JP2017037336A - 露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光源部の交換時間及び装置のダウンタイムを短縮することができる露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法、並びに露光装置、露光方法及び基板を提供する。
【解決手段】光照射装置８０は、ランプ７１とランプから発生された光に指向性をもたせて射出する反射鏡７２をそれぞれ含む複数の光源部７３と、所定数の光源部をそれぞれ取り付け可能な複数のカセット８１と、複数のカセットを取り付け可能な支持体８２と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法、並びに露光装置、露光方法及び基板に関し、より詳細には、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイの基板上にマスクのマスクパターンを露光転写する露光装置に適用可能な露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法、並びに露光装置、露光方法及び基板に関する。

従来、フラットパネルディスプレイ装置のカラーフィルタ等のパネルを製造する装置として、近接露光装置、スキャン露光装置、投影露光装置、ミラープロジェクション、密着式露光装置などの種々の露光装置が考案されている。例えば、分割逐次近接露光装置では、基板より小さいマスクをマスクステージで保持すると共に基板をワークステージで保持して両者を近接して対向配置した後、ワークステージをマスクに対してステップ移動させて各ステップ毎にマスク側から基板にパターン露光用の光を照射することにより、マスクに描かれた複数のパターンを基板上に露光転写して、一枚の基板に複数のパネルを製作する。また、スキャン露光装置では、一定速度で搬送されている基板に対して、露光用の光をマスクを介して照射し、基板上にマスクのパターンを露光転写する。

近年、ディスプレイ装置は次第に大型化されつつあり、例えば、分割逐次露光において、第８世代（２２００ｍｍ×２５００ｍｍ）のパネルを４回の露光ショットで製造する場合、一回の露光領域は、１３００ｍｍ×１１２０ｍｍとなり、６回の露光ショットで製造する場合、一回の露光領域は、１１００ｍｍ×７５０ｍｍとなる。従って、露光装置においても露光領域の拡大が求められており、使用される光源の出力も高める必要がある。このため、照明光学系として、複数の光源を用いて、光源全体の出力を高めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１〜４参照。）。例えば、特許文献２に記載の光照射装置では、複数のランプの一部を点灯中に、照度計で測定された実照度と、予め設定された適正照度とを比較して、実照度の過不足に応じて、ランプの通電を遮断したり、予備のランプを通電したりしている。特許文献３に記載の光照射装置では、ランプの点灯中に、光源ユニットを裏側から取り外し、新しい光源ユニットを取り付け、製造ラインを止めることなくランプ交換を行い、また、光源ユニットを支持体に取り付ける際には光源ユニットの位置決め部を支持体の位置決め角部に押し当て、光軸方向の位置決めを行うことが記載されている。

また、特許文献４に記載の露光用照明装置では、内圧の異なるランプをそれぞれ備えた少なくとも２種以上のランプユニットと、ランプユニットを保持するランプホルダとを備え、露光対象物を露光するのに最適なランプユニットを選択的に発光させることが記載されている。

日本国特許第４３９１１３６号公報 日本国特開２００８−２４１８７７号公報 日本国特開２００６−２７８９０７号公報 日本国特開２００８−１９１２５２号公報

ところで、露光装置では、光照射装置の照度を変化させることにより様々なレジストの感度特性に対応することができる。露光量は、照度と時間の積によって算出されるため、照度または時間を変更することで、適切な露光量を得ることができるが、被露光物によっては、低照度で露光する必要があり、照度を自在に変更することができない超高圧大型水銀灯光源では、照度を変更して適切な露光量を得るため、従来、減光（ＮＤ）フィルタ等を用いて、低照度を実現している。この場合、無駄な消費電力が発生してしまい、また、ＮＤフィルタ等の光学部品が必要となっていた。特許文献２では、ランプの一部を点灯させて露光することは記載されているが、定照度運転を狙ったものであり、消費電力を抑えることを意図したものでなく、また、どのように複数のランプを点灯・消灯させるのかについては記載されていない。

また、特許文献１及び２では、ランプを交換する際には、ランプを１つずつ交換する必要があり、ランプ交換に時間がかかり装置を停止させる時間（ダウンタイム）が長くなる。ダウンタイムを無くすことを目的とした技術として、特許文献３のような露光運転中にランプを交換できる構成が公開されているが、作業者の交換時間自体は、個別交換であるため長いことに変わりはない。

また、特許文献１及び３では、ランプを支持する支持体の光出射側の面が球面に沿って形成されているので、ランプの数を増加した場合には、該球面の表面積が増大し、精度の良い曲面加工が困難であるという問題がある。

また、水銀ランプから照射された紫外線は、照明光学系を通過することでコリメーション角を持った平行光になるが、鏡面で反射したり、レンズを透過したりすることによって、透過、吸収は波長ごとに異なるため、紫外線の分光特性が変化する。

被露光材料である、フォトレジストは波長４３６ｎｍのｇ線以下に露光感度を持っており、特に液晶カラーフィルタに使用されるネガ型のフォトレジストでは、最近、その中心露光感度がｉ線（３６５ｎｍ）以下の波長となっている場合が多い。

大型の超高圧水銀ランプでは、ガラスの面積が増加するため、放電によって発生した紫外線がガラスを通過する際、短波長側がガラスに吸収されてしまい、露光に必要な波長成分が少なくなる現象が生じている。また、露光光の分光特性は、使用しているランプの分光比率に依存するため、自由に波長ごとの強度比を変更することができなかった。このため、フォトレジストの露光感度に応じてランプを交換する必要があった。

一方、特許文献４のような小型のランプを使用した場合には、ガラスの面積が小さいため、短波長側の吸収が小さく、また、内圧の異なるランプを備えた２種以上のランプユニットを目的の数だけ選択的に発光させることで、最適な露光条件で露光させている。しかしながら、特許文献４には、どのように最適な露光条件となるようにランプを選択するのかについての具体的な記載がない。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、光源部の交換時間及び装置のダウンタイムを短縮することができる露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法、並びに露光装置、露光方法及び基板を提供することにある。また、第２の目的は、必要な照度に応じて、消費電力を抑えることができるとともに、光源部を容易に制御することができる露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法、並びに露光装置、露光方法及び基板を提供することにある。さらに、第３の目的は、光源部を交換せずに、波長ごとの強度を自在に設定することができる露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法、並びに露光装置、露光方法及び基板を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、
所定数の前記光源部をそれぞれ取り付け可能な複数のカセットと、
該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、
を備えることを特徴とする露光装置用光照射装置。
（２） 前記カセットは、前記所定数の光源部が支持される光源支持部を有し、
前記光源支持部は、前記所定数の光源部の光が照射する各照射面から、前記所定数の光源部の光が入射されるインテグレータレンズの入射面までの各光軸の距離が略一定となるように形成されることを特徴とする（１）に記載の露光装置用光照射装置。
（３） 前記支持体は、前記複数のカセットがそれぞれ取り付けられる複数のカセット取り付け部を有し、
前記複数のカセット取り付け部は、前記全ての光源部の光が照射する各照射面から、前記全ての光源部の光が入射されるインテグレータレンズの入射面までの各光軸の距離が略一定となるように形成されることを特徴とする（２）に記載の露光装置用光照射装置。
（４） 前記複数のカセット取り付け部は、前記カセットの光源支持部が臨む開口部と、該光源支持部の周囲に形成された平面部と当接する平面と、をそれぞれ備え、
所定の方向に並んだ前記複数のカセット取り付け部の各平面は、所定の角度で交差していることを特徴とする（３）に記載の露光装置用光照射装置。
（５） 前記支持体のカセット取り付け部は、前記平面を底面とした凹部に形成され、
前記カセットは、前記カセット取り付け部の凹部に嵌合されることを特徴とする（４）に記載の露光装置用光照射装置。
（６） 前記カセットは、前記所定数の光源部が支持される光源支持部を有し、
前記光源支持部に支持された最外周に位置する前記光源部の中心を四辺で結んだ線が長方形形状をなすことを特徴とする（１）から（５）のいずれか１つに記載の露光装置用光照射装置。
（７） 前記支持体は、前記複数のカセットがそれぞれ取り付けられる複数のカセット取り付け部を有し、
前記複数のカセット取り付け部は、互いに直交する方向に配置される前記カセットの各個数を一致させて長方形形状に形成されることを特徴とする請求項６に記載の露光装置用光照射装置。
（８） 前記カセットは、前記光源支持部に支持された前記所定数の光源部を囲った状態で、前記光源支持部に取り付けられるカバー部材を有し、
前記光源支持部と前記カバー部材との間の収納空間内において、隣接する前記光源部の反射光学系の背面は直接対向していることを特徴とする（２）から（７）のいずれか１つに記載の露光装置用光照射装置。
（９） 前記カバー部材には、前記収納空間と該カバー部材の外部とを連通する連通孔と連通溝の少なくとも一つが形成されていることを特徴とする（８）に記載の露光装置用光照射装置。
（１０） 前記支持体には、前記各光源部を冷却するため、冷却水が循環する冷却用配管が設けられていることを特徴とする（１）から（９）のいずれか１つに記載の露光装置用光照射装置。
（１１） 前記各光源部の光が照射する各照射面に対して後方及び側方の少なくとも一方から前記支持体内のエアを強制排気する強制排気手段を有することを特徴とする（１）から（１０）のいずれか１つに記載の露光装置用光照射装置。
（１２） 前記複数の光源部の点灯又は消灯を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記各カセット内における前記所定数の光源部が略回転対称に点灯するように制御することを特徴とする（１）から（１１）のいずれか１つに記載の露光装置用光照射装置。
（１３） 前記複数の光源部の点灯又は消灯を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記各カセット内における前記所定数の光源部のうち、略回転対称となる位置の前記光源部を交互に点灯するように制御することを特徴とする（１）から（１１）のいずれか１つに記載の露光装置用光照射装置。
（１４） 前記所定数の光源部は、分光特性が異なる複数種類の光源部によって構成されることを特徴とする（１）から（１３）のいずれか１つに記載の露光装置用光照射装置。（１５） 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、
所定数の前記光源部をそれぞれ取付可能な複数のカセットと、
該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、
前記複数の光源部の点灯又は消灯を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記各カセット内における前記所定数の光源部が略回転対称に点灯するように制御することを特徴とする露光装置用光照射装置。
（１６） 前記制御部は、前記複数のカセットの前記所定数の光源部が同一の点灯パターンで略回転対称に同時に点灯するように制御することで、前記全ての光源部が略回転対称に点灯することを特徴とする（１５）に記載の露光装置用光照射装置。
（１７） 前記制御部は、前記カセット内の所定数の光源部のうち、点灯する前記光源部の数が異なる複数の点灯パターン群を備えるとともに、該各点灯パターン群は、前記光源部が略回転対称に点灯する複数の点灯パターンをそれぞれ有することを特徴とする（１５）又は（１６）に記載の露光装置用光照射装置。
（１８） 前記各光源部の点灯時間をカウントするタイマをさらに備え、
前記制御部は、所望の照度に応じて、前記複数の点灯パターン群のいずれかを選択するとともに、該選択された点灯パターン群のうち、前記光源部の点灯時間に基づいて前記点灯パターンを選択することを特徴とする（１７）に記載の露光装置用光照射装置。
（１９） 前記各光源部の点灯時間をカウントするタイマをさらに備え、
前記制御部は、前記各光源部の点灯時間、及び点灯時に供給された電圧又は電力に基づいて前記複数の光源部の残存寿命を計算し、
前記制御部は、所望の照度に応じて、前記複数の点灯パターン群のいずれかを選択するとともに、該選択された点灯パターン群のうち、前記光源部の残存寿命に基づいて前記点灯パターンを選択することを特徴とする（１７）に記載の露光装置用光照射装置。
（２０） 前記所望の照度が、前記複数の点灯パターン群により得られる照度と異なるとき、前記所望の照度に近い照度が得られる点灯パターン群を選択するとともに、前記点灯する光源部に供給する電圧又は電力を調整することを特徴とする（１８）又は（１９）に記載の露光装置用照射装置。
（２１） 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、
所定数の前記光源部をそれぞれ取付可能な複数のカセットと、
該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、
前記複数の光源部の点灯又は消灯を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記各カセット内における前記所定数の光源部のうち、略回転対称となる位置の前記光源部を交互に点灯するように制御することを特徴とする露光装置用光照射装置。
（２２） 前記制御部は、前記複数のカセットの前記所定数の光源部が同一の点灯パターンで同時に点灯するように制御することで、前記全ての光源部のうち、略回転対称となる位置の前記光源部が交互に点灯することを特徴とする請求項２１に記載の露光装置用光照射装置。
（２３） 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む所定数の光源部と、
前記所定数の光源部の光がインテグレータレンズの入射面に入射されるように、前記所定数の光源部を支持するカセットと、
を備える露光装置用光照射装置であって、
前記所定数の光源部は、分光特性が異なる複数種類の光源部によって構成されることを特徴とする露光装置用光照射装置。
（２４） 前記所定数の光源部の各発光部は、分光特性が同じであり、
前記所定数の光源部は、その一部に波長カットフィルタを配置することで、分光特性が異なる複数種類の光源部を構成することを特徴とする（２３）に記載の露光装置用光照射装置。
（２５） 前記カセットを複数備えるとともに、
前記全ての光源部の光が前記インテグレータレンズの入射面に入射されるように、前記複数のカセットが取り付けられるフレームをさらに備えることを特徴とする（２３）又は（２４）に記載の露光装置用光照射装置。
（２６） 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、
前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、
（１）〜（２５）のいずれか１つに記載の前記光照射装置と、該光照射装置の複数の光源部から出射された光が入射されるインテグレータレンズと、を有する照明光学系と、
を備え、前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射することを特徴とする露光装置。
（２７） 被露光材としての基板を保持する基板保持部と、
前記基板と対向するようにマスクを保持するマスク保持部と、
（１）〜（２５）のいずれか１つに記載の前記光照射装置と、該光照射装置の複数の光源部から出射された光が入射されるインテグレータレンズと、を有する照明光学系と、
を備える露光装置を用い、
前記基板に対して前記照明光学系からの光を前記マスクを介して照射することを特徴とする露光方法。
（２８） （２７）に記載の露光方法を用いて露光されることを特徴とする基板。
（２９） 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、所定数の前記光源部をそれぞれ取付可能な複数のカセットと、該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、前記複数の光源部の点灯又は消灯を制御する制御部と、を備える露光装置用光照射装置の点灯制御方法であって、
前記制御部は、前記各カセット内における前記所定数の光源部が略回転対称に点灯するように制御することを特徴とする露光装置用光照射装置の点灯制御方法。
（３０） 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、所定数の前記光源部をそれぞれ取付可能な複数のカセットと、該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、前記複数の光源部の点灯又は消灯を制御する制御部と、を備える露光装置用光照射装置の点灯制御方法であって、
前記制御部は、前記各カセット内における前記所定数の光源部のうち、略回転対称となる位置の前記光源部を交互に点灯するように制御することを特徴とする露光装置用光照射装置の点灯制御方法。
（３１） 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、
所定数の前記光源部の光がインテグレータレンズの入射面に入射されるように、前記所定数の光源部を支持する複数のカセットと、
前記全ての光源部の光が前記インテグレータレンズの入射面に入射されるように、前記複数のカセットが取り付けられるフレームと、
前記インテグレータレンズの下流側に配置され、各波長に対応した照度を計測する照度計と、
前記各発光部の点灯・消灯、及び照度を制御する制御部と、
を備え、前記所定数の光源部は、分光特性が異なる複数種類の光源部によって構成される露光装置用光照射装置の点灯制御方法であって、
前記制御部は、前記照度計で計測された各波長に対応した照度に基づいて、所定の波長において所望の照度が得られるように、前記カセット内の各光源部を制御することを特徴とする露光装置用光照射装置の点灯制御方法。
（３２） 前記所定数の光源部の各発光部は、分光特性が同じであり、
前記所定数の光源部は、その一部に波長カットフィルタを配置することで、分光特性が異なる複数種類の光源部を構成することを特徴とする（３１）に記載の露光装置用光照射装置の点灯制御方法。
なお、「照度」とは、１ｃｍ^２の面積が１秒間に受けるエネルギー［ｍＷ／ｃｍ^２］をいう。

本発明の露光装置用光照射装置、露光装置及び露光方法によれば、所定数の光源部を１つのカセットに取り付けユニット化して管理することで、ランプ交換時間及び装置のダウンタイムを短縮することができる。
また、カセットを用いることで、支持体に大きな曲面加工を行うことなく、全ての光源を単一の曲面上に配置することができる。

また、本発明の露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法によれば、制御部は、各カセット内における所定数の光源部が略回転対称に点灯するように制御したので、必要な照度に応じて消費電力を抑えて露光することができ、カセット毎の制御のため、基板の大きさ（世代）の変更やランプ灯数に関係なく、ランプの点灯を容易に制御することができる。

また、複数のカセットの所定数の光源部の各ランプが同一の点灯パターンで略回転対称に点灯するように制御することで、支持体内の全ての光源部が略回転対称に点灯する。これにより、露光面の照度分布を変化することなく、照度を変化させることができる。

さらに、本発明の露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法によれば、制御部は、各カセット内における所定数の光源部のうち、略回転対称となる位置の光源部を交互に点灯するように制御したので、必要な照度に応じて消費電力を抑えて露光することができ、カセット毎の制御のため、基板の大きさ（世代）の変更やランプ灯数に関係なく、ランプの点灯を容易に制御することができる。

また、複数のカセットの所定数の光源部が同一の点灯パターンで同時に点灯するように制御することで、全ての光源部のうち、略回転対称となる位置の光源部が交互に点灯する。これにより、露光面の照度分布を変化することなく、照度を変化させることができる。

さらに、本発明の露光装置用光照射装置及び露光装置によれば、発光部と反射光学系を含む所定数の光源部と、所定数の光源部の光がインテグレータレンズの入射面に入射されるように、光源部を支持するカセットと、を備え、所定数の光源部は、分光特性が異なる複数種類の光源部によって構成されるので、光源部を交換せずに、波長ごとの強度を自在に設定することができる。

また、所定数の光源部の各発光部は、分光特性が同じであり、所定数の光源部は、その一部に波長カットフィルタを配置することで、分光特性が異なる複数種類の光源部を構成する。これにより、光源部を交換せず、また、分光特性の異なる光源部を用いることなく、波長ごとの強度を自在に設定することができる。

また、カセットを複数備えるとともに、全ての光源部の光がインテグレータレンズの入射面に入射されるように、複数のカセットが取り付けられるフレームをさらに備えることで、光源部をユニット化して管理でき、光源部の交換時間及び装置のダウンタイムを短縮し、且つ、光源部の取り付け部品に大きな曲面加工を行わずに、全ての光源部を単一の曲面上に配置することができる。

また、本発明の露光装置用光照射装置の点灯制御方法及び露光方法によれば、露光装置用光照射装置は、発光部と反射光学系を含む複数の光源部と、所定数の光源部の光がインテグレータレンズの入射面に入射されるように、光源部を支持する複数のカセットと、全ての光源部の光がインテグレータレンズの入射面に入射されるように、複数のカセットが取り付けられるフレームと、インテグレータレンズの下流側に配置され、各波長に対応した照度を計測する照度計と、各発光部の点灯・消灯、及び照度を制御する制御部と、を備え、所定数の光源部は、分光特性が異なる複数種類の光源部によって構成される。そして、該制御方法では、制御部は、照度計で計測された各波長に対応した照度に基づいて、所定の波長において所望の照度が得られるように、カセット内の各光源部を制御する。これにより、必要な発光部を点灯、消灯又は照度制御して、露光に必要な波長成分における強度を自在に設定することができ、発光部の寿命を延ばすことができる。

本発明の第１実施形態に係る分割逐次近接露光装置を説明するための一部分解斜視図である。 図１に示す分割逐次近接露光装置の正面図である。 マスクステージの断面図である。 （ａ）は、照明光学系の光照射装置を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＩＶ´−ＩＶ´線に沿った断面図である。 （ａ）は、カセットを示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶ方向から見た断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＶ´方向から見たカセットの断面図をインテグレータレンズとともに示す図である。 カセットに取り付けられた光源部近傍の拡大断面図である。 ランプ押さえ機構の変形例を示すカセットの断面図である。 カセットが支持体に取り付けられた状態を示す要部拡大図である。 カセットを傾けて支持体に取り付ける状態を示す側面断面図である。 各光源部の出射面からインテグレータレンズの入射面までの距離を示す概略図である。 カセットを支持体に取り付けるためのカセット固定手段の変形例を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。 （ａ）は、カセットを支持体に取り付けるためのカセット固定手段の他の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は、カセットが支持体に取り付けられた状態を示す断面図である。 （ａ）は、カセットを支持体に取り付けるためのカセット固定手段のさらに他の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は、カセットが支持体に取り付けられた状態を示す断面図である。 各光源部の制御構成を示すための図である。 寿命時間検出手段を説明するための図である。 カセット内の光源部を纏めて管理する場合を説明するための図である。 エアにより各光源部を冷却する構造の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、カセット押さえカバーに形成された排気孔の例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、冷媒により各光源部を冷却する冷却路の設計例を示す図である。 カセット取り付け部にカセットと蓋部材を配置した一例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、カセットに取り付けられる光源部の配置を示す図である。 図２１（ａ）のカセットが取り付けられた支持体を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、光照射装置の点灯制御方法を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、カセット内の各光源部の点灯パターンを示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、光照射装置の他の点灯制御方法を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る各光源部の点灯制御方法の一例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る各光源部の点灯制御方法の一例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る各光源部の点灯制御方法の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３実施形態に係る各光源部の点灯制御方法の一例を示す図である。 第４実施形態の分割逐次近接露光装置の正面図である。 （ａ）は光照射装置を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ線に沿った断面図である。 （ａ）はカセットを示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図であり、（ｃ）は（ａ）の下面図である。 （ａ）は第４実施形態の変形例に係る光照射装置のカセットを示す正面図であり、（ｂ）は他の変形例に係る光照射装置のカセットを示す正面図であり、（ｃ）は（ａ）の光照射装置の光源部を部分的に消灯させた場合を示す図である。 本発明の第５実施形態にかかる近接スキャン露光装置の全体斜視図である。 近接スキャン露光装置を、照射部等の上部構成を取り除いた状態で示す上面図である。 近接スキャン露光装置のマスク配置領域における露光状態を示す側面図である。 （ａ）は、マスクとエアパッドとの位置関係を説明するための要部上面図であり、（ｂ）は、その断面図である。 近接スキャン露光装置の照射部を説明するための図である。 （ａ）は、図３８の光照射装置を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸＸＸＩＸ−ＸＸＸＩＸ線に沿った断面図である。 近接スキャン露光装置の照射部を説明するための図である。 （ａ）は、図４０の光照射装置を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸＸＸＸＩ−ＸＸＸＸＩ線に沿った断面図である。 本発明の支持体の変形例に係る概略断面図である。 本発明の支持体のカセット取り付け部の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の光照射装置、露光装置及び露光方法に係る各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、第１実施形態の分割逐次近接露光装置ＰＥは、マスクＭを保持するマスクステージ１０と、ガラス基板（被露光材）Ｗを保持する基板ステージ２０と、パターン露光用の光を照射する照明光学系７０と、を備えている。

なお、ガラス基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」と称する。）は、マスクＭに対向配置されており、このマスクＭに描かれたパターンを露光転写すべく表面（マスクＭの対向面側）に感光剤が塗布されている。

マスクステージ１０は、中央部に矩形形状の開口１１ａが形成されるマスクステージベース１１と、マスクステージベース１１の開口１１ａにＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能に装着されるマスク保持部であるマスク保持枠１２と、マスクステージベース１１の上面に設けられ、マスク保持枠１２をＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動させて、マスクＭの位置を調整するマスク駆動機構１６と、を備える。

マスクステージベース１１は、装置ベース５０上に立設される支柱５１、及び支柱５１の上端部に設けられるＺ軸移動装置５２によりＺ軸方向に移動可能に支持され（図２参照。）、基板ステージ２０の上方に配置される。

図３に示すように、マスクステージベース１１の開口１１ａの周縁部の上面には、平面ベアリング１３が複数箇所配置されており、マスク保持枠１２は、その上端外周縁部に設けられるフランジ１２ａを平面ベアリング１３に載置している。これにより、マスク保持枠１２は、マスクステージベース１１の開口１１ａに所定のすき間を介して挿入されるので、このすき間分だけＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能となる。

また、マスク保持枠１２の下面には、マスクＭを保持するチャック部１４が間座１５を介して固定されている。このチャック部１４には、マスクＭのマスクパターンが描かれていない周縁部を吸着するための複数の吸引ノズル１４ａが開設されており、マスクＭは、吸引ノズル１４ａを介して図示しない真空式吸着装置によりチャック部１４に着脱自在に保持される。また、チャック部１４は、マスク保持枠１２と共にマスクステージベース１１に対してＸ軸，Ｙ軸，θ方向に移動可能である。

マスク駆動機構１６は、マスク保持枠１２のＸ軸方向に沿う一辺に取り付けられる２台のＹ軸方向駆動装置１６ｙと、マスク保持枠１２のＹ軸方向に沿う一辺に取り付けられる１台のＸ軸方向駆動装置１６ｘと、を備える。

Ｙ軸方向駆動装置１６ｙは、マスクステージベース１１上に設置され、Ｙ軸方向に伸縮するロッド１６ｂを有する駆動用アクチュエータ（例えば、電動アクチュエータ等）１６ａと、ロッド１６ｂの先端にピン支持機構１６ｃを介して連結されるスライダ１６ｄと、マスク保持枠１２のＸ軸方向に沿う辺部に取り付けられ、スライダ１６ｄを移動可能に取り付ける案内レール１６ｅと、を備える。なお、Ｘ軸方向駆動装置１６ｘも、Ｙ軸方向駆動装置１６ｙと同様の構成を有する。

そして、マスク駆動機構１６では、１台のＸ軸方向駆動装置１６ｘを駆動させることによりマスク保持枠１２をＸ軸方向に移動させ、２台のＹ軸方向駆動装置１６ｙを同等に駆動させることによりマスク保持枠１２をＹ軸方向に移動させる。また、２台のＹ軸方向駆動装置１６ｙのどちらか一方を駆動することによりマスク保持枠１２をθ方向に移動（Ｚ軸回りの回転）させる。

さらに、マスクステージベース１１の上面には、図１に示すように、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを測定するギャップセンサ１７と、チャック部１４に保持されるマスクＭの取り付け位置を確認するためのアライメントカメラ１８と、が設けられる。これらギャップセンサ１７及びアライメントカメラ１８は、移動機構１９を介してＸ軸，Ｙ軸方向に移動可能に保持され、マスク保持枠１２内に配置される。

また、マスク保持枠１２上には、図１に示すように、マスクステージベース１１の開口１１ａのＸ軸方向の両端部に、マスクＭの両端部を必要に応じて遮蔽するアパーチャブレード３８が設けられる。このアパーチャブレード３８は、モータ、ボールねじ、及びリニアガイド等からなるアパーチャブレード駆動機構３９によりＸ軸方向に移動可能とされて、マスクＭの両端部の遮蔽面積を調整する。なお、アパーチャブレード３８は、開口１１ａのＸ軸方向の両端部だけでなく、開口１１ａのＹ軸方向の両端部に同様に設けられている。

基板ステージ２０は、図１及び図２に示すように、基板Ｗを保持する基板保持部２１と、基板保持部２１を装置ベース５０に対してＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に移動する基板駆動機構２２と、を備える。基板保持部２１は、図示しない真空吸着機構によって基板Ｗを着脱自在に保持する。基板駆動機構２２は、基板保持部２１の下方に、Ｙ軸テーブル２３、Ｙ軸送り機構２４、Ｘ軸テーブル２５、Ｘ軸送り機構２６、及びＺ−チルト調整機構２７と、を備える。

Ｙ軸送り機構２４は、図２に示すように、リニアガイド２８と送り駆動機構２９とを備えて構成され、Ｙ軸テーブル２３の裏面に取り付けられたスライダ３０が、装置ベース５０上に延びる２本の案内レール３１に転動体（図示せず）を介して跨架されると共に、モータ３２とボールねじ装置３３とによってＹ軸テーブル２３を案内レール３１に沿って駆動する。

なお、Ｘ軸送り機構２６もＹ軸送り機構２４と同様の構成を有し、Ｘ軸テーブル２５をＹ軸テーブル２３に対してＸ方向に駆動する。また、Ｚ−チルト調整機構２７は、くさび状の移動体３４，３５と送り駆動機構３６とを組み合わせてなる可動くさび機構をＸ方向の一端側に１台、他端側に２台配置することで構成される。なお、送り駆動機構２９，３６は、モータとボールねじ装置とを組み合わせた構成であってもよく、固定子と可動子とを有するリニアモータであってもよい。また、Ｚ−チルト調整機構２７の設置数は任意である。

これにより、基板駆動機構２２は、基板保持部２１をＸ方向及びＹ方向に送り駆動するとともに、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のギャップを微調整するように、基板保持部２１をＺ軸方向に微動且つチルト調整する。

基板保持部２１のＸ方向側部とＹ方向側部にはそれぞれバーミラー６１，６２が取り付けられ、また、装置ベース５０のＹ方向端部とＸ方向端部には、計３台のレーザー干渉計６３，６４，６５が設けられている。これにより、レーザー干渉計６３，６４，６５からレーザー光をバーミラー６１，６２に照射し、バーミラー６１、６２により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光とバーミラー６１，６２により反射されたレーザー光との干渉を測定して基板ステージ２０の位置を検出する。

図２及び図４に示すように、照明光学系７０は、複数の光源部７３を備えた光照射装置８０と、複数の光源部７３から射出された光束が入射されるインテグレータレンズ７４と、各光源部７３のランプ７１の点灯と消灯の切り替えを含む電圧制御可能な光学制御部７６と、インテグレータレンズ７４の出射面から出射された光路の向きを変える凹面鏡７７と、複数の光源部７３とインテグレータレンズ７４との間に配置されて照射された光を透過・遮断するように開閉制御する露光制御用シャッター７８と、を備える。なお、インテグレータレンズ７４は、照度分布を一様にする光学系であり、フライアイレンズでもよいし、ロッドインテグレータレンズでもよい。なお、インテグレータレンズ７４と露光面との間には、ＤＵＶカットフィルタ、偏光フィルタ、バンドパスフィルタが配置されてもよく、また、凹面鏡７７には、ミラーの曲率を手動または自動で変更可能なデクリネーション角補正手段が設けられてもよい。

図４〜図６に示すように、照明光学系７０の光照射装置８０は、分光特性がそれぞれ同じである、発光部としての超高圧水銀ランプ７１と、このランプ７１から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系としての反射鏡７２と、をそれぞれ含む複数の光源部７３と、複数の光源部７３のうち、所定数の光源部７３をそれぞれ取り付け可能な複数のカセット８１と、複数のカセット８１を取り付け可能な支持体８２と、を備える。発光部としては、超高圧水銀ランプ７１の代わりに、ハロゲンランプやＬＥＤなどが適用されてもよい。

なお、照明光学系７０において、１６０Ｗの超高圧水銀ランプ７１を使用した場合、第６世代のフラットパネルを製造する露光装置では３７４個の光源部、第７世代のフラットパネルを製造する露光装置では５７２個の光源部、第８世代のフラットパネルを製造する露光装置では、７７４個の光源部が必要とされる。但し、本実施形態では、説明を簡略化するため、図４に示すように、α方向に３段、β方向に２列の計６個の光源部７３が取り付けられたカセット８１を３段×３列の計９個配した、５４個の光源部７３を有するものとして説明する。なお、カセット８１や支持体８２は、光源部７３の配置をα、β方向に同数とした正方形形状も考えられるが、α、β方向に異なる数とした長方形形状が適用される。また、本実施形態の光源部７３では、反射鏡７２の開口部７２ｂが略正方形形状に形成されており、四辺がα、β方向に沿うように配置されている。

各カセット８１は、所定数の光源部７３を支持する光源支持部８３と、光源支持部８３に支持された光源部７３を押さえて、該光源支持部８３に取り付けられる凹状のランプ押さえカバー（カバー部材）８４と、を備えた略直方体形状に形成されており、それぞれ同一構成を有する。

光源支持部８３には、光源部７３の数に対応して設けられ、光源部７３からの光を発光する複数の窓部８３ａと、該窓部８３ａのカバー側に設けられ、反射鏡７２の開口部７２ａ（又は、反射鏡７２が取り付けられる反射鏡取り付け部の開口部）を囲うランプ用凹部８３ｂと、が形成される。また、該窓部８３ａの反カバー側には、複数のカバーガラス８５がそれぞれ取り付けられている。なお、カバーガラス８５の取り付けは任意であり、設けられなくてもよい。

各ランプ用凹部８３ｂの底面は、光源部７３の光を照射する照射面（ここでは、反射鏡７２の開口面７２ｂ）と、光源部７３の光軸Ｌとの交点ｐが、各α、β方向において単一の曲面、例えば、球面ｒ上に位置するように、平面又は曲面（本実施形態では、平面）に形成される。

ランプ押さえカバー８４の底面には、光源部７３の後部に当接する当接部８６が設けられており、各当接部８６には、モータやシリンダのようなアクチュエータ、ばね押さえ、ねじ止め等によって構成されるランプ押さえ機構８７が設けられている。これにより、各光源部７３は、反射鏡７２の開口部７２ａを光源支持部８３のランプ用凹部８３ｂに嵌合させ、ランプ押さえカバー８４を光源支持部８３に取り付け、ランプ押さえ機構８７によって光源部７３の後部を押さえつけることで、カセット８１に位置決めされる。従って、図５（ｃ）に示すように、カセット８１に位置決めされた所定数の光源部７３の光が照射する各照射面から、所定数の光源部７３の光が入射されるインテグレータレンズ７４の入射面までの各光軸Ｌの距離が略一定となる。また、光源支持部８３とランプ押さえカバー８４との間の収納空間内では、隣接する光源部７３の反射鏡７２の背面７２ｃは直接対向しており、光源部７３、ランプ押さえ機構８７等以外には該収納空間内の空気の流れを遮るものがなく、良好な空気の流動性が与えられる。

なお、ランプ押さえ機構８７は、当接部８６毎に設けられてもよいが、図７に示すように、ランプ押さえカバー８４の側壁に形成されてもよい。この場合にも、当接部８６は、各光源部７３に個々に設けられてもよいが、２つ以上の光源部７３の後部に当接するようにしてもよい。

また、支持体８２は、複数のカセット８１を取り付ける複数のカセット取り付け部９０を有する支持体本体９１と、該支持体本体９１に取り付けられ、各カセット８１の後部を覆う支持体カバー９２と、を有する。

図８に示すように、各カセット取り付け部９０には、光源支持部８３が臨む開口部９０ａが形成され、該開口部９０ａの周囲には、光源支持部８３の周囲の矩形平面が対向する平面９０ｂを底面としたカセット用凹部９０ｃが形成される。また、支持体本体９１のカセット用凹部９０ｃの周囲には、カセット８１を固定するためのカセット固定手段９３が設けられており、本実施形態では、カセット８１に形成された凹部８１ａに係合されて、カセット８１を固定する。

なお、図９に示すように、カセット８１は、カセット固定手段９３によって固定される際、傾けておいてカセット取り付け部９０に組み付けたほうが、光源部７３が倒れにくく組み付けやすい。

α方向或いはβ方向に並ぶカセット用凹部９０ｃの各平面９０ｂは、各カセット８１の
全ての光源部７３の光を照射する照射面と、光源部７３の光軸Ｌとの交点ｐが、各α、β方向において単一の曲面、例えば、球面ｒ上に位置するように（図１０参照。）、所定の角度γで交差するように形成される。

従って、各カセット８１は、これら光源支持部８３を各カセット取り付け部９０のカセット用凹部９０ｃに嵌合させて位置決めした状態で、カセット固定手段９３をカセット８１の凹部８１ａに係合させることで、支持体８２にそれぞれ固定される。そして、これら各カセット８１が支持体本体９１に取り付けられた状態で、該支持体本体９１に支持体カバー９２が取り付けられる。従って、図１０に示すように、各カセット８１に位置決めされた全ての光源部７３の光が照射する各照射面と、全ての光源部７３から照射される光のうち、略８０％〜１００％の光が入射されるインテグレータレンズ７４の入射面までの各光軸Ｌの距離も略一定となる。

なお、図８に示すようなカセット固定手段９３の代わりに、図１１に示すように、カセット８１の対向する二辺に貫通孔８３ｃまたは側面に臨む溝部を設け、カセット固定手段としての円柱部材９３ａを、貫通孔８３ｃを介して支持体本体９１の凹部９１ｂに挿入することで、カセット８１が固定されてもよい。なお、貫通孔やカセット固定手段は、対向する二辺の中間部に設けられているが、例えば、カセット８１の四隅に設けられてもよい。また、カセット固定手段は、円柱部材９３ａの代わりに、多角形部材であってもよく、それに応じて貫通孔８３ｃや凹部９１ｂの形状を変更すればよい。また、図１１に示すようなカセット固定手段は、図８に示すカセット固定手段９３と共に用いることができる。

或いは、図１２（ａ）に示すように、カセット８１の四隅にカセット固定手段としての円柱突起９３ｂまたは多角形突起を設け、図１２（ｂ）に示すように、支持体本体９１側に形成された穴部または溝部９１ｃと嵌合させてアライメントするようにしてもよい。または、図１３（ａ）に示すように、カセット８１の対向する二辺にホゾ９３ｃを形成し、図１３（ｂ）に示すように、支持体本体９１側に形成された穴部または溝部９１ｄと嵌合させてアライメントするようにしてもよい。なお、ホゾ９３ｃは、組付け性から二辺に設けられることが好ましいが、図１３（ａ）の一点鎖線に示すように、ホゾ９３ｃは、残りの対向する二辺にも設けられても良い。また、図１２（ａ）に示す円柱突起９３ｂや図１３（ａ）に示すホゾ９３ｃを支持体本体９１側に設け、穴部や溝部をカセット８１側に設ける構成であってもよい。さらに、図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示すカセット固定手段も、図８に示すカセット固定手段９３と共に用いることができる。

また、図１４に示すように、各カセット８１の光源部７３には、ランプ７１に電力を供給する点灯電源９５及び制御回路９６が個々に接続されており、各光源部７３から後方に延びる各配線９７は、各カセット８１に設けられた少なくとも一つのコネクタ９８に接続されてまとめられている。そして、各カセット８１のコネクタ９８と、支持体８２の外側に設けられた光学制御部７６との間は、他の配線９９によってそれぞれ接続される。これにより、光学制御部７６は、各ランプ７１の制御回路９６に制御信号を送信し、各ランプ７１の点灯又は消灯、及び該点灯時にランプ７１に供給する電圧を制御する電圧制御を行う。
なお、各光源部７３の点灯電源９５及び制御回路９６は、カセット８１に集約して設けられてもよいし、カセットの外部に設けられてもよい。また、ランプ押さえカバー８４の当接部８６は、各光源部７３からの各配線９７と干渉しないように形成されている。

さらに、図１５に示すように、ランプ７１毎にヒューズ９４ａを含む寿命時間検出手段９４を設けて、タイマ９６ａによって点灯時間をカウントし、定格の寿命時間が来た段階でヒューズ９４ａに電流を流してヒューズ９４ａを切断する。従って、ヒューズ９４ａの切断の有無を確認することで、ランプ７１を定格の寿命時間使用しているかどうかを検出することができる。なお、寿命時間検出手段９４は、ヒューズ９４ａを含むものに限定されるものでなく、ランプ交換のメンテナンス時にランプ７１を定格の寿命時間使用したかが一目でわかるようなものであればよい。例えば、ランプ７１毎にＩＣタグを配置して、ＩＣタグによってランプ７１を定格の寿命時間使用したかどうか確認できるもの、或いは、ランプ７１の使用時間が確認できるようにしてもよい。

また、図１４では、点灯電源９５及び制御回路９６は、各光源部７３毎に設けているが、複数の光源部７３毎に１つ設けるようにし、カセット８１内の光源部７３を所定数ずつ纏めて管理するようにしてもよい。例えば、図１６に示すようなカセット８１内に２４個の光源部７３を有する場合、４個の光源部７３毎に点灯電源９５及び制御回路９６を設けて、４個の光源部７３を同期して制御するようにしてもよい。

また、光照射装置８０の各光源部７３、各カセット８１、及び支持体８２には、各ランプ７１を冷却するための冷却構造が設けられている。具体的に、図６に示すように、各光源部７３のランプ７１と反射鏡７２が取り付けられるベース部７５には、冷却路７５ａが形成されており、カセット８１の各カバーガラス８５には、一つ又は複数の貫通孔８５ａが形成されている。また、カセット８１のランプ押さえカバー８４の底面には、複数の排気孔（連通孔）８４ａが形成され（図５（ｃ）参照。）、支持体８２の支持体カバー９２にも、複数の排気孔９２ａが形成されている（図４（ｃ）参照。）。また、各排気孔９２ａには、支持体８２の外部に形成されたブロアユニット（強制排気手段）７９が排気管７９ａを介して接続されている。従って、ブロアユニット７９によって支持体８２内のエアを引いて排気することで、カバーガラス８５の貫通孔８５ａから吸引された外部のエアが、矢印で示した方向へランプ７１と反射鏡７２との間の隙間Ｓを通過し、光源部７３のベース部７５に形成された冷却路７５ａへ導かれて、エアにより各光源部７３の冷却を行っている。

なお、強制排気手段としては、ブロアユニット７９に限定されるものでなく、ファン、インバータ、真空ポンプ等、支持体８２内のエアを引くものであればよい。また、ブロアユニット７９によるエアの排気は、後方からに限らず、上方、下方、左方、右方のいずれの側方からでもよい。例えば、図１７に示すように、支持体の側方に接続された複数の排気管７９ａをダンパー７９ｂを介してブロアユニット７９にそれぞれ接続するようにしてもよい。

また、ランプ押さえカバー８４に形成される排気孔８４ａは、図５（ｃ）に示すように底面に複数形成されてもよいし、図１８（ａ）に示すように底面の中央に形成されてもよく、図１８（ｂ）、（ｃ）に示すように長手方向、短手方向の側面に形成されてもよい。また、排気孔８４ａの他、ランプ押さえカバー８４の開口縁から切欠いた連通溝を形成することで、光源支持部８３とランプ押さえカバー８４との間の収納空間と外部とを連通してもよい。
なお、ランプ押さえカバー８４は、複数のフレームにより構成される骨組構造とし、該フレームに連通孔や連通溝が形成されたカバー板を別途取り付けることで、連通孔や連通溝を構成するようにしてもよい。

さらに、支持体本体９１の周縁には、水冷管（冷却用配管）９１ａが設けられており、水ポンプ６９によって水冷管９１ａ内に冷却水を循環させることでも、各光源部７３を冷却している。なお、水冷管９１ａは、図４に示すように、支持体本体９１内に形成されてもよいし、支持体本体９１の表面に取り付けられても良い。また、上記排気式の冷却構造と水冷式の冷却構造は、いずれか一つのみ設けられてもよい。また、水冷管９１ａは、図４に示すような配置に限定されるものでなく、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように水冷管９１ａを全てのカセット８１の周囲を通るように配置、又は、全てのカセット８１の周囲の一部を通るようにジグザグに配置して、冷却水を循環させてもよい。

このように構成された露光装置ＰＥでは、照明光学系７０において、露光時に露光制御用シャッター７８が開制御されると、超高圧水銀ランプ７１から照射された光が、インテグレータレンズ７４の入射面に入射される。そして、インテグレータレンズ７４の出射面から発せられた光は、凹面鏡７７によってその進行方向が変えられるとともに平行光に変換される。そして、この平行光は、マスクステージ１０に保持されるマスクＭ、さらには基板ステージ２０に保持される基板Ｗの表面に対して略垂直にパターン露光用の光として照射され、マスクＭのパターンＰが基板Ｗ上に露光転写される。

ここで、光源部７３を交換する際には、カセット８１毎に交換される。各カセット８１では、所定数の光源部７３が予め位置決めされ、且つ、各光源部７３からの配線９７がコネクタ９８に接続されている。このため、交換が必要なカセット８１を支持体８２の光が出射される方向とは逆方向から取り外し、新しいカセット８１を支持体８２のカセット用凹部９０ｂに嵌合させて支持体８２に取り付けることで、カセット８１内の光源部７３のアライメントを完了する。また、コネクタ９８に他の配線９９を接続することで、配線作業も完了するので、光源部７３の交換作業を容易に行うことができる。また、カセット交換の際には装置を止める必要がある。理由としては、カセット８１には複数のランプ（９個以上）が配置されており、カセット一つ一つが露光面での照度分布に大きく寄与するためである。しかしながら、前述したように複数のカセット８１を交換する場合であっても作業が容易で且つ交換時間自体も短くすることができるため、有用な方法である。

また、カセット８１の光源支持部８３が、所定数の光源部７３の光が照射する各照射面と、所定数の光源部の光が入射されるインテグレータレンズ７４の入射面までの各光軸Ｌの距離が略一定となるように形成され、支持体８２の複数のカセット取り付け部９０は、全ての光源部７３の光が照射する各照射面と、全ての光源部７３から照射される光のうち、略８０〜１００％の光が入射されるインテグレータレンズ７４の入射面までの各光軸Ｌの距離が略一定となるように形成されている。このため、カセット８１を用いることで、支持体８２に大きな曲面加工を行うことなく、全ての光源部７３の照射面を単一の曲面上に配置することができる。

具体的に、支持体８２の複数のカセット取り付け部９０は、カセット８１の光源支持部８３が臨む開口部９０ａと、光源支持部８３の周囲に形成された平面部と当接する平面９０ｂと、をそれぞれ備え、所定の方向に並んだ複数のカセット取り付け部９０の各平面９０ｂは、所定の角度で交差しているので、カセット取り付け部９０が簡単な加工で、所定数の光源部７３の光が照射する各照射面と、インテグレータレンズ７４の入射面までの各光軸Ｌの距離が略一定となるように形成することができる。

また、支持体８２のカセット取り付け部９０は、平面９０ｂを底面とした凹部９０ｃに形成され、カセット８１は、カセット取り付け部９０の凹部９０ｃに嵌合されるので、カセット８１を支持体８２にがたつきなく固定することができる。

また、カセット８１は、光源支持部８３に支持された所定数の光源部７３を囲った状態で、光源支持部８３に取り付けられるランプ押さえカバー８４を有し、光源支持部８３とランプ押さえカバー８４との間の収納空間内において、隣接する光源部７３の反射鏡７２の背面７２ｃは直接対向しているので、収納空間内において良好な空気の流動性が与えられ、各光源部７３を冷却する際に、収納空間内のエアを効率的に排気することができる。

また、ランプ押さえカバー８４には、収納空間とランプ押さえカバー８４の外部とを連通する連通孔８４ａが形成されているので、簡単な構成でカセット８１の外部へエアを排気することができる。

さらに、支持体８２には、各光源部７３を冷却するため、冷却水が循環する水冷管９１ａが設けられているので、冷却水によって各光源部７３を効率的に冷却することができる。

また、各光源部７３の光が照射する各照射面に対して後方及び側方の少なくとも一方から支持体８２内のエアを強制排気するブロアユニット７９を有するので、支持体８２内のエアを循環させることができ、各光源部７３を効率的に冷却することができる。

また、露光する品種（着色層、ＢＭ、フォトスペーサ、光配向膜、ＴＦＴ層等）、または同品種でのレジストの種類によっては必要な露光量が異なるため、図２０に示すように、支持体８２の複数のカセット取り付け部９０にカセット８１をすべて取り付ける必要がない場合がある。この場合には、カセット８１が配置されないカセット取り付け部９０には、蓋部材８９が取り付けられ、蓋部材８９には、カバーガラス８５の貫通孔８５ａと同じ径で、同じ個数の貫通孔８９ａが形成される。これにより、外部のエアが、カバーガラス８５の貫通孔８５ａに加え、蓋部材８９の貫通孔８９ａからも吸引される。従って、カセット８１がすべてのカセット取り付け部９０に取り付けられない場合であっても、蓋部材８９を配置することでカセット８１がすべてのカセット取り付け部９０に配置された場合と同様の空気の流動性が与えられ、光源部７３の冷却が行われる。
なお、各光源部７３を確実に冷却するため、すべてのカセット取り付け部９０にカセット８１または蓋部材８９が取り付けられていない状態では、光照射装置８０を運転できないようにロックしてもよい。

なお、上記実施形態では、説明を簡略化するため、α方向に３段、β方向に２列の計６個の光源部７３が取り付けられたカセット８１を例に挙げたが、実際にはカセット８１に配置される光源部７３は８個以上であり、図２１（ａ）及び（ｂ）に示されるような配置で点対称又は線対称でカセット８１に取り付けられる。即ち、光源部７３をα方向、β方
向で異なる数として配置しており、カセット８１の光源支持部８３に取り付けられた最外周に位置する光源部７３の中心を四辺で結んだ線が長方形形状をなす。また、各カセット８１が取り付けられる支持体８２のカセット取り付け部９０は、図２２に示すように互いに直交するα、β方向に配置される各個数ｎ（ｎ：２以上の正の整数）を一致させて長方形形状に形成されている。ここで、この長方形形状は後述するインテグレータエレメントの各レンズエレメントの縦横毎の入射開口角比に対応させ、カセットの行数、列数を同数とした場合が最も効率が良いが異数でも良い。

ここで、インテグレータレンズ７４の各レンズエレメントのアスペクト比（縦／横比）は、露光領域のエリアのアスペクト比に対応して決定されている。また、インテグレータレンズの各々のレンズエレメントは、その入射開口角以上の角度から入射される光を取り込むことができない構造となっている。つまり、レンズエレメントは長辺側に対して短辺側の入射開口角が小さくなる。このため、支持体８２に配置された光源部７３全体のアスペクト比（縦／横比）を、インテグレータレンズ７４の入射面のアスペクト比に対応した長方形形状の配置とすることで、光の使用効率が良好となる。

このように構成された分割逐次近接露光装置ＰＥでは、必要な照度に応じて、光学制御部７６によって各光源部７３のランプ７１をカセット８１毎に点灯、消灯、または電圧制御することにより照度を変化させる。即ち、光学制御部７６は、各カセット８１内における所定数の光源部７３のランプ７１が点対称に点灯するように制御するとともに、複数のカセット８１の所定数の光源部７３のランプ７１が同一の点灯パターンで点対称に点灯するように制御することで、支持体８２内の全ての光源部７３が点対称に点灯する。例えば、図２３（ａ）は、各カセット８１の１００％のランプ７１（本実施形態では、２４個）を点灯させる場合を示し、図２３（ｂ）は、各カセット８１の全てのランプ７１の７５％（本実施形態では、１８個）を点灯させる場合を示し、図２３（ｃ）は、各カセット８１の全てのランプ７１の５０％（本実施形態では、１２個）を点灯させる場合を示し、図２３（ｄ）は、各カセット８１の全てのランプ７１の２５％（本実施形態では、６個）を点灯させる場合を示している。これにより、露光面の照度分布を変化することなく、照度を変化させることができ、また、カセット毎に同時制御のため、基板の大きさ（世代）の変更やランプ灯数に関係なく、ランプ７１の点灯を容易に制御することができる。

また、光学制御部７６は、全点灯の場合は別として、所望の照度に応じて点灯するランプ７１の数がそれぞれ異なる、カセット８１内の各光源部７３のランプ７１の点灯又は消灯を点対称に制御する複数（本実施形態では、４つ）の点灯パターンをそれぞれ有する複数（本実施形態では、３つ）の点灯パターン群を有する。具体的に、図２４（ａ）に示すように、カセット８１内の７５％のランプ７１を点灯する第１のパターン群は、Ａ１〜Ｄ１の４つのパターンを有する。また、図２４（ｂ）に示すように、カセット８１内の５０％のランプ７１を点灯する第２のパターン群は、Ａ２〜Ｄ２の４つのパターンを有する。さらに、図２４（ｃ）に示すように、カセット８１内の２５％のランプ７１を点灯する第３のパターン群は、Ａ３〜Ｄ３の４つの点灯パターンを有する。これら各点灯パターンＡ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３はすべてカセット８１内のランプ７１が点対称に点灯するように設定されている。なお、図２３及び図２４において、光源部７３に網掛けをいれたものは消灯したランプ７１を示している。

そして、光学制御部７６は、所望の照度に応じて、第１〜第３点灯パターン群のいずれかの点灯パターン群を選択するとともに、選択された点灯パターン群のうちのいずれかの点灯パターンが選択される。この点灯パターンの選択は、選択された点灯パターン群の複数の点灯パターンを所定のタイミングで複数のカセット８１同時に順に切り替えるようにしてもよい。あるいは、該選択は、各光源部７３のランプ７１の点灯時間に基づいて、具体的には、点灯時間の最も少ない点灯パターンを選択するようにしてもよい。このような点灯パターンの切り替えや選択により、ランプの点灯時間を均一にすることができる。

なお、点灯時間の最も少ない点灯パターンとは、点灯時間の最も少ない光源部７３のランプ７１を含む点灯パターンとしてもよいし、点灯すべき光源部７３のランプ７１の点灯時間の合計が最も少ない点灯パターンであってもよい。さらに、光学制御部７６は、各光源部７３のランプ７１の点灯時間、及び点灯時に供給された電圧に基づいて各光源部７３のランプ７１の残存寿命を計算し、該残存寿命に基づいて点灯パターンを選択するようにしてもよい。さらに、残存寿命が短いランプ７１を含む点灯パターンを避けるように、点灯パターンを切り替えるようにしてもよい。

また、所望の照度が、第１〜第３の点灯パターン群により得られる照度と異なるとき、所望の照度に近い照度が得られる点灯パターン群を選択するとともに、点灯する光源部７３のランプ７１に供給する電圧を定格以上又は定格以下に調整する。例えば、所望の照度が１００％点灯時の６０％の照度である場合には、５０％点灯の点灯パターン群のいずれかの点灯パターンを選択し、該点灯する光源部７３のランプ７１の電圧を上げることで与えられる。

さらに、全てのカセット８１の点灯するランプ７１の電圧を等しく調整すると所望の照度からずれてしまう場合には、点対称に配置された位置の各カセット８１のランプ７１の電圧は等しくなるように調整しつつ、カセット８１の位置に応じて異なる電圧を印加するようにしてもよい。具体的には、図２３において、周囲に位置する各カセット８１のランプ７１の電圧は等しく調整しつつ、中央に位置するカセット８１のランプの電圧を、周囲に位置する各カセット８１のランプ７１の電圧と異なるように調整する。これにより、露光面の照度分布を変化することなく、所望の照度に微調整することが可能である。

また、一部のカセット８１のみを、新しいランプ７１を備えたカセット８１に交換した場合には、残りのカセット８１のランプ７１の点灯に併せて交換したカセット８１のランプ７１を点対称に点灯させる。その際、新しいカセット８１のランプ７１から出射される照度は残りのカセット８１のランプ７１から出射される照度よりも強い傾向がある。このため、点対称に配置された位置の各カセット８１のランプ７１から出射される照度が均一となるように、新しいカセット８１の各ランプ７１の電圧を下げるように調整する。

従って、本実施形態によれば、必要な照度に応じて、所望のランプ７１だけを点灯することで、消費電力を抑え、また、ＮＤフィルタ等の光学部品が不要となり、コストダウンを図ることができるとともに、点対称にランプ７１を点灯又は消灯することで、露光面の照度分布低下を防止することができる。さらに、カセット毎に点対称にランプ７１を点灯又は消灯するので、基板の大きさ（世代）の変更やランプ灯数に関係なく、ランプ７１の点灯を容易に制御することができる。

また、制御部７６は、カセット内の所定数の光源部７３のうち、点灯する光源部７３のランプ７１の数が異なる複数の点灯パターン群を備えるとともに、各点灯パターン群は、光源部７３のランプ７１が点対称に点灯する複数の点灯パターンＡ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２、Ａ３〜Ｄ３をそれぞれ有するので、点灯パターンを切り替えて使用することで、カセット８１内の各ランプ７１の点灯時間を均一化することができる。これにより、各光源部７３のランプ７１の使用頻度に偏りが無くなり、カセット８１の交換までの間隔が長くなり、光源部７３の交換による装置のダウンタイムを短縮することができる。

さらに、各光源部のランプ７１の点灯時間をカウントするタイマ９６ａをさらに備え、光学制御部７６は、所望の照度に応じて、複数の点灯パターン群のいずれかを選択するとともに、選択された点灯パターン群のうち、光源部７３の点灯時間に基づいて点灯パターンを選択するようにしたので、カセット８１内の各ランプ７１の点灯時間を均一化することができる。

加えて、所望の照度が、複数の点灯パターン群により得られる照度と異なるとき、前記所望の照度に近い照度が得られる点灯パターン群を選択するとともに、点灯する光源部に供給する電圧を調整するようにしたので、点灯パターンに関わらず、照度を任意に設定することができる。

なお、ランプ７１の点灯又は消灯する制御としては、図示しない照度計で測定された実照度と予め設定された適正照度とを比較することによって実照度の過不足を判定するとともに、実照度の過不足を解消するようにランプ７１の電圧を上げるように、制御回路９６または光学制御部７６を制御してもよい。

また、本実施形態において、フィルタ等の光学部品を用いる場合には、フィルタによって低下する照度分布を改善するようにランプ７１の電圧又は電力を上げるようにすればよい。
さらに、本実施形態では、光学制御部７６は、ランプ７１に供給する電圧を制御するようにしたが、電力を制御するようにしてもよい。

なお、本実施形態では、各カセット８１内における所定数のランプ７１が点対称に点灯し、支持体８２内における全てのランプ７１が点対称に点灯する場合を示したが、後述の実施形態も含め、本発明は、各カセット８１内における所定数のランプ７１が略回転対称に点灯する場合、さらに、支持体８２内における全てのランプ７１が略回転対称に点灯する場合にも、本実施形態と同様の効果を奏する。また、回転対称に点灯とは、３６０度／ｎ度回転させた際に、回転前の点灯パターンと重なる位置のランプ７１が点灯することを意味するが、本発明は、カセット８１内や支持体８２内でのランプ７１の配列によって若干点灯箇所がずれている場合も略回転対称（１８０度回転する場合は略点対称）に点灯する場合も含まれる。

加えて、本実施形態では、光学制御部７６は、各カセット８１内における所定数のランプ７１が略回転対称に点灯するようにカセット８１毎に制御しているが、図２５（ａ）及び（ｂ）に示すように、カセット８１毎に、互いに等しい数のランプ７１ずつ略回転対称（ここでは、点対称）となる位置のランプ７１を交互に点灯するように制御し、かつ、各カセット８１の所定数のランプ７１を同一の点灯パターンで同時に点灯するように制御することで、全てのランプ７１のうち、略回転対称となる位置のランプ７１を交互に点灯する。これにより、露光面の照度分布を変化することなく、照度を変化させることができ、露光ムラを防止することができる。
また、この場合の略回転対称となる位置のランプ７１を交互に点灯するとは、回転対称となる位置のランプ７１と若干ずれている箇所のランプ７１を交互に点灯する場合も含まれる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態として、第１実施形態の分割逐次近接露光装置ＰＥを用いた露光方法について説明する。なお、本実施形態の露光装置は、第１実施形態の露光装置と基本的構成を同一とするため、同一部分又は相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

上記実施形態の分割逐次近接露光装置ＰＥは、光照射装置８０の照度を変化させることにより様々なレジストの感度特性に対応することができる。露光量は、照度と時間の積によって算出されるため、照度または時間を変更することで、適切な露光量を得ることができるが、タクトタイム短縮のため時間は短く設定されており、さらなる時間による変更は難しい。このため、照度を変更して適切な露光量を得るため、通常、減光（ＮＤ）フィルタ等を用いて、低照度を実現している。この場合、無駄な消費電力が発生してしまい、また、ＮＤフィルタ等の光学部品が必要となっていた。

そこで、本実施形態では、必要な照度に応じて、光学制御部７６によって各光源部７３のランプ７１を個別に点灯、消灯、または電圧制御することにより照度を変化させる。例えば、各ランプ７１の電圧を定格以下に電圧制御することで、照度を変化させてもよく、ランプ７１の一部を消灯することにより照度を変化させてもよい。また、ランプ７１を点灯又は消灯により照度を制御する場合には、配置されているランプ７１を線対称或いは点対称に点灯させることにより、露光面の照度分布を変化することなく、照度を変化させることができる。

具体的には、図２６（ａ）及び（ｂ）に示すように、カセット８１内のランプ７１毎に線Ａに対して線対称にランプ７１を点灯又は消灯させるようにしてもよく、図２７（ａ）に示すように、カセット８１内のランプ７１を全て点灯又は消灯するように線Ａに対して線対称にカセット毎にランプ７１を点灯又は消灯させるようにしてもよい。なお、図２７（ｂ）に示すように、カセット８１毎に線Ｂに対してランプ７１を線対称又は点Ｑに対してランプ７１を点対称に点灯又は消灯するようにしてもよい。また、α、β方向に配置されるカセット８１の個数が偶数の場合には、図２８（ａ）及び（ｂ）に示すように、カセット８１毎に点Ｑに対してランプ７１を点対称に点灯又は消灯するようにしてもよい。なお、図２６〜図２８中、光源部７３に網掛けを入れたものは消灯したランプ７１を示している。

従って、本実施形態によれば、必要な照度に応じて、必要最低限のランプ７１を点灯することで、消費電力を抑え、また、ＮＤフィルタ等の光学部品が不要となり、コストダウンを図ることができるとともに、線対称又は点対称にランプ７１を点灯又は消灯することで、露光面の照度分布低下を防止することができる。なお、ランプ７１は、点対称を含む回転対称に点灯又は消灯するように制御することで、露光面の照度分布低下を防止する効果を奏する。即ち、所定の点を中心に１回転させたときに、点灯箇所が一致するような点灯・消灯制御であればよく、例えば、縦横等しい個数で正方形形状にランプ７１が配置されているような場合に、９０度回転させたときに、点灯箇所が一致するような場合を含む。

なお、ランプ７１の点灯又は消灯する制御としては、図示しない照度計で測定された実照度と予め設定された適正照度とを比較することによって実照度の過不足を判定するとともに、実照度の過不足を解消するようにランプ７１を点灯し、或いは消灯するように、制御回路９６または光学制御部７６を制御してもよい。さらに、露光時間をカウントし、予め設定された適正照度を維持するように、露光タイミングによって各ランプ７１を点灯又は消灯するように制御してもよい。

また、本実施形態では、必要最低限のランプ７１を点灯して、フィルタ等の光学部品を不要とすることができるが、フィルタを用いる場合には、フィルタによって低下する照度分布を改善するようにランプ７１を点灯すればよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態として、光照射装置８０のランプ７１の点灯又は消灯する制御方法の一例について図２９を参照して説明する。なお、本実施形態の露光装置は、第１実施形態の露光装置と基本的構成を同一とするため、同一部分又は相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

本実施形態では、図２９に示すように、同期して点灯／消灯できるランプ７１において、点灯するランプ７１の領域を時間で管理し、露光動作中、または、非露光動作中（例えば、基板ローディング中やショット間）に所定のタイミングで該領域を順次変化させる。また、この場合にも、第１実施形態と同様、露光面の照度分布が変化しないように、カセット８１内のランプ７１毎に点Ｑに対してランプ７１を点対称に点灯又は消灯する。これにより、一様な照度を維持しながら、ランプ７１の使用頻度が偏ることなく点灯・消灯を容易に管理できる。また、前記所定のタイミングは、シャッターが閉まっているタイミングが好ましく、該領域は線対称であっても良い。

なお、各超高圧水銀灯であるランプ７１は、通電すると徐々に照度を上げて点灯状態、又は通電を遮断すると徐々に照度を下げて消灯状態となる。このため、例えば図２９（ａ）から図２９（ｂ）の状態に移行する際に、点灯制御されたランプ７１と消灯制御されたランプ７１が共に点灯しているタイミングが実際に存在する。従って、このような移行過程の照度を考慮して点灯・消灯タイミングを制御してもよく、或いは、図示しないシャッターを用いてランプ７１の点灯・消灯を切替えてもよい。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態として、露光装置用光照射装置及びその点灯制御方法、並びに露光装置及び露光方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態の露光装置は、第１実施形態の露光装置と基本的構成を同一とするため、同一部分又は相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

図３０に示すように、本実施形態では、凹面鏡７７の一部には、開口７７ａが形成されており、開口７７ａの後方には、ｇ線、ｈ線、ｉ線、ｊ線、ｋ線等における各波長の照度を測定する各照度計２７９が設置されている。

また、図３１および３２に示すように、カセット８１には、所望のランプ７１に対応する前面に、波長カットフィルタ２８６が配置されている。波長カットフィルタ２８６としては、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタのいずれであってもよく、所望の波長の強度を落とすＮＤ（減光）フィルタであってもよい。なお、波長カットフィルタ２８６は、点対称に設置することが好ましく、この実施形態では、上段の６個のランプと下段の６個のランプに取り付けられている（図３１および３２の斜線部分）。これにより、カセット８１には、分光特性が異なる２種類の光源部７３が構成される。以下、波長カットフィルタ２８６が取り付けられた光源部７３をフィルタ付き光源部７３Ａ、波長カットフィルタ２８６を有しない光源部７３をフィルタ無し光源部７３Ｂと称す。

また、光学制御部７６では、フィルタ付き光源部７３Ａとフィルタ無し光源部７３Ｂの各分光特性、特に、各波長のピーク高さをあらかじめ測定しておき、データベースとして保存しておく。なお、光源部７３Ａ，７３Ｂは、ランプ７１を使用し続けると分光特性が変化するので、露光を行っていない状態で、各光源部７３Ａ，７３Ｂの各波長における照度を測定しておく。

このように構成された光照射装置８０では、照度計２７９で測定した結果を元に、データベースを参照し、各光源部７３Ａ，７３Ｂの点灯するランプ７１のパワー、個数を決定する。ここで、点灯するランプ７１の個数が多い場合には、ランプ７１の消し方が略回転対称でなくとも露光面照度分布には影響が小さいが、点灯するランプ７１の個数が少ない場合、例えば、２１６灯のランプ７１の５０％程度を消灯するような場合には、ランプ７１の消し方が略回転対称でないと露光面照度分布が悪くなる可能性がある。このため、図３１に示すように、フィルタ付き光源部７３Ａ、フィルタ無し光源部７３Ｂは、それぞれ略回転対称（ここでは、点対称）となるようにランプ７１を点灯することが好ましい。

水銀ランプ７１から出射される光は、一般的にインコヒーレント光であり、インテグレータレンズ７４、反射鏡７７などからなる照明光学系を通過して露光面に到達したとき、その強度は、波長ごとに和として与えられる。フィルタ付き光源部７３Ａとフィルタ無し光源部７３Ｂを設けることにより、各波長における分光強度比をある程度コントロールすることができる。

ここで、分光特性の異なる２種類のランプを用いた場合と、分光特性の同じランプに波長カットフィルタを設けた場合とで、照度の測定試験を行った。具体的に、分光特性の異なる２種類のランプを用いた試験では、４灯の第１のランプを用いた場合、該第１のランプより短波長側の強度が強い４灯の第２のランプを用いた場合、２灯の第１のランプ及び２灯の第２のランプを用いた場合で照度を測定した。また、波長カットフィルタを設ける試験では、４灯の第２のランプを使用し、波長カットフィルタを取り付けない場合、波長カットフィルタを２灯のランプに取り付けた場合、波長カットフィルタを４灯のランプに取り付けた場合で照度を測定した。２種類のランプを用いた場合の結果を表１に、波長カットフィルタを設けた場合の結果を表２に示す。

なお、本試験で使用される照度計としては、ウシオ電機株式会社製の紫外線積算光量計ＵＩＴ−２５０と、受光部に３６５ｎｍ測定用受光器ＵＶＤ−Ｓ３６５，３１３ｎｍ測定用受光器ＵＶＤ−Ｓ３１３を使用し、これら受光部で２００ｍｍ×２００ｍｍの露光面の中心部におけるｉ線（３６５ｎｍ）とｊ線（３１３ｎｍ）の強度を測定した。

この結果、表１及び表２に示すように、ＤＵＶフィルタの個数を変更することで、ランプの種類を変更する場合と同様に、各波長における強度を変更できることがわかる。

上記したように、本実施形態の露光装置用光照射装置８０及び露光装置ＰＥによれば、ランプ７１と反射鏡７２を含む所定数の光源部７３と、所定数の光源部７３の光がインテグレータレンズ７４の入射面に入射されるように、光源部７３を支持するカセット８１と、を備え、所定数の光源部７３は、分光特性が異なる２種類の光源部７３によって構成される。これにより、光源部７３を交換せず、波長ごとの強度を自在に設定することができる。特に、所定数の光源部７３の各ランプ７１は、分光特性が同じであり、所定数の光源部７３は、その一部に波長カットフィルタ２８６を配置することで、分光特性が異なる２種類の光源部７３を構成している。これにより、光源部７３を交換せず、また、分光特性の異なる光源部を用いることなく、波長ごとの強度を自在に設定することができる。

また、カセット８１を複数備えるとともに、全ての光源部７３の光がインテグレータレンズ７４の入射面に入射されるように、複数のカセット８１が取り付けられる支持体８２をさらに備えることで、ランプ７１をユニット化して管理でき、ランプ７１の交換時間及び装置のダウンタイムを短縮し、且つ、ランプ７１の取り付け部品に大きな曲面加工を行わずに、全ての光源部７３を単一の曲面上に配置することができる。

さらに、本実施形態の露光装置用光照射装置の点灯制御方法及び露光方法によれば、光照射装置８０は、上述した複数の光源部７３と、複数のカセット８１と、支持体８２に加え、インテグレータレンズ７４の下流側に配置され、各波長に対応した照度を計測する照度計２７９と、各ランプ７１の点灯・消灯、及び照度を制御する光学制御部７６と、を備える。そして、光学制御部７６は、照度計２７９で計測された各波長に対応した照度に基づいて、所定の波長において所望の照度が得られるように、カセット８１内の各光源部７３を制御する。これにより、必要なランプ７１を点灯させて、露光に必要な波長成分における強度を自在に設定することができ、ランプ７１の寿命を延ばすことができる。

なお、上記実施形態では、１種類の波長カットフィルタ２８６を用いて分光特性の異なる２種類の光源部７３Ａ，７３Ｂを構成しているが、図３３（ａ）及び（ｂ）に示すように、２種類の波長カットフィルタ２８６ａ，２８６ｂを用いて分光特性の異なる３種類の光源部７３Ａ１，７３Ａ２，７３Ｂを構成するようにしてもよい。例えば、３種類の光源部７３Ａ１，７３Ａ２，７３Ｂを、図３３（ａ）に示すように８：８：８で構成してもよく、図３３（ｂ）に示すように、１０：１０：４で構成してもよい。これらの場合にも、３種類の光源部７３Ａ１，７３Ａ２，７３Ｂを点対称に構成することが好ましく、また、光学制御部７６によって図３３（ａ）のランプ７１を消灯させる場合には、図３３（ｃ）の網掛け部分に示すように点対称に消灯させればよい。

また、上記実施形態では、光照射装置８０は、所定数の光源部７３をそれぞれ有する複数のカセット８１を支持体８２に取り付けて使用されているが、光照射装置８０がカセット８１単体で構成される場合も、本実施形態の効果を奏する。

また、上記実施形態では、波長カットフィルタ２８６を用いることで、分光特性が異なる複数種類の光源部７３を構成し、インテグレータレンズ７４の下流側に配置され、各波長に対応した照度を計測する照度計２７９と、各ランプ７１の点灯・消灯、及び照度を制御する制御部７６と、を備え、制御部７６が、照度計２７９で計測された各波長に対応した照度に基づいて、各波長における所望の照度が得られるように、カセット８１内の各光源部７３を制御しているが、本発明は、分光特性が異なる複数種類のランプ７１によって複数種類の光源部７３を構成した場合を含み、同様の効果を奏することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る近接スキャン露光装置について、図３４〜図３９を参照して説明する。

近接スキャン露光装置１０１は、図３７に示すように、マスクＭに近接しながら所定方向に搬送される略矩形状の基板Ｗに対して、パターンＰを形成した複数のマスクＭを介して露光用光Ｌを照射し、基板ＷにパターンＰを露光転写する。即ち、該露光装置１０１は、基板Ｗを複数のマスクＭに対して相対移動しながら露光転写が行われるスキャン露光方式を採用している。なお、本実施形態で使用されるマスクのサイズは、３５０ｍｍ×２５
０ｍｍに設定されており、パターンＰのＸ方向長さは、有効露光領域のＸ方向長さに対応する。

近接スキャン露光装置１０１は、図３４及び図３５に示すように、基板Ｗを浮上させて支持すると共に、基板Ｗを所定方向（図において、Ｘ方向）に搬送する基板搬送機構１２０と、複数のマスクＭをそれぞれ保持し、所定方向と交差する方向（図において、Ｙ方向）に沿って千鳥状に二列配置される複数のマスク保持部１７１を有するマスク保持機構１７０と、複数のマスク保持部１７１の上部にそれぞれ配置され、露光用光Ｌを照射する照明光学系としての複数の照射部１８０と、複数の照射部１８０と複数のマスク保持部１７１との間にそれぞれ配置され、照射部１８０から出射された露光用光Ｌを遮光する複数の遮光装置１９０と、を備える。

これら基板搬送機構１２０、マスク保持機構１７０、複数の照射部１８０、及び、遮光装置１９０は、レベルブロック（図示せず）を介して地面に設置される装置ベース１０２上に配置されている。ここで、図３５に示すように、基板搬送機構１２０が基板Ｗを搬送する領域のうち、上方にマスク保持機構１７０が配置される領域をマスク配置領域ＥＡ、マスク配置領域ＥＡに対して上流側の領域を基板搬入側領域ＩＡ、マスク配置領域ＥＡに対して下流側の領域を基板搬出側領域ＯＡと称す。

基板搬送機構１２０は、装置ベース１０２上に他のレベルブロック（図示せず）を介して設置された搬入フレーム１０５、精密フレーム１０６、搬出フレーム１０７上に配置され、エアで基板Ｗを浮上させて支持する基板保持部としての浮上ユニット１２１と、浮上ユニット１２１のＹ方向側方で、装置ベース１０２上にさらに他のレベルブロック１０８を介して設置されたフレーム１０９上に配置され、基板Ｗを把持すると共に、基板ＷをＸ方向に搬送する基板駆動ユニット１４０と、を備える。

浮上ユニット１２１は、図３６に示すように、搬入出及び精密フレーム１０５，１０６，１０７の上面から上方に延びる複数の連結棒１２２が下面にそれぞれ取り付けられる長尺状の複数の排気エアパッド１２３（図３５参照），１２４及び長尺状の複数の吸排気エアパッド１２５ａ，１２５ｂと、各エアパッド１２３，１２４，１２５ａ，１２５ｂに形成された複数の排気孔１２６からエアを排出するエア排出系１３０及びエア排出用ポンプ１３１と、吸排気エアパッド１２５ａ，１２５ｂに形成された吸気孔１２７からエアを吸引するためのエア吸引系１３２及びエア吸引用ポンプ１３３と、を備える。

また、吸排気エアパッド１２５ａ，１２５ｂは、複数の排気孔１２６及び複数の吸気孔１２７を有しており、エアパッド１２５ａ，１２５ｂの支持面１３４と基板Ｗとの間のエア圧をバランス調整し、所定の浮上量に高精度で設定することができ、安定した高さで水平支持することができる。

基板駆動ユニット１４０は、図３５に示すように、真空吸着により基板Ｗを把持する把持部材１４１と、把持部材１４１をＸ方向に沿って案内するリニアガイド１４２と、把持部材１４１をＸ方向に沿って駆動する駆動モータ１４３及びボールねじ機構１４４と、フレーム１０９の上面から突出するように、基板搬入側領域ＩＡにおけるフレーム１０９の側方にＺ方向に移動可能且つ回転自在に取り付けられ、マスク保持機構１７０への搬送待ちの基板Ｗの下面を支持する複数のワーク衝突防止ローラ１４５と、を備える。

また、基板搬送機構１２０は、基板搬入側領域ＩＡに設けられ、この基板搬入側領域ＩＡで待機される基板Ｗのプリアライメントを行う基板プリアライメント機構１５０と、基板Ｗのアライメントを行う基板アライメント機構１６０と、を有している。

マスク保持機構１７０は、図３５及び図３６に示すように、上述した複数のマスク保持部１７１と、マスク保持部１７１毎に設けられ、マスク保持部１７１をＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向、即ち、所定方向、交差方向、所定方向及び交差方向との水平面に対する鉛直方向、及び、該水平面の法線回りに駆動する複数のマスク駆動部１７２と、を有する。

Ｙ方向に沿って千鳥状に二列配置される複数のマスク保持部１７１は、上流側に配置される複数の上流側マスク保持部１７１ａ（本実施形態では、６個）と、下流側に配置される複数の下流側マスク保持部１７１ｂ（本実施形態では、６個）と、で構成され、装置ベース２のＹ方向両側に立設した柱部１１２（図３４参照。）間で上流側と下流側に２本ずつ架設されたメインフレーム１１３にマスク駆動部１７２を介してそれぞれ支持されている。各マスク保持部１７１は、Ｚ方向に貫通する開口１７７を有すると共に、その周縁部下面にマスクＭが真空吸着されている。

マスク駆動部１７２は、メインフレーム１１３に取り付けられ、Ｘ方向に沿って移動するＸ方向駆動部１７３と、Ｘ方向駆動部１７３の先端に取り付けられ、Ｚ方向に駆動するＺ方向駆動部１７４と、Ｚ方向駆動部１７４に取り付けられ、Ｙ方向に駆動するＹ方向駆動部１７５と、Ｙ方向駆動部１７５に取り付けられ、θ方向に駆動するθ方向駆動部１７
６と、を有し、θ方向駆動部１７６の先端にマスク保持部１７１が取り付けられている。

複数の照射部１８０は、図３８及び図３９に示すように、筐体１８１内に、第１実施形態と同様に構成される光照射装置８０Ａ、インテグレータレンズ７４Ｃ、光学制御部７６、凹面鏡７７、及び、露光制御用シャッター７８、を備えると共に、光源部７３Ａと露光制御用シャッター７８間、及びインテグレータレンズ７４Ｃと凹面鏡７７間に配置される平面ミラー２８０，２８１，２８２を備える。なお、凹面鏡７７または折り返しミラーとしての平面ミラー２８２には、ミラーの曲率を手動または自動で変更可能なデクリネーション角補正手段が設けられてもよい。

光照射装置８０Ａは、超高圧水銀ランプ７１と反射鏡７２とをそれぞれ含む、例えば、４段２列の８個の光源部７３を含むカセット８１Ａを直線状に３個並べた支持体８２Ａを有している。第１実施形態と同様、カセット８１Ａでは、８個の光源部７３が支持された光源支持部８３にランプ押さえカバー８４を取り付けることで、８個の光源部７３の光が照射する各照射面と、８個の光源部７３の光が入射されるインテグレータレンズ７４Ｃの入射面までの各光軸Ｌの距離が略一定となるように、光源部７３が位置決めされる。また、図３９に示すように、支持体８２Ａの複数のカセット取り付け部９０に各カセット８１Ａが取り付けられることで、全ての光源部７３の光が照射する各照射面と、該光源部７３の光が入射されるインテグレータレンズ７４の入射面までの各光軸Ｌの距離が略一定となるように、各カセット８１Ａが位置決めされる。なお、各光源部７３からの配線の取り回しや、支持体内の冷却構造は、第１実施形態と同様に構成されており、またランプ７１の点灯制御方法も第１実施形態と同様である。

複数の遮光装置１９０は、図３６に示すように、傾斜角度を変更する一対の板状のブラインド部材２０８，２０９を有し、ブラインド駆動ユニット１９２によって一対のブラインド部材２０８，２０９の傾斜角度を変更する。これにより、マスク保持部１７１に保持されたマスクＭの近傍で、照射部１８０から出射された露光用光Ｌを遮光するとともに、露光用光Ｌを遮光する所定方向における遮光幅、即ち、Ｚ方向から見た投影面積を可変とすることができる。

なお、近接スキャン露光装置１０１には、マスクＭを保持する一対のマスクトレー部（図示せず）をＹ方向に駆動することで、上流側及び下流側マスク保持部１７１ａ，１７１ｂに保持されたマスクＭを交換するマスクチェンジャー２２０が設けられると共に、マスク交換の前に、マスクトレー部に対して浮上支持されるマスクＭを押さえつけながら、位置決めピン（図示せず）をマスクＭに当接させることでプリアライメントを行うマスクプリアライメント機構２４０が設けられている。

さらに、図３６に示すように、近接スキャン露光装置１０１には、レーザー変位計２６０、マスクアライメント用カメラ（図示せず）、追従用カメラ（図示せず）、追従用照明２７３等の各種検出手段が配置されている。

次に、以上のように構成される近接スキャン露光装置１０１を用いて、基板Ｗの露光転写について説明する。なお、本実施形態では、下地パターン（例えば、ブラックマトリクス）が描画されたカラーフィルタ基板Ｗに対して、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかのパターンを描画する場合について説明する。

近接スキャン露光装置１０１は、図示しないローダ等によって、基板搬入領域ＩＡに搬送された基板Ｗを排気エアパッド１２３からのエアによって浮上させて支持し、基板Ｗのプリアライメント作業、アライメント作業を行った後、基板駆動ユニット１４０の把持部材１４１にてチャックされた基板Ｗをマスク配置領域ＥＡに搬送する。

その後、基板Ｗは、基板駆動ユニット１４０の駆動モータ１４３を駆動させることで、レール１４２に沿ってＸ方向に移動する。そして、基板Ｗがマスク配置領域ＥＡに設けられた排気エアパッド１２４及び吸排気エアパッド１２５ａ，１２５ｂ上に移動させ、振動を極力排除した状態で浮上させて支持される。そして、照射部１８０内の光源から露光用光Ｌを出射すると、かかる露光用光Ｌは、マスク保持部１７１に保持されたマスクＭを通過し、パターンを基板Ｗに露光転写する。

また、当該露光装置１０１は追従用カメラ（図示せず）やレーザー変位計２６０を有しているので、露光動作中、マスクＭと基板Ｗとの相対位置ズレを検出し、検出された相対位置ズレに基づいてマスク駆動部１７２を駆動させ、マスクＭの位置を基板Ｗにリアルタイムで追従させる。同時に、マスクＭと基板Ｗとのギャップを検出し、検出されたギャップに基づいてマスク駆動部１７２を駆動させ、マスクＭと基板Ｗのギャップをリアルタイムで補正する。

以上、同様にして、連続露光することで、基板Ｗ全体にパターンの露光を行うことができる。マスク保持部１７１に保持されたマスクＭは、千鳥状に配置されているので、上流側或いは下流側のマスク保持部１７１ａ，１７１ｂに保持されるマスクＭが離間して並べられていても、基板Ｗに隙間なくパターンを形成することができる。

また、基板Ｗから複数のパネルを切り出すような場合には、隣接するパネル同士の間に対応する領域に露光用光Ｌを照射しない非露光領域を形成する。このため、露光動作中、一対のブラインド部材２０８，２０９を開閉して、非露光領域にブラインド部材２０８，２０９が位置するように、基板Ｗの送り速度に合わせて基板Ｗの送り方向と同じ方向にブラインド部材２０８，２０９を移動させる。

従って、本実施形態のような近接スキャン露光装置においても、光源部７３を交換する際には、カセット８１毎に交換される。各カセット８１では、所定数の光源部７３が予め位置決めされ、且つ、各光源部７３からの配線９７がコネクタ９８に接続されている。このため、交換が必要なカセット８１Ａを支持体８２Ａのカセット用凹部９０ｂに嵌合させ支持体８２Ａに取り付けることで、カセット８１内の光源部７３のアライメントを完了する。また、コネクタ９８に他の配線９９を接続することで、配線作業も完了するので、光源部７３の交換作業を容易に行うことができる。

なお、図４１に示すように、本実施形態の光照射装置８０Ａにおいても、第４実施形態と同様、所定数の光源部７３の各ランプ７１は、分光特性が同じであり、所定数の光源部７３は、その一部に波長カットフィルタ２８６を配置することで、分光特性が異なる２種類の光源部７３を構成してもよい。

具体的には、図４０及び４１に示すように、ランプ７１と反射鏡７２を含む所定数の光源部７３と、所定数の光源部７３の光がインテグレータレンズ７４の入射面に入射されるように、光源部７３を支持するカセット８１と、を備え、所定数の光源部７３の各ランプ７１は、分光特性が同じであり、所定数の光源部７３は、その一部に波長カットフィルタ２８６を配置することで、分光特性が異なる２種類の光源部７３を構成する。また、凹面鏡７７の一部には、開口７７ａが形成されており、開口７７ａの後方には、ｇ線、ｈ線、ｉ線、ｊ線、ｋ線等における各波長の照度を測定する各照度計２７９が設置されている。

このような構成としたことにより、ランプ７１を交換せず、また、分光特性の異なる光源部を用いることなく、波長ごとの強度を自在に設定することができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、本実施形態のランプ押さえカバー８４は、凹状のボックス形状としたが、これに限定されず、当接部によって光源部を位置決め固定できるものであれば、例えば、メッシュ形状であってもよい。また、各光源部７３を光源支持部８３に嵌合してさらに固定するようにした場合には、ランプ押さえカバー８４を設けないで構成することも可能である。
また、支持体カバー９２の形状も照明光学系７０の配置に応じて、任意に設計可能である。

また、カセット８１に配置される光源部７３を８個以上とし、支持体８２に配置される全光源部は８個〜約８００個とする。８００個程度であれば、実用性及び効率が良くなる。さらに、支持体８２に装着されるカセット８１の数は全体の光源部７３の数の５％以下とすることが好ましく、この場合には、１つのカセット８１に配置される光源部７３の数が５％以上となる。

さらに、図２５（ａ）及び（ｂ）では、同一サイズのカセット８１を用いて略回転対称となる位置のランプを交互に点灯する説明したが、異なるサイズのカセット８１を用いて、カセット８１における略回転対称となる位置のランプ７１を交互に点灯するようにしてもよい。小型のサイズのカセット８１に組み込まれたランプ７１は、大型のカセット８１に組み込まれたランプ７１に比べて、ランプ７１の数が少ないので、周囲から受ける発熱量が少なく、小型のサイズのカセット８１に組み込まれたランプ７１の寿命が長くなる。また、異なるサイズのカセット８１を用いて、全てのランプ７１において略回転対称となる位置のランプ７１を交互に点灯制御することが好ましい。

また、例えば、上記実施形態では、露光装置として分割逐次近接露光装置と走査式近接露光装置とを説明したが、これに限定されず、本発明は、ミラープロジェクション式露光装置、レンズ投影式露光装置、密着式露光装置にも適用することができる。また、本発明は、一括式、逐次式、走査式等のいずれの露光方法にも適用することができる。

さらに、本発明の支持体は、上記実施形態のような支持体本体９１と支持体カバー９２とを有する支持体８２によって構成されることが好ましいが、各カセット８１に取り付けられた各光源部７３の光がインテグレータレンズ７４の入射面に実質的に向くようにアライメントされるものであればよく、支持体本体のみによって構成されてもよいし、また、骨組構造のような枠体からなる支持体本体のみによって構成されてもよい。
例えば、図４２に示すように、支持体８２は前面を開放するように形成され、支持体８２に設けられた各カセット取り付け部９０を凹部（カセット８１の矩形状の後方縁部と対向する断面Ｌ字状の切り欠き）によって形成し、カセット固定手段によって各カセット８１を前方から固定するような構造であってもよい。また、この場合において、強制排気手段７９によって支持体８２内のエアを排気する場合には、図１８（ａ）に示すように、排気孔８４ａはランプ押さえカバー８４の底面に形成されることが好ましい。
また、支持体のカセット取り付け部９０の構成も任意であり、上記実施形態の図８に示すように、開口部９０ａの周囲に設けられたカセット用凹部９０ｃによって形成されてもよいが、図４３に示すように、光源支持部８３の前面周囲に設けられた凸状の係合部８３ｃとカセット取り付け部９０に周囲に亘って設けられた凹状の被係合部９０ｄとを係合させることによって取り付けるようにしてもよい。

本出願は、２０１０年２月５日出願の日本特許出願２０１０−０２４３２６、２０１０年８月２７日出願の日本特許出願２０１０−１９１２８８、２０１０年１０月７日出願の日本特許出願２０１０−２２７６８９及び２０１１年１月２６日出願の日本特許出願２０１１−０１４２６８に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１０ マスクステージ
１２ マスク保持枠（マスク保持部）
１８ アライメントカメラ
２０ 基板ステージ
２１ 基板保持部
７０ 照明光学系
７１ ランプ
７２ 反射鏡
７３ 光源部
７４，７４Ｃ インテグレータレンズ
７６ 光学制御部（制御部）
８０，８０Ａ 光照射装置
８１，８１Ａ カセット
８２，８２Ａ 支持体
８３ 光源支持部
８４ ランプ押さえカバー
８７ ランプ押さえ機構
９０ カセット取り付け部
９１ 支持体本体
９２ 支持体カバー
９６ａ タイマ
１０１ 近接スキャン露光装置（露光装置）
１２０ 基板搬送機構
１２１ 浮上ユニット
１４０ 基板駆動ユニット
１５０ 基板プリアライメント機構
１６０ 基板アライメント機構
１７０ マスク保持機構
１７１ マスク保持部
１７２ マスク駆動部
１８０ 照射部
１９０ 遮光装置
Ｍ マスク
Ｐ パターン
ＰＥ 逐次近接露光装置（露光装置）
Ｗ ガラス基板（被露光材、基板）

Claims (6)

1. 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、
   所定数の前記光源部をそれぞれ取り付け可能な複数のカセットと、
   該複数のカセットを取り付け可能な支持体と、
   を備え、
   前記所定数の光源部は、分光特性が異なる複数種類の光源部によって構成され、
   前記カセットは、前記所定数の光源部が支持される光源支持部と、前記光源支持部に支持された前記所定数の光源部を囲った状態で、前記光源支持部に取り付けられるカバー部材を有し、
   前記光源支持部と前記カバー部材との間の収納空間内において、隣接する前記光源部の反射光学系の背面は直接対向していることを特徴とする露光装置用光照射装置。
2. 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む所定数の光源部と、
   前記所定数の光源部の光がインテグレータレンズの入射面に入射されるように、前記所定数の光源部を支持するカセットと、
   を備える露光装置用光照射装置であって、
   前記所定数の光源部は、分光特性が異なる複数種類の光源部によって構成され、
   前記カセットは、前記所定数の光源部が支持される光源支持部と、前記光源支持部に支持された前記所定数の光源部を囲った状態で、前記光源支持部に取り付けられるカバー部材を有し、
   前記光源支持部と前記カバー部材との間の収納空間内において、隣接する前記光源部の反射光学系の背面は直接対向していることを特徴とする露光装置用光照射装置。
3. 前記所定数の光源部の各発光部は、分光特性が同じであり、
   前記所定数の光源部は、その一部に波長カットフィルタを配置することで、分光特性が異なる複数種類の光源部を構成することを特徴とする請求項２に記載の露光装置用光照射装置。
4. 前記カセットを複数備えるとともに、
   前記全ての光源部の光が前記インテグレータレンズの入射面に入射されるように、前記複数のカセットが取り付けられるフレームをさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置用光照射装置。
5. 発光部と該発光部から発生された光に指向性をもたせて射出する反射光学系をそれぞれ含む複数の光源部と、
   所定数の前記光源部の光がインテグレータレンズの入射面に入射されるように、前記所定数の光源部を支持する複数のカセットと、
   前記全ての光源部の光が前記インテグレータレンズの入射面に入射されるように、前記複数のカセットが取り付けられるフレームと、
   前記インテグレータレンズの下流側に配置され、各波長に対応した照度を計測する照度計と、
   前記各発光部の点灯・消灯、及び照度を制御する制御部と、
   を備え、
   前記所定数の光源部は、分光特性が異なる複数種類の光源部によって構成され、
   前記カセットは、前記所定数の光源部が支持される光源支持部と、前記光源支持部に支持された前記所定数の光源部を囲った状態で、前記光源支持部に取り付けられるカバー部材を有し、
   前記光源支持部と前記カバー部材との間の収納空間内において、隣接する前記光源部の反射光学系の背面は直接対向している露光装置用光照射装置の点灯制御方法であって、
   前記制御部は、前記照度計で計測された各波長に対応した照度に基づいて、所定の波長において所望の照度が得られるように、前記カセット内の各光源部を制御することを特徴とする露光装置用光照射装置の点灯制御方法。
6. 前記所定数の光源部の各発光部は、分光特性が同じであり、
   前記所定数の光源部は、その一部に波長カットフィルタを配置することで、分光特性が異なる複数種類の光源部を構成することを特徴とする請求項５に記載の露光装置用光照射装置の点灯制御方法。