(57)【要約】【課題】  露光装置における被描画体に照射する光の光量が適正であるかを監視する機構を簡易にする。【解決手段】  露光装置１０は基台１１、本体構造体２０、およびステージ３０を備える。ステージ３０は基台１１上で２次元方向に移動可能である。本体構造体２０を門型に形成する。基台１１上にステージ３０を跨ぐように本体構造体２０を設ける。本体構造体２０に投影光学系２２を設ける。投影光学系２２に垂直に入射する光がステージ３０に対して垂直な光を出射するように投影光学系２２を配置する。ステージ３０上に平面状の反射鏡３３を設ける。反射鏡３３をステージ３０に対して傾けて固定する。本体構造体２０にライトガイド２４を設ける。投影光学系２２から出射される光が反射鏡３３に入射すると、反射光が入射する位置にライトガイド２４の入射端２５を固定する。ライトガイド２４の出射端に測光手段を設ける。【選択図】        図３
2006086152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光が入射され、被描画体に照射する投影光学系と、
前記投影光学系と相対する面である露光面に前記被描画体を載置する露光エリアと前記投影光学系から照射される光の光路に対し非垂直である面を有する光反射手段とが設けられ、前記光路と交わる平面上を移動可能なステージと、
前記投影光学系から照射される光が前記反射手段に入射する位置に、前記ステージを移動する時、前記反射手段により反射された反射光が入射端に入射するライトガイドと、
前記ライトガイドの出射端側に配置され、前記出射端から出射する光の光量を検出する光量検出手段と
を備えることを特徴とする露光装置の光量検出機構。
【請求項２】
前記露光面が平面であることを特徴とする請求項１に記載の光量検出機構。
【請求項３】
前記光反射手段が平面を有する反射鏡であって、前記平面において前記投影光学系から照射される光を反射することを特徴とする請求項１に記載の光量検出機構。
【請求項４】
前記露光面が平面であって、前記反射鏡の平面と前記露光面とが交わる関係にあることを特徴とする請求項３に記載の光量検出機構。
【請求項５】
前記露光面が前記光路に対して垂直であることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の光量検出機構。
【請求項６】
光源と、
前記光源から出射された光が入射され、被描画体に照射する投影光学系と、
前記投影光学系と相対する面である露光面に前記被描画体を載置する露光エリアと前記投影光学系から照射される光の光路に対し非垂直である面を有する光反射手段とが設けられ、前記光路と交わる平面上を移動可能なステージと、
前記投影光学系から照射される光が前記反射手段に入射する位置に、前記ステージを移動する時、前記反射手段により反射された反射光が入射端に入射するライトガイドと、
前記ライトガイドの出射端に配置され、前記出射端から出射する光の光量を検出する光量検出手段と
を備えることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置において被描画体を照射する光が適正な光量であるかについて監視するための光量検出機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体等の微細加工は露光装置により行われている。露光装置では光源から出た光に露光パターンを描いたマスクをかけて被描画体に投影したり、変調素子により変調させた光を被描画体に直接照射することにより、被描画体の表面を感光させて微細加工が行われる。このような露光装置において、被描画体に照射される光の光量が設計上の適正範囲から外れると、被描画体への描画精度が落ちてしまう。
【０００３】
そこで、光源から投影光学系の間に分光器を配置し、分光器で分光された一方の光を光量センサで検出して光量を制御することが開示されている（特許文献１参照）。しかし、分光器から投影光学系までの間の光学系に光学的損失が生じる場合は被描画体に照射される光の光量を正確に検知できなかった。
【０００４】
また被描画体を設置するステージに光量センサを設け、投影光学系から出射される光の光量を直接検知することが考えられた。しかし、このような方法では、露光を行う際に投影光学系から出射される光の光路から光量センサを移動可能な構成にする必要があり、光量センサの移動機構が複雑となってしまう問題があった。
【特許文献１】特開平１１−６６６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明では投影光学系から出射される光の光量を直接検知することが可能であって簡易な構成とする露光装置の光量検出機構の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の露光装置の光量検出機構は、光源から出射された光が入射され被描画体に照射する投影光学系と、投影光学系と相対する面である露光面に被描画体を載置する露光エリアと投影光学系から照射される光の光路に対し非垂直である面を有する光反射手段とが設けられ光路と交わる平面上を移動可能なステージと、投影光学系から照射される光が反射手段に入射する位置にステージを移動する時反射手段により反射された反射光が入射端に入射するライトガイドと、ライトガイドの出射端側に配置され出射端から出射する光の光量を検出する光量検出手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
露光面が平面であることが好ましく、光反射手段が平面を有する反射鏡であって平面において投影光学系から照射される光を反射することが好ましい。さらに反射鏡の平面と露光面とが交わる関係にあることが好ましい。また、露光面が光路に対して垂直であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の露光装置は、光源と、光源から出射された光が入射され被描画体に照射する投影光学系と、投影光学系と相対する面である露光面に被描画体を載置する露光エリアと投影光学系から照射される光の光路に対し非垂直である面を有する光反射手段とが設けられ光路と交わる平面上を移動可能なステージと、投影光学系から照射される光が反射手段に入射する位置にステージを移動する時反射手段により反射された反射光が入射端に入射するライトガイドと、ライトガイドの出射端側に配置され出射端から出射する光の光量を検出する光量検出手段とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被描画体に照射される光の光量を直接検知することが可能な光量検出機構の構成を簡易にすることが可能であって、更に光量検出手段を露光装置の外部に設けることが可能であるため配置上の制限も緩和される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態である光量検出機構を導入した露光装置の概略を示す斜視図である。露光装置は、プリント回路基板を製造するための基板上に形成されたフォトレジスト層に回路パターンを露光するように構成される。
【００１１】
露光装置１０は基台１１、本体構造体２０、およびステージ３０によって構成される。平面状のステージ３０は基台１１の上に搭載され、基台１１上の２次元方向（符号ｘ、ｙ参照）にステッピングモータなどの駆動機構（図示せず）により移動可能である。被描画体（図示せず）はクランプなどの固定手段（図示せず）によりステージ３０上に固定される。
【００１２】
本体構造体２０は門型であり、ステージ３０を跨ぐようにして基台１１上に設けられる。本体構造体２０には上面から下面に貫通する孔２１が設けられる。孔２１には複数のレンズ（図示せず）を有する投影光学系２２が設けられる。投影光学系２２は基台１１およびステージ３０に対し垂直に固定され、投影光学系２２に垂直に入射する光はステージ３０に対し垂直に出射される。したがって、ステージ３０は投影光学系２２から出射される光の光路と垂直である平面上を移動可能である。
【００１３】
投影光学系２２の上側に透明な板部材であるレチクル２３が固定される。レチクル２３上には、描画すべき微細なパターンが描かれる。光源（図示せず）から照射された光は光ファイバケーブル束（図示せず）を介してレチクルに導かれ、レチクル２３に光が照射される。
【００１４】
レチクル２３に光が照射されると、レチクル２３上に描かれたパターンがステージ３０上の被描画体に転写される。すなわち、被描画体上面に形成されたフォトレジスト層においてレチクル２３上のパターンに応じた光が照射され、照射された部分だけが感光する。照明光の強度は被描画体のフォトレジスト層の感度に応じて調整される。
【００１５】
光源から出射された光はレチクル２３を介して投影光学系２２に入射され、所定の大きさのパターンで描画されるように投影光学系２２において投影する倍率の調整が行われて被描画体に照射される。
【００１６】
図２はステージの平面図である。ステージ３０の上側に投影光学系２２と相対する露光面３１が平面状に成形される。露光面３１の略全面に露光エリア３２が、端部に平面状の反射鏡３３が設けられる。被描画体は露光エリア３２上に載置され固定される。描画をする時は、ステージ３０を移動させることにより、投影光学系２２から出射される光が露光エリア３２に照射される。光量を測定する時は、ステージ３０を移動させることにより、投影光学系２２から出射される光が反射鏡３３に照射される。
【００１７】
図３は露光装置の正面図であって、光量を検出するためにステージを移動させた状態を示す図である。反射鏡３３はステージ３０に対して所定の角度に固定される。したがって、反射鏡３３の平面は露光面３１と平行でなく交わる関係であり、投影光学系２２から照射される光の光路に対しては非垂直な面である。
【００１８】
本体構造体２０にはライトガイド２４が設けられる。投影光学系２２から反射鏡３３に入射される光の反射光がライトガイド２４の入射端２５に導かれる位置に、ライトガイド２４の入射端は固定される。ライトガイド２４は筒状の支持具２６により本体構造体２０に固定される。
【００１９】
ライトガイド２４の出射端（図示せず）はフォトダイオード等の測光手段（図示せず）と光学的に接続される。ライトガイド２４の出射端から出射する光の光量が測光手段により検出される。
【００２０】
以上のような構成によれば、測光手段を露光装置内部で移動させる構成にする必要が無く、簡易な構成とすることが出来る。また、測光手段はライトガイドに光学的に接続されていればよいので、測光手段を配置する位置の制約を緩和することが出来る。さらに測光手段のみを暗室内に配置することも可能であるため、露光装置内部に測光手段を配置する場合に比べて外来光の影響を低くすることが可能である。
【００２１】
なお、測光手段において光量の相対変化を監視する場合は、反射鏡において投影光学系から出射される光の光束をすべて反射させる必要は無く、一部を反射させる構成であってもよい。一部を反射させる構成である場合は、被描画体への照射光の光量の適正な範囲に相当する、反射される一部の光の光量の範囲を予め検定しておけばよい。
【００２２】
また、反射鏡において投影光学系から出射される光の一部を反射させる構成であれば、反射鏡は本実施形態のように平面でなく、一部が平面であったり、曲面であってもよく、投影光学系からの照射光に対して非垂直となる面を有すればよい。非垂直となる面を有すれば、反射鏡における反射光をライトガイドの入射端に導くことが可能だからである。
【００２３】
なお、本実施形態はレチクルを用いたパターン描画を行う露光装置に光量検知機構を備えているが、光源から出射された光をＤＭＤ素子等を用いた露光ユニットにより変調して直接描画を行う直接描画装置に適用してもよい。
【００２４】
なお、本実施形態においてステージは投影光学系から出射される光の光路に対して垂直な平面上を移動可能であるが、光路と交わる平面上を移動可能な構成であってもよい。光路に平行な方向以外、すなわち光路と交わる平面方向に移動可能であれば、投影光学系から出射する光を露光エリアあるいは反射鏡のいずれかに照射するように切替えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態である光量検出機構を適用した露光装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】ステージの概略構成を示す平面図である。
【図３】露光装置の正面図であって、光量を検出するためにステージを移動させた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  露光装置
２０  本体構造体
２１  孔
２２  投影光学系
２４  ライトガイド
２５  入射端
３０  ステージ
３１  露光面
３２  露光エリア
３３  反射鏡
【図１】
2006086152.tif 000003
【図２】
2006086152.tif 000004
【図３】
2006086152.tif 000005