(57)【要約】【課題】投影光学系、マスクおよびワークに塵埃が付着し難く、また、倍率調整が簡単で、また、ワークの板厚が薄くなっても的確に対応でき、さらに、ワークの露光領域の垂直面の状態を適切に調整でき、光路中に配置される調整機構の構成および調整が簡単である投影露光装置および投影露光方法を提供することを課題とする。【解決手段】投影露光装置１は、所定波長の紫外線を含む照明光を照射する光源部２と、この光源部からの照明光を投影光として前記ワークの露光領域に投影するための光学系１９と、この光学系の光路中に設置されるマスク保持機構５と、このマスク保持機構のマスクを介して照射される投影光の光路において結像面とする位置に設けたワーク保持機構１０と、整合機構とを備え、前記光学系は、前記投影光学系と、照明光学系とを有し、前記投影光学系は、装置本体の設置面に対して垂直方向に配置される構成とした。【選択図】        図１
2004354909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの露光領域に対してマスクとの整合作業を行い、投影光学系を介して前記マスクの所定パターンを前記ワークに投影する投影露光装置において、
所定波長の紫外線を含む照明光を照射する光源部と、この光源部からの照明光を、前記マスクを介して投影光として前記ワークの露光領域に対して所定の光路を介して投影するための光学系と、この光学系の光路中に設置され前記マスクを垂直方向に保持するマスク保持機構と、このマスク保持機構のマスクを介して照射される投影光の光路において結像面とする位置に前記ワークの露光領域を設定してそのワークを垂直方向に保持するワーク保持機構と、前記ワークの露光領域と前記マスクとの整合作業を行なう整合機構とを備え、
前記光学系は、前記マスク保持機構および前記ワーク保持機構の間に配置される前記投影光学系と、前記マスク保持機構および前記光源の間に配置される照明光学系とを有し、
前記投影光学系は、装置本体の設置面に対して垂直方向に配置されていることを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
前記投影光学系は、投影光を屈折透過する入射側凸レンズと、この入射側凸レンズと共軸位置に配置される出射側凸レンズと、前記両凸レンズの間に配置される第１反射面および第２反射面を所定角度に設けた反射体と、この反射体の第１反射面から反射される投影光を前記第２反射体に反射する反射補正光学系とを備え、
前記出射側凸レンズおよび前記入射側凸レンズは、所定間隔をあけて前記両凸レンズの共軸方向に移動自在に支持移動機構に支持されたことを特徴とする請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項３】
前記ワーク保持機構は、前記ワークを載置する載置板ごと垂直方向に保持すると共に、そのワークの露光領域に対面する位置に開口を有する垂直支持枠と、この垂直支持枠に保持される前記載置板を着脱自在に固定する固定手段と、この固定手段で前記載置板を固定した前記垂直支持枠を支持すると共に、前記ワークの位置する垂直面内における方向に前記垂直支持枠を移動するワーク移動手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか一項に記載の投影露光装置。
【請求項４】
前記ワーク移動手段は、前記ワークの露光領域となる結像面より前記投影光学系側に配置されたことを特徴とする請求項３に記載の投影露光装置。
【請求項５】
前記ワーク保持機構は、前記垂直支持枠に保持されるワークの露光領域の垂直面の状態を検出する検出手段と、この検出手段により検出されたワークの露光領域の垂直面の状態に対応して、前記ワークの垂直面に直交する水平方向に前記垂直支持枠を移動させる水平移動手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の投影露光装置。
【請求項６】
前記マスク保持機構は、マスクを垂直方向に保持するマスク保持枠と、このマスク保持枠を支持すると共に、前記マスクの位置する垂直面内における方向に前記マスク保持枠を移動させるマスク移動手段と、このマスク移動手段を支持しかつ前記マスク保持枠を垂直方向にスライドさせて前記マスクの所定パターンの領域を切替える切替手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の投影露光装置。
【請求項７】
前記照明光学系の光路中には、前記光源からの照明光を可視光線とする可視光線フィルタおよび、この可視光線フィルタに隣接して形成された前記照明光を遮断する遮断面ならびに、この遮断面に隣接して形成され前記照明光を通過させる開口穴を備える回転体が、回動自在に設置されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の投影露光装置。
【請求項８】
光学系により光源部から照射された投影光の方向を変える第１反射面および第２反射面を有する反射体と、この反射体の両側に配置された入射側凸レンズおよび出射側凸レンズと、前記反射体の第１反射面により光路が変わった投影光をその反射体の第２反射面に反射するための反射補正光学系と、を備える投影光学系を用いてワークの露光領域に対して投影露光する投影露光方法であって、
前記投影光学系の倍率を小さくするときは、前記入射側凸レンズおよび前記出射側凸レンズの設置間隔を一定に保った状態で、その両凸レンズの光軸方向に沿って平行に、前記出射側凸レンズが前記反射体に近接し、かつ、前記入射側凸レンズが前記反射体に対して離間する方向に移動させて投影露光を行うステップと、
前記投影光学系の倍率を大きくするときは、前記入射側凸レンズおよび前記出射側凸レンズの設置間隔を一定に保った状態で、その両凸レンズの光軸方向に沿って平行に、前記出射側凸レンズが前記反射体から離間し、かつ、前記入射側凸レンズが前記反射体に対して近接する方向に移動させて投影露光を行うステップと、を含むことを特徴とする投影露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板、液晶基板などのワークに、マスクの所定パターンを、投影光学系を介して投影露光するための投影露光装置および投影露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント配線基板、液晶パネル、液晶用のカラーフィルタなどに電子回路等の図形パターンを露光形成するために、所定波長の紫外線を投影して露光処理する投影露光装置は、様々なものが提案されている。
【０００３】
例えば、図１４に示すように、従来の投影露光装置７０は、紫外線を含む投影光を照射する光照射手段７１と、この光照射手段７１からの投影光の光路の向きを反射して変える第１反射鏡７２と、この第１反射鏡７２からの投影光を調整するフライアイレンズ７３と、このフライアイレンズ７３からの投影光の向きを反射して変える第２反射鏡７４と、この第２反射鏡７４からの反射光路中に設置されたコリメータレンズ７５と、このコリメータレンズ７５の直下に配置されたマスクＭと、このマスクＭの直下で垂直方向に配置された投影レンズ７６と、この投影レンズ７６の直下に配置されたワークＷを載置するワークステージ７７と、このワークステージ７７の下方に配置されたＣＣＤカメラなどの撮像手段７８とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の投影露光装置８０は、紫外線を含む投影光を照射する光源部８１と、この光源部８１からの投影光を向きを変えて反射する反射鏡８２と、この反射鏡８２の直下に配置された投影レンズ光学系８３と、この投影レンズ光学系８３からの投影光を所定方向に向きを変えて出射するルーフプリズム８４と、ワークＷ側に対向する位置に配した直角プリズム８５と、両プリズム８４，８５に隣接して配置された平凸レンズ８６と、この平凸レンズ８６に隣接して配置された凹凸レンズ８７と、この凹凸レンズ８７に対面して所定距離を隔てた位置に配置されたメニスカスレンズ８８と、このメニスカスレンズ８８に対面して所定距離を隔てた位置に配置された反射ミラー８９と、前記した直角プリズム８５のワークＷ側に配置された倍率補正器９０と、を備えている。
【０００５】
そして、倍率補正器９０は、平凹レンズ９１と、この平凹レンズ９１に対面して所定距離を隔てて配置された平凸レンズ９２と、この平凸レンズ９２と平凹レンズ９１との距離を変えるアクチュエータ９３とを備えているものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１１５８１２号公報（段落番号００２０〜００２６、図１、図２）
【特許文献２】
特開平８−１７９２１７号公報（段落番号００３６〜００５３、図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の投影露光装置では、以下に示すような問題が存在した。
従来の投影露光装置は、投影レンズ光学系が装置本体の設置面に対して垂直に配置されているものの、ワークおよびマスクの設置状態が装置本体の設置面に対して水平となるように配置される構成であるため、マスクおよびワークに塵埃が付着しやすい状態を解消することができず、投影光学系、マスクおよびワークが塵埃に対して付着し難い構成を備えることができなかった。
【０００８】
また、投影露光装置に用いられる投影レンズ光学系は、特許文献１のように凸レンズおよび凹レンズなどを共軸となるように配置して構成され、所定の凸レンズあるいは凹レンズ間の距離を変えるか、または、特許文献２のように、投影レンズ光学系の光路中に配置された倍率補正機構の平凸レンズと平凹レンズとの距離を変えることで、ワークに対するマスクのパターンの倍率を変化させる構成としている。そのため、従来の投影露光装置では、パターンの倍率を変化させるとワークに対するピントも変ってしまうことになってしまい、全体の光学系における調整が倍率の調整とは別に必要になってしまった。
【０００９】
そして、投影露光装置は、取り扱うワークの板厚が最近では０．５ｍｍよりも薄い厚さのワークに対応する必要があるが、垂直方向にワークを配置する場合に垂直面の状態を維持することが困難であった。
【００１０】
また、投影露光装置では、ワークを垂直方向に保持して作業を行なうものも存在するが、垂直方向に保持されているワークに対して整合作業および露光作業が行なわれる場合に、そのワークの露光領域の垂直面の状態を適切に調整するための構成がないために不都合であった。
【００１１】
そして、投影露光装置は、マスクを取替える作業を行なう場合、すでに設置されているものと、ストックケースなどに待機しているものとを、マスクチェンジャーなどの搬送機構により自動的に取替える構成を備えるものがあるが、大掛かりな動作となっていた。そのため、迅速なマスクの取替えを行なうための構成が望まれていた。
【００１２】
さらに、投影露光装置では、光源からワークまでに照明光および投影光を導く光路あるいは光路に沿った所定位置に、シャッタなどの調整機構が配置され、必要に応じて照明光あるいは投影光の遮断などを行なうように構成されているが、その調整機構が光路中あるいは光路に沿った位置に別々に配置されて作動するため、構成あるいは調整が複雑となってしまった。
【００１３】
本発明は、前記した問題点に鑑み創案されたものであり、投影光学系、マスクおよびワークに塵埃が付着し難く、また、倍率調整を簡単に行なうことができ、また、ワークの板厚が薄くなっても的確に対応でき、さらに、ワークの露光領域の垂直面の状態を適切に調整することができ、光路中に配置される調整機構の構成および調整が簡単である投影露光装置および投影露光方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る投影露光装置は、前記目的を達成するために以下に示す構成とした。すなわち、投影露光装置は、ワークの露光領域に対してマスクとの整合作業を行い、投影光学系を介して前記マスクの所定パターンを前記ワークに投影する投影露光装置において、所定波長の紫外線を含む照明光を照射する光源部と、この光源部からの照明光を、前記マスクを介して投影光として前記ワークの露光領域に対して所定の光路を介して投影するための光学系と、この光学系の光路中に設置され前記マスクを垂直方向に保持するマスク保持機構と、このマスク保持機構のマスクを介して照射される投影光の光路において結像面とする位置に前記ワークの露光領域を設定してそのワークを垂直方向に保持するワーク保持機構と、前記ワークの露光領域と前記マスクとの整合作業を行なう整合機構とを備え、前記光学系は、前記マスク保持機構および前記ワーク保持機構の間に配置される前記投影光学系と、前記マスク保持機構および前記光源の間に配置される照明光学系とを有し、前記投影光学系は、装置本体の設置面に対して垂直方向に配置される構成とした（請求項１）。
【００１５】
このように構成されることから、投影露光装置は、光源部から照明光が照射されると、光学系により形成された光路を介して、垂直方向に保持されたマスクおよび、垂直方向に配置された投影光学系を通して、垂直方向に保持されたワークにマスクの所定パターンが投影露光される。
【００１６】
また、前記投影露光装置において、前記投影光学系は、投影光を屈折透過する入射側凸レンズと、この入射側凸レンズと共軸位置に配置される出射側凸レンズと、前記両凸レンズの間に配置される第１反射面および第２反射面を所定角度に設けた反射体と、この反射体の第１反射面から反射される投影光を前記第２反射体に反射する反射補正光学系とを備え、前記出射側凸レンズおよび前記入射側凸レンズは、所定間隔あけて前記両凸レンズの共軸方向に移動自在に支持移動機構に支持された構成とした（請求項２）。
【００１７】
このように構成されることにより、投影露光装置の投影光学系は、投影光を、入射側凸レンズから入射させ反射体の第１反射面により水平方向から垂直方向に反射する。そして、投影光学系は、反射補正光学系により投影光を、再び反射体の第２反射面に向けて反射して、その第２反射面が垂直方向から水平方向に投影光を反射し、出射凸レンズを介してその投影光を出射している。なお、両凸レンズは所定間隔を保った状態で支持移動機構が移動すると、ピントに対してはプラスマイナスゼロとなり、倍率のみが変更される。
【００１８】
さらに、前記投影露光装置において、前記ワーク保持機構は、前記ワークを載置する載置板ごと垂直方向に保持すると共に、そのワークの露光領域に対面する位置に開口を有する垂直支持枠と、この垂直支持枠に保持される前記載置板を着脱自在に固定する固定手段と、この固定手段で前記載置板を固定した前記垂直支持枠を支持すると共に、前記ワークの位置する垂直面内における方向に前記垂直支持枠を移動するワーク移動手段とを備える構成とした（請求項３）。
【００１９】
このように構成されることにより、投影露光装置のワーク保持機構は、ワークが載置されている載置板を例えば、搬送機構側から載置板ごと垂直方向に受け渡されると、ワークの露光領域を開口に対面させた状態で垂直支持枠が受け取る。そして、ワークが垂直支持枠に受け取られると固定手段が載置板を固定し、その固定された状態でワークが垂直支持枠ごとワーク移動手段により垂直面内における方向、つまり、ＸＹ（同一平面内の垂直方向および水平方向）方向に移動させられる。なお、ワークの露光領域が複数存在する場合には、ワーク移動手段により、つぎの露光領域の位置に投影光が当たるように、垂直支持枠ごと移動させている。
【００２０】
また、前記投影露光装置において、前記ワーク移動手段は、前記ワークの露光領域となる結像面より前記投影光学系側に配置された構成とした（請求項４）。このように構成されることにより、投影露光装置のワーク保持機構に隣接してワークを搬送する搬送機構を設置して、その搬送機構からワークをワーク保持機構に受け渡すときに、ワーク移動手段が搬送機構側に突出することがなくワークの受け渡しが容易となる。
【００２１】
さらに、前記投影露光装置において、前記ワーク保持機構は、前記垂直支持枠に保持されるワークの露光領域の垂直面の状態を検出する検出手段と、この検出手段により検出されたワークの露光領域の垂直面の状態に対応して、前記ワークの垂直面に直交する方向に前記垂直支持枠を移動させる水平移動手段とを備える構成とした（請求項５）。
【００２２】
このように構成されることにより、投影露光装置のワーク保持機構は、保持しているワークの垂直面の状態、すなわち、垂直面の傾きあるいは結像面に対するワークの垂直面の位置について、はじめに検出手段により検出し、その検出結果に基づいて水平移動手段によりワークの垂直面の状態を、水平方向（光軸方向）に移動させることで、ワークの露光領域の垂直面の状態を適切に調整している。
【００２３】
また、前記投影露光装置において、前記マスク保持機構は、マスクを垂直方向に保持するマスク保持枠と、このマスク保持枠を支持すると共に、前記マスクの位置する垂直面内における方向に前記マスク保持枠を移動させるマスク移動手段と、このマスク移動手段を支持しかつ前記マスク保持枠を垂直方向にスライドさせて前記マスクの所定パターンの領域を切替える切替手段とを備える構成とした（請求項６）。
【００２４】
このように構成されることにより、投影露光装置のマスク保持機構は、マスク移動手段によりそのマスク保持枠を移動させワークの露光領域に対してマスクのセットアップするときに位置合わせを行なうことができる。また、マスク保持機構は、マスク保持枠およびマスク移動手段を切替手段により垂直方向にスライドさせることにより、マスクに形成された所定のパターンの領域を、今まで用いていたものと交換して新たなものとすることができる。
【００２５】
さらに、前記投影露光装置において、前記照明光学系の光路中には、前記光源からの照明光を可視光線とする可視光線フィルタおよび、この可視光線フィルタに隣接して形成された前記照明光を遮断する遮断面ならびに、この遮断面に隣接して形成され前記照明光を通過させる開口穴を備える回転体が、回動自在に設置される構成とした（請求項７）。
【００２６】
このように構成されることにより、投影露光装置は、光源部から照明光をワーク側に送らない場合、回転体の遮断面を照明光の光路に回動させて配置し、また、マスクとワークの整合作業を行なう場合、回転体の可視光線フィルタを照明光の光路に回動させて配置し、さらに、露光作業を行なう場合、回転体の開口穴を照明光の光路に回動させて配置している。
【００２７】
そして、本発明にかかる投影露光方法は、光学系により光源部から照射された照明光の方向を変える第１反射面および第２反射面を有する反射体と、この反射体の両側に配置された入射側凸レンズおよび出射側凸レンズと、前記反射体の第１反射面により光路が変わった投影光をその反射体の第２反射面に反射するための反射補正光学系と、を備える投影光学系を用いてワークの露光領域に対して投影露光する投影露光方法であって、前記投影光学系の倍率を小さくするときは、前記入射側凸レンズおよび前記出射側凸レンズの設置間隔を一定に保った状態で、その両凸レンズの光軸方向に沿って平行に、前記出射側凸レンズが前記反射体に近接し、かつ、前記入射側凸レンズが前記反射体に対して離間する方向に移動させて投影露光を行うステップと、前記投影光学系の倍率を大きくするときは、前記入射側凸レンズおよび前記出射側凸レンズの設置間隔を一定に保った状態で、その両凸レンズの光軸方向に沿って平行に、前記出射側凸レンズが前記反射体から離間し、かつ、前記入射側凸レンズが前記反射体に対して近接する方向に移動させて投影露光を行うステップと、を含むこととした。
【００２８】
このようにすることにより、投影露光方法では、ワークに対して等倍のマスクパターンを投影して露光作業を行なう場合、両凸レンズが反射体に対して均等な位置に配置された状態で投影光が光源部から投影光学系を介してワークに投影される。また、ワークに対して倍率を小さくする場合には、両凸レンズをワークから離間する方向に光軸に沿って移動、つまり、前記出射側凸レンズが前記反射体に近接し、かつ、前記入射側凸レンズが前記反射体から離間する方向に移動させ、ピントを調整することなく倍率のみ変更が可能となる。さらに、ワークに対して倍率を大きくする場合には、両凸レンズをワークに近接する方向に光軸に沿って移動、つまり、前記出射側凸レンズが前記反射体から離間し、かつ、前記入射側凸レンズが前記反射体に近接する方向に移動させ、ピントを調整することなく倍率のみ変更が可能になる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は投影露光装置の全体を模式的に示す模式図、図２は投影露光装置を示す側面図、図３は投影露光装置を示す平面図である。
【００３０】
図１に示すように、投影露光装置１は、所定波長の紫外線を照射する光源部２と、この光源部２からの照明光を所定の光路によりマスクＭを介して投影光としてワークＷまで導く光学系１９（照明光学系３および投影光学系６）と、この光学系１９により形成される照明光の光路の所定位置に配置される回転体４Ａを備える回転体機構４と、照明光の光路中の所定位置に配置されるマスクＭを垂直方向に保持するマスク保持機構５と、このマスク保持機構５とワークＷの間の光路中に配置される光学系１９の投影光学系６と、この投影光学系６から出射される投影光により投影されるワークＷを垂直方向に保持するワーク保持機構１０と、マスクＭのマスクマークＭｍおよびワークＷのワークマークＷｍとを整合する整合機構（可視光線フィルタ、ワーク移動手段、撮像手段）とを備えている。なお、投影露光装置１のワーク保持機構１０に対してワークＷの受取りや受渡しを行なう搬送機構２０は、ここでは、別機構として設置されている。
【００３１】
図１に示すように、光源部２は、所定波長の紫外線を照射するショートアークランプなどの放電灯２ａと、この放電灯２ａの後方に配置される楕円反射鏡２ｂとを備えている。この光源部２は、図面では下方から上方に向かって照明光を照射するように配置されているが、放電灯２ａの構成により上方から下方に向かって照明光を照射するように配置しても構わない。
【００３２】
図１に示すように、光学系１９の照明光学系３は、光源部２から照射される照明光を垂直方向から水平方向に向きを変えて反射する第１反射鏡３ａと、この第１反射鏡３ａから反射された照明光を、水平方向から垂直方向に反射して向きを変える第２反射鏡３ｂと、この第２反射鏡３ｂから反射されてくる照明光の調整を行なうフライアイレンズ３ｃと、このフライアイレンズ３ｃからの照明光を平行光とするコリメーションレンズ（コリメーティングレンズ）３ｄと、このコリメーションレンズ３ｄからの照明光を、垂直方向から水平方向に方向を変えて反射する第３反射鏡３ｅと、を備えている。
【００３３】
なお、この照明光学系３は、反射鏡３ａなどの数、設置方向などは、最終的に光源部２からワークＷの露光領域までの適正な投影光の光路を形成することができる構成であれば、特に限定されるものではない。
【００３４】
図１に示すように、回転体機構４は、照明光の光路中で、第２反射鏡３ｂおよびフライアイレンズ３ｃの間に配置した回転体４Ａと、この回転体４Ａを回動自在に支持する回転軸４ｃと、この回転軸４ｃを回動中心として回転体４Ａを所定角度回転させる駆動モータ（サーボモータ、ステッピングモータ）４ａおよび伝達手段４ｂとを備えている。そして、光路中に配置される回転体４Ａは、照明光の光軸に対してその回転軸４ｃが偏心した位置となるように配置され、照明光を遮断するための遮断部（遮断面）４ｄと、この遮断部４ｄに隣接して形成された照明光を通過させるための開口穴４ｅと、この開口穴４ｅおよび遮断部４ｄに隣接して設けられた照明光を可視光線とするための可視光線フィルタ４ｆとを備えている。
【００３５】
この回転体４Ａの可視光線フィルタ４ｆは、ここでは送られてくる照明光からワークＷの露光作業に影響を及ぼすことがない波長である例えば、黄色の可視光線を取り出して、ワークＷとマスクＭとの整合作業時に使用するためのものである。また、回転体４Ａの遮断部４ｄには、照明光を吸収する薄膜あるいは部材を設ける構成とすると都合がよい。なお、この回転体４Ａの近傍には、冷却ファンを設置する構成とすることや、あるいは、その回転体４内部に冷却液体を循環させる構成としても構わない。
【００３６】
図１ないし図３に示すように、マスク保持機構５は、照明光学系３の第３反射鏡３ｅ、および、投影光学系６との間に配置されている。
図４は投影露光装置のマスク保持機構を示す斜視図である。このマスク保持機構５は、図４に示すように、マスクＭを垂直方向に保持するマスク保持枠５ａと、このマスク保持枠５ａを垂直面内の所定方向に整合移動させるマスク移動手段５ｂと、このマスク移動手段５ｂを支持して垂直方向にスライドして移動させる切替手段５ｃとを備えている。
【００３７】
そして、マスク保持機構５のマスク保持枠５ａは、マスクＭに当接する透光板およびその透光板にマスクＭを吸着する吸着機構（図示せず）などを備えている。なお、このマスク保持枠５ａは、マスクＭの所定のパターンの領域を、垂直方向に２種類そのマスクＭが有していても充分支持できる大きさを少なくとも備えている。
【００３８】
また、図４に示すように、マスク移動手段５ｂは、ここでは、いわゆる三点ロケータ方式を用いてマスクＭのセットアップ時に整合移動できるように構成されており、マスク保持枠５ａの一辺およびその隣接辺に配置され、左右方向および上下方向にマスク保持枠５ａを押動する各駆動部５ｂ１と、この各駆動部５ｂ１に対向するようにマスク保持枠５ａの各辺に配置された各従動部５ｂ２とを備えている。そして、駆動部５ｂ１および従動部５ｂ２は、垂直板５ｂ３に固定されている。
【００３９】
さらに、マスク保持枠５ａは、垂直板５ｂ３に球状の当接部（図示せず）を介して載置されており、駆動部５ｂ１および従動部５ｂ２の一部が常にマスク保持枠５ａを垂直板５ｂ３側に押圧するようにして、垂直板５ｂ３にマスク保持枠５ａが一体に垂直面方向（上下方向）に移動自在に保持されている。そのため、マスク移動手段５ｂによりマスク保持枠５ａに保持されているマスクＭは、垂直面内における方向において左右方向（Ｘ方向）および上下方向（Ｙ方向）ならびに回転方向（θ方向、光軸周り方向）に整合移動することで、セットアップするときに的確にワーク移動手段１３のＸＹ方向の移動軸に対して対応するように設置されている。
【００４０】
そして、垂直板５ｂ３は、ＬＭガイドなどマスク保持枠５ａを垂直方向にスライドさせて移動することができる切替手段５ｃを介して固定垂直台５ｄに保持されている。この切替手段５ｃは、マスクＭのパターン領域が２種類あるときには、一方と他方の所定パターンの領域を垂直方向にスライドさせて移動することで切替えることができるように作動するものである。なお、固定垂直台５ｄおよび垂直板５ｂ３は、マスクＭの対面する位置に開口（図示せず）を備えている。
【００４１】
つぎに、投影光学系６について説明する。図５は投影露光装置の投影光学系を示す断面図、図６は投影露光装置の投影光学系を模式的に示す斜視図である。図５および図６に示すように、投影光学系６は、共軸となる位置に所定間隔を離間して支持移動機構７に支持された入射側凸レンズ６ａおよび出射側凸レンズ６ｂと、この入射側凸レンズ６ａおよび出射側凸レンズ６ｂの間に配置された反射体８と、この反射体８により光路が変更された投影光を再び反射体８側に反射する反射補正光学系９とを備え、筐体６Ａ内に各レンズ６ａ等、反射補正光学系９および支持移動機構７が設置されている。
【００４２】
筐体６Ａは、図５に示すように、上段部および中段部に、反射補正光学系９が設置され、また、下段部に、入射側凸レンズ６ａ、反射体８、出射側凸レンズ６ｂおよび支持移動機構７を設置している。
【００４３】
入射側凸レンズ６ａおよび出射側凸レンズ６ｂは、反射体８を中央にして配置されており、ここでは、単レンズとしてそれぞれ配置されている。なお、入射側凸レンズ６ａおよび出射側凸レンズ６ｂは、同一の屈折率となるようにここでは構成されている。
【００４４】
図５および図６に示すように、反射体８は、光の方向を変えるものであり、入射側凸レン６ａから屈折透過されてきた投影光を、水平方向から垂直方向に反射して方向を変えるように所定角度で形成された第１反射面８ａと、この第１反射面８ａに隣接して、反射補正光学系９から送られて来た投影光を、垂直方向から水平方向に反射して方向を変えるように所定角度で形成された第２反射面８ｂと、この第２反射面８ｂおよび第１反射面８ａを支持して所定位置に固定するための脚部４ｃとを備えている。そして、この反射体４は、支持テーブル１３に固定された状態で筐体６Ａ側に設置されている
【００４５】
図５に示すように、反射補正光学系９は、反射体４からの投影光の収差を補正するための補正光学系９Ａと、この補正光学系９Ａを介して送られる投影光を反射する凹面反射ミラー９Ｂとを備えている。
【００４６】
凹面反射ミラー９Ｂは、反射体８の第１反射面８ａから補正光学系９Ａを介して屈折透過して送られて来た投影光を、再び補正光学系９Ａを介して反射体８の第２反射面８ｂに反射するためのものである。この凹面反射ミラー９Ａは、設置される入射側凸レンズ６ａ、反射体８、補正光学系９Ａなどの配置により、その凹面の度合や設置高さ焦点距離が設定されている。
【００４７】
補正光学系９Ａは、第１凸レンズ９ａと、この第１凸レンズ９ａに共軸となるように配置された第２凸レンズ９ｂと、この第２凸レンズ９ｂに共軸となるように配置された凹レンズ９ｃとを備えている。この補正光学系９Ａの各レンズ９ａ，９ｂ，９ｃは、それぞれ単レンズで構成されている。そして、各凸レンズ９ａ、９ｂ、９ｃはレンズの一方の面が凹面となっていればよい。なおここでは、補正光学系９は、第１凸レンズ９ａと第２凸レンズ９ｂを有しているが、精度を厳しく要求しない場合には、どちらか一方あれば足りる。つまり補正光学系９Ａとして、第１凸レンズ９ａまたは第２凸レンズ９ｂの一方と凹レンズ９ｃとを有していればよい。
【００４８】
また、図６に示すように、支持移動機構７は、入射側凸レンズ６ａおよび出射側凸レンズ６ｂを所定間隔で保持する保持テーブル７ａと、この保持テーブル７ａを光軸方向に沿って移動自在に支持する移動レール７ｃと、この移動レール７ｃに支持された保持テーブル７ａの突出係合部７ｂに係合して案内レール７ｂに沿って保持テーブル７ａを移動させる移動手段７ｄとを備えている。
【００４９】
図５および図６に示すように、保持テーブル７ａは、中央に形成された貫通穴の位置に反射体８の脚部８ｃが配置されるように設定されている。また、移動レール７ｃは、保持テーブル７ａの下面側で、反射体８の脚部８ｃの両側位置に、両凸レンズ６ａ，６ｂの光軸に沿って平行となるように配置されている。この移動レール７ｃは、ＬＭガイドなどのリニアガイドを用いても構わない。
【００５０】
また、移動手段７ｄは、保持テーブル７ａの突出係合部７ｂを光軸方向に移動させることで、保持テーブル７ａを移動レール７ｃに沿って光軸方向に平行に移動させるものであり、支持台に固定されたサーボモータなどの駆動モータおよび送りネジ（伝達手段）などを備えている。この移動手段７ｄは、精度良く保持テーブル７ａを移動させることができるものであれば、エアシリンダ、油圧シリンダなどその構成は限定されるものではない。
【００５１】
そして、支持移動機構７により両凸レンズ６ａ，６ｂを光軸方向に移動させる場合には、次のようにしている。なお、支持移動機構７を移動させる場合、つまり、投影倍率を調整する理由としては、ワークＷの一連の各工程を経て製作されるときに、前の工程により形成された配線パターンが伸縮する場合があり、その配線パターンの伸縮状態に対応させるためである。
【００５２】
はじめに、入射側凸レンズ６ａおよび出射側凸レンズ６ｂによるワークＷに投影するための倍率が１（等倍）である場合には、支持移動機構７は、入射側凸レンズ６ａおよび出射側凸レンズ６ｂと、反射体８の第１反射面８ａおよび第２反射面８ｂとが、同じ距離を保つ位置に保持テーブル７ａが配置されるように移動手段７ｄにより調整して設定されている。なお、支持移動機構７は、保持テーブル７ａを、移動手段７ｄにより光軸に沿って移動させる場合、あらかじめ、両凸レンズ６ａ，６ｂがどれだけ移動したときに倍率がどれだけ変化するかが図示しない制御手段により認識されている。
【００５３】
そのため、倍率を縮小させる場合には、移動手段７ｄにより保持テーブル７ａを、移動レール７ｃに沿ってワークＷから離間する方向に移動させることにより、入射側凸レンズ６ａを反射体８から離間させ、かつ、出射側凸レンズ６ｂを反射体８に近接させるように移動させている。
【００５４】
また、倍率を拡大させる場合には、移動手段７ｄにより保持テーブル７ａをワークＷに近づける方向に移動させることにより、入射側凸レンズ６ａを反射体８に近接させ、かつ、出射側凸レンズ６ｂを反射体８から離間させるように移動させている。
【００５５】
つぎに、ワーク保持機構１０について説明する。図７は投影露光装置のワーク保持機構を示す斜視図、図８は投影露光装置のワーク保持機構を示す分解斜視図、図９は投影露光装置の水平移動手段を示す側面図である。図７および図８に示すように、ワーク保持機構１０は、ワークＷを載置板２１（図１３参照）ごと保持する垂直支持枠１１と、この垂直支持枠１１に保持されるワークＷおよび載置板２１を着脱自在に固定する固定手段１２と、垂直支持枠１１を垂直面内における方向に移動させるワーク移動手段１３と、垂直支持枠１１をワークの垂直面に直交する水平方向（光軸方向）（以下、Ｚ方向という）に移動自在に支持する水平移動手段１４とを備えている。
【００５６】
垂直支持枠１１は、ワークＷの露光領域に対面する位置に開口を有し、ワークＷの正面側で周縁部分あるいは載置板２１の周縁部分に当接する当接部１１ａと、この当接部１１ａを囲んだ位置に段差をもって形成された囲繞部１１ｂと、この囲繞部１１ｂの所定位置でＺ方向に突出して形成され、水平移動部１４に係合する突出片１１ｃとを備えている。
【００５７】
また、垂直支持枠１１の囲繞部１１ｂには、ワークＷの固定手段１２が所定位置に設けられている。この固定手段１２は、載置板２１の背面側に当接して固定する当接固定部１２ａと、この当接固定部１２ａを載置板２１の背面側に当接あるいは離間するように作動させる作動部１２ｂとを備えている。なお、この固定手段１２は、図面では４箇所に配置された作動部１２ｂおよび当接固定部１２ａにより載置板２１を着脱自在に固定するように構成されているが、その数および位置は、限定されるものではない。
【００５８】
図７ないし図９に示すように、垂直支持枠１１に保持されたワークＷの露光領域に対してＺ方向に移動するための水平移動手段１４は、垂直支持枠１１の３箇所に設けた水平移動部１４Ａを有している。
【００５９】
そして、図９に示すように、この水平移動手段１４は、垂直支持枠１１の突出片１１ｃに係合するユニバーサルジョイント部１４ａと、このユニバーサルジョイント部１４ａを設けた第１移動部１４ｂと、この第１移動部１４ｂの底面および傾斜面に対向する位置に設けた台部１４ｄおよび第２移動部１４ｅと、この第２移動部１４ｅの側面に対向する位置に設けた垂直台部１４ｆと、この垂直台部１４ｆに設けた駆動モータ１４ｈと、この駆動モータ１４ｈの駆動力を第２移動部１４ｅに伝達するために、駆動モータ１４ｈならびに第２移動部１４ｅに亘って設けた送りねじ（伝達部）１４ｇと、第１移動部１４ｂと対面する台部１４ｄと、第２移動部１４ｅと対面する垂直台部１４ｆとをスライド自在に係合するスライド部１４ｃとを備えている。そして垂直台部１４ｆは、ワーク移動手段１３の支持枠台１３Ｃに固定されている。
【００６０】
そのため、水平移動手段１４は、各駆動モータ１４ｈが駆動してそれぞれ同じ移動量だけ第２移動部１４ｅが送りねじ１４ｇにより移動させられると、第１移動部１４ｂがＺ方向にスライドして移動することができ、ユニバーサルジョイント部１４ａに係合している垂直支持枠１１を精密に水平方向（光軸方向）に移動することで、ワークＷの露光領域における垂直面の状態を適切に調整することができる。
【００６１】
なお、この水平移動手段１４は、３つの水平移動部１４Ａを同時に同じ移動量だけ移動させることや、各水平移動部１４Ａをそれぞれ異なる移動量について移動させることも可能である。水平移動部１４Ａは、それぞれ異なる移動量によって移動した場合には、ユニバーサルジョイント部１４ａが、移動により生じる傾斜方向に対応した傾き状態で垂直支持枠１１を支持することになる。したがって、水平移動手段は、ワークＷの露光領域が垂直面よりどちらかに傾斜している状態であっても、水平移動部１４ＡがそれぞれＺ方向に異なる移動量により移動することで、常に垂直面の状態を適切に設定することが可能となる。
【００６２】
図８に示すように、ワーク移動手段１３は、水平移動手段１４を固定する枠体１３Ｃと、この枠体１３Ｃを垂直面内におけるＹ方向（垂直方向）に移動するための垂直移動枠体１３Ｂと、この垂直移動枠体１３Ｂを水平面内におけるＸ方向（光軸方向に直交する水平方向）に移動するための移動枠本体１３Ａとを備えている。
【００６３】
図７および図８に示すように、移動枠本体１３Ａは、Ｘ方向に移動するための案内レール１３ａおよび案内バー１３ｂを備えている。そして、この移動枠本体１３Ａは、ほぼ中央に露光用開口窓１７ａを形成し、その露光用開口窓１７ａの周囲に、ワークＷの露光領域における周縁に当接して垂直面の状態を検出する検出手段１５および、整合作業に用いる撮像手段１６を備えている。
【００６４】
垂直移動枠体１３Ｂは、移動枠本体１３Ａの案内レール１３ａに係合して移動するレールガイド１３ｃおよび案内バー１３ｂに係合する係合板１３ｄを備えると共に、枠体１３Ｃを垂直方向に移動させるための垂直レール１３ｅとを備えている。さらに、この垂直移動枠体１３Ｂの中央には、移動枠本体１３Ａの露光用開口窓１７ａより大きく開口する開口窓１７ｂが形成されている。
【００６５】
枠体１３Ｃは、全体がＵ字形状に形成され、その正面側に、前記したように水平移動手段１４を固定すると共に、その裏面側に、垂直移動枠体１３Ｂの垂直レール１３ｅに沿って移動する垂直レールガイド１３ｆを備えている。
【００６６】
なお、図１０に示すように、ワーク移動手段１３は、図示しない駆動モータなどの駆動部により、移動枠本体１３Ａ、垂直移動枠体１３Ｂ、および枠体１３Ｃを介して垂直支持枠１１を、その垂直面内におけるＸ、Ｙ方向に、案内レール１３ａおよび垂直レールなどにより移動させることで、ワークＷの露光領域を、移動枠本体１３Ａの露光用開口窓１７ａの位置に適宜移動させるものである。また、このワーク移動手段１３は、マスクＭとの整合作業を行なう場合に、マスクＭの位置にワークＷの整合移動を行なうときにも作動するように構成されている。
【００６７】
また、図１１に示すように、検出手段１５は、ここでは３つの検出部１５Ａを備えており、それぞれが、ワークＷの表面に当接する当接部１５ａと、この当接部１５ａを出没自在に保持する当接検出本体１５ｂと、この当接検出本体１５ｂを移動させる移動部１５ｃとを備えている。なお、３つの内の二つの検出部１５Ａは、撮像手段１６の移動手段１６ｃの移動により移動するように設けられている。そして、各検出部１５Ａの位置関係は、二等辺三角形あるいは正三角形の各頂点位置に配置されるように設定されている。
【００６８】
この検出手段１５は、当接部１５ａがワークＷの所定位置における３点の位置を、所定圧力で当接することで当接検出本体１５ｂに当接状態が検出されて、ワークＷの露光領域における垂直面の状態（鉛直状態、つまり、少なくとも垂直面の傾斜状態および、垂直面と結像面との位置関係状態）を検出している。この検出手段１５により検出されたワークＷの露光領域における鉛直状態に関する情報信号は、水平移動手段１４に伝達されて各水平移動部１４Ａの移動量が決定されることになる。
【００６９】
図１１に示すように、撮像手段１６は、ここでは４つの撮像部１６Ａを備えており、それぞれの撮像部１６Ａが、マスクＭのマスクマークＭｍ（図１参照）を含む整合用照明光をワークＷのワークマークＷｍ（図１参照）の位置に照射すると共に分光する整合用光照明部１６ａと、この整合用光照明部１６ａにより分光された整合用照明光およびワークＷのワークマークから反射した反射光を撮像するＣＣＤカメラ１６ｂと、このＣＣＤカメラ１６ｂおよび整合用光照明部１６ａをＸ，Ｙ方向に移動させるためのＸＹ移動部１６ｃとを備えている。
【００７０】
なお、図１および図１１に示すように、この投影露光装置１では、放電灯２ａからの照明光を整合作業時に使用する照明光とするため、可視光線フィルタ４ｆを介して可視光線とした光に、マスクＭのマスクマークＭｍの情報を含ませて、投影光学系６を経て整合用光照明部１６ａからワークＷのワークマーク側に照射している。このとき、整合用光照明部１６ａには、ハーフミラーなどの光を分光する分光手段（図示せず）が設けられており、ＣＣＤカメラ１６ｂに、マスクマークＭｍおよびワークマークＷｍの両者が撮像できるように構成されている。
【００７１】
そのため、ここでは、整合機構は、紫外線を含む照明光を、露光には影響のない可視光線とする可視光線フィルタ４ｆと、撮像手段１６と、ワーク移動手段１３とを備えている。なお、ここではワークＷをマスクＭに合せるように整合移動させる構成として説明し、マスクＭは、設定されている位置から切替え作業以外には移動しない状態とする。
【００７２】
図１２および図１３に示すように、ワークＷを搬送する搬送機構２０は、搬送ローラ２４と、この搬送ローラ２４に沿って搬送されて来るワークＷを載置している載置板２１を保持して水平方向から垂直方向に立ち上げてワーク保持機構１０の垂直支持枠１１に受け渡す（から受け取る）受渡受取機構２３とを備えている。
【００７３】
また、載置板２１は、図１３に示すように、表板材２１ａおよび側面板材２１ｄならびに裏面板材（図示せず）により内部が中空となるように形成し、その内部を仕切り板２１ｂにより所定領域ごとに仕切ると共に、表面板２１ａに複数の貫通孔を形成し、図示しない真空機構により載置するワークＷを真空吸着して保持できるように構成されている。なお、表面板２１ａおよび裏面板材の間には、平面強度（平面状態）を維持するためにハニカムコア構造を設ける構成にすると都合がよい。
【００７４】
搬送機構２０は、投影露光装置１の構成において、ワーク保持機構１０から完全に分離した状態で設定できるため、投影露光装置１の全体構成をコンパクトに設定でき、かつ、設置場所に対して設定の自由度を広げることができる。
【００７５】
つぎに、投影露光装置１の動作について説明する。
はじめに、図１２（ａ）に示すように、ワークＷは、その厚さが０．３ｍｍより薄い場合には、載置板２１に載置された状態で、搬送機構２０の送りローラ２４により搬送される。なお、ワークＷが載置板２１によってガイドされなくても垂直面の状態を維持できる厚さを備えている場合には、載置板２１を必要とせず、ワークＷのみで搬送されるものである。そして、載置板２１は、あらかじめ設定された位置（受渡受取機構２３の位置）まで搬送されて停止すると、図１２（ｂ）に示すように受渡受取機構２３を介して水平方向から垂直方向に立上げられ、ワーク保持機構１０の垂直支持枠１１に受け渡される。
【００７６】
ワークＷを載置板２１ごと受け取った垂直支持枠１１は、固定手段１２の作動部１２ｂを作動させ、垂直支持枠１１の当接部１１ａにそのワークＷの周縁が当接し、かつ、ワークＷの露光領域が開口に対面した状態として、当接固定部１２ａにより載置板２１の裏面を固定する。
【００７７】
図１２（ｂ）に示すように、ワークＷおよび載置板２１が、垂直支持枠１１に固定手段１２を介して固定されると、ワーク保持機構１０は、ワーク移動手段１３の枠体１３Ｃを、垂直レール１３ｅおよび垂直レールガイド１３ｆにより垂直方向に移動させると共に、その枠体１３Ｃを支持する垂直移動枠体１３Ｂを、案内レール１３ａに案内されるレールガイド１３ｃ、および、係合板１３ｄが係合する案内バー１３ｂを介して水平方向に移動させることで、ワークＷの露光領域を露光用開口窓１７ａに対面させる（ワーク設定作業）。
【００７８】
なお、ワークＷの露光領域は、ワークＷの全面が一つの露光領域となる場合や、また、ワークＷの半分ごとに露光領域となる場合や、あるいは、ワークＷの１／４それぞれが露光領域となる場合などがある。ワークＷの露光領域が露光用開口窓１７ａに対面するように配置されると、撮像手段１６のＸＹ移動部１６ｃおよび検出手段１５の移動部１５ｃを介して、各検出部１５Ａの当接部１５ａをワークＷの所定位置、ここでは、ワークの露光領域の周縁に移動させる。そして、当接検出本体１５ｂから当接部１５ａをワークＷ側に突出させることで、その当接部１５ａの先端によりワークＷに当接させ、ワークＷの露光領域における垂直面の状態を検出している（垂直状態検出作業）。
【００７９】
また、検出手段１５によりワークＷの露光領域における垂直面の状態は、良好であると判断された場合であっても、その垂直面の位置、つまり、結像面位置が前方あるいは後方にＺ方向（光軸線方向）に平行にずれている場合がある。このときは、検出手段１５から水平移動手段１４に、その各水平移動部１４Ａを、同じ移動量だけＺ方向に移動させるように信号を送ることで、ユニバーサルジョイント部１４ａに係合している垂直支持枠１１をＺ方向に平行に移動させて結像面位置の調整を行なう（垂直状態調整作業）。
【００８０】
さらに、各検出部１４の検出結果が異なる値となったときは、対応する水平移動部１４Ａにどれだけ移動するかの信号を送り、各水平移動部１４Ａを独立してＺ方向に移動させる。このように、各水平移動部１４Ａが独立して移動しても、垂直支持枠１１の突出片１１ｃには、ユニバーサルジョイント部１４ａが係合しているため、その移動により生じる傾斜状態となって傾いたままの突出片１１ｃを垂直面として支持し、ワークＷの露光領域における垂直面の状態を適切に維持することができる（垂直状態調整作業）。
【００８１】
そして、検出手段１５および水平移動手段１４によりワークＷの露光領域における垂直面の状態が適切に調整されると、つぎに、整合作業を行なう。
整合作業は、はじめに、回転体機構４の回転体４Ａを所定角度回転させ、光路中に配置されている遮断部４ｄから、可視光線フィルタ４ｆが光路に配置されるように設定する。なお、このとき、すでに放電灯２ａは安定点灯されている。
【００８２】
そのため、光源部２から照射された照明光は、第１反射鏡３ａ、第２反射鏡３ｂを介して可視光線フィルタ４ｆに到達しこの可視光線フィルタ４ｆを透過することで、露光作業には影響のない可視光線となる。そして、照明光から可視光線となった光は、フライアイレンズ３ｃ、コリメータレンズ３ｄ、第３反射鏡３ｅを経て、マスク保持機構５のマスクＭのマスクマークＭｍを映した光として投影光学系６および撮像手段１６の４つの整合用光照明部１６ａを介してワークＷのワークマークＷｍに照射されると共にＣＣＤカメラ１６ｂに入射される。それと共に、整合用光照明部１６ａからワーク側に照射された光は、反射してワークマークＷｍの位置情報を有する光として、整合用光照明部１６ａを介してＣＣＤカメラ１６ｂに入射される。
【００８３】
したがって、投影露光装置１では、ワークＷのワークマークＷｍとマスクＭのマスクマークＭｍとの位置を、図示しない制御部などが認識して位置の計算を行ない、両マークＷＭ、Ｍｍが、許容範囲内であれば、露光作業に移行させる。また、両マークＷＭ、Ｍｍが、許容範囲外であれば、ここでは、投影露光装置１は、図示しない制御部が、ワーク移動手段１３を介してワークＷの露光領域を、マスクＭに整合移動させることで整合作業を行なう。
【００８４】
投影露光装置１は、整合作業が終了すると、つぎに、投影露光作業を行なう。投影露光作業を行なう場合には、投影露光装置１は、撮像手段１６および検出手段１５を退避位置に移動させ、かつ、光路中の位置する回転体４Ａの可視光線フィルタ４ｆの位置から、その回転体４Ａを所定角度回転させることにより、光路中にその回転体４Ａの開口穴４ｅが配置されるように作動させる。
【００８５】
光路中に回転体４Ａの開口穴４ｅが配置されると、光源部２から照射された照明光は、照明光学系３およびマスクＭならびに投影光学系６を介してワークＷの露光領域に所定時間において投影されることで投影露光作業がなされる。
ワークＷの一つの露光領域に対する投影露光作業が終了すると、回転体４Ａの遮断部４ｄを光路中に配置し、ワーク移動手段１３を介して、ワークＷのつぎの露光領域を露光用開口窓１７ａに対面する位置に移動させ、前記したように、垂直状態検出作業、垂直状態調整作業、整合作業および投影露光作業を行なう。同様にして、ワークＷの他の露光領域についても垂直状態検出作業、垂直状態調整作業、整合作業および投影露光作業を行ない、一つのワークＷの全ての露光領域について投影露光作業を終了する。
【００８６】
投影露光装置１は、一つのワークのすべての露光領域に対する投影露光作業が終了すると、回転体機構４の回転体４を所定角度回転させることで、光路中に位置する開口穴４ｅから、光路中に遮断部４ｄを配置させることで、光源部２からの照明光を遮断する。
【００８７】
光源部２からの照明光が遮断されると、投影露光装置１は、ワーク移動手段１３を作動させ、垂直支持枠１１を、搬送機構２０の受渡受取機構２３に受け渡すことができる位置に移動させる。そして、垂直支持枠１１が保持している載置板２１に受渡受取機構２３を当接して吸着保持させ、固定手段１２を解除して、垂直支持枠１１から受渡受取機構２３にワークＷを載置板２１ごと受け渡す。
【００８８】
搬送機構２０の受渡受取機構２３は、ワークＷを載置板２１ごと受取ると、送りローラにその載置板２１を受け渡し、ワークＷを載置板２１ごと搬出位置まで搬送する。そして、ワークＷおよび載置板２１が搬出されると、再び、つぎの新たなワークＷが載置板２１に載置された状態で受渡受取機構２３の直下に搬送され、前記したように各作業が行なわれるものである。
【００８９】
なお、ワークＷが整合作業を行なうときに伸縮していた場合には、つぎのようにして投影光学系６の両凸レンズ６ａ、６ｂを光軸方向に移動させて、マスクＭの露光パターンを拡大あるいは縮小してワークＷの伸縮状態に対応して投影露光作業を行なっている。このとき、支持移動機構７は、入射側凸レンズ６ａおよび出射側凸レンズ６ｂを一定間隔で保持する保持テーブル７ａを、移動手段７ｄにより光軸に沿って移動させる場合、あらかじめ、両凸レンズ６ａ，６ｂがどれだけ移動したときに倍率がどれだけ変化するかが、図示しない制御部などに認識されている。
【００９０】
すわなち、ワークＷの形成パターンが縮小している場合には、マスクＭの露光パターンを縮小させる必要がある。そのため、倍率を縮小させる場合には、移動手段７ｄにより保持テーブル７ａを、案内レールに沿ってワークＷから離間する方向に移動させることにより、入射側凸レンズ６ａを反射体８から離間させ、かつ、出射側凸レンズ６ｂを反射体８に近接させるように移動させている。このように両凸レンズ６ａ、６ｂをワークＷから離間するように移動させると、一方の凸レンズがプラス側に移動し、かつ、他方の凸レンズがマイナス側に移動することで、ピントに対してはプラスマイナスゼロとなり、ワークＷの露光領域に対するピントは維持した状態で、倍率だけが、拡大するように変化する。
【００９１】
また、倍率を拡大させる場合には、両凸レンズ６ａ、６ｂを所定間隔で支持している支持移動機構７の保持テーブル７ａを、移動手段７ｄにより、そのワークＷに近づける方向に移動させることにより、入射側凸レンズ６ａを反射体８に近接させ、かつ、出射側凸レンズ６ｂを反射体８から離間させるように移動させている。このように両凸レンズ６ａ、６ｂをワークＷに近接するように移動させると、一方の凸レンズがプラス側に移動し、かつ、他方の凸レンズがマイナス側に移動することで、ピントに対してはプラスマイナスゼロとなり、ワークＷの露光領域に対するピントは維持した状態で、倍率だけが拡大されるように変化する。
【００９２】
したがって、光路中の光学系１９の他の調整をすることなく、投影光学系６の両凸レンズ６ａ、６ｂのみを移動することで、ワークＷの伸縮状態に対応するように投影露光することができる。
【００９３】
また、マスクＭの露光パターンは、マスク保持機構５の切替手段５ｃにより、マスクＭを垂直方向にスライド移動させることにより、瞬時に切替えることができる。したがって、ワークの両面露光を行なう場合には、マスクＭの上下位置にワークＷの表面に対応する露光パターンとワークＷの裏面に対応する露光パターンとを形成しておけば切替作業の手間がかかることがない。
【００９４】
【発明の効果】
本発明にかかる投影露光装置および投影露光方法は、前記したように構成されているため、以下に示すような優れた効果を奏するものである。
投影露光装置は、装置本体の設置面に対して、ワーク、マスクおよび投影光学系を垂直方向に配置できるように構成されているため、塵埃の付着による露光不良を大幅に軽減できる。また、投影光学系が垂直方向に配置されていることから、重力によるレンズエレメントの偏心をなくし、安定した結像性能を確保することができる。
【００９５】
投影露光装置は、投影光学系が反射補正光学系および反射体に対して左右対称となる位置で、入射側凸レンズおよび出射側凸レンズが共軸位置に配置されているため、両凸レンズが所定間隔を保って光軸方向に移動することで、ピントの調整をすることなく、倍率の調整を安定して行なうことができる。
【００９６】
投影露光装置は、搬送機構側から載置板ごと垂直方向に受け渡されると、ワークの露光領域を開口に対面させた状態で垂直支持枠が受け取り、固定手段が載置板を固定し、その固定された状態で垂直支持枠ごとワーク移動手段により垂直面内における方向に移動させる。そのため、投影露光装置では、ワーク板厚が薄い状態であっても載置板がガイドして平坦度を確保して、垂直面の状態を適切に維持し露光精度を安定させることができる。
【００９７】
投影露光装置は、ワーク移動手段が、前記ワークの露光領域となる結像面より投影光学系側に配置されているため、ワーク保持機構に隣接してワークを搬送する搬送機構を設置したときに、その搬送機構からワークをワーク保持機構に受け渡すあるいは受取る場合、ワーク移動手段が搬送機構側に突出することがなくワークの受け渡しが容易となる。また、投影露光装置は、ワークの搬送機構が完全に分離された構成であるため、ワークの露光領域となる結像面と搬送機構とを空間的に仕切ることができる状態となり、搬送機構側で生じる塵埃の影響を全く受けることがない。
【００９８】
投影露光装置は、検出手段によりワークの露光領域における垂直面の状態を検出し、水平移動手段により前記ワークが保持される垂直面に直交する水平方向に移動させているため、ワークの露光領域に対する垂直面の状態を適切に調整して維持でき、露光精度の安定を保つことができる。また、投影露光装置は、ワークの板厚が変化することで生じる露光領域に対するピントの調整に対しても対応できる。なお、投影露光装置は、水平移動手段が個々に独立して作動できる構成とすることで、ワークの垂直面の状態が一様でない場合にも対応することが可能となる。
【００９９】
投影露光装置は、マスク保持機構に保持するマスクをマスク移動手段により整合移動させると共に、切替手段により保持しているマスクを垂直方向にスライドさせてマスクのパターン領域を切替えることができるため、マスクの迅速な交換を可能とする。また、交換した後の調整作業が最小限となりすぐに交換したマスクのパターン領域を用いて整合作業および投影露光作業を行なうことが可能となる。
【０１００】
投影露光装置は、光源部から照明光をワーク側に送らない場合、回転体の遮断面を照明光の光路に回動させて配置し、また、マスクとワークの整合作業を行な場合、回転体の可視光線フィルタを照明光の光路に回動させて配置し、さらに、露光作業を行なう場合、回転体の開口穴を照射光の光路に回動させて配置することができる。そのため、投影露光装置は、両凸レンズを光軸方向に移動させて行う倍率調整作業、マスクとワークの整合作業、および露光作業などを、光源部からの照明光を連続点灯させた状態で行なうことができる。
【０１０１】
また、本発明にかかる投影露光方法では、ワークに対して等倍のマスクパターンを投影して露光作業を行なう場合、両凸レンズが反射体に対して均等な位置に配置された状態で投影光が光源部から投影され露光作業を行なうことができる。また、ワークに対して倍率を小さくする場合には、両凸レンズをワークから離間する方向に光軸に沿って移動、つまり、前記出射側凸レンズが前記反射体に近接し、かつ、前記入射側凸レンズが前記反射体から離間する方向に移動させ、ピントを調整することなく倍率のみ変更して露光作業を行なうことができる。さらに、ワークに対して倍率を大きくする場合には、両凸レンズをワークに近接する方向に光軸に沿って移動、つまり、前記出射側凸レンズが前記反射体から離間し、かつ、前記入射側凸レンズが前記反射体に近接する方向に移動させ、ピントを調整することなく倍率のみ変更して露光作業を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る投影露光装置の全体を模式的に示す模式図である。
【図２】本発明に係る投影露光装置を示す側面図である。
【図３】本発明に係る投影露光装置を示す平面図である。
【図４】本発明に係る投影露光装置のマスク保持機構を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る投影露光装置の投影光学系を示す断面図である。
【図６】本発明に係る投影露光装置の投影光学系を模式的に示す斜視図である。
【図７】本発明に係る投影露光装置のワーク保持機構を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る投影露光装置のワーク保持機構を示す分解斜視図である。
【図９】本発明に係る投影露光装置の水平移動手段を示す側面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る投影露光装置のワーク移動手段の構成を示す正面図および側面図である。
【図１１】本発明に係る投影露光装置の撮像手段および検出手段を示す正面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る投影露光装置のワークを垂直方向に保持する状態を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る投影露光装置で使用するワークを載置する載置板を示す平面図である。
【図１４】従来の投影露光装置を模式的に示す模式図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、従来の投影露光装置を模式的に示す模式図および投影光学系部分の斜視図である。
【符号の説明】
１      投影露光装置
２      光源部                              ２ａ    放電灯
２ｂ    楕円反射鏡
３      照明光学系                          ３ａ    第１反射鏡
３ｂ    第２反射鏡                          ３ｃ    フライアイレンズ
３ｄ    コリメータレンズ                    ３ｅ    第３反射鏡
４      回転体機構                          ４Ａ    回転体
４ａ    駆動部（サーボモータ）              ４ｂ    伝達手段
４ｃ    回動軸                              ４ｄ    遮断部（遮断面）
４ｅ    開口穴
４ｆ    可視光線フィルタ（整合機構）
５      マスク保持機構                      ５ａ    マスク保持枠
５ｂ    マスク移動手段（整合機構）          ５ｃ    切替手段
６      投影光学系                          ６ａ    入射側凸レンズ
６ｂ    出射側凸レンズ                      ６Ａ    筐体
７      支持移動機構                        ７ａ    保持テーブル
７ｂ    突出係合部                          ７ｃ    移動レール
７ｄ    移動手段
８      反射体                              ８ａ    第１反射面
８ｂ    第２反射面                          ８ｃ    脚部
９      反射補正光学系                      ９Ａ    補正光学系
９Ｂ    凹面反射ミラー                      ９ａ    第１凸レンズ
９ｂ    第２凸レンズ                        ９ｃ    凹レンズ
１０    ワーク保持機構
１１    垂直支持枠                          １１ａ  当接部
１１ｂ  囲繞部                              １１ｃ  突出片
１２    固定手段                            １２ａ  当接固定部
１２ｂ  作動部
１３    ワーク移動手段                      １３Ａ  移動枠本体
１３Ｂ  垂直移動枠体                        １３Ｃ  枠体
１３ａ  案内レール                          １３ｂ  案内バー
１３ｃ  レールガイド                        １３ｄ  係合板
１３ｅ  垂直レール                          １３ｆ  垂直レールガイド
１４    水平移動手段（Ｚ方向移動部）        １４Ａ  水平移動部
１４ａ  ユニバーサルジョイント部            １４ｂ  第１移動部
１４ｃ  スライド部                          １４ｄ  台部
１４ｅ  第２移動部                          １４ｆ  垂直台部
１４ｇ  送りねじ（伝達部）                  １４ｈ  駆動モータ
１５    検出手段                            １５Ａ  検出部
１５ａ  当接部                              １５ｂ  当接検出本体
１５ｃ  移動部
１６    撮像手段（整合機構）                １６Ａ  撮像部
１６ａ  整合用光照明部                      １６ｂ  ＣＣＤカメラ
１６ｃ  ＸＹ移動部
１７ａ  露光用開口窓                        １７ｂ  開口窓
１９    光学系                              ２０    搬送機構
２１    載置板                              ２３    受渡受取機構
２４    送りローラ
Ｍ      マスク
Ｗ      ワーク
【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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