(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の光を被露光物側に導く個別のレンズを多数有しかつ個別のレンズそれぞれを出た光同士が重なるよう光を出力する多眼型レンズと、当該光源とを具えた露光装置において、
前記光源と前記多眼型レンズとの間に、前記光源からの光中の第１の偏光を主として反射してそれを前記多眼型レンズに導く反射型の回折格子を具えたこと
を特徴とする露光装置。
【請求項２】
光源の光を被露光物側に導く個別のレンズを多数有しかつ個別のレンズそれぞれを出た光同士が重なるよう光を出力する多眼型レンズと、当該光源とを具えた露光装置において、
前記光源と前記多眼型レンズとの間に第１の偏光を主として透過する透過型の偏光手段を具えたこと
を特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の露光装置において、
前記偏光手段を、前記個別のレンズそれぞれに透過型の偏光素子をそれぞれ対向させ構成した偏光素子群としたこと
を特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光装置において、
前記光源を、主として紫外線を発する光源としたことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶分子を配向させる配向膜の形成に好適な露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
配向膜を形成する典型的な方法は、基板若しくは基板上に形成された配向膜形成材料を布等により所定方向に擦る方法（いわゆるラビング法）である。しかしラビング法は、その後の洗浄工程が必須になる、基板上に配向方向の異なる微小領域を混在させることが難しい等の問題がある。
【０００３】
これら問題の解決が期待できる技術として、例えば文献Ｉ（Mol.Cryst.Liq.Cryst.1994,Vol.251,pp.191-208 の特にp.191,pp.195-198）に開示された技術がある。それは、偏光を照射するとその部分が液晶に対する配向膜としての機能を示すようになる材料を用いる技術である。
【０００４】
詳細には、ある種のポリマ（文献Ｉではproprietary polymer と記載されている）の膜を基板上に形成し、次にこの膜にレーザビームであって偏光させたレーザビーム（以下、偏光レーザビーム）を走査しながら照射し、次にこのように処理された基板を用い液晶セルを構成する。すると、液晶はラビング法と同程度のチルト角を示すようになるという（文献Ｉの第１９８頁のTable ３）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この文献Ｉに開示の技術の場合、ある種のポリマに対し偏光レーザビームを走査する必要がある。レーザビームを走査することから、配向膜形成時間は長時間になってしまう。
【０００６】
従来技術において偏光レーザビームを用いているのは、現在のところ、偏光を広い領域に対して一括露光できる技術がないからである。
【０００７】
配向膜を簡易に形成することができる新規な方法と、偏光を広い領域に一括露光できる新規な露光装置とが望まれる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこでこの出願に係る発明者は種々の検討を重ねた。その結果、ある種の回折格子は、これに光を照射するとその光中の第１の偏光（Ｓ偏光またはＰ偏光）を主として反射するという事実に着目した。そしてこの反射光は、偏光を照射するとその部分が液晶に対する配向膜としての機能を示すようになる材料を配向膜化するときに必要とされる偏光として、利用できるのではないかと考えた。
【０００９】
先ずこの発明を理解するための参考例について説明する。この参考例の配向膜の形成方法によれば、偏光を照射するとその部分が液晶に対する配向膜としての機能を示すようになる材料に、偏光を照射して、配向膜を形成する方法において、第１の偏光を主として反射する反射型の回折格子に光源からの光を照射して回折格子による反射光を生じさせ、反射光を材料に照射する。
【００１０】
なお、この参考例において、第１の偏光を主として反射するとは、第１の偏光のみを反射する場合、第２の偏光もある程度は反射するが第１の偏光を主として反射する場合、いずれも含む意味である（以下、同様）。
【００１１】
この参考例の配向膜の形成方法によれば、所定の回折格子から反射される反射光を配向膜形成のための偏光として利用する。
【００１２】
所定の回折格子からの反射光は、レーザビームに比べて露光範囲が充分広い光である。その分、偏光を一括露光できる面積が拡大するので、配向膜の形成時間を短縮することができる。
【００１３】
また一括露光が可能であるということは、ホトマスクを介しての選択的な露光が可能なことも意味する。すると、例えば微小面積同士で隣接する複数の露光領域を順次に露光する際に、各露光領域ごとで露光光の偏光の向きを必要に応じ変えて露光を順次に行なえる。したがって、液晶セルのある表示領域中に偏光方向が２以上混在している状態（いわゆるマルチドメイン）を、容易に生じさせることも可能になると考えられる。
【００１４】
ここで、偏光を生じさせる手段には、透過型の偏光手段もある。しかし透過型の偏光手段であって比較的大きな面積の偏光手段は、一般に高分子膜に二色性を持たせたものである。このような偏光手段は例えば光劣化が生じ易いと考えられる。これに対しこの参考例の形成方法では、反射型の回折格子により偏光を生じさせる。この反射型の回折格子は、基本的には、下地に多数の溝をこれら溝が所定ピッチで並ぶよう形成したものであるので、強固な材料で構成し易い。そのため、この参考例では偏光手段（反射型の回折格子）の光劣化は生じにくいと考えられる。
【００１５】
また、透過型の偏光手段であつて紫外光用のものはなかなか入手しずらいのに対し、反射型の回折格子では紫外光に対し偏光を与える回折格子が実現されている（例えば米国ミルトンロイ（ＭＩＬＴＯＮ  ＲＯＹ）社製の回折格子。詳細は後述する。）。一方、偏光を照射するとその部分が液晶に対する配向膜としての機能を示すようになる材料は、紫外光に感応するものも存在する。しかも、配向膜形成用の新規な露光装置（後述する露光装置の発明）を構築するに当たり、半導体装置用や液晶装置用の露光装置で培われてきた技術を利用することを考えると、光源としてはこれら従来の露光装置で高い実績を持つ光源、すなわち超高圧水銀ランプなどのような紫外光を主として発する光源が用いられると考えられる。このようなことからも、反射型の回折格子を用いるのが好ましいと考えられる。
【００１６】
また、この参考例の露光装置によれば、光源と、光源から発せられる光を被露光物に導く１以上の反射手段とを具える露光装置において、１以上の反射手段のうちの少なくとも１つの反射手段を、第１の偏光を主として反射する反射型の回折格子で構成する。
【００１７】
この参考例の露光装置（以下、参考例の露光装置という）によれば、偏光を広い露光領域に一括露光することが可能な露光装置が実現される。
【００１８】
ここで、偏光を生じさせる手段には、透過型の偏光手段もある。しかし透過型の偏光手段であって比較的大きな面積の偏光手段は、一般に高分子膜に二色性を持たせたものである。このような偏光手段は例えば光劣化が生じ易いと考えられる。これに対しこの参考例の露光装置では、偏光を生じさせる手段として反射型の回折格子を具える。この反射型の回折格子は、基本的には、下地に多数の溝をこれら溝が所定ピッチで並ぶよう形成したものであるので、強固な材料で構成し易い。そのため、参考例の露光装置では偏光手段（反射型の回折格子）の光劣化は生じにくいと考えられる。従って、耐久性に富む露光装置が実現できると考えられる。
【００１９】
また、透過型の偏光手段であって紫外光用のものはなかなか入手しずらいのに対し、反射型の回折格子では紫外光に対し偏光を与える回折格子が実現されている（例えば米国ミルトンロイ（ＭＩＬＴＯＮ  ＲＯＹ）社製の回折格子。詳細は後述する。）。一方、偏光を照射するとその部分が液晶に対する配向膜としての機能を示すようになる材料は、紫外光に感応するものも存在する。しかも、配向膜形成用の新規な露光装置を構築するに当たり、半導体装置用や液晶装置用の露光装置で培われてきた技術を利用することを考えると、光源としてはこれら従来の露光装置で高い実績を持つ光源すなわち高圧水銀ランプなどのような紫外光を主として発する光源を用いるのが好ましい。このようなことからも、反射型の回折格子を用いて露光装置を実現するのが好ましいと考えられる。
【００２０】
なお、従来の典型的な露光装置は、光源の光を被露光物側に導く個別のレンズを多数有しかつ個別のレンズそれぞれを出た光同士が重なるよう光を出力する多眼型レンズと、当該光源とを具える。このような露光装置に、参考例の露光装置を適用する場合は、前記光源と前記多眼型レンズとの間に、前記光源からの光中の第１の偏光を主として反射してそれを前記多眼型レンズに導く反射型の回折格子を設けるのが好適であり、この構成の露光装置がこの出願の第１の発明である。
【００２１】
ここでいう多眼型レンズとは、インテグレータまたはフライズアイレンズ等と称される公知の光学部品のことである。典型的には、複数のフライアイレンズ等を組合せたレンズ群のことである。光源からの光を被露光物に均等に照射するための光学部品である。
【００２２】
この好適例であると、第１の偏光を主として反射する反射型の回折格子は、多眼型レンズの入力側に位置することになる。すると多眼型レンズから出た光に対し前記回折格子が直接影響することがない。そのため多眼型レンズの上記の機能を損ねる危険が少ない。また一般に、反射手段は光源側に設けた方が反射手段自体の面積は小さくて済む。これは前記回折格子自体の面積も小さく出来ることを意味する。そのた回折格子の製作を容易にでき、かつ、価格も低くできると考えられる。
【００２３】
またこの出願では、以下の様な露光装置の発明（以下、露光装置の第２の発明という。）を主張する。
【００２４】
すなわち、光源の光を被露光物側に導く個別のレンズを多数有しかつ個別のレンズそれぞれを出た光同士が重なるよう光を出力する多眼型レンズと、当該光源とを具えた露光装置において、前記光源と前記多眼型レンズとの間に第１の偏光を主として透過する透過型の偏光手段を具えた露光装置も主張する。
【００２５】
なお、この発明において、第１の偏光を主として透過するとは、第１の偏光のみを透過する場合、第２の偏光もある程度は透過するが第１の偏光を主として透過する場合いずれも含む意味である（以下、同様）。
【００２６】
この露光装置の第２の発明では透過型の偏光手段を用いるがそれは多眼型レンズの入力側に設けられるので、比較的小型で済む。そのため、透過型であっても光劣化の比較的生じにくい偏光手段を用いることができると考えられる。例えば、結晶を用いた偏光手段などである。
【００２７】
さらに、透過型の偏光手段を多眼型レンズの入力側に設けるので、多眼型レンズから出た光に対し透過型の偏光手段が直接影響することがない。そのため多眼型レンズの機能を損ねる危険が少ない。
【００２８】
またこの露光装置の第２の発明の実施に当たり、透過型の偏光手段は、多眼型レンズに含まれる個別のレンズ全体に共通な偏光手段としても良いが、個別のレンズそれぞれに透過型の偏光素子をそれぞれ対向させ構成した偏光素子群で構成するのが好適である。こうすると、個々の偏光素子は小型のもので済む。大型でかつ性能の良い透過型の偏光素子は入手しずらいが、小型であれば性能の良い透過型の偏光素子を入手し易い。この好適例は、性能の良い透過型の偏光手段を用いた露光装置の実現を可能にすると考えられる。
【００２９】
また露光装置の第１および第２の発明の実施に当たり、露光装置に設ける光源は、被露光物が必要とする波長の光を発する任意の光源とすることができる。ただし、光源を、主として紫外線を発する光源とするのが良い。なぜなら、▲１▼：偏光を照射するとその部分が液晶に対する配向膜としての機能を示すようになる材料は、紫外光に感応するものが主流になると予想されること、▲２▼：半導体装置用や液晶装置用の露光装置で培われてきた技術を利用することを考えると、光源としてはこれら従来の露光装置で高い実績をもつ紫外光光源を用いるのが好ましい等の理由からである。紫外光光源としては、放電灯ランプ、具体的には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、マーキュリーキセノンランプ等を挙げることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して参考例及びこの出願の各発明の実施の形態について説明する。しかしながら説明に用いる各図はこの発明を理解することが出来る程度に概略的に示してあるにすぎない。また説明に用いる各図において同様な構成成分については同一の番号を付して示しその重複する説明を省略することもある。
【００３１】
１．反射型の回折格子の説明および配向膜の形成方法の説明
先ず、参考例の配向膜の形成方法および参考例の露光装置のそれぞれで用いる反射型の回折格子について説明する。
【００３２】
これらの参考例で用いることができる反射型の回折格子としては、例えば米国のミルトンロイ（ＭＩＬＴＯＮ  ＲＯＹ）社製の回折格子を挙げることができる。具体的には同社のカタログに記載されていてシリアル番号５１８５−１−１−１と称される回折格子や、シリアル番号５１８８／ＦＺ１０と称される回折格子を挙げることができる。
【００３３】
シリアル番号５１８５−１−１−１と称される回折格子は、溝を２４００本／ｍｍの密度で有した回折格子である旨、前記カタログには記載されている。一方、シリアル番号５１８８／ＦＺ１０と称される回折格子は、溝を３６００本／ｍｍの密度で有した回折格子である旨、前記カタログには記載されている。
【００３４】
前者の回折格子の反射特性は図１のようである。また、後者の回折格子の反射特性は図２のようである。
【００３５】
図１、図２はいずれも上記カタログから引用した当該回折格子の反射特性である。波長（μｍ）を横軸にとり、反射率（％）を縦軸にとり、Ｓ偏光およびＰ偏光それぞれの反射率の波長依存性を示した図である。ただし、光照射対象物をアルミニウムとした場合の反射特性を、比較例として併記してある。
【００３６】
図１、図２中のＳは当該回折格子でのＳ偏光の反射率の波長依存性、Ｐは当該回折格子でのＰ偏光の反射率の波長依存性である。また図１、図２中のＡＬは上記した比較例（アルミニウムに対する反射特性）である。
【００３７】
図１、図２から、上記の回折格子は、入射光の波長に応じ、第１の偏光（Ｓ偏光またはＰ偏光）を主として反射する反射型の回折格子となり得ることが理解できる。
【００３８】
具体的には、前者の回折格子の場合は、図１から分かるように、波長０．３μｍ付近のＰ偏光に対する反射率は９０％程度であるのに対し、同波長付近のＳ偏光に対する反射率は３０％程度でしかない。さらに、波長０．５〜０．７μｍ付近のＰ偏光に対する反射率は３５〜１０％程度しかないのに対し、同波長付近のＳ偏光に対する反射率は９０％以上にもなる。
【００３９】
また後者の回折格子の場合は、図２から分かるように、波長０．２５μｍ付近のＰ偏光に対する反射率は８０％程度であるのに対し、同波長付近のＳ偏光に対する反射率は数％程度でしかない。さらに、波長０．４〜０．５μｍ付近のＰ偏光に対する反射率は３０〜１０％程度しかないのに対し、同波長付近のＳ偏光に対する反射率は９０％以上にもなる。
【００４０】
これからして、上記の回折格子に光源例えば超高圧水銀ランプ等の紫外線光源から光を照射して該回折格子による反射光を生じさせると、この反射光は第１の偏光を主とする光になると考えられる。
【００４１】
なお光源からの光は好適なフィルタを通して照射するのが良い。こうすると、Ｐ偏光、Ｓ偏光の反射率比の大きな波長の光を回折格子に選択的に照射することができるからである。
【００４２】
一方、配向膜の形成は例えば次のように行なえば良いと考えられる。
好適な基板上に、例えば文献Ｉ（Mol.Cryst.Liq.Cryst.1994,Vol.251,pp.191-208 ）に開示されたある種のポリマ（文献Ｉ中のproprietary polymer ）の膜を形成する。この膜に対し、回折格子からの反射光を照射する。反射光は第１の偏光を主とする光であるので、膜の反射光が照射された部分は配向膜化すると考えられる。
【００４３】
反射光を照射する際は、所定部分が光透過窓とされたホトマスクを介して照射をすることもできる。こうすると選択的な露光を容易に行なうことができる。
【００４４】
この配向膜の形成方法によれば、偏光を広い領域に一括照射できるので、配向膜を形成する時間をレーザビームを用いていた場合に比べ短縮することができる。
【００４５】
２．参考例の露光装置及び露光装置の第１の発明の説明
ここでは、参考例の露光装置の第１の実施の形態、露光装置の第１の発明の第１の実施の形態、参考例の露光装置の第２の実施の形態及び露光装置の第１の発明の第２の実施の形態についてそれぞれ説明する。
【００４６】
２−１．参考例の露光装置の第１の実施の形態
図３は典型的な露光装置の１つの例を示した図である。文献II（「電子材料」、工業調査会発行、１９９５年７月号別冊、第９５頁）に開示された露光装置を引用した図である。文献IIにてプロキシミティ露光方式の露光装置と説明されている装置である。
【００４７】
この露光装置は、光源としての超高圧水銀灯１１と、楕円凹面鏡１３と、第１の反射手段１５と、コリメータ１７と、多眼型レンズとしてのインテグレータ（フライズアイレンズ）１９と、第２の反射手段２１と、コンデンサレンズ２３とを具えている。なお、図３中２５は被露光物を示している。
【００４８】
楕円凹面鏡１３は光源１１の近傍に設けてある。この楕円凹面鏡１３は、超高圧水銀灯１１の光を第１の反射手段１５の方向へ集める機能を持つ。
【００４９】
第１の反射手段１５は、楕円凹面鏡１３に対し所定の角度で対向するよう配置してある。この第１の反射手段１５は、光源１１および楕円凹面境１３からの光を被露光物２５に導くための反射手段の１つであり、ここでは光源１１からの光を第２の反射手段２１の方向へ反射する機能を持つ。
【００５０】
コリメータ１７および多眼型レンズ１９は、第１の反射手段１５と第２の反射手段２１との間に、第１の反射手段１５側からコリメータ１７および多眼型レンズ１９の順で設けてある。
【００５１】
多眼型レンズ１９は、既に説明したが、個別のレンズを多数有しかつ個別のレンズそれぞれを出た光同士が重なるよう光を出力する機能を持つ（図８参照）。多眼型レンズ１９を用いると、光源１１の光を被露光物２５に均等に照射することができる。
【００５２】
第２の反射手段２１は、光源１１を出て第１の反射手段１５等を経由してきた光を被露光物２５に導く機能を持つ。
【００５３】
コンデンサレンズ２３は第２の反射手段２１と被露光物２５との間に設けてある。
【００５４】
この露光装置の場合、第１の反射手段１５および第２の反射手段２１の少なくとも一方を、第１の偏光を主として反射する反射型の回折格子、たとえば図１または図２を参照して説明した回折格子で構成するのが良い。第１の反射手段１５および第２の反射手段２１のうちのどれを、第１の偏光を主として反射する反射型の回折格子（以下、「所定の回折格子」ともいう。）で構成するかは、設計によって決めることができる。以下に具体例を説明する。
【００５５】
第１の反射手段１５は、一般に第２の反射手段２１より小面積のものである。したがって、第１の反射手段１５を、所定の回折格子で構成した場合は、所定の回折格子は小面積のもので済むという利点が得られる。また、この場合は、所定の回折格子はた多眼型レンズ１９の入力側に位置するので、所定の回折格子が多眼型レンズの出力光に影響することを防止できる。これらのことから、光源１１にもっとも近い位置にある反射手段（ここでは第１の反射手段１５）を、所定の回折格子で構成する考えも、この発明の露光装置を設計する際の１つの好適な手法である。
【００５６】
ここで、第１の反射手段１５を所定の回折格子で構成した場合、所定の回折格子で生じた偏光は多眼型レンズ１９などを経由した後に被露光物に至ることになるが、こうしてもこの出願に係る発明者の実験では偏光は保存されることが確認できている（詳細は後の実施例参照。）。
【００５７】
また、第２の反射手段２１を、所定の回折格子で構成しても良い。この場合も広い領域に対し偏光を供給できるからである。したがって、被露光物２５にもっとも近い位置にある反射手段（ここでは第２の反射手段２１）を、所定の回折格子で構成する考えも、この参考例の露光装置を設計する際の１つの好適な手法といえる。
【００５８】
ただし、第２の反射手段２１を所定の回折格子で構成する場合は、所定の回折格子が多眼型レンズの出力側に位置することになる。そのため所定の回折格子の反射率分布が良好でない場合は多眼型レンズの機能を損ねる場合がある。被露光物２５に近い位置にある反射手段は一般に大きな面積のものとなる。すると、所定の回折格子も大面積である必要が生じる。所定の回折格子は大面積になる程高価になる。これらの点は制約要因になる。
【００５９】
またもちろん、第１の反射手段１５および第２の反射手段２１双方を所定の回折格子で構成する場合があっても良い。
【００６０】
なおいままでの説明では、既存の反射手段１５、２１の少なくとも一方を所定の回折格子に置換する例を説明した。しかし、既存の反射手段とは別に、所定の回折格子で構成した反射手段を好適な位置に新たに設ける考えも、この参考例の範囲に含まれることはもちろんである（以下の各実施の形態において同じ）。
【００６１】
また、反射手段を所定の回折格子で構成するとは、既存の反射手段上に所定の回折格子を取り付ける場合等のように回折格子を付加する場合も含む意味である（以下の各実施の形態において同じ）。
【００６２】
２−２．露光装置の第１の発明の第１の実施の形態
図４は典型的な露光装置の他の例を示した図である。文献II（「電子材料」、工業調査会発行、１９９５年７月号別冊、第９６頁）に開示された露光装置を引用した図である。文献IIにてレンズステッパ分割露光方式による露光装置と説明されている装置である。
【００６３】
この露光装置の場合も、図３のものとほぼ同様の構成になっている。具体的には、超高圧水銀灯１１と、楕円凹面鏡１３と、第１の反射手段１５と、多眼型レンズとしてのインテグレータ１９と、第２の反射手段２１と、コンデンサレンズ２３とを具えている。さらに、この装置の場合は、ステッパ方式の装置であることから、レチクル設置台２７と、投影レンズ２９とを具えている。
【００６４】
この図４を用いて説明した露光装置の場合も、第１および第２の反射手段１５、２１の少なくとも一方を所定の回折格子で構成するか、または、所定の回折格子を用いた新たな反射手段を任意好適な位置に設ける。こうすることで、この発明の露光装置を構成することができる。
【００６５】
第１および第２の反射手段１５、２１のいずれを所定の回折格子とするかは、図３を用いて説明した露光装置の場合に説明したと同様な考え方で決めれば良い。
【００６６】
２−３．参考例の露光装置の第２の実施の形態
図５は典型的な露光装置のさらに他の例を示した図である。文献II（「電子材料」、工業調査会発行、１９９５年７月号別冊、第９７頁）に開示された露光装置を引用した図である。文献IIにてミラープロジェクション露光装置と説明されている装置である。
【００６７】
この装置は、第１および第２の反射面３１ａ，３１ｂを持つ台形ミラー３１と、凹面鏡３３と、凸面鏡３５とを具える装置である。なお図５中３７はホトマスク設置台を示す。
【００６８】
台形ミラー３１はその第１の反射面３１ａが光源（図示せず）に対し所定の角度で対向し、かつ、第２の反射面３１ａが被露光物２５に対し所定の角度で対向するように配置してある。
【００６９】
凹面鏡３３は、台形ミラー３１の第１および第２の反射面３１ａ，３１ｂと対向するように配置してある。
【００７０】
凸面鏡３５は、台形ミラー３１と凹面境３３との間に設けてある。しかも、台形ミラー３１および凹面境３３それぞれより小型のレンズとなっている。しかも、第１の反射面３１ａ、凹面境３３、凸面鏡３５、再び凹面鏡３３および第２の反射面３１ｂという経路で光が進むように、凸面境３５を配置してある。
【００７１】
この図５を用いて説明した露光装置の場合は、台形ミラー３１の第１の反射面３１ａ、台形ミラー３１の第２の反射面３１ｂ、凹面境３３および凸面境３５の各反射手段のうちの少なくとも１つを所定の回折格子で構成するか、または、所定の回折格子を用いた新たな反射手段を任意好適な位置に設ける。こうすることで、この参考例の露光装置を構成することができる。
【００７２】
ただし好ましくは、台形ミラー３１の第１の反射面３１ａまたは第２の反射面３１ｂのいずれか一方を所定の回折格子で構成するのが良い。凹面状や凸面状の所定の回折格子も製作可能と考えられるが、平面状の所定の回折格子の方が製作が容易でありしかも安価と考えられるからである。さらに好ましくは、台形ミラーの第２の反射面３１ｂすなわち被露光物に最も近い位置にある反射手段を、所定の回折格子で構成するのが良いと考えられる。その方が良い状態の偏光が得られると考えられるからである。
【００７３】
２−４．露光装置の第１の発明の第２の実施の形態
図６は典型的な露光装置のさらに他の例を示した図である。この露光装置は、光源１１と、楕円凹面鏡１３と、第１の反射手段１５と、多眼型レンズとしてのインテグレータ１９と、曲率を有した第２の反射手段２１ａとを具えている。なお、図６において３９はホトマスクを示す。公知のことではあるが、曲率を有した第２の反射手段２１ａを具えたので、コンデンサレンズを省略できる構造である。
【００７４】
この図６を用いて説明した露光装置の場合は、第１および第２の反射手段１５、２１ａの少なくとも一方を所定の回折格子で構成するか、または、所定の回折格子を用いた新たな反射手段を任意好適な位置に設ける。こうすることで、この発明の露光装置を構成することができる。
【００７５】
第１および第２の反射手段１５、２１ａのいずれを所定の回折格子とするかは、図３を用いて説明した露光装置の場合に説明したと同様な考え方で決めれば良い。
【００７６】
ただしこの場合は以下の別の理由からも、好ましくは、第１の反射手段１５を所定の回折格子で構成するのが良い。第２の反射手段２１ａは曲率を有している。曲率を有した所定の回折格子も製作可能と考えられるが、平面状の所定の回折格子の方が製作が容易でしかも安価と考えられるからである。
【００７７】
３．露光装置の第２の発明の説明
次に、露光装置の第２の発明について説明する。露光装置の第２の発明は、光源と多眼型レンズとを具えた露光装置において、光源と多眼型レンズとの間に第１の偏光を主として透過する透過型の偏光手段を具えることを特徴とする発明である。
【００７８】
露光装置の第２の発明の一実施形態を図７を用いて説明する。図７は、文献II（「電子材料」、工業調査会発行、１９９５年７月号別冊、第９５頁）に開示されたプロキシミティ露光方式の露光装置に第２の発明を適用した図である。
【００７９】
この第２の発明の露光装置は、光源としての超高圧水銀灯１１と、楕円凹面鏡１３と、第１の反射手段４１と、コリメータ１７と、多眼型レンズとしてのインテグレータ１９と、第２の反射手段４３と、コンデンサレンズ２３とを具えている。さらにこの第２の発明の露光装置は、光源１１と多眼型レンズ１９との間に、第１の偏光を主として透過する透過型の偏光手段４５を具えている。
【００８０】
図７の例では偏光手段４５を、多眼型レンズ１９とコリメータ１７との間であって多眼型レンズ１９の近傍に設けてある。
【００８１】
ここで超高圧水銀灯１１、楕円凹面鏡１３、第１の反射手段４１、コリメータ１７、多眼型レンズ１９、第２の反射手段４３およびコンデンサレンズ２３それぞれの配置は、図３を用いて説明した構成成分と同様にしてある。
【００８２】
ただし図３を用いて説明した露光装置では、第１の反射手段１５および第２の反射手段２１の少なくとも一方を所定の回折格子で構成していたが、この第２の発明の場合は第１の反射手段４１、第２の反射手段４３は従来の露光装置で用いられている反射手段で構成してある。
【００８３】
また偏光手段４５は、光源１１からの光のうちの第１の偏光を主として透過するものであれば任意好適な偏光手段を用いることが出来る。例えば、多眼型レンズ１９と同じかそれより大きな面積を有した透過型の偏光板を用いることができる。
【００８４】
この露光装置の第２の発明によれば、光源１１から出た光は偏光手段４５において直線偏光に変えられる。そしてその偏光が被露光物２５に至る。そのため、偏光による露光が可能な露光装置が実現される。
【００８５】
なお、偏光手段４５はコリメータ１７と多眼型レンズ１９との間であってかつコリメータ１７側に配置しても良い。または、第１の反射手段４１とコリメータとの間に配置する場合があっても良い。
【００８６】
また、露光装置の第２の発明の思想は図４を用いて説明した露光装置、図６を用いて説明した露光装置に対しても適用することができる。そのいずれの場合も透過型の偏光手段４５は、多眼型レンズ１９と光源１１との間の好適な位置例えば多眼型レンズ１９の近傍の位置に設ける。
【００８７】
また上記の説明では偏光手段４５は多眼型レンズ１９と同じかそれより大きな面積の偏光板で構成すると述べたが、この例に限られない。図８は、偏光手段４５の他の構成例を説明するための図である。
【００８８】
インテグレータ等と称されている多眼型レンズ１９は、周知の通り、個別のレンズ１９ａを多数有しかつ個別のレンズ１９ａそれぞれを出た光同士が重なるよう光を出力するレンズである。そこで、個別のレンズ１９ａそれぞれの入力側の端面に直接または間隙を開けて偏光素子４５ａをそれぞれ対向配置する。そして、これら偏光素子４５ａの群により、偏光手段４５を構成する。
【００８９】
透過型の偏光手段で大型かつ特性の良いものは入手しずらい。これに対し小型であれば特性の良い透過型の偏光素子は入手し易いと考えられる。偏光素子４５ａの群で偏光手段４５を構成する場合は、小型かつ特性の良い透過型の偏光素子を採用できると考えられる。
【００９０】
【実施例】
偏光による露光が可能な露光装置を、第１の偏光を主として反射する回折格子を用いることにより実現できることを示唆する実験結果を、次に説明する。図９はこの実験に用いた露光装置と測定系とを説明する図である。
【００９１】
光源１１と、楕円凹面鏡１３と、第１の反射手段１５と、多眼型レンズ１９と、第２の反射手段２１と、コンデンサレンズ２３とを具えた露光装置を用意した。
【００９２】
ただし、第１の反射手段１５の一部に、ミルトンロイ（ＭＩＬＴＯＮ  ＲＯＹ）社製の５１８５−１−１−１と称される回折格子であって５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさの回折格子（図１の反射特性を持つもの）を取りつけた。回折格子は、その溝の長手方向が図９のＰ方向となるように取りつけた。
【００９３】
また、第１の反射手段１５の、上記回折格子で覆えなかった領域（図９中Ｑで示す）は、アルミニウム（図示せず）で覆った。第１の反射手段１５の、上記回折格子で覆えなかった領域Ｑから反射光が生じるのを防ぐためである。
【００９４】
また被露光物が置かれるべき個所に受光素子５１を設置し、かつ、この受光素子５１の少し上方に検光子５３を設置した。なお図９において５５は、光源の光を必要に応じ遮断するシャッタ機構である。
【００９５】
光源１１として、２５０Ｗの出力を持つ超高圧水銀ランプを用いた。また受光素子５１および検光子５３として、ここでは紫外光用のものがなかったため、波長４３６ｎｍに主なる感度を持つ受光素子と波長４３６ｎｍ近傍の偏光を主に調べることが出来る検光子とを用いた。
【００９６】
第１の反射手段１５（所定の回折格子）で生成された偏光の偏光方向と、検光子５３とが平行になった状態（第１の状態）での受光素子で検出した光強度を、１００と考えた。そして、検光子５３を上記第１の状態に対し９０度回転したところ、受光素子５１で検出される光強度は１５まで低下した。
【００９７】
また露光領域内の異なる複数の位置に受光素子５１および検光子５３をそれぞれ移動して同様な実験を行なったところ、上記と同様な結果が得られた。
【００９８】
この実験から明らかなように、第１の反射手段１５を所定の回折格子で構成すると、偏光が得られ、しかも、この偏光は多眼型レンズなどが途中に存在しても保存されることが分かる。さらに、露光領域全域で一様な偏光が得られることが分かる。
【０１００】
【発明の効果】
上述した説明から明らかなように、この出願の露光装置の第１の発明によれば、光源とフライアイレンズ等の多眼型レンズとを具えた露光装置において、これら光源と多眼型レンズとの間に第１の偏光を主として反射する反射型の回折格子を具える。したがって、反射手段自体の面積は小さくて済み、回折格子自体の面積も小さくできる。そのため、回折格子の製作を容易にでき、かつ、価格も低くできる。
【０１０１】
また、この出願の露光装置の第２の発明によれば、光源とフライアイレンズ等の多眼型レンズとを具えた露光装置において、これら光源と多眼型レンズとの間に第１の偏光を主として透過する透過型の偏光手段を具える。このため、広い領域を偏光により露光することができる露光装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の偏光を主として反射する反射型の回折格子の説明図（その１）であり、反射特性を示した図である。
【図２】  第２の偏光を主として反射する反射型の回折格子の説明図（その２）であり、反射特性を示した図である。
【図３】  参考例の露光装置の第１の実施の形態の説明図である。
【図４】  露光装置の第１の発明の第１の実施の形態の説明図である。
【図５】  参考例の露光装置の第２の実施の形態の説明図である。
【図６】  露光装置の第１の発明の第２の実施の形態の説明図である。
【図７】  露光装置の第２の発明の実施の形態の説明図である。
【図８】  露光装置の第２の発明の他の実施の形態の要部説明図である。
【図９】  実施例の説明図であり、実験に用いた露光装置と測定系とを説明する図である。
【符号の説明】
１１：光源（例えば超高圧水銀灯）
１３：楕円凹面鏡
１５：第１の反射手段（第１の偏光を主として反射する回折格子）
１７：コリメータ
１９：多眼型レンズ
１９ａ：個別のレンズ
２１：第２の反射手段
２３：コンデンサレンズ
２５：被露光物
４５：第１の偏光を主として透過する偏光手段
４５ａ：偏光素子
【図１】
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【図２】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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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