JP3550597B2 - 露光装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は露光装置に係り、更に詳しくは、半導体素子又は液晶表示基板等の製造のためのフォトリソグラフィ工程において、マスクのパターンを大面積の感光基板上に露光するのに使用して好適な露光装置に関する。
【0002】
【背景技術】
近年、パソコン、テレビ等の表示素子として、液晶表示基板が多用されるようになつた。この液晶表示基板は、ガラス基板上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニングして作られる。このリソグラフィのための装置として、従来は、原板としてのレチクル(マスク)上に形成された焼き付けるべき原画パターンを、ガラス基板をステッピングさせながら、単一の投影光学系を介して100mm角程度の投影領域毎に順次基板上のフオトレジスト層に露光する、いわゆるステッピング・アンド・リピート方式の投影露光装置が用いられていた。この種の露光装置では、照明系は単一なので照度ムラと光量がある一定値になる様に、NDフィルタ等を交換して所望の性能を得ていた。
【0003】
しかしながら、このステッピング・アンド・リピート方式の投影露光装置では、原板であるレチクルの大きさと比較して焼き付けを行うべきガラス基板上の面積が広いため、1枚のガラス基板に対して複数枚のレチクルが必要となり、処理時間に複数回分のレチクル交換時間が含まれることを避けられず、スループットが必然的に低下するという問題があった。特に、最近では液晶表示基板の大面積化が要求されるようになり、これに伴って投影露光装置においても露光領域の拡大によりスループットの向上を図れるものが望まれるようになってきた。
【0004】
このような背景の下、本願出願人は、先に特願平5−161588号等で、大型の液晶パネル(液晶表示基板)又は大面積の半導体素子等を高いスループットで製造することができる走査型露光装置を提案した。この走査型露光装置は、一度にガラス基板全体を露光できるほどの大型マスクを持ち、ガラス基板の短辺方向に充分に長い露光領域(投影領域)に光を配光するために、小領域の光を与える複数の照明光学系と複数の投影光学系を適切に配置し、これらの照明光学系及び投影光学系に対し、マスクとガラス基板とを同期して走査することによって、複数の投影領域を逐次露光し、感光基板上にマスクのパターンの全体を転写するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の走査型露光装置では、複数の照明光学系の光束の強度を均一にして全照明領域内の光束の強度を一致させる必要がある。このための手段として、組み立て時に、照明光学系毎に、光束の強度を検出し、強度に応じてNDフィルタ等を適宜選択的に使用することにより、照明光学系毎の照度のバラツキを防止するという手法が採用されていた。しかしながら、この方法は、各投影領域内の照度の均一化はある程度実現できるが、光源の経時的照度変化等は各光源毎に異なるので、照明光学系相互間で経時的に照度むら(照度差)が生じるという不都合のあることが、その後判明した。
【0006】
また、照度の差(光束強度差)は露光パターンの線幅に影響を与え、特に、隣り合う投影領域の境界付近の照度に違いがあると、パターン線幅に差が生じ、液晶パネルに組み上げた場合に色ムラ等の不都合が発生することも判明した。
【0007】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、投影領域相互間の経時的な光量ムラに起因する露光不良の発生を防止することができる露光装置を提供することにある。
【0008】
また、本発明の第2の目的は、相互に隣接する投影領域の境界付近の照度差を少なくすることができる投影露光装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、マスクと感光基板とを所定の走査方向に同期して移動しつつ前記マスク上のパターンを投影光学系を介して前記感光基板上に逐次転写する露光装置であって、前記マスク上の複数の部分領域のそれぞれを照明する複数の照明光学系と;前記各照明光学系に対応してそれぞれ配置され、前記マスク上の前記各部分領域の像を前記感光基板上にそれぞれ投影する複数の投影光学系と;前記各照明光学系に少なくとも各1つ設けられ、前記走査方向に沿って透過率が連続的に増加又は減少する部分を有する複数の平面フィルタと;前記各部分領域の像がそれぞれ投影される各投影領域内の検出領域に照射される照明光の光量を前記感光基板表面とほぼ同一面上で検出する第1の光量センサと;前記各照明光学系内に配置され、当該各照明光学系内の照明光の光量を検出する複数の第2の光量センサと;前記複数の平面フィルタを独立して走査方向に駆動する駆動手段と;前記第1の光量センサ及び前記複数の第2の光量センサの出力を選択的に取り込むと共にこの出力に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段とを有する。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の露光装置において、前記複数の照明光学系は、前記マスク上に前記走査方向に互いに変位してかつ前記走査方向と直交する方向に沿って所定間隔で配置された複数の部分領域のそれぞれを照明すると共に、前記複数の投影光学系は、相互に隣接する前記部分領域の像の前記走査方向に直交する方向の一部が前記走査方向に沿って相互に重複する状態で前記感光基板上に投影することを特徴とする。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の露光装置において、前記各照明光学系の内部に照明光束の照度ムラ低減用のオプティカルインテグレータがそれぞれ設けられ、当該オプティカルインテグレータより光源側に前記各平面フィルタがそれぞれ配置されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1に記載の露光装置において、前記複数の第2の光量センサは、前記駆動手段と前記第1の光量センサとを連動させて前記各投影領域内での光量に基づき出力のキャリブレーションが行われることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1又は4に記載の露光装置において、前記制御手段は、前記マスク上のパターンを前記感光基板上に転写中、前記複数の第2の光量センサの出力に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1に記載の露光装置において、前記第1の光量センサは、前記感光基板表面とほぼ同一面で、前記複数の投影光学系の投影領域に対応して2次元に移動可能であることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1又は4に記載の露光装置において、前記第1の光量センサは、前記投影領域内における複数点の計測値に基づいて前記照明光の光量を求めることを特徴とする。
【0012】
【作用】
請求項1記載の発明によれば、露光開始に先立ち、マスク及び感光基板のない状態で、第1の光量センサによって各投影領域内の検出領域に照射される照明光の光量が感光基板表面とほぼ同一面上で検出される。制御手段では、第1の光量センサの出力を取り込んで全ての投影領域の光量(又は単位面積当たりの光量である照度)が均一となるように、各照明光学系内に設けられた平面フィルタを駆動手段を介してそれぞれ独立して走査方向に駆動する。これによって、露光開始前に全ての投影領域の照度が均一となる。なお、上記の検出領域(点)としては、各投影光学系内に単一領域(例えば、中央領域)を設定しても複数領域を設定してもよいが、1〜3領域とすることがスループットの面では好ましい。複数の領域を設定した場合には、これらの平均値をその投影領域の光量値とする。
【0013】
露光が開始されると、各照明光学系内に配置された、第2の光量センサによって当該各照明光学系内の照明光の光量が検出され、制御手段では、これらの複数の光量センサの出力を常時取り込むことにより、露光中の光量の変動を補正するように駆動手段を介して各平面フィルタを走査方向に独立して駆動制御する。これによって、露光中の光量の変動による照明光学系相互間(投影領域相互間)の照度のバラツキが防止される。
【0014】
請求項2記載の発明によれば、第1の光量センサによって光量が検出される各投影領域内の検出領域を、相互に隣接する部分領域の像の走査方向に直交する方向の一部が走査方向に沿って相互に重複する部分(継ぎ部)内に設定すれば、露光開始に先立ち、第1の光量センサによって各投影領域内の前記検出領域に照射される照明光の光量が感光基板表面とほぼ同一面上で検出される。制御手段では、第1の光量センサの出力を取り込んで、相互に隣接する投影領域内の像が重複する部分(継ぎ部)の光量(又は照度)が均一となるように、各平面フィルタを駆動手段を介してそれぞれ独立して走査方向に駆動する。これによって、前記の重複する部分(継ぎ部)の照度変化を最小限にすることができる。
【0015】
請求項3記載の発明によれば、オプティカルインテグレータより光源側に各平面フィルタがそれぞれ配置されていることから、平面フィルタを通る照明光束が小さいので、小面積の平面フィルタを使用することができる。
請求項4記載の発明によれば、複数の第2の光量センサでは、駆動手段と第1の光量センサとを連動させて各投影領域内での光量に基づき出力のキャリブレーションが行われることから、そのキャリブレーション時に得られた値を各投影領域の光強度の調整に用いることが可能となる。
請求項5記載の発明によれば、制御手段は、マスク上のパターンを感光基板上に転写中、複数の第2の光量センサの出力に基づいて駆動手段を制御することから、投影領域の光強度(照度)を、パターン転写中も均一かつ一定に保つことができる。
請求項6記載の発明によれば、第1の光量センサは、感光基板表面とほぼ同一面で、複数の投影光学系の投影領域に対応して2次元に移動可能であることから、複数の投影光学系の投影領域の位置を問わず、光量(又は照度)を測定できる。
請求項7記載の発明によれば、第1の光量センサは、投影領域内における複数点の計測値に基づいて照明光の光量を求めることから、複数の計測値における光量の平均値を各投影領域の光量値とすることができる。
【0016】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図1ないし図5に基づいて説明する。
【0017】
図1には、一実施例に係る露光装置10の構成が概略的に示されている。この露光装置10は、マスク12上の複数(ここでは5つ)の部分領域のそれぞれを上方から照明する複数(ここでは5つ)の照明光学系L01、LO2、L03、L04、L05と、照明光学系L01、LO2、L03、L04、L05のそれぞれに対応してマスク12の下方に配置された5つの投影光学系PL1、PL2、PL3、PL4、PL5とを有している。これらの投影光学系PL1〜PL5の下方には、当該投影光学系PL1〜PL5に関してマスク12と共役となる位置に感光基板14が配置されている。
【0018】
マスク12は、図2に示されるように、マスクステージ16上に保持されており、このマスクステージ16は、断面L字状部材から成るキャリッジ18の垂直部の上端に当該キャリッジ18の水平部に対向して片持ち支持状態で一体的に取り付けられている。このキャリッジ18の水平部は基板ステージ20とされており、この基板ステージ20上に感光基板14が載置されている。キャリッジ18は、図2におけるX方向(図1における紙面直交方向)に移動可能に構成されている。
【0019】
また、本実施例では、キャリッジ18の基板ステージ20上に、当該キャリッジ18の移動軸(X軸)と直交する駆動軸(Y軸)を有する検出センサ駆動部22が配され、この検出センサ駆動部22上に感光基板14表面と同一面の高さになるようにフォトディテクタから成る第1の光量センサとしての均一性測定センサ24が載置されている。この均一性測定センサ24は、キャリッジ18(基板ステージ20)の走査方向とは直交する方向(Y軸方向)にだけ移動可能であるが、基板ステージ20が走査方向へ移動可能であるので、結果的にこの均一性測定センサ24は2次元に移動でき、後述する複数の投影領域(PA1〜PA5)の位置を問わず、光量(又は照度)測定できる。また、この均一性測定センサ24の受光面の面積は受光素子の感度むらを考慮するとあまり大きくない方がよい。かかる意味からは、場所の相違による感度むらがないのであれば、Y方向に延設されたアレイ状の受光素子によって均一性センサを構成することも可能である。
【0020】
前記照明光学系L01は、超高圧水銀ランプ等の光源26、楕円鏡28、シャッタ29、レンズ系30、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ32、ハーフミラー34、レンズ系36、視野絞り38、レンズ系40等を有する。これによれば、シャッタ29が開いている状態では、光源26から射出した光束Lは、楕円鏡28、レンズ系30を介してフライアイレンズ32によつて強度を均一化される。そして、ハーフミラー34、レンズ系36を介して視野絞り38によつて所望の形状に整形され、レンズ系40を介してマスク12のパターン面上に視野絞り38の像を形成する。以下、この視野絞りの像が形成される領域を照明領域というものとする。
【0021】
他の照明光学系LO2〜LO5も、照明光学系L01と全く同様にして構成されているが、図1では、図示の便宜上、レンズ系40に対応するもののみをそれぞれLO2〜LO5で示している。
【0022】
前記投影光学系PL1〜PL5は、いずれも等倍の正立像を結像する光学系が使用されている。
【0023】
従って、複数の照明光学系LO1〜LO5のそれぞれから射出された光束はマスク12上の異なる小領域(照明領域)をそれぞれ照明する。マスク12を透過した複数の光束は、それぞれ異なる投影光学系PL1〜PL5を介して感光基板14上の異なる投影領域(図2ないし図3にPA1〜PA5で示す)にマスク12の照明領域に対応したパターン像を結像する。
【0024】
ところで、感光基板14上の投影領域は、図3に示されるように、隣合う領域同士(例えば、PA1とPA2、PA2とPA3)が図のX方向に所定量変位するように、且つ隣合う領域の同図におけるY方向の端部同士(図中、破線で示す部分)がX方向(走査方向)に沿って相互に重複するように配置される。よつて、上記複数の投影光学系PL1〜PL5も各投影領域PA1〜PA5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。
【0025】
また、複数の照明光学系LO1〜LO5の配置は、マスク12上の照明領域が上記の投影領域PA1〜PA5と同様の配置となるように配置される。
【0026】
このため、キャリッジ18をX方向に沿って移動することにより、それぞれ図示しない固定支持部により固定された照明光学系LO1〜LO5、投影光学系PL1〜PL5に対し、マスク12と感光基板14とが同期してX方向(図1において、紙面に垂直な方向)に走査され、マスク12上のパターンの像が感光基板14上の投影領域PA1〜PA5に逐次転写され、最終的にマスク12上のパターン領域の全面が感光基板14上の露光領域EAに転写される。
【0027】
照明光学系L01を構成するレンズ系30の光源寄りの位置には、図1紙面直交方向(X方向)に沿って移動可能な平面フィルタ42(これについては、後に詳述する)が設けられている。この平面フィルタ42は、駆動手段としてのフィルタ駆動部44によって駆動されるようになっている。残りの照明光学系L02〜L05の内部にも、図1では図示を省略したが、平面フィルタ42が同様にX方向に沿って移動可能に設けられており同様に、各別のフィルタ駆動部44によってそれぞれ駆動されるようになっている。
【0028】
ところで、前述した如く、各照明光学系LO1〜LO5の光路中にはハーフミラー34が設けられており、このハーフミラー34によって分割された参照光(光束Lの一部)を集光レンズを介して感光基板14との共役面で受光するフォトディテクタから成る第2の光量センサとしての照明系内照度センサ46がそれぞれ設けられている。
【0029】
これらの照明系内照度センサ46は、常時光束Lの強度を検出し、得られた信号P1〜P5をマイクロコンピュータから成る制御手段としての制御部48に入力されるようになっている。この制御部48には、これらの信号P1〜P5の他、均一性測定センサ24からの信号P0も入力されるようになっており、この制御部48では、後述するように、信号P1〜P5及び信号P0に基づいて各フィルタ駆動部44をそれぞれ制御するようになっている。
【0030】
ここで、平面フィルタ42について図4に基づいて詳述する。この平面フィルタ42は、図4(B)に示されるように厚さが一定で、図4(A)に示されるように、幅が一定なフィルタである。この平面フィルタ42の特徴は、図4(C)に示されるように、長さXのうち図における左端から所定長さX1 の部分の透過率が100%で、点X1 から右端までの部分で直線的に透過率が減少していくような透過率の変化特性を有する点にある。所定長さX1 としては、当該平面フィルタ42を通過する光束(仮想線Aにて表示)を十分に満足するだけの長さが設定される。なお、右端での透過率は0%でもそれ以外であっても構わないし、透過率変化の傾きも特に問わない。この場合、平面フィルタ42を通過する光束を十分満足する領域で透過率ほぼ100%の部分を有するので、光量を無駄にしなくて済む。
【0031】
本実施例では、この平面フィルタ42がその長手方向を紙面直交方向(X方向)として照明光学系L01〜L05内にそれぞれ配置されている。
【0032】
次に、上述のようにして構成された本実施例の装置10の動作について説明する。まず、最初に、各投影領域の内部の光強度(本明細書では、光量あるいは照度と同様の意味で用いる)の不均一性が存在しない(換言すれば、各投影領域内の照度はNDフィルタ等によって予め調整されている)場合について説明する。この場合は、各投影領域内では、光強度が均一であるから投影領域PA1〜PA5の内部で各1点の光強度の検出を行ない、これに基づいて投影領域PA1〜PA5相互間の照度が同一となるようにすれば、全投影領域において照明光強度が均一になる。
【0033】
▲1▼ マスク12の無い状態で、全てのシャッタ42を開いて全ての光源26からの光の光路を開放した状態で、制御部48では、キャリッジ18を図示しない駆動系を介して走査方向に駆動すると共に検出センサ駆動部22をY軸方向に駆動して、均一性測定センサ24を投影光学系PL1〜PL5の投影領域PA1〜PA5の下で走査し、5つの投影領域(露光領域)のそれぞれについて少なくとも1点の検出領域、例えば中点の照度を計測する。
【0034】
次に、制御部48では、計測された各投影領域における光強度データP0に基づき、各投影光学系PL1〜PL5の投影領域PA1〜PA5を合せた全露光領域において照明光強度が均一になるように、各フィルタ駆動部44を制御して平面フィルタ42を駆動し、各々投影光学系PL1〜P5に対応する照明光学系LO1〜LO5の光強度を設定する。この場合において、平面フィルタ42の透過率の変化の傾斜は既知であり、フィルタ42の長手方向の位置と透過率とは1:1に対応しているので、フィルタ42を駆動すべき量は計算で求められる。従って、必ずしも照明光学系LO1〜LO5に付設された照度センサ46による検出は必要ないが、照度センサ46によって各照明光学系内の照度(P1〜P5)を検出しながら平面フィルタ42を駆動しても良い。
【0035】
設定後、制御部48では、再び上述したと同じ手順で均一性測定センサ24を用いて露光面の照明光強度を計測し確認する。この手順を繰り返して照明光強度の均一性が規格内に入つたら、このときの均一性測定センサ24の計測値P0を露光面照度として図示しないメモリに記憶する。また、このとき、各投影領域の中心部分の照度を基準照度とし、各照明系内照度センサ46の出力と基準照度とを比較することで、照明系内照度センサ46のキャリブレーションを行なう。この後、一旦、シャッタ29を閉じる。
【0036】
▲2▼ このようにして、照度の事前調整が完了した後、露光が行なわれる。マスク12をマスクステージ16上に載置し、感光基板14を基板ステージ20上に載置してマスク12と感光基板14との所定の位置合わせが完了すると、シャッタ29を開き、キャリッジ18を駆動して前記の如くして露光を行なう。
【0037】
この露光中は、均一性測定センサ24を使用できないので、制御部48は各照明系内照度センサ46の出力をモニタし、変化に対してはそれを抑さえるように各フィルタ駆動部44を駆動制御して平面フィルタ42を走査方向に移動させる。より具体的には、メモリに記憶された露光面の照度に対し、感光基板14の露光量が最適になるように図示しない駆動系を介してキャリッジ18の移動速度を制御すると同時に、各照明光学系LO1〜LO5の照明光強度を照度センサ46の検出値P1〜P5がキャリブレーションの際にメモリに記憶された値PM1〜PM5に保たれるよう各々フィルタ駆動部44を介して平面フィルタ42を駆動する。これにより、全投影領域PA1〜PA5の光強度(照度)を、露光中も均一かつ一定に保つことができる。
【0038】
次に、各投影領域の内部の光強度の不均一性が存在する通常の場合について説明する。
【0039】
▲3▼ マスクの無い状態で、全てのシャッタ42を開いて全ての光源26からの光の光路を開放した状態で、制御部48では、上記の如くして均一性測定センサ24を投影光学系PL1〜PL5の投影領域PA1〜PA5の下で走査し、5つの投影領域(露光領域)のそれぞれについて予め定めた検出領域の照度を計測する。
【0040】
制御部48では、均一性測定センサからの信号P0に基づいて、各投影領域の光束の強度を求め、これら強度のうちほぼ中央に位置する投影領域PA3の光強度を基準値として設定する。
【0041】
投影領域PA1〜PA5のうち重複する投影領域の継ぎ部同士の強度が等しくなるように基準となる投影領域から順に(PA3→PA2→PA1、及びPA3→PA4→PA5)、対応する各照明光学系LO1〜LO5の光束の強度を制御する。つまり、他の光束の強度がこの基準値に等しくなるべく、フィルタ駆動部44を駆動制御する。
【0042】
ここで、3つの投影光学系PL1、PL2、PL3による投影領域PA1、PA2、PA3を例にとって、投影領域の継ぎ部の光強度制御について図5を参照しつつ説明する。
【0043】
まず、制御部48では均一性測定センサ24を用いて投影領域PA1〜PA3の重複する継ぎ部の任意の点I1 、I2−1 、I2−2 、I3 の光束の強度を測定し、メモリに記憶する。
【0044】
次に、制御する基準の強度を決定する。例えば、中央に位置する投影領域PA2の強度を基準とする。この場合、投影領域PA2の光束の強度は変更しない。この後、投影領域PA2の継ぎ部の基準点I2−1 、I2−2 それぞれに対応する投影領域PA1の継ぎ部の点I1 、投影領域PA3の継ぎ部の点I3 の強度がそれぞれI2−1 、I2−2 とほぼ等しくなるように各照明光学系の光束の強度を制御する。投影領域PA1の光束の強度の設定は、点I1 の強度が基準点I2−1 と等しくなるように、フィルタ駆動部44を制御して平面フィルタ42を駆動することにより行なう。同様に、投影領域PA3についても継ぎ部の点I3 の強度が基準点I2−2 と等しくなるように、フィルタ駆動部44を制御する。制御後、それぞれの照明光学系内照度センサ46の値を記憶する。
【0045】
全接続部に対し、このような照度調整のための平面フィルタ42の駆動制御を行なった後、均一測定センサ24を用いて各投影領域の照明光の接続部付近と中心部分の照度を測定し、全体的な照度差が仕様を満足していなければ、再度フィルタ駆動部44を駆動制御した上で照度の均一性を測定する。
【0046】
上記の方法で、各照明光の隣り合う接続部との照度差と全体的な照度差が仕様値内であれば、各照明光の中心部分の照度を基準照度とし、各照明系内照度センサ46の出力と基準照度を比較することで、照明系内照度センサ46のキャリブレーションを行ない、その後、一旦、シャッタを閉じる。
【0047】
▲4▼ このようにして照度の事前調整が完了した後、露光が行なわれる。この露光中は、先に説明した、各投影領域の内部の光強度の不均一性が存在しない場合と、同様の照度調整がなされる。
【0048】
このように、均一性測定センサ24にて検出した継ぎ部の光強度に基づいて隣合う重複する継ぎ部同士の光束の強度が一致するように、各フィルタ駆動部44を制御することにより、投影領域の継ぎ部における光束の強度の急激な変化を最小限にできる。
【0049】
複数枚の感光基板を処理した後に、定期的に上記▲3▼の照度調整の動作を行ない、露光中は各照明系内照度センサ46の出力に基づいて照度変化を抑制するように平面フィルタ42を駆動すれば、照度変化を抑さえ、継ぎムラを無くすことができる。
【0050】
上述のように本実施例によると、各投影領域の重複する継ぎ部どうしが同一強度となるように各照明光学系の強度を制御することにより感光基板上での光強度分布が急激に変化することを最小限に抑えることができ、これにより、アクテイブマトリクス液晶デバイスの製造等において、継ぎ部のコントラスト変化を解消することができる。
【0051】
なお、平面フィルタ42としては、上記実施例で説明したもの以外に、図6に示されるような透過率の変化特性を有するものを使用してもよい。この平面フィルタは、透過率100%の部分を持たないが、装置によっては、このような平面フィルタを搭載することもできる。
【0052】
あるいは、図7に示されるように、1本の光軸に同一の透過率の変化特性を有する平面フィルタを2枚用いてもよい。このようにすれば、透過率が変化する部分が相互に重なった位置では、光速の通過断面全面で透過率を一定にすることができる。この2枚のフィルタは、それぞれに駆動装置を設けて駆動してもよく、あるいは一つの駆動装置で駆動してもよい。しかしながら、平面フィルタが1枚であっても、各照明光学系内にはフライアイレンズが設けられると共に、走査方向に透過率の傾斜勾配を持たせているので、光量が平均化されて傾斜ムラは生じないので、平面フィルタの透過率の連続的変化が直接的に悪影響を与えることは、殆どないものと考えられる。
【0053】
なお、上記実施例では、照明光学系毎に光源を備えた場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光源の数より照明光学系(ないしは投影光学系)の数の方が多い場合には、光源と照明光学系とを多分岐光ファイバにて接続し、光を光源の数以上に分岐させることで照度差を比較的少なくするようにしてもよい。
【0054】
また、上記実施例では、投影領域の照度調整(光束の強度調整、光量の調整)を、平面フィルタの位置制御により行なう場合について説明したが、これと併せて制御部48により、電源に対する印加電圧(もしくは、電源電流)をフイードバツク制御するようにしてもよい。
【0055】
更に、上記実施例では、光源とフライアイレンズとの間に平面フィルタが配置されているので、平面フィルタの位置を透過する光束が小さいため、平面フィルタとして小面積のものを使用することができる。
【0056】
なお、上記実施例では、等倍の投影光学系を用いる場合について例示したが、本発明はこれに限らず、所定の倍率を有する投影光学系、屈折系、反射系等のいずれの光学系を用いても良い。
【0057】
また、上記実施例では、視野絞りの開口形状を台形としたものについて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば六角形の開口を有する視野絞りを用いても良い。
【0058】
更に、上記実施例では、投影領域が図3に示されるような配置となるように照明光学系および投影光学系を配置する構成のものについて述べたが、本発明はこれに限らず、投影領域PA2、PA4を形成する照明光学系および投影光学系を除いた構成としても良い。この場合、マスク12と感光基板14をX方向に走査した後、Y方向に所定量ステツプして再度X方向とは逆の方向に走査することにより、マスク12のパターン領域の全面を感光基板14上に転写することができる。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、露光中の光量の変動による照明光学系相互間(投影領域相互間)の照度のバラツキを防止することができ、投影領域相互間の経時的な光量ムラに起因する露光不良の発生を防止することができるという従来にない優れた効果がある。
【0060】
特に、請求項2記載の発明にあっては、相互に隣接する投影領域の境界付近の照度差を少なくすることをができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の露光装置の概略構成を示す図である。
【図2】図1の露光装置の外観斜視図である。
【図3】図1の装置における感光基板上の投影領域を示す図である。
【図4】平面フィルタを示す図であって、(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は透過率の変化特性を示す図である。
【図5】継ぎ部の照度調整を説明するための図である。
【図6】平面フィルタの他の例を示す図である。
【図7】平面フィルタを2枚用いる場合の例を示す図である。
【符号の説明】
10 露光装置
12 マスク
14 感光基板
24 均一性測定センサ(第1の光量センサ)
32 フライアイレンズ(オプティカルインテグレータ)
42 平面フィルタ
44 フィルタ駆動部(駆動手段)
46 照明系内照度センサ(第2の光量センサ)
48 制御部(制御手段)
PL1〜PL5 投影光学系
L01〜L05 照明光学系
PA1〜PA5 投影領域
Claims (7)
- マスクと感光基板とを所定の走査方向に同期して移動しつつ前記マスク上のパターンを投影光学系を介して前記感光基板上に逐次転写する露光装置であって、
前記マスク上の複数の部分領域のそれぞれを照明する複数の照明光学系と;
前記各照明光学系に対応してそれぞれ配置され、前記マスク上の前記各部分領域の像を前記感光基板上にそれぞれ投影する複数の投影光学系と;
前記各照明光学系に少なくとも各1つ設けられ、前記走査方向に沿って透過率が連続的に増加又は減少する部分を有する複数の平面フィルタと;
前記各部分領域の像がそれぞれ投影される各投影領域内の検出領域に照射される照明光の光量を前記感光基板表面とほぼ同一面上で検出する第1の光量センサと;
前記各照明光学系内に配置され、当該各照明光学系内の照明光の光量を検出する複数の第2の光量センサと;
前記複数の平面フィルタを独立して走査方向に駆動する駆動手段と;
前記第1の光量センサ及び前記複数の第2の光量センサの出力を選択的に取り込むと共にこの出力に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段とを有する露光装置。 - 前記複数の照明光学系は、前記マスク上に前記走査方向に互いに変位してかつ前記走査方向と直交する方向に沿って所定間隔で配置された複数の部分領域のそれぞれを照明すると共に、前記複数の投影光学系は、相互に隣接する前記部分領域の像の前記走査方向に直交する方向の一部が前記走査方向に沿って相互に重複する状態で前記感光基板上に投影することを特徴とする請求項1記載の露光装置。
- 前記各照明光学系の内部に照明光束の照度ムラ低減用のオプティカルインテグレータがそれぞれ設けられ、当該オプティカルインテグレータより光源側に前記各平面フィルタがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。
- 前記複数の第2の光量センサは、前記駆動手段と前記第1の 光量センサとを連動させて前記各投影領域内での光量に基づき出力のキャリブレーションが行われることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記制御手段は、前記マスク上のパターンを前記感光基板上に転写中、前記複数の第2の光量センサの出力に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項1又は4に記載の露光装置。
- 前記第1の光量センサは、前記感光基板表面とほぼ同一面で、前記複数の投影光学系の投影領域に対応して2次元に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記第1の光量センサは、前記投影領域内における複数点の計測値に基づいて前記照明光の光量を求めることを特徴とする請求項1又は4に記載の露光装置。
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