(57)【要約】【課題】マスクの大きさが基板上の露光対象領域に比して小さい露光装置において、基板の全面を均一に露光でき、隣接する露光領域間における継ぎムラの発生を防止できる露光装置を提供する。【解決手段】光源４から出射された露光光をマスク２に導く光学系として、光源４からの出射光を平行光にするコンデンサレンズ６とこれを透過した露光光をマスク面にて入射光と同倍率で結像させるオフナー光学系８とが設けられている。コンデンサレンズ６からの結像面には可変ブラインド７が配置され、結像面において露光光内に介在するシャッタ７２，７３を有し、シャッタ７２，７３によりマスク面露光領域におけるスキャン方向に直交する方向の少なくとも一方の端縁をスキャン方向に傾斜するように整形する。そして、２回のスキャン露光にて、マスク面露光領域における傾斜した端縁が重なるように、露光光の整形を制御する。【選択図】図１
2013054315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光を出射する光源と、基板に露光すべきパターンが形成されたマスクと、前記光源から出射された露光光を前記マスクに導く光学系と、前記マスクと前記基板との間に配置され前記マスクの透過光が入射されることにより前記パターンの正立等倍像を前記基板上に結像させるマイクロレンズアレイと、前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に水平の第１方向及びこれに直交する第２方向に移動させる第１駆動装置と、を有し、前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に前記第１方向に移動させることにより、この第１方向に沿って前記パターンを前記基板上に転写する露光装置において、
前記光学系は、前記光源から出射された露光光を平行光にする第１光学系と、前記第１光学系からの露光光を前記マスク上に導きマスク面にて入射光と同倍率で結像させる第２光学系とを有し、
更に、
前記第１光学系からの露光光の結像面に配置され、前記結像面において前記露光光内に介在するシャッタを有し、このシャッタにより前記マスク面のマスク面露光領域における前記第２方向の少なくとも一方の端縁をその少なくとも一部が前記第１方向に対して傾斜するように整形する整形部材と、
前記シャッタを移動させて、前記マスク面露光領域における前記端縁の傾斜を変更する第２駆動装置と、
前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記整形部材を所定位置に配置した後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に前記第１方向に移動させて、マスクパターンを前記基板上にて第１のスキャン露光を行い、前記第２駆動装置により前記シャッタを移動させてマスク面露光領域における端縁の傾斜を変更し、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第２方向に相対的に移動させた後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第１方向又はその逆方向に相対的に移動させて前記マスクパターンを前記基板上にて第２のスキャン露光を行い、
前記第１のスキャン露光と前記第２のスキャン露光にて、前記マスク面露光領域における傾斜した端縁の部分の露光が重なるように、前記整形部材による前記露光光の整形を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記整形部材の前記シャッタは、前記露光光の光軸に平行な軸の周りに回転可能であり、前記第２駆動装置は、前記シャッタを回転させて、前記シャッタによる前記マスク面露光領域の端縁の傾斜を変更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】
前記シャッタは、前記マスク面露光領域における前記第２方向の両端縁を整形するために、前記結像面に２組設けられており、前記第２駆動装置は、前記２組のシャッタを移動させてその位置を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記制御装置は、更に、前記第２のスキャン露光の後に、前記第２駆動装置により前記シャッタを移動させてマスク面露光領域における端縁の傾斜を変更し、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第２方向に相対的に移動させた後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第１方向又はその逆方向に相対的に移動させて前記マスクパターンを前記基板上にて第３のスキャン露光を行うというようにして、スキャン露光を３回以上繰り返し、基板上の露光領域を３個以上の領域に分割して、各領域を個別にスキャン露光して、露光パターンを傾斜した前記端縁の部分でつなぎ合わせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
露光光を出射する光源と、基板に露光すべきパターンが形成されたマスクと、前記光源から出射された露光光を前記マスクに導く光学系と、前記マスクと前記基板との間に配置され前記マスクの透過光が入射されることにより前記パターンの正立等倍像を前記基板上に結像させるマイクロレンズアレイと、前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に水平の第１方向及びこれに直交する第２方向に移動させる第１駆動装置と、を有し、前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に前記第１方向に移動させることにより、この第１方向に沿って前記パターンを前記基板上に転写する露光装置において、
前記光学系は、前記光源から出射された露光光を平行光にする第１光学系と、前記第１光学系からの露光光を前記マスク上に導きマスク面にて入射光と同倍率で結像させる第２光学系とを有し、
更に、
前記第１光学系からの露光光の結像面に配置され、前記結像面において前記露光光内に介在するシャッタを有し、このシャッタにより前記マスク面のマスク面露光領域における前記第２方向の両端縁をその少なくとも一部が前記第１方向に対して傾斜するように整形する整形部材と、
前記第１駆動装置を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記整形部材を所定位置に配置した後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に前記第１方向に移動させて、マスクパターンを前記基板上にて第１のスキャン露光を行い、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第２方向に相対的に移動させた後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第１方向又はその逆方向に相対的に移動させて前記マスクパターンを前記基板上にて第２のスキャン露光を行い、
前記第１のスキャン露光と前記第２のスキャン露光にて、前記マスク面露光領域における傾斜した端縁の部分の露光が重なるように、前記整形部材による前記露光光の整形を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記制御装置は、更に、前記第２のスキャン露光の後に、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第２方向に相対的に移動させた後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第１方向又はその逆方向に相対的に移動させて前記マスクパターンを前記基板上にて第３のスキャン露光を行うというようにして、スキャン露光を３回以上繰り返し、基板上の露光領域を３個以上の領域に分割して、各領域を個別にスキャン露光して、露光パターンを傾斜した前記端縁の部分でつなぎ合わせることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記第１光学系は、前記光源から出射された露光光をその光軸に垂直な面内で均一化するフライアイレンズと、このフライアイレンズを透過した露光光を平行光にするコンデンサレンズにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第２光学系は、２枚の凹面鏡及び１枚の凸面鏡からなるオフナー光学系を構成しており、前記整形部材により整形された露光光が、前記マスク上で、等倍で結像することを特徴とする請求項１乃至７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、基板の製造コストの低減及び高精度の露光を実現するためにマスクサイズを小型化した露光装置において、基板の全面を均一に露光でき、隣接する露光領域間における継ぎムラの発生を防止できる露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話及び携帯型情報端末等の機器に搭載される液晶表示装置は、テレビジョン等の大型の液晶表示装置と異なり、パネルが小型になると共に、パネルはより高精細であることが要求される。
【０００３】
このような携帯型機器の液晶表示パネルを製造する際に使用される露光装置は、従来、高精細の露光のために、半導体装置の露光に使用されているステッパが使用されている。
【０００４】
従来、ステッパにより携帯機器用の小型の液晶表示パネルを露光する際には、マスクのパターンを透過した光を、縮小光学系に透過された後、基板に照射する。この際、露光対象の基板は、例えば１．５ｍ角の大型の基板であり、露光の際には、１又は複数枚の個別基板となる領域ごとに複数回露光される。そして、複数回の露光により個別基板となる領域の全てが露光された基板は、分割されて、複数枚のガラス基板が製造される。
【０００５】
しかしながら、このステッパにおいては、１個の対物レンズにより露光される領域の大きさが決まっているため、１枚のガラス基板上に複数枚のパネルを作製する際、その対物レンズの露光領域の境界が、パネルの内部に位置する場合が生じる。そうすると、そのパネルにおいては、露光領域の境界を挟んで両側の領域が別のショットで露光されることになり、境界において、配線等の位置がずれてしまうという問題点がある。このため、この境界においては、配線パターンを太くしたり、端部を傾斜して形成してその傾斜部で重ねあわせる等の所謂「つぎ」の処理を行う必要がある。また、この「つぎ」の処理を施しても、この「つぎ」を施した部分が直線上に連なって、縞が生じてしまうことがあり、そうすると、この縞が生じたパネルについては、製品とならず、廃棄せざるを得ない。更に、露光パターンがこの「つぎ」の処理が困難なパターンの場合にも、露光領域の境界のパネルについては、製品とせずに廃棄することが必要になる。
【０００６】
而して、マイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置も提案されている（特許文献１及び２）。マイクロレンズアレイは、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されたものであり、マスクと基板との間に配置される。このマイクロレンズアレイは、各マイクロレンズの焦点位置がマスク及び基板の位置となるように調節されているため、マスクに形成されたパターンの正立等倍像を基板に結像させることができ、露光光及びマイクロレンズアレイをマスク及び基板に対して相対的に１方向にスキャンすることにより、マスクに形成されたパターンを基板に帯状に転写していくことができる。しかしながら、従来のマイクロレンズアレイを使用した露光装置は、テレビジョン等の大型液晶表示装置用のパネルを露光するものであり、それをそのまま、携帯機器用の液晶表示装置に適用すると、携帯機器用の液晶表示パネルの場合は、パネルが小さく、また種々の大きさがあるため、製造効率が悪いという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献３の露光装置においては、マスクと基板との間に、凹面鏡及び凸面鏡からなるオフナー光学系を配置し、このオフナー光学系により、マスクのパターンが基板上に等倍で転写されるようになっている。
【０００８】
特許文献４には、基板上の露光すべき領域を複数回に分けて各回異なるマスクで露光する露光装置が開示されており、隣接する露光領域同士は重ね合わせ露光することが開示されている。そして、この重ね合わせ露光する領域に照射される露光光の光量を他の領域と等しくするために、特許文献４の露光装置においては、露光光をマスクに導く光学系の光路上に絞りを設け、この絞りにより、基板に照射する露光光の光量を調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１０２１４９号公報
【特許文献２】特開２００８−１９７２２６号公報
【特許文献３】特開２００８−２６３０９２号公報
【特許文献４】特開２０００−３２１７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、携帯機器用の液晶表示パネルのように、高精細が要求されると共に、小型のパネルの場合、従来のステッパを使用すると、露光パターンの「つぎ」が必要となり、マイクロレンズアレイを使用すると、製造効率が悪いという問題点がある。
【００１１】
図５は、マスクの大きさが基板上の露光対象領域に比して小さい従来の露光装置において、複数回の露光を行う工程を示す図である。従来の露光装置においては、マスク２の大きさに対応させたマイクロレンズアレイ（図示せず）を使用し、図５（ａ）に示すように、露光光及びマイクロレンズアレイをマスク２及び基板１に対して相対的に１方向（図５におけるスキャン方向２１）にスキャンすることにより、マスク２のパターンを基板に転写している。そして、基板１に対するスキャン方向２１への露光光のスキャンが終了したら、マスク２をシフト方向２２にシフトするか、又はマスク２を他のパターンが設けられたものに取り換え、図５（ｂ）に示すように、１回目のスキャンにより形成された露光領域１ａに隣接する領域を露光することが行われている。
【００１２】
このような露光装置においては、マスク２の取り付け精度不良又は移動後のマスク位置精度の不良等により、図５（ｂ）に示すような未露光の領域１ｃ又は過露光の領域が発生する継ぎムラが発生しやすいという問題点がある。
【００１３】
特許文献４においては、露光対象領域を４個に分割し、各分割領域について１工程で露光し、４個の露光領域をつなぎ合わせて所定の露光対象領域の全域に露光パターンを形成している。そして、分割対象領域同士の境界部は重ね露光するようになっており、各露光工程においては、露光しつつ、その露光光量を絞りにより調節して、境界部の露光光量を低減することにより、境界部と内部との光量の均一化を図っている。このため、特許文献４においては、露光光の光量を制御する機構が複雑になるという問題点がある。なお、特許文献３に開示された露光装置においては、マイクロレンズアレイの代わりにオフナー光学系を使用しているが、この特許文献３においては、露光対象領域を分割した場合の隣接する露光領域間の継ぎムラの発生を防止できるものではない。
【００１４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、マスクの大きさが基板上の露光対象領域に比して小さい露光装置において、基板の全面を均一に露光でき、隣接する露光領域間における継ぎムラの発生を防止できる露光装置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】
【００１５】
本発明に係る露光装置は、露光光を出射する光源と、基板に露光すべきパターンが形成されたマスクと、前記光源から出射された露光光を前記マスクに導く光学系と、前記マスクと前記基板との間に配置され前記マスクの透過光が入射されることにより前記パターンの正立等倍像を前記基板上に結像させるマイクロレンズアレイと、前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に水平の第１方向及びこれに直交する第２方向に移動させる第１駆動装置と、を有し、前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に前記第１方向に移動させることにより、この第１方向に沿って前記パターンを前記基板上に転写する露光装置において、
前記光学系は、前記光源から出射された露光光を平行光にする第１光学系と、前記第１光学系からの露光光を前記マスク上に導きマスク面にて入射光と同倍率で結像させる第２光学系とを有し、
更に、
前記第１光学系からの露光光の結像面に配置され、前記結像面において前記露光光内に介在するシャッタを有し、このシャッタにより前記マスク面のマスク面露光領域における前記第２方向の少なくとも一方の端縁をその少なくとも一部が前記第１方向に対して傾斜するように整形する整形部材と、
前記シャッタを移動させて、前記マスク面露光領域における前記端縁の傾斜を変更する第２駆動装置と、
前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記整形部材を所定位置に配置した後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に前記第１方向に移動させて、マスクパターンを前記基板上にて第１のスキャン露光を行い、前記第２駆動装置により前記シャッタを移動させてマスク面露光領域における端縁の傾斜を変更し、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第２方向に相対的に移動させた後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第１方向又はその逆方向に相対的に移動させて前記マスクパターンを前記基板上にて第２のスキャン露光を行い、
前記第１のスキャン露光と前記第２のスキャン露光にて、前記マスク面露光領域における傾斜した端縁の部分の露光が重なるように、前記整形部材による前記露光光の整形を制御することを特徴とする。なお、本発明における結像面とは、第１光学系の焦点位置である。そして、整形部材の位置における像は、第２光学系によりマスク面のマスク面露光領域に再結像する。
【００１６】
本発明において、例えば前記整形部材の前記シャッタは、前記露光光の光軸に平行な軸の周りに回転可能であり、前記第２駆動装置は、前記シャッタを回転させて、前記シャッタによる前記マスク面露光領域の端縁の傾斜を変更するように構成することができる。また、例えば前記シャッタは、前記マスク面露光領域における前記第２方向の両端縁を整形するために、前記結像面に２組設けられており、前記第２駆動装置は、前記２組のシャッタを移動させてその位置を変更することができる。
【００１７】
本発明において、例えば前記制御装置は、更に、前記第２のスキャン露光の後に、前記第２駆動装置により前記シャッタを移動させてマスク面露光領域における端縁の傾斜を変更し、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第２方向に相対的に移動させた後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第１方向又はその逆方向に相対的に移動させて前記マスクパターンを前記基板上にて第３のスキャン露光を行うというようにして、スキャン露光を３回以上繰り返し、基板上の露光領域を３個以上の領域に分割して、各領域を個別にスキャン露光して、露光パターンを傾斜した前記端縁の部分でつなぎ合わせる。
【００１８】
本発明に係る他の露光装置は、露光光を出射する光源と、基板に露光すべきパターンが形成されたマスクと、前記光源から出射された露光光を前記マスクに導く光学系と、前記マスクと前記基板との間に配置され前記マスクの透過光が入射されることにより前記パターンの正立等倍像を前記基板上に結像させるマイクロレンズアレイと、前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に水平の第１方向及びこれに直交する第２方向に移動させる第１駆動装置と、を有し、前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に前記第１方向に移動させることにより、この第１方向に沿って前記パターンを前記基板上に転写する露光装置において、
前記光学系は、前記光源から出射された露光光を平行光にする第１光学系と、前記第１光学系からの露光光を前記マスク上に導きマスク面にて入射光と同倍率で結像させる第２光学系とを有し、
更に、
前記第１光学系からの露光光の結像面に配置され、前記結像面において前記露光光内に介在するシャッタを有し、このシャッタにより前記マスク面のマスク面露光領域における前記第２方向の両端縁をその少なくとも一部が前記第１方向に対して傾斜するように整形する整形部材と、
前記第１駆動装置を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記整形部材を所定位置に配置した後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記マスク及び前記基板に対して相対的に前記第１方向に移動させて、マスクパターンを前記基板上にて第１のスキャン露光を行い、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第２方向に相対的に移動させた後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第１方向又はその逆方向に相対的に移動させて前記マスクパターンを前記基板上にて第２のスキャン露光を行い、
前記第１のスキャン露光と前記第２のスキャン露光にて、前記マスク面露光領域における傾斜した端縁の部分の露光が重なるように、前記整形部材による前記露光光の整形を制御することを特徴とする。
【００１９】
この場合に、例えば前記制御装置は、更に、前記第２のスキャン露光の後に、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第２方向に相対的に移動させた後、前記第１駆動装置により前記光学系及び前記マイクロレンズアレイを前記第１方向又はその逆方向に相対的に移動させて前記マスクパターンを前記基板上にて第３のスキャン露光を行うというようにして、スキャン露光を３回以上繰り返し、基板上の露光領域を３個以上の領域に分割して、各領域を個別にスキャン露光して、露光パターンを傾斜した前記端縁の部分でつなぎ合わせる。
【００２０】
本発明に係る露光装置において、例えば、前記第１光学系は、前記光源から出射された露光光をその光軸に垂直な面内で均一化するフライアイレンズと、このフライアイレンズを透過した露光光を平行光にするコンデンサレンズにより構成されている。また、例えば、前記第２光学系は、２枚の凹面鏡及び１枚の凸面鏡からなるオフナー光学系を構成しており、前記整形部材により整形された露光光が、前記マスク上で、等倍で結像する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の露光装置は、光源から出射された露光光をマスクに導く光学系が、露光光を平行にする第１光学系と、第１光学系からの露光光をマスク上に導きマスク面にて入射光と同倍率で結像させる第２光学系とを有している。また、露光装置は、更に、第１光学系からの露光光の結像面において露光光内に介在するシャッタを有し、シャッタによりマスク面のマスク面露光領域における第２方向の少なくとも一方の端縁をその少なくとも一部がスキャン方向の第１方向に対して傾斜するように整形する整形部材と、シャッタを移動させて、マスク面露光領域における端縁の傾斜を変更する第２駆動装置と、を有している。そして、制御装置は、整形部材を所定位置に配置した後、第１駆動装置により光学系及び前記マイクロレンズアレイをマスク及び基板に対して相対的に第１方向に移動させて、マスクパターンを基板上にて第１のスキャン露光を行い、第２駆動装置によりシャッタを移動させてマスク面露光領域における端縁の傾斜を変更し、第１駆動装置により光学系及びマイクロレンズアレイを第２方向に相対的に移動させた後、第１駆動装置により光学系及びマイクロレンズアレイを第１方向又はその逆方向に相対的に移動させてマスクパターンを基板上にて第２のスキャン露光を行い、第１のスキャン露光と第２のスキャン露光にて、マスク面露光領域における傾斜した端縁の部分の露光が重なるように、整形部材による露光光の整形を制御する。即ち、本発明においては、基板上におけるマスク面露光領域の第１方向に対して傾斜した端縁に対応する部分は、第１のスキャン露光と第２のスキャン露光により、２回露光され、マスク面露光領域における傾斜した部分の露光が重なるように露光されることにより、この重ね合わせ露光される領域に照射される露光光の光量の総計は、マスク面露光領域のその他の領域に対応する領域に照射される露光光の光量と等しくなり、基板の全面を均一に露光できる。また、マスク面露光領域は、シャッタにより傾斜した端縁の部分が重なるように整形部材による露光光の整形が制御されるため、第１方向にスキャン露光することにより、基板上の隣接する露光領域間に継ぎムラが発生することを防止できる。
【００２２】
本発明に係る他の露光装置は、上記整形部材がシャッタによりマスク面のマスク面露光領域における両端縁をその少なくとも一部がスキャン方向の第１方向に対して傾斜するように整形し、また、第２駆動装置は設けられていない。この露光装置において、制御装置は、整形部材を所定位置に配置した後、第１駆動装置により光学系及びマイクロレンズアレイをマスク及び前記基板に対して相対的に第１方向に移動させて、マスクパターンを基板上にて第１のスキャン露光を行い、第１駆動装置により光学系及びマイクロレンズアレイを第２方向に相対的に移動させた後、第１駆動装置により光学系及びマイクロレンズアレイを第１方向又はその逆方向に相対的に移動させてマスクパターンを基板上にて第２のスキャン露光を行い、第１のスキャン露光と第２のスキャン露光にて、マスク面露光領域における傾斜した端縁の部分の露光が重なるように、整形部材による露光光の整形を制御する。よって、上記と同様に、基板上におけるマスク面露光領域の第１方向に対して傾斜した端縁に対応する部分は、第１のスキャン露光と第２のスキャン露光により、２回露光され、マスク面露光領域における傾斜した部分の露光が重なるように露光されることにより、この重ね合わせ露光される領域に照射される露光光の光量の総計は、マスク面露光領域のその他の領域に対応する領域に照射される露光光の光量と等しくなり、基板の全面を均一に露光できる。また、マスク面露光領域は、シャッタにより傾斜した端縁の部分が重なるように整形部材による露光光の整形が制御されるため、第１方向にスキャン露光することにより、基板上の隣接する露光領域間に継ぎムラが発生することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る露光装置を示す図、（ｂ）は第１実施形態に係る可変ブラインドの構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は第１実施形態に係る可変ブラインドを使用した露光をその工程順に示す図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は図２に比して基板の大きさが大きい場合の露光をその工程順に示す図である。
【図４】（ａ）は第２実施形態に係る可変ブラインドを示す平面図、（ｂ），（ｃ）は第２実施形態に係る可変ブラインドを使用した露光をその工程順に示す図である。
【図５】マスクの大きさが基板上の露光対象領域に比して小さい従来の露光装置において、複数回の露光を行う工程を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る可変ブラインドの変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る可変ブラインドの変形例を示す平面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係る露光装置において、シャッタ部材の形状を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態に係る露光装置を示す図、図１（ｂ）は第１実施形態に係る可変ブラインドの構成を示す斜視図、図２（ａ）及び図２（ｂ）は第１実施形態に係る可変ブラインドを使用した露光をその工程順に示す図である。本実施形態に係る露光装置は、図１（ａ）に示すように、従来の露光装置と同様に、光源４から出射した露光光を、光学系によりマスク２へと導き、マスク２に形成されたパターンに透過させ、このマスク２の透過光をマイクロレンズアレイ３を介して基板１に照射することにより、マスク２に形成されたパターンの正立等倍像を基板１上に結像させる。
【００２５】
マイクロレンズアレイ３は、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されたものであり、マスク２と基板１との間に配置されている。マイクロレンズアレイ３は、各マイクロレンズの焦点位置がマスク２及び基板１の位置になるように調節されているため、マスク２に形成されたパターンの正立等倍像を基板１に結像させることができ、露光光及びマイクロレンズアレイ３をマスク２及び基板１に対して相対的に１方向にスキャンすることにより、マスク２に形成されたパターンを基板１に帯状に転写していくことができる。
【００２６】
本実施形態におけるマスク２は、基板１に対する大きさが小さく、１回のスキャン露光で基板１の全面を露光できない。本実施形態においては、光学系及びマイクロレンズアレイをマスク及び基板に対して相対的にスキャン方向（第１方向）及びこれに直交する第２方向に移動させる第１駆動装置（図示せず）が設けられ、後述する第２駆動装置７６と共に、図示しない制御装置により制御されており、１回のスキャン露光が完了した後、第１駆動装置により光学系及びマイクロレンズアレイ３を、マスク２及び基板１に対して相対的にスキャン方向（第１方向）に直交する（第２）方向にシフトさせた後、再度、第１方向へのスキャン露光を行う。
【００２７】
本発明においては、露光光をマスク２へと導く光学系は、光源４から出射された露光光を平行光にする第１光学系と、第１光学系からの露光光をマスク２上に導きマスク面にて入射光と同倍率で結像させる第２光学系とを有している。即ち、図１（ａ）に示すように、第１光学系は、例えば１枚のフライアイレンズ５及び２枚のコンデンサレンズ６により構成されており、フライアイレンズ５により、光源４から出射された露光光は、その光軸に垂直な面内で均一化され、２枚のコンデンサレンズ６１，６２により、フライアイレンズ５を透過した露光光は平行光となる。また、第２光学系は、例えば２枚の凹面鏡８１，８３及び１枚の凸面鏡８２からなるオフナー光学系８を構成している。
【００２８】
本実施形態においては、第１光学系からの露光光の結像面（第１光学系の焦点位置）に可変ブラインド７が配置されている。この可変ブラインド７が配置された第１光学系の焦点位置は、光軸に垂直な面内における露光光の強度分布が最も均一化された位置である。よって、この可変ブラインド７の透過光をオフナー光学系８により、マスク面露光領域に同倍率で結像させることにより、マスクへの入射光は、その強度分布が最も均一化された状態となる。
【００２９】
図１（ｂ）に示すように、可変ブラインド７は、枠体７０の中央に光透過領域７１が形成されており、その両端には、例えば露光光の光軸に平行な軸のまわりに回転可能なシャッタ７２，７３が設けられている。シャッタ７２，７３は、夫々、第２駆動装置７６により回転駆動され、シャッタ７２，７３を回転させることにより、光透過領域７１の端縁の一部が整形され、マスク面露光領域の端縁の傾斜が変更される。
【００３０】
よって、図２（ａ）に示すように、シャッタ７３（及びシャッタ７２）を回転させることにより、マスク面露光領域の端縁がスキャン方向２１に対して傾斜し、スキャン露光により、マスク面露光領域の傾斜した端縁に対応して基板上に照射される露光光の光量は、スキャン方向２１に直交する第２方向に線形的に変化する。即ち、スキャン方向２１に関して台形状の光透過領域７１の端部の三角形部分を透過する露光光の光量は、隣接する矩形部分から三角形部分の先端にかけて線形的に減少する一方、矩形部分を透過する露光光の光量は均一となる。
【００３１】
本実施形態においては、制御装置は、第２駆動装置７６により、シャッタ７２，７３を回転させると共に、第１駆動装置により光学系及びマイクロレンズアレイ３を第２方向２２に移動させることにより、複数回のスキャン露光にて、マスク面露光領域における傾斜した端縁の部分の露光が重なるように、可変ブラインド７による露光光の整形を制御する。
【００３２】
次に、上述の如く構成された露光装置の動作について説明する。先ず、マスク２の下方の所定の露光光照射予定位置に露光対象の基板１が配置される。次に、制御装置は、第２駆動装置７６により、シャッタをその回転軸周りに回転させて、マスク面露光領域における端縁の傾斜を変更する。本実施形態においては、マスク面露光領域の一方の端縁がスキャン方向２１に平行となり、マスク面露光領域の他方の端縁がスキャン方向２１に対して傾斜するように、制御装置は、第２駆動装置７６を制御することにより、シャッタ７２及びシャッタ７３を所定の位置に配置する。
【００３３】
この状態で、光源４から露光光を出射させる。光源４から出射された露光光は、先ず、フライアイレンズ５に入射する。そして、露光光は、碁盤の目状に配置されたフライアイレンズ５の複数個のレンズを透過することにより、光軸に垂直な面内で、その強度が均一化される。フライアイレンズ５の透過光は、２枚のコンデンサレンズ６１，６２に入射し、その透過光が平行光となる。
【００３４】
コンデンサレンズ６１，６２の透過光は、第１光学系の焦点位置に配置された可変ブラインド７へと向かう。そして、シャッタ７２，７３により整形されなかった露光光が、光透過領域７１を透過する。この可変ブラインド７が配置された第１光学系の焦点位置は、光軸に垂直な面内における露光光の強度分布が最も均一化された位置である。よって、可変ブラインド７を透過する露光光は、強度分布が最も均一化されている。
【００３５】
その後、可変ブラインド７を透過した露光光は、２枚の凹面鏡８１，８３及び１枚の凸面鏡８２からなるオフナー光学系８により反射され、マスク２上のマスク面露光領域に、可変ブラインド７の透過光が同倍率で結像される。よって、この結像された露光光の強度分布も、強度分布が最も好ましい状態である。
【００３６】
本実施形態においては、シャッタ７２，７３により、マスク面露光領域の端縁の一方が、スキャン方向２１に対して傾斜している。即ち、マスク面には、光軸に垂直の面における照射領域（光透過領域７１）がシャッタ７２，７３により台形に整形された露光光が照射される。よって、この露光光とマイクロレンズアレイ３が基板１及びマスク２に対して相対的にスキャン方向２１にスキャンしたとき、台形状の光透過領域７１をスキャン方向２１に垂直の方向に関して矩形領域と三角形領域とに分割したとき、矩形領域を透過した光は、基板１上において、露光の光量が均一になる一方、三角形部分を透過した光は、露光光のスキャンにより光透過領域７１の三角形先端まで露光されるものの、その光量は、矩形部分から三角形部分の先端にかけて線形的に減少する。なお、図２（ａ）において、基板上の露光領域のうち、露光光量が均一な領域を光量均一領域１ａ、露光光量がスキャン方向２１に直交する方向に連続的に変化する領域を光量変化領域１ｂとする。
【００３７】
スキャン方向２１に１回の露光が完了したら、第２駆動装置７６は、シャッタ７２，７３を図２（ａ）の矢印方向に回転させることにより、マスク面露光領域における端縁の傾斜を変更する。即ち、第２駆動装置７６は、シャッタ７２の傾斜角度を１回目のスキャン露光におけるシャッタ７３の傾斜角度と同一とし、シャッタ７３に対応するマスク面露光領域の端縁をスキャン方向２１に平行にする。
【００３８】
その後、制御装置は、第１駆動装置により、光学系及びマイクロレンズアレイ３を基板１及びマスク２に対して第２方向に相対的に移動させる。このとき、第１駆動装置は、マスク面露光領域における傾斜した端縁の部分（三角形部分）の露光が重なるように、光学系及びマイクロレンズアレイ３をシフト方向２２に移動させる。そして、再度、第１駆動装置により光学系及びマイクロレンズアレイ３をスキャン方向２１又はその逆方向に相対的に移動させてマスクパターンを基板１上にて第２のスキャン露光を行う。これにより、第１のスキャン露光にて第２方向に露光の度合いが線形に分布していた光量変化領域１ｂにおいては、第２のスキャン露光により照射される露光光の光量の変化が、第１のスキャン露光の際とは逆になる光量変化領域として露光光が重ねて照射される。よって、図２（ｂ）に示すように、この光量変化領域１ｂにおいても、光量均一領域１ａと同様に光量が均一となり、基板１の全面が均一に露光される。
【００３９】
このように、本実施形態においては、マスク面露光領域における傾斜した部分の露光が重なるように露光されることにより、シャッタ７２，７３により整形されてマスク面露光領域におけるスキャン方向２１に対して傾斜した端縁の部分（三角形部分）に対応する基板１上の光量変化領域１ｂは、第１のスキャン露光と第２のスキャン露光により、２回露光され、この重ね合わせ露光される領域に照射される露光光の光量の総計は、シャッタ７２，７３により整形されないマスク面露光領域の矩形部分に対応する基板１上の光量均一領域１ａに照射される露光光の光量と等しくなり、基板１の全面を均一に露光できる。また、マスク面露光領域は、シャッタにより傾斜した端縁の部分が重なるように整形部材による露光光の整形が制御されるため、スキャン方向２１にスキャン露光することにより、隣接する露光領域間に継ぎムラが発生することを防止できる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、シャッタ７２，７３は、露光光の光軸に平行な軸の周りに回転可能に構成されているが、可変ブラインド７は、シャッタを移動させることにより、マスク面露光領域における第２方向の少なくとも一方の端縁をその少なくとも一部がスキャン方向に対して傾斜するように整形するように構成されていればよい。例えば、図６に黒矢印で示すように、シャッタ７２，７３は、夫々、アクチュエータ等により、露光光の光軸に垂直な面内でスライド可能に構成されている。即ち、シャッタ７２，７３が、アクチュエータ等により、図６における上下方向及び／又は左右方向にスライドされて、光透過領域７１の端部におけるシャッタ７２，７３の位置が調節されることにより、光透過領域７１の形状が矩形、５角形及び６角形等に成形され、マスク面には、この光透過領域の形状に対応するマスク面露光領域が形成される。また、例えば、本実施形態においては、２枚のシャッタ７２，７３により、マスク面露光領域の端縁を第１方向に対して傾斜させているが、２回のスキャン露光により基板の全面を露光できる場合においては、シャッタを１枚だけ設け、これを移動させることにより、マスク面露光領域の端縁をスキャン方向に対して傾斜するように整形してもよい。
【００４１】
また、基板の大きさが大きい場合においては、図３（ａ）乃至（ｃ）に示すように、３回以上の露光を繰り返すことにより、基板１の全面を露光することができる。即ち、図３（ａ）に示すように、スキャン方向２１へのスキャン露光が完了したら、第２駆動装置７６により、シャッタ７２を図３（ａ）の矢印方向又はその反対側に回転させると共に、光源及びマイクロレンズアレイ３を基板１及びマスク２に対して相対的に第２方向に移動させ、また、必要に応じてマスク２を交換し、図３（ｂ）に示すように、第２のスキャン露光を行う。即ち、第２のスキャン露光時においては、マスク面露光領域の形状は、平行四辺形となり、平行四辺形状の光透過領域７１をスキャン方向２１に垂直の方向に関して中央の矩形領域とその両端部の三角形領域とに分割したときに、第１駆動装置は、光学系及びマイクロレンズアレイ３を基板１及びマスク２に対して相対的にシフト方向２２に移動させる際に、第１のスキャン露光時におけるマスク面露光領域の三角形部分による露光と第２のスキャン露光時におけるマスク面露光領域の一方の三角形部分による露光とが重なるように、光学系及びマイクロレンズアレイ３をシフト方向２２に移動させる。第２のスキャン露光が完了したら、同様に、第２駆動装置７６により、シャッタ７３を図３（ｂ）の矢印方向又はその反対側に回転させると共に、第１駆動装置により、光源及びマイクロレンズアレイ３を基板１及びマスク２に対して相対的に第２方向に移動させ、また、必要に応じてマスク２を交換し、図３（ｃ）に示すように、第３のスキャン露光を行う。基板が更に大きい場合には、同様の工程を繰り返し行う。
【００４２】
次に、本発明の第２実施形態に係る露光装置について説明する。図４（ａ）は第２実施形態に係る可変ブラインドを示す平面図、図４（ｂ），図４（ｃ）は第２実施形態に係る可変ブラインドを使用した露光をその工程順に示す図である。図４（ａ）に示すように、本実施形態においては、可変ブラインド７Ａの両端部には、夫々、２枚のシャッタ（夫々シャッタ７２及び７４，シャッタ７３及び７５）が設けられており、夫々、第２駆動装置７６に接続され、制御装置によりその回転角度が制御されている。この可変ブラインド７Ａを使用した露光装置においては、可変ブラインド７Ａの端部に設けられた２枚のシャッタにより、マスク面露光領域の第２方向の端部は、第１方向に対して、最大で２方向に傾斜した形状となるように構成されている。本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、マスク面には、光軸に垂直の面における照射領域（光透過領域７１）がシャッタ７２，７３により六角形に整形された露光光が照射される。よって、この露光光とマイクロレンズアレイ３が基板１及びマスク２に対して相対的にスキャン方向２１にスキャンしたとき、六角形の光透過領域７１をスキャン方向２１に垂直の方向に関して中央の矩形領域とその両端部の三角形領域とに分割したとき、矩形領域を透過した光は、基板１上において、露光の光量が均一になる一方、三角形部分を透過した光は、露光光のスキャンにより光透過領域７１の三角形先端まで露光されるものの、その光量は、矩形部分から三角形部分の先端にかけて線形的に減少する。
【００４３】
このような露光装置においても、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、制御装置により、複数回のスキャン露光において、マスク面露光領域における傾斜した端縁の部分（三角形部分）の露光が重なるように、可変ブラインド７Ａによる露光光の整形及び第１駆動装置によるシフト方向２２へのシフトを制御することにより、第１実施形態と同様の高精度の露光を実現できる。即ち、シャッタ７２及び７４，シャッタ７３及び７５により整形されてマスク面露光領域におけるスキャン方向２１に対して傾斜した端縁の部分（三角形部分）に対応する基板１上の光量変化領域１ｂは、第１のスキャン露光と第２のスキャン露光により、２回露光され、この重ね合わせ露光される領域に照射される露光光の光量の総計は、シャッタ７２，７３により整形されないマスク面露光領域の矩形部分に対応する基板１上の光量均一領域１ａに照射される露光光の光量と等しくなり、基板１の全面を均一に露光できる。また、マスク面露光領域は、シャッタにより傾斜した端縁の部分が重なるように整形部材による露光光の整形が制御されるため、スキャン方向２１にスキャン露光することにより、隣接する露光領域間に継ぎムラが発生することを防止できる。
【００４４】
なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様の変形を適用することができる。例えば、図７に黒矢印で示すように、シャッタ７２，７３，７４，７５は、夫々、アクチュエータ等により、露光光の光軸に垂直な面内でスライド可能に構成されている。即ち、シャッタ７２，７３等は、アクチュエータ等により、図７における上下方向及び／又は左右方向にスライドされて、光透過領域７１の端部におけるシャッタ７２，７３等の位置が調節されることにより、光透過領域７１の形状が矩形、５角形及び６角形等に成形され、マスク面には、この光透過領域の形状に対応するマスク面露光領域が形成される。
【００４５】
以上説明した実施形態に係る露光装置において、露光光の光路上に介在し、露光光の形状を整形する可変ブラインド７，７Ａは、シャッタの縁部が光軸方向に傾斜していることが好ましい。図８（ａ）は、図２（ａ）に示す可変ブラインド７を示すＡ−Ａ断面図である。図８（ａ）に部分Ｂで示すように、このシャッタ７２，７３は、露光光側の縁部が最も幅広に設けられており、光軸方向にシャッタの幅が徐々に狭くなるように設けられている。シャッタをこのような形状で設けることにより、平行光で可変ブラインド７に入射した露光光は、シャッタにより整形された後、直進性を損なうことなく、平行光として透過されやすくなる。また、第２実施形態のように、シャッタを２枚ずつ設ける場合においては、図８（ｂ）に部分Ｃで示すように、露光光側のシャッタ７４，７５は、露光光側を最も幅狭に設け、光軸方向にシャッタの幅を徐々に広く設けることにより、平行光で可変ブラインド７に入射した露光光は、シャッタにより整形された後、直進性を損なうことなく、平行光として透過されやすくなる。
【符号の説明】
【００４６】
１：基板、２：マスク、３：マイクロレンズアレイ、４：光源、５：フライアイレンズ、６：コンデンサレンズ、７，７Ａ：可変ブラインド、８：オフナー光学系
【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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