(57)【要約】【課題】露光装置において、千鳥配列された複数の投影光学系を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらを低減することができるようにする。【解決手段】露光装置１００は、照明光源２と、第１の軸線を中心として千鳥配列された複数の開口部が形成され、複合開口領域と、単独開口領域と、が交互に形成されている視野絞り３と、露光光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂによる光像を、それぞれ被露光体６に投影する複数の投影光学系と、照明光源２から被露光体６までの間の露光光の光路上に配置され、平面視にて少なくとも単独開口領域とそれぞれ重なる被露光体６上の光量補正領域に照射される露光光の光量を低減する光透過量低減部材と、を備える。【選択図】図１
2019028084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光を発生する光源と、
平面視において第１の軸線に沿う第１の方向の開口量が前記第１の軸線に交差する第２の軸線に沿う第２の方向において一定となるように、前記第１の軸線を中心として千鳥配列された複数の開口部が形成され、前記第１の方向において前記複数の開口部のうちの２つが間をあけて隣り合う複合開口領域と、前記第１の方向において前記複数の開口部のうちの１つが開口する単独開口領域と、前記第２の方向において交互に形成されており、前記光源と露光用フォトマスクとの間に前記複数の開口部が位置するように配置された絞り部材と、
前記絞り部材の前記複数の開口部のそれぞれと対向して配置され、前記複数の開口部のそれぞれを透過した前記露光光による光像を、それぞれ露光対象物に投影する複数の投影光学系と、
前記光源から前記露光対象物までの間の前記露光光の光路上に配置され、平面視にて少なくとも前記単独開口領域とそれぞれ重なる前記露光対象物上の光量補正領域に照射される前記露光光の光量を低減する光透過量低減部材と、
を備える、露光装置。
【請求項２】
前記光透過量低減部材は、
平面視にて少なくとも前記単独開口領域と重なる前記露光対象物上の第１の光量補正領域に照射される前記露光光の光量を低減する第１の光透過量低減部と、
前記第１の光透過量低減部と前記第２の方向において隣接して設けられ、平面視にて前記複合開口領域と重なる前記露光対象物上の第２の光量補正領域に照射される前記露光光の光量を低減する第２の光透過量低減部と、
を備える、請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１の光透過量低減部は、
前記露光量の透過率を均一に低下させる均一濃度フィルタからなり、
前記第２の光透過量低減部は、
前記第２の方向において前記第１の光透過量低減部と隣接する部位から離れるにつれて前記露光量の透過率が増大する傾斜濃度フィルタからなる、
請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記光透過量低減部材は、
前記投影光学系と前記露光対象物との間に配置された、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば液晶装置などに用いられる大型基板にパターン形成を行う装置として走査型露光装置が知られている。
このような走査型露光装置の一例としては、特許文献１に記載の露光装置が挙げられる。
特許文献１に記載の露光装置では、照明光でマスクを照明し、マスクに形成されたパターンの像を複数の投影光学系によって被露光体であるプレートに露光する。
マスクとプレートとは、同期して同速度で、投影光学系に対してＸ方向に移動することができる。投影光学系は、それぞれ正立等倍実結像系で構成され、Ｘ方向に直交するＹ方向に沿って千鳥配列されている。
照明光は、各投影光学系の各光軸上に配列されたＸ方向において二辺が対向する平行四辺形の視野絞りを通して、マスクに照射される。各視野絞りは、Ｙ方向における対辺が、走査方向であるＸ方向から見て重なる位置関係に配置されている。
各投影光学系は、マスクに形成されたパターンの画像を、平面視において千鳥配列された複数の平行四辺形状の光像として、プレートに投影する。しかし、各投影光学系に対してマスクおよびプレートがＸ方向に移動することによって、各光像がプレートの表面をＸ方向に走査する。このため、Ｘ方向の走査が終了すると、マスクの全面の画像によってプレートが露光される。
このような露光装置では、走査方向において、単一の視野絞りを通過した光によって露光される第１の領域と、Ｙ方向に隣り合う２つの視野絞りを通過した光によって露光される第２の領域とが発生する。各視野絞りの形状および配列は、第１の領域における走査露光量と、第２の領域における走査露光量とが等しくなるように設定されている。
特許文献１の露光装置は、照度センサによって、照明光の照明強度も各視野絞り上で光強度が均一になるように制御する。
このような露光装置は、マスクに形成されたパターンを、プレートに正確に転写することによって、マスクのパターンをプレート上に複製している。
【０００３】
特許文献２に記載の投影露光方法では、走査型露光装置において、投影光学系の投影領域の重ね合わせ誤差に起因する「画面分かれ」を抑制するため、レクチルのパターンの描画位置と基板の搬送位置とを光学系の光軸に垂直かつ走査方向に垂直な方向に所定量ずらすことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１６０８８７号公報
【特許文献２】特開平１０−６２８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の走査型露光装置では、種々の要因によって、マスクにおけるパターンとプレート上の露光パターンとの間に、製造誤差が生じる。
例えば、マスクに均一性が高い格子状パターンを有する場合、個々のパターンの線幅同士を比較しても視認困難な変動であっても、一定の領域における線幅が全体的に変化していると、濃淡むらとして容易に視認できてしまう場合がある。例えば、液晶装置に用いられるカラーフィルタのブラックマトリクスパターンなどは、特にこのようなムラが視認されやすい。
このため、露光装置の走査方向に沿って発生するパターンの線幅などの変動は抑制される必要がある。
本発明者は、上述のような走査型露光装置において、各視野絞りに対応する各露光光量を正確に一致させても、視野絞りの配置ピッチに対応するピッチでパターンの濃度むらが発生する現象を発見した。本発明者がこの現象を鋭意検討したところ、この濃度むらは、走査方向に延びる帯状の領域でパターンの線幅がわずかに狭くなっているために発生していることが分かった。さらに、濃度むらが発生する領域は、隣り合う視野絞りによる露光領域が重なる継ぎ目領域であることも分かった。
この問題は、複数の投影光学系を用いる走査型露光装置に特有の問題である。例えば、液晶装置の高精細化などの要求が高まるにつれて、このような線幅のむらをさらに低減していく技術が強く求められている。
このような継ぎ目領域における濃度むらは、例えば、特許文献２における「画面分かれ」とは異なる現象であり、特許文献２に記載の方法では解決されない。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、千鳥配列された複数の投影光学系を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらを低減することができる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の態様の露光装置は、露光光を発生する光源と、平面視において第１の軸線に沿う第１の方向の開口量が前記第１の軸線に交差する第２の軸線に沿う第２の方向において一定となるように、前記第１の軸線を中心として千鳥配列された複数の開口部が形成され、前記第１の方向において前記複数の開口部のうちの２つが間をあけて隣り合う複合開口領域と、前記第１の方向において前記複数の開口部のうちの１つが開口する単独開口領域と、前記第２の方向において交互に形成されており、前記光源と露光用フォトマスクとの間に前記複数の開口部が位置するように配置された絞り部材と、前記絞り部材の前記複数の開口部のそれぞれと対向して配置され、前記複数の開口部のそれぞれを透過した前記露光光による光像を、それぞれ露光対象物に投影する複数の投影光学系と、前記光源から前記露光対象物までの間の前記露光光の光路上に配置され、平面視にて少なくとも前記単独開口領域とそれぞれ重なる前記露光対象物上の光量補正領域に照射される前記露光光の光量を低減する光透過量低減部材と、を備える。
【０００８】
上記態様の露光装置においては、前記光透過量低減部材は、平面視にて少なくとも前記単独開口領域と重なる前記露光対象物上の第１の光量補正領域に照射される前記露光光の光量を低減する第１の光透過量低減部と、前記第１の光透過量低減部と前記第２の方向において隣接して設けられ、平面視にて前記複合開口領域と重なる前記露光対象物上の第２の光量補正領域に照射される前記露光光の光量を低減する第２の光透過量低減部と、を備えてもよい。
【０００９】
上記態様の露光装置においては、前記１の光透過量低減部は、前記露光量の透過率を均一に低下させる均一濃度フィルタからなり、前記２の光透過量低減部は、前記第２の方向において前記第１の光透過量低減部と隣接する部位から離れるにつれて前記露光量の透過率が増大する傾斜濃度フィルタからなってもよい。
【００１０】
上記態様の露光装置においては、前記光透過量低減部材は、前記投影光学系と前記露光対象物との間に配置されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の露光装置によれば、千鳥配列された複数の投影光学系を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態の露光装置の一例を示す模式的な正面図である。
【図２】図１におけるＡ視の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の露光装置に用いる露光用フォトマスクの一例を示す模式的な平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の露光装置に用いる露光用フォトマスクのマスクパターンの一例を示す模式的な拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の露光装置に用いられる視野絞りの一例を示す模式的な平面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の露光装置の主要部の構成を示す模式的な部分断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の露光装置に用いられる光透過量低減部材の一例を示す模式的な平面図である。
【図８】図７におけるＢ−Ｂ線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。
【図９】比較例の露光について説明する模式図である。
【図１０】比較例の露光における実効的な露光量について説明する模式図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の露光装置における露光について説明する模式図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の露光装置の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。
【図１３】本発明の第２の実施形態の露光装置に用いられる光透過量低減部材の一例を示す模式的な平面図である。
【図１４】図１３におけるＤ−Ｄ線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。
【図１５】本発明の第２の実施形態の露光装置の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。
【図１６】本発明の第３の実施形態の露光装置に用いられる光透過量低減部材の一例を示す模式的な平面図である。
【図１７】図１６におけるＥ−Ｅ線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。
【図１８】本発明の第３の実施形態の露光装置の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。
【図１９】本発明の第３の実施形態の変形例の露光装置の光透過量低減部材の透過率分布を示す模式的なグラフである。
【図２０】本発明の第３の実施形態の変形例の露光装置の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１４】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の露光装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の露光装置の一例を示す模式的な正面図である。図２は、図１におけるＡ視の平面図である。図３は、本発明の第１の実施形態の露光装置に用いる露光用フォトマスクの一例を示す模式的な平面図である。図４は、本発明の第１の実施形態の露光装置に用いる露光用フォトマスクのマスクパターンの一例を示す模式的な拡大図である。図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の露光装置に用いられる視野絞りの一例を示す模式的な平面図である。図６は、本発明の第１の実施形態の露光装置の主要部の構成を示す模式的な部分断面図である。図７は、本発明の第１の実施形態の露光装置に用いられる光透過量低減部材の一例を示す模式的な平面図である。図８は、図７におけるＢ−Ｂ線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。図８のグラフの横軸はＸ方向の位置、縦軸は透過率を表す。
なお、各図面は模式図のため、形状および寸法は誇張されている（以下の図面も同様）。
【００１５】
図１、２に示す露光装置１００は、複数の投影光学系によって、フォトマスク１（露光用フォトマスク、図１参照）の露光用パターンを被露光体６（露光対象物）に等倍走査露光する走査型露光装置である。
露光装置１００の詳細構成について説明する前に、フォトマスク１の一例について説明する。
【００１６】
図３に示すように、フォトマスク１は、光透過性基板１Ａと、マスク部１Ｂと、を備える。
光透過性基板１Ａは、露光装置１００の照明光を透過できる光透過性を有する適宜の基板の使用が可能である。例えば、光透過性基板１Ａは、ガラス基板によって構成されてもよい。光透過性基板１Ａの外形は特に限定されない。図３に示す例では、光透過性基板１Ａの外形は平面視矩形状である。
【００１７】
マスク部１Ｂは、露光装置１００によって被露光体６に投影される露光用パターンとなるマスクパターンＰを備える。マスクパターンＰは、例えば、光透過性基板１Ａ上に積層された金属などの遮光層がパターニングされて構成される。
等倍露光の露光装置１００に用いるマスクパターンＰは、被露光体６に形成する露光パターンと同一の形状にすればよい。
マスクパターンＰは、光透過性基板１Ａの表面において、光透過性基板１Ａの長辺に沿うｙ方向と、光透過性基板１Ａの短辺に沿うｘ方向と、に２次元的に形成されている。
光透過性基板１Ａ上におけるマスクパターンＰの位置を記述するため、ｘ方向にはｘ座標軸が、ｙ方向にはｙ座標軸がそれぞれ設定されている。図３では、一例として、光透過性基板１Ａの外形の一頂点を原点Ｏとするｘ座標軸とｙ座標軸とが設定されている。ただし、ｘｙ座標系の原点Ｏは、光透過性基板１Ａにおける適宜の位置に設定されていてもよい。
【００１８】
マスクパターンＰの具体的な形状は、露光パターンに必要な適宜の形状である。
以下では、マスクパターンＰの一例として、光透過部の平面視形状が矩形格子の場合の例で説明する。このような矩形格子状の露光パターンは、例えば、液晶装置におけるカラーフィルタに用いられるブラックマトリクス（ＢＭ）を形成するために用いられてもよい。
【００１９】
図４にマスクパターンＰの拡大図を示す。
マスクパターンＰは、平面視矩形状の遮光部１ｂが、ｘ方向およびｙ方向において矩形格子状に配列されている。例えば、遮光部１ｂの配列ピッチは、ｘ方向ではＰｘ、ｙ方向ではＰｙである。例えば、フォトマスク１がＢＭ形成用の場合には、ピッチＰｘ（Ｐｙ）は、ｘ方向（ｙ方向）におけるサブ画素の配列ピッチに一致している。
各遮光部１ｂの間には、光透過性基板１Ａ（図３参照）の表面が露出した光透過部１ａが形成されている。光透過部１ａは、ｘ方向に延びる第１線状部１ａｘと、ｙ方向に延びる第２線状部１ａｙとに分けられる。
第１線状部１ａｘは、一定の線幅Ｌ１ｙを有する。同じく第２線状部１ａｙは、一定の線幅Ｌ１ｘを有する。例えば、フォトマスク１がＢＭ形成用の場合には、線幅Ｌ１ｙ、Ｌ１ｘは、それぞれ、ｙ方向、ｘ方向におけるＢＭの線幅に等しい。
【００２０】
ここで、露光装置１００の説明に戻る。
図１、２に示すように、露光装置１００は、ベース７、第２の駆動部１１、第１の駆動部１０、照明光源２（光源）、視野絞り３（絞り部材）、投影光学ユニット５、を備える。
【００２１】
ベース７は、被露光体６を載置するため、水平方向に配置された平坦な上面７ａを有している。図１に示すように、ベース７は、第２の駆動部１１によって水平方向のうちＹ方向（第１の方向、図示左側から右側に向かう方向）に移動可能に支持されている。第２の駆動部１１の構成は特に限定されない。例えば、第２の駆動部１１は、Ｙ方向において往復移動可能な１軸ステージで構成されてもよい。ただし、第２の駆動部１１は、ベース７を水平面においてＹ方向に直交するＸ方向（第２の方向、図１における紙面奥から手前に向かう方向）に移動できるように構成されてもよい。
図２に示すように、本実施形態では、ベース７の移動方向は、水平方向のうちＹ方向（図２の左から右に向かう方向）に延びる軸線Ｏ５（第１の軸線）に沿う方向である。
第２の駆動部１１は、図示二点鎖線で示すように、ベース７をＹ方向における移動限度まで移動した後、ベース７をＹ方向と反対に移動して移動開始位置に戻すことができる。
【００２２】
被露光体６には、露光装置１００によって、フォトマスク１のマスクパターンＰの光像に基づいた露光パターンが露光される。被露光体６は、上面７ａよりも小さく、フォトマスク１以下の大きさの矩形板状に形成されている。被露光体６は、その長手方向がＹ方向と一致するように、上面７ａ上に載置される。
被露光体６は、適宜の基板上に、フォトリソグラフィを行うための感光性のレジストが塗布されて構成される。
【００２３】
図１に示すように、露光装置１００において、フォトマスク１は、ベース７に載置された被露光体６と対向する位置に配置される。フォトマスク１は、第１の駆動部１０によって駆動可能に設けられた図示略の支持部によって支持される。第１の駆動部１０は、図示略の支持部をベース７の上面７ａと一定の間隔を保つように、ベース７と同期して平行移動できるようになっている。第１の駆動部１０は、第２の駆動部１１と同様、Ｙ方向に移動可能な１軸ステージ、ＸＹ方向に移動可能な２軸ステージなどが用いられてもよい。
露光装置１００におけるフォトマスク１は、ｙ座標軸の正方向がＹ方向と反対向きとされ、ｘ座標軸がＸ方向に沿うように配置される。
【００２４】
照明光源２は、被露光体６を露光するため、被露光体６上のレジストを感光させる波長を有する照明光（露光光）を発生する。照明光源２は、フォトマスク１の移動領域の上方において図示略の支持部材によって固定支持されている。照明光源２は、鉛直下方に照明光を照射する。
【００２５】
視野絞り３は、照明光源２と、フォトマスク１の移動領域との間に配置される。視野絞り３は、図示略の支持部材によって固定支持されている。視野絞り３は、照明光源２が照射する照明光を整形し、照明光を複数の照明領域に分割する。
図５（ａ）に示すように、視野絞り３は、Ｘ方向にｗ１＋ｗ２（ただし、ｗ１＜ｗ２）のピッチで配列された複数の第１開口部３Ａと、Ｙ方向にΔ（ただしΔ＞ｈ／２）だけ平行にずれた軸線上でＸ方向にｗ１＋ｗ２のピッチで配列された複数の第２開口部３Ｂと、を有する。
【００２６】
第１開口部３Ａの平面視形状は、頂角が直角でない等脚台形である。第１開口部３Ａは、第１辺３ａ、第２辺３ｂ、第３辺３ｃ、および第４辺３ｄで構成される。第１辺３ａは等脚台形の上底であり、第２辺３ｂは等脚台形の下底である。第１辺３ａ、第２辺３ｂの長さはそれぞれｗ１、ｗ２である。第１辺３ａ、第２辺３ｂは、Ｙ方向においてｈだけ離れている平行線である。第３辺３ｃ、第４辺３ｄは、Ｘ方向においてこの順に配置された等脚台形の脚である。
【００２７】
第２開口部３Ｂの平面視形状は、平面視において第１開口部３Ａを１８０°回転した形状である。Ｘ方向における第２開口部３Ｂの位置は、第１開口部３Ａに対して（ｗ１＋ｗ２）／２だけずれている。このため、第２開口部３Ｂは、２つの第１開口部３Ａの間の中間点に対向する位置に配置されている。
このような配置により、第１開口部３Ａおよび第２開口部３Ｂは、Ｘ方向に延びる軸線Ｏ３（第２の軸線）に沿って千鳥配列されている。
Ｙ方向から見ると、第１開口部３Ａおよび第２開口部３Ｂにおける第３辺３ｃ同士と、第４辺３ｄ同士とは互いに重なっている。Ｙ方向から見ると、第１開口部３Ａの第１辺３ａ（第２辺３ｂ）と第２開口部３Ｂの第２辺３ｂ（第１辺３ａ）とにおける端部は同じ位置にある。
【００２８】
視野絞り３をＹ方向に見ると、第１開口部３Ａおよび第２開口部３Ｂの一方のみが開口する単独開口領域ｒＳと、第１開口部３Ａおよび第２開口部３Ｂの両方が開口する複合開口領域ｒＣと、がＸ方向に交互に現れる。
視野絞り３では、単独開口領域ｒＳのＸ方向における幅はｗ１、複合開口領域ｒＣのＸ方向における幅は（ｗ２−ｗ１）／２である。
【００２９】
視野絞り３における第１開口部３Ａおよび第２開口部３Ｂの形状、配置は、後述する投影光学ユニット５の配列の都合などによって、適宜の大きさに設定されればよい。以下に、第１開口部３Ａおよび第２開口部３Ｂに関する具体的な寸法例を示す。
（ｗ２−ｗ１）／２は、例えば、１４ｍｍ以上１８ｍｍとされてもよい。ｈは、例えば、２５ｍｍ以上４５ｍｍとされてもよい。（ｗ１＋ｗ２）／２は、例えば、９５ｍｍ以上１００ｍｍ以下とされてもよい。Δは、例えば、２００ｍｍ以上３００ｍｍ以下とされてもよい。
【００３０】
露光装置１００における視野絞り３は、例えば、図５（ｂ）に示す視野絞り４に置換されてもよい。
視野絞り４は、Ｘ方向に２ｗ３のピッチで配列された複数の第１開口部４Ａと、Ｙ方向にΔだけ平行にずれた軸線上でＸ方向に２ｗ２のピッチで配列された複数の第２開口部４Ｂと、を有する。
【００３１】
第１開口部４Ａの平面視形状は、頂角が直角でない平行四辺形である。第１開口部４Ａは、第１辺４ａ、第２辺４ｂ、第３辺４ｃ、および第４辺４ｄで構成される。第１辺４ａおよび第３辺４ｃは、Ｙ方向における対辺である。第３辺４ｃおよび第４辺４ｄは、Ｘ方向における対辺である。第１辺３ａ、第２辺３ｂの長さはそれぞれｗ３である。第３辺３ｃ、第４辺３ｄの長さはそれぞれｗ４（ただし、ｗ４＜ｗ３）である。
【００３２】
第２開口部４Ｂの平面視形状は、第１開口部４Ａと同じである。Ｘ方向における第２開口部４Ｂの位置は、第１開口部４Ａに対してｗ３だけずれている。このため、第２開口部４Ｂは、２つの第１開口部４Ａの間の中間点に対向する位置に配置されている。
このような配置により、第１開口部４Ａおよび第２開口部４Ｂは、Ｘ方向に延びる軸線Ｏ４（第２の軸線）に沿って千鳥配列されている。
Ｙ方向から見ると、第１開口部４Ａおよび第２開口部４Ｂにおける第３辺４ｃ同士と、第４辺４ｄ同士とは互いに重なっている。Ｙ方向から見ると、第１開口部４Ａの第１辺４ａ（第２辺４ｂ）と第２開口部４Ｂの第２辺４ｂ（第１辺４ａ）とにおける端部は同じ位置にある。
【００３３】
視野絞り４をＹ方向に見ると、第１開口部４Ａおよび第２開口部４Ｂの一方のみが開口する単独開口領域ｒＳと、第１開口部４Ａおよび第２開口部４Ｂの両方が開口する複合開口領域ｒＣと、がＸ方向に交互に現れる。
視野絞り４では、単独開口領域ｒＳのＸ方向における幅は（ｗ３−ｗ４）、複合開口領域ｒＣのＸ方向における幅はｗ４である。
以下では、特に断らない限り、露光装置１００が視野絞り３を備える場合の例で説明する。
【００３４】
図１に示すように、投影光学ユニット５は、ベース７上の被露光体６よりも上方であって、かつ視野絞り３との間にフォトマスク１の移動領域を挟んで対向するように配置されている。投影光学ユニット５は、図示略の支持部材によって固定支持されている。
図２に示すように、投影光学ユニット５は、軸線Ｏ３に沿って千鳥配列された複数の第１列投影光学系５Ａ（投影光学系）と、複数の第２列投影光学系５Ｂ（投影光学系）とを備える。各第１列投影光学系５Ａおよび各第２列投影光学系５Ｂには、それぞれ、後述する光減衰フィルタ８（図６参照）が設けられている。
各第２列投影光学系５Ｂは、第１列投影光学系５Ａと配置が異なるのみで第１列投影光学系５Ａと同様の構成を備える。
【００３５】
図６に示すように、第１列投影光学系５Ａ（第２列投影光学系５Ｂ）は、レンズ５ａと、レンズ鏡筒５ｂと、を備えて構成される。
レンズ５ａは、物体像を像面に正立等倍像として結像する結像光学系からなる。
レンズ鏡筒５ｂは、レンズ５ａの光軸が鉛直軸に平行になる姿勢でレンズ５ａを保持する。
第１列投影光学系５Ａ（第２列投影光学系５Ｂ）は、フォトマスク１のマスクパターンＰとレジストが塗布された被露光体６の上面とを互いに共役な位置関係にする位置に配置される。本実施形態では、第１列投影光学系５Ａから被露光体６に向かう出射光は、平行光束になっている。
【００３６】
図５（ａ）に二点鎖線で示すように、第１列投影光学系５Ａは、第１開口部３Ａを透過する光の光像を被露光体６に投影できるように、第１開口部３Ａの下方に配置されている。第２列投影光学系５Ｂは、第２開口部３Ｂを透過する光の光像を被露光体６に投影できるように、第２開口部３Ｂの下方に配置されている。
第１列投影光学系５Ａ（第２列投影光学系５Ｂ）は、第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）を透過する光による光像を正立等倍像として、被露光体６に投影する。このため、第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）における単独開口領域ｒＳ、複合開口領域ｒＣの光像も、それぞれに鉛直方向に対向する被露光体６上に投影される。
【００３７】
第１列投影光学系５Ａおよび第２列投影光学系５Ｂは、第１開口部３Ａおよび第２開口部３Ｂと同様の千鳥配列の位置関係に配置されるために、第１開口部３Ａおよび第２開口部３Ｂの間の間隔は、第１列投影光学系５Ａおよび第２列投影光学系５Ｂが互いに干渉しないような寸法とされている。このため、第１開口部３Ａと第２開口部３Ｂとのｙ方向におけるピッチΔは、例えば、ｙ方向の開口幅ｈの６倍から８倍程度のような大きな値になる場合もある。
【００３８】
図５（ｂ）に示すように、視野絞り３に代えて視野絞り４が用いられる場合には、第１列投影光学系５Ａは、第１開口部４Ａを透過する光の光像を被露光体６に投影できるように、第１開口部４Ａの下方に配置されている。第２列投影光学系５Ｂは、第２開口部４Ｂを透過する光の光像を被露光体６に投影できるように、第２開口部４Ｂの下方に配置されている。
【００３９】
図６に示すように、投影光学ユニット５における各レンズ鏡筒５ｂの下端部には、それぞれ光減衰フィルタ８（光透過量減衰部材）が配置されている。各光減衰フィルタ８は、レンズ鏡筒５ｂの下端部と固定されるフィルタホルダ９によって、レンズ５ａに対する位置が固定されている。
光減衰フィルタ８は、第１列投影光学系５Ａ（第２列投影光学系５Ｂ）を透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）を、少なくとも一部の光量が低減された露光光Ｌ５Ａ（Ｌ５Ｂ）に変換する。
露光光Ｌ５Ａ（Ｌ５Ｂ）は、被露光体６上における後述の光量補正領域Ｍ１（図７、１１参照）に照射される。ここで、被露光体６上における光量補正領域Ｍ１とは、平面視において少なくとも単独開口領域ｒＳと重なる領域である。本実施形態では、一例として、光量補正領域Ｍ１は単独開口領域ｒＳのみと重なる領域とされている。
【００４０】
図７に示すように、光減衰フィルタ８は、減光部８ａ（均一濃度フィルタ）と、光透過部８ｂと、を備える。
減光部８ａは、視野絞り３およびレンズ５ａを透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）を一定の透過率ＴＬ１で減衰させる部位である。
減光部８ａは、平面視にて、外形がＸ方向およびＹ方向に沿う矩形状に形成されている。減光部８ａは、平面視にて、光減衰フィルタ８が対向する第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）の単独開口領域ｒＳの全体を覆う部位に形成されている。このため、減光部８ａのＸ方向における幅は、光減衰フィルタ８が対向する第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）の単独開口領域ｒＳのＸ方向における幅と等しい。減光部８ａのＹ方向における幅は、光減衰フィルタ８が対向する第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）の単独開口領域ｒＳのＹ方向における幅以上である。
【００４１】
光透過部８ｂは、光減衰フィルタ８において、減光部８ａを除く領域に形成されている。光透過部８ｂの透過率Ｔｍａｘは、減光部８ａの透過率ＴＬ１よりも大きい。光透過部８ｂの透過率は、９０％以上１００％以下であることがより好ましい。
【００４２】
このような構成により、光減衰フィルタ８は、Ｘ方向において、図８に曲線２０１で示すような透過率分布を有する。
図８の横軸における符号は、図７に記載されたＢ−Ｂ線上の同符号の点の位置を表す。点ａは、Ｂ−Ｂ線における光減衰フィルタ８のＸ方向負方向側の端点である。点ｂから点ｄまでの区間および点ｅから点ｇまでの区間は、それぞれ複合開口領域ｒＣと重なる区間である。点ｃ、ｆはそれぞれ複合開口領域ｒＣとのＸ方向における中点である。点ｄから点ｅまでの区間は、単独開口領域ｒＳと重なる区間である。点ｈは、Ｂ−Ｂ線における光減衰フィルタ８のＸ方向正方向側の端点である。
減光部８ａは、点ｄから点ｅまでの間に配置されている。光透過部８ｂは、点ａから点ｄおよび点ｅから点ｈまでの各区間に形成されている。
曲線２０１は、点ｄから点ｅまでの間で一定値ＴＬ１、それ以外の位置において一定値Ｔｍａｘ（ただし、Ｔｍａｘ＞ＴＬ１）をとる折れ線である。
【００４３】
光減衰フィルタ８は、例えば、ガラス基板の表面において減光部８ａとなる部位に金属薄膜を蒸着するなどして製造されてもよい。
【００４４】
このような構成の光減衰フィルタ８によって、視野絞り３およびレンズ５ａを透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）は、減光部８ａ、光透過部８ｂの透過率に応じて光減衰した露光光Ｌ５Ａ（Ｌ５Ｂ）に変換される。減光部８ａの透過率ＴＬ１は、露光光Ｌ５Ａ（Ｌ５Ｂ）による後述する実効的な露光量のむらが低減できるように、０％を超え１００％未満の範囲から選ばれる。減光部８ａの透過率ＴＬ１の決め方については、後述する動作説明の中で説明する。
【００４５】
図６に示すように、フィルタホルダ９は、光減衰フィルタ８を第１列投影光学系５Ａ（第２列投影光学系５Ｂ）に対して一定位置に保持する。フィルタホルダ９の中心部には、少なくとも減光部８ａを透過した露光光Ｌ５Ａ（Ｌ５Ｂ）を透過させる貫通孔９ａが貫通されている。
フィルタホルダ９は、レンズ鏡筒５ｂに対して、下方から着脱可能に取り付けられている。フィルタホルダ９の着脱手段は、光減衰フィルタ８の減光部８ａを平面視にて上述の光量補正領域Ｍ１の範囲と重なるように配置できれば、特に限定されない。例えば、レンズ鏡筒５ｂに対して周方向に位置決め可能な適宜のマウント、ネジ嵌合などが用いられてもよい。本実施形態では、レンズ５ａから出射される露光光Ｌ５Ａ（Ｌ５Ｂ）は、光軸に沿う平行光束であるため、光軸方向における光減衰フィルタ８の位置合わせは、高精度に行われなくてもよい。
【００４６】
フィルタホルダ９によって、水平方向の位置が位置合わせされた状態で光減衰フィルタ８が保持されると、光減衰フィルタ８は、上述したように、減光部８ａが平面視にて光量補正領域Ｍ１と重なる位置関係に配置される。
【００４７】
次に、露光装置１００の動作について説明する。
図９は、比較例の露光について説明する模式図である。図１０（ａ）、（ｂ）は、比較例の露光における実効的な露光量について説明する模式図である。図１１は、本発明の第１の実施形態の露光装置における露光について説明する模式図である。図１２は、本発明の第１の実施形態の露光装置の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。図１２のグラフにおいて、横軸はＸ方向における位置、縦軸は積算光量を表す。
【００４８】
露光装置１００の露光動作について説明する前に、まず、図１に示す比較例の露光装置３００による露光動作および露光量について説明する。露光装置３００は、上記第１の実施形態の露光装置１００の投影光学ユニット５に代えて、投影光学ユニット３０５を備える。投影光学ユニット３０５は、投影光学ユニット５から光減衰フィルタ８が削除されて構成される。
図９には、投影光学ユニット３０５の下方に配置された被露光体６の先端部の一部が拡大して示されている。図９の図示には現れないが、視野絞り３と投影光学ユニット３０５との間には、被露光体６と対向した状態で、フォトマスク１が被露光体６と同期してＹ方向に移動されている（図１参照）。
図１に示すように、照明光源２が点灯されると、露光光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂが視野絞り３に照射される。露光光Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂは、視野絞り３の各第１開口部３Ａ、各第２開口部３Ｂ（図５参照）を透過し、フォトマスク１に照射される。
フォトマスク１における光透過部１ａを透過した光のうち、第１開口部３Ａを通過した光は第１列投影光学系５Ａによって、第２開口部３Ｂを通過した光は第２列投影光学系５Ｂによって、それぞれ露光光Ｌ１３Ａ、Ｌ１３Ｂとして被露光体６に等倍投影される。
この結果、図９に示すように、被露光体６上には、第１開口部３Ａの光像である第１の光像Ｉ１３Ａと、第２開口部３Ｂの光像である第２の光像Ｉ１３Ｂとが結像される。第１の光像Ｉ１３Ａおよび第２の光像Ｉ１３Ｂは、マスクパターンＰなどの物体像に対応する輝度分布が形成される。ただし、図９では簡単のため輝度分布の図示は省略されている。
第１の光像Ｉ１３Ａおよび第２の光像Ｉ１３Ｂは、第１開口部３Ａおよび第２開口部３Ｂと同様、被露光体６上において、ｘ座標軸に平行な軸線Ｏ１３に沿って千鳥配列される。
【００４９】
ベース７がＹ方向に移動すると、図示斜線で示すように、各第１の光像Ｉ１３Ａおよび各第２の光像Ｉ１３Ｂは、幅ｗ２の帯状の領域を掃くことになる。このため、各第１の光像Ｉ１３Ａおよび各第２の光像Ｉ１３Ｂは、被露光体６上をｙ方向に走査する。
ただし、第１開口部３Ａおよび第２開口部３ＢはＹ方向においてΔだけずれている。このため、第１の光像Ｉ１３Ａと第２の光像Ｉ１３Ｂとが同時に掃く領域は、ｘ方向において距離（ｗ１＋ｗ２）／２だけずれるとともに、ｙ方向において距離Δだけずれている。
ベース７の移動速度をｖ（図１参照）とすると、第２の光像Ｉ１３Ｂは、Ｔ＝Δ／ｖだけ遅れて、先行して第１の光像Ｉ１３Ａが走査しているｙ方向の領域に到達する。
例えば、走査が開始された時刻ｔ０とすると、第２の光像Ｉ１３Ｂは、時刻ｔ０における第１の光像Ｉ１３Ａのｙ方向の位置に、時刻ｔ１＝ｔ０＋Ｔにおいて到達する。このとき、第２の光像Ｉ１３Ｂは、時刻ｔ０において結像された互いに隣り合う第１の光像Ｉ１３Ａの間にちょうど嵌り込む。
すなわち、時刻ｔ０では、第１の光像Ｉ１３Ａが並ぶｘ方向の領域は、第１の光像Ｉ１３Ａによって、飛び飛びに露光されるのみであるが、時刻ｔ１においては、同領域の非露光部が、第２の光像Ｉ１３Ｂによって露光される。これにより、ｘ方向に延びる領域は、時間差Ｔをあけて、隙間なく帯状に露光される。第１の光像Ｉ１３Ａにおける等脚台形の脚と第２の光像Ｉ１３Ｂにおける等脚台形の脚とは、それぞれによる露光領域の継ぎ目の境界を構成している。
【００５０】
平面視においてフォトマスク１におけるマスク部１Ｂは、時刻ｔ０における第１開口部３Ａの第２辺３ｂよりもＹ方向の反対方向側に位置する。図９では、一例として、時刻ｔ０において、マスク部１Ｂのｙ方向における先端が第１開口部３Ａの第２辺３ｂと同位置にある場合が図示されている。このため、時刻ｔ０において、第１の光像Ｉ１３Ａにおける等脚台形の下底が、マスク部１Ｂの端に位置している。
走査によって第１の光像Ｉ１３Ａが掃く領域では、時刻ｔ０以降の走査によって、フォトマスク１のマスクパターンＰが被露光体６上に投影されていく。マスクパターンＰの露光時間は、第１開口部３ＡにおけるＹ方向の開口幅ｈを速度ｖで割った時間である。第１開口部３Ａの第１辺３ａと第２辺３ｂとで挟まれた矩形状領域では、露光時間ｔｆはｈ／ｖである。以下では、露光時間ｔｆをフル露光時間という。
ところが、第１開口部３Ａの第３辺３ｃおよび第４辺３ｄと、第２辺３ｂとで挟まれた三角形領域では、ｘ方向における露光時間が０からフル露光時間の間で線形に変化する。
同様に、走査によって第２の光像Ｉ１３Ｂが掃く領域では、時間Ｔだけ遅れて、第１の光像Ｉ１３Ａによるのと同様な露光が行われる。このため、第２の光像Ｉ１３Ｂが掃く領域は、フル露光時間ｔｆで露光される領域と、フル露光時間ｔｆ未満で露光される領域とに分かれる。
フル露光時間ｔｆ未満で露光される領域は、第１の光像Ｉ１３Ａおよび第２の光像Ｉ１３Ｂの継ぎ目に関わる露光領域である。
【００５１】
比較例においては、第１の光像Ｉ１３Ａおよび第２の光像Ｉ１３Ｂによってフル露光時間ｔｆで露光される領域は互いに離れており、それぞれ幅ｗ１でｙ方向に延びる帯状の単独露光領域ＡＳを構成する。
これに対して、単独露光領域ＡＳの間の幅（ｗ１＋ｗ２）／２の領域は、第１の光像Ｉ１３Ａおよび第２の光像Ｉ１３Ｂによって、フル露光時間ｔｆ未満で露光される複合露光領域ＡＣを構成する。
複合露光領域ＡＣにおけるｘ方向の各位置における露光時間は、第１の光像Ｉ１３Ａと第２の光像Ｉ１３Ｂとの露光割合が異なるだけで、合計の露光時間はいずれも等しい。
このため、単独露光領域ＡＳにおける露光量と、複合露光領域ＡＣにおける露光量とは、第１の光像Ｉ１３Ａおよび第２の光像Ｉ１３Ｂにおける照明光強度が同じであれば、互いに等しくなる。
【００５２】
しかしながら、本発明者の観察によれば、被露光体６上において単独露光領域ＡＳに形成される露光パターンに比べると、複合露光領域ＡＣに形成される露光パターンとは、光透過部の線幅がわずかに狭くなる傾向がある。
複合露光領域ＡＣは、一定幅でｙ方向に延び、かつｘ方向に等ピッチで形成されるため、線幅の変化が露光パターンにおける帯状の濃度むらとして視認されやすくなっている。例えば、露光装置１００によってＢＭ形成用のフォトマスクを形成すると、サブ画素の開口の大きさのむらになるため、規則的な色むらが視認されやすい液晶装置が形成されてしまうおそれがある。
【００５３】
露光時間が同じでも線幅が異なる理由は、必ずしもはっきりしているわけではないが、時間Ｔで表される時間差の影響が考えられる。
レジストは、露光されると光化学反応が進行する結果、現像液によって除去可能になる。ところが、レジストの光化学反応は、反応の立ち上がりにはある程度時間を要する。一方、露光が中断されると急速に反応が停止し、始まった光反応がリセットされてしまう。この結果、連続露光よりも断続的な露光の方が、実効的な露光時間が短くなるため、露光量が低下したのと同様な効果が生じると考えられる。
このため、被露光体６上の複合露光領域ＡＣにおいてレジストの正味の感光に用いられる実効的な露光量は、同じ光量であれば、第１の光像Ｉ１３Ａと第２の光像Ｉ１３Ｂとによる露光時間の比率で決まると考えられる。
【００５４】
図１０（ａ）に模式的に示すように、第１の光像Ｉ１３Ａが走査する単独露光領域ＡＳ１と、第１の光像Ｉ１３Ａが走査する単独露光領域ＡＳ２と、に挟まれた複合露光領域ＡＣでは、第１の光像Ｉ１３Ａによる露光時間と、第２の光像Ｉ１３Ｂによる露光時間とがｘ方向に沿って線形に変化する。
例えば、点ｐ１で示す位置は、単独露光領域ＡＳ１との境界位置であるため、第１の光像Ｉ１３Ａによる露光時間が１００％、第２の光像Ｉ１３Ｂによる露光時間が０％である。各点における露光時間の比率（％）を、ｐｎ［ｔＡ，ｔＢ］のように表すと、例えば、ｐ１［１００，０］、ｐ２［９０，１０］、ｐ３［８０，２０］、ｐ４［７０，３０］、ｐ５［６０，４０］、ｐ６［５０，５０］、ｐ７［４０，６０］、ｐ８［３０，７０］、ｐ９［２０，８０］、ｐ１０［２０，８０］、ｐ１１［０，１００］である。以下では、これらの点ｐｎのｘ方向における位置座標をｘｎで表す（ただし、ｎ＝１，…，１１）。
このとき、線幅などに影響する実効的な露光量（以下、単に露光量と称する場合がある）は、図１０（ｂ）に示すように、複合露光領域ＡＣでは、下に凸の略Ｖ字状のグラフで示される。位置ｘ１、ｘ１１における露光量ｑ１、ｑ１１は、それぞれ単独露光領域ＡＳにおける露光量ｑ０に等しい。例えば、位置ｘ６における露光量ｑ６は、露光量ｑ０よりも低く、複合露光領域ＡＣにおける露光量の最小値である。位置ｘ１、ｘ１１の近傍および位置ｘ６の近傍における露光量の変化率は滑らかに変化している。このグラフは、位置ｘ６を通る縦軸に関して左右対称である。
このように、複合露光領域ＡＣにおける露光量は、ｘ方向の位置座標を独立変数とする連続関数で表されるが、簡易的には、階段状の変化で近似されてもよい。
例えば、区間Ａｎを位置ｘ２ｎ−１と位置ｘ２ｎ＋１との間として、区間Ａｎの平均露光量によって、区間Ａｎ内の各露光量が近似されてもよい。
【００５５】
以上説明したように、比較例の露光装置３００による露光では、視野絞り３においてＹ方向に見た開口量がＸ方向において一定であっても、複合露光領域ＡＣにおける実効的な露光量が単独露光領域ＡＳに比べて低下する。
本実施形態では、投影光学ユニット５が光減衰フィルタ８を備えることによって、単独露光領域ＡＳにおける露光量を低減させる。これにより、複合露光領域ＡＣにおける実効的な露光量の低下に基づく実効的な露光むらが低減される。
以下、上記比較例の動作と異なる点を中心に説明する。
【００５６】
露光装置１００の露光動作においては、投影光学ユニット５から出射される露光光Ｌ５Ａ、Ｌ５Ｂは光減衰フィルタ８を透過している。このため、露光光Ｌ５Ａ、Ｌ５Ｂによって、被露光体６に投影される光像の光量分布が、第１の光像Ｉ１３Ａ、第２の光像Ｉ１３Ｂの光量分布とは異なる点が露光装置３００の動作と異なる。被露光体６に投影される光像の光量低下は、光減衰フィルタ８の減光部８ａの透過率と光透過部８ｂの透過率とに基づく。
図１１に示すように、露光光Ｌ５Ａ（Ｌ５Ｂ）によって、被露光体６に投影される第１の光像Ｉ５Ａ（第２の光像Ｉ５Ｂ）は、第１光減衰像Ｉ８ａと第２光減衰像Ｉ８ｂとによって構成される。
第１光減衰像Ｉ８ａは、第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）の範囲において減光部８ａと重なる領域に形成される。本実施形態の場合、第１光減衰像Ｉ８ａは、単独開口領域ｒＳの範囲の光像である。第１光減衰像Ｉ８ａの光量は、第１の光像Ｉ１３Ａ（第２の光像Ｉ１３Ｂ）の光量から、減光部８ａの透過率ＴＬ１に応じて低下している。
第２光減衰像Ｉ８ｂは、第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）の範囲において光透過部８ｂと重なる領域に形成される。本実施形態の場合、第２光減衰像Ｉ８ｂは、複合開口領域ｒＣの範囲の光像である。第２光減衰像Ｉ８ｂの光量は、第１の光像Ｉ１３Ａ（第２の光像Ｉ１３Ｂ）の光量から、光透過部８ｂの透過率Ｔｍａｘに応じて低下している。ただし、Ｔｍａｘ＞ＴＬ１であるため、第２光減衰像Ｉ８ｂの光量は第１光減衰像Ｉ８ａの光量に比べて大きい。
【００５７】
このため、第１の光像Ｉ５Ａ、第２の光像Ｉ５Ｂが被露光体６上を走査した場合の積算光量は、複合開口領域ｒＣではあまり低下しないのに対して、単独開口領域ｒＳではより大きく低下する。
比較例と対比しやすいように、透過率Ｔｍａｘが１００％の場合における走査露光時の積算光量を図１２に示す。
図１２の横軸における符号は、図１１に記載されたＣ−Ｃ線上の同符号の点の位置を表す。Ｃ−Ｃ線上の点ｉ、ｊ、ｋ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑ、ｒは、それぞれ光減衰フィルタ８のＢ−Ｂ線上の点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈに対応している。このため、点ｊから点ｍまでの区間および点ｎから点ｑまでの区間は、それぞれ平面視にて複合開口領域ｒＣと重なる複合露光領域ＡＣである。点ｍから点ｎまでの区間は、平面視にて単独開口領域ｒＳと重なる単独露光領域ＡＳである。本実施形態では、単独露光領域ＡＳは光量補正領域Ｍ１になっている。
図１２における曲線２０２（実線参照）は本実施形態における積算光量を示し、曲線２０３（一点鎖線参照）は比較例における積算光量を示す。ただし、複合露光領域ＡＣでは、曲線２０３は曲線２０２と重なっている。
【００５８】
曲線２０２、２０３に示されるように、本実施形態における積算光量は、複合露光領域ＡＣでは、比較例の積算光量と同様になる。このため、複合露光領域ＡＣでは、例えば、点ｊと点ｋとの間では、積算光量がΔＱ（＝ｑ０−ｑ６）だけ低下している。
これに対して、光量補正領域Ｍ１に重なる単独露光領域ＡＳの積算光量は、一定値Ｑ（ただし、ｑ６＜Ｑ＜ｑ０）である。
このように、本実施形態では、積算光量の全変動幅ΔＱは比較例と変わらない。しかし、単独露光領域ＡＳの積算光量がｑ０からＱに低下されることで、単独露光領域ＡＳの露光量に対する複合露光領域ＡＣの露光量の変動量がΔＱよりも小さくなる。
特に、減光部８ａの透過率ＴＬ１を適宜設定することで、Ｑ＝（ｑ０＋ｑ６）／２とすれば、単独露光領域ＡＳの露光量に対する複合露光領域ＡＣの露光量の変動量は、ΔＱ／２になるため、露光むらが最小化される。このため、減光部８ａの透過率ＴＬ１は、Ｑ＝（ｑ０＋ｑ６）／２となるように設定することがより好ましい。
このようにして、単独露光領域ＡＳの露光量に対する複合露光領域ＡＣの露光量のむらが低減されると、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。これにより、例えば、マスクパターンＰに対応する線幅の変動などが低減され、より高精度の露光パターンが得られる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によれば、千鳥配列された複数の投影光学系を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらを低減することができる。
【００６０】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態の露光装置について説明する。
図１３は、本発明の第２の実施形態の露光装置に用いられる光透過量低減部材の一例を示す模式的な平面図である。図１４は、図１３におけるＤ−Ｄ線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。図１４のグラフの横軸はＸ方向の位置、縦軸は透過率を表す。図１５は、本発明の第２の実施形態の露光装置の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。図１５のグラフの横軸はＸ方向の位置、縦軸は積算光量を表す。
【００６１】
図１、２に示すように、本実施形態の露光装置１１０は、上記第１の実施形態の露光装置１００の投影光学ユニット５に代えて、投影光学ユニット１５を備える。
図６に示すように、投影光学ユニット１５は、上記第１の実施形態における投影光学ユニット５の光減衰フィルタ８に代えて、光減衰フィルタ１８（光透過量減衰部材）を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６２】
図６に示すように、光減衰フィルタ１８は、上記第１の実施形態における光減衰フィルタ８と同様、投影光学ユニット１５における第１列投影光学系５Ａ、第２列投影光学系５Ｂの各レンズ鏡筒５ｂの下端部に、それぞれ配置されている。各光減衰フィルタ１８は、レンズ鏡筒５ｂの下端部と固定されるフィルタホルダ９によって、レンズ５ａに対する位置が固定されている。
光減衰フィルタ１８は、第１列投影光学系５Ａ（第２列投影光学系５Ｂ）を透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）を、少なくとも一部の光量が低減された露光光Ｌ１５Ａ（Ｌ１５Ｂ）に変換する。
露光光Ｌ１５Ａ（Ｌ１５Ｂ）は、被露光体６上における後述の光量補正領域Ｍ２（図１３参照）に照射される。ここで、被露光体６上における光量補正領域Ｍ２とは、平面視において少なくとも単独開口領域ｒＳと重なる領域である。本実施形態では、一例として、光量補正領域Ｍ２は単独開口領域ｒＳと単独開口領域ｒＳの両端部に隣接する各複合開口領域ｒＣの一部と重なる領域とされている。
【００６３】
図１３に示すように、光減衰フィルタ１８は、上記第1の実施形態の減光部８ａに代えて、減光部１８ａ（均一濃度フィルタ）を備える。
【００６４】
減光部１８ａは、上記第１の実施形態の減光部８ａのＸ方向の両端部をそれぞれ複合開口領域ｒＣのＸ方向の幅の５０％未満だけ、外側に延ばして構成される。図１３に示す例では、減光部１８ａは、一例として、減光部８ａよりも、複合開口領域ｒＣのＸ方向の幅の２５％ずつＸ方向の両側に拡幅されている。
減光部１８ａは、平面視にて、第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）の単独開口領域ｒＳの全体と、これに隣接するＸ方向の両側の複合開口領域ｒＣの一部の領域（図１３では、複合開口領域ｒＣの四分の一の領域）とそれぞれ重なるように配置されている。
減光部１８ａの透過率は、上記第１の実施形態における減光部８ａと同様である。
【００６５】
本実施形態における光透過部８ｂは、光減衰フィルタ１８において、減光部１８ａを除く領域に形成されている。
【００６６】
このような構成により、光減衰フィルタ１８は、Ｘ方向において、図１４に曲線２０４で示すような透過率分布を有する。
図１４の横軸における符号は、図１３に記載されたＤ−Ｄ線上の同符号の点の位置を表す。点ａ〜点ｈの意味は、上記第１の実施形態の説明と同様である。ただし、点ｃ’（ｆ’）は、線分ｃｄ（ｅｆ）の中点である。
曲線２０４は、点ｃ’と点ｆ’との間で、上記第１の実施形態における減光部８ａと同様、最小値ＴＬ１をとり、それ以外の位置において一定値Ｔｍａｘをとる。
光減衰フィルタ１８は、光減衰フィルタ８と同様にして製造される。
【００６７】
このような構成の光減衰フィルタ１８によって、視野絞り３およびレンズ５ａを透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）は、減光部１８ａおよび光透過部８ｂの透過率に応じて光減衰した露光光Ｌ１５Ａ（Ｌ１５Ｂ）に変換される。
【００６８】
露光装置１１０によれば、上記第１の実施形態の露光装置１００と同様にして露光が行われる。
露光装置１１０の露光動作においては、投影光学ユニット１５から出射される露光光Ｌ１５Ａ、Ｌ１５Ｂは光減衰フィルタ１８を透過している。このため、露光光Ｌ１５Ａ、Ｌ１５Ｂによって、被露光体６に投影される第１の光像（第２の光像）光像の光量分布が、第１の光像Ｉ８Ａ、第２の光像Ｉ８Ｂの光量分布とは異なる点が露光装置１００の動作と異なる。
【００６９】
露光光Ｌ１５Ａ、Ｌ１５Ｂが被露光体６上を走査した場合の積算光量のグラフを図１５示す。ただし、図１５には、図１２と同様、上述の比較例と対比しやすいように、透過率Ｔｍａｘが１００％の場合における走査露光時の積算光量が示されている。
図１５の横軸における符号ｉ〜ｒは、被露光体６上における図１３の点ａ〜ｈの対応点を表す。ただし、点ｃ’、ｆ’に対応する位置は、それぞれ符号ｍ’、ｎ’で示されている。点ｊ’、ｑ’は、第１列投影光学系５Ａに隣り合う第２列投影光学系５Ｂに配置された減光部８ａの点ｆ’、ｃ’に相当する位置を表す。
このため、点ｊから点ｍまでの区間および点ｎから点ｑまでの区間は、それぞれ平面視にて複合開口領域ｒＣと重なる複合露光領域ＡＣである。点ｍから点ｎまでの区間は、平面視にて単独開口領域ｒＳと重なる単独露光領域ＡＳである。
本実施形態では、光減衰フィルタ１８の減光部１８ａの透過光が照射される光量補正領域Ｍ２は、単独開口領域ｒＳの全体と重なる領域と、そのＸ方向両側において複合開口領域ｒＣの四分の一と重なる領域と、からなる。
図１５における曲線２０５（実線参照）は本実施形態における積算光量を示し、曲線２０３（一点鎖線参照）は比較例における積算光量を示す。曲線２０６（破線参照）は、各光減衰フィルタ１８の作用による光減衰量を示す。
【００７０】
曲線２０６に示されるように、本実施形態における積算光量は、光量補正領域Ｍ２の範囲で、透過量が一定の割合で低下するため、曲線２０３で表される比較例の積算光量は、全体的に低下する。グラフ上では、比較例の積算光量が下方に平行移動する。例えば、点ｍから点ｎまでの積算光量はｑ０からＱに低下する。同様に、点ｊから点ｊ’、点ｍ’から点ｍ、点ｎから点ｎ’、および点ｑから点ｑ’の各領域の光量が点ｍから点ｎまでの光量Ｑ以下に低下する。
このため、曲線２０５に示されるように、本実施形態における積算光量は、単独露光領域ＡＳではＱ（ただし、ｑ６＜Ｑ＜ｑ０）、複合露光領域ＡＣでは、ｑ６からＱの間で振動する光量分布を示す。
本実施形態における光減衰フィルタ１８によれば、透過率ＴＬ２と、第１減光部１８ａおよび第２減光部１８ｂの透過率の変化率と、を適宜に設定することによって、積算光量の全変動幅Ｑ−ｑ６の大きさを、比較例の積算光量の全変動幅ΔＱよりも小さくすることができる。
このように、本実施形態では、積算光量の全変動幅Ｑ−ｑ６自体を比較例よりも低減することができる。さらに、複合露光領域ＡＣにおける露光量のむらの大きさも低減されるため、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。これにより、例えば、マスクパターンＰに対応する線幅の変動などが低減され、より高精度の露光パターンが得られる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の露光装置１１０によれば、千鳥配列された複数の投影光学系を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらを低減することができる。
【００７２】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態の露光装置について説明する。
図１６は、本発明の第３の実施形態の露光装置に用いられる光透過量低減部材の一例を示す模式的な平面図である。図１７は、図１６におけるＥ−Ｅ線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。図１７のグラフの横軸はＸ方向の位置、縦軸は透過率を表す。図１８は、本発明の第３の実施形態の露光装置の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。図１８のグラフの横軸はＸ方向の位置、縦軸は積算光量を表す。
【００７３】
図１、２に示すように、本実施形態の露光装置１２０は、上記第１の実施形態の露光装置１００の投影光学ユニット５に代えて、投影光学ユニット２５を備える。
図６に示すように、投影光学ユニット２５は、上記第１の実施形態における投影光学ユニット５の光減衰フィルタ８に代えて、光減衰フィルタ２８（光透過量減衰部材）を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７４】
図６に示すように、光減衰フィルタ２８は、上記第１の実施形態における光減衰フィルタ８と同様、投影光学ユニット２５における第１列投影光学系５Ａ、第２列投影光学系５Ｂの各レンズ鏡筒５ｂの下端部に、それぞれ配置されている。各光減衰フィルタ２８は、レンズ鏡筒５ｂの下端部と固定されるフィルタホルダ９によって、レンズ５ａに対する位置が固定されている。
光減衰フィルタ２８は、第１列投影光学系５Ａ（第２列投影光学系５Ｂ）を透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）を、少なくとも一部の光量が低減された露光光Ｌ２５Ａ（Ｌ２５Ｂ）に変換する。
露光光Ｌ２５Ａ（Ｌ２５Ｂ）は、被露光体６上における上記第２の実施形態と同様の光量補正領域Ｍ２（図１６参照）に照射される。
【００７５】
図１６に示すように、光減衰フィルタ２８は、第１減光部２８ａ（均一濃度フィルタ）と、第２減光部２８ｂ（傾斜濃度フィルタ）と、第３減光部２８ｃ（傾斜濃度フィルタ）と、上記第２の実施形態と同様の光透過部１８ｃと、を備える。
【００７６】
第１減光部１８ａは、視野絞り３およびレンズ５ａを透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）を一定の透過率ＴＬ３で減衰させる部位である。第１減光部１８ａは、透過率が異なる以外は、上記第１の実施形態における減光部８ａと同様に形成されている。
【００７７】
第２減光部２８ｂは、視野絞り３およびレンズ５ａを透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）を第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）における第１の光量補正領域ｍ１において、透過率ＴｍａｘからＴＬ３の範囲で、Ｘ方向正方向に漸次減衰させる部位である。
第３減光部２８ｃは、視野絞り３およびレンズ５ａを透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）を第１開口部３Ａ（第２開口部３Ｂ）における第２の光量補正領域ｍ１において、透過率ＴｍａｘからＴＬ３の範囲で、Ｘ方向負方向に漸次減衰させる部位である。
【００７８】
第２減光部２８ｂおよび第３減光部２８ｃにおける透過率の変化率は、光量補正領域Ｍ２における光量補正の必要に応じて、例えば、実験、シミュレーションなどに基づいて設定される。第２減光部２８ｂおよび第３減光部２８ｃにおける透過率の変化率は、一定（直線変化）でもよいし、適宜の関数に基づいて変化していてもよい。透過率の変化率は、単調でもよいし、非単調でもよい。さらに、透過率の変化は滑らかな変化には限定されない。例えば、透過率は、ステップ状に変化していてもよい。
【００７９】
このような構成により、光減衰フィルタ２８は、Ｘ方向において、図１７に曲線２０７で示すような透過率分布を有する。
図１７の横軸における符号は、図１６に記載されたＥ−Ｅ線上の同符号の点の位置を表す。点ａ〜点ｈの意味は、上記第１の実施形態の説明と同様である。
曲線２０７は、点ｃでＴｍａｘをとり、点ｃから点ｄに向かって漸次透過率が減少し、点ｄから点ｅまでの間で一定値ＴＬ３をとる。曲線２０７は、点ｅから点ｆに向かって漸次透過率が増大し、点ｆでＴｍａｘをとる。曲線２０７はそれ以外の位置においては一定値Ｔｍａｘをとる。
【００８０】
光減衰フィルタ２８は、例えば、ガラス基板の表面において第１減光部２８ａ、第２減光部２８ｂ、および第３減光部２８ｃとなる部位に金属薄膜を蒸着するなどして製造されてもよい。
【００８１】
このような構成の光減衰フィルタ２８によって、視野絞り３およびレンズ５ａを透過した露光光Ｌ２Ａ（Ｌ２Ｂ）は、第１減光部２８ａ、第２減光部２８ｂ、第３減光部２８ｃ、および光透過部１８ｃの透過率に応じて光減衰した露光光Ｌ２５Ａ（Ｌ２５Ｂ）に変換される。透過率ＴＬ３は、露光光Ｌ２５Ａ（Ｌ２５Ｂ）による後述する実効的な露光量のむらが低減できるように、０％を超え１００％未満の範囲から選ばれる。
【００８２】
露光装置１２０によれば、上記第１の実施形態の露光装置１００と同様にして露光が行われる。
露光装置１２０の露光動作においては、投影光学ユニット２５から出射される露光光Ｌ２５Ａ、Ｌ２５Ｂは光減衰フィルタ２８を透過している。このため、露光光Ｌ２５Ａ、Ｌ２５Ｂによって、被露光体６に投影される第１の光像（第２の光像）光像の光量分布が、第１の光像Ｉ８Ａ、第２の光像Ｉ８Ｂの光量分布とは異なる点が露光装置１００の動作と異なる。
【００８３】
露光光Ｌ２５Ａ、Ｌ２５Ｂが被露光体６上を走査した場合の積算光量のグラフを図１８示す。ただし、図１８には、図１２と同様、上述の比較例と対比しやすいように、透過率Ｔｍａｘが１００％の場合における走査露光時の積算光量が示されている。
図１８の横軸における符号ｉ〜ｒは、被露光体６上における図１６の点ａ〜ｈの対応点を表す。
このため、点ｊから点ｍまでの区間および点ｎから点ｑまでの区間は、それぞれ平面視にて複合開口領域ｒＣと重なる複合露光領域ＡＣである。点ｍから点ｎまでの区間は、平面視にて単独開口領域ｒＳと重なる単独露光領域ＡＳである。
図１８における曲線２０８（実線参照）は本実施形態における積算光量を示し、曲線２０３（一点鎖線参照）は比較例における積算光量を示す。曲線２０９（破線参照）は、各光減衰フィルタ２８の作用による光減衰量を示す。
【００８４】
曲線２０８に示されるように、本実施形態における積算光量は、単独露光領域ＡＳおよび複合露光領域ＡＣの両方が光量補正領域Ｍ２になっているため、曲線２０３で表される比較例の積算光量は、全体的に低下する。
本実施形態では、第１減光部２８ａによって第１の光量補正領域ｍ１の積算光量がＱ４（ただし、ｑ６＜Ｑ４＜ｑ０）になるように、透過率ＴＬ３が設定される。
このため、第２減光部２８ｂ（第３減光部２８ｃ）による第２の光量補正領域ｍ２の積算光量の最大値Ｑ３は、Ｑ４＜Ｑ３＜ｑ０を満足する。第２の光量補正領域ｍ２の積算光量の最小値はｑ６になる。
この結果、曲線２０９に示される積算光量の全変動幅がＱ３−ｑ６＜ΔＱとなるため、比較例に比べて積算光量の変動幅自体が低減される。
さらに、透過率ＴＬ３を適宜設定することによって、大部分の単独露光領域ＡＣにおける積算光量となるＱ４の値をＱ３とｑ６との中間の値に設定することが可能である。この場合、積算光量Ｑ４に対する露光むらを（Ｑ３＋ｑ６）／２（＜ΔＱ／２）以下にできるため、上記第１の実施形態に比べて、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらがさらに低減される。これにより、例えば、マスクパターンＰに対応する線幅の変動などが低減され、より高精度の露光パターンが得られる。
特に、上記第２の実施形態では、積算光量の全変動幅を低減するために比較例の最低の積算光量よりもさらに低光量となる部位が生じるのに対して、本実施形態の光減衰フィルタ２８によれば、積算光量の最低値は比較例と同様である。このため、本実施形態によれば、積算光量の相対的な低下量が、上記第２の実施形態よりも少なくなる。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の露光装置１２０によれば、千鳥配列された複数の投影光学系を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらを低減することができる。
【００８６】
［変形例］
次に、本実施形態において、露光むらをさらに低減できる具体的な変形例について説明する。
図１９は、本発明の第３の実施形態の変形例の露光装置の光透過量低減部材の透過率分布を示す模式的なグラフである。図１９のグラフの横軸はＸ方向の位置、縦軸は透過率を表す。図２０は、本発明の第３の実施形態の変形例の露光装置の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。図２０のグラフの横軸はＸ方向の位置、縦軸は積算光量を表す。
【００８７】
本変形例は、光減衰フィルタ２８による透過率の設定のみが上記第３の実施形態と異なる。
図１９に示すように、本変形例では、第１減光部２８ａの透過率ＴＬ３は、単独露光領域ＡＳにおける積算光量をｑ６に設定できる大きさとされる。
本変形例では、第２減光部２８ｂ（第３減光部２８ｃ）の透過率は、複合露光領域ＡＣにおける比較例の実効的な積算光量の低下量を相殺するように、点ｄから点ｃ（点ｅから点ｆに向かって、透過率ＴＬ３からＴｍａｘまで漸次増大させるように設定される。
このような本変形例の光減衰フィルタ２８における積算光量の補正効果は図２０における曲線２０９（破線参照）のように、比較例の積算光量を示す曲線２０３（一点鎖線参照）を上下方向に反転させたような曲線で表される。
この結果、本変形例の光減衰フィルタ２８を透過した露光光の実効的な積算光量は、図２０に曲線２０８（実線参照）で示すような一定値ｑ６になる。
このように、本変形例によれば、光減衰フィルタ２８の透過率分布を、比較例の実効的な積算光量に対して、最適化を図ることによって、露光むらを除去することが可能になる。
【００８８】
なお、上記各実施形態の説明では、露光装置において、光源、絞り部材、および投影光学系（以下、露光部と称する）が固定され、露光用フォトマスクおよび露光対象物（以下、被露光物と称する）が移動することによって走査露光が行われる場合の例で説明した。しかし、走査露光は、露光部と、被露光物と、が走査方向（Ｙ方向、第１の方向）に相対移動して、相対走査が行われればよい。したがって、露光装置において、露光部が走査方向に移動し、被露光物が固定されていてもよい。さらに、露光装置において、露光部および被露光物がそれぞれ移動してもよい。
【００８９】
上記各実施形態の説明では、第１の方向と第２の方向とが互いに直交する場合の例で説明した。しかし、第１の方向と第２の方向とは、平面上において互いに交差する方向であればよく、交差角は直角には限定されない。
【００９０】
上記各実施形態の説明では、フォトマスク１が第１の駆動部１０によって移動され、被露光体６がベース７を移動する第２の駆動部１１によって移動される場合の例で説明した。しかし、フォトマスク１とベース７とは１つの駆動部によって走査方向に移動されてもよい。
【００９１】
上記各実施形態の説明では、視野絞り３、４が、投影光学系の全体に重なる１枚の１枚のアパーチャからなる場合の例で説明した。しかし、視野絞り３、４は、投影光学系のＮＡの範囲に開口部を形成し、開口部を透過する光以外を投影光学系に入射させない構成であれば、２以上のアパーチャの組み合わせによって構成されてもよい。
【００９２】
上記各実施形態の説明では、光透過量低減部材が、投影光学系と露光対象物との間に配置される場合の例で説明した。しかし、光透過量低減部材は、光源から露光対象物までの間であれば、どの位置に配置されていてもよい。
【００９３】
上記第１の実施形態の説明では、投影光学ユニット５が、Ｘ方向における被露光体６の全幅を露光する場合の例で説明した。しかし、単一のフォトマスク１によって、被露光体６の露光パターンを露光できれば、投影光学ユニット５は、Ｘ方向の一部を覆う大きさでもよい。この場合、露光装置１００におけるＹ方向の走査露光を、Ｘ方向にずらして複数回行うことによって、被露光体６の全体が露光される。
【００９４】
以上、本発明の好ましい各実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００９５】
１  フォトマスク（露光用フォトマスク）
２  照明光源（光源）
３、４  視野絞り（絞り部材）
３Ａ、４Ａ  第１開口部（開口部）
３Ｂ、４Ｂ  第２開口部（開口部）
５、１５、２５  投影光学ユニット
５Ａ  第１列投影光学系（投影光学系）
５Ｂ  第２列投影光学系（投影光学系）
６  被露光体（露光対象物）
８、１８、２８  光減衰フィルタ（光透過量減衰部材）
８ａ、１８ａ  減光部（均一濃度フィルタ）
２８ａ  第１減光部（第１の光透過量低減部、均一濃度フィルタ）
２８ｂ  第２減光部（第２の光透過量低減部、傾斜濃度フィルタ）
２８ｃ  第３減光部（第２の光透過量低減部、傾斜濃度フィルタ）
１００、１１０、１２０  露光装置
ＡＣ  複合露光領域
ＡＳ、ＡＳ１、ＡＳ２  単独露光領域
Ｉ５Ａ、Ｉ８Ａ  第１の光像
Ｉ５Ｂ、Ｉ８Ｂ  第２の光像
Ｌ２Ａ、Ｌ２Ｂ、Ｌ５Ａ、Ｌ５Ｂ、Ｌ１５Ａ、Ｌ１５Ｂ、Ｌ２５Ａ、Ｌ２５Ｂ、  露光光
Ｍ１、Ｍ２  光量補正領域
ｍ１  第１の光量補正領域
ｍ２  第２の光量補正領域
Ｏ３、Ｏ４  軸線（第２の軸線）
Ｏ５  軸線（第１の軸線）
Ｐ  マスクパターン
ｒＣ  複合開口領域
ｒＳ  単独開口領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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