(57)【要約】【課題】液晶表示素子を用いて複数回露光し、この露光パターンを繋ぎ合わせて一つの連続したパターンを形成する際の、総露光時間を短くした露光装置の提供。【解決手段】光源１からの光線を、防熱フィルタ２、第１のコンデンサレンズ３、フィルタ４を通過後、第１の偏光ビームスプリッタ５により互いに振動方向が直交するＰ偏光及びＳ偏光に分離し、ミラー６ａ，６ｂ、コンデンサレンズ７ａ，７ｂ、露光領域決め用マスク８ａ，８ｂを経て、フォトマスクとしての第１，第２の液晶表示素子９ａ，９ｂに入射させ、変調を行い、その表示パターンを第２の偏光ビームスプリッタ１０によって一つのパターン像に合成し、縮小レンズ１１を経て、ＸＹステージで構成されたウエハステージ１２上にセットされている被露光体であるシリコンウエハやプリント基板等の基板１３の上面に縮小露光する。これにより、一回の露光で２画素開口部に相当する露光パターンが形成される。【選択図】　　　　図１
2004103858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光パターンを液晶表示素子の画素開口部を一つのドットとして構成した複数の不連続パターンに分割し、被露光体のステージを縦および横方向に一定間隔だけ移動させて、分割された個々のパターンを繰り返し露光し、これら分割パターンを繋ぎ合わせて連続的なパターン像をレジストが塗布された前記被露光体上に形成する露光装置において、
光源からの光を互いに振動方向が直交した二つの偏光に分離する偏光分離素子と、
この分離された各偏光をそれぞれ変調する二つの液晶表示素子と、
この二つの液晶表示素子によりそれぞれ変調された二つのパターン像を一つのパターン像に合成する偏光合成素子とを備え、
前記二つの液晶表示素子を、前記偏光合成素子の二つの入射面に、互いに画素開口部の幅分ずらして配置したこと
を特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記偏光分離素子および偏光合成素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクとして液晶表示素子を用いた露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マスクとして液晶表示素子を用いた露光装置には、特許文献１に開示されたものがある。これは、任意の露光パターンに対応する電気信号を液晶表示素子に入力することによって、１枚の液晶表示素子の画素開口部によりマスク（レチクル）を形成し、レチクルを製作せずに任意の２次元パターンを露光することを可能にしたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１３３０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように液晶表示素子の画素開口部によりマスクを形成する場合、開口部以外の遮光部分は露光が行われないため、露光パターンは不連続となる。そこで、連続的なパターンを形成するために、ウエハステージを縦横方向に開口部サイズを単位として移動させながら複数回露光し、これら複数の露光パターンを繋ぎ合わせて連続的な露光パターンを形成しなければならない。
【０００５】
図２は液晶表示素子の開口形状の例を示しており、液晶表示素子の露光領域における画素ピッチは縦横１０μｍピッチ、開口部は２μｍである。この画素ピッチと開口サイズの場合、縦横それぞれで１０μｍ／２μｍ＝５回、合計５×５＝２５回の異なるパターン露光と、縦横それぞれに２μｍ／５＝０．４μｍずつのステージ移動を繰り返して、一つの連続的な露光パターンを形成することになる。
【０００６】
このように、従来の露光装置では、１枚の液晶表示素子を用いてウエハステージを移動させながら複数回露光するため、露光パターンを繋ぎ合わせて一つの連続した露光パターンを形成するまでに多くの時間を要する。
【０００７】
そこで、本発明においては、液晶表示素子を用いて複数回露光し、この露光パターンを繋ぎ合わせて一つの連続したパターンを形成する際の、総露光時間を短くした露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の露光装置は、露光パターンを液晶表示素子の画素開口部を一つのドットとして構成した複数の不連続パターンに分割し、被露光体のステージを縦および横方向に一定間隔だけ移動させて、分割された個々のパターンを繰り返し露光し、これら分割パターンを繋ぎ合わせて連続的なパターン像をレジストが塗布された被露光体上に形成する露光装置において、光源からの光を互いに振動方向が直交した二つの偏光に分離する偏光分離素子と、この分離された各偏光をそれぞれ変調する二つの液晶表示素子と、この二つの液晶表示素子によりそれぞれ変調された二つのパターン像を一つのパターン像に合成する偏光合成素子とを備え、二つの液晶表示素子を、偏光合成素子の二つの入射面に、互いに画素開口部の幅分ずらして配置したことを特徴とする。
【０００９】
この露光装置によれば、光源からの光を互いに振動方向が直交した二つの偏光に分離して、互いに画素開口部の幅分ずらして配置した二つの液晶表示素子で同時に二つのパターン像に変調し、これを偏光合成素子により一つのパターン像に合成することによって、一回の露光で２画素開口部に相当する露光パターンが形成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における露光装置の概略構成図である。
図１において、超高圧水銀ランプ等の光源１からの光線は、防熱フィルタ２、第１のコンデンサレンズ３、フィルタ４を通過後、偏光分離素子としての第１の偏光ビームスプリッタ５により互いに振動方向が直交するＰ偏光およびＳ偏光に分離される。ここで、Ｐ偏光は光（電界）の振動面が偏光ビームスプリッタ５の入射面と平行な直線偏光であり、Ｓ偏光は光の振動面が偏光ビームスプリッタ５の入射面に垂直な直線偏光である。換言すれば、Ｐ偏光は振動面が偏光ビームスプリッタ５の透過光線と反射光線の張る面すなわち図１の記載面に平行な成分であり、Ｓ偏光はこれに垂直な成分である。
【００１１】
それぞれの偏光は、ミラー６ａ，６ｂ、コンデンサレンズ７ａ，７ｂ、露光領域決め用マスク８ａ，８ｂを経て、フォトマスクとしての第１，第２の液晶表示素子９ａ，９ｂに入射する。液晶表示素子９ａ，９ｂに入射した各偏光はそれぞれ変調され、振動方向が９０°回転し、これら２枚の液晶表示素子９ａ，９ｂの表示パターンが偏光合成素子としての第２の偏光ビームスプリッタ１０によって一つのパターン像に合成される。
【００１２】
その後、縮小レンズ１１を経て、ＸＹステージで構成されたウエハステージ１２上にセットされている被露光体であるシリコンウエハやプリント基板等の基板１３の上面に縮小露光される。なお、本実施形態において、縮小レンズ１１の縮小率は１／５である。
【００１３】
液晶表示素子９ａ，９ｂは、既に図２において説明したように、露光領域における画素ピッチは縦横１０μｍピッチ、開口部は縦横２μｍである。これら二つの液晶表示素子９ａ，９ｂは、図３に示すように、第２の偏光ビームスプリッタ１０の二つの入射面１０ａ，１０ｂに、互いに画素開口部の幅分ずらして配置、すなわち２μｍだけ互いに位置をずらして配置されている。
【００１４】
これにより、一回の露光で第２の偏光ビームスプリッタ１０によって合成されるパターン像は、２画素開口部に相当する露光パターンとなるため、一回の露光で２画素開口部分の領域を露光することができる。なお、本実施形態において、連続露光の際のウエハステージ１２の移動量は、２画素開口部が繋がった方向（液晶表示素子９ａ，９ｂをずらして配置した方向）に対しては０．４μｍ×２＝０．８μｍ、これに垂直な方向に対しては０．４μｍとなる。
【００１５】
液晶表示素子９ａ，９ｂは、インターフェースユニット１４を介してＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ；中央処理装置）１５から発生される所定の信号により、所定のパターンを表示するようにマトリクス駆動される。このとき、液晶表示素子９ａ，９ｂには、画素開口部の幅分ずれた位置の露光パターンにそれぞれ対応するパターンを表示する。
【００１６】
なお、ウエハステージ１２の移動中は露光を行わないが、光源１は点灯したままであるので、液晶表示素子９ａ，９ｂと光源１との間に機械的なシャッターを設けるか、あるいはこの機械的なシャッターの代わりに液晶表示素子９ａ，９ｂそのものをシャッターとして用いる。
【００１７】
すなわち、ウエハステージ１２の移動中とアライメント中は液晶表示素子９ａ，９ｂは、その露光領域に全面黒を表示して基板１３の被露光面への露光を行わず、ウエハステージ１２が所定の位置に達して静止した後、液晶表示素子９ａ，９ｂに所定の露光パターンを一定時間表示し、基板１３の被露光面へパターンを露光する。
【００１８】
図４は本実施形態の露光装置による露光パターン形成例を示す図である。
【００１９】
まず、基板１３（被露光体）をウエハステージ１２にセットし、ウエハステージ１２を所定位置に移動して、図４（ａ）に示すように、偏光ビームスプリッタ１０により合成された液晶表示素子９ａ，９ｂのパターン像に対して、基板１３のアライメントを行う。アライメント中は、液晶表示素子９ａ，９ｂは全黒表示する。次に、図４（ｂ）に示すように、液晶表示素子９ａ，９ｂをそれぞれ駆動して開口部（図２参照）を表示させ、１回目の露光を行う。
【００２０】
次に、図４（ｃ）に示すように、基板１３を２画素ピッチ移動させる（この場合は、液晶表示素子９ａ，９ｂの合成パターン像が２画素分繋がった方向に移動するため２画素ピッチ移動させる。一方、これに対して垂直な方向に移動させる場合には、従来通り１画素ピッチ移動させる。）。移動中は液晶表示素子９ａ，９ｂを全黒表示させる。そして、図４（ｄ）に示すように、液晶表示素子９ａ，９ｂを駆動して開口部を表示させ、２回目の露光を行う。
【００２１】
このように、基板１３を、液晶表示素子９ａ，９ｂの合成パターン像が２画素分繋がった方向に移動する場合には２画素ピッチ移動させ、あるいは、これに対して垂直な方向に移動させる場合には従来通り１画素ピッチ移動させ、露光を行うという工程を繰り返す。これにより、一つの連続的なパターンが基板１３上に形成される。図４（ｅ）は、１５回目の露光工程を示す。露光が終了したら、基板１３を取り出す。
【００２２】
以上のように、本実施形態の露光装置では、画素開口部の幅分ずらして配置した二つの液晶表示素子９ａ，９ｂを用いることにより、露光パターンを繋ぎ合わせて一つの連続したパターンを形成するまでの露光回数を減らすることができる。これにより、総露光時間を短縮することができ、露光装置のスループットを向上させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、露光パターンを液晶表示素子の画素開口部を一つのドットとして構成した複数の不連続パターンに分割し、被露光体のステージを縦および横方向に一定間隔だけ移動させて、分割された個々のパターンを繰り返し露光し、これら分割パターンを繋ぎ合わせて連続的なパターン像をレジストが塗布された被露光体上に形成する露光装置において、光源からの光を互いに振動方向が直交した二つの偏光に分離する偏光分離素子と、この分離された各偏光をそれぞれ変調する二つの液晶表示素子と、この二つの液晶表示素子によりそれぞれ変調された二つのパターン像を一つのパターン像に合成する偏光合成素子とを備え、二つの液晶表示素子は、偏光合成素子の二つの入射面に、互いに画素開口部の幅分ずらして配置したものとすることにより、一回の露光で２画素開口部に相当する露光パターンを形成することができ、露光パターンを繋ぎ合わせて一つの連続したパターンを形成するまでの露光回数を減らし、総露光時間を短縮することができる。これにより、露光装置のスループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における露光装置の概略構成図である。
【図２】液晶表示素子の開口形状の例を示す図である。
【図３】液晶表示素子の配置を示す説明図である。
【図４】本実施形態の露光装置による露光パターン形成例を示す図である。
【符号の説明】
１　光源
２　防熱フィルタ
３　コンデンサレンズ
４　フィルタ
５　第１の偏光ビームスプリッタ
６ａ，６ｂ　ミラー
７ａ，７ｂ　コンデンサレンズ
８ａ，８ｂ　露光領域決め用マスク
９ａ　第１の液晶表示素子
９ｂ　第２の液晶表示素子
１０　第２の偏光ビームスプリッタ
１０ａ，１０ｂ　入射面
１１　縮小レンズ
１２　ウエハステージ
１３　基板
１４　インターフェースユニット
１５　ＣＰＵ
【図１】
2004103858.tif 000003
【図２】
2004103858.tif 000004
【図３】
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【図４】
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