくとも１つの帯域）の光束となる。ま
た、この光束の強度分布は光軸近傍が最も高く、周辺に
なると低下するガウス分布状になるため、少なくとも投
影光学系１１ａの投影領域１２ａ内で強度を均一にする
必要がある。このため、フライアイレンズ６とコンデン
サーレンズ８によって光束の強度を均一化する。尚、ミ
ラー７は配列上の折り曲げミラーである。
の概略的な構成を示す図である。超高圧水銀ランプ等の
光源１から射出した光束は、楕円鏡２で反射された後に
ダイクロイックミラー３に入射する。このダイクロイッ
クミラー３は露光に必要な波長の光束を反射し、その他
の波長の光束を透過する。ダイクロイックミラー３で反
射された光束は、光軸ＡＸ１に対して進退可能に配置さ
れたシャッター４によって投影光学系側への照射を選択
的に制限される。シャッター４が開放されることによっ
て、光束は波長選択フィルター５に入射し、投影光学系
１１ａが転写を行うのに適した波長（通常は、ｇ，ｈ，
ｉ線のうち少なくとも１つの帯域）の光束となる。ま
た、この光束の強度分布は光軸近傍が最も高く、周辺に
なると低下するガウス分布状になるため、少なくとも投
影光学系１１ａの投影領域１２ａ内で強度を均一にする
必要がある。このため、フライアイレンズ６とコンデン
サーレンズ８によって光束の強度を均一化する。尚、ミ
ラー７は配列上の折り曲げミラーである。
【００１１】強度を均一化された光束は、視野絞り９を
介してマスク１０のパターン面上に照射される。この視
野絞り９は感光基板（プレート）１４上の投影領域１３
ａを制限する開口を有する。尚、視野絞り９とマスク１
０との間にレンズ系を設けて視野絞り９とマスク１０の
パターン面とプレート１４の投影面とが互いに共役にな
るようにしてもよい。
介してマスク１０のパターン面上に照射される。この視
野絞り９は感光基板（プレート）１４上の投影領域１３
ａを制限する開口を有する。尚、視野絞り９とマスク１
０との間にレンズ系を設けて視野絞り９とマスク１０の
パターン面とプレート１４の投影面とが互いに共役にな
るようにしてもよい。
【００１２】光源１から視野絞り９までの構成を投影光
学系１２ａに対する照明光学系Ｌ１とし、本実施例では
上記と同様の構成の照明光学系Ｌ２〜Ｌ５を設けてそれ
ぞれからの光束を投影光学系１２ｂ〜１２ｅのそれぞれ
に供給する。複数の照明光学系Ｌ１〜Ｌ５のそれぞれか
ら射出された光束はマスク１０上の異なる小領域（照明
領域）１１ａ〜１１ｅをそれぞれ照明する。マスクを透
過した複数の光束は、それぞれ異なる投影光学系１２ａ
〜１２ｅを介してプレート１４上の異なる投影領域１３
ａ〜１３ｅにマスク１０の照明領域１１ａ〜１１ｅのパ
ターン像を結像する。この場合、投影光学系１２ａ〜１
２ｅはいずれも正立等倍実結像系とする。
学系１２ａに対する照明光学系Ｌ１とし、本実施例では
上記と同様の構成の照明光学系Ｌ２〜Ｌ５を設けてそれ
ぞれからの光束を投影光学系１２ｂ〜１２ｅのそれぞれ
に供給する。複数の照明光学系Ｌ１〜Ｌ５のそれぞれか
ら射出された光束はマスク１０上の異なる小領域（照明
領域）１１ａ〜１１ｅをそれぞれ照明する。マスクを透
過した複数の光束は、それぞれ異なる投影光学系１２ａ
〜１２ｅを介してプレート１４上の異なる投影領域１３
ａ〜１３ｅにマスク１０の照明領域１１ａ〜１１ｅのパ
ターン像を結像する。この場合、投影光学系１２ａ〜１
２ｅはいずれも正立等倍実結像系とする。
【００１３】ところでプレート１４上の投影領域１３ａ
〜１３ｅは、図２に示すようにＹ方向に沿って、隣合う
領域どうし（例えば、１３ａと１３ｂ，１３ｂと１３
ｃ）が図のＸ方向に所定量変位するように、且つ隣合う
領域の端部どうし（破線で示す範囲）がＹ方向に重複す
るように配置される。よって、上記複数の投影光学系１
２ａ〜１２ｅも各投影領域１３ａ〜１３ｅの配置に応じ
てＸ方向に所定量変位するとともにＹ方向に重複して配
置されている。また、複数の照明光学系Ｌ１〜Ｌ５の配
置は、マスク１０上の照明領域が上記投影領域１３ａ〜
１３ｅと同様の配置となるように配置される。そして、
マスク１０とプレート１４とを同期して、投影光学系１
２ａ〜１２ｅに対してＸ方向に走査することによって、
マスク上のパターン領域１０ａの全面をプレート上の露
光領域１４ａに転写する。
〜１３ｅは、図２に示すようにＹ方向に沿って、隣合う
領域どうし（例えば、１３ａと１３ｂ，１３ｂと１３
ｃ）が図のＸ方向に所定量変位するように、且つ隣合う
領域の端部どうし（破線で示す範囲）がＹ方向に重複す
るように配置される。よって、上記複数の投影光学系１
２ａ〜１２ｅも各投影領域１３ａ〜１３ｅの配置に応じ
てＸ方向に所定量変位するとともにＹ方向に重複して配
置されている。また、複数の照明光学系Ｌ１〜Ｌ５の配
置は、マスク１０上の照明領域が上記投影領域１３ａ〜
１３ｅと同様の配置となるように配置される。そして、
マスク１０とプレート１４とを同期して、投影光学系１
２ａ〜１２ｅに対してＸ方向に走査することによって、
マスク上のパターン領域１０ａの全面をプレート上の露
光領域１４ａに転写する。
【００１４】プレート１４はプレートステージ１５に載
置されており、プレートステージ１５は一次元の走査露
光を行うべく走査方向（Ｘ方向）に長いストロークを持
った駆動装置１６を有している。さらに、走査方向につ
いては高分解能および高精度の位置測定装置（例えばレ
ーザ干渉計）１７を有する。また、マスク１０は不図示
のマスクステージにより支持され、このマスクステージ
もプレートステージ１５と同様に、駆動装置とステージ
の走査方向の位置を検出する位置測定装置とを有する。
置されており、プレートステージ１５は一次元の走査露
光を行うべく走査方向（Ｘ方向）に長いストロークを持
った駆動装置１６を有している。さらに、走査方向につ
いては高分解能および高精度の位置測定装置（例えばレ
ーザ干渉計）１７を有する。また、マスク１０は不図示
のマスクステージにより支持され、このマスクステージ
もプレートステージ１５と同様に、駆動装置とステージ
の走査方向の位置を検出する位置測定装置とを有する。
【００１５】ここで、本実施例による露光装置に適用さ
れる投影光学系の例について図３，図４，図５を用いて
説明する。本発明では、上述のように複数の投影光学系
を走査方向に対して直交する方向に沿って配置するた
め、投影光学系それぞれの像は正立像である必要があ
る。また、マスクとプレートの移動精度を高くしたり、
移動方向の違いによって装置が大型化することを防ぐ等
の目的で、マスクとプレートとを一体に移動することが
考えられる。そこで本発明ではマスクとプレートとを投
影光学系に対して同方向に同一量、相対的に走査するこ
ととし、投影光学系は正立等倍実結像系とする。各図と
も実線で示す矢印がマスク面のパターンおよびプレート
上の投影像に対応する。
れる投影光学系の例について図３，図４，図５を用いて
説明する。本発明では、上述のように複数の投影光学系
を走査方向に対して直交する方向に沿って配置するた
め、投影光学系それぞれの像は正立像である必要があ
る。また、マスクとプレートの移動精度を高くしたり、
移動方向の違いによって装置が大型化することを防ぐ等
の目的で、マスクとプレートとを一体に移動することが
考えられる。そこで本発明ではマスクとプレートとを投
影光学系に対して同方向に同一量、相対的に走査するこ
ととし、投影光学系は正立等倍実結像系とする。各図と
も実線で示す矢印がマスク面のパターンおよびプレート
上の投影像に対応する。
【００１６】図３は、倒立実結像系２１，２２を装置の
光軸に沿って（各結像系の光軸が一致するように）直列
に配置した例である。この場合、結像系２１と結像系２
２は同一のものが使用できる。また、結像系の１つに等
倍系を用いることも可能であり、拡大系と縮小系とを組
み合わせて用いることも可能である。結像系は図中の点
線で示す矢印の位置にできる中間像に関し対称になるよ
う配置することによって、マスクのパターンをプレート
上に正立等倍の投影像として結像することができる。
光軸に沿って（各結像系の光軸が一致するように）直列
に配置した例である。この場合、結像系２１と結像系２
２は同一のものが使用できる。また、結像系の１つに等
倍系を用いることも可能であり、拡大系と縮小系とを組
み合わせて用いることも可能である。結像系は図中の点
線で示す矢印の位置にできる中間像に関し対称になるよ
う配置することによって、マスクのパターンをプレート
上に正立等倍の投影像として結像することができる。
【００１７】図４は、倒立実結像系にイメージローテー
ターを組み込んだ例である。図４でイメージローテータ
ー２４が無ければレンズ系２３，２５で構成される結像
系は倒立実結像系となるものである。イメージローテー
ター２４は、屋根型加工を施した梯型プリズムである。
図５は、分布屈折率ガラスを用いる例である。中心部分
の屈折率が高く、周辺に行くに従い低くなる、所謂分布
屈折率ガラスをある所望の長さにして用いると、図５に
示すように等倍実結像系となることが知られる。このと
き、分布屈折率ガラス２６の端面は平面であっても、曲
面（所定曲率の球面、或いは非球面形状）であっても構
わない。
ターを組み込んだ例である。図４でイメージローテータ
ー２４が無ければレンズ系２３，２５で構成される結像
系は倒立実結像系となるものである。イメージローテー
ター２４は、屋根型加工を施した梯型プリズムである。
図５は、分布屈折率ガラスを用いる例である。中心部分
の屈折率が高く、周辺に行くに従い低くなる、所謂分布
屈折率ガラスをある所望の長さにして用いると、図５に
示すように等倍実結像系となることが知られる。このと
き、分布屈折率ガラス２６の端面は平面であっても、曲
面（所定曲率の球面、或いは非球面形状）であっても構
わない。
【００１８】いずれの例においても、マスクやプレート
の面が光軸方向に変化したときの像の倍率変化を避ける
ため、投影光学系は物点側、像点側ともにテレセントリ
ックであることが望ましい。次に露光動作について述べ
る。アクティブマトリックス方式の液晶パネルは、その
アクティブ素子を形成するために製造工程で複数のパタ
ーン層を重ね合わせて露光することが必要になる。この
ため、原板となるマスク１０も複数必要である。先ず、
投影光学系を保持している保持部材によって保持された
不図示のマスクアライメント系によって、マスク１０を
露光装置に対して位置決めする。同様に、プレート１４
も露光装置に対して位置決めする。このようにマスク１
０とプレート１４が位置決めされた状態を保ち、マスク
とプレートとを同期して同速度で投影光学系に対して図
のＸ方向に走査することによって露光を行う。このと
き、距離Ｌｘ，Ｌｙで示す露光領域１４ａ内で同一の露
光条件（均一な露光量）とするためにＸ方向の走査範囲
のうち、Ｌｘ間の露光の走査は等速度で行わなければな
らない。このため、Ｘ方向の走査には投影光学系の結像
範囲にＬｘが達するまでに等速度となるよう助走を要す
る。露光中の走査速度をｖ（cm/s）、照明パワーをＰ
（W/cm2）、開口の幅をｗ（cm）としたとき、得られる
露光量Ｄ（J/cm2）は、
の面が光軸方向に変化したときの像の倍率変化を避ける
ため、投影光学系は物点側、像点側ともにテレセントリ
ックであることが望ましい。次に露光動作について述べ
る。アクティブマトリックス方式の液晶パネルは、その
アクティブ素子を形成するために製造工程で複数のパタ
ーン層を重ね合わせて露光することが必要になる。この
ため、原板となるマスク１０も複数必要である。先ず、
投影光学系を保持している保持部材によって保持された
不図示のマスクアライメント系によって、マスク１０を
露光装置に対して位置決めする。同様に、プレート１４
も露光装置に対して位置決めする。このようにマスク１
０とプレート１４が位置決めされた状態を保ち、マスク
とプレートとを同期して同速度で投影光学系に対して図
のＸ方向に走査することによって露光を行う。このと
き、距離Ｌｘ，Ｌｙで示す露光領域１４ａ内で同一の露
光条件（均一な露光量）とするためにＸ方向の走査範囲
のうち、Ｌｘ間の露光の走査は等速度で行わなければな
らない。このため、Ｘ方向の走査には投影光学系の結像
範囲にＬｘが達するまでに等速度となるよう助走を要す
る。露光中の走査速度をｖ（cm/s）、照明パワーをＰ
（W/cm2）、開口の幅をｗ（cm）としたとき、得られる
露光量Ｄ（J/cm2）は、
【００１９】
【数１】
【００２０】によって与えられる。よって、プレート１
４に塗布された感光剤に必要な露光量に従ってそれぞれ
のパラメータを決定することができる。図１、図２に示
した実施例では、一回の走査でパターン全面の転写が行
われる例であった。しかしこれは複数回の走査によりプ
レート上の露光領域全面に転写を行うことも可能であ
る。図６は、例えば図１に示す投影光学系のうち１２
ａ，１２ｃ，１２ｅのみを用いるような場合である。こ
れは、３つの投影光学系を走査方向と直交する方向に所
定間隔をおいて配置し、プレート１４上に投影領域１３
ａ，１３ｃ，１３ｅを形成する。そして、投影領域１３
ｃの中心のプレート上での走査軌跡が破線６１となるよ
うにＸ方向の走査、およびＹ方向のステップを行う例で
ある。またさらに、図７に示すように、例えば図１の投
影光学系１２ａ，１２ｂのみを用いて投影領域１３ａ，
１３ｂを形成し、投影領域１３ａの中心が破線６２の軌
跡を辿るように走査、およびステップを行ってもよい。
４に塗布された感光剤に必要な露光量に従ってそれぞれ
のパラメータを決定することができる。図１、図２に示
した実施例では、一回の走査でパターン全面の転写が行
われる例であった。しかしこれは複数回の走査によりプ
レート上の露光領域全面に転写を行うことも可能であ
る。図６は、例えば図１に示す投影光学系のうち１２
ａ，１２ｃ，１２ｅのみを用いるような場合である。こ
れは、３つの投影光学系を走査方向と直交する方向に所
定間隔をおいて配置し、プレート１４上に投影領域１３
ａ，１３ｃ，１３ｅを形成する。そして、投影領域１３
ｃの中心のプレート上での走査軌跡が破線６１となるよ
うにＸ方向の走査、およびＹ方向のステップを行う例で
ある。またさらに、図７に示すように、例えば図１の投
影光学系１２ａ，１２ｂのみを用いて投影領域１３ａ，
１３ｂを形成し、投影領域１３ａの中心が破線６２の軌
跡を辿るように走査、およびステップを行ってもよい。
【００２１】尚、上記実施例では投影光学系が一度に転
写できる範囲（投影領域）の形状を図２に示すような細
長六角形（１３ａ〜１３ｅ）としたが、他の例として図
８〜図１１に示すような形状であっても構わない。図９
は投影領域が正六角形、図１０は等脚台形、図１１は平
行四辺形の場合を示す。図８〜図１０の外周円は投影光
学系のイメージサークルである。言うまでもなく、この
サークル内で視野絞り９の開口によって投影光学系の投
影領域が設定される。いずれの例においても、幅ｗの広
がり方向は走査方向（図２のＸ方向）と一致している。
またこの投影領域を、プレートに対する一度の走査中に
１つの投影光学系によってのみ投影される部分ｓと、複
数の走査または複数の投影光学系によって投影される部
分ｔとに分けて考えたとき、部分ｔのプレートに対する
露光量の総和が部分ｓの露光量に一致している必要を満
たす形状でなければならない。
写できる範囲（投影領域）の形状を図２に示すような細
長六角形（１３ａ〜１３ｅ）としたが、他の例として図
８〜図１１に示すような形状であっても構わない。図９
は投影領域が正六角形、図１０は等脚台形、図１１は平
行四辺形の場合を示す。図８〜図１０の外周円は投影光
学系のイメージサークルである。言うまでもなく、この
サークル内で視野絞り９の開口によって投影光学系の投
影領域が設定される。いずれの例においても、幅ｗの広
がり方向は走査方向（図２のＸ方向）と一致している。
またこの投影領域を、プレートに対する一度の走査中に
１つの投影光学系によってのみ投影される部分ｓと、複
数の走査または複数の投影光学系によって投影される部
分ｔとに分けて考えたとき、部分ｔのプレートに対する
露光量の総和が部分ｓの露光量に一致している必要を満
たす形状でなければならない。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板の走
査方向に直交する方向に沿って５つの正立等倍実結像系
の投影光学系を千鳥配置し、マスクと基板とを同方向に
同期して走査する構成としたため、小型の投影光学系を
用いながらも従来より大きな投影領域を得ることができ
る。そのため、コンパクトで低コストの露光装置の実現
が可能となる。また、複数回の走査により基板上の露光
領域全面にパターンを転写することが実現可能となり、
効率良く大型基板にパターンを露光することが可能とな
る。
査方向に直交する方向に沿って５つの正立等倍実結像系
の投影光学系を千鳥配置し、マスクと基板とを同方向に
同期して走査する構成としたため、小型の投影光学系を
用いながらも従来より大きな投影領域を得ることができ
る。そのため、コンパクトで低コストの露光装置の実現
が可能となる。また、複数回の走査により基板上の露光
領域全面にパターンを転写することが実現可能となり、
効率良く大型基板にパターンを露光することが可能とな
る。
【図１】本発明の実施例による走査型露光装置の概略的
な構成を示す図
な構成を示す図
【図２】プレート上での投影領域の様子を示す図
【図３】本発明の実施例による走査型露光装置に適用さ
れる投影光学系の例を示す図
れる投影光学系の例を示す図
【図４】本発明の実施例による走査型露光装置に適用さ
れる投影光学系の例を示す図
れる投影光学系の例を示す図
【図５】本発明の実施例による走査型露光装置に適用さ
れる投影光学系の例を示す図
れる投影光学系の例を示す図
【図６】露光動作の他の例を示す図
【図７】露光動作の他の例を示す図
【図８】投影領域の形状の他の例を示す図
【図９】投影領域の形状の他の例を示す図
【図10】投影領域の形状の他の例を示す図
【符号の説明】 Ｌ１〜Ｌ５ 照明光学系 １０ マスク １１ａ〜１１ｅ 照明領域 １２ａ〜１２ｅ 投影光学系 １３ａ〜１３ｅ 投影領域 １４ プレート １５ ステージ １６ 駆動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 宗泰 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株式会社ニコン内 (56)参考文献 特開 昭60−109228（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−49218（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−196513（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−101628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−176118（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−86139（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−15266（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−251812（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−57986（ＪＰ，Ａ) 米国特許4696889（ＵＳ，Ａ) 米国特許4769680（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/20 H01L 21/027
Claims (6)
- 【請求項１】 光源からの光束をマスクのパターン領域
の一部分に照射する５つの照明光学系と、 所定の方向に沿って、且つ該所定の方向と直交する方向
に互いに変位して配置されるとともに、前記マスクを透
過した前記光束による前記一部分それぞれの等倍の正立
像を感光基板上に投影する５つの投影光学系と、 前記投影光学系に対して前記所定の方向とほぼ直交する
方向に、前記マスクと前記感光基板とを同期して同一の
速度で走査する走査手段とを備え、 前記パターン領域の全面を前記感光基板上に転写するこ
とを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項２】 前記５つの照明光学系で照射される各投
影領域は、前記感光基板上に前記マスクのパターン領域
を転写するにしたがい、互いに隣接する投影領域の端部
どうしが重複するように配置されることを特徴とする請
求項１記載の走査型露光装置。 - 【請求項３】 マスクのパターンを基板に露光する露光
方法において、 複数の投影光学系を介して前記マスクのパターンを前記
基板に転写すると共に、前記複数の投影光学系に対して
相対的に前記マスクと前記基板とを所定の走査方向に同
期走査させる露光動作と、 前記基板を前記走査方向と直交する方向にステップさせ
るステップ動作とを含むことを特徴とする露光方法。 - 【請求項４】 前記ステップ動作は、複数回の走査によ
る前記露光動作の間に行うことを特徴とする請求項３記
載の露光方法。 - 【請求項５】 前記マスクのパターンが前記複数の投影
光学系で転写された複数の投影領域が前記走査方向とは
直交する方向に一定間隔をおいて配置され、前記露光動
作と前記ステップ動作とを行うことによって、連続した
露光領域が前記基板に形成されることを特徴とする請求
項３又４に記載の露光方法。 - 【請求項６】 前記複数の投影光学系で投影される投影
領域は、隣合う領域の端部どうしが重複するように配置
されることを特徴とする請求項３、４又５に記載の露光
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28230793A JP3339144B2 (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 走査型露光装置及び露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28230793A JP3339144B2 (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 走査型露光装置及び露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07135165A JPH07135165A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3339144B2 true JP3339144B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=17650721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28230793A Expired - Lifetime JP3339144B2 (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | 走査型露光装置及び露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3339144B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3477838B2 (ja) * | 1993-11-11 | 2003-12-10 | 株式会社ニコン | 走査型露光装置及び露光方法 |
| DE19757074A1 (de) | 1997-12-20 | 1999-06-24 | Zeiss Carl Fa | Projektionsbelichtungsanlage und Belichtungsverfahren |
| TW447009B (en) | 1999-02-12 | 2001-07-21 | Nippon Kogaku Kk | Scanning exposure method and scanning type exposure device |
| JP4617616B2 (ja) * | 2001-07-11 | 2011-01-26 | 株式会社ニコン | 露光装置及び露光方法 |
| TWI240850B (en) | 2001-12-26 | 2005-10-01 | Pentax Corp | Projection aligner |
| TWI232348B (en) | 2001-12-26 | 2005-05-11 | Pentax Corp | Projection aligner |
| TWI232347B (en) | 2001-12-26 | 2005-05-11 | Pentax Corp | Projection aligner |
| TWI228636B (en) | 2002-01-11 | 2005-03-01 | Pentax Corp | Projection aligner |
| TW200428158A (en) * | 2003-01-28 | 2004-12-16 | Tadahiro Ohmi | Mask producing method, mask producing apparatus, and mask drawing apparatus |
| KR101124179B1 (ko) | 2003-04-09 | 2012-03-27 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광 방법 및 장치, 그리고 디바이스 제조 방법 |
| TWI457712B (zh) | 2003-10-28 | 2014-10-21 | 尼康股份有限公司 | 照明光學裝置、投影曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 |
| TWI512335B (zh) | 2003-11-20 | 2015-12-11 | 尼康股份有限公司 | 光束變換元件、光學照明裝置、曝光裝置、以及曝光方法 |
| TWI360837B (en) | 2004-02-06 | 2012-03-21 | Nikon Corp | Polarization changing device, optical illumination |
| US7324185B2 (en) | 2005-03-04 | 2008-01-29 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US8248577B2 (en) | 2005-05-03 | 2012-08-21 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| EP1881521B1 (en) | 2005-05-12 | 2014-07-23 | Nikon Corporation | Projection optical system, exposure apparatus and exposure method |
| JP4807100B2 (ja) * | 2006-02-23 | 2011-11-02 | 株式会社ニコン | 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 |
| JP5267029B2 (ja) | 2007-10-12 | 2013-08-21 | 株式会社ニコン | 照明光学装置、露光装置及びデバイスの製造方法 |
| US8379187B2 (en) | 2007-10-24 | 2013-02-19 | Nikon Corporation | Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9116346B2 (en) | 2007-11-06 | 2015-08-25 | Nikon Corporation | Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| JP2009295950A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-12-17 | Nsk Ltd | スキャン露光装置およびスキャン露光方法 |
| JP5294489B2 (ja) * | 2009-12-14 | 2013-09-18 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 露光方法及び露光装置 |
| JP6124201B2 (ja) * | 2015-07-23 | 2017-05-10 | ウシオ電機株式会社 | 光配向用偏光光照射方法 |
| JP6253002B2 (ja) * | 2016-10-06 | 2017-12-27 | ウシオ電機株式会社 | 光配向用偏光光照射装置及び光配向用偏光光照射方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS60109228A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-14 | Hitachi Ltd | 投影露光装置 |
| JPS61176118A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-07 | Canon Inc | 露光装置 |
| US4696889A (en) * | 1985-08-23 | 1987-09-29 | Yevick George J | Method of photoforming optical patterns for VLSI devices |
| JPS6349218A (ja) * | 1986-08-19 | 1988-03-02 | Shinryo Air Conditioning Co Ltd | 空気清浄装置 |
| US4769680A (en) * | 1987-10-22 | 1988-09-06 | Mrs Technology, Inc. | Apparatus and method for making large area electronic devices, such as flat panel displays and the like, using correlated, aligned dual optical systems |
| JPH01101628A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Nec Corp | 縮小投影露光装置 |
| US5159172A (en) * | 1990-08-07 | 1992-10-27 | International Business Machines Corporation | Optical projection system |
| JP2691319B2 (ja) * | 1990-11-28 | 1997-12-17 | 株式会社ニコン | 投影露光装置および走査露光方法 |
| JP3348467B2 (ja) * | 1993-06-30 | 2002-11-20 | 株式会社ニコン | 露光装置及び方法 |
| JP3427128B2 (ja) * | 1993-09-14 | 2003-07-14 | 株式会社ニコン | 露光装置及び露光方法 |
-
1993
- 1993-11-11 JP JP28230793A patent/JP3339144B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07135165A (ja) | 1995-05-23 |
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