JP2003297736A - 遮光手段を用いた露光装置および露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の露光領域を露光する露光装置のサイズ
を従来に比べ大幅に縮小する。 【解決手段】 任意の露光領域を露光するための露光装
置において、露光領域Ａを露光するための所定のビーム
幅Ｗｂｈを有する露光ビームＢの照射装置（Ｌ）、露光
領域の形状に対応しており、少なくとも露光ビームのビ
ーム幅Ｗｂｈに相当する幅を有する遮光板（Ｓｈ１、Ｓ
ｈ２）、遮光平面ＳＤ内において遮光板（Ｓｈ１，Ｓｈ
２）を駆動することにより露光ビームＢの一部を遮断
し、露光領域Ａ以外の領域に当該露光ビームが到達する
ことを阻止する駆動装置を備える。また、露光ビームＢ
の光軸に垂直な軸が遮光平面ＳＤ上のいずれかの軸方向
と所定の角度θをなしている場合に、当該遮光平面ＳＤ
上の軸方向における遮光板の幅Ｗｓｖを少なくとも当該
遮光平面ＳＤ上の軸方向におけるビーム幅Ｗｂｖの略１
／ｃｏｓθ倍に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムを利用
して露光を行うホログラフィック露光装置に係り、特
に、ホログラムマスクの一部を露光する用途に適する露
光装置および露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置のパターニングプロセスにお
いて、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆ
ｌｅｃｔｉｏｎ：全内部反射）型ホログラフィック露光
技術が注目されてきている。この露光技術は、ホログラ
ムマスクに対し所望のパターンを記録する記録工程と、
このホログラムマスクに再生光を照射して半導体パター
ン用のフォトレジストを感光する露光工程とからなる。

【０００３】記録工程では、まず半導体装置のパターン
に対応したマスクパターン(元レチクル)にレーザー光の
記録ビームを照射して回折光を生じさせ、ホログラムマ
スクの記録面に射出する。一方、ホログラムマスクの記
録面に対し一定の角度でホログラムマスクの裏側から参
照光を照射し、元レチクルからの回折光と干渉させる。
これによってホログラムマスクの記録面に干渉パターン
を生じさせこれをホログラム記録面に記録させる。

【０００４】露光工程では、元レチクルと同じ位置にホ
ログラムマスクを置いて、記録時と反対方向から再生光
である露光ビームを照射し、フォトレジスト上に元のパ
ターンを再現した回折光を結像させてフォトレジストを
露光する。

【０００５】従来、露光工程において使用する露光ビー
ムはホログラムマスク全面を走査するように作られてい
た。ホログラムマスクの一部の領域のみを露光させるた
めに、従来はホログラムマスクほどの大きさのある遮光
板を用いていた。 或いは、露光ビームの走査範囲を調
節してホログラムマスクの一部の領域のみを露光させて
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
複数の露光領域を同一のホログラムマスク上に形成する
ためには、露光量の均一性を確保するために、図６
（ａ）に示すように、各露光領域Ａ〜Ｅの周囲に緩衝領
域を設ける必要があった。

【０００７】また、任意の形状の露光領域に対しても遮
光可能にする場合には、大きな遮光板を使わなければな
らず露光装置のサイズを非常に大きくしなければならな
かった。すなわち、ホログラムマスク上の任意の位置に
ある露光領域に対して完全な遮光を実現するためには、
その露光領域の四周をそれぞれ覆う必要がある。それぞ
れの遮光板は露光領域がホログラムマスク上の偏った位
置にある場合に対応させるために少なくともホログラム
マスク程度の大きさは必要がある。そして任意の位置に
ある露光領域を囲むためには少なくとも４枚のホログラ
ムマスク程度の面積の遮光板を用いる必要があった。特
に、露光領域がホログラムマスクに対し比較的大きい場
合には遮光板が広がる範囲がホログラムマスクの３倍の
幅の範囲に及んでいた。この問題はホログラムマスクの
サイズが大きくなるほど顕著になっていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題に鑑み、本
発明は高密度で異なる露光領域を形成することができ、
かつ、装置全体のサイズを小さくするために好適な構成
を有する露光装置および露光方法を提供することを目的
とする。

【０００９】本発明は、任意の露光領域を露光するため
の露光装置において、露光領域を露光するための所定の
ビーム幅を有する露光ビームの照射装置と、露光領域の
形状に対応しており、少なくとも露光ビームのビーム幅
に相当する幅を有する遮光板と、所定の遮光平面内にお
いて遮光板を駆動することにより露光ビームの一部を遮
断し、露光領域以外の領域に当該露光ビームが到達する
ことを阻止する駆動装置と、を備える露光装置である。

【００１０】さらに具体的に、露光領域が辺で囲まれた
形状、例えば四方形をしている場合、遮光板は、少なく
とも露光領域の辺の数に対応する数だけ設けられ、各々
が辺に対応しており、各々の辺の延在方向における露光
可能領域の幅を超える長さを有し、かつ、少なくとも露
光ビームのビーム幅を有する。

【００１１】ここで露光対象に限定はなく、通常のフォ
トリソグラフィ法の露光に適用できる。

【００１２】さらに遮光板は、露光ビームの光軸に垂直
な軸が遮光平面上のいずれかの軸方向と所定の角度θを
なしている場合に、当該遮光平面上の軸方向における遮
光板の幅Ｗｓを少なくとも当該遮光平面上の軸方向にお
けるビーム幅Ｗｂの略１／ｃｏｓθ倍に設定してある。

【００１３】また駆動装置は、露光領域に対応する遮光
平面内における領域の境界から当該遮光平面内における
ビーム幅の略１／２に相当する幅を加えた領域を超えな
い範囲で露光ビームの中心点を移動させる。

【００１４】さらにまた駆動装置は、露光ビームの光軸
に垂直な軸が遮光平面上のいずれかの軸方向と所定の角
度θをなしている場合に、露光領域に対応する当該遮光
平面内における領域の境界から当該遮光平面上の軸方向
におけるビーム幅Ｗｂの略１／ｃｏｓθ倍の略１／２も
相当する幅を加えた領域を超えない範囲で露光ビームの
中心点を移動させる。

【００１５】他の本発明は、任意の露光領域を露光する
ための露光方法において、所定のビーム幅を有する露光
ビームの一部を遮断し、露光領域以外の領域に当該露光
ビームが到達することを阻止するために、少なくともビ
ーム幅に相当する幅を有する遮光板を任意の遮光平面内
において露光領域の形状に対応させて複数移動させるス
テップと、露光領域に対応する遮光平面内における領域
の境界から当該遮光平面内におけるビーム幅の略１／２
に相当する幅を加えた領域を超えない範囲で露光ビーム
の中心点を移動させて露光するステップと、を備える露
光方法である。

【００１６】ここで露光するステップは、露光ビームの
光軸に垂直な軸が遮光平面上のいずれかの軸方向と所定
の角度θをなしている場合に、露光領域に対応する当該
遮光平面内における領域の境界から当該遮光平面上の軸
方向におけるビーム幅Ｗｂの略１／ｃｏｓθ倍の略１／
２も相当する幅を加えた領域を超えない範囲で露光ビー
ムの中心点を移動させる。

【００１７】さらに具体的に、露光領域が辺で囲まれた
形状、例えば四方形をしている場合、本発明は、所定の
ビーム幅を有する露光ビームの一部を遮断し、露光領域
以外の領域に当該露光ビームが到達することを阻止する
ために、少なくともビーム幅に相当する幅を有する遮光
板を任意の遮光平面内において露光領域の形状に対応さ
せて複数移動させるステップと、露光領域に対応する遮
光平面内における領域の境界から当該遮光平面内におけ
るビーム幅の略１／２に相当する幅を加えた領域を超え
ない走査範囲で露光ビームの中心点を移動させて露光す
るステップと、を備える露光方法である。

【００１８】ここで露光するステップは、露光ビームの
光軸に垂直な軸が遮光平面上のいずれかの軸方向と所定
の角度θをなしている場合に、露光領域に対応する当該
遮光平面内における領域の境界から当該遮光平面上の軸
方向におけるビーム幅Ｗｂの略１／ｃｏｓθ倍の略１／
２も相当する幅を加えた領域を超えない走査範囲で露光
ビームの中心点を移動させる。

【００１９】さらにまた露光するステップは、走査範囲
の境界上に露光ビームの中心点を位置させるステップ
と、露光ビームが安定した後に第１方向に当該露光ビー
ムを走査させるステップと、露光ビームの中心点が走査
範囲の他端に達した場合に、所定距離だけ露光ビームを
第２方向に移動させ、当該他端に達する前の走査方向と
は逆の方向に当該露光ビームを走査させるステップと、
露光ビームの中心点が走査範囲の終端に達した場合に露
光を終了させるステップと、を備える。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しながら説明する。 （実施形態１）本発明の実施形態１は、本発明のホログ
ラフィック露光装置において、４５度の角度で入射され
る再生光のホログラムマスクへの投影線に垂直な方向
（すなわち図１における水平方向）に走査して露光する
ための露光方法に関する。

【００２１】まずホログラフィック露光装置の構成を説
明する。図２にＴＩＲ型ホログラフィック露光装置の全
体構成図を示す。

【００２２】この露光装置は、プリズム２０１、ステー
ジ２２０を備えるステージ装置２２２、第１情報処理装
置２３０、距離測定光学系２４０、膜厚測定光学系２５
０、光源２６０、第２情報処理装置２７０、露光光源２
８０、露光光源駆動装置２８２、および本発明に係る遮
光装置１１０により構成される。

【００２３】ステージ装置２２２は、感光性材料膜２１
２が形成された被露光基板２１０を真空チャック等でス
テージ２２０上に保持して、少なくとも上下方向（Ｚ方
向）へのステージ２２０の位置調整が可能に構成されて
いる。

【００２４】光源２６０は、距離測定光学系２４０およ
び膜厚測定光学系２５０の測定用光ビームを射出可能に
構成されている。距離測定光学系２４０は、ビームスプ
リッタ、シリンドリカルレンズ、光センサ、誤差信号検
出器等を備え、ホログラム記録面２０２と被露光基板上
に塗布された感光性材料膜表面２１４との距離を調整し
て露光時のフォーカスを制御することが可能に構成され
ている。第１情報処理装置２３０は、距離測定光学系２
４０により計測されたホログラム記録面と被露光基板上
に形成された感光性材料膜表面との距離に基づいてフォ
ーカスが適正となるようにステージ２２０の位置を設定
するように構成されている。膜厚測定光学系２５０は、
ビームスプリッタ、フォトデテクタ、増幅器、Ａ／Ｄ変
換器等を備え、被露光基板２１０上に形成された感光性
材料膜２１２の膜厚を測定するための構成を備えてい
る。第２情報処理装置２７０は、本発明の駆動装置に係
り、露光光源２８０から照射される露光ビームが遮光装
置１１０で規定される適正な露光領域内を走査するよう
に露光光源２８０を移動させるとともに、膜厚測定光学
系２５０により出力された感光性材料膜２１２の膜厚の
相対値に基づいて露光の光量を制御するように構成され
ている。露光光源２８０は、本発明の照明装置に係り、
ホログラムマスク２００のホログラム記録面２０２に露
光ビームを照射可能に構成されている。露光光源駆動装
置２８２は、本発明の駆動装置に係り、この露光光源２
８０を移動して被露光基板２１０上の所望の露光領域を
走査して露光するように構成されている。また当該露光
装置は、被露光基板２１０に対向する面に、所定のレチ
クルパターンに対応した干渉パターンが記録されている
ホログラムマスク２００を装着したプリズム２０１を備
えている。

【００２５】遮光装置１１０は、本発明の遮光板に係
り、シャッターＳ（Ｓｖ１、Ｓｖ２、Ｓｈ１、Ｓｈ２；
Ｓｈ１、Ｓｈ２は図２に図示せず）、第３情報処理装置
１００、およびシャッター駆動装置１０２を備える。

【００２６】シャッターＳは、光遮断材（ブラックカー
ボンやクロム）が塗布された金属等の光を遮断しうる短
冊状部材であり、それぞれが独立してあるいは連動して
移動可能になっている。第３情報処理装置１００は、内
部に露光領域の位置情報が記憶されており、遮光平面Ｓ
Ｐ内におけるシャッターの位置を当該位置情報に基づい
て計算したり、または、予め遮光平面ＳＰ内におけるシ
ャッターの位置情報を格納している。シャッター駆動装
置１０２は、モータと機構部品の組み合わせによって、
公知の機構技術によって第３情報処理装置１００からの
制御信号に基づいて、各シャッターＳを遮光平面ＳＰ内
の任意の位置に配置することが可能になっている。

【００２７】図１に、本発明の露光方法の原理説明図を
示す。図１は、シャッターＳを含む遮光平面ＳＰとプリ
ズムＰおよびホログラムマスクＨＭの位置関係がどのよ
うになっているかを明らかにした三面図である。図１に
示すように、本実施形態においては、ホログラムマスク
ＨＭ上の露光領域Ａが方形であるため、その四辺に対応
した４枚のシャッターＳを遮光板として用いている。こ
のシャッターは、露光領域Ａの辺の数に対応する数だけ
設けられる。一つのシャッターが露光領域Ａにおける遮
光を行うように対応づけられている。シャッターの幅
は、少なくとも対応する辺の延在方向における露光可能
領域、すなわちホログラムマスクＨＭの幅を超える長さ
を有する。

【００２８】ここで、各シャッターＳの幅Ｗｓｈは少な
くとも露光装置Ｌから射出された露光ビームＢのビーム
幅Ｗｂｈを有する。さらに、いずれかのシャッターＳが
露光ビームＢの光軸に垂直な軸が遮光平面ＳＤ上のいず
れかの軸方向と所定の角度θをなしている場合、遮光平
面ＳＤ上の軸方向における幅Ｗｓｖが少なくとも遮光平
面ＳＤ上の軸方向におけるビーム幅Ｗｂｖの略１／ｃｏ
ｓθ倍になるように設定してある。上記関係を式で示す
と、 Ｗｓｈ ≧ Ｗｂｈ …（１） Ｗｓｖ ≧ Ｗｂｖ／ｃｏｓθ …（２） 式（１）は、露光ビームＢの光軸に垂直な軸と平行な面
（θ＝０）を有するシャッター、すなわち ｃｏｓθ ＝ ｃｏｓ ０°＝ １ の場合を意味しているため、式（２）が一般式と考えら
れる。式（１）や（２）で与えられる幅をシャッターが
有している場合、遮光平面ＳＤ上で露光ビームＢが最大
でその幅分シャッター上にはみ出したときでも露光ビー
ムを遮断し続けられることになる。露光ビームＢには光
の強度にむらがあり、均一な光を露光領域全体に照射す
るためには、最大でこのようにはみ出た位置まで露光ビ
ームＢが移動させる必要がある。したがって、ここで規
定される幅をシャッターが備えていることが、均一な露
光を可能にする遮光板の大きさの条件となるのである。

【００２９】本実施形態のようなホログラフィック露光
装置では再生光の入射角が４５°であるため、式（２）
はさらに Ｗｓｖ ≧ Ｗｂｖ／ｃｏｓ４５°＝√２・Ｗｂｖ …（３） となり、露光ビームＢの光軸が遮光平面ＳＤと最大角を
なす方向の幅を、遮光平面ＳＤを通過するビーム幅Ｗｂ
ｖの√２倍とする必要がある。

【００３０】次に、図３のフローチャートに基づいて、
本実施形態における露光方法を説明する。図４に、遮光
平面ＳＤ上に露光領域Ａを投射した場合の露光投射領域
ＤＡに対する露光ビームＢの走査の順序の説明図を示
す。本実施形態では、図１における水平方向ｈ、すなわ
ち露光ビームの光軸に垂直な軸が遮光平面ＳＤと平行な
方向に走査をしていく例を示している。当該露光装置で
は、遮光平面ＳＤ上において露光投射領域ＤＡの周囲
に、本発明で規定された走査範囲ＳＡが設定され、露光
ビームＢの中心点はこの走査範囲ＳＡの内部で移動する
ようになっている。

【００３１】露光処理の前提として、所定のレチクルパ
ターンに対応した干渉縞がホログラム記録面２０２に記
録されているホログラムマスク２００がプリズム２０１
に貼り合わせられているものとする。そのホログラムマ
スク２００は特定の露光領域Ａのみを露光するため、そ
の露光領域Ａの位置情報が第３情報処理装置１００に格
納されているものとする。

【００３２】まず、第３情報処理装置１００は、この露
光領域Ａに関する位置情報を読み出し、遮光平面ＳＤ上
の露光投射領域ＤＡの位置情報を確定し、遮光平面上で
どのように各シャッターＳを配置すればよいかを計算す
る（Ｓ１０）。遮光平面ＳＤ上における各シャッターの
配置を予め記憶させてそれを読み出すようにしてもよ
い。次いでこの遮光平面ＳＤ上における露光投射領域Ｄ
Ａを囲むシャッター配置となるような制御信号をシャッ
ター駆動装置１０２に供給して、シャッターＳｈ１，Ｓ
ｈ２，Ｓｖ１，Ｓｖ２を移動させる（Ｓ１１）。この結
果、シャッターＳは図４における露光投射領域ＤＡの周
囲を覆うように駆動され、露光ビームが走査した場合に
ホログラムマスク２００上の露光領域ＤＡのみに光が照
射される。

【００３３】次いで、第２情報処理装置２７０は露光光
源駆動装置２８２を制御して露光ビームが初期位置を照
射するように露光装置２８０を移動させる（Ｓ１２）。
露光ビームは出力直後は出力が安定していない場合があ
るため、まず露光投射領域ＤＡの範囲外で出力が安定す
るまで待機させる必要がある。このために、ステップＳ
１２では露光投射領域ＤＡの原点（Ｘ０，Ｙ０）の外側
であってシャッターＳから露光ビームが漏れない初期位
置（Ｘｂ、Ｙｂ）に露光装置２８０を移動させる。例え
ば図４のように走査順序が定められているものとする
と、露光ビームの中心点の初期位置（Ｘｂ、Ｙｂ）は、 （Ｘ０、Ｙ０−Ｗｂｈ/２） （Ｗｂｈは水平方向に対
応した実際の露光ビーム幅） となる。

【００３４】そして、第２情報処理装置２７０は露光光
源２８０に電力を供給して露光ビームを射出させる（Ｓ
１３）。露光ビームが安定した光になるまで待ってから
（Ｓ１４：Ｎ）、露光光源駆動装置２８２を制御して、
第１方向、すなわち水平方向ｈに露光ビームを走査させ
る（Ｓ１５）。

【００３５】走査範囲内ＳＡに露光ビームの中心点があ
る場合には（Ｓ１６：Ｎ）水平方向（＋ｈ）の移動を継
続し（Ｓ１５）、露光ビームの中心点が走査範囲ＳＡの
他端に達した場合には（Ｓ１６：Ｙ）、所定距離だけ露
光ビームを第２方向に移動させる（Ｓ１７）。この移動
させる距離は、露光領域において同一箇所を走査する回
数に関係し、露光の強さに関係する。このため、この移
動距離は、所望のホログラムマスクの露光量、露光ビー
ムの強度、感光性材料の感度等の条件に応じて定める。

【００３６】次に当該他端に達する前の走査方向とは逆
の方向に当該露光ビームを走査させる（Ｓ１８）。そし
て走査範囲内ＳＡに露光ビームの中心点がある場合には
（Ｓ１９：Ｎ）水平方向（−ｈ）の移動を継続する（Ｓ
１８）。

【００３７】露光ビームの中心点が走査範囲ＳＡの端部
に達する毎に（Ｓ１９：Ｙ）、その位置が走査の終了位
置であるか否かを調べ、走査が完了していない限り（Ｓ
２０：Ｎ）、第２方向の移動（Ｓ２１）と第１方向への
移動（Ｓ１５〜）等のステップを繰り返す。

【００３８】このような処理によって、特定の露光領域
Ａが総て均一に露光される。

【００３９】従来、複数の露光領域を同一のホログラム
マスク上に形成するためには、露光量の均一性を確保す
るために、図６（ａ）に示すように、各露光領域Ａ〜Ｅ
の周囲に緩衝領域を設ける必要があった。これに対し、
本実施形態によれば、シャッターが任意の露光領域ごと
に移動して露光可能とするので、従来必要であった緩衝
領域を設ける必要がない。このため例えば図６（ｂ）に
示すように異なる露光領域を隣接させることができるた
め、高密度のホログラムマスクの露光が可能になる。

【００４０】以上、本実施形態１によれば、シャッター
に要求される最小限の形状の条件を満たした露光装置を
提供できるので、露光装置のサイズを大幅に縮小するこ
とが可能である。

【００４１】また本実施形態１によれば、水平方向にお
ける露光手順においてシャッターで遮光される領域を有
効に利用するので露光領域内に均一な露光量を提供する
ことができる。

【００４２】さらに本実施形態１によれば、シャッター
が任意の露光領域の露光のために移動可能に構成されて
いるので、緩衝領域を設けることなく、高密度で複数の
露光領域を隣接させることができる。 （実施形態２）本発明の実施形態２は、実施形態１と同
様なホログラフィック露光装置において、４５度の角度
で入射される再生光のホログラムマスクへの投影線に平
行な方向（すなわち図１における垂直方向）に走査して
露光する場合に適する露光方法に関する。

【００４３】ホログラフィック露光装置の全体構成につ
いては実施形態１と同様であるため、その説明を省略す
る。

【００４４】次に、本実施形態における露光方法も、図
３に示す実施形態１におけるフローチャートとほぼ同様
である。ただし露光ビームの走査順序が異なる。図５
に、本実施形態２における露光投射領域ＤＡに対する露
光ビームの走査の順序の説明図を示す。図５に示すよう
に、本実施形態２では、図１における垂直方向ｖ、すな
わち露光ビームの光軸の遮光平面ＳＤへの投射軸に平行
な方向に走査をしていく例を示している。

【００４５】当該実施形態２においても、露光投射領域
ＤＡの周囲に、本発明で規定された走査範囲ＳＡが設定
され、露光ビームの中心点はこの走査範囲ＳＡの内部で
移動するようになっている。実施形態１とは異なり、本
実施形態２では、図１の垂直方向に露光投射領域ＳＤを
超えて積極的に露光ビームを配置していくため、露光投
射領域ＳＤから垂直方向における露光ビームの幅の１／
ｃｏｓθ、すなわち√２倍の幅だけ露光投射領域ＳＤよ
り大きく走査範囲ＳＡが設定されている。

【００４６】さて、本実施形態における駆動方法を説明
する。実施形態１と同様に、露光処理の前提として、所
定のレチクルパターンに対応した干渉縞がホログラム記
録面２０２に記録されているホログラムマスク２００が
プリズム２０１に貼り合わせられているものとする。そ
のホログラムマスク２００は特定の露光領域Ａのみを露
光するため、その露光領域Ａの位置情報が第３情報処理
装置１００に格納されているものとする。

【００４７】まず、第３情報処理装置１００は、この露
光領域Ａに関する位置情報を読み出し、遮光平面ＳＤ上
の露光投射領域ＤＡの位置情報を確定し、遮光平面上で
どのように各シャッターＳを配置すればよいかを計算す
る（Ｓ１０）。遮光平面ＳＤ上における各シャッターの
配置を予め記憶させてそれを読み出すようにしてもよ
い。次いでこの遮光平面ＳＤ上における配置になるよう
な制御信号をシャッター駆動装置１０２に供給して、シ
ャッターＳｈ１，Ｓｈ２，Ｓｖ１，Ｓｖ２を移動させる
（Ｓ１１）。この結果、シャッターＳは図５における露
光投射領域ＤＡの周囲を覆うように駆動され、露光ビー
ムが走査した場合にホログラムマスク２００上の露光領
域ＤＡのみに光が照射されるように配置される。

【００４８】次いで、第２情報処理装置２７０は露光光
源駆動装置２８２を制御して露光ビームが初期位置を照
射するように露光装置２８０を移動させる（Ｓ１２）。
本実施形態２では、今度は垂直方向の外側（図５参照）
にこの初期位置を設定する。このときの露光ビームの中
心点の初期位置（Ｘｂ、Ｙｂ）は、 （Ｘ０、Ｙ０−Ｗｂｈ/（２ｃｏｓθ）） ＝（Ｘ０、
Ｙ０−Ｗｂｈ／√２） となる。

【００４９】そして、第２情報処理装置２７０は露光光
源２８０に電力を供給して露光ビームを射出させる（Ｓ
１３）。露光ビームが安定した光になるまで待ってから
（Ｓ１４：Ｎ）、露光光源駆動装置２８２を制御して、
第１方向、今度は垂直方向ｖに露光ビームを走査させる
（Ｓ１５）。

【００５０】走査範囲内ＳＡに露光ビームの中心点があ
る場合には（Ｓ１６：Ｎ）水平方向（＋ｖ）の移動を継
続し（Ｓ１５）、露光ビームの中心点が走査範囲ＳＡの
他端に達した場合には（Ｓ１６：Ｙ）、所定距離だけ露
光ビームを第２方向（今度は水平方向（−ｈ））に移動
させる（Ｓ１７）。この移動させる距離は、露光領域に
おいて同一箇所を走査する回数に関係し、露光の強さに
関係する。このため、この移動距離は、露光ビームの強
度、感光性材料の感度等の条件に応じて定める。

【００５１】次に当該他端に達する前の走査方向とは逆
の方向に当該露光ビームを走査させる（Ｓ１８）。そし
て走査範囲内ＳＡに露光ビームの中心点がある場合には
（Ｓ１９：Ｎ）水平方向（−ｖ）の移動を継続する（Ｓ
１８）。

【００５２】露光ビームの中心点が走査範囲ＳＡの端部
に達する毎に（Ｓ１９：Ｙ）、その位置が走査の終了位
置であるか否かを調べ、走査が完了していない限り（Ｓ
２０：Ｎ）、第２方向の移動（Ｓ２１）と第１方向への
移動（Ｓ１５〜）等のステップを繰り返す。

【００５３】このような処理によって、走査順序が異な
っても、実施形態１と同様に、特定の露光領域Ａが総て
均一に露光される。

【００５４】以上、本実施形態２によれば、シャッター
に要求される最小限の形状の条件を満たした露光装置を
提供できるので、露光装置のサイズを大幅に縮小するこ
とが可能である。

【００５５】また本実施形態２によれば、垂直方向にお
ける露光手順においてシャッターで遮光される領域を有
効に利用するので露光領域内に均一な露光量を提供する
ことができる。

【００５６】さらに本実施形態２によれば、シャッター
が任意の露光領域の露光のために移動可能に構成されて
いるので、緩衝領域を設けることなく、高密度で複数の
露光領域を隣接させることができる。 （その他の変形例）本発明は、上記各実施形態に限定さ
れることなく種々に変更して適用することが可能であ
る。

【００５７】例えば、上記実施形態ではホログラフィッ
ク露光装置における応用例を示したが、これに限定され
ることなく本発明は他の露光方法に利用することが可能
である。

【００５８】また、実施形態では露光領域を方形とし、
シャッター数を４枚としたが、辺の数は３あるいは５以
上にしてもよい。その際、少なくとも露光ビームの遮光
平面に対する投射軸方向に幅方向成分を有するシャッタ
ーについて、その幅をビーム幅の略１／ｃｏｓθ倍すれ
ばよい。このような応用によって、三角形や五角形以上
の多角形の露光領域を露光することも可能である。

【００５９】また、実施形態ではシャッターの形状を短
冊状にしたが、曲線の辺を備えたシャッター、例えば半
円形等のシャッター形状を備えていてもよい。露光ビー
ムの遮光平面に対する投射軸方向にシャッターの幅をそ
の角度θに応じて広げればよい。このような応用によっ
て、曲線で囲まれた露光領域を露光することも可能であ
る。

【００６０】さらに実施形態のように順に走査して露光
する必要はなく、螺旋状や放射状の走査軌跡で露光領域
を露光してもよい。いずれの応用においても、露光ビー
ムの中心点が本発明の走査範囲を超えないようにするこ
とが好ましい。ただしシャッターの幅が臨界値より大き
い場合にはこの限りではない。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、部分的に露光する場合
に要求される条件を満たした最小限の大きさの遮光板を
提供するので、任意の露光領域を露光する露光装置のサ
イズを従来に比べ大幅に縮小することが可能である。

【００６２】また本発明によれば、遮光板が任意の露光
領域の露光のために移動可能に構成されているので、緩
衝領域を設けることなく、高密度で複数の露光領域を隣
接させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における原理説明図である。

【図２】実施形態１におけるホログラフィック露光装置
の構成図である。

【図３】実施形態１における露光方法を説明するフロー
チャートである。

【図４】実施形態１における露光方法による走査順序を
説明する遮光平面の説明図である。

【図５】実施形態２における露光方法による走査順序を
説明する遮光平面の説明図である。

【図６】(a)は従来の露光装置で露光可能な露光領域の
組み合わせ例であり、（ｂ）は本発明で露光可能なホロ
グラムマスクの露光領域組み合わせ例である。

【符号の説明】

Ｓｖ１，Ｓｖ２，Ｓｈ１，Ｓｈ２ シャッター（遮光
板） Ｗｓｖ 垂直方向の遮光板の幅 Ｗｓｈ 水平方向の遮光板の幅 Ｗｂｖ 垂直方向のビーム幅 Ｗｂｈ 水平方向のビーム幅 ＳＰ 遮光平面 Ｌ 露光光源 Ａ〜Ｅ ホログラムマスクにおける露光領域 ＨＭ ホログラムマスク Ｐ プリズム １００ 第３情報処理装置 １０２ シャッター駆動装置 ２００ ホログラムマスク ２０１ プリズム

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の露光領域を露光するための露光装
   置において、 前記露光領域を露光するための所定のビーム幅を有する
   露光ビームの照射装置と、 前記露光領域の形状に対応しており、少なくとも前記露
   光ビームのビーム幅に相当する幅を有する遮光板と、 所定の遮光平面内において前記遮光板を駆動することに
   より前記露光ビームの一部を遮断し、前記露光領域以外
   の領域に当該露光ビームが到達することを阻止する駆動
   装置と、を備える露光装置。
2. 【請求項２】 前記遮光板は、前記露光ビームの光軸に
   垂直な軸が前記遮光平面上のいずれかの軸方向と所定の
   角度θをなしている場合に、当該遮光平面上の軸方向に
   おける前記遮光板の幅Ｗｓを少なくとも当該遮光平面上
   の軸方向における前記ビーム幅Ｗｂの略１／ｃｏｓθ倍
   に設定してある、請求項１に記載の露光装置。
3. 【請求項３】 前記駆動装置は、前記露光領域に対応す
   る前記遮光平面内における領域の境界から当該遮光平面
   内における前記ビーム幅の略１／２に相当する幅を加え
   た領域を超えない範囲で前記露光ビームの中心点を移動
   させる、請求項１に記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記駆動装置は、前記露光ビームの光軸
   に垂直な軸が前記遮光平面上のいずれかの軸方向と所定
   の角度θをなしている場合に、前記露光領域に対応する
   当該遮光平面内における領域の境界から当該遮光平面上
   の前記軸方向における前記ビーム幅Ｗｂの略１／ｃｏｓ
   θ倍の略１／２も相当する幅を加えた領域を超えない範
   囲で前記露光ビームの中心点を移動させる、請求項２に
   記載の露光装置。
5. 【請求項５】 任意の露光領域を露光するための露光装
   置において、 前記露光領域を露光するための所定のビーム径を有する
   露光ビームの照射装置と、 少なくとも前記露光領域の辺の数に対応する数だけ設け
   られ、各々が前記辺に対応しており、各々の辺の延在方
   向における前記露光可能領域の幅を超える長さを有し、
   かつ、少なくとも前記露光ビームのビーム幅を有する遮
   光板と、 所定の遮光平面内において複数の前記遮光板を駆動する
   ことにより前記露光ビームの一部を遮断し、前記露光領
   域以外の領域に当該露光ビームが到達することを阻止す
   る駆動装置と、を備える露光装置。
6. 【請求項６】 前記遮光板は、前記露光ビームの光軸に
   垂直な軸が前記遮光平面上のいずれかの軸方向と所定の
   角度θをなしている場合に、当該遮光平面上の軸方向に
   幅方向が一致している遮光板の幅Ｗｓを少なくとも当該
   遮光平面上の軸方向における前記ビーム幅Ｗｂの略１／
   ｃｏｓθ倍に設定してある、請求項５に記載の露光装
   置。
7. 【請求項７】 前記駆動装置は、前記露光領域に対応す
   る前記遮光平面内における領域の境界から当該遮光平面
   内における前記ビーム幅の略１／２に相当する幅を加え
   た領域を超えない範囲で前記露光ビームの中心点を移動
   させる、請求項５に記載の露光装置。
8. 【請求項８】 前記駆動装置は、前記露光ビームの光軸
   に垂直な軸が前記遮光平面上のいずれかの軸方向と所定
   の角度θをなしている場合に、前記露光領域に対応する
   当該遮光平面内における領域の境界から当該遮光平面上
   の前記軸方向における前記ビーム幅Ｗｂの略１／ｃｏｓ
   θ倍の略１／２も相当する幅を加えた領域を超えない範
   囲で前記露光ビームの中心点を移動させる、請求項６に
   記載の露光装置。
9. 【請求項９】 任意の露光領域を露光するための露光方
   法において、 所定のビーム幅を有する露光ビームの一部を遮断し、前
   記露光領域以外の領域に当該露光ビームが到達すること
   を阻止するために、少なくとも前記ビーム幅に相当する
   幅を有する遮光板を任意の遮光平面内において前記露光
   領域の形状に対応させて複数移動させるステップと、 前記露光領域に対応する前記遮光平面内における領域の
   境界から当該遮光平面内における前記ビーム幅の略１／
   ２に相当する幅を加えた領域を超えない範囲で前記露光
   ビームの中心点を移動させて露光するステップと、を備
   える露光方法。
10. 【請求項１０】 前記露光するステップは、前記露光ビ
    ームの光軸に垂直な軸が前記遮光平面上のいずれかの軸
    方向と所定の角度θをなしている場合に、前記露光領域
    に対応する当該遮光平面内における領域の境界から当該
    遮光平面上の前記軸方向における前記ビーム幅Ｗｂの略
    １／ｃｏｓθ倍の略１／２も相当する幅を加えた領域を
    超えない範囲で前記露光ビームの中心点を移動させる、
    請求項９に記載の露光方法。
11. 【請求項１１】 任意の露光領域を露光するための露光
    方法において、 所定のビーム幅を有する露光ビームの一部を遮断し、前
    記露光領域以外の領域に当該露光ビームが到達すること
    を阻止するために、少なくとも前記ビーム幅に相当する
    幅を有する遮光板を任意の遮光平面内において前記露光
    領域の形状に対応させて複数移動させるステップと、 前記露光領域に対応する前記遮光平面内における領域の
    境界から当該遮光平面内における前記ビーム幅の略１／
    ２に相当する幅を加えた領域を超えない走査範囲で前記
    露光ビームの中心点を移動させて露光するステップと、
    を備える露光方法。
12. 【請求項１２】 前記露光するステップは、前記露光ビ
    ームの光軸に垂直な軸が前記遮光平面上のいずれかの軸
    方向と所定の角度θをなしている場合に、前記露光領域
    に対応する当該遮光平面内における領域の境界から当該
    遮光平面上の前記軸方向における前記ビーム幅Ｗｂの略
    １／ｃｏｓθ倍の略１／２も相当する幅を加えた領域を
    超えない走査範囲で前記露光ビームの中心点を移動させ
    る、請求項１１に記載の露光方法。
13. 【請求項１３】 前記露光するステップは、 前記走査範囲の境界上に前記露光ビームの中心点を位置
    させるステップと、 前記露光ビームが安定した後に第１方向に当該露光ビー
    ムを走査させるステップと、 前記露光ビームの中心点が前記走査範囲の他端に達した
    場合に、所定距離だけ前記露光ビームを第２方向に移動
    させ、当該他端に達する前の走査方向とは逆の方向に当
    該露光ビームを走査させるステップと、 前記露光ビームの中心点が前記走査範囲の終端に達した
    場合に露光を終了させるステップと、を備える、請求項
    １１に記載の露光方法。