(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の照明光源と、各照明光源から出射された照明光の進行光路中に配置されて該各照明光源により照明される複眼レンズと、前記照明光源と前記複眼レンズとの間に配設され且つ照明光を間欠的に遮光して照明光量を調整する照明光量調整手段と、前記複眼レンズを通過した照明光をマスクに導くように偏向させる偏向手段とを有し、該偏向手段を経た照明光によって前記マスクを照明する露光装置であって、
前記照明光源は一次光源であり、前記複眼レンズは複数の第１複眼レンズにより構成される第１複眼レンズ群であるとともに前記各照明光源により互いに異なる方向からそれぞれ照明され、前記偏向手段により偏向された照明光の進行光路中には二次光源としての第２複眼レンズが配置されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記偏向手段と前記マスクとの間に該マスクに向かって照射される照明光を間欠的に遮光して露光量を調整する露光量調整手段が設けられてい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】
前記露光量調整手段は前記第２複眼レンズと前記マスクとの間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１複眼レンズ群と前記第２複眼レンズとが互いに直交して配置され、前記偏向手段が前記第１複眼レンズ群と前記第２複眼レンズとの間に設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１複眼レンズ群が４個のフライアイレンズからなり、該４個のフライアイレンズが互いに直交して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記偏向手段が４個の反射ミラーからなり、該４個の反射ミラーが互いに交差する方向に傾斜して配置されていることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトリソグラフィー技術分野に属し、更に詳しくは、半導体集積素子の回路パターン、液晶素子の回路パターン、カラーフィルタのパターン等を被転写体に転写するのに使用されるマスクを照明するための露光装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体集積素子、液晶素子、カラーフィルタ等の製造に際して用いられる露光装置として、照明光源を１つ有する単灯式のものが知られていたが、この種の露光装置では大面積を高照度で露光することが困難であったため、本出願人は複数の照明光源からの光束を合成して露光を行う露光装置を提供した（特願平８−２９１３７４号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した半導体集積素子等における微細な回路パターン等は、その集積度及び複雑さの度合いを増しており、回路パターンを転写する露光装置にはその微細なパターンを転写できるように露光量を微妙に調整制御することが求められている。
【０００４】
また、照明光源が複数ある多灯式を採用することによって、照明光源からの照明光量が増大するので、光路中に設けられている複眼レンズや偏向手段等の光学部品は単灯式を採用する場合に比べて劣化しやすくなるという問題点がある。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、露光量の微調整が可能であるとともに、複数個の照明光源からの照明光照射による複眼レンズ及び偏向手段等の光学部品の劣化を抑制することができる露光装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の露光装置は、複数個の照明光源と、各照明光源から出射された照明光の進行光路中に配置されて該各照明光源により照明される複眼レンズと、前記照明光源と前記複眼レンズとの間に配設され且つ照明光を間欠的に遮光して照明光量を調整する照明光量調整手段と、前記複眼レンズを通過した照明光をマスクに導くように偏向させる偏向手段とを有し、該偏向手段を経た照明光によって前記マスクを照明する露光装置であって、前記照明光源は一次光源であり、前記複眼レンズは複数の第１複眼レンズにより構成される第１複眼レンズ群であるとともに前記各照明光源により互いに異なる方向からそれぞれ照明され、前記偏向手段により偏向された照明光の進行光路中には二次光源としての第２複眼レンズが配置されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の露光装置は、請求項１に記載の露光装置であって、前記偏向手段と前記マスクとの間に該マスクに向かって照射される照明光を間欠的に遮光して露光量を調整する露光量調整手段が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の露光装置は、請求項２に記載の露光装置であって、前記露光量調整手段は前記第２複眼レンズと前記マスクとの間に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の露光装置は、請求項２又は請求項３に記載の露光装置であって、前記第１複眼レンズ群と前記第２複眼レンズとが互いに直交して配置され、前記偏向手段が前記第１複眼レンズ群と前記第２複眼レンズとの間に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の露光装置は、請求項４に記載の露光装置であって、前記第１複眼レンズ群が４個のフライアイレンズからなり、該４個のフライアイレンズが互いに直交して配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の露光装置は、請求項５に記載の露光装置であって、前記偏向手段が４個の反射ミラーからなり、該４個の反射ミラーが互いに交差する方向に傾斜して配置されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１において、１は露光装置の照明光学系である。その照明光学系１は４個の一次光源としての光源部２〜５と、光源部２〜５のそれぞれに対して設けられた照明光量調整手段としてのプリシャッター３０と、フライアイレンズ組立体６と、露光量調整手段としてのメインシャッター４０と、コールドミラー７と、コリメートミラー８とを有する。その光源部２〜５はそれぞれ超高圧水銀ランプ９と楕円鏡１０とコールドミラー１１とから構成されている。
【００１４】
プリシャッター３０は長方形状の遮光平板３１とアクチュエータ（例えばモータやシリンダー等）３２とからなり、このアクチュエータ３２の回転軸３３は遮光平板３１の長手方向に沿った端部に直結されている。遮光平板３１はアクチュエータ３２の回転に同期して回転し、この回転より各遮光平板３１が光源部２〜５からの照明光の光軸をほぼ垂直に横切って、照明光が間欠的に遮光されるようになっている。その光源部２〜５からの各照明光はフライアイレンズ組立体６に導かれる。
【００１５】
フライアイレンズ組立体６は、図２に示すように直方体形状である。そのフライアイレンズ組立体６の四側面には、第１複眼レンズとしての平板状のフライアイレンズ１２〜１５が配置されている。そのフライアイレンズ１２〜１５は矩形状（例えば長方形状）とされそのサイズは、その側面の面積の１／２である。各光源部２〜５からの照明光Ｐ１〜Ｐ４は、ここでは、互いに直交する方向からそれぞれフライアイレンズ１２〜１５に入射するものとされ、各光源部２〜５からの照明光Ｐ１〜Ｐ４が各フライアイレンズ１２〜１５に入射する前に干渉しないようにされている。そのフライアイレンズ組立体６の上面には第２複眼レンズとしての４個の長方形状のフライアイレンズ１６〜１９が配置され、フライアイレンズ１６〜１９とフライアイレンズ１２〜１５とは互いに直交している。
【００１６】
そのフライアイレンズ１２〜１９の各焦点距離は、各フライアイレンズのサイズｔよりも大きくされて、フライアイレンズ１６〜１９とフライアイレンズ１２〜１５との間に以下に説明する反射ミラーが設置できるようにされている。
【００１７】
フライアイレンズ１２とフライアイレンズ１６との間には、フライアイレンズ１２に入射した照明光をフライアイレンズ１６に向けて偏向する反射ミラー２０が設けられ、フライアイレンズ１３とフライアイレンズ１７との間にはフライアイレンズ１３に入射した照明光をフライアイレンズ１７に向けて偏向する反射ミラー２１が設けられ、フライアイレンズ１４とフライアイレンズ１８との間にはフライアイレンズ１４に入射した照明光をフライアイレンズ１８に向けて偏向する反射ミラー２２が設けられ、フライアイレンズ１５とフライアイレンズ１９との間にはフライアイレンズ１５に入射した照明光をフライアイレンズ１９に向けて偏向する反射ミラー（図示を略す）が設けられている。その各反射ミラーが、第１複眼レンズ１２〜１５を通過した照明光を二次光源としての第２複眼レンズ１６〜１９に向けて偏向する偏向手段を構成している。
【００１８】
その第２複眼レンズを通過した照明光Ｐ５の光路にはメインシャッター４０が設けられている。メインシャッター４０は長方形状の遮光平板４１とモータ４２とからなり、このモータ４２の回転軸は遮光平板４１の長手方向に沿った端部に直結されている。遮光平板４１はモータ４２の回転に同期して回転し、この回転より遮光平板４１が照明光Ｐ５の光軸をほぼ垂直に横切って、照明光Ｐ５が間欠的に遮光されるようになっている。
【００１９】
その照明光Ｐ５は公知のコリメートミラー８に導光されて平行光束とされ、このコリメートミラー８の反射方向前方に存在するマスク２５を照明し、このマスク２５のパターン２６が基板ステージ２７に設置の被転写体としての基板２８に投影される。
【００２０】
本発明の実施の形態によれば、光源部２〜５より出射された照明光はマスク２５に到達するまでに、遮光平板３１及び遮光平板４１の回転によって間欠的に遮られるので、マスク２５の単位時間当たりの露光量はその遮られた分だけ減少する。すなわち、プリシャッター３０のアクチュエータ３２の回転数とメインシャッター４０のモータ４２の回転数とを適宜制御することによって、露光量を微妙に調整することが可能である。
【００２１】
なお、この露光量の調整を各光源部２〜５の発光量を制御することのみによって行おうとしても、光源部２〜５とマスク２５との間には各種の光学部材が存在してこれらがそれぞれ照明光に影響を与えているので、発光量と露光量との対応関係が把握しづらく微妙な調整は困難である。
【００２２】
また、照明光学系１においては光源部２〜５のそれぞれに対してプリシャッター３０が設けられているので、光源部２〜５の発光量が微妙に異なること等によって照明ムラが生じても、いずれかの遮光平板３１の回転を調整することによりその照明ムラを修正することができる。
【００２３】
そのプリシャッター３０は光源部２〜５の直後に配置されて以降の光学部品を通過する照明光の光量を調整するので、その光量を必要十分なものに抑えることによってそれらの光学部品の劣化を抑制することができる。特にフライアイレンズや反射ミラーは光や熱で劣化しやすいため、その効果は顕著である。
【００２４】
この発明の実施の形態では、遮光平板３１及び遮光平板４１を長方形状として説明したが、これに限られるものではなく、図３に示すような開口部５０を有する扇形状の遮光平板５１等を用いてもよい。更に、回転機構に依らなくても、例えば遮光平板が光路を横切るように往復動をして遮光を行ってもよく、要するに、照明光を遮光し、露光量を調整できる構成であればどのようなものでも構わない。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る露光装置は、以上説明したように構成したので、照明光源の発行量を制御することなく露光量の微調整が可能であるとともに、複数個の照明光源からの照明光照射による複眼レンズ及び偏向手段等の光学部品の劣化を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る露光装置の照明光学系の全体光路を示す光学模式図である。
【図２】  本発明に係る露光装置の照明光学系の部分構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】  本発明に係る露光装置に用いられるシャッターの変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
２〜５…光源部（照明光源）
１２〜１５…複眼レンズ
２５…マスク
３０…プリシャッター
Ｐ１〜Ｐ５…照明光
【図１】
0003974231.tif 000002
【図２】
0003974231.tif 000003
【図３】
0003974231.tif 000004