JP2007101592A - Scanning exposure apparatus and method for manufacturing microdevice - Google Patents

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Masanori Kato
正紀 加藤
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning exposure apparatus using a variable forming mask, the apparatus that can perform exposure with optimum resolution according to a pattern. <P>SOLUTION: The scanning exposure apparatus is equipped with a variable forming mask to form a desired pattern, a substrate stage PST to mount a photosensitive substrate P, and an exposure optical system L1 to L13 to expose the photosensitive substrate P to a light beam from the variable forming mask so as to transfer an image to the substrate, and functions to transfer a pattern by exposure to the photosensitive substrate P by relatively scanning the substrate stage PST and the variable forming mask, wherein the apparatus is equipped with a beam size varying means to vary the size of the light beam formed corresponding to each of a plurality of elements constituting the variable forming mask. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、液晶表示素子等のフラットパネル表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a scanning exposure apparatus for manufacturing a microdevice such as a flat panel display element such as a liquid crystal display element in a lithography process and a method of manufacturing a microdevice using the scanning exposure apparatus.

マイクロデバイスの一つである液晶表示素子等を製造する場合において、マスク(レチクル、フォトマスク等)のパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布されたプレート(ガラスプレート、半導体ウエハ等)上に投影露光する投影露光装置が使用されている。   When manufacturing a liquid crystal display element or the like, which is one of micro devices, a mask (reticle, photomask, etc.) pattern is coated with a photoresist (glass plate, semiconductor wafer, etc.) via a projection optical system. A projection exposure apparatus that performs projection exposure on top is used.

従来は、プレート上の各ショット領域にそれぞれマスクのパターンを一括して露光するステップアンドリピート方式の投影露光装置(ステッパ)が多用されていた。近年、1つの大型の投影光学系を使用する代わりに、複数の小型の投影光学ユニットを走査方向に沿って所定間隔で複数列に配置し、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつ、各投影光学ユニットにおいてそれぞれのマスクのパターンを連続的にプレート上に露光するステップアンドスキャン方式の投影露光装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, step-and-repeat type projection exposure apparatuses (steppers) that collectively expose a mask pattern to each shot area on a plate have been widely used. In recent years, instead of using one large projection optical system, a plurality of small projection optical units are arranged in a plurality of rows at predetermined intervals along the scanning direction, and the mask stage and the substrate stage are synchronously scanned, There has been proposed a step-and-scan projection exposure apparatus that continuously exposes each mask pattern on a plate in a projection optical unit (see, for example, Patent Document 1).

特開平7−57986号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-57986

ところで、プレートは液晶表示素子の大型化に伴い大型化しており、現在では1m角以上のプレート(ガラス基板)も用いられており、同時にマスクも大型化している。露光装置に要求されるデバイスのパターンルールが一定であれば大型のマスクにも小型のマスクと同様の平面度が要求されるため、大型のマスクのたわみやうねりを小型のマスクのたわみやうねりと同程度に抑えるために大型のマスクの厚さを小型のマスクよりも大幅に厚くする必要がある。また、一般にTFT(Thin Film Transistor)で使用されているマスクは、コスト高の石英ガラスであるため、大型化すれば製造コストが増大する。更に、マスクの平面度を維持するためのコスト、マスクパターンの検査時間の拡大等によるコスト等が増大している。   By the way, the size of the plate has been increased with the increase in size of the liquid crystal display element. Currently, a plate (glass substrate) of 1 m square or more is also used, and at the same time, the mask is also increased in size. If the pattern rule of the device required for the exposure apparatus is constant, the large mask needs to have the same flatness as the small mask. Therefore, the deflection and undulation of the large mask can be compared with the deflection and undulation of the small mask. In order to keep the same level, it is necessary to make the thickness of the large mask significantly larger than that of the small mask. In general, a mask used in a TFT (Thin Film Transistor) is a high-cost quartz glass, so that the manufacturing cost increases if the size is increased. Furthermore, the cost for maintaining the flatness of the mask, the cost due to the expansion of the inspection time of the mask pattern, and the like are increasing.

そこで、マスクの代わりにDMD(Digital Micromirror DeviceまたはDeformable Micromirror Device)等を用いてパターンを基板上に露光するマスクレス露光装置が提案されている。このマスクレス露光装置においては、従来のマスクを用いた投影露光装置と同様に、ファインパターンの露光はより高い解像力で行なわれるのが望ましい。これに対し、ラフパターンについては、ファインパターンと同様の高い解像力よりは高スループットを重視した露光を行なうのが望ましい。即ち、スループット向上のために、パターンに応じて解像度を調整可能にすることが望ましい。   Therefore, a maskless exposure apparatus that exposes a pattern on a substrate using DMD (Digital Micromirror Device or Deformable Micromirror Device) or the like instead of a mask has been proposed. In this maskless exposure apparatus, it is desirable that fine pattern exposure be performed with higher resolution as in the case of a projection exposure apparatus using a conventional mask. On the other hand, with respect to the rough pattern, it is desirable to perform exposure with an emphasis on high throughput rather than high resolution similar to the fine pattern. That is, it is desirable that the resolution can be adjusted according to the pattern in order to improve the throughput.

また、マスクレス露光装置においてDMD及びマイクロレンズアレイを使用した場合、マイクロレンズアレイを構成する要素光学部材が矩形断面を有しているため、基板上に形成される矩形状の各辺と平行方向におけるパターン像と、矩形状の対角線方向におけるパターン像とが非対称となる。したがって、露光パワーの減少を最小限に抑えつつ、基板上に形成されるパターン像の非対称性を緩和させる必要がある。   In addition, when a DMD and a microlens array are used in a maskless exposure apparatus, the element optical member constituting the microlens array has a rectangular cross section, so that the parallel direction to each side of the rectangular shape formed on the substrate And the pattern image in the diagonal direction of the rectangle are asymmetric. Therefore, it is necessary to alleviate the asymmetry of the pattern image formed on the substrate while minimizing the decrease in exposure power.

この発明の課題は、可変形成マスクを用いた走査型露光装置であって、パターンに応じた最適な解像度で露光することができる走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。また、露光パワーの減少を最小限に抑えつつ、感光基板上に形成される像の非対称性を緩和させることができる走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is a scanning exposure apparatus using a variable formation mask, which can perform exposure at an optimal resolution according to a pattern, and manufacture of a micro device using the scanning exposure apparatus Is to provide a method. Also provided are a scanning exposure apparatus capable of reducing the asymmetry of an image formed on a photosensitive substrate while minimizing a reduction in exposure power, and a method of manufacturing a micro device using the scanning exposure apparatus. It is to be.

この発明の走査型露光装置は、任意のパターンを形成する可変成形マスク(8)と、感光基板(P)を載置する基板ステージ(PST)と、前記可変成形マスク(8)からの光ビームにより前記感光基板(P)上に像を露光する露光光学系(L1〜L13)とを備え、前記基板ステージ(PST)と前記可変成形マスク(8)とを相対的に走査させて前記感光基板(P)にパターンを露光する走査型露光装置において、前記可変成形マスク(8)を構成する複数の要素素子(8a)のそれぞれに対応して形成される前記光ビームのサイズ(18a)を変更するビームサイズ可変手段(19)を備えることを特徴とする。   The scanning exposure apparatus of the present invention comprises a variable shaping mask (8) for forming an arbitrary pattern, a substrate stage (PST) for placing a photosensitive substrate (P), and a light beam from the variable shaping mask (8). Exposure optical systems (L1 to L13) for exposing an image on the photosensitive substrate (P), and relatively scanning the substrate stage (PST) and the variable shaping mask (8) to form the photosensitive substrate. In the scanning exposure apparatus that exposes the pattern in (P), the size (18a) of the light beam formed corresponding to each of the plurality of element elements (8a) constituting the variable shaping mask (8) is changed. It is characterized by comprising beam size varying means (19).

この発明の走査型露光装置によれば、感光基板上に形成されるパターンの解像度に対応して、光ビームのサイズを変更することができる。したがって、ファインパターンの露光を行なう際には、ビームサイズを小さく設定することにより高解像力で露光することができる。また、ラフパターンの露光を行なう際には、ビームサイズを大きく設定することにより高解像力より高スループットを重視した露光を行なうことができる。   According to the scanning exposure apparatus of the present invention, the size of the light beam can be changed in accordance with the resolution of the pattern formed on the photosensitive substrate. Therefore, when fine pattern exposure is performed, exposure can be performed with high resolution by setting the beam size small. Further, when performing rough pattern exposure, it is possible to perform exposure with an emphasis on high throughput rather than high resolution by setting a large beam size.

また、この発明の走査型露光装置は、光源から照射された光ビームを画像データに応じて変調する第1の可変成形マスク(8)と、前記第1の可変成形マスク(8)を構成する複数の要素素子(8a)のそれぞれに対応して形成される前記光ビームのサイズ(18a)を変更する第1のビームサイズ可変手段(19)を備える第1露光ユニット(L1)と、光源から照射された光ビームを画像データに応じて変調する第2の可変成形マスクと、前記第2の可変成形マスクを構成する複数の要素素子のそれぞれに対応して形成される前記光ビームのサイズを変更する第2のビームサイズ可変手段を有し、前記第1露光ユニット(L1)とは異なる第2露光ユニット(L2〜L13)とを備え、前記第1の可変成形マスク(8)及び前記第2の可変成形マスクに対し、感光基板(P)を載置した基板ステージ(PST)を相対的に走査することによって前記感光基板(P)上に前記第1露光ユニット(L1)及び前記第2露光ユニット(L2〜L13)により生成される像の露光を行なう走査型露光装置において、前記基板ステージ(PST)上には、前記第1露光ユニット(L1)及び前記第2露光ユニット(L2〜L13)により生成される像の位置を検出する像位置検出手段と、前記第1露光ユニット(L1)及び前記第2露光ユニット(L2〜L13)によりオーバラップ露光が行なわれる領域における、前記第1露光ユニット(L1)及び前記第2露光ユニット(L2〜L13)のビーム強度を測定するビーム強度計測系の少なくとも1つを備え、前記像位置検出手段の検出結果に基づく前記第1露光ユニット(L1)及び前記第2露光ユニット(L2〜L13)により生成される像の位置の補正、及び前記ビーム強度計測系の計測結果に基づく前記第1露光ユニット(L1)及び前記第2露光ユニット(L2〜L13)の前記ビーム強度の調整の少なくとも一方を行なうことを特徴とする。   The scanning exposure apparatus of the present invention comprises a first variable shaping mask (8) that modulates a light beam emitted from a light source according to image data, and the first variable shaping mask (8). A first exposure unit (L1) comprising first beam size varying means (19) for changing the size (18a) of the light beam formed corresponding to each of the plurality of element elements (8a); A size of the light beam formed corresponding to each of a second variable shaping mask that modulates the irradiated light beam according to image data and a plurality of element elements that constitute the second variable shaping mask. A second exposure unit (L2 to L13) different from the first exposure unit (L1), the first variable shaping mask (8), and the first variable shaping mask (8). 2 possible The first exposure unit (L1) and the second exposure unit (P) are scanned on the photosensitive substrate (P) by relatively scanning a substrate stage (PST) on which the photosensitive substrate (P) is placed with respect to the molding mask. In the scanning exposure apparatus that performs exposure of the image generated by L2 to L13), the image is generated by the first exposure unit (L1) and the second exposure unit (L2 to L13) on the substrate stage (PST). Image position detecting means for detecting the position of the image to be processed, and the first exposure unit (L1) in the area where overlap exposure is performed by the first exposure unit (L1) and the second exposure unit (L2 to L13). ) And a beam intensity measuring system for measuring the beam intensity of the second exposure units (L2 to L13), and detecting the image position detecting means Correction of the position of the image generated by the first exposure unit (L1) and the second exposure unit (L2 to L13) based on the result, and the first exposure unit (L1) based on the measurement result of the beam intensity measurement system ) And the adjustment of the beam intensity of the second exposure units (L2 to L13).

この発明の走査型露光装置によれば、第1露光ユニットと第2露光ユニットにより生成される像の位置を検出し、補正することができるため、第1露光ユニットと第2露光ユニットにより生成される像の相対的な位置の補正を行なうことができる。また、第1露光ユニットと第2露光ユニットのオーバラップ露光が行なわれる領域におけるビーム強度を計測し、調整することができるため、オーバラップ露光が行なわれる領域における第1露光ユニットにより照明される光ビームの強度と、第2露光ユニットにより照明される光ビームの強度との差を補正することができる。したがって、オーバラップ露光が行なわれる領域における第1露光ユニットの露光量と第2露光ユニットの露光量とを同一にすることができ、第1露光ユニットと第2露光ユニットの継ぎ部の露光を良好に行なうことができる。   According to the scanning exposure apparatus of the present invention, the position of the image generated by the first exposure unit and the second exposure unit can be detected and corrected, so that it is generated by the first exposure unit and the second exposure unit. The relative position of the image can be corrected. Further, since the beam intensity in the area where the overlap exposure of the first exposure unit and the second exposure unit is performed can be measured and adjusted, the light illuminated by the first exposure unit in the area where the overlap exposure is performed A difference between the intensity of the beam and the intensity of the light beam illuminated by the second exposure unit can be corrected. Therefore, the exposure amount of the first exposure unit and the exposure amount of the second exposure unit in the area where overlap exposure is performed can be made the same, and the exposure of the joint portion of the first exposure unit and the second exposure unit is good. Can be done.

また、この発明のマイクロデバイスの製造方法は、この発明の走査型露光装置を用いて所定のパターンを感光基板(P)上に露光する露光工程(S303)と、前記露光工程(S303)により露光された前記感光基板(P)を現像する現像工程(S304)とを含むことを特徴とする。   In addition, the microdevice manufacturing method of the present invention includes an exposure step (S303) in which a predetermined pattern is exposed on the photosensitive substrate (P) using the scanning exposure apparatus of the present invention, and exposure by the exposure step (S303). And a developing step (S304) for developing the photosensitive substrate (P).

この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の走査型露光装置を用いて露光するため、感光基板上に所定のパターンを高解像度かつ高スループットで露光することができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。   According to the method of manufacturing a microdevice of the present invention, since exposure is performed using the scanning exposure apparatus of the present invention, a predetermined pattern can be exposed on the photosensitive substrate with high resolution and high throughput, and a good microdevice is obtained. Can be obtained.

この発明の走査型露光装置によれば、感光基板上に形成されるパターンの解像度に対応して、光ビームのサイズを変更することができる。したがって、ファインパターンの露光を行なう際には、ビームサイズを小さく設定することにより高解像力で露光することができる。また、ラフパターンの露光を行なう際には、ビームサイズを大きく設定することにより高解像力より高スループットを重視した露光を行なうことができる。   According to the scanning exposure apparatus of the present invention, the size of the light beam can be changed in accordance with the resolution of the pattern formed on the photosensitive substrate. Therefore, when fine pattern exposure is performed, exposure can be performed with high resolution by setting the beam size small. Further, when performing rough pattern exposure, it is possible to perform exposure with an emphasis on high throughput rather than high resolution by setting a large beam size.

また、この発明の走査型露光装置によれば、第1露光ユニットと第2露光ユニットにより生成される像の位置を検出し、補正することができるため、第1露光ユニットと第2露光ユニットにより生成される像の相対的な位置の補正を行なうことができる。また、第1露光ユニットと第2露光ユニットのオーバラップ露光が行なわれる領域におけるビーム強度を計測し、調整することができるため、オーバラップ露光が行なわれる領域における第1露光ユニットにより照明される光ビームの強度と、第2露光ユニットにより照明される光ビームの強度との差を補正することができる。したがって、オーバラップ露光が行なわれる領域における第1露光ユニットの露光量と第2露光ユニットの露光量とを同一にすることができ、第1露光ユニットと第2露光ユニットの継ぎ部の露光を良好に行なうことができる。   Further, according to the scanning exposure apparatus of the present invention, the position of the image generated by the first exposure unit and the second exposure unit can be detected and corrected, so that the first exposure unit and the second exposure unit can Correction of the relative position of the generated image can be performed. Further, since the beam intensity in the area where the overlap exposure of the first exposure unit and the second exposure unit is performed can be measured and adjusted, the light illuminated by the first exposure unit in the area where the overlap exposure is performed A difference between the intensity of the beam and the intensity of the light beam illuminated by the second exposure unit can be corrected. Therefore, the exposure amount of the first exposure unit and the exposure amount of the second exposure unit in the area where overlap exposure is performed can be made the same, and the exposure of the joint portion of the first exposure unit and the second exposure unit is good. Can be done.

また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の走査型露光装置を用いて露光するため、感光基板上に所定のパターンを高解像度かつ高スループットで露光することができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。   Further, according to the microdevice manufacturing method of the present invention, since exposure is performed using the scanning exposure apparatus of the present invention, a predetermined pattern can be exposed on the photosensitive substrate with high resolution and high throughput, which is favorable. A microdevice can be obtained.

この発明の走査型露光装置は、可変成形マスクにより形成される所定のパターンを感光基板上に露光するため、特にフラットパネルディスプレイ用の基板のように外径が500mmよりも大きい基板に対して有効である。   The scanning exposure apparatus of the present invention exposes a predetermined pattern formed by a variable molding mask onto a photosensitive substrate, and is particularly effective for a substrate having an outer diameter larger than 500 mm, such as a substrate for a flat panel display. It is.

以下、図面を参照して、この発明の第1の実施の形態にかかる走査型露光装置について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置の概略構成を示す斜視図である。この実施の形態においては、複数の露光光学系L1〜L13に対してプレートPを相対的に移動させつつ液晶表示素子等のパターンを感光性材料(レジスト)が塗布された感光基板としての液晶表示素子等のフラットパネルディスプレイ用のプレートP上に転写するステップアンドスキャン方式の走査型投影露光装置を例に挙げて説明する。   A scanning exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning exposure apparatus according to the first embodiment. In this embodiment, a liquid crystal display as a photosensitive substrate on which a photosensitive material (resist) is coated with a pattern such as a liquid crystal display element while moving the plate P relative to the plurality of exposure optical systems L1 to L13. A step-and-scan type scanning projection exposure apparatus that transfers onto a flat panel display plate P such as an element will be described as an example.

また、以下の説明においては、図1中に示した直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がプレートPに対して平行となるよう設定され、Z軸がプレートPに対して直交する方向に設定されている。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直方向に設定される。また、この実施の形態では、プレートPを移動させる方向(走査方向)をX方向に設定している。   In the following description, the orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the plate P, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the plate P. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set to the vertical direction. In this embodiment, the direction in which the plate P is moved (scanning direction) is set to the X direction.

この走査型露光装置は、外径が500mmよりも大きい、即ち一辺または対角線の長さが500mmよりも大きいプレートPを支持するプレートステージ(基板ステージ)PSTと、プレートP上に任意のパターンを露光するための複数の露光光学系L1〜L13と、露光光学系L1〜L13を支持するコラム1と、露光処理に関する動作を統括制御する制御装置CONT(図15参照)とを備えている。複数の露光光学系L1〜L13は、それぞれ筐体に収容されており、コラム1に搭載されている。露光光学系L1,L3,L5,L7,L9,L11,L13は、走査方向の後方側(−X方向側)であって、Y方向(非走査方向)に並んで配置されている。露光光学系L2,L4,L6,L8,L10,L12は、走査方向の前方側(+X方向側)であって、Y方向に並んで配置されている。   This scanning exposure apparatus exposes an arbitrary pattern on a plate stage (substrate stage) PST that supports a plate P having an outer diameter larger than 500 mm, that is, a side or diagonal whose length is longer than 500 mm. A plurality of exposure optical systems L1 to L13, a column 1 that supports the exposure optical systems L1 to L13, and a control device CONT (see FIG. 15) that performs overall control of operations related to exposure processing. The plurality of exposure optical systems L <b> 1 to L <b> 13 are each housed in a housing and mounted on the column 1. The exposure optical systems L1, L3, L5, L7, L9, L11, and L13 are arranged on the rear side (−X direction side) in the scanning direction and aligned in the Y direction (non-scanning direction). The exposure optical systems L2, L4, L6, L8, L10, and L12 are arranged in the Y direction on the front side (+ X direction side) in the scanning direction.

図2は、露光光学系(第1露光ユニット)L1が備える光源部及びファイバの構成を示す図である。図2に示すように、露光光学系L1は、複数のLD(半導体レーザ)光源3を備えている。複数のLD光源3から射出した光ビームのそれぞれは、各LD光源3に対応して設けられたレンズ5を介して、ファイバ2の入射端2aに入射する。ファイバ2の入射端2aのそれぞれは、多数のファイバ素線を束ねて構成されており、LD光源3のそれぞれに対応して設けられている。即ち、各レンズ5を通過した光ビームは、各入射端2aに入射する。また、図2に示すように、入射端2aの一部は、レンズ5の光軸に対して所定の角度傾斜して配置されている。即ち、LD光源3から射出した光ビームが所定の入射角で入射端2aに入射するように配置されている。なお、LD光源3は、ファイバ2(入射端2a)を構成する多数のファイバ素線のそれぞれに対応して設けるようにしてもよい。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a light source unit and a fiber included in the exposure optical system (first exposure unit) L1. As shown in FIG. 2, the exposure optical system L1 includes a plurality of LD (semiconductor laser) light sources 3. Each of the light beams emitted from the plurality of LD light sources 3 is incident on the incident end 2 a of the fiber 2 through the lens 5 provided corresponding to each LD light source 3. Each of the incident ends 2 a of the fibers 2 is configured by bundling a large number of fiber strands, and is provided corresponding to each of the LD light sources 3. That is, the light beam that has passed through each lens 5 is incident on each incident end 2a. Further, as shown in FIG. 2, a part of the incident end 2 a is arranged to be inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the lens 5. That is, the light beam emitted from the LD light source 3 is arranged to enter the incident end 2a at a predetermined incident angle. The LD light source 3 may be provided corresponding to each of a number of fiber strands constituting the fiber 2 (incident end 2a).

図3は、入射端2aのそれぞれを光軸に対して平行方向に配置した場合におけるDMD8に入射する光ビームのパワー分布を示す図である。LD光源3とファイバ2が有する角度特性のため、後述するDMD8に入射する光ビームの光束断面は、図3に示すようなパワー分布を有し、領域B1から領域B3にかけてパワーが減少する。即ち、パワーの大きさは、B1>B2>B3となる。したがって、所定の個数の入射端2aをレンズ5の光軸に対して傾けて配置することにより、光ビームのパワー分布を減少させる。具体的には、領域B1の面積比に対応する個数の入射端2aを、レンズ5の光軸と平行方向に配置する。   FIG. 3 is a diagram showing a power distribution of a light beam incident on the DMD 8 when each of the incident ends 2a is arranged in a direction parallel to the optical axis. Due to the angular characteristics of the LD light source 3 and the fiber 2, the light beam cross section of the light beam incident on the DMD 8 described later has a power distribution as shown in FIG. 3, and the power decreases from the region B1 to the region B3. That is, the magnitude of the power is B1> B2> B3. Therefore, the power distribution of the light beam is reduced by arranging a predetermined number of incident ends 2 a to be inclined with respect to the optical axis of the lens 5. Specifically, the number of incident ends 2 a corresponding to the area ratio of the region B <b> 1 is arranged in a direction parallel to the optical axis of the lens 5.

また、円周領域B2の面積比に対応する個数の入射端2aを、レンズ5の光軸に対して所定の角度傾けて配置する。即ち、光ビームが所定の入射角で入射端2aに入射するようにする。ここで、所定の角度は、円周領域B2に最も強いパワー分布を有する光ビームが入射端2aに入射する角度である。同様に、円周領域B3の面積比に対応する個数の入射端2aを、レンズ5の光軸に対して所定の角度傾けて配置する。即ち、光ビームが所定の入射角で入射端2aに入射するようにする。ここで、所定の角度は、円周領域B3に最も強いパワー分布を有する光ビームが入射端2aに入射する角度である。一部の入射端2aを傾斜させて配置することにより、LD光源3とファイバ2が有する角度特性によるパワー分布を減少させることができる。   Further, the number of incident ends 2 a corresponding to the area ratio of the circumferential region B <b> 2 is arranged to be inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the lens 5. That is, the light beam is incident on the incident end 2a at a predetermined incident angle. Here, the predetermined angle is an angle at which the light beam having the strongest power distribution in the circumferential region B2 enters the incident end 2a. Similarly, the number of incident ends 2 a corresponding to the area ratio of the circumferential region B <b> 3 is arranged with a predetermined angle with respect to the optical axis of the lens 5. That is, the light beam is incident on the incident end 2a at a predetermined incident angle. Here, the predetermined angle is an angle at which the light beam having the strongest power distribution in the circumferential region B3 enters the incident end 2a. By disposing a part of the incident ends 2a to be inclined, the power distribution due to the angular characteristics of the LD light source 3 and the fiber 2 can be reduced.

なお、ファイバの入射端に所定の入射角で光ビームが入射した場合には、ファイバの射出端から射出される光ビームは、所定の入射角と同一の角度で輪帯状のパワー分布を有して射出される。ファイバ2の入射端2aに入射する光ビームの入射角は、一方向のみの調整でよい。また、入射端2aを傾斜させる代わりに、各円周領域B1〜B3に対応する複数のLD光源3のうちの少なくとも1つの電流または電圧を調整してもよい。   When a light beam is incident on the incident end of the fiber at a predetermined incident angle, the light beam emitted from the output end of the fiber has an annular power distribution at the same angle as the predetermined incident angle. And injected. The incident angle of the light beam incident on the incident end 2a of the fiber 2 may be adjusted only in one direction. Further, instead of inclining the incident end 2a, at least one current or voltage of the plurality of LD light sources 3 corresponding to the respective circumferential regions B1 to B3 may be adjusted.

図4は、露光光学系(第1露光ユニット)L1の概略構成を示す図である。ファイバ2の各入射端2aを介した光ビームは、図4に示すように、ファイバ2の射出端2bから射出する。ファイバ2の射出端2bから射出した光ビームは、コリメート光学系4及びミラー6を介して、回折格子等によるパターンフィルタ7を通過する。パターンフィルタ7には、DMD8に入射する光ビームのパワー分布を均一にするために部分的にパターンが形成されている。即ち、パターンフィルタ7は調光手段として機能する。なお、パターンフィルタ7による回折光や迷光は、露光に悪影響を与えないように、後述するリレー光学系10内の絞り14により排除される。   FIG. 4 is a view showing a schematic configuration of the exposure optical system (first exposure unit) L1. The light beam that has passed through each incident end 2a of the fiber 2 exits from the exit end 2b of the fiber 2 as shown in FIG. The light beam emitted from the exit end 2 b of the fiber 2 passes through the pattern filter 7 such as a diffraction grating via the collimating optical system 4 and the mirror 6. A pattern is partially formed on the pattern filter 7 in order to make the power distribution of the light beam incident on the DMD 8 uniform. That is, the pattern filter 7 functions as dimming means. Note that diffracted light and stray light from the pattern filter 7 are eliminated by a diaphragm 14 in the relay optical system 10 described later so as not to adversely affect the exposure.

パターンフィルタ7を通過した光ビームは、露光光学系L1を構成するDMD(Digital Micromirror DeviceまたはDeformable Micromirror Device)8を均一に照明する。なお、DMD8を露光光学系L1とは別に設けるようにしてもよい。図5は、DMD8の構成を示す図である。DMD8は、図5に示すように、微小領域に区分されたデバイスとしての多数のマイクロミラー(要素素子)8aを有している。各マイクロミラー8aはその角度をそれぞれ独立に変更可能に構成されており、DMD8は各マイクロミラー8aの角度を変化させることにより光ビームを所定の画像データに応じて変調する可変成形マスク(第1の可変成形マスク)として機能する。即ち、プレートPの走査に同期して、反射光が後述するリレー光学系10に導かれるように一部のマイクロミラー8aの角度を変化させ、反射光がリレー光学系10とは異なる方向に進行するように他部のマイクロミラー8aの角度を変化させることにより、対応する露光領域に投影される任意のパターンを順次生成する。   The light beam that has passed through the pattern filter 7 uniformly illuminates a DMD (Digital Micromirror Device or Deformable Micromirror Device) 8 constituting the exposure optical system L1. The DMD 8 may be provided separately from the exposure optical system L1. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the DMD 8. As shown in FIG. 5, the DMD 8 has a large number of micromirrors (element elements) 8 a as devices divided into minute regions. Each of the micromirrors 8a is configured such that its angle can be changed independently. The DMD 8 changes the angle of each micromirror 8a to change the light beam in accordance with predetermined image data (first shaping mask). (Variable molding mask). That is, in synchronization with the scanning of the plate P, the angles of some of the micromirrors 8a are changed so that the reflected light is guided to the relay optical system 10 described later, and the reflected light travels in a different direction from the relay optical system 10. In this way, by changing the angle of the other micromirror 8a, an arbitrary pattern projected onto the corresponding exposure region is sequentially generated.

DMD8(一部のマイクロミラー8a)により反射された光ビームは、リレー光学系10に入射する。図6は、リレー光学系10の構成を示す図である。リレー光学系10は、リレーレンズ群12a、絞り14、リレーレンズ群12b及びリレーレンズ群12cを備えている。光ビームは、リレーレンズ群12a、絞り14、リレーレンズ群12b及びリレーレンズ群12cを介することにより拡大されて、マイクロレンズアレイ16に入射する。   The light beam reflected by the DMD 8 (a part of the micromirrors 8 a) enters the relay optical system 10. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the relay optical system 10. The relay optical system 10 includes a relay lens group 12a, a diaphragm 14, a relay lens group 12b, and a relay lens group 12c. The light beam is expanded through the relay lens group 12a, the stop 14, the relay lens group 12b, and the relay lens group 12c, and enters the microlens array 16.

図7は、マイクロレンズアレイ16及び後述する固定点像視野絞り18の一部の構成を示す図である。マイクロレンズアレイ16は、図7に示すように、DMD8を構成するマイクロミラー8aのそれぞれに対応する多数の要素レンズ16aを有しており、プレートPと光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。また、マイクロレンズアレイ16は、XY平面に平行な方向及びZ方向に移動可能、かつXY平面に対して傾斜可能に構成されている。   FIG. 7 is a diagram showing a partial configuration of the microlens array 16 and a fixed point image field stop 18 described later. As shown in FIG. 7, the microlens array 16 has a number of element lenses 16a corresponding to each of the micromirrors 8a constituting the DMD 8, and is arranged at a position optically conjugate with the plate P or in the vicinity thereof. Has been. Further, the microlens array 16 is configured to be movable in the direction parallel to the XY plane and the Z direction and to be tiltable with respect to the XY plane.

マイクロレンズアレイ16の各要素レンズ16aを通過した光ビームは、マイクロレンズアレイ16の焦点面またはその近傍に配置されている固定点像視野絞り(ビームサイズ可変板)18に入射する。図8は、固定点像視野絞り18の構成を示す図である。固定点像視野絞り18は、図8に示すように、マイクロレンズアレイ16を構成する要素レンズ16aのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部(光ビーム通過部)18aを有している。なお、図8に示す固定点像視野絞り18は9つの開口部18aを有しているが、実際の固定点像視野絞り18は多数の要素レンズ16aに対応した多数の開口部18aを有している。固定点像視野絞り18の各開口部18aを通過することにより、露光光学系L1内で発生するゴースト及びDMD8のオンオフ時に発生する像流れによる露光への悪影響を防止することができる。なお、固定点像視野絞り18は、多数の開口部18aの代わりに、マイクロレンズアレイ16の要素レンズ16aのそれぞれに対応して設けられた多数の光透過部を有するようにしてもよい。   The light beam that has passed through each element lens 16a of the microlens array 16 is incident on a fixed point image field stop (beam size variable plate) 18 disposed at or near the focal plane of the microlens array 16. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the fixed point image field stop 18. As shown in FIG. 8, the fixed point image field stop 18 has a large number of openings (light beam passage portions) 18a provided corresponding to the element lenses 16a constituting the microlens array 16, respectively. . Although the fixed point image field stop 18 shown in FIG. 8 has nine openings 18a, the actual fixed point image field stop 18 has a large number of openings 18a corresponding to a large number of element lenses 16a. ing. By passing through each opening 18a of the fixed point image field stop 18, it is possible to prevent adverse effects on exposure due to ghosts generated in the exposure optical system L1 and image flow generated when the DMD 8 is turned on / off. Note that the fixed point image field stop 18 may have a large number of light transmission portions provided corresponding to the element lenses 16a of the microlens array 16 instead of the large number of openings 18a.

固定点像視野絞り18の各開口部18aを通過した光ビームは、可動点像視野絞り(ビームサイズ可変手段、ビームサイズ可変板)19に入射する。可動点像視野絞り19は、固定点像視野絞り18に近接して、マイクロレンズアレイ16の焦点面またはその近傍に配置されており、XY平面内を移動可能に構成されている。図9は、可動点像視野絞り19の構成を示す図である。可動点像視野絞り19は、図9に示すように、固定点像視野絞り18を構成する開口部18aのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部(光ビーム通過部)19aを有している。また、各開口部19aの−Y方向側に、開口部18aのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部(光ビーム通過部)19bを有している。また、各開口部19aの+X方向側に、開口部18aのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部(光ブーム通過部)19cを有している。また、各開口部19aの+Y方向側に、開口部18aのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部(光ビーム通過部)19dを有している。さらに、各開口部19aの−X方向側に、各開口部18aのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部(光ビーム通過部)19eを有している。   The light beam that has passed through each opening 18 a of the fixed point image field stop 18 enters a movable point image field stop (beam size variable means, beam size variable plate) 19. The movable point image field stop 19 is disposed in the vicinity of the focal point of the microlens array 16 in the vicinity of the fixed point image field stop 18, and is configured to be movable in the XY plane. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the movable point image field stop 19. As shown in FIG. 9, the movable point image field stop 19 has a large number of openings (light beam passage portions) 19 a provided corresponding to the openings 18 a constituting the fixed point image field stop 18. ing. Each opening 19a has a large number of openings (light beam passage portions) 19b provided corresponding to the respective openings 18a on the −Y direction side. Moreover, it has many opening parts (optical boom passage part) 19c provided corresponding to each of the opening part 18a in the + X direction side of each opening part 19a. Each opening 19a has a large number of openings (light beam passage portions) 19d provided corresponding to the respective openings 18a on the + Y direction side. Further, a large number of openings (light beam passing portions) 19e provided corresponding to the respective openings 18a are provided on the −X direction side of the respective openings 19a.

開口部19aの大きさS1は、開口部18aの大きさとほぼ同一である。また、開口部19bの大きさをS2、開口部19cの大きさをS3、開口部19dの大きさをS4、開口部19eの大きさをS5としたとき、S1>S2>S3>S4>S5である。なお、図9に示す可動点像視野絞り19は9つの開口部19a〜19eを有しているが、実際の可動点像視野絞り19は多数の開口部18aに対応した多数の開口部19a〜19eを有している。   The size S1 of the opening 19a is substantially the same as the size of the opening 18a. Further, when the size of the opening 19b is S2, the size of the opening 19c is S3, the size of the opening 19d is S4, and the size of the opening 19e is S5, S1> S2> S3> S4> S5. It is. Although the movable point image field stop 19 shown in FIG. 9 has nine openings 19a to 19e, the actual movable point image field stop 19 has a large number of openings 19a to 19a corresponding to a large number of openings 18a. 19e.

可動点像視野絞り19を固定点像視野絞り18に対して相対的に移動させることにより光ビームが通過する開口部の大きさを変更することができる。具体的には、後述する点像視野絞り駆動部56(図15参照)が、制御装置CONTからの制御信号に基づいて、可動点像視野絞り19を固定点像視野絞り18に対して相対的に、即ちXY平面内で移動させる。図10は、可動点像視野絞り19を固定点像視野絞り18に対して+X方向に移動させ、可動点像視野絞り19が、固定点像視野絞り18の各開口部18aを通過した光ビームが可動点像視野絞り19の各開口部19eを通過する位置に配置されている状態を示す図である。同様に、可動点像視野絞り19を固定点像視野絞り18に対して−X方向に移動させることにより、可動点像視野絞り19を、各開口部18aを通過した光ビームが各開口部19cを通過する位置に配置することができる。図11は、可動点像視野絞り19を+Y方向に移動させ、可動点像視野絞り19が、各開口部18aを通過した光ビームが各開口部19bを通過する位置に配置されている状態を示す図である。同様に、可動点像視野絞り19を−Y方向に移動させることにより、可動点像視野絞り19を、各開口部18aを通過した光ビームが各開口部19dを通過する位置に配置することができる。また、可動点像視野絞り19を移動させない状態では、各開口部18aを通過した光ビームは各開口部19aを通過する。   By moving the movable point image field stop 19 relative to the fixed point image field stop 18, the size of the opening through which the light beam passes can be changed. Specifically, a point image field stop drive unit 56 (see FIG. 15) described later makes the movable point image field stop 19 relative to the fixed point image field stop 18 based on a control signal from the control unit CONT. That is, it is moved in the XY plane. In FIG. 10, the movable point image field stop 19 is moved in the + X direction with respect to the fixed point image field stop 18, and the movable point image field stop 19 passes through each opening 18 a of the fixed point image field stop 18. Is a diagram showing a state in which is disposed at a position passing through each opening 19e of the movable point image field stop 19. FIG. Similarly, by moving the movable point image field stop 19 in the −X direction with respect to the fixed point image field stop 18, the light beam that has passed through each opening 18a passes through the movable point image field stop 19 to each opening 19c. It can arrange | position in the position which passes. FIG. 11 shows a state in which the movable point image field stop 19 is moved in the + Y direction, and the movable point image field stop 19 is disposed at a position where the light beam that has passed through each opening 18a passes through each opening 19b. FIG. Similarly, by moving the movable point image field stop 19 in the −Y direction, the movable point image field stop 19 can be arranged at a position where the light beam that has passed through each opening 18a passes through each opening 19d. it can. When the movable point image field stop 19 is not moved, the light beam that has passed through each opening 18a passes through each opening 19a.

図10及び図11に示すように、固定点像視野絞り18の各開口部18aを通過した光ビームが可動点像視野絞り19の開口部19a〜19eのいずれか1つを通過することにより光ビームのサイズが変更され、露光光学系L1の露光解像度を調整することができる。即ち、露光光学系L1の露光解像度に応じて光ビームのサイズを変更することができる。例えば、DMD8により3μm程度の線幅を有する微細なパターンが形成される場合には、高解像度で露光する必要がある。したがって、光ビームが最も小さい開口部19eを通過する位置に可動点像視野絞り19を移動する。この場合には、光ビームが最も小さい開口部19eを通過することにより光ビームの照度が低下してスループットが低下するが、高解像度で露光することができる。   As shown in FIGS. 10 and 11, the light beam that has passed through each opening 18 a of the fixed point image field stop 18 passes through any one of the openings 19 a to 19 e of the movable point image field stop 19, thereby generating light. The beam size is changed, and the exposure resolution of the exposure optical system L1 can be adjusted. That is, the size of the light beam can be changed according to the exposure resolution of the exposure optical system L1. For example, when a fine pattern having a line width of about 3 μm is formed by DMD 8, it is necessary to perform exposure with high resolution. Therefore, the movable point image field stop 19 is moved to a position where the light beam passes through the smallest opening 19e. In this case, although the light beam passes through the smallest opening 19e and the illuminance of the light beam decreases and the throughput decreases, exposure can be performed with high resolution.

また、例えばDMD8により10μm程度の線幅を有するラフなパターンが形成される場合には、高解像度で露光する必要がないため、高スループットでの露光を重視する。したがって、光ビームが最も大きい開口部19aを通過する位置に可動点像視野絞り19を移動する。この場合には、光ビームが最も大きい開口部19aを通過することにより光ビームの照度を高く維持することができ、高スループットで露光することができる。このように、DMD8により形成されるパターンに基づいて、開口部19a〜19eのいずれか最適な1つを選択することにより、露光光学系L1の解像度を調整する。   For example, when a rough pattern having a line width of about 10 μm is formed by DMD8, it is not necessary to perform exposure at a high resolution, and therefore, exposure at a high throughput is emphasized. Therefore, the movable point image field stop 19 is moved to a position where the light beam passes through the largest opening 19a. In this case, the illuminance of the light beam can be kept high by passing through the opening 19a having the largest light beam, and exposure can be performed with high throughput. As described above, the resolution of the exposure optical system L1 is adjusted by selecting one of the openings 19a to 19e based on the pattern formed by the DMD 8.

なお、可動点像視野絞り19は、多数の開口部19a〜19eの代わりに、多数の光透過部を有するようにしてもよい。また、他の露光光学系(第2の露光ユニット)L2〜L13も、DMD(第2の可変成形マスク)、リレー光学系、マイクロレンズアレイ、固定点像視野絞り及び可動点像視野絞り(第2のビームサイズ可変手段)を備えており、これらDMD、リレー光学系、マイクロレンズアレイ、固定点像視野絞り及び可動点像視野絞りは、DMD8、リレー光学系10、マイクロレンズアレイ16、固定点像視野絞り18及び可動点像視野絞り(第1のビームサイズ可変手段)19と同様の構成を有している。   The movable point image field stop 19 may have a large number of light transmission portions instead of the large number of openings 19a to 19e. Further, the other exposure optical systems (second exposure units) L2 to L13 also include a DMD (second variable shaping mask), a relay optical system, a microlens array, a fixed point image field stop, and a movable point image field stop (first). 2), and these DMD, relay optical system, microlens array, fixed point image field stop and movable point image field stop are DMD8, relay optical system 10, microlens array 16, fixed point. The image field stop 18 and the movable point image field stop (first beam size varying means) 19 have the same configuration.

可動点像視野絞り19の各開口部19a〜19eのいずれか1つを通過した光ビームは、図4に示すように、投影光学系PL1に入射する。図12は、露光光学系L1を構成する投影光学系PL1及び露光光学系L2を構成する投影光学系PL2の構成を示す図である。図12に示すように、投影光学系PL1に入射した光ビームは、投影光学系PL1を構成するフォーカス調整機構20に入射する。フォーカス調整機構20は、第1光学部材20aと第2光学部材20bを備えている。第1光学部材20a及び第2光学部材20bは、くさび状に形成され光ブームを透過可能なガラス板であり、一対のくさび型光学部材を構成している。また、第1光学部材20a及び第2光学部材20bは、相対的に移動可能に構成されている。第2光学部材20bに対して第1光学部材20aをX方向にスライドするように移動させることにより、投影光学系PL1の像面位置がZ方向に移動する。   As shown in FIG. 4, the light beam that has passed through any one of the openings 19a to 19e of the movable point image field stop 19 enters the projection optical system PL1. FIG. 12 is a diagram showing a configuration of the projection optical system PL1 constituting the exposure optical system L1 and the projection optical system PL2 constituting the exposure optical system L2. As shown in FIG. 12, the light beam incident on the projection optical system PL1 enters the focus adjustment mechanism 20 constituting the projection optical system PL1. The focus adjustment mechanism 20 includes a first optical member 20a and a second optical member 20b. The first optical member 20a and the second optical member 20b are glass plates that are formed in a wedge shape and can pass through the optical boom, and constitute a pair of wedge-shaped optical members. The first optical member 20a and the second optical member 20b are configured to be relatively movable. By moving the first optical member 20a so as to slide in the X direction with respect to the second optical member 20b, the image plane position of the projection optical system PL1 moves in the Z direction.

フォーカス調整機構20を通過した光ビームは、シフト調整機構22に入射する。シフト調整機構22は、Y軸まわりに回転可能に構成されている平行平面ガラス板22aと、X軸まわりに回転可能に構成されている平行平面ガラス板22bを備えている。平行平面ガラス板22aがY軸まわりに回転することによりプレートP上におけるパターンの像はX軸方向にシフトする。平行平面ガラス板22bがX軸まわりに回転することによりプレートP上におけるパターンの像はY軸方向にシフトする。   The light beam that has passed through the focus adjustment mechanism 20 enters the shift adjustment mechanism 22. The shift adjustment mechanism 22 includes a parallel flat glass plate 22a configured to be rotatable about the Y axis and a parallel flat glass plate 22b configured to be rotatable about the X axis. As the plane parallel glass plate 22a rotates around the Y axis, the pattern image on the plate P shifts in the X axis direction. As the plane parallel glass plate 22b rotates around the X axis, the pattern image on the plate P shifts in the Y axis direction.

シフト調整機構22を通過した光ビームは、回転調整機構としての直角プリズム24に入射する。直角プリズム24は、Z軸まわりに回転可能に構成されている。直角プリズム24がZ軸まわりに回転することによりプレートP上におけるパターンの像はZ軸まわりに回転する。直角プリズム24により反射された光ビームは、レンズ群26を介してミラー28により反射される。ミラー28により反射された光ビームは、再びレンズ群26及び直角プリズム24を介して、倍率調整機構30に入射する。   The light beam that has passed through the shift adjustment mechanism 22 enters a right-angle prism 24 as a rotation adjustment mechanism. The right-angle prism 24 is configured to be rotatable around the Z axis. As the right-angle prism 24 rotates around the Z axis, the pattern image on the plate P rotates around the Z axis. The light beam reflected by the right-angle prism 24 is reflected by the mirror 28 via the lens group 26. The light beam reflected by the mirror 28 enters the magnification adjusting mechanism 30 through the lens group 26 and the right-angle prism 24 again.

倍率調整機構30は、3つのレンズ30a,30b,30cを備えている。3つのレンズ30a〜30cは例えば凹レンズ30a、凸レンズ30b、凹レンズ30cから構成されており、凸レンズ30bをZ方向に移動させることによりプレートP上に形成されるパターン像の倍率の調整を行なうことができる。倍率調整機構30を通過した光ビームは、外径が500mmよりも大きいフラットパネルディスプレイ用のプレートP上の所定の露光領域に所定のパターン像を形成する。   The magnification adjustment mechanism 30 includes three lenses 30a, 30b, and 30c. The three lenses 30a to 30c are composed of, for example, a concave lens 30a, a convex lens 30b, and a concave lens 30c, and the magnification of the pattern image formed on the plate P can be adjusted by moving the convex lens 30b in the Z direction. . The light beam that has passed through the magnification adjusting mechanism 30 forms a predetermined pattern image in a predetermined exposure area on a flat panel display plate P having an outer diameter larger than 500 mm.

また、投影光学系PL1の瞳位置には、図示しない可変開口絞りが配置されている。可変開口絞りは、その円形状の開口部の大きさを変更可能に構成されている。具体的には、後述する開口絞り駆動部59が、制御装置CONTからの制御信号に基づいて可変開口絞りの開口部の大きさを変更する。図13は、可変開口絞りの開口部の大きさについて説明するための図である。図13に示すように、開口部は、マイクロレンズアレイ16を構成する矩形状の要素レンズ16aに対して内接する円形C1から外接する円形C2までの大きさに変更可能に構成されている。即ち、開口部は、プレートP上に露光される光ビームが集光された瞳形状を規定するものであって、要素レンズ16aの外形に接する円よりも小さく、かつ内接する円よりも大きな円形形状を有する。要素レンズ16aに対して内接する円形C1から外接する円形C2までの領域内に収まる大きさを有する開口絞りの開口部を光ビームが通過することにより、露光パワーの減少を最小限に抑えつつ、プレートP上に形成されるパターン像の非対称性を緩和させることができる。   A variable aperture stop (not shown) is disposed at the pupil position of the projection optical system PL1. The variable aperture stop is configured to be able to change the size of the circular opening. Specifically, the aperture stop driving unit 59 described later changes the size of the aperture of the variable aperture stop based on a control signal from the control device CONT. FIG. 13 is a diagram for explaining the size of the opening of the variable aperture stop. As shown in FIG. 13, the opening is configured to be able to be changed in size from a circle C1 inscribed to a circle C2 circumscribed to the rectangular element lens 16a constituting the microlens array 16. In other words, the opening defines a pupil shape on which the light beam exposed on the plate P is collected, and is smaller than a circle in contact with the outer shape of the element lens 16a and larger in circle than the inscribed circle. Has a shape. While the light beam passes through the aperture of the aperture stop having a size that fits in the region from the circle C1 inscribed to the element lens 16a to the circle C2 that circumscribes the element lens 16a, the decrease in exposure power is minimized. Asymmetry of the pattern image formed on the plate P can be relaxed.

なお、パターン像の非対称性、即ち矩形状の要素レンズ16aのX方向またはY方向における像と、X方向に対して45度傾斜させた方向(要素レンズ16aの矩形状の対角線方向)における像の非対称性は、DMD8がマイクロレンズアレイ16の瞳位置に配置されており、マイクロレンズアレイ16の要素レンズ16aが矩形形状を有するために生じる。   It should be noted that the asymmetry of the pattern image, that is, the image of the rectangular element lens 16a in the X direction or the Y direction and the image in the direction inclined by 45 degrees with respect to the X direction (the rectangular diagonal direction of the element lens 16a). The asymmetry is caused because the DMD 8 is arranged at the pupil position of the microlens array 16 and the element lens 16a of the microlens array 16 has a rectangular shape.

露光パワーの減少の抑制よりパターン像の非対称性の緩和をより重視する場合には、開口部を、要素レンズ16aに対して内接する円形状の大きさとする。また、パターン像の非対称性の緩和より露光パワーの減少の抑制をより重視する場合には、開口部を、要素レンズ16aに対して外接する円形状の大きさとする。また、開口部は、円形状の代わりに五角形以上の多角形状を有するようにしてもよい。また、開口部は、円形状の代わりに、マイクロレンズアレイ16を構成する要素レンズ16aに対して内接する円形状から外接する円形状までの領域内で、直線と円弧による形状を有するようにしてもよい。多角形状を有する場合には、正八角形状にするのが最も好ましい。なお、他の露光光学系L2〜L13を構成する投影光学系(以下、投影光学系PL2〜PL13という)は、投影光学系PL1と同一の構成を有する。   In the case where the reduction of the asymmetry of the pattern image is more important than the suppression of the reduction of the exposure power, the opening is made to have a circular shape inscribed in the element lens 16a. In the case where the suppression of the reduction of the exposure power is more important than the relaxation of the asymmetry of the pattern image, the opening has a circular size that circumscribes the element lens 16a. Moreover, you may make it an opening part have a polygonal shape more than a pentagon instead of circular shape. Further, instead of the circular shape, the opening has a shape of a straight line and an arc in a region from a circular shape inscribed to the element lens 16a constituting the microlens array 16 to a circular shape circumscribed. Also good. When it has a polygonal shape, it is most preferably a regular octagonal shape. Note that the projection optical systems constituting the other exposure optical systems L2 to L13 (hereinafter referred to as projection optical systems PL2 to PL13) have the same configuration as the projection optical system PL1.

図14は、プレートP上における投影光学系PL1〜PL13のそれぞれによる投影領域48a〜48mを示す平面図である。各投影領域48a〜48mは、投影光学系PL1〜PL13の視野領域に対応して所定の形状(六角形、菱形、平行四辺形等)に設定されており、この実施の形態においては台形形状を有している。投影領域48a、48c,48e,48g,48i,48k,48mと投影領域48b,48d,48f,48h,48j,48lとはX方向に対向して配置されている。さらに、投影領域48a〜48mのそれぞれは隣り合う投影領域の端部(境界部)どうしがY方向に重ね合わせるように並列配置されている。即ち、露光光学系L1〜L13によってプレートP上に隣接して形成される像のそれぞれが互いに像の一部を重複して形成される。   FIG. 14 is a plan view showing projection regions 48a to 48m by the projection optical systems PL1 to PL13 on the plate P, respectively. Each of the projection areas 48a to 48m is set to a predetermined shape (hexagon, rhombus, parallelogram, etc.) corresponding to the field of view of the projection optical systems PL1 to PL13. In this embodiment, a trapezoidal shape is used. Have. The projection areas 48a, 48c, 48e, 48g, 48i, 48k, and 48m and the projection areas 48b, 48d, 48f, 48h, 48j, and 48l are arranged to face each other in the X direction. Further, each of the projection regions 48a to 48m is arranged in parallel so that the end portions (boundary portions) of the adjacent projection regions overlap each other in the Y direction. That is, the images formed adjacent to each other on the plate P by the exposure optical systems L1 to L13 are formed by overlapping a part of the images.

図1に示すように、プレートPを載置するプレートステージPSTは、防振台32a,32b及び図示しない防振台(以下、防振台32cという。)に支持されているベース34上に設けられている。防振台32a〜32cは、外部からの振動を露光装置に伝えないようにし、通常3つ以上設置される。プレートステージPSTは、リニアモータ36により走査方向(X方向)に移動可能に構成されており、ガイド37に対してエアギャップで浮上させる所謂エアステージの構成を有している。また、プレートステージPSTは、非走査方向(Y方向)に微量移動可能に構成されている図示しない微動ステージを有している。   As shown in FIG. 1, the plate stage PST on which the plate P is placed is provided on a base 34 supported by a vibration isolation table 32a, 32b and a vibration isolation table (not shown) (hereinafter referred to as a vibration isolation table 32c). It has been. Three or more anti-vibration bases 32a to 32c are usually installed so as not to transmit external vibration to the exposure apparatus. The plate stage PST is configured to be movable in the scanning direction (X direction) by the linear motor 36, and has a so-called air stage configuration that floats with respect to the guide 37 with an air gap. The plate stage PST has a fine movement stage (not shown) configured to be movable in a small amount in the non-scanning direction (Y direction).

また、この走査型露光装置は、図1に示すように、プレートステージPSTの位置を計測するレーザ干渉システムを備えている。プレートステージPSTの−X側の端縁にはY軸方向に延びるX移動鏡40a,40bが設けられ、プレートステージPSTの−Y側の端縁にはX軸方向に延びるY移動鏡42が設けられている。X移動鏡42a,42bに対向する位置には、Xレーザ干渉計38がベース34上に設けられている。   The scanning exposure apparatus also includes a laser interference system that measures the position of the plate stage PST, as shown in FIG. X moving mirrors 40a and 40b extending in the Y axis direction are provided at the −X side edge of the plate stage PST, and a Y moving mirror 42 extending in the X axis direction is provided at the −Y side edge of the plate stage PST. It has been. An X laser interferometer 38 is provided on the base 34 at a position facing the X movable mirrors 42a and 42b.

露光光学系L1〜L13にはそれぞれX参照鏡(図示せず)及びY参照鏡(図示せず)が取り付けられている。Xレーザ干渉計38は、X移動鏡40a,40bに測長ビームを照射するとともに、X参照鏡それぞれに参照ビームを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくX移動鏡40a,40b及びX参照鏡それぞれからの反射光はXレーザ干渉計38の受光部で受光される。Xレーザ干渉計38は、干渉光を検出し、検出結果を制御装置CONTに対して出力する。制御装置CONTは、Xレーザ干渉計38による検出結果に基づいて、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、X参照鏡を基準としたX移動鏡40a,40bの位置(座標)を計測する。制御装置CONTは、計測結果に基づいて、プレートステージPSTのX軸方向における位置を求める。   An X reference mirror (not shown) and a Y reference mirror (not shown) are attached to the exposure optical systems L1 to L13, respectively. The X laser interferometer 38 irradiates the X moving mirrors 40a and 40b with the measurement beam and irradiates each X reference mirror with the reference beam. Reflected light from each of the X moving mirrors 40a and 40b and the X reference mirror based on the irradiated measurement beam and reference beam is received by the light receiving unit of the X laser interferometer 38. The X laser interferometer 38 detects the interference light and outputs the detection result to the control device CONT. Based on the detection result by the X laser interferometer 38, the control device CONT changes the amount of change in the optical path length of the length measurement beam with reference to the optical path length of the reference beam, and thus the X movable mirror 40a with reference to the X reference mirror. The position (coordinates) of 40b is measured. The control device CONT obtains the position of the plate stage PST in the X-axis direction based on the measurement result.

また、Yレーザ干渉計は、Y移動鏡42に測長ビームを照射するとともに、Y参照鏡それぞれに参照ビームを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくY移動鏡42及びY参照鏡それぞれからの反射光はYレーザ干渉計の受光部で受光される。Yレーザ干渉計は、干渉光を検出し、検出結果を制御装置CONTに対して出力する。制御装置CONTは、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、Y参照鏡を基準としたY移動鏡42の位置(座標)を計測する。制御装置CONTは、計測基づいて、プレートステージPSTのY軸方向における位置を求める。   The Y laser interferometer irradiates the Y moving mirror 42 with the length measuring beam and irradiates each Y reference mirror with the reference beam. Reflected light from the Y moving mirror 42 and the Y reference mirror based on the irradiated measurement beam and reference beam is received by the light receiving unit of the Y laser interferometer. The Y laser interferometer detects the interference light and outputs the detection result to the control device CONT. The control device CONT measures the amount of change in the optical path length of the length measuring beam based on the optical path length of the reference beam, and thus the position (coordinates) of the Y movable mirror 42 based on the Y reference mirror. The control device CONT obtains the position of the plate stage PST in the Y-axis direction based on the measurement.

また、露光光学系L1〜L13の走査方向の後方側(−X方向側)には、プレートPに設けられているアライメントマークを検出する複数のアライメント系AL1〜AL6及びプレートPのZ方向における位置を検出するオートフォーカス系AF1〜AF6がY方向(非走査方向)に並んで配置されている。また、プレートステージPSTの−X方向の端部には、Y方向に複数並んだAISマークを有する基準部材44が設けられている。また、基準部材44の下方には空間像計測センサ(AIS)が設けられており、空間像計測センサはプレートステージPSTに埋設されている。   Further, on the rear side (−X direction side) in the scanning direction of the exposure optical systems L1 to L13, a plurality of alignment systems AL1 to AL6 for detecting alignment marks provided on the plate P and the position of the plate P in the Z direction. Are arranged side by side in the Y direction (non-scanning direction). Further, a reference member 44 having a plurality of AIS marks arranged in the Y direction is provided at the end portion in the −X direction of the plate stage PST. An aerial image measurement sensor (AIS) is provided below the reference member 44, and the aerial image measurement sensor is embedded in the plate stage PST.

空間像計測センサ(像位置検出手段)は、各DMDの位置と、各DMDにより形成される転写パターンの像がプレートP上に投影される位置の関係を求めるために用いられる。即ち、DMDにより形成される基準マークとAISマークが一致するようにプレートステージPSTを移動し、基準マークの像とAISマークとを空間像計測センサで検出し、この検出結果に基づいてDMDの位置とDMDにより形成される転写パターンの像がプレートP上に投影される位置との関係を求める。なお、この場合にDMDにより形成される基準マークは、後述するパターン記憶部74(図15参照)に記憶されているものであり、プレートステージPSTの位置はXレーザ干渉計38及びYレーザ干渉計により検出される。   The aerial image measurement sensor (image position detection means) is used to obtain the relationship between the position of each DMD and the position at which the image of the transfer pattern formed by each DMD is projected onto the plate P. That is, the plate stage PST is moved so that the fiducial mark formed by the DMD and the AIS mark coincide with each other, and the fiducial mark image and the AIS mark are detected by the aerial image measurement sensor. And the position at which the image of the transfer pattern formed by the DMD is projected onto the plate P is obtained. In this case, the reference mark formed by the DMD is stored in a pattern storage unit 74 (see FIG. 15) described later, and the positions of the plate stage PST are the X laser interferometer 38 and the Y laser interferometer. Is detected.

また、プレートステージPSTの近傍には、各露光光学系L1〜L13を介した光ビームの強度、特に隣り合う露光光学系同士によりオーバラップ露光が行なわれる領域における光ビームの強度を計測する少なくとも1つの強度センサ(ビーム強度計測系、図示せず)が設けられている。強度センサは、XY平面上を移動可能に構成されており、各露光光学系L1〜L13から射出される光ビームを計測できる位置に移動し、各露光光学系L1〜L13から射出される光ビームの強度を計測する。強度センサによる計測結果は、制御装置CONTに対して出力される。   Further, in the vicinity of the plate stage PST, at least one for measuring the intensity of the light beam via each of the exposure optical systems L1 to L13, in particular, the intensity of the light beam in a region where overlap exposure is performed by adjacent exposure optical systems. Two intensity sensors (beam intensity measurement system, not shown) are provided. The intensity sensor is configured to be movable on the XY plane, moves to a position where the light beam emitted from each exposure optical system L1 to L13 can be measured, and the light beam emitted from each exposure optical system L1 to L13. Measure the intensity. The measurement result by the intensity sensor is output to the control device CONT.

図15は、この実施の形態にかかる走査型露光装置のシステム構成を示すブロック図である。図15に示すように、この走査型露光装置は、露光処理に関する動作を総括制御する制御装置CONTを備えている。制御装置CONTには、可動点像視野絞り19を駆動する視野絞り駆動部56が接続されている。視野絞り駆動部56は、制御装置CONTからの制御信号に基づいて可動点像視野絞り19をXY平面内で移動させる。同様に、制御装置CONTには露光光学系L2〜L13を構成する可動視野絞りを駆動する視野絞り駆動部(図示せず)が接続されており、視野絞り駆動部は制御装置CONTからの制御信号に基づいて可動点像視野絞りをXY平面内で移動させる。   FIG. 15 is a block diagram showing the system configuration of the scanning exposure apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 15, the scanning exposure apparatus includes a control unit CONT that comprehensively controls operations related to exposure processing. A field stop drive unit 56 that drives the movable point image field stop 19 is connected to the control device CONT. The field stop drive unit 56 moves the movable point image field stop 19 in the XY plane based on a control signal from the control device CONT. Similarly, a field stop drive unit (not shown) for driving the movable field stop constituting the exposure optical systems L2 to L13 is connected to the control unit CONT, and the field stop drive unit receives a control signal from the control unit CONT. Based on the above, the movable point image field stop is moved in the XY plane.

また、制御装置CONTには、DMD8の各マイクロミラー8aを個別に駆動するDMD駆動部60が接続されている。DMD駆動部60は、制御装置CONTからの制御信号に基づいてDMD8の各マイクロミラー8aの角度を変更する。同様に、制御装置CONTには露光光学系L2〜L13を構成するDMDの各マイクロミラーを個別に駆動するDMD駆動部(図示せず)が接続されており、DMD駆動部は制御装置CONTからの制御信号に基づいてDMDの各マイクロミラーの角度を変更する。   Further, a DMD driving unit 60 for individually driving each micromirror 8a of the DMD 8 is connected to the control device CONT. The DMD driving unit 60 changes the angle of each micromirror 8a of the DMD 8 based on a control signal from the control device CONT. Similarly, a DMD driving unit (not shown) for individually driving the respective DMD micromirrors constituting the exposure optical systems L2 to L13 is connected to the control unit CONT. The DMD driving unit is connected to the control unit CONT from the control unit CONT. The angle of each micromirror of the DMD is changed based on the control signal.

また、制御装置CONTには、マイクロレンズアレイ16を駆動するレンズアレイ駆動部62が接続されている。レンズアレイ駆動部62は、制御装置CONTからの制御信号に基づいてマイクロレンズアレイ16をXY平面内もしくはZ方向に移動、またはXY平面に対して傾斜させる。同様に、制御装置CONTには露光光学系L2〜L13を構成するマイクロレンズアレイを駆動するレンズアレイ駆動部(図示せず)が接続されており、レンズアレイ駆動部は制御装置CONTからの制御信号に基づいてマイクロレンズアレイをXY平面内もしくはZ方向に移動、またはXY平面に対して傾斜させる。   Further, a lens array driving unit 62 that drives the microlens array 16 is connected to the control device CONT. The lens array driving unit 62 moves the micro lens array 16 in the XY plane or the Z direction based on a control signal from the control device CONT, or tilts the micro lens array 16 with respect to the XY plane. Similarly, a lens array driving unit (not shown) for driving the microlens array constituting the exposure optical systems L2 to L13 is connected to the control unit CONT, and the lens array driving unit receives a control signal from the control unit CONT. Based on the above, the microlens array is moved in the XY plane or in the Z direction, or inclined with respect to the XY plane.

また、制御装置CONTには、投影光学系PL1を構成する図示しない可変開口絞りの開口部を変更する開口絞り駆動部59に接続されている。開口絞り駆動部59は、制御装置CONTからの制御信号に基づいて開口絞りの開口部の大きさを変更する。同様に、制御装置CONTには露光光学系L2〜L13を構成する可変開口絞り駆動部(図示せず)が接続されており、開口絞り駆動部は制御装置CONTからの制御信号に基づいて開口絞りの開口部の大きさを変更する。   Further, the control device CONT is connected to an aperture stop driving unit 59 that changes the aperture of a variable aperture stop (not shown) that constitutes the projection optical system PL1. The aperture stop driving unit 59 changes the size of the aperture of the aperture stop based on a control signal from the control device CONT. Similarly, a variable aperture stop driving unit (not shown) constituting the exposure optical systems L2 to L13 is connected to the control device CONT, and the aperture stop driving unit is controlled based on a control signal from the control device CONT. Change the size of the opening.

また、制御装置CONTには、フォーカス調整機構20を駆動するフォーカス調整機構駆動部64、シフト調整機構22を駆動するシフト調整機構駆動部66、直角プリズム24を駆動する直角プリズム駆動部68、倍率調整機構30を駆動する倍率調整機構駆動部70が接続されている。フォーカス調整機構駆動部64、シフト調整機構駆動部66、直角プリズム駆動部68、倍率調整機構駆動部70は、制御装置CONTからの制御信号に基づいてフォーカス調整機構20、シフト調整機構22、直角プリズム24、倍率調整機構30を駆動させる。同様に、各投影光学系PL2〜PL13を構成するフォーカス調整機構を駆動するフォーカス調整機構駆動部(図示せず)、シフト調整機構を駆動するシフト調整機構駆動部(図示せず)、直角プリズムを駆動する直角プリズム駆動部(図示せず)、倍率調整機構を駆動する倍率調整機構駆動部(図示せず)が接続されている。フォーカス調整機構駆動部、シフト調整機構駆動部、直角プリズム駆動部、倍率調整機構駆動部は、制御装置CONTからの制御信号に基づいてフォーカス調整機構、シフト調整機構、直角プリズム、倍率調整機構を駆動させる。   The control device CONT includes a focus adjustment mechanism drive unit 64 that drives the focus adjustment mechanism 20, a shift adjustment mechanism drive unit 66 that drives the shift adjustment mechanism 22, a right-angle prism drive unit 68 that drives the right-angle prism 24, and a magnification adjustment. A magnification adjusting mechanism driving unit 70 for driving the mechanism 30 is connected. The focus adjustment mechanism drive unit 64, the shift adjustment mechanism drive unit 66, the right-angle prism drive unit 68, and the magnification adjustment mechanism drive unit 70 are based on the control signal from the control device CONT, the focus adjustment mechanism 20, the shift adjustment mechanism 22, and the right-angle prism. 24, the magnification adjusting mechanism 30 is driven. Similarly, a focus adjustment mechanism drive unit (not shown) that drives the focus adjustment mechanism that constitutes each of the projection optical systems PL2 to PL13, a shift adjustment mechanism drive unit (not shown) that drives the shift adjustment mechanism, and a right-angle prism. A right-angle prism driving unit (not shown) for driving and a magnification adjusting mechanism driving unit (not shown) for driving the magnification adjusting mechanism are connected. The focus adjustment mechanism drive unit, shift adjustment mechanism drive unit, right angle prism drive unit, and magnification adjustment mechanism drive unit drive the focus adjustment mechanism, shift adjustment mechanism, right angle prism, and magnification adjustment mechanism based on the control signal from the control device CONT. Let

また、制御装置CONTには、プレートステージPSTを走査方向であるX方向に沿って移動させ、かつY方向に微小移動させるプレートステージ駆動部72が接続されている。また、制御装置CONTには、アライメント系AL1〜AL6、オートフォーカス系AF1〜AF6、空間像計測センサ、強度センサ、Xレーザ干渉計38及びYレーザ干渉計が接続されている。また、制御装置CONTには、DMD8において形成する転写パターンや、アライメントや空間像計測に用いられる基準マークを記憶するパターン記憶部74が接続されている。また、制御装置CONTには、露光データが記憶されている露光データ記憶部76が接続されている。   The control device CONT is connected to a plate stage driving unit 72 that moves the plate stage PST along the X direction, which is the scanning direction, and moves it slightly in the Y direction. In addition, alignment systems AL1 to AL6, autofocus systems AF1 to AF6, an aerial image measurement sensor, an intensity sensor, an X laser interferometer 38, and a Y laser interferometer are connected to the control device CONT. The control device CONT is connected to a pattern storage unit 74 that stores a transfer pattern formed in the DMD 8 and a reference mark used for alignment and aerial image measurement. Further, an exposure data storage unit 76 that stores exposure data is connected to the control device CONT.

この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、DMD8のマイクロミラー8a、マイクロレンズアレイ16の各要素レンズ16a、固定点像視野絞り18の各開口部18a及び可動点像視野絞り19の各開口部19a〜19eは、XY平面内においてX方向及びY方向に平行な方向に二次元的に配列されている。固定点像視野絞り18の各開口部18a及び可動点像視野絞り19の開口部19a〜19eのいずれか1つを通過した光ビームのそれぞれがX方向及びY方向に平行な位置に到達する状態で走査露光した場合、X方向に平行な線状のパターンを形成することができるが、Y方向に平行な線状のパターンを形成することができない。したがって、Y方向に平行な線状のパターンも露光することができるように、例えば固定点像視野絞り18及び可動点像視野絞り19をZ軸まわりに所定角度α回転させて設置し、図16に示すように、回転させた固定点像視野絞り18の各開口部18a及び可動点像視野絞り19の開口部19a〜19eのいずれか1つを通過した光ビームがプレートP上に到達するようにする。なお、固定点像視野絞り18及び可動点像視野絞り19の回転に伴い、マイクロレンズアレイ16もZ軸まわりに所定角度α回転させて設置する。   In the scanning exposure apparatus according to this embodiment, the micromirror 8a of the DMD 8, each element lens 16a of the microlens array 16, each opening 18a of the fixed point image field stop 18, and each opening of the movable point image field stop 19 is provided. The portions 19a to 19e are two-dimensionally arranged in a direction parallel to the X direction and the Y direction in the XY plane. Each of the light beams that have passed through any one of the openings 18a of the fixed point image field stop 18 and the openings 19a to 19e of the movable point image field stop 19 reaches a position parallel to the X direction and the Y direction. When scanning exposure is performed, a linear pattern parallel to the X direction can be formed, but a linear pattern parallel to the Y direction cannot be formed. Therefore, for example, the fixed point image field stop 18 and the movable point image field stop 19 are installed by rotating by a predetermined angle α around the Z axis so that a linear pattern parallel to the Y direction can also be exposed. As shown in FIG. 4, the light beam that has passed through any one of the openings 18 a of the fixed point image field stop 18 and the openings 19 a to 19 e of the movable point image field stop 19 reaches the plate P. To. Note that the microlens array 16 is also rotated by a predetermined angle α around the Z axis in accordance with the rotation of the fixed point image field stop 18 and the movable point image field stop 19.

即ち、制御装置CONTは、レンズアレイ駆動部62に対して制御信号を出力し、レンズアレイ駆動部62を介してマイクロレンズアレイ16をZ軸を軸として回転駆動させる。また、制御装置CONTは、マイクロレンズアレイ16と同様に、図示しない駆動部を介して固定点像視野絞り18及び可動点像視野絞り19をZ軸を軸として回転駆動させる。また、制御装置CONTは、DMD駆動部60に対して制御信号を出力し、マイクロレンズアレイ16の各要素レンズ16、固定点像視野絞り18の各開口部18a及び可動点像視野絞り19の開口部19a〜19eに対応するように、DMD駆動部60を介してDMD8の各マイクロミラー8aの角度を調整する。マイクロレンズアレイ16、固定点像視野絞り18及び可動点像視野絞り19が回転することにより、固定点像視野絞り18の各開口部18a及び可動点像視野絞り19の開口部19a〜19eのいずれか1つを通過した光ビームがZ軸まわりに所定角度α回転されてプレートP上に到達する。この状態で走査露光した場合、X方向及びY方向に平行な線状のパターンを形成することができる。   That is, the control device CONT outputs a control signal to the lens array driving unit 62, and rotates the microlens array 16 about the Z axis via the lens array driving unit 62. Similarly to the microlens array 16, the control device CONT drives the fixed point image field stop 18 and the movable point image field stop 19 to rotate about the Z axis through a drive unit (not shown). Further, the control device CONT outputs a control signal to the DMD driving unit 60, and each element lens 16 of the microlens array 16, each opening 18 a of the fixed point image field stop 18, and the opening of the movable point image field stop 19. The angles of the micromirrors 8a of the DMD 8 are adjusted via the DMD driving unit 60 so as to correspond to the units 19a to 19e. By rotating the microlens array 16, the fixed point image field stop 18, and the movable point image field stop 19, any one of the openings 18a of the fixed point image field stop 18 and the openings 19a to 19e of the movable point image field stop 19 is rotated. The light beam that has passed through one of them reaches the plate P after being rotated by a predetermined angle α around the Z axis. When scanning exposure is performed in this state, a linear pattern parallel to the X direction and the Y direction can be formed.

なお、直角プリズム駆動部68を介して直角プリズム24をZ軸まわりに回転駆動させることにより、固定点像視野絞り18の各開口部18a及び可動点像視野絞り19の開口部19a〜19eのいずれか1つを通過した光ビームがZ軸まわりに所定角度回転されてプレートP上に到達するようにしてもよい。また、この実施の形態においては、XY平面内においてX方向及びY方向に平行な方向に二次元的に配列された固定点像視野絞り18の開口部18a及び可動点像視野絞り19の開口部19a〜19eを備えているが、XY平面内においてX方向及びY方向に対して45度傾斜した方向に二次元的に配列された固定点像視野絞りの開口部及び可動点像視野絞りの開口部を備えてもよい。この場合おいても、固定点像視野絞りの各開口部及び可動点像視野絞りの開口部を通過した光ビームが、例えば図17に示すように、Z軸まわりに所定角度α回転させてプレートP上に到達するようにする。   Note that any one of the openings 18 a of the fixed point image field stop 18 and the openings 19 a to 19 e of the movable point image field stop 19 is driven by rotating the right angle prism 24 around the Z axis via the right angle prism drive unit 68. The light beam that has passed through one of them may be rotated by a predetermined angle around the Z axis to reach the plate P. In this embodiment, the opening 18a of the fixed point image field stop 18 and the opening of the movable point image field stop 19 are two-dimensionally arranged in the direction parallel to the X direction and the Y direction in the XY plane. 19a to 19e, but fixed point image field stop openings and movable point image field stop openings two-dimensionally arranged in a direction inclined by 45 degrees with respect to the X direction and the Y direction in the XY plane. May be provided. Even in this case, the light beam that has passed through each aperture of the fixed point image field stop and the aperture of the movable point image field stop is rotated by a predetermined angle α around the Z axis as shown in FIG. To reach P.

また、露光解像度に応じて、マイクロレンズアレイ16、固定点像視野絞り18及び可動点像視野絞り19をZ軸まわりに微小角回転させることにより、解像度及び露光量の制御を行なうことができる。具体的には、ファインなパターンの露光、即ち光ビームのサイズが小さい場合、細かい位置分解能が要求されるため、所定角度αにずれが生じないように制御し、高解像度を確保する。また、ラフなパターンの露光、即ち光ビームのサイズが大きい場合、所定角度αの一定のずれは、パターンの位置分解能に影響を与えない。したがって、露光量を制御し、高スループットを確保する。例えば、角度2α回転させた場合、位置分解能に悪影響を与えることなく、重なるビームの数が増大するため露光量が増大し、スループットを向上させることができる。   Further, the resolution and exposure amount can be controlled by rotating the microlens array 16, the fixed point image field stop 18 and the movable point image field stop 19 by a small angle around the Z axis according to the exposure resolution. Specifically, when a fine pattern is exposed, that is, when the size of the light beam is small, a fine positional resolution is required. Therefore, control is performed so as not to cause a deviation in the predetermined angle α to ensure high resolution. In addition, when the exposure of a rough pattern, that is, the size of the light beam is large, a certain deviation of the predetermined angle α does not affect the position resolution of the pattern. Therefore, the exposure amount is controlled to ensure high throughput. For example, when the angle 2α is rotated, the number of overlapping beams increases without adversely affecting the position resolution, so that the exposure amount increases and the throughput can be improved.

なお、制御装置CONTは、他の露光光学系L2〜L13のそれぞれが備えるマイクロレンズアレイ、固定点像視野絞り及び可動点像視野絞りをZ軸に対して回転駆動させ、DMDの各マイクロミラーの角度を調整する、または、直角プリズムをZ軸に対して回転駆動させる。こうすることにより、固定点像視野絞り及び可動点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームが、固定点像視野絞り18の各開口部18a及び可動点像視野絞り19の開口部19a〜19eのいずれか1つを通過した光ビームと同様に、Z軸まわりに所定角度α回転させてプレートP上に到達するようにする。   The control device CONT rotates and drives the microlens array, fixed point image field stop, and movable point image field stop included in each of the other exposure optical systems L2 to L13 with respect to the Z axis. The angle is adjusted, or the right angle prism is driven to rotate with respect to the Z axis. By doing so, the light beams that have passed through the openings of the fixed point image field stop and the movable point image field stop are respectively opened through the openings 18 a of the fixed point image field stop 18 and the openings 19 a to 19 a of the movable point image field stop 19. Similarly to the light beam that has passed through any one of 19e, the light beam is rotated by a predetermined angle α around the Z axis so as to reach the plate P.

次に、DMDにより形成されるパターンに基づいて、露光光学系L1〜L13を通過する光ビームの照度を調整する方法について説明する。制御装置CONTは、パターン記憶部74に記憶されているパターン形状及び露光データ記憶部76に記憶されている露光データ(レシピデータ)に基づいて、例えばパターンの線幅に対応する光ビームの照度を選択する。線幅が極細の場合には高解像力を要するため、光ビームのビームサイズを小さくする。具体的には、制御装置CONTは、点像視野絞り駆動部56を介して可動点像視野絞り19を固定点像視野絞り18に対して移動させ、可動点像視野絞り19の最も小さい開口部19eが固定点像視野絞り18の開口部18aと重なるようにする。このように、パターンの線幅に基づいて、可動点像視野絞り19の開口部の大きさを設定する。   Next, a method for adjusting the illuminance of the light beam passing through the exposure optical systems L1 to L13 based on the pattern formed by DMD will be described. Based on the pattern shape stored in the pattern storage unit 74 and the exposure data (recipe data) stored in the exposure data storage unit 76, the control device CONT determines, for example, the illuminance of the light beam corresponding to the line width of the pattern. select. When the line width is very thin, high resolution is required, so the beam size of the light beam is reduced. Specifically, the control device CONT moves the movable point image field stop 19 with respect to the fixed point image field stop 18 via the point image field stop drive unit 56, and the smallest opening of the movable point image field stop 19. 19 e overlaps with the opening 18 a of the fixed point image field stop 18. In this way, the size of the opening of the movable point image field stop 19 is set based on the line width of the pattern.

制御装置CONTは、可動点像視野絞り19の移動後に、光ビームの照度(強度)と、露光光学系L1〜L13により形成される像の位置の調整を行なう。光ビームの強度は、強度センサを移動させつつ、各露光光学系L1〜L13を介してプレートP上に到達した光ビームの強度を強度センサにより計測する。制御装置CONTは、強度センサによる計測結果に基づいて、例えば光源から射出される光ビームの強度を調整する。また、空間像計測センサの計測結果に基づいて、露光光学系L1〜L13により形成される像の位置を計測する。制御装置CONTは、計測された像位置に基づいて、各露光光学系を構成するDMDが形成する露光データを変更することにより、露光光学系L1〜L13により形成される像の位置(投影位置)を補正する。また、各投影光学系PL1〜PL13を構成するフォーカス調整機構、シフト調整機構、回転調整機構としての直角プリズム、倍率調整機構の少なくとも1つを用いて、露光光学系L1〜L13により形成される投影位置を補正する。   The controller CONT adjusts the illuminance (intensity) of the light beam and the position of the image formed by the exposure optical systems L1 to L13 after the movable point image field stop 19 is moved. As for the intensity of the light beam, the intensity sensor measures the intensity of the light beam that has reached the plate P via the exposure optical systems L1 to L13 while moving the intensity sensor. The control device CONT adjusts, for example, the intensity of the light beam emitted from the light source based on the measurement result by the intensity sensor. Further, the position of the image formed by the exposure optical systems L1 to L13 is measured based on the measurement result of the aerial image measurement sensor. The control device CONT changes the exposure data formed by the DMD that constitutes each exposure optical system based on the measured image position, thereby the position (projection position) of the image formed by the exposure optical systems L1 to L13. Correct. In addition, projections formed by the exposure optical systems L1 to L13 using at least one of a focus adjustment mechanism, a shift adjustment mechanism, a right-angle prism as a rotation adjustment mechanism, and a magnification adjustment mechanism constituting the projection optical systems PL1 to PL13. Correct the position.

この実施の形態においては、各露光光学系L1〜L13を透過する光ビームの強度(露光量)、特に隣り合う露光光学系の継ぎ部に到達する光ビームの強度を計測し、その計測結果に基づいて継ぎ部に到達する光ビームの強度を調整することができる。即ち、例えば露光光学系L1により形成される投影領域48aと、露光光学系L2により形成される投影領域48bとの継ぎ部に到達する光ビームの強度を強度センサにより計測する。具体的には、制御装置CONTは、露光光学系L1を透過し、投影領域48aと投影領域48bとの継ぎ部に到達する光ビームの強度を計測できる位置に、強度センサを移動する。強度センサは、計測結果を制御装置CONTに対して出力する。   In this embodiment, the intensity (exposure amount) of the light beam transmitted through each of the exposure optical systems L1 to L13, in particular, the intensity of the light beam reaching the joint of adjacent exposure optical systems is measured, and the measurement result Based on this, the intensity of the light beam reaching the joint can be adjusted. That is, for example, the intensity sensor measures the intensity of the light beam that reaches the joint between the projection area 48a formed by the exposure optical system L1 and the projection area 48b formed by the exposure optical system L2. Specifically, the control device CONT moves the intensity sensor to a position where it can measure the intensity of the light beam that passes through the exposure optical system L1 and reaches the joint between the projection area 48a and the projection area 48b. The intensity sensor outputs the measurement result to the control device CONT.

また、制御装置CONTは、露光光学系L2を透過し、投影領域48aと投影領域48bとの継ぎ部に到達する光ビームの強度を計測できる位置に、強度センサを移動する。強度センサは、計測結果を制御装置CONTに対して出力する。制御装置CONTは、強度センサにより計測された露光光学系L1を透過した光ビームの強度と、露光光学系L2を透過した光ビームの強度とを比較する。露光光学系L1を透過した光ビームの強度と露光光学系L2を透過した光ビームの強度との差が大きい場合、投影領域48aと投影領域48bとの継ぎ部における露光量に対する線幅精度が低下する。したがって、制御装置CONTは、図示しない光源の電圧等の調整を行なうことにより、露光光学系L1を透過する光ビームの強度と、露光光学系L2を透過する光ビームの強度とをほぼ同一にする。   In addition, the control device CONT moves the intensity sensor to a position where the intensity of the light beam that passes through the exposure optical system L2 and reaches the joint between the projection area 48a and the projection area 48b can be measured. The intensity sensor outputs the measurement result to the control device CONT. The control device CONT compares the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L1 measured by the intensity sensor with the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L2. When the difference between the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L1 and the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L2 is large, the line width accuracy with respect to the exposure amount at the joint between the projection area 48a and the projection area 48b is reduced. To do. Therefore, the control device CONT adjusts the voltage of a light source (not shown) to make the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L1 and the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L2 substantially the same. .

なお、制御装置CONTは、他の継ぎ部に到達する光ビームの強度を強度センサにより計測させ、その計測結果に基づいて光ビームの強度の調整を行なう。この実施の形態においては、XY平面内を移動可能に構成されている1つの強度センサを備えているが、複数の強度センサを備えるようにしてもよい。また、この実施の形態にかかる強度センサは、光ビームの単一のビームの強度を計測しているが、所定の単位に分割された光ビームの強度(例えば、1つまたは複数の投影領域内に到達する光ビームの強度、1つの投影領域を分割した領域内に到達する光ビームの強度)を計測するようにしてもよい。   Note that the control device CONT causes the intensity sensor to measure the intensity of the light beam that reaches the other joint, and adjusts the intensity of the light beam based on the measurement result. In this embodiment, one intensity sensor configured to be movable in the XY plane is provided, but a plurality of intensity sensors may be provided. The intensity sensor according to this embodiment measures the intensity of a single beam of the light beam. However, the intensity of the light beam divided into a predetermined unit (for example, in one or a plurality of projection regions). (The intensity of the light beam that reaches 1), and the intensity of the light beam that reaches the area obtained by dividing one projection area) may be measured.

また、この実施の形態においては、強度センサ(検出手段)の計測結果に基づいて、光ビームのサイズ及び光ビームの照度を検出することができる。可動点像視野絞り19により光ビームのサイズを変更した後に、制御装置CONTは、強度センサの計測結果及び露光データ記憶部76に記憶されている露光情報に含まれる露光量データに基づいて、走査露光時のプレートステージPSTのステージ速度(走査速度)を決定する。   In this embodiment, the size of the light beam and the illuminance of the light beam can be detected based on the measurement result of the intensity sensor (detection means). After changing the size of the light beam by the movable point image field stop 19, the control unit CONT performs scanning based on the measurement result of the intensity sensor and the exposure amount data included in the exposure information stored in the exposure data storage unit 76. The stage speed (scanning speed) of the plate stage PST at the time of exposure is determined.

第1の実施の形態にかかる走査型投影露光装置によれば、基板ステージの走査に同期してDMDにより形成される転写パターンを変化させることができるため、所望のパターンを容易に生成することができる。また、転写パターンが形成されたマスク使用時に必要であったマスクステージを備える必要がなく、露光装置のコストダウン及び小型化を可能とする。また、この走査型投影露光装置によれば、露光光学系が転写パターンの像の位置の補正を行ことができるため、DMDより形成される転写パターンの像を正確に投影露光することができる。   According to the scanning projection exposure apparatus according to the first embodiment, the transfer pattern formed by the DMD can be changed in synchronization with the scanning of the substrate stage, so that a desired pattern can be easily generated. it can. Further, it is not necessary to provide a mask stage that is necessary when using a mask on which a transfer pattern is formed, and the cost and size of the exposure apparatus can be reduced. Further, according to this scanning projection exposure apparatus, since the exposure optical system can correct the position of the image of the transfer pattern, the image of the transfer pattern formed from the DMD can be accurately projected and exposed.

また、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置によれば、プレートP上に形成されるパターンの解像度に対応して、光ビームのサイズを変更することができる。したがって、ファインパターンの露光を行なう際には、ビームサイズを小さく設定することにより高解像力で露光することができる。また、ラフパターンの露光を行なう際には、ビームサイズを大きく設定することにより高解像力より高スループットを重視した露光を行なうことができる。   Further, according to the scanning exposure apparatus according to the first embodiment, the size of the light beam can be changed in accordance with the resolution of the pattern formed on the plate P. Therefore, when fine pattern exposure is performed, exposure can be performed with high resolution by setting the beam size small. Further, when performing rough pattern exposure, it is possible to perform exposure with an emphasis on high throughput rather than high resolution by setting a large beam size.

また、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置によれば、隣り合う露光光学系により生成される像の位置を検出し、補正することができるため、隣り合う露光光学系により生成される像の相対的な位置の補正を行なうことができる。また、隣り合う露光光学系のオーバラップ露光が行なわれる領域におけるビーム強度を計測し、調整することができるため、オーバラップ露光が行なわれる領域における隣り合う露光光学系により照明される光ビームの強度の差を補正することができる。したがって、オーバラップ露光が行なわれる領域における隣り合う露光光学系の露光量を同一にすることができ、隣り合う露光光学系の継ぎ部の露光を良好に行なうことができる。   Further, according to the scanning exposure apparatus of the first embodiment, the position of the image generated by the adjacent exposure optical system can be detected and corrected, so that it is generated by the adjacent exposure optical system. Correction of the relative position of the image can be performed. Further, since the beam intensity in the area where the overlap exposure of the adjacent exposure optical system is performed can be measured and adjusted, the intensity of the light beam illuminated by the adjacent exposure optical system in the area where the overlap exposure is performed It is possible to correct the difference. Therefore, the exposure amounts of the adjacent exposure optical systems in the region where the overlap exposure is performed can be made the same, and the joints of the adjacent exposure optical systems can be exposed satisfactorily.

また、可動点像視野絞り19の開口部の大きさを変化させることにより、感光基板P上に形成される複数のレイヤのパターンの解像度が変わる場合においても、レイヤ毎に解像度を調整することが可能となる。さらに、投影光学系PL1〜PL13で個々に解像度が異なる場合においても容易に調整可能となる。また、投影光学系PL1において、周辺部と中央部とで解像度が異なる場合においても、予め投影光学系PL1の解像特性を測定し、その解像特性の測定結果に基づき、解像特性を補正するように開口部の大きさを調整することにより、感光基板P上の解像度を均一にすることができる。つまり、投影光学系PL1の中央部に比べ周辺部でビームが大きくなる場合には、予め周辺部に相当する開口部の大きさを小さくするか、若しくは中央部に相当する部分の開口部の大きさを大きくする。この開口部の大きさを初期の大きさに設定することにより、投影光学系PL1の解像度の不均一性を補正することができる。   Further, even when the resolution of the pattern of a plurality of layers formed on the photosensitive substrate P is changed by changing the size of the opening of the movable point image field stop 19, the resolution can be adjusted for each layer. It becomes possible. Furthermore, even when the resolutions of the projection optical systems PL1 to PL13 are different from each other, the adjustment can be easily performed. In the projection optical system PL1, even when the resolution is different between the peripheral part and the central part, the resolution characteristic of the projection optical system PL1 is measured in advance, and the resolution characteristic is corrected based on the measurement result of the resolution characteristic. The resolution on the photosensitive substrate P can be made uniform by adjusting the size of the opening. That is, when the beam is larger at the peripheral portion than the central portion of the projection optical system PL1, the size of the opening corresponding to the peripheral portion is reduced in advance or the size of the opening corresponding to the central portion is large. Increase the size. By setting the size of the opening to the initial size, it is possible to correct the nonuniformity of the resolution of the projection optical system PL1.

なお、第1の実施の形態においては、固定点像視野絞り18及び可動点像視野絞り19を備えているが、図18に示すような第1可動点像視野絞り(ビームサイズ可変板)118及び図19に示すような第2可動点像視野絞り(ビームサイズ可変板)119を備えるようにしてもよい。第1可動点像視野絞り118は、マイクロレンズアレイ16の焦点面またはその近傍に配置されている。また、第1可動点像視野絞り118は、図18に示すように、マイクロレンズアレイ16を構成する要素レンズ16aのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部(光ビーム通過部)118aを有している。なお、図18に示す第1可動点像視野絞り118は9つの開口部118aを有しているが、実際の第1可動点像視野絞り118は多数の要素レンズ16aに対応した多数の開口部118aを有している。また、第1可動点像視野絞り118は、多数の開口部118aの代わりに、マイクロレンズアレイ16の要素レンズ16aのそれぞれに対応して設けられた多数の光透過部を有するようにしてもよい。   In the first embodiment, the fixed point image field stop 18 and the movable point image field stop 19 are provided. However, the first movable point image field stop (beam size variable plate) 118 as shown in FIG. Further, a second movable point image field stop (beam size variable plate) 119 as shown in FIG. 19 may be provided. The first movable point image field stop 118 is disposed at or near the focal plane of the microlens array 16. Further, as shown in FIG. 18, the first movable point image field stop 118 has a large number of openings (light beam passage portions) 118a provided corresponding to the element lenses 16a constituting the microlens array 16, respectively. Have. The first movable point image field stop 118 shown in FIG. 18 has nine openings 118a, but the actual first movable point image field stop 118 has a large number of openings corresponding to a large number of element lenses 16a. 118a. Further, the first movable point image field stop 118 may have a large number of light transmitting portions provided corresponding to the element lenses 16a of the microlens array 16 instead of the large number of openings 118a. .

第2可動点像視野絞り119は、第1可動点像視野絞り118に近接してマイクロレンズアレイ16の焦点面またはその近傍に配置されており、XY平面内を移動可能に構成されている。図19に示すように、第2可動点像視野絞り119は、第1可動点像視野絞り118を構成する開口部118aのそれぞれに対応して設けられた開口部(光ビーム通過部)119aを有している。開口部119aの大きさは、開口部118aの大きさとほぼ同一である。なお、図19に示す第2可動点像視野絞り119は9つの開口部119aを有しているが、実際の第2可動点像視野絞り119は多数の開口部118aに対応した多数の開口部119aを有している。また、第2可動点像視野絞り119は、開口部119aの代わりに、多数の光透過部を有するようにしてもよい。   The second movable point image field stop 119 is arranged in the vicinity of the first movable point image field stop 118 at or near the focal plane of the microlens array 16, and is configured to be movable in the XY plane. As shown in FIG. 19, the second movable point image field stop 119 has openings (light beam passage portions) 119a provided corresponding to the openings 118a constituting the first movable point image field stop 118, respectively. Have. The size of the opening 119a is substantially the same as the size of the opening 118a. Although the second movable point image field stop 119 shown in FIG. 19 has nine openings 119a, the actual second movable point image field stop 119 has a large number of openings corresponding to a large number of openings 118a. 119a. Further, the second movable point image field stop 119 may have a large number of light transmitting portions instead of the opening 119a.

第1可動点像視野絞り118と第2可動点像視野絞り119とを互いに相対的に移動させることにより光ビームが通過する開口部の大きさを変更することができる。図20は、第1可動点像視野絞り118及び第2可動点像視野絞り119を図中矢印方向に互いに相対的に所定量移動させた状態を示す図である。図21は、第1可動点像視野絞り118及び第2可動点像視野絞り119を図中矢印方向に互いに相対的に図20に示す所定量より多く移動させた状態を示す図である。図20及び図21に示すように、第1可動点像視野絞り118及び可動点像視野絞り119を図中矢印方向に移動させる量が増大するとともに、第1可動点像視野絞り118及び第2可動点像視野絞り119により形成される開口部の大きさは大きくなる。   By moving the first movable point image field stop 118 and the second movable point image field stop 119 relative to each other, the size of the opening through which the light beam passes can be changed. FIG. 20 is a diagram illustrating a state in which the first movable point image field stop 118 and the second movable point image field stop 119 are moved by a predetermined amount relative to each other in the direction of the arrow in the drawing. FIG. 21 is a diagram showing a state in which the first movable point image field stop 118 and the second movable point image field stop 119 are moved more than the predetermined amount shown in FIG. As shown in FIGS. 20 and 21, the amount by which the first movable point image field stop 118 and the movable point image field stop 119 are moved in the direction of the arrow in the figure increases, and the first movable point image field stop 118 and the second movable point image field stop 118 are increased. The size of the opening formed by the movable point image field stop 119 is increased.

図20及び図21に示すように、第1可動点像視野絞り118及び第2可動点像視野絞り119により形成される開口部を通過することにより光ビームのサイズが変更され、露光光学系L1の露光解像度を調整することができる。即ち、露光光学系L1の露光解像度に応じて光ビームのサイズを変更することができる。同様に、露光光学系L2〜L13が備える第1可動点像視野絞り及び第2可動点像視野絞りにより形成される開口部を通過することにより光ビームのサイズが変更され、露光光学系L2〜L13の露光解像度を調整することができる。即ち、露光光学系L2〜L13の露光解像度に応じて光ビームのサイズを変更することができる。   As shown in FIGS. 20 and 21, the size of the light beam is changed by passing through the opening formed by the first movable point image field stop 118 and the second movable point image field stop 119, and the exposure optical system L1. The exposure resolution can be adjusted. That is, the size of the light beam can be changed according to the exposure resolution of the exposure optical system L1. Similarly, the size of the light beam is changed by passing through openings formed by the first movable point image field stop and the second movable point image field stop included in the exposure optical systems L2 to L13, and the exposure optical systems L2 to L2 are changed. The exposure resolution of L13 can be adjusted. That is, the size of the light beam can be changed according to the exposure resolution of the exposure optical systems L2 to L13.

次に、図面を参照して、この発明の第2の実施の形態にかかる走査型露光装置について説明する。なお、この第2の実施の形態にかかる走査型露光装置は、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置を構成する点像視野絞り18,19及び投影光学系PL1〜PL13以外の構成を備えている。即ち、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置においては点像視野絞り18,19及び投影光学系PL1〜PL13を介した光ビームによりパターン像をプレートP上に形成しているが、第2の実施の形態にかかる走査型露光装置においてはマイクロレンズアレイを通過した光ビームによりパターン像をプレート上に形成する。したがって、第2の実施の形態の説明においては、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、この第2の実施の形態にかかる走査型露光装置の説明においては、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置と同一の構成には第1の実施の形態で用いたものと同一の符号を付して説明を行なう。   Next, a scanning exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The scanning exposure apparatus according to the second embodiment has a configuration other than the point image field stops 18 and 19 and the projection optical systems PL1 to PL13 that constitute the scanning exposure apparatus according to the first embodiment. I have. That is, in the scanning exposure apparatus according to the first embodiment, the pattern image is formed on the plate P by the light beam via the point image field stops 18 and 19 and the projection optical systems PL1 to PL13. In the scanning exposure apparatus according to the second embodiment, a pattern image is formed on the plate by the light beam that has passed through the microlens array. Therefore, in the description of the second embodiment, a detailed description of the same configuration as that of the scanning exposure apparatus according to the first embodiment is omitted. In the description of the scanning exposure apparatus according to the second embodiment, the same configuration as that of the scanning exposure apparatus according to the first embodiment is the same as that used in the first embodiment. A description will be given with reference numerals.

図22は、第2の実施の形態にかかる走査型露光装置が備える露光光学系L1の構成を示す図である。なお、露光光学系L2〜L13の構成は、露光光学系L1の構成と同一である。図22に示すように、LD光源3(図22においては図示せず)から射出した光ビームは、ファイバ2に入射し、ファイバ2の射出端2bから射出する。射出端2bの近傍には、図示しない絞りが配置されている。絞りは、その開口部の大きさを変更可能に構成されている。具体的には、図示しない絞り駆動部が、制御装置CONTからの制御信号に基づいて、絞りの開口部の大きさを変更する。絞りの開口部の大きさを変更することにより、ファイバ2の射出端2bから射出される光ビームのサイズが変更され、露光光学系L1の露光解像度を調整することができる。即ち、露光光学系L1の露光解像度に応じて光ビームのサイズを変更することができる。例えば、DMD8により3μm程度の線幅を有する微細なパターンが形成される場合には、高解像度で露光する必要がある。したがって、光ビームのサイズを小さくするために射出端2bの大きさを小さくする。この場合には、光ビームの照度が低下してスループットが低下するが、高解像度で露光することができる。   FIG. 22 is a diagram showing a configuration of the exposure optical system L1 provided in the scanning exposure apparatus according to the second embodiment. The configuration of the exposure optical systems L2 to L13 is the same as that of the exposure optical system L1. As shown in FIG. 22, the light beam emitted from the LD light source 3 (not shown in FIG. 22) enters the fiber 2 and exits from the exit end 2 b of the fiber 2. A diaphragm (not shown) is disposed in the vicinity of the injection end 2b. The diaphragm is configured to be able to change the size of the opening. Specifically, a diaphragm driving unit (not shown) changes the size of the aperture of the diaphragm based on a control signal from the control device CONT. By changing the size of the aperture opening, the size of the light beam emitted from the exit end 2b of the fiber 2 is changed, and the exposure resolution of the exposure optical system L1 can be adjusted. That is, the size of the light beam can be changed according to the exposure resolution of the exposure optical system L1. For example, when a fine pattern having a line width of about 3 μm is formed by DMD 8, it is necessary to perform exposure with high resolution. Therefore, the size of the exit end 2b is reduced in order to reduce the size of the light beam. In this case, the illuminance of the light beam decreases and the throughput decreases, but the exposure can be performed with high resolution.

また、例えばDMD8により10μm程度の線幅を有するラフなパターンが形成される場合には、高解像度で露光する必要がないため、高スループットでの露光を重視する。したがって、光ビームのサイズを大きくするために射出端2bの大きさを大きくする。この場合には、光ビームの照度が低下しないため、高スループットで露光することができる。このように、DMD8により形成されるパターンに基づいて、ファイバ2の射出端2bの大きさを選択することにより、露光光学系L1の露光解像度を調整する。   For example, when a rough pattern having a line width of about 10 μm is formed by DMD8, it is not necessary to perform exposure at a high resolution, and therefore, exposure at a high throughput is emphasized. Therefore, the size of the exit end 2b is increased in order to increase the size of the light beam. In this case, since the illuminance of the light beam does not decrease, exposure can be performed with high throughput. Thus, the exposure resolution of the exposure optical system L1 is adjusted by selecting the size of the exit end 2b of the fiber 2 based on the pattern formed by the DMD 8.

なお、ファイバ2の射出端2bの大きさを可変にする代わりに、LD光源3の電源を制御することによりLD光源3から射出される光束の断面の大きさを可変にしてもよい。即ち、所望の光ビームのサイズを形成するために、所望の光束断面を形成するのに必要なLD光源3のみを点灯する。また、ファイバ2の射出端2bの大きさを可変にする代わりに、リレー光学系10が備える絞り14の開口部の大きさを可変にしてもよい。即ち、光ビームのサイズを小さくする場合には絞り14の開口部の大きさを小さくし、光ビームのサイズを大きくする場合には絞り14の開口部の大きさを大きくする。   Instead of making the size of the exit end 2b of the fiber 2 variable, the size of the cross section of the light beam emitted from the LD light source 3 may be made variable by controlling the power source of the LD light source 3. In other words, in order to form a desired light beam size, only the LD light source 3 necessary to form a desired light beam cross section is turned on. Further, instead of making the size of the exit end 2b of the fiber 2 variable, the size of the opening of the diaphragm 14 provided in the relay optical system 10 may be made variable. That is, when the size of the light beam is reduced, the size of the aperture of the diaphragm 14 is reduced, and when the size of the light beam is increased, the size of the aperture of the aperture 14 is increased.

また、この実施の形態においては、図22に示すように、マイクロレンズアレイ16の前側焦点面もしくはその近傍、またはマイクロレンズアレイ16の直前に絞り15が配置されている。絞り15は、DMD8を構成するマイクロミラー8a(ひいては後述するマイクロレンズアレイ16を構成する要素レンズ16a)のそれぞれに対応する多数の開口部を有している。絞り15の各開口部は、例えば図13に示すように、マイクロレンズアレイ16を構成する矩形状の要素レンズ16aに対して内接する円形C1から外接する円形C2までの大きさに変更可能に構成されている。即ち、開口部は、プレートP上に露光される光ビームが集光された光ビームの瞳形状を規定するものであって、要素レンズ16aの外形に接する円よりも小さく、かつ内接する円よりも大きな円形状である。要素レンズ16aに対して内接する円形C1から外接する円形C2までの領域内に収まる大きさを有する開口絞りの開口部を光ビームが通過することにより、露光パワーの減少を最小限に抑えつつ、プレートP上に形成されるパターン像の非対称性を緩和させることができる。なお、開口部は、円形状の代わりに、マイクロレンズアレイ16を構成する要素レンズ16aに対して内接する円形C1から外接する円形C2までの領域内で、多角形状または直線と円弧による形状を有するようにしてもよい。多角形状を有する場合には、正八角形状にするのが最も好ましい。   Further, in this embodiment, as shown in FIG. 22, the stop 15 is disposed in the front focal plane of the microlens array 16 or in the vicinity thereof, or immediately before the microlens array 16. The diaphragm 15 has a large number of openings corresponding to each of the micromirrors 8a constituting the DMD 8 (and eventually the element lenses 16a constituting the microlens array 16 described later). For example, as shown in FIG. 13, each aperture of the diaphragm 15 can be changed in size from a circle C1 inscribed to a rectangular element lens 16a constituting the microlens array 16 to a circle C2 circumscribed. Has been. That is, the opening defines the pupil shape of the light beam on which the light beam to be exposed on the plate P is collected, and is smaller than the circle in contact with the outer shape of the element lens 16a and smaller than the inscribed circle. Is also a large circular shape. While the light beam passes through the aperture of the aperture stop having a size that fits in the region from the circle C1 inscribed to the element lens 16a to the circle C2 that circumscribes the element lens 16a, the decrease in exposure power is minimized. Asymmetry of the pattern image formed on the plate P can be relaxed. The opening has a polygonal shape or a shape by a straight line and an arc in a region from a circle C1 inscribed to the element lens 16a constituting the microlens array 16 to a circle C2 circumscribed, instead of the circular shape. You may do it. When it has a polygonal shape, it is most preferably a regular octagonal shape.

この第2の実施の形態にかかる走査型露光装置によれば、点像視野絞り及び投影光学系を備えない構成であるため、装置本体をコンパクト化及び低コスト化することができる。また、感光基板上に形成されるパターンの解像度に対応して、光ビームのサイズを変更することができる。したがって、ファインパターンの露光を行なう際には、ビームサイズを小さく設定することにより高解像力で露光することができる。また、ラフパターンの露光を行なう際には、ビームサイズを大きく設定することにより高解像力より高スループットを重視した露光を行なうことができる。   According to the scanning type exposure apparatus according to the second embodiment, since the point image field stop and the projection optical system are not provided, the apparatus main body can be reduced in size and cost. Further, the size of the light beam can be changed according to the resolution of the pattern formed on the photosensitive substrate. Therefore, when fine pattern exposure is performed, exposure can be performed with high resolution by setting the beam size small. Further, when performing rough pattern exposure, it is possible to perform exposure with an emphasis on high throughput rather than high resolution by setting a large beam size.

また、隣り合う露光光学系により生成される像の位置を検出し、補正することができるため、隣り合う露光光学系により生成される像の相対的な位置の補正を行なうことができる。また、隣り合う露光光学系のオーバラップ露光が行なわれる領域におけるビーム強度を計測し、調整することができるため、オーバラップ露光が行なわれる領域における隣り合う露光光学系により照明される光ビームの強度の差を補正することができる。したがって、オーバラップ露光が行なわれる領域における隣り合う露光光学系の露光量を同一にすることができ、隣り合う露光光学系の継ぎ部の露光を良好に行なうことができる。   Further, since the position of the image generated by the adjacent exposure optical system can be detected and corrected, the relative position of the image generated by the adjacent exposure optical system can be corrected. Further, since the beam intensity in the area where the overlap exposure of the adjacent exposure optical system is performed can be measured and adjusted, the intensity of the light beam illuminated by the adjacent exposure optical system in the area where the overlap exposure is performed It is possible to correct the difference. Therefore, the exposure amounts of the adjacent exposure optical systems in the region where the overlap exposure is performed can be made the same, and the joints of the adjacent exposure optical systems can be exposed satisfactorily.

なお、上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置においては、図12に示す投影光学系を備えているが、図23または図24に示すような構成を有する投影光学系を備えるようにしてもよい。図23に示す投影光学系は、プリズム24a、レンズ群26a、ミラー28aにより構成されている。図24に示す投影光学系は、ビームスプリッタ24b、1/4波長板25、レンズ群26b、ミラー28bにより構成されている。   The scanning exposure apparatus according to each of the above-described embodiments includes the projection optical system shown in FIG. 12, but includes a projection optical system having the configuration shown in FIG. 23 or FIG. Also good. The projection optical system shown in FIG. 23 includes a prism 24a, a lens group 26a, and a mirror 28a. The projection optical system shown in FIG. 24 includes a beam splitter 24b, a quarter wavelength plate 25, a lens group 26b, and a mirror 28b.

また、上述の各実施の形態においては、ファイバの射出端から射出した略正方形の光束断面形状を有する光ビームをDMDに入射させているが、例えば図25(a)(b)に示すようなプリズム5a,5bをコリメート光学系4とミラー6(またはDMD8)との間の光路中に挿入することにより光束断面形状をDMD8と同様の矩形状に整形し、DMD8に入射させるようにしてもよい。この場合においては、図4に示す矩形状のDMD8に正方形状の光束を入射させた場合と比較して、光ビームを無駄なく使用することができる。   In each of the above-described embodiments, a light beam having a substantially square light beam cross-sectional shape emitted from the exit end of the fiber is incident on the DMD. For example, as shown in FIGS. By inserting the prisms 5a and 5b into the optical path between the collimating optical system 4 and the mirror 6 (or DMD8), the cross-sectional shape of the light beam may be shaped into a rectangular shape similar to that of the DMD8 and incident on the DMD8. . In this case, the light beam can be used without waste as compared with the case where a square-shaped light beam is incident on the rectangular DMD 8 shown in FIG.

また、上述の各実施の形態においては、マイクロレンズアレイと点像視野絞り(固定点像視野絞り及び可動点像視野絞り)とを組み合わせて用いているが、マイクロレンズアレイを用いず、点像視野絞りだけを用いてもよい。ただし、光量などを考慮した場合、マイクロレンズアレイとセットで用いるのが好ましい。また、ビームのサイズを可変とするのに、マイクロレンズアレイを多段構成とすることによりズーム機能を持たせ、マイクロレンズアレイのズーミングによりビームのサイズを調整することも可能である。この際、点像視野絞りとの組み合わせで用いてもよいが、点像視野絞りがなくてもよい。   In each of the above-described embodiments, the microlens array and the point image field stop (fixed point image field stop and movable point image field stop) are used in combination, but the point image is not used without using the microlens array. Only a field stop may be used. However, in consideration of the amount of light, it is preferable to use the microlens array as a set. In addition, in order to make the beam size variable, it is possible to provide a zoom function by providing a multi-stage microlens array, and to adjust the beam size by zooming the microlens array. At this time, the point image field stop may be used in combination, but the point image field stop may be omitted.

なお、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置を構成する固定点像視野絞り及び可動点像視野絞りと、第2の実施の形態にかかるファイバ及びリレー光学系内の開口絞りとを組み合わせて、照明光の照度を調整するようにしてもよい。また、第1の実施の形態にかかる走査型露光装置を構成する可動点像視野絞りにより変更された光ビームのサイズに応じて、第2の実施の形態にかかるファイバ及びリレー光学系内の開口絞りにより光源の大きさを調整するようにしてもよい。組み合わせて照度の調整を行なうことにより、より細かい調整が可能となる。   The fixed point image field stop and the movable point image field stop constituting the scanning exposure apparatus according to the first embodiment are combined with the aperture stop in the fiber and relay optical system according to the second embodiment. Thus, the illuminance of the illumination light may be adjusted. Also, the apertures in the fiber and relay optical system according to the second embodiment according to the size of the light beam changed by the movable point image field stop constituting the scanning exposure apparatus according to the first embodiment. You may make it adjust the magnitude | size of a light source with an aperture stop. Finer adjustment is possible by adjusting the illuminance in combination.

上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置では、投影光学系を用いて可変成形マスクにより形成された転写用のパターンを感光性基板(プレート)に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて感光性基板としてのプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図26のフローチャートを参照して説明する。   In the scanning exposure apparatus according to each of the above-described embodiments, a micropatterning device is exposed by exposing a photosensitive substrate (plate) to a transfer pattern formed by a variable shaping mask using a projection optical system (exposure process). (Semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured. The following is an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a microdevice by forming a predetermined circuit pattern on a plate as a photosensitive substrate using the scanning exposure apparatus according to each of the above-described embodiments. This will be described with reference to the flowchart of FIG.

先ず、図26のステップS301において、1ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップS302において、その1ロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップS303において、上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて、可変成形マスクにより形成されたパターンの像が投影光学系を介して、その1ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップS304において、その1ロットのプレート上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップS305において、その1ロットのプレート上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、可変成形マスクにより形成されたパターンに対応する回路パターンが、各プレート上の各ショット領域に形成される。   First, in step S301 in FIG. 26, a metal film is deposited on one lot of plates. In the next step S302, a photoresist is applied on the metal film on the one lot of plates. Thereafter, in step S303, using the scanning exposure apparatus according to each of the above-described embodiments, the image of the pattern formed by the variable shaping mask is converted into each shot area on the one lot of plates via the projection optical system. Are sequentially exposed and transferred. After that, in step S304, the photoresist on the one lot of plates is developed, and in step S305, the resist pattern is used as an etching mask on the one lot of plates to form a variable molding mask. A circuit pattern corresponding to the formed pattern is formed in each shot region on each plate.

その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、可変成形マスクを備え、プレート上に形成されるパターンに応じて解像度を調整することができる走査型露光装置を用いて露光を行なっているため、良好な半導体デバイスを得ることができる。なお、ステップS301〜ステップS305では、プレート上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレート上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。   Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, since the exposure is performed using the scanning exposure apparatus that includes the variable molding mask and can adjust the resolution in accordance with the pattern formed on the plate, a good semiconductor can be obtained. You can get a device. In steps S301 to S305, a metal is vapor-deposited on the plate, a resist is applied on the metal film, and exposure, development and etching processes are performed. Prior to these processes, the process is performed on the plate. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.

また、上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図27のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。まず、図27において、パターン形成工程S401では、上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて可変成形マスクにより形成されたパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程S402へ移行する。   In the scanning exposure apparatus according to each of the above embodiments, a liquid crystal display element as a micro device is obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). You can also. Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in FIG. 27, in the pattern formation step S401, a pattern formed by a variable molding mask using the scanning exposure apparatus according to each of the above-described embodiments is applied to a photosensitive substrate (a glass substrate or the like coated with a resist). A so-called photolithographic process for performing transfer exposure is performed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step S402.

次に、カラーフィルタ形成工程S402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程S402の後に、セル組み立て工程S403が実行される。セル組み立て工程S403では、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。セル組み立て工程S403では、例えば、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。   Next, in the color filter forming step S402, a large number of groups of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter formation step S402, a cell assembly step S403 is executed. In the cell assembly step S403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401, the color filter obtained in the color filter formation step S402, and the like. In the cell assembly step S403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401 and the color filter obtained in the color filter formation step S402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell ).

その後、モジュール組み立て工程S404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、可変成形マスクを備え、プレート上に形成されるパターンに応じて解像度を調整することができる走査型露光装置を用いて露光を行なっているため、良好な液晶表示素子を得ることができる。   Thereafter, in a module assembly step S404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, exposure is performed using a scanning exposure apparatus that includes a variable molding mask and can adjust the resolution according to the pattern formed on the plate. A liquid crystal display element can be obtained.

第1の実施の形態にかかる走査型露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the scanning exposure apparatus concerning 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる光源部及びファイバの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light source part and fiber concerning 1st Embodiment. 光ビームのパワー分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the power distribution of a light beam. 第1の実施の形態にかかる露光光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the exposure optical system concerning 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかるDMDの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of DMD concerning 1st Embodiment. DMDから固定点像視野絞りまでの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure from DMD to a fixed point image field stop. マイクロレンズアレイと固定点像視野絞りの一部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a part of micro lens array and a fixed point image field stop. 第1の実施の形態にかかる固定点像視野絞りの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fixed point image field stop concerning 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる可動点像視野絞りの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the movable point image field stop concerning 1st Embodiment. 可動点像視野絞りを+X方向に移動させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which moved the movable point image field stop to + X direction. 可動点像視野絞りを+Y方向に移動させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which moved the movable point image field stop to + Y direction. 第1の実施の形態にかかる投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical system concerning 1st Embodiment. 可変開口絞りの開口部の大きさについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the magnitude | size of the opening part of a variable aperture stop. プレート上における投影光学系による投影領域を示す図である。It is a figure which shows the projection area | region by the projection optical system on a plate. 第1の実施の形態にかかる走査型露光装置のシステム構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a system configuration of a scanning exposure apparatus according to a first embodiment. 第1の実施の形態にかかる点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームがプレート上に到達する位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position where the light beam which passed each opening part of the point image field stop concerning 1st Embodiment reaches | attains on a plate. 第1の実施の形態にかかる点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームがプレート上に到達する位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position where the light beam which passed each opening part of the point image field stop concerning 1st Embodiment reaches | attains on a plate. 他の固定点像視野絞りの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another fixed point image field stop. 他の可動点像視野絞りの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another movable point image field stop. 他の可動点像視野絞りを矢印方向に移動させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which moved the other movable point image field stop in the arrow direction. 他の可動点像視野絞りを矢印方向に移動させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which moved the other movable point image field stop in the arrow direction. 第2の実施の形態にかかる露光光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the exposure optical system concerning 2nd Embodiment. 他の投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another projection optical system. 他の投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another projection optical system. 他の露光光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another exposure optical system. この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the semiconductor device as a microdevice concerning embodiment of this invention. この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the liquid crystal display element as a microdevice concerning embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2…ファイバ、4…コリメート光学系、8…DMD、10…リレー光学系、16…マイクロレンズアレイ、18…固定点像視野絞り、19…可動点像視野絞り、20…フォーカス調整機構、22…シフト調整機構、24…直角プリズム(回転調整機構)、30…倍率調整機構、118…第1可動点像視野絞り、119…第2可動点像視野絞り、L1〜L13…露光光学系、PL1〜PL13…投影光学系、P…プレート、PST…プレートステージ、CONT…制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Fiber, 4 ... Collimating optical system, 8 ... DMD, 10 ... Relay optical system, 16 ... Micro lens array, 18 ... Fixed point image field stop, 19 ... Movable point image field stop, 20 ... Focus adjustment mechanism, 22 ... Shift adjustment mechanism, 24 ... right angle prism (rotation adjustment mechanism), 30 ... magnification adjustment mechanism, 118 ... first movable point image field stop, 119 ... second movable point image field stop, L1-L13 ... exposure optical system, PL1- PL13 ... projection optical system, P ... plate, PST ... plate stage, CONT ... control device.

Claims (14)

任意のパターンを形成する可変成形マスクと、感光基板を載置する基板ステージと、前記可変成形マスクからの光ビームにより前記感光基板上に像を露光する露光光学系とを備え、前記基板ステージと前記可変成形マスクとを相対的に走査させて前記感光基板にパターンを露光する走査型露光装置において、
前記可変成形マスクを構成する複数の要素素子のそれぞれに対応して形成される前記光ビームのサイズを変更するビームサイズ可変手段を備えることを特徴とする走査型露光装置。
A variable shaping mask that forms an arbitrary pattern; a substrate stage on which a photosensitive substrate is placed; and an exposure optical system that exposes an image on the photosensitive substrate by a light beam from the variable shaping mask, the substrate stage; In a scanning type exposure apparatus that exposes a pattern on the photosensitive substrate by relatively scanning the variable molding mask,
A scanning type exposure apparatus, comprising: a beam size changing means for changing a size of the light beam formed corresponding to each of a plurality of element elements constituting the variable shaping mask.
前記ビームサイズ可変手段は、露光解像度に応じて前記光ビームのサイズを変更することを特徴とする請求項1記載の走査型露光装置。   2. The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein the beam size changing unit changes the size of the light beam according to an exposure resolution. 前記ビームサイズ可変手段は、前記可変成形マスクに前記光ビームを供給する光源の大きさを調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の走査型露光装置。   3. The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein the beam size varying means includes an adjusting means for adjusting a size of a light source that supplies the light beam to the variable shaping mask. 前記ビームサイズ可変手段は、前記光ビームのサイズを変更する開口絞りを備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の走査型露光装置。   3. The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein the beam size varying means includes an aperture stop that changes the size of the light beam. 前記開口絞りは、前記光ビームが通過する光ビーム通過部を有する少なくとも2枚のビームサイズ可変板を備え、前記少なくとも2枚のビームサイズ可変板を相対的に移動させ、前記光ビーム通過部の大きさを変更することにより前記光ビームのサイズを変更することを特徴とする請求項4記載の走査型露光装置。   The aperture stop includes at least two beam size variable plates each having a light beam passage portion through which the light beam passes, and relatively moves the at least two beam size variable plates so that the light beam passage portion 5. The scanning exposure apparatus according to claim 4, wherein the size of the light beam is changed by changing the size. 前記ビームサイズ可変板の少なくとも1つは、複数の前記光ビーム通過部を備え、該複数の光ビーム通過部の少なくとも1つは、他の光ビーム通過部と異なる大きさを有することを特徴とする請求項5記載の走査型露光装置。   At least one of the beam size variable plates includes a plurality of the light beam passage portions, and at least one of the plurality of light beam passage portions has a size different from that of the other light beam passage portions. The scanning exposure apparatus according to claim 5. 前記開口絞りにより変更された前記光ビームのサイズに応じて、前記可変成形マスクに前記光ビームを供給する光源の大きさを調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項4乃至請求項6の何れか一項に記載の走査型露光装置。   7. An adjusting means for adjusting a size of a light source for supplying the light beam to the variable shaping mask according to a size of the light beam changed by the aperture stop. The scanning exposure apparatus according to any one of the above. 前記可変成形マスクを構成する複数の要素素子のそれぞれに対応したビームサイズを形成するマイクロレンズアレイを備え、前記開口絞りは、前記マイクロレンズアレイの焦点面またはその近傍に配置されることを特徴とする請求項4乃至請求項7の何れか一項に記載の走査型露光装置。   A microlens array for forming a beam size corresponding to each of a plurality of element elements constituting the variable shaping mask, wherein the aperture stop is disposed at or near a focal plane of the microlens array. The scanning exposure apparatus according to any one of claims 4 to 7. 前記可変成形マスクは、前記露光解像度に応じて、前記相対的に走査させる走査方向と、前記可変成形マスクの一辺とがなす角を微小角回転させることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の走査型露光装置。   9. The variable shaping mask according to claim 1, wherein an angle formed by the relatively scanning direction and one side of the variable shaping mask is rotated by a small angle according to the exposure resolution. The scanning exposure apparatus according to any one of the above. 前記光ビームのサイズ及び前記光ビームの照度を検出する検出手段を備え、
前記ビームサイズ可変手段により前記光ビームのサイズを変更した後に、前記検出手段により検出した結果及び露光情報に含まれる露光量データに基づいて、走査露光時の前記基板ステージのステージ速度を決定することを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の走査型露光装置。
Detecting means for detecting the size of the light beam and the illuminance of the light beam;
After changing the size of the light beam by the beam size variable means, the stage speed of the substrate stage at the time of scanning exposure is determined based on the result of detection by the detection means and exposure amount data included in exposure information. The scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein:
前記感光基板に露光される前記ビームが集光された瞳形状を、前記可変成形マスクを構成する要素素子の外形または前記マイクロレンズアレイを構成する要素レンズの外形に接する円よりも小さく、かつ内接する円よりも大きな円、多角形または直線と円弧による形状とするための瞳絞りを備えることを特徴とする請求項8乃至請求項10の何れか一項に記載の走査型露光装置。   The pupil shape on which the beam exposed on the photosensitive substrate is condensed is smaller than the outer shape of the element element constituting the variable shaping mask or the circle contacting the outer shape of the element lens constituting the microlens array, and the inner shape. 11. The scanning exposure apparatus according to claim 8, further comprising a pupil stop for forming a circle, a polygon, or a straight line and an arc larger than a contact circle. 光源から照射された光ビームを画像データに応じて変調する第1の可変成形マスクと、前記第1の可変成形マスクを構成する複数の要素素子のそれぞれに対応して形成される前記光ビームのサイズを変更する第1のビームサイズ可変手段を備える第1露光ユニットと、
光源から照射された光ビームを画像データに応じて変調する第2の可変成形マスクと、前記第2の可変成形マスクを構成する複数の要素素子のそれぞれに対応して形成される前記光ビームのサイズを変更する第2のビームサイズ可変手段を有し、前記第1露光ユニットとは異なる第2露光ユニットとを備え、
前記第1の可変成形マスク及び前記第2の可変成形マスクに対し、感光基板を載置した基板ステージを相対的に走査することによって前記感光基板上に前記第1露光ユニット及び前記第2露光ユニットにより生成される像の露光を行なう走査型露光装置において、
前記基板ステージ上には、前記第1露光ユニット及び前記第2露光ユニットにより生成される像の位置を検出する像位置検出手段と、前記第1露光ユニット及び前記第2露光ユニットによりオーバラップ露光が行なわれる領域における、前記第1露光ユニット及び前記第2露光ユニットのビーム強度を測定するビーム強度計測系の少なくとも1つを備え、
前記像位置検出手段の検出結果に基づく前記第1露光ユニット及び前記第2露光ユニットにより生成される像の位置の補正、及び前記ビーム強度計測系の計測結果に基づく前記第1露光ユニット及び前記第2露光ユニットの前記ビーム強度の調整の少なくとも一方を行なうことを特徴とする走査型露光装置。
A first variable shaping mask that modulates a light beam emitted from a light source in accordance with image data, and a plurality of element elements that constitute the first variable shaping mask. A first exposure unit comprising first beam size varying means for changing the size;
A second variable shaping mask that modulates the light beam emitted from the light source according to image data, and a plurality of element elements that constitute the second variable shaping mask. A second beam size variable means for changing the size, and a second exposure unit different from the first exposure unit,
The first exposure unit and the second exposure unit on the photosensitive substrate by scanning the substrate stage on which the photosensitive substrate is placed with respect to the first variable molding mask and the second variable molding mask. In a scanning exposure apparatus that performs exposure of an image generated by
On the substrate stage, image position detection means for detecting the position of an image generated by the first exposure unit and the second exposure unit, and overlap exposure by the first exposure unit and the second exposure unit are performed. Comprising at least one beam intensity measurement system for measuring beam intensity of the first exposure unit and the second exposure unit in a region to be performed;
Correction of the position of the image generated by the first exposure unit and the second exposure unit based on the detection result of the image position detection means, and the first exposure unit and the first based on the measurement result of the beam intensity measurement system A scanning type exposure apparatus that performs at least one of the adjustment of the beam intensity of two exposure units.
前記感光基板は、外径が500mmよりも大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れか一項に記載の走査型露光装置。   The scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the photosensitive substrate has an outer diameter larger than 500 mm. 請求項1乃至請求項13の何れか一項に記載の走査型露光装置を用いて所定のパターンを感光基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
An exposure step of exposing a predetermined pattern on a photosensitive substrate using the scanning exposure apparatus according to any one of claims 1 to 13,
A development step of developing the photosensitive substrate exposed by the exposure step;
A method for manufacturing a microdevice, comprising:
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