(57)【要約】【課題】  被露光基板に露光を行う際、被露光基板またはマスクの伸縮に起因する露光のズレの発生を防止してマスクパターンの露光を迅速に且つ高精度に行うことができる露光装置を提供すること。【解決手段】  露光装置１０は、被感光材が塗布された被露光基板１１と、所定のマスクパターンが形成されたマスク１２と、マスクパターンを被露光基板１１に投影して露光する光源装置１３と、被露光基板１１とマスク１２とを所定の間隔を介して対向して位置決めする位置決め手段１４と、被露光基板１１に投影するマスクパターンの露光倍率を調整する露光倍率調整手段１５と、予め定められた関係式を用いた倍率補正演算の結果に基づいて、露光倍率調整手段１５を制御する制御手段１６と、を備えている。【選択図】  図１
2006098650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被感光材が塗布された被露光基板と、
所定のマスクパターンが形成されたマスクと、
前記マスクパターンを前記被露光基板に投影して露光するための照射光を生成する光源装置と、
前記被露光基板に投影する前記マスクパターンの露光倍率を調整する露光倍率調整手段と、
前記露光倍率調整手段の調整動作を制御する制御手段と、を備え
前記制御手段が、前記露光倍率調整手段の調整動作量と前記露光倍率の変化量とを関連付ける予め定められた関係式を用いた倍率補正演算の結果に基づき、前記被露光基板および前記マスクの少なくとも一方の伸縮量に対応して前記露光倍率調整手段を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光源装置が、光源と、前記光源の光から光束を生成する露光光束生成手段と、生成された前記光束を光軸に略平行に調整して前記マスクに照射する露光光を生成する光束調整手段と、を含み、
前記露光倍率調整手段が、レンズと、レンズを光軸方向に移動する移動手段と、を含み、
前記制御手段が、前記移動手段により前記光束調整手段に対する前記レンズの位置を移動させ、前記マスクに照射する前記露光光の照射角を変更して前記露光倍率を制御することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記関係式が、前記光束調整手段に対する前記レンズの位置と前記照射角とを関連付ける非線形関数であることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記非線形関数が、前記露光光束生成手段と、前記光束調整手段と、前記露光倍率調整手段の前記レンズと、を含む光学系において光学計算により導出された非線形関数であることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記非線形関数が、前記露光光束生成手段と、前記光束調整手段と、前記露光倍率調整手段の前記レンズと、を含む光学系において、前記光束調整手段に対する前記レンズの複数位置における前記照射角の離散値を予め測定して近似または補完した非線形関数であることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項６】
感光材が塗布された被露光基板と所定のマスクパターンが形成されたマスクとを所定の間隔をもって対向するように位置決めし、
光源装置により前記マスクパターンを前記被露光基板に投影して露光する露光方法において、
露光倍率調整手段により前記被露光基板に投影する前記マスクパターンの露光倍率を調整する露光倍率調整工程と、
前記被露光基板および前記マスクの少なくとも一方の伸縮量に対応して、前記露光倍率調整手段の調整動作量と前記露光倍率の変化量とを関連付ける予め定められた関係式を用いた倍率補正演算の結果に基づいて前記露光倍率調整手段を制御する制御工程と、
を備えることを特徴とする露光方法。
【請求項７】
前記光源装置が、光源と、前記光源の光から光束を生成する露光光束生成手段と、生成された前記光束から前記マスクに照射する露光光を光軸に略平行に調整する光束調整手段と、を含み、
前記露光倍率調整手段が、レンズと、レンズを光軸方向に移動する移動手段と、を含み、
前記制御工程が、前記移動手段により前記光束調整手段に対するレンズの位置を移動させ、前記マスクに照射する前記露光光の照射角を変更して前記露光倍率を制御することを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
前記制御工程が、前記光束調整手段に対する前記レンズの位置と前記照射角とを関連付ける非線形関数を用いて前記倍率補正演算を行うことを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
【請求項９】
前記非線形関数を、前記露光光束生成手段と、前記光束調整手段と、前記露光倍率調整手段の前記レンズと、を含む光学系において光学計算により導出された非線形関数とすることを特徴とする請求項８に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記非線形関数を、前記露光光束生成手段と、前記光束調整手段と、前記露光倍率調整手段の前記レンズと、を含む光学系において、前記光束調整手段に対する前記レンズの複数位置における前記照射角の離散値を予め測定して近似または補完した非線形関数とすることを特徴とする請求項８に記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置および露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣ等の製造に用いられる露光装置では、感光剤が塗布された被露光基板（ワーク）にマスクパターンが形成されたフォトマスクを介して光を照射して露光することにより、被露光基板上にマスクパターンを転写する方法が採られている。露光には、被露光基板とフォトマスクとを密着させた状態で平行光を照射する密着露光方式と、被露光基板とフォトマスクとの間にわずかな間隔を設けた状態で平行光を照射するプロキシミティ露光方式とがある。特に、プロキシミティ露光方式は、密着露光方式に比べてフォトマスクと被露光基板とが接触しないためにフォトマスクが汚れにくく長寿命であるという利点がある。
【０００３】
図５は、従来の露光装置の概略図である。露光装置７０は、プロキシミティ露光方式の露光装置であり、感光剤が塗布された被露光基板（以下「基板」という。）７１と、ローディングされた基板７１を真空吸着して固定する基台７２と、基台７２をＸＹ方向およびθ（回転）方向に駆動するＸＹθ駆動部７３と、所定のマスクパターンが形成され、基板７１との間に所定の間隔をもって配置されたマスク７４と、マスク７４を保持枠に真空吸着して固定し、Ｚ方向に駆動するＺ駆動部７５と、基板７１に形成されたワークアライメントマーク７６とマスク７４に形成されたマスクアライメントマーク７７との相対的な位置を観測するためのアライメント用カメラ７８と、光源装置７９とを備える。
【０００４】
光源装置７９は、基板７１に対して均等に露光するための凸レンズ８０と、光源である水銀灯８１と、入射光をできるだけ均一な光にして射出する周知のインテグレータ８２と、露光を調整するシャッタ８３と、水銀灯８１から射出された光をインテグレータ８２に集光する反射鏡８４とで構成される。
【０００５】
水銀灯８１から放出された光は、直接に、および反射鏡８４を介して間接にインテグレータ８２に照射され、シャッタ８３が開くとインテグレータ８２から凸レンズ８０に照射される。インテグレータ８２は、凸レンズ８０の焦点位置に配置されているので、凸レンズ８０に照射された光は屈折して略平行な平行光となり、マスク７４を介して基板７１を露光する。
【０００６】
また、露光装置７０では、ワークアライメントマーク７６およびマスクアライメントマーク７７をアライメント用カメラ７８で観測し、基台７２をＸＹθ方向に駆動して基板７１とマスク７４とのマスクパターンを重ね合せる。このとき、前工程で所定のパターンが形成された基板７１に対して、さらに別のパターン（マスク７４のマスクパターン）を形成する場合、既に形成されたマスクパターンとこれから形成するパターンとの位置関係にズレが生じないように露光する必要がある。
【０００７】
そこで、原版フィルム（マスク）と基板とを高精度に位置決めするために、ＣＣＤカメラ（アライメント用カメラ）の撮像エリアに原版フィルムのマークおよび基板のマークが入るように位置調整することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、マスクとプリント配線基板とに設けられた位置合わせマークを一致させる制御装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２５０２３２号公報（第４頁、第５図）
【特許文献２】特開２０００−２５０２２７号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１および特許文献２に開示された露光装置では、基板が大型になると処理液や熱等により伸縮しやすく、伸縮に伴って、既に形成されているマスクパターンも伸縮するため、この伸縮を無視して固定寸法のマスクにより新たなマスクパターンを基板に重ねて露光（重ね露光）してしまうと、作成すべきマスクパターンとズレが生じてしまうという問題点がある。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被露光基板に露光を行う際に、被露光基板またはマスクの伸縮に起因する露光のズレの発生を防止してマスクパターンの露光を迅速に且つ高精度に行うことができる露光装置および露光方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明に係る露光装置は、下記の（１）〜（５）を特徴としている。
【００１２】
（１）被感光材が塗布された被露光基板と、
所定のマスクパターンが形成されたマスクと、
前記マスクパターンを前記被露光基板に投影して露光する光源装置と、
前記被露光基板に投影する前記マスクパターンの露光倍率を調整する露光倍率調整手段と、
前記露光倍率調整手段の調整動作を制御する制御手段と、を備え
前記制御手段が、前記露光倍率調整手段の調整動作量と前記露光倍率の変化量とを関連付ける予め定められた関係式を用いた倍率補正演算の結果に基づき、前記被露光基板および前記マスクの少なくとも一方の伸縮量に対応して、前記露光倍率調整手段を制御すること。
（２）上記（１）を特徴とする露光装置において、前記光源装置が、光源と、前記光源の光から光束を生成する露光光束生成手段と、生成された前記光束から前記マスクに照射する露光光を光軸に略平行に調整する光束調整手段と、を含み、
前記露光倍率調整手段が、レンズと、レンズを光軸方向に移動する移動手段と、を含み、
前記制御手段が、前記移動手段により前記光束調整手段に対する前記レンズの位置を移動させ、前記マスクに照射する前記露光光の照射角を変更して前記露光倍率を制御すること。
（３）上記（２）を特徴とする露光装置において、前記関係式が、前記光束調整手段に対する前記レンズの位置と前記照射角とを関連付ける非線形関数であること。
（４）上記（３）を特徴とする露光装置において、前記非線形関数が、前記露光光束生成手段と、前記光束調整手段と、前記露光倍率調整手段の前記レンズと、を含む光学系において光学計算により導出された非線形関数であること。
（５）上記（３）を特徴とする露光装置において、前記非線形関数が、前記露光光束生成手段と、前記光束調整手段と、前記露光倍率調整手段の前記レンズと、を含む光学系において、前記光束調整手段に対する前記レンズの複数位置における前記照射角の離散値を予め測定して近似または補完した非線形関数であること。
【００１３】
また、前述した目的を達成するために、本発明に係る露光方法は、下記の（６）〜（１０）を特徴としている。
【００１４】
（６）被感光材が塗布された被露光基板と所定のマスクパターンが形成されたマスクとを所定の間隔をもって対向するように位置決めし、
光源装置により前記マスクパターンを前記被露光基板に投影して露光する露光方法において、
露光倍率調整手段により前記被露光基板に投影する前記マスクパターンの露光倍率を調整する露光倍率調整工程と、
前記被露光基板および前記マスクの少なくとも一方の伸縮量に対応して、前記露光倍率調整手段の調整動作量と前記露光倍率の変化量とを関連付ける予め定められた関係式を用いた倍率補正演算の結果に基づいて前記露光倍率調整手段を制御する制御工程と、
を備えること。
（７）上記（６）を特徴とする露光方法において、前記光源装置が、光源と、前記光源の光から光束を生成する露光光束生成手段と、生成された前記光束から前記マスクに照射する露光光を光軸に略平行に調整する光束調整手段と、を含み、
前記露光倍率調整手段が、レンズと、レンズを光軸方向に移動する移動手段と、を含み、
前記制御工程が、前記移動手段により前記光束調整手段に対するレンズの位置を移動させ、前記マスクに照射する前記露光光の照射角を変更して前記露光倍率を制御すること。
（８）上記（７）を特徴とする露光方法において、前記制御工程が、前記光束調整手段に対する前記レンズの位置と前記照射角とを関連付ける非線形関数を用いて前記倍率補正演算を行うこと。
（９）上記（８）を特徴とする露光方法において、前記非線形関数を、前記露光光束生成手段と、前記光束調整手段と、前記露光倍率調整手段の前記レンズと、を含む光学系において光学計算により導出された非線形関数とすること。
（１０）上記（８）を特徴とする露光方法において、前記非線形関数を、前記露光光束生成手段と、前記光束調整手段と、前記露光倍率調整手段の前記レンズと、を含む光学系において、前記光束調整手段に対する前記レンズの複数位置における前記照射角の離散値を予め測定して近似または補完した非線形関数とすること。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る露光装置および露光方法によれば、制御手段によって被露光基板およびマスクの少なくとも一方の伸縮量に対応するように露光倍率調整手段を制御して、被露光基板に投影するマスクパターンの露光倍率を調整するようにしたので、被露光基板に露光を行う際に被露光基板またはマスクの伸縮に起因する露光のズレの発生を防止してマスクパターンの露光を高精度に行うことができる。
さらに、制御手段が、露光倍率調整手段の調整動作量と前記露光倍率の変化量とを関連付ける予め定められた関係式を用いた倍率補正演算の結果に基づいて、露光倍率調整手段を制御するようにしたので、被露光基板およびマスク毎の伸縮量に応じた最適な露光倍率を自動的に且つ迅速に設定することができる。
【００１６】
また、制御手段が、露光倍率調整手段のレンズと該レンズの移動手段によりマスクに照射する露光光の照射角を変更して露光倍率を制御するようにしたので、露光倍率を容易に制御することができる。
【００１７】
前記非線形関数を、露光光束生成手段と、光束調整手段と、露光倍率調整手段のレンズとを含む光学系において光学計算により導出される非線形関数としたので、所望の照射角度を実現するレンズの位置を容易に計算することでき、これにより迅速に露光倍率を調整することができる。
【００１８】
前記非線形関数を、露光光束生成手段と、光束調整手段と、露光倍率調整手段のレンズとを含む光学系において前記光束調整手段に対する前記レンズの複数位置における前記照射角の離散値を予め測定して近似または補完した非線形関数としたので、露光装置固有の特性（より詳細には、光学系を構成する光学素子の収差に起因する誤差）を考慮した露光倍率調整が可能となり、これによりマスクパターンの露光を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る露光装置の第１実施形態の全体の構成を示す概略図、図２は図１に示す露光装置の露光倍率調整のブロック図、図３は図１に示す光源装置の光学系における倍率補正演算の非線形関数を示す表、そして図４は本発明に係る露光装置の第２実施形態の全体の構成を示す概略図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１実施形態である露光装置１０は、プロキシミティ方式の露光装置であり、感光材が塗布された被露光基板（以下、基板という。）１１と、所定のマスクパターンが形成されたマスク１２と、マスクパターンを基板１１に投影して露光する光源装置１３と、基板１１とマスク１２とを所定の間隔をもって対向するように位置決めする位置決め手段１４と、基板１１に投影するマスクパターンの露光倍率を調整する露光倍率調整手段１５と、非線形関数を用いた倍率補正演算結果に基づいて露光倍率調整手段１５を制御する制御手段１６と、を備えている。
【００２１】
光源装置１３は、光源である水銀灯１７と、入射光を均一な光にして射出する光学素子の露光光束生成手段であるインテグレータ１８と、インテグレータ１８により生成された光束を光軸に略平行に調整する光束調整手段である固定凸レンズ１９と、露光および非露光を切り替えるシャッタ２８と、水銀灯１７から射出された光をインテグレータ１８に集光する反射鏡２９とを有している。固定凸レンズ１９はインテグレータ１８と光軸を一致させて配置されている。また、インテグレータ１８と固定凸レンズ１９との間には露光倍率調整手段１５が配置されている。
【００２２】
露光倍率調整手段１５は、可動凸レンズ２０と、可動凸レンズ２０を光軸方向に移動する移動手段２１とから構成されており、移動手段２１は、駆動部３１と、ボールねじ３２とを有している。ボールねじ３２は、その長手方向が光軸と平行になるように駆動部３１に連結されている。可動凸レンズ２０は、インテグレータ１８および固定凸レンズ１９と光軸を一致させてレンズ保持部材３０により保持されており、レンズ保持部材３０はボールねじ３２の長手方向（即ち、光軸方向）に移動可能にボールねじ３２に支持されている。駆動部３１が、ボールねじ３２を正回転または逆回転させることにより、インテグレータ１８はレンズ保持部材３０と共に光軸方向に移動される。
【００２３】
位置決め手段１４は、基台２２と、ＸＹθ駆動部２３と、Ｚ駆動部２４とを有している。基台２２は、露光装置１０にローディングされる基板１１を真空吸着して固定する。ＸＹθ駆動部２３は、制御手段１６の入力信号に応じて、基台２２を水平方向、即ちＸ方向およびＹ方向に、また中心点においてＺ軸回りの回転方向（θ方向）に移動または回転させる。Ｚ駆動部２４は、マスク１２を保持枠に真空吸着して固定するとともに、基板１１とマスク１２との間の微少間隔Ｌ１を不図示のセンサ等により測定し、微少間隔Ｌ１を一定に保つように、マスク１２をＺ方向（鉛直方向）に移動させる。また微小間隔Ｌ１は電気信号に変換されて制御手段１６に出力される。
【００２４】
基板１１の周縁部には、一対のワークアライメントマーク２６、２６が形成されており、マスク１２の周縁部には、ワークアライメントマーク２６，２６にそれぞれ対応する一対のマスクアライメントマーク２７，２７が形成されている。マスクアライメントマーク２７，２７の鉛直上方には、一対のアライメント用カメラ２５，２５が配置されている。アライメント用カメラ２５は基板１１に形成された一対のワークアライメントマーク２６と、マスク１２に形成された一対のマスクアライメントマーク２７とを撮影する。アライメントカメラ２５，２５で得られる画像データは電気信号として制御手段１６に出力される。
【００２５】
アライメント用カメラ２５，２５は、前工程で所定のパターンが形成された基板１１に対して別のパターン（マスク１２のマスクパターン）を形成する場合に、既に形成されたパターンとこれから形成するマスクパターンとの位置のズレを防止するために用いられる。また、基板１１またはマスク１２が露光時に受けた熱等により伸縮した場合に、基板１１とマスク１２との相対的な伸縮量を正確に測定するためにも用いられる。
【００２６】
図１および図２に示すように、制御手段１６は、制御回路部３３とドライバ３４とを有しており、制御回路部３３は、周知のＣＰＵ（即ち、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（即ち、Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、等（いずれも不図示）から構成されている。制御回路部３３は、一対のアライメント用カメラ２５，２５の画像データからワークアライメントマーク２６、２６とマスクアライメントマーク２７、２７との相対的な位置情報を検出し、該位置情報から基板１１とマスク１２との相対的な伸縮量を検出し、該伸縮量から必要とされる露光倍率を計算し、該露光倍率を達成する露光光の照射角（即ち、固定凸レンズ１９からマスク１２に照射される有効な露光光が光軸となす最大角度であるデクリネーション角）を算出する。制御回路部３３は固定凸レンズ１９に対する可動凸レンズ２０の位置と照射角とを関連付ける非線形関数を用いた倍率補正演算回路を内蔵しており、算出された照射角から可動凸レンズ２０の位置を計算して倍率補正演算結果に応じた電気信号をドライバ３４に出力する。ドライバ３４は、入力された電気信号に応じて駆動部３１を駆動する。
【００２７】
制御回路部３３の倍率補正演算に用いられる非線形関数は、インテグレータ１８と固定凸レンズ１９と可動凸レンズ２０とから構成される光学系において、光学計算により導出された非線形関数であるか、若しくは固定凸レンズ１９に対する可動凸レンズ２０の複数位置における前記照射角の離散値を予め測定して近似または補完した非線形関数である。  例えば、以下に示す光学条件における計算結果と、同一の光学条件および測定条件における実験結果とに基づいて図３に示す非線形関数が得られる。
［光学条件］
可動凸レンズ２０の入射面フラット、射出面ｒ−４３０ｍｍ、厚み１４．９ｍｍ、材料ＢＫ７、
固定凸レンズ１９の入射面ｒ４３０ｍｍ、射出面ｒ−４３０ｍｍ、厚み３７ｍｍ、材料ＢＫ７、
インテグレータ１８の射出面から固定凸レンズ１９入射面までの間隔３１５ｍｍ、
［計算］
可動凸レンズ２０の固定凸レンズ１９に対する位置を５０ｍｍ〜２５０ｍｍまで移動させた時の固定凸レンズ１９のｒ＝１００ｍｍの位置でのデクリネーション角度（tan）を計算する。
［測定条件］
マスク１２と基板１１とのギャップ（微少間隔Ｌ１）を１００μｍとして、可動凸レンズ２０の固定凸レンズ１９に対する位置を、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、２５０ｍｍと変化させる。
［実験］
露光および現像を行い、可動凸レンズ２０の各位置での露光倍率を測定する。
【００２８】
可動レンズ２０が５０ｍｍの位置にある場合、デクリネーション角度は、実験値が０．０２５であり、計算値は０．０３であった。また、可動レンズ２０が１００ｍｍの位置にある場合、デクリネーション角度は、実験値が０．０１５であり、計算値は０．０１７５であった。可動レンズ２０が１５０ｍｍの位置にある場合、デクリネーション角度は、実験値が０．００５であり、計算値は０．００であった。また、可動レンズ２０が２００ｍｍの位置にある場合、デクリネーション角度は、実験値が−０．０２５であり、計算値は０．０２であった。そして、可動レンズ２０が２５０ｍｍの位置にある場合、デクリネーション角度は、実験値が−０．０４５であり、計算値は０．０４である。
【００２９】
次に、露光装置１０の動作について説明する。
【００３０】
マスク１２が、その中心位置を露光光の光軸上に配置するように、Ｚ駆動部２４の保持枠に固定される。
【００３１】
基台２２に固定された基板１１とＺ駆動部２４の保持枠に固定されたマスク１２との正確な位置合わせを行うに際して、制御手段１６が、基板１１のアライメントマーク２６、２６を結ぶ線とマスク１２のアライメントマーク２７，２７を結ぶ線とが互いに重なり、且つ両線の中点同士が重なるようにＸＹθ駆動部２３を駆動させて基板１１の位置を調整する（以下、アライメント調整という。）。これは、アライメント用カメラ２５，２５から得られた画像データに基づき、制御手段１６の制御回路部３３により移動すべきＸ、Ｙ、θの値を算出し、算出結果に応じた電気信号がＸＹθ駆動部２３に与えられることにより行われる。これにより、基板１１およびマスク１２の中心位置は露光光の光軸上に一直線に整列する。また、基板１１とマスク１２との間には所定の微小間隔Ｌ１が保たれている。
【００３２】
基板１１またはマスク１２が伸縮している場合、アライメント調整した後に、ワークアライメントマーク２６とマスクアライメントマーク２７との間にズレ量Δが発生する。即ち、基板１１とマスク１２とは本来Δ＝０になるように設計されているが、ワークアライメントマーク２６，２６間またはマスクアライメントマーク２７，２７間の伸縮によりΔ≠０となる。Δの値はアライメント用カメラ２５、２５から得られた画像データから制御手段１６の制御回路部３３により求められ、制御手段１６内の不図示のメモリに記憶される。
【００３３】
基板１１またはマスク１２が伸縮している場合、マスク１２に形成されたマスクパターンを正確に基板１１に露光するためには、ワークアライメントマーク２６とマスクアライメントマーク２７との間のズレ量Δと、微小間隔Ｌ１と、に基づいてマスクパターンの露光倍率を調整する必要がある。そこで、露光倍率調整手段１５の移動手段２１により、固定凸レンズ１９に対する可動凸レンズ２０の位置を光軸方向に移動してインテグレータ１８により生成された光束の固定凸レンズ１９への入射角を変更することにより、固定凸レンズ１９からマスク１２に照射される露光光の照射角を変更して露光倍率を調整する。
【００３４】
制御手段１６のメモリに記憶されたズレ量Δと微小間隔Ｌ１とから、必要とされる照射角が制御手段１６の制御回路部３３により算出される。制御回路部３３は、固定凸レンズに対する可動凸レンズ２０の位置と前記照射角とを関連付ける非線形関数を内蔵する倍率補正演算回路を有しており、該非線形関数を用いて、前記算出された照射角から可動凸レンズ２０の位置が設定される。
【００３５】
そして、設定された可動凸レンズ２０の位置に基づき、制御手段１６のドライバ３４が露光倍率調整手段１５の移動手段２１の駆動部３１に駆動電流を出力し、駆動部３１がボールねじ３２を正回転または逆回転させてレンズ保持部材３０と共に可動凸レンズ２０を光軸方向に移動させ、可動凸レンズ２０が所定の位置に配置される。これにより所望の露光倍率が設定される。
【００３６】
この状態で光源装置１３のシャッタ２８が開くと、水銀灯１７から放射された光が、直接的に、および反射鏡２９を介して間接的にインテグレータ１８に入射し、インテグレータ１８により生成された光束が、可動凸レンズ２０および固定凸レンズ１９を屈折して透過し、所望の照射角をもってマスク１２に照射される。これにより、マスク１２のマスクパターンが、設定された所望の露光倍率において正確に基板１１に露光される。
【００３７】
上述した露光装置１０によれば、制御手段１６による非線形関数を用いた露光倍率の倍率補正計算結果に基づいて、露光倍率調整手段１５が、基板１１に投影するマスクパターンの露光倍率を調整する。従って、大型の基板に重ね露光する場合でも、基板１１またはマスク１２の伸縮に起因する露光のズレの発生が防止され、それによって、マスクパターンの露光を高精度に行うことができる。また、マスク１２に照射する露光光の照射角を変更して露光倍率を制御するので、露光倍率を容易に制御することができる。さらに、固定凸レンズ１９に対する可動凸レンズ２０の位置と照射角とを関連付ける予め定められた非線形関数を用いて倍率補正演算を行うことにより、基板１１およびマスク１２毎の伸縮量に応じた最適な露光倍率を自動的に且つ迅速に設定することができる。
【００３８】
次に、図４を参照して、本発明に係る露光装置の第２実施形態を説明する。尚、第２実施形態において、上述の第１実施形態である露光装置１０と同様の部材等については、図中に同一符号を付することにより、説明を省略する。
【００３９】
図４に示すように、本発明の第２実施形態である露光装置４０は、基板１１と、マスク１２と、位置決め手段１４と、露光倍率調整手段１５と、制御手段１６と、光源装置４１と、アライメント用カメラ２５、２５とを備えている。
【００４０】
光源装置４１は、水銀灯１７と、水銀灯１７から射出された光を集光する反射鏡２９と、反射鏡２９で反射された光を反転させてインテグレータ１８に集光する光路反転用の平面鏡４２と、インテグレータ１８と、インテグレータ１８により生成された光束を反転させてマスク１２に略垂直に照射する凹面鏡４３とを有している。そして、インテグレータ１８と凹面鏡４３との間には露光倍率調整手段１５が配置されている。
【００４１】
露光装置４０においては、基板１１またはマスク１２が伸縮している場合に、制御手段１６が必要とされる露光倍率を計算し、該露光倍率を達成する露光光の照射角（即ち、凹面鏡４３からマスク１２に照射される露光光が光軸となす最大角度であるデクリネーション角）を算出する。算出された照射角に基づき非線形関数を用いた倍率補正演算により凹面鏡４３に対する可動凸レンズ２０の位置を設定し、移動手段２１を制御することにより可動凸レンズ２０を所定の位置に配置する。
【００４２】
そして、水銀灯１７から射出された光が、直接的に、および反射鏡２９を介して間接的に平面鏡４２に照射され、平面鏡４２により反転された光がインテグレータ１８に集光され、可動凸レンズ２０を介して凹面鏡４３に到達する。そして、凹面鏡４３で反射された露光光は所望の照射角においてマスク１２に照射され、マスク１２のマスクパターンが所望の露光倍率において正確に基板１１に露光される。
【００４３】
上述した露光装置４０によれば、制御手段１６による非線形関数を用いた露光倍率の倍率補正計算結果に基づいて、露光倍率調整手段１５が基板１１に投影するマスクパターンの露光倍率を調整する。従って、大型の基板に重ね露光する場合でも、基板１１またはマスク１２の伸縮に起因する露光のズレの発生が防止され、それによって、マスクパターンの露光を高精度に行うことができる。また、マスク１２に照射する露光光の照射角を変更して露光倍率を制御するので、露光倍率を容易に制御することができる。さらに、凹面鏡４３に対する可動凸レンズ２０の位置と照射角とを関連付ける予め定められた非線形関数を用いて倍率補正演算を行うことにより、基板１１およびマスク１２毎の伸縮量に応じた最適な露光倍率を自動的に且つ迅速に設定することができる。
【００４４】
尚、本発明の露光装置は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
【００４５】
例えば、露光倍率調整手段１５の可動凸レンズ２０を駆動させる移動手段２１としては、図示したレンズ保持部材３０とボールねじ３２と駆動部３１との組み合わせに代えて、空気や液体等の流体を用いた駆動手段や、歯車とリンクとの組み合わせ機構を適用することができる。
【００４６】
また、上記実施形態においては、露光倍率調整手段１５に可動凸レンズ２０を設け、可動凸レンズ２０を固定凸レンズ１９に対して移動させるようにしたが、可動凸レンズ２０を省いてインテグレータ１８を固定凸レンズ１９に対して移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る露光装置の第１実施形態の全体の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す露光装置の露光倍率調整のブロック図である。
【図３】図１に示す光源装置の光学系における倍率補正演算の非線形関数を示す表である。
【図４】本発明に係る露光装置の第２実施形態の全体の構成を示す概略図である。
【図５】従来の露光装置の全体の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０，４０  露光装置
１１        基板（被露光基板）
１２        マスク
１３，４１  光源装置
１４        位置決め手段
１５        露光倍率調整手段
１６        制御手段
１７        水銀灯（光源）
１８        インテグレータ（露光光束生成手段）
１９        固定レンズ（光束調整手段）
２０        可動レンズ（レンズ）
２１        移動手段
４３        凹面鏡（光束調整手段）
【図１】
2006098650.tif 000003
【図２】
2006098650.tif 000004
【図３】
2006098650.tif 000005
【図４】
2006098650.tif 000006
【図５】
2006098650.tif 000007