JP2019028086A - 露光装置および露光方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】露光装置において、千鳥配列された複数の投影光学系を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらを低減することができるようにする。【解決手段】露光装置100は、第1の露光光L1A、L1Bを発生する主照明光源2と、第1の軸線を中心として千鳥配列された複数の開口部が形成され、複合開口領域と、単独開口領域と、が交互に形成されている視野絞り3と、第1の露光光L1A、L1Bによる光像を、それぞれ被露光体6に投影する複数の第1の投影光学系と、主照明光源2に対して第1の方向に隣り合うように配置され、フォトマスク1に照射する第2の露光光L2A、L2Bを発生する追加露光用照明光源8と、光量補正領域に限って、第2の露光光L12A、L12Bを被露光体6に照射する補正露光部と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、露光装置および露光方法に関する。
例えば液晶装置などに用いられる大型基板にパターン形成を行う装置として走査型露光装置が知られている。
このような走査型露光装置の一例としては、特許文献1に記載の露光装置が挙げられる。
特許文献1に記載の露光装置では、照明光でマスクを照明し、マスクに形成されたパターンの像を複数の投影光学系によって被露光体であるプレートに露光する。
マスクとプレートとは、同期して同速度で、投影光学系に対してX方向に移動することができる。投影光学系は、それぞれ正立等倍実結像系で構成され、X方向に直交するY方向に沿って千鳥配列されている。
照明光は、各投影光学系の各光軸上に配列されたX方向において二辺が対向する平行四辺形の視野絞りを通して、マスクに照射される。各視野絞りは、Y方向における対辺が、走査方向であるX方向から見て重なる位置関係に配置されている。
各投影光学系は、マスクに形成されたパターンの画像を、平面視において千鳥配列された複数の平行四辺形状の光像として、プレートに投影する。しかし、各投影光学系に対してマスクおよびプレートがX方向に移動することによって、各光像がプレートの表面をX方向に走査する。このため、X方向の走査が終了すると、マスクの全面の画像によってプレートが露光される。
このような露光装置では、走査方向において、単一の視野絞りを通過した光によって露光される第1の領域と、Y方向に隣り合う2つの視野絞りを通過した光によって露光される第2の領域とが発生する。各視野絞りの形状および配列は、第1の領域における走査露光量と、第2の領域における走査露光量とが等しくなるように設定されている。
特許文献1の露光装置は、照度センサによって、照明光の照明強度も各視野絞り上で光強度が均一になるように制御する。
このような露光装置は、マスクに形成されたパターンを、プレートに正確に転写することによって、マスクのパターンをプレート上に複製している。
特許文献2に記載の投影露光方法では、走査型露光装置において、投影光学系の投影領域の重ね合わせ誤差に起因する「画面分かれ」を抑制するため、レクチルのパターンの描画位置と基板の搬送位置とを光学系の光軸に垂直かつ走査方向に垂直な方向に所定量ずらすことが記載されている。
特開平11−160887号公報 特開平10−62809号公報
しかしながら、上記のような従来の走査型露光装置では、種々の要因によって、マスクにおけるパターンとプレート上の露光パターンとの間に、製造誤差が生じる。
例えば、マスクに均一性が高い格子状パターンを有する場合、個々のパターンの線幅同士を比較しても視認困難な変動であっても、一定の領域における線幅が全体的に変化していると、濃淡むらとして容易に視認できてしまう場合がある。例えば、液晶装置に用いられるカラーフィルタのブラックマトリクスパターンなどは、特にこのようなムラが視認されやすい。
このため、露光装置の走査方向に沿って発生するパターンの線幅などの変動は抑制される必要がある。
本発明者は、上述のような走査型露光装置において、各視野絞りに対応する各露光光量を正確に一致させても、視野絞りの配置ピッチに対応するピッチでパターンの濃度むらが発生する現象を発見した。本発明者がこの現象を鋭意検討したところ、この濃度むらは、走査方向に延びる帯状の領域でパターンの線幅がわずかに狭くなっているために発生していることが分かった。さらに、濃度むらが発生する領域は、隣り合う視野絞りによる露光領域が重なる継ぎ目領域であることも分かった。
この問題は、複数の投影光学系を用いる走査型露光装置に特有の問題である。例えば、液晶装置の高精細化などの要求が高まるにつれて、このような線幅のむらをさらに低減していく技術が強く求められている。
このような継ぎ目領域における濃度むらは、例えば、特許文献2における「画面分かれ」とは異なる現象であり、特許文献2に記載の方法では解決されない。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、千鳥配列された複数の投影光学系を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらを低減することができる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様の露光装置は、第1の露光光を発生する第1の光源と、平面視において第1の軸線に沿う第1の方向の開口量が前記第1の軸線に交差する第2の軸線に沿う第2の方向において一定となるように、前記第1の軸線を中心として千鳥配列された複数の開口部が形成され、前記第1の方向において前記複数の開口部のうちの2つが間をあけて隣り合う複合開口領域と、前記第1の方向において前記複数の開口部のうちの1つが開口する単独開口領域と、が前記第2の方向において交互に形成されており、前記第1の光源と露光用フォトマスクとの間に前記複数の開口部が位置するように配置された絞り部材と、前記絞り部材の前記複数の開口部のそれぞれと対向して配置され、前記複数の開口部のそれぞれを透過した前記第1の露光光による光像を、それぞれ露光対象物に投影する複数の第1の投影光学系と、前記第1の光源に対して前記第1の方向に隣り合うように配置され、前記露光用フォトマスクに照射する第2の露光光を発生する第2の光源と、前記露光用フォトマスクから前記露光対象物までの間の前記第2の露光光の光路上に配置され、前記露光用フォトマスクを透過した前記第2の露光光の前記露光対象物への照射範囲を、平面視において前記第2の方向における前記複合開口領域の幅が前記第1の方向に延長された領域である光量補正領域に限って、前記第2の露光光を照射する補正露光部と、を備える。
上記第1の態様の露光装置においては、前記補正露光部は、前記光量補正領域における前記第2の露光光の前記第1の方向における積算光量を、前記第2の方向における前記光量補正領域の両端部よりも中心部が高くなるように前記第2の露光光を照射してもよい。
上記第1の態様の露光装置においては、前記補正露光部は、前記第2の露光光を前記露光対象物に向けて投影する第2の投影光学系と、前記露光用フォトマスクと前記露光対象物との間で、前記第2の露光光を前記光量補正領域の範囲に規制する光透過量規制部材と、を備えてもよい。
上記第1の態様の露光装置においては、前記光透過量規制部材は、前記第2の投影光学系と前記露光対象物との間に配置されてもよい。
上記第1の態様の露光装置においては、前記光透過量規制部材は、光減衰フィルタを含んでもよい。
上記第1の態様の露光装置においては、前記光透過量規制部材は、開口絞りを含んでもよい。
上記第1の態様の露光装置においては、前記光透過量規制部材は、液晶シャッターを含んでもよい。
本発明の第2の態様の露光方法は、平面視において第1の軸線に沿う第1の方向の開口量が前記第1の軸線に交差する第2の軸線に沿う第2の方向において一定となるように、前記第1の軸線を中心として千鳥配列された複数の開口部が形成され、前記第1の方向において前記複数の開口部のうちの2つが間をあけて隣り合う複合開口領域と、前記第1の方向において前記複数の開口部のうちの1つが開口する単独開口領域と、前記第2の方向において交互に形成された絞り部材を準備することと、前記絞り部材の前記複数の開口部を透過する第1の露光光を、露光用フォトマスクおよび露光対象物に対して前記第1の方向に相対走査することによって、前記第1の露光光による前記露光用フォトマスクの光像を前記露光対象物に投影する第1の露光を行うことと、前記第1の露光の前または後に、第2の露光光を、前記露光用フォトマスクに照射し、前記露光用フォトマスクを透過した前記第2の露光光を前記露光用フォトマスクおよび前記露光対象物に対して前記第1の方向に相対走査することによって、前記第2の露光光による前記露光用フォトマスクの光像を前記露光対象物に投影する第2の露光を行うことと、前記第2の露光を行う際に、平面視において前記第2の方向における前記複合開口領域の幅が前記第1の方向に延長された領域である光量補正領域に限って前記第2の露光光を前記露光対象物に照射することと、を含む。
本発明の露光装置および露光方法によれば、千鳥配列された複数の投影光学系を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらを低減することができる。
本発明の第1の実施形態の露光装置の一例を示す模式的な正面図である。 図1におけるA視の平面図である。 本発明の第1の実施形態の露光装置に用いる露光用フォトマスクの一例を示す模式的な平面図である。 本発明の第1の実施形態の露光装置に用いる露光用フォトマスクのマスクパターンの一例を示す模式的な拡大図である。 本発明の第1の実施形態の露光装置に用いられる視野絞りの一例を示す模式的な平面図である。 本発明の第1の実施形態の露光装置に用いられる補正用露光部の一例を示す模式的な部分断面図である。 本発明の第1の実施形態の露光装置に用いられる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。 図7におけるB−B線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。 本発明の第1の実施形態の露光方法における第1の露光について説明する模式図である。 第1の露光における実効的な露光量について説明する模式図である。 本発明の第1の実施形態の露光方法における第2の露光について説明する模式図である。 第2の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。 第1の露光および第2の露光による実効的な全露光量について説明する模式的なグラフである。 本発明の第2の実施形態の露光装置の主要部の一例を示す模式的な平面図およびD−D断面図である。 本発明の第2の実施形態の露光装置に用いられる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。 図15におけるE−E線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。 本発明の第3の実施形態の露光装置の一例を示す模式的な正面図およびそのF視の平面図である。 本発明の第4の実施形態の露光装置の一例を示す模式的な正面図およびそのG視の平面図である。 本発明の第5の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。 本発明の第5の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。 本発明の第6の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。 本発明の第6の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。 本発明の第7の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の主要部の一例を示す模式的な平面図である。 本発明の第8の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の一例を示す模式的な部分断面図およびそのH視の拡大図である。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態の露光装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の露光装置の一例を示す模式的な正面図である。図2は、図1におけるA視の平面図である。図3は、本発明の第1の実施形態の露光装置に用いる露光用フォトマスクの一例を示す模式的な平面図である。図4は、本発明の第1の実施形態の露光装置に用いる露光用フォトマスクのマスクパターンの一例を示す模式的な拡大図である。図5(a)、(b)は、本発明の第1の実施形態の露光装置に用いられる視野絞りの一例を示す模式的な平面図である。
なお、各図面は模式図のため、形状および寸法は誇張されている(以下の図面も同様)。
図1、2に示す露光装置100は、複数の投影光学系によって、フォトマスク1(露光用フォトマスク、図1参照)の露光用パターンを被露光体6(露光対象物)に等倍走査露光する走査型露光装置である。
露光装置100の詳細構成について説明する前に、フォトマスク1の一例について説明する。
図3に示すように、フォトマスク1は、光透過性基板1Aと、マスク部1Bと、を備える。
光透過性基板1Aは、露光装置100の照明光を透過できる光透過性を有する適宜の基板の使用が可能である。例えば、光透過性基板1Aは、ガラス基板によって構成されてもよい。光透過性基板1Aの外形は特に限定されない。図3に示す例では、光透過性基板1Aの外形は平面視矩形状である。
マスク部1Bは、露光装置100によって被露光体6に投影される露光用パターンとなるマスクパターンPを備える。マスクパターンPは、例えば、光透過性基板1A上に積層された金属などの遮光層がパターニングされて構成される。
等倍露光の露光装置100に用いるマスクパターンPは、被露光体6に形成する露光パターンと同一の形状にすればよい。
マスクパターンPは、光透過性基板1Aの表面において、光透過性基板1Aの長辺に沿うy方向と、光透過性基板1Aの短辺に沿うx方向と、に2次元的に形成されている。
光透過性基板1A上におけるマスクパターンPの位置を記述するため、x方向にはx座標軸が、y方向にはy座標軸がそれぞれ設定されている。図3では、一例として、光透過性基板1Aの外形の一頂点を原点Oとするx座標軸とy座標軸とが設定されている。ただし、xy座標系の原点Oは、光透過性基板1Aにおける適宜の位置に設定されていてもよい。
マスクパターンPの具体的な形状は、露光パターンに必要な適宜の形状である。
以下では、マスクパターンPの一例として、光透過部の平面視形状が矩形格子の場合の例で説明する。このような矩形格子状の露光パターンは、例えば、液晶装置におけるカラーフィルタに用いられるブラックマトリクス(BM)を形成するために用いられてもよい。
図4にマスクパターンPの拡大図を示す。
マスクパターンPは、平面視矩形状の遮光部1bが、x方向およびy方向において矩形格子状に配列されている。例えば、遮光部1bの配列ピッチは、x方向ではP、y方向ではPである。例えば、フォトマスク1がBM形成用の場合には、ピッチP(P)は、x方向(y方向)におけるサブ画素の配列ピッチに一致している。
各遮光部1bの間には、光透過性基板1A(図3参照)の表面が露出した光透過部1aが形成されている。光透過部1aは、x方向に延びる第1線状部1aと、y方向に延びる第2線状部1aとに分けられる。
第1線状部1aは、一定の線幅L1yを有する。同じく第2線状部1aは、一定の線幅L1xを有する。例えば、フォトマスク1がBM形成用の場合には、線幅L1y、L1xは、それぞれ、y方向、x方向におけるBMの線幅に等しい。
ここで、露光装置100の説明に戻る。
図1、2に示すように、露光装置100は、ベース7、第2の駆動部11、第1の駆動部10、主照明光源2(第1の光源)、視野絞り3(絞り部材)、投影光学ユニット5、追加露光用照明光源8(第2の光源)、および追加露光用投影光学ユニット9(補正露光部)を備える。
ベース7は、被露光体6を載置するため、水平方向に配置された平坦な上面7aを有している。図1に示すように、ベース7は、第2の駆動部11によって水平方向のうちY方向(第1の方向、図示左側から右側に向かう方向)に移動可能に支持されている。第2の駆動部11の構成は特に限定されない。例えば、第2の駆動部11は、Y方向において往復移動可能な1軸ステージで構成されてもよい。ただし、第2の駆動部11は、ベース7を水平面においてY方向に直交するX方向(第2の方向、図1における紙面奥から手前に向かう方向)に移動できるように構成されてもよい。
図2に示すように、本実施形態では、ベース7の移動方向は、水平方向のうちY方向(図2の左から右に向かう方向)に延びる軸線O(第1の軸線)に沿う方向である。
第2の駆動部11は、図示二点鎖線で示すように、ベース7をY方向における移動限度まで移動した後、ベース7をY方向と反対に移動して移動開始位置に戻すことができる。
被露光体6には、露光装置100によって、フォトマスク1のマスクパターンPの光像に基づいた露光パターンが露光される。被露光体6は、上面7aよりも小さく、フォトマスク1以下の大きさの矩形板状に形成されている。被露光体6は、その長手方向がY方向と一致するように、上面7a上に載置される。
被露光体6は、適宜の基板上に、フォトリソグラフィを行うための感光性のレジストが塗布されて構成される。
図1に示すように、露光装置100において、フォトマスク1は、ベース7に載置された被露光体6と対向する位置に配置される。フォトマスク1は、第1の駆動部10によって駆動可能に設けられた図示略の支持部によって支持される。第1の駆動部10は、図示略の支持部をベース7の上面7aと一定の間隔を保つように、ベース7と同期して平行移動できるようになっている。第1の駆動部10は、第2の駆動部11と同様、Y方向に移動可能な1軸ステージ、XY方向に移動可能な2軸ステージなどが用いられてもよい。
露光装置100におけるフォトマスク1は、y座標軸の正方向がY方向と反対向きとされ、x座標軸がX方向に沿うように配置される。
主照明光源2は、被露光体6を露光するため、被露光体6上のレジストを感光させる波長を有する照明光(第1の露光光)を発生する。主照明光源2は、フォトマスク1の移動領域の上方において図示略の支持部材によって固定支持されている。主照明光源2は、鉛直下方に照明光を照射する。
視野絞り3は、主照明光源2と、フォトマスク1の移動領域との間に配置される。視野絞り3は、図示略の支持部材によって固定支持されている。視野絞り3は、主照明光源2が照射する照明光を整形し、照明光を複数の照明領域に分割する。
図5(a)に示すように、視野絞り3は、X方向にw+w(ただし、w<w)のピッチで配列された複数の第1開口部3Aと、Y方向にΔ(ただしΔ>h/2)だけ平行にずれた軸線上でX方向にw+wのピッチで配列された複数の第2開口部3Bと、を有する。
第1開口部3Aの平面視形状は、頂角が直角でない等脚台形である。第1開口部3Aは、第1辺3a、第2辺3b、第3辺3c、および第4辺3dで構成される。第1辺3aは等脚台形の上底であり、第2辺3bは等脚台形の下底である。第1辺3a、第2辺3bの長さはそれぞれw、wである。第1辺3a、第2辺3bは、Y方向においてhだけ離れている平行線である。第3辺3c、第4辺3dは、X方向においてこの順に配置された等脚台形の脚である。
第2開口部3Bの平面視形状は、平面視において第1開口部3Aを180°回転した形状である。X方向における第2開口部3Bの位置は、第1開口部3Aに対して(w+w)/2だけずれている。このため、第2開口部3Bは、2つの第1開口部3Aの間の中間点に対向する位置に配置されている。
このような配置により、第1開口部3Aおよび第2開口部3Bは、X方向に延びる軸線O(第2の軸線)に沿って千鳥配列されている。
Y方向から見ると、第1開口部3Aおよび第2開口部3Bにおける第3辺3c同士と、第4辺3d同士とは互いに重なっている。Y方向から見ると、第1開口部3Aの第1辺3a(第2辺3b)と第2開口部3Bの第2辺3b(第1辺3a)とにおける端部は同じ位置にある。
視野絞り3をY方向に見ると、第1開口部3Aおよび第2開口部3Bの一方のみが開口する単独開口領域rと、第1開口部3Aおよび第2開口部3Bの両方が開口する複合開口領域rと、がX方向に交互に現れる。
視野絞り3では、単独開口領域rのX方向における幅はw、複合開口領域rのX方向における幅は(w−w)/2である。
視野絞り3における第1開口部3Aおよび第2開口部3Bの形状、配置は、後述する投影光学ユニット5の配列の都合などによって、適宜の大きさに設定されればよい。以下に、第1開口部3Aおよび第2開口部3Bに関する具体的な寸法例を示す。
(w−w)/2は、例えば、14mm以上18mmとされてもよい。hは、例えば、25mm以上45mmとされてもよい。(w+w)/2は、例えば、95mm以上100mm以下とされてもよい。Δは、例えば、200mm以上300mm以下とされてもよい。
露光装置100における視野絞り3は、例えば、図5(b)に示す視野絞り4に置換されてもよい。
視野絞り4は、X方向に2wのピッチで配列された複数の第1開口部4Aと、Y方向にΔだけ平行にずれた軸線上でX方向に2wのピッチで配列された複数の第2開口部4Bと、を有する。
第1開口部4Aの平面視形状は、頂角が直角でない平行四辺形である。第1開口部4Aは、第1辺4a、第2辺4b、第3辺4c、および第4辺4dで構成される。第1辺4aおよび第3辺4cは、Y方向における対辺である。第3辺4cおよび第4辺4dは、X方向における対辺である。第1辺3a、第2辺3bの長さはそれぞれwである。第3辺3c、第4辺3dの長さはそれぞれw(ただし、w<w)である。
第2開口部4Bの平面視形状は、第1開口部4Aと同じである。X方向における第2開口部4Bの位置は、第1開口部4Aに対してwだけずれている。このため、第2開口部4Bは、2つの第1開口部4Aの間の中間点に対向する位置に配置されている。
このような配置により、第1開口部4Aおよび第2開口部4Bは、X方向に延びる軸線O(第2の軸線)に沿って千鳥配列されている。
Y方向から見ると、第1開口部4Aおよび第2開口部4Bにおける第3辺4c同士と、第4辺4d同士とは互いに重なっている。Y方向から見ると、第1開口部4Aの第1辺4a(第2辺4b)と第2開口部4Bの第2辺4b(第1辺4a)とにおける端部は同じ位置にある。
視野絞り4をY方向に見ると、第1開口部4Aおよび第2開口部4Bの一方のみが開口する単独開口領域rと、第1開口部4Aおよび第2開口部4Bの両方が開口する複合開口領域rと、がX方向に交互に現れる。
視野絞り4では、単独開口領域rのX方向における幅は(w−w)、複合開口領域rのX方向における幅はwである。
以下では、特に断らない限り、露光装置100が視野絞り3を備える場合の例で説明する。
図1に示すように、投影光学ユニット5は、ベース7上の被露光体6よりも上方であって、かつ視野絞り3との間にフォトマスク1の移動領域を挟んで対向するように配置されている。投影光学ユニット5は、図示略の支持部材によって固定支持されている。
図2に示すように、投影光学ユニット5は、軸線Oに沿って千鳥配列された複数の第1列投影光学系5A(第1の投影光学系)と、複数の第2列投影光学系5B(第1の投影光学系)とを備える。
第1列投影光学系5A(第2列投影光学系5B)は、物体像を像面に正立等倍像として結像する結像光学系である。第1列投影光学系5A(第2列投影光学系5B)は、フォトマスク1のマスクパターンPとレジストが塗布された被露光体6の上面とを互いに共役な位置関係にする位置に配置される。本実施形態では、第1列投影光学系5A(第2列投影光学系5B)から被露光体6に向かう出射光は、平行光束になっている。
図5(a)に二点鎖線で示すように、第1列投影光学系5Aは、第1開口部3Aを透過する光の光像を被露光体6に投影できるように、第1開口部3Aの下方に配置されている。第2列投影光学系5Bは、第2開口部3Bを透過する光の光像を被露光体6に投影できるように、第2開口部3Bの下方に配置されている。
第1列投影光学系5A(第2列投影光学系5B)は、第1開口部3A(第2開口部3B)を透過する光による光像を正立等倍像として、被露光体6に投影する。このため、第1開口部3A(第2開口部3B)における単独開口領域r、複合開口領域rの光像も、それぞれに鉛直方向に対向する被露光体6上に投影される。
第1列投影光学系5Aおよび第2列投影光学系5Bは、第1開口部3Aおよび第2開口部3Bと同様の千鳥配列の位置関係に配置されるために、第1開口部3Aおよび第2開口部3Bの間の間隔は、第1列投影光学系5Aおよび第2列投影光学系5Bが互いに干渉しないような寸法とされている。このため、第1開口部3Aと第2開口部3Bとのy方向におけるピッチΔは、例えば、y方向の開口幅hの6倍から8倍程度のような大きな値になる場合もある。
図5(b)に示すように、視野絞り3に代えて視野絞り4が用いられる場合には、第1列投影光学系5Aは、第1開口部4Aを透過する光の光像を被露光体6に投影できるように、第1開口部4Aの下方に配置されている。第2列投影光学系5Bは、第2開口部4Bを透過する光の光像を被露光体6に投影できるように、第2開口部4Bの下方に配置されている。
追加露光用照明光源8は、被露光体6を露光するため、被露光体6上のレジストを感光させる波長を有する照明光(第2の露光光)を発生する。追加露光用照明光源8は、フォトマスク1の移動領域の上方においてY方向において主照明光源2と隣り合う位置に、図示略の支持部材によって固定支持されている。追加露光用照明光源8は、鉛直下方に照明光を照射する。
図示は省略するが、追加露光用照明光源8は、必要に応じて照明光を後述する追加露光用投影光学ユニット9の各投影光学系のみに入射させる適宜の遮光部材を備える。
図1に示すように、追加露光用投影光学ユニット9は、ベース7上の被露光体6よりも上方であって、かつフォトマスク1の移動領域を挟んで対向するように配置されている。追加露光用投影光学ユニット9は、Y方向において追加露光用照明光源8と隣り合う位置に、図示略の支持部材によって固定支持されている。
図2に示すように、追加露光用投影光学ユニット9は、軸線Oに平行な軸線Oに沿って千鳥配列された複数の第1列投影光学系9Aと、複数の第2列投影光学系9Bと、を備える。
第2列投影光学系9Bは、第1列投影光学系9Aと配置が異なるのみで第1列投影光学系9Aと同様の構成を備える。以下では、第1列投影光学系9Aの構成を中心として説明する。
図6は、本発明の第1の実施形態の露光装置に用いられる補正用露光部の一例を示す模式的な部分断面図である。図7は、本発明の第1の実施形態の露光装置に用いられる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。図8は、図7におけるB−B線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。図8において横軸はB−B線に沿う位置、縦軸は透過率を表す。
図6に示すように、第1列投影光学系9Aは、レンズユニット9a(第2の投影光学系)、フィルタ9b(光透過量規制部材、光減衰フィルタ)、およびフィルタホルダ9cを備える。
レンズユニット9aは、物体像を像面に正立等倍像として結像する結像光学系を構成するレンズと、レンズを保持する鏡筒と、を備えて構成される。レンズユニット9aは、フォトマスク1のマスクパターンPとレジストが塗布された被露光体6の上面とを互いに共役な位置関係にする位置に配置される。本実施形態では、レンズユニット9aから被露光体6に向かう出射光は、平行光束になっている。
レンズユニット9aは、投影光学ユニット5における第1列投影光学系5Aと異なる構成が用いられてもよい。ただし、本実施形態では、第1列投影光学系5A、第2列投影光学系5Bと同様の構成が用いられている。
例えば、第1列投影光学系9Aのレンズユニット9aは、第1列投影光学系5Aと同様な構成が第1列投影光学系5AからY方向に距離δ1(図2参照)だけ平行移動した位置に配置されて構成されてもよい。同様に、第2列投影光学系9Bのレンズユニット9aは、第2列投影光学系5Bと同様な構成が第2列投影光学系5Bから、Y方向に距離δ1(図2参照)だけ平行移動した位置に配置されて構成されてもよい。
フィルタ9bは、レンズユニット9aを透過した第2の露光光L2A(L2B)を、被露光体6上における光量補正領域Mに限って照射する第2の露光光L12A(L12B)に変換する。ここで、被露光体6上における光量補正領域Mとは、平面視においてX方向における複合開口領域rの幅がY方向に延長された帯状の領域である。
本実施形態では、図7に示すように、フィルタ9bは、第1減光部9d、第2減光部9e、および遮光部9fを備える。
第1減光部9dは、平面視にてフィルタ9bと重なる光量補正領域Mのうち、X方向負方向側(図示左側)の光量補正領域Mにおいて、X方向正方向側(図示右側)に片寄せされて配置されている。第1減光部9dのX方向における幅は、光量補正領域MのX方向における幅の半分である。
第2減光部9eは、平面視にてフィルタ9bと重なる光量補正領域Mのうち、X方向正方向側の光量補正領域Mにおいて、X方向負方向側に片寄せされて配置されている。第2減光部9eのX方向における幅は、光量補正領域MのX方向における幅の半分である。
このため、Y方向に見ると、第1列投影光学系9Aにおけるフィルタ9bの第1減光部9dと、第2列投影光学系9Bにおけるフィルタ9bの第2減光部9eとは、それぞれ、互いに重なり合うことなく、光量補正領域MのX方向における幅を隙間なく埋めるように配置されている。
同様に、Y方向に見ると、第1列投影光学系9Aにおけるフィルタ9bの第1減光部9eと、第2列投影光学系9Bにおけるフィルタ9bの第2減光部9dとは、それぞれ、互いに重なり合うことなく、光量補正領域MのX方向における幅を隙間なく埋めるように配置されている。
第1減光部9d、第2減光部9eのY方向の長さは、フィルタ9bの範囲内であれば特に限定されない。
フィルタ9bにおいて、第1減光部9dおよび第2減光部9eを除く領域は、透過率0%の遮光部9fになっている。
本実施形態では、第1減光部9d、第2減光部9eは、X方向において、図8に曲線201(実線参照)で示すような透過率分布を有する。
図8の横軸における符号は、図7に記載されたB−B線上の同符号の点の位置を表す。点aは、B−B線におけるフィルタ9bのX方向負方向側の端点である。点bから点dまでの区間は、光量補正領域Mと重なる区間である。点eから点gまでの区間は、光量補正領域Mと重なる区間である。点hは、B−B線におけるフィルタ9bのX方向正方向側の端点である。
第1減光部9dは、点cから点dまでの間に配置されている。第2減光部9eは、点eから点fまでの間に配置されている。点aから点b、点dから点e、および点gから点hまでの各区間は遮光部9fが配置されている。
曲線201で示すように、第1減光部9dの透過率は、点cで100%以下の最大値Tであり、点dに向かって漸次減少し、点dで0%となる透過率分布を有する。第2減光部9eの透過率は、点eで0%であり、点fに向かって漸次増大し、点fで最大値Tとなる透過率分布を有する。
第1減光部9d、第2減光部9eにおける透過率の変化率は、後述するように光量補正領域Mにおける光量補正の必要に応じて、例えば、実験、シミュレーションなどに基づいて設定される。第1減光部9d、第2減光部9eにおける透過率の変化率は、一定(直線変化)でもよいし、適宜の関数に基づいて変化していてもよい。透過率の変化率は、単調でもよいし、非単調でもよい。さらに、透過率の変化は滑らかな変化には限定されない。例えば、透過率は、ステップ状に変化していてもよい。
図6に示すように、フィルタホルダ9cは、フィルタ9bをレンズユニット9aに対して一定位置に保持する。フィルタホルダ9cの中心部には、少なくとも第1減光部9d、9eを透過した第2の露光光L12A(L12B)を透過させる貫通孔9gが貫通されている。
フィルタホルダ9cは、レンズユニット9aに対して、下方から着脱可能に取り付けられている。フィルタホルダ9cの着脱手段は、フィルタ9bの第1減光部9dおよび第2減光部9eを平面視にて上述の光量補正領域Mの範囲と重なるように配置できれば、特に限定されない。例えば、レンズユニット9aに対して周方向に位置決め可能な適宜のマウント、ネジ嵌合などが用いられてもよい。本実施形態では、レンズユニット9aから出射される第2の露光光は、光軸に沿う平行光束であるため、光軸方向におけるフィルタ9bの位置合わせは、高精度に行われなくてもよい。
フィルタホルダ9cによって、フィルタ9bの水平方向の位置が位置合わせされた状態でフィルタ9bが保持されると、フィルタ9bは、上述したように、各フィルタ9bの第1減光部9dおよび第2減光部9eが平面視にて光量補正領域Mと重なる位置関係に配置される。
このため、図8に曲線201、および曲線202、203(二点鎖線参照)で示すように、Y方向に見ると、光量補正領域MにX方向に重なる範囲において、第2列投影光学系9Bの第2減光部9eと第1列投影光学系9Aの第1減光部9dとで、点cでピーク透過率Tを有する山型(釣り鐘型)の透過率分布が形成される。同様に、Y方向に見ると、光量補正領域MにX方向に重なる範囲において、第1列投影光学系9Aの第2減光部9eと第2列投影光学系9Bの第1減光部9dとで、点fでピーク透過率Tを有する山型(釣り鐘型)の透過率分布が形成される。
次に、露光装置100の動作について、本実施形態の露光方法を中心として説明する。
本実施形態の露光方法は、露光装置100を使用することによって好適に行われる。
本実施形態の露光方法は、視野絞り3を含む露光装置100を準備することと、第1の露光を行うことと、第2の露光を行うことと、第2の露光を行う際に、平面視において光量補正領域Mに限って第2の露光光を被露光体6に照射することと、を含む。
露光装置100では、フォトマスク1および被露光体6をY方向に移動することによって、被露光体6のy方向における各位置で、第1の露光と、第2の露光とが、順次おこなわれる。
まず第1の露光に関する露光装置100の露光動作について説明する。第1の露光は、主照明光源2、視野絞り3、および投影光学ユニット5を用いて行われる。
図9は、本発明の第1の実施形態の露光方法における第1の露光について説明する模式図である。図10(a)、(b)は、第1の露光における実効的な露光量について説明する模式図である。
図9には、投影光学ユニット5の下方に配置された被露光体6の先端部の一部が拡大して示されている。図9の図示には現れないが、視野絞り3と投影光学ユニット5との間には、被露光体6と対向した状態で、フォトマスク1が被露光体6と同期してY方向に移動されている(図1参照)。
図1に示すように、主照明光源2が点灯されると、第1の露光光L1A、L1Bが視野絞り3に照射される。第1の露光光L1A、L1Bは、視野絞り3の各第1開口部3A、各第2開口部3B(図5参照)を透過し、フォトマスク1に照射される。
フォトマスク1における光透過部1aを透過した光のうち、第1開口部3Aを通過した光は第1列投影光学系5Aによって、第2開口部3Bを通過した光は第2列投影光学系5Bによって、それぞれ第1の露光光L11A、L11Bとして被露光体6に等倍投影される。
この結果、図9に示すように、被露光体6上には、第1開口部3Aの光像である第1の光像13Aと、第2開口部3Bの光像である第2の光像13Bとが結像される。第1の光像13Aおよび第2の光像13Bは、マスクパターンPなどの物体像に対応する輝度分布が形成される。ただし、図9では簡単のため輝度分布の図示は省略されている。
第1の光像13Aおよび第2の光像13Bは、第1開口部3Aおよび第2開口部3Bと同様、被露光体6上において、x座標軸に平行な軸線O13に沿って千鳥配列される。
ベース7がY方向に移動すると、図示斜線で示すように、各第1の光像13Aおよび各第2の光像13Bは、幅wの帯状の領域を掃くことになる。このため、各第1の光像13Aおよび各第2の光像13Bは、被露光体6上をy方向に走査する。
ただし、第1開口部3Aおよび第2開口部3BはY方向においてΔだけずれている。このため、第1の光像13Aと第2の光像13Bとが同時に掃く領域は、x方向において距離(w+w)/2だけずれるとともに、y方向において距離Δだけずれている。
ベース7の移動速度をv(図1参照)とすると、第2の光像13Bは、T=Δ/vだけ遅れて、先行して第1の光像13Aが走査しているy方向の領域に到達する。
例えば、走査が開始された時刻tとすると、第2の光像13Bは、時刻tにおける第1の光像13Aのy方向の位置に、時刻t=t+Tにおいて到達する。このとき、第2の光像13Bは、時刻tにおいて結像された互いに隣り合う第1の光像13Aの間にちょうど嵌り込む。
すなわち、時刻tでは、第1の光像13Aが並ぶx方向の領域は、第1の光像13Aによって、飛び飛びに露光されるのみであるが、時刻tにおいては、同領域の非露光部が、第2の光像13Bによって露光される。これにより、x方向に延びる領域は、時間差Tをあけて、隙間なく帯状に露光される。第1の光像13Aにおける等脚台形の脚と第2の光像13Bにおける等脚台形の脚とは、それぞれによる露光領域の継ぎ目の境界を構成している。
平面視においてフォトマスク1におけるマスク部1Bは、時刻tにおける第1開口部3Aの第2辺3bよりもY方向の反対方向側に位置する。図9では、一例として、時刻tにおいて、マスク部1Bのy方向における先端が第1開口部3Aの第2辺3bと同位置にある場合が図示されている。このため、時刻tにおいて、第1の光像13Aにおける等脚台形の下底が、マスク部1Bの端に位置している。
走査によって第1の光像13Aが掃く領域では、時刻t以降の走査によって、フォトマスク1のマスクパターンPが被露光体6上に投影されていく。マスクパターンPの露光時間は、第1開口部3AにおけるY方向の開口幅hを速度vで割った時間である。第1開口部3Aの第1辺3aと第2辺3bとで挟まれた矩形状領域では、露光時間tはh/vである。以下では、露光時間tをフル露光時間という。
ところが、第1開口部3Aの第3辺3cおよび第4辺3dと、第2辺3bとで挟まれた三角形領域では、x方向における露光時間が0からフル露光時間の間で線形に変化する。
同様に、走査によって第2の光像13Bが掃く領域では、時間Tだけ遅れて、第1の光像13Aによるのと同様な露光が行われる。このため、第2の光像13Bが掃く領域は、フル露光時間tで露光される領域と、フル露光時間t未満で露光される領域とに分かれる。
フル露光時間t未満で露光される領域は、第1の光像13Aおよび第2の光像13Bの継ぎ目に関わる露光領域である。
本実施形態においては、第1の光像13Aおよび第2の光像13Bによってフル露光時間tで露光される領域は互いに離れており、それぞれ幅wでy方向に延びる帯状の単独露光領域Aを構成する。
これに対して、単独露光領域Aの間の幅(w+w)/2の領域は、第1の光像13Aおよび第2の光像13Bによって、フル露光時間t未満で露光される複合露光領域Aを構成する。
複合露光領域Aにおけるx方向の各位置における露光時間は、第1の光像13Aと第2の光像13Bとの露光割合が異なるだけで、合計の露光時間はいずれも等しい。
このため、単独露光領域Aにおける露光量と、複合露光領域Aにおける露光量とは、第1の光像13Aおよび第2の光像13Bにおける照明光強度が同じであれば、互いに等しくなる。
しかしながら、本発明者の観察によれば、被露光体6上において単独露光領域Aに形成される露光パターンに比べると、複合露光領域Aに形成される露光パターンとは、光透過部の線幅がわずかに狭くなる傾向がある。
複合露光領域Aは、一定幅でy方向に延び、かつx方向に等ピッチで形成されるため、線幅の変化が露光パターンにおける帯状の濃度むらとして視認されやすくなっている。例えば、露光装置100によってBM形成用のフォトマスクを形成すると、サブ画素の開口の大きさのむらになるため、規則的な色むらが視認されやすい液晶装置が形成されてしまうおそれがある。
露光時間が同じでも線幅が異なる理由は、必ずしもはっきりしているわけではないが、時間Tで表される時間差の影響が考えられる。
レジストは、露光されると光化学反応が進行する結果、現像液によって除去可能になる。ところが、レジストの光化学反応は、反応の立ち上がりにはある程度時間を要する。一方、露光が中断されると急速に反応が停止し、始まった光反応がリセットされてしまう。この結果、連続露光よりも断続的な露光の方が、実効的な露光時間が短くなるため、露光量が低下したのと同様な効果が生じると考えられる。
このため、被露光体6上の複合露光領域Aにおいてレジストの正味の感光に用いられる実効的な露光量は、同じ光量であれば、第1の光像13Aと第2の光像13Bとによる露光時間の比率で決まると考えられる。
図10(a)に模式的に示すように、第1の光像13Aが走査する単独露光領域AS1と、第1の光像13Aが走査する単独露光領域AS2と、に挟まれた複合露光領域Aでは、第1の光像13Aによる露光時間と、第2の光像13Bによる露光時間とがx方向に沿って線形に変化する。
例えば、点pで示す位置は、単独露光領域AS1との境界位置であるため、第1の光像13Aによる露光時間が100%、第2の光像13Bによる露光時間が0%である。各点における露光時間の比率(%)を、p[t,t]のように表すと、例えば、p[100,0]、p[90,10]、p[80,20]、p[70,30]、p[60,40]、p[50,50]、p[40,60]、p[30,70]、p[20,80]、p10[20,80]、p11[0,100]である。以下では、これらの点pのx方向における位置座標をxで表す(ただし、n=1,…,11)。
このとき、線幅などに影響する実効的な露光量(以下、単に露光量と称する場合がある)は、図10(b)に示すように、複合露光領域Aでは、下に凸の略V字状のグラフで示される。位置x、x11における露光量q、q11は、それぞれ単独露光領域Aにおける露光量qに等しい。例えば、位置xにおける露光量qは、露光量qよりも低く、複合露光領域Aにおける露光量の最小値である。位置x、x11の近傍および位置xの近傍における露光量の変化率は滑らかに変化している。このグラフは、位置xを通る縦軸に関して左右対称である。
このように、複合露光領域Aにおける露光量は、x方向の位置座標を独立変数とする連続関数で表されるが、簡易的には、階段状の変化で近似されてもよい。
例えば、区間Aを位置x2n−1と位置x2n+1との間として、区間Aの平均露光量によって、区間A内の各露光量が近似されてもよい。
以上説明したように、第1の露光では、複合露光領域Aにおいて実効的な露光量が低下する。本実施形態では、複合露光領域Aを光量補正領域Mとして、光量補正領域Mに第2の露光を行うことによって、実効的な露光量の不足を解消する。以下、第2の露光について説明する。
図11は、本発明の第1の実施形態の露光方法における第2の露光について説明する模式図である。図12は、第2の露光における積算光量について説明する模式的なグラフである。図12において、横軸は位置、縦軸は第2の露光における積算光量を表す。図13は、第1の露光および第2の露光による実効的な全露光量について説明する模式的なグラフである。図13において、横軸は位置、縦軸は実効的な全露光量を表す。
第2の露光は、追加露光用照明光源8、追加露光用投影光学ユニット9を用いて行われる。
図1に示すように、追加露光用照明光源8が点灯されると、第2の露光光L2A、L2Bが、フォトマスク1に照射される。
フォトマスク1における光透過部1aを透過した光のうち、第1列投影光学系9Aに入射した光は第1列投影光学系9Aによって、第2列投影光学系9Bに入射した光は第2列投影光学系9Bによって、それぞれ第2の露光光L12A、L12Bとして、被露光体6に等倍投影される。
この結果、Y方向において、被露光体6上の光量補正領域M上を、第1減光部9d、第2減光部9eを透過した第2の露光光L12A、L12Bが走査する。
このため、図11に示すように、光量補正領域Mには、第1列投影光学系9Aにおける第1減光部9dの透過光の光像である第1の補正用光像19dと、第2列投影光学系9Bにおける第2減光部9eの透過光の光像である第2の補正用光像19eと、が結像される。同様に、光量補正領域Mには、第1列投影光学系9Aにおける第2減光部9eの透過光の光像である第3の補正用光像19eと、第2列投影光学系9Bにおける第1減光部9dの透過光の光像である第4の補正用光像19dと、が結像される。
第1の補正用光像19d、第2の補正用光像19e、第3の補正用光像19e、および第4の補正用光像19d(以下、総称する場合に、各補正用光像と称する場合がある)は、マスクパターンPなどの物体像に対応する輝度分布が形成される。ただし、図11では簡単のため輝度分布の図示は省略されている。
各補正用光像による第2の露光の積算光量は、各第1減光部9dおよび各第2減光部9eのX方向における透過率分布に応じて決まる。例えば、図11においてX方向に延びるC−C線に沿う積算光量分布は、図12に曲線211で示すように、光量補正領域MのX方向(横軸方向)における両端部で0、光量補正領域MのX方向における中心で最大値qとなる山形の分布を有する。ただし、図12は、簡単のため、マスクパターンPに依存する光量変化の表示は省略されている。すなわち、図12は、マスクパターンPの透過率が一定の領域における積算光量を示している。
曲線211に示す山形の積算光量分布は、図12に曲線212(二点鎖線参照)で示す第1の露光における実効的な露光量の光量補正領域Mにおける低下量を補正可能な分布になっている。
このため、第1の露光および第2の露光が行われた後の被露光体6上における実効的な全露光量は、図13に曲線213で示すように、X方向(横軸方向)の位置によらず略一定となる。
なお、図13は模式図のため、曲線213は、単純化されて横軸に平行な直線で描かれているが、実効的な露光量の許容範囲内であれば、横軸の位置によって縦軸方向に変動する曲線になっていてもよい。
以上、説明したように、本実施形態の露光方法では、第1の露光によって複合露光領域Aに発生する実効的な露光量の低下分は、複合露光領域Aに合わせた光量補正領域Mにおいて第2の露光が行われることによって補正される。このため、千鳥配列された複数の投影光学系(第1の投影光学系)を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態の露光装置について説明する。
図14(a)は、本発明の第2の実施形態の露光装置の主要部の一例を示す模式的な平面図である。図14(b)は、図14(a)におけるD−D断面図である。図15は、本発明の第2の実施形態の露光装置に用いられる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。図16は、図15におけるE−E線に沿う透過率分布を示す模式的なグラフである。図16において横軸はE−E線に沿う位置、縦軸は透過率を表す。
図1に示すように、本実施形態の露光装置101は、上記第1の実施形態の露光装置100の追加露光用照明光源8および追加露光用投影光学ユニット9に代えて、追加露光用照明光源18(第2の光源)および追加露光用投影光学ユニット19(補正露光部)を備える。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
追加露光用照明光源18は、Y方向における光照射範囲が狭い以外は、上記第1の実施形態における追加露光用投影光学ユニット9と同様に構成される。具体的には、追加露光用照明光源18は、上記追加露光用投影光学ユニット9が照射する第2の露光光L2Aと同様な光束を照射できればよい。
図1に示すように、追加露光用投影光学ユニット19は、上記第1の実施形態における追加露光用投影光学ユニット9と同様の位置に配置されている。
図14(a)に示すように、追加露光用投影光学ユニット19は、軸線Oに平行な軸線O19に沿って配列された複数の投影光学系19A(第2の投影光学系)を備える。
図14(a)に示すように、投影光学系19Aは、上記第1の実施形態における第1列投影光学系5Aのフィルタ9bに代えて、フィルタ19b(光透過量規制部材、光減衰フィルタ)を備える。
投影光学系19Aは、上記第1の実施形態における第1列投影光学系9Aと同様、第1列投影光学系5AからY方向に距離δ1だけ平行移動した位置に配置されて構成されている。
図14(b)に示すように、フィルタ19bは、レンズユニット9aを透過した第2の露光光L2Aを、被露光体6上における光量補正領域Mに限って照射する第2の露光光L22Aに変換する。
本実施形態では、図15に示すように、フィルタ19bは、第1減光部19d、第2減光部19e、および遮光部19fを備える。
第1減光部19dは、平面視にてX方向における光量補正領域Mの全幅に重なる矩形の範囲に形成されている。
第2減光部19eは、平面視にてX方向における光量補正領域Mの全幅に重なる矩形の範囲に形成されている。
第1減光部19d、第2減光部19eのY方向の長さは、フィルタ19bの範囲内であれば特に限定されない。
フィルタ19bにおいて、第1減光部19dおよび第2減光部19eを除く領域は、透過率0%の遮光部19fになっている。
本実施形態では、第1減光部19d、第2減光部19eは、X方向において、図16に示すような透過率分布を有する。
図16の横軸における符号は、図15に記載されたE−E線上の同符号の点の位置を表す。点iは、E−E線におけるフィルタ19bのX方向負方向側の端点である。点jから点kまでの区間は、光量補正領域Mと重なる区間である。点mから点nまでの区間は、光量補正領域Mと重なる区間である。点pは、E−E線におけるフィルタ19bのX方向正方向側の端点である。
第1減光部19dは、点jから点kまでの間に配置されている。第2減光部19eは、点mから点nまでの間に配置されている。点iから点b、点dから点e、および点gから点hまでの各区間は遮光部19fが配置されている。
図16に曲線221で示すように、第1減光部19dの透過率は、点cで100%以下の最大値Tであり、点dに向かって漸次減少し、点dで0%となる山型(釣り鐘型)の透過率分布を有する。第2減光部19eの透過率は、点eで0%であり、点fに向かって漸次増大し、点fで最大値Tとなる山型(釣り鐘型)の透過率分布を有する。
具体的には、曲線221は、上記第1の実施形態における図8で説明した曲線202と曲線201(曲線201と曲線203)で表されるのと同様の山型の透過率分布になっている。
第1減光部19d、第2減光部19eにおける透過率の変化率は、上記第1の実施形態と同様、光量補正領域Mにおける光量補正の必要に応じて、例えば、実験、シミュレーションなどに基づいて設定される。第1減光部19d、第2減光部19eにおける透過率の変化率は、一定(直線変化)でもよいし、適宜の関数に基づいて変化していてもよい。透過率の変化率は、単調でもよいし、非単調でもよい。さらに、透過率の変化は滑らかな変化には限定されない。例えば、透過率は、ステップ状に変化していてもよい。
このような構成の追加露光用照明光源18および追加露光用投影光学ユニット19によれば、軸線Oに平行に1列に配置された複数の投影光学系19Aによって、各光量補正領域Mに、上記第1の実施形態と同様な第1の露光を行った後、上記第1の実施形態と同様な積算光量分布を有する第2の露光光L22Aによる第2の露光を行うことが可能である。
すなわち、追加露光用照明光源18および追加露光用投影光学ユニット19を備える露光装置101によれば、上記第1の実施形態と同様な露光方法を行うことができる。
このため、本実施形態の露光装置101によれば、上記第1の実施形態と同様にして、千鳥配列された複数の投影光学系(第1の投影光学系)を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。
さらに、本実施形態によれば、追加露光用投影光学ユニット19におけるレンズユニット9a、フィルタ19b、およびフィルタホルダ9cの個数が、第1の実施形態における追加露光用投影光学ユニット9のレンズユニット9a、フィルタ9b、およびフィルタホルダ9cの個数が略半減される。同様に、追加露光用照明光源18における光照射範囲も追加露光用照明光源8に比べて略半減する。このため、露光装置101では、露光装置100に比べて部品コスト低減および小型化が可能になる。
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態の露光装置について説明する。
図17(a)は、本発明の第3の実施形態の露光装置の一例を示す模式的な正面図である。図17(b)は、図17(a)におけるF視の平面図である。
図17(a)に示すように、本実施形態の露光装置102は、上記第1の実施形態の露光装置100の追加露光用照明光源8および追加露光用投影光学ユニット9に代えて、追加露光用照明光源28(第2の光源)および追加露光用投影光学ユニット29(補正露光部)を備える。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
追加露光用照明光源28は、上記第1の実施形態と同様の第2の露光光L2Aを照射する第1光源部28Aと、上記第1の実施形態と同様の第2の露光光L2Bを照射する第2光源部28Bと、を備える。
第1光源部28Aは、主照明光源2のY方向負方向側(図示左側)主照明光源2と隣り合って配置されている。第2光源部28Bは、主照明光源2のY方向正方向側(図示右側)に主照明光源2と隣り合って配置されている。
図17(a)、(b)に示すように、追加露光用投影光学ユニット29は、第2の露光光L2Aを上記第1の実施形態と同様の第2の露光光L12Aに変換する第1光学ユニット29Aと、上記第1の実施形態と同様の第2の露光光L2Bを第2の露光光L12Bに変換する第2光学ユニット29Bと、を備える。
第1光学ユニット29Aは、上記第1の実施形態と同様の複数の第1列投影光学系9A(第2の投影光学系)を備える。第1光学ユニット29Aは、投影光学ユニット5のY方向負方向側に投影光学ユニット5と隣り合って配置されている。
第2光学ユニット29Bは、上記第1の実施形態と同様の複数の第2列投影光学系9B(第2の投影光学系)を備える。第2光学ユニット29Bは、投影光学ユニット5のY方向正方向側に投影光学ユニット5と隣り合って配置されている。
第1光学ユニット29Aにおける各第1列投影光学系9Aは、軸線Oに平行な直線に沿って配列されている。各第1列投影光学系9Aと各第1列投影光学系5Aとの距離はδ2であってもよい。第2光学ユニット29Bにおける各第2列投影光学系9Bは、軸線Oに平行な直線に沿って配列されている。各第2列投影光学系9Bと各第2列投影光学系5Bとの距離はδ2であってもよい。
このような構成により、第1光源部28Aおよび第2光源部28Bは、上記第1の実施形態における追加露光用照明光源8がY方向に2分割されたのと同様の構成を有する。
本実施形態における主照明光源2は、Y方向において第1光源部28Aと第2光源部28Bとの間に挟まれて配置されている。
第1光学ユニット29Aおよび第2光学ユニット29Bは、上記第1の実施形態における追加露光用投影光学ユニット9がY方向に2分割されたのと同様の構成を有する。
本実施形態における投影光学ユニット5は、Y方向において第1光学ユニット29Aと第2光学ユニット29Bとの間に挟まれて配置されている。
ただし、各第1列投影光学系9Aと各第1列投影光学系5AとのX方向における位置関係、および各第2列投影光学系9Bと各第2列投影光学系5BとのX方向における位置関係は、上記第1の実施形態と同様である。
このような構成の露光装置102によれば、フォトマスク1および被露光体6がY方向に移動されるにつれて、第2の露光光L12Aによる第2の露光、第1の露光光L11A、L11Bによる第1の露光、および第2の露光光L12Bによる第2の露光が、この順に行われる以外は、上記第1の実施形態と同様の露光方法が行われる。
このため、本実施形態の露光装置102によれば、上記第1の実施形態と同様にして、千鳥配列された複数の投影光学系(第1の投影光学系)を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。
さらに、本実施形態によれば、Y方向において、第1列投影光学系5Aと第1列投影光学系9Aとが隣り合い、第2列投影光学系5Bと第2列投影光学系9Bとが隣り合うように配置される。このため、それぞれの間の離間距離δ2は、上記第1の実施形態における離間距離δ1よりも短縮することが可能になる。
これにより、第1の露光と第2の露光との間の時間差をより短縮できるため、より少ない露光量でも、良好な補正が可能となる。
[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態の露光装置について説明する。
図18(a)は、本発明の第4の実施形態の露光装置の一例を示す模式的な正面図である。図18(b)は、図18(a)におけるF視の平面図である。
図18(a)に示すように、本実施形態の露光装置103は、上記第1の実施形態の露光装置100の主照明光源2および投影光学ユニット5に代えて、主照明光源32(第1の光源)、視野絞り33A、33B(絞り部材)、および投影光学ユニット35を備える。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
主照明光源32は、上記第1の実施形態と同様の第1の露光光L1Aを照射する第1光源部32Aと、上記第1の実施形態と同様の第1の露光光L1Bを照射する第2光源部32Bと、を備える。
第1光源部32Aは、追加露光用投影光学ユニット9のY方向負方向側に追加露光用投影光学ユニット9と隣り合って配置されている。第2光源部32Bは、追加露光用投影光学ユニット9のY方向正方向側に追加露光用投影光学ユニット9と隣り合って配置されている。
視野絞り33A、33Bは、上記第1の実施形態における視野絞り3をY方向に分割したのと同様の構成を有する。
視野絞り33Aは、上記第1の実施形態における視野絞り3の複数の第1開口部3Aの配列を含む。視野絞り33Aは、第1の露光光L1Aを透過させるために、第1光源部32Aの下方に配置される。
視野絞り33Bは、上記第1の実施形態における視野絞り3の複数の第2開口部3Bの配列を含む。視野絞り33Bは、第1の露光光L1Bを透過させるために、第1光源部32Bの下方に配置される。
図18(a)、(b)に示すように、投影光学ユニット35は、視野絞り33Aを透過した第1の露光光L1Aによる光像を被露光体6に投影する第1光学ユニット35Aと、視野絞り33Bを透過した第1の露光光L1Bによる光像を被露光体6に投影する第2光学ユニット35Bと、を備える。
第1光学ユニット35Aは、上記第1の実施形態と同様の複数の第1列投影光学系5A(第1の投影光学系)を備える。第1光学ユニット35Aは、追加露光用投影光学ユニット9のY方向負方向側に追加露光用投影光学ユニット9と隣り合って配置されている。
第2光学ユニット35Bは、上記第1の実施形態と同様の複数の第2列投影光学系5B(第1の投影光学系)を備える。第2光学ユニット35Bは、追加露光用投影光学ユニット9のY方向正方向側に追加露光用投影光学ユニット9と隣り合って配置されている。
第1光学ユニット35Aにおける各第1列投影光学系5Aは、軸線Oに平行な直線に沿って配列されている。各第1列投影光学系5Aと各第1列投影光学系9Aとの距離はδ2であってもよい。第2光学ユニット35Bにおける各第2列投影光学系5Bは、軸線Oに平行な直線に沿って配列されている。各第2列投影光学系5Bと各第2列投影光学系9Bとの距離はδ2であってもよい。
このような構成により、第1光源部32Aおよび第2光源部32Bは、上記第1の実施形態における主照明光源2がY方向に2分割されたのと同様の構成を有する。
本実施形態の追加露光用照明光源8は、第1光源部32Aおよび第2光源部32Bの間に挟まれて配置されている。
第1光学ユニット35Aおよび第2光学ユニット35Bは、上記第1の実施形態における投影光学ユニット5がY方向に2分割されたのと同様の構成を有する。
本実施形態の追加露光用投影光学ユニット9は、第1光学ユニット35Aと第2光学ユニット35Bとの間に挟まれて配置されている。
ただし、各第1列投影光学系9Aと各第1列投影光学系5AとのX方向における位置関係、および各第2列投影光学系9Bと各第2列投影光学系5BとのX方向における位置関係は、上記第1の実施形態と同様である。
このような構成の露光装置103によれば、フォトマスク1および被露光体6がY方向に移動されるにつれて、第1の露光光L11Aによる第1の露光、第2の露光光L12A、L12Bによる第2の露光、および第1の露光光L11Bによる第1の露光が、この順に行われる以外は、上記第1の実施形態と同様の露光方法が行われる。
このため、本実施形態の露光装置103によれば、上記第1の実施形態と同様にして、千鳥配列された複数の投影光学系(第1の投影光学系)を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。
さらに、本実施形態によれば、Y方向において、第1列投影光学系5Aと第1列投影光学系9Aとが隣り合い、第2列投影光学系5Bと第2列投影光学系9Bとが隣り合うように配置される。このため、それぞれの間の離間距離δ2は、上記第1の実施形態における離間距離δ1よりも短縮することが可能になる。
このため、第1の露光と第2の露光との間の時間差をより短縮できるため、より少ない露光量でも、良好な補正が可能となる。
[第5の実施形態]
本発明の第5の実施形態の露光装置について説明する。
図19、20は、本発明の第5の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。
図1に示すように、本実施形態の露光装置104は、上記第1の実施形態の露光装置100の追加露光用投影光学ユニット9に代えて、追加露光用投影光学ユニット49(補正露光部)を備える。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図6に示すように、追加露光用投影光学ユニット49は、上記第1の実施形態における第1列投影光学系9A、第2列投影光学系9Bに代えて、第1列投影光学系49A、第2列投影光学系49Bを備える。
第1列投影光学系49A(第2列投影光学系49B)は、第1列投影光学系9A(第2列投影光学系9B)のフィルタ9bに代えて、アパーチャ49a(光透過量規制部材、開口絞り)を備える。
アパーチャ49aは、レンズユニット9aを透過した第2の露光光L2A(L2B)を、被露光体6上における光量補正領域Mに限って照射する第2の露光光L12A(L12B)に変換する。
本実施形態では、図19に示すように、アパーチャ49aは、遮光性を有する金属板に第1開口部49bおよび第2開口部49cが貫通されて構成される。
第1開口部49bは、Y方向に延びる上底辺S1と、上底辺S1よりも短い下底辺S2と、上底辺S1および下底辺S2を結ぶ脚S3、S4に囲まれた等脚台形状に開口している。上底辺S1はX方向正方向側、下底辺S2はX方向不方向側に配置されている。第1開口部49bのX方向における幅および配置位置は、上記第1の実施形態における第1減光部9dと同様である。
このような構成により、第1開口部49bは、Y方向における開口幅が、X方向正方向側からX方向負方向側に向かって漸次増大している。このため、第1開口部49bは、レンズユニット9aを透過した第2の露光光L2A(L2B)のX方向における光量分布が光量補正領域MのX方向における端部から中心部に向かって増大するように、第2の露光光L2A(L2B)の透過光量を規制している。
第2開口部49cは、第1開口部49bをX方向に反転した等脚台形状に開口している。第2開口部49cのX方向における幅および配置位置は、上記第1の実施形態における第2減光部9eと同様である。
このような構成により、第2開口部49cは、Y方向における開口幅が、X方向負方向側からX方向正方向側に向かって漸次増大している。このため、第2開口部49cは、レンズユニット9aを透過した第2の露光光L2A(L2B)のX方向における光量分布が光量補正領域MのX方向における端部から中心部に向かって増大するように、第2の露光光L2A(L2B)の透過光量を規制している。
このような構成により、追加露光用照明光源8から第2の露光光L2A(L2B)が照射され、レンズユニット9aを透過すると、第2の露光光L2A(L2B)は、Y方向における積算光量は、上記第1の実施形態と同様、図12に曲線211で示すような山型の分布を示す。
このため、露光装置104によれば、光透過量規制部材が、アパーチャ49aで構成された以外は、上記第1の実施形態の露光装置100と同様の構成を有するため、上記第1の実施形態と同様の露光方法が行われる。
本実施形態の露光装置104によれば、上記第1の実施形態と同様にして、千鳥配列された複数の投影光学系(第1の投影光学系)を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。
さらに、本実施形態によれば、第1減光部9d、第2減光部9eを有するフィルタ9bに比べると、安価に製造できるアパーチャ49aが用いられるため、さらなる低コスト化が可能である。
さらに、アパーチャ49aは、開口形状を変更することで、積算光量の大きさおよびX方向における光量分布を容易に変更することができる。
上述したアパーチャ49aの第1開口部49b、第2開口部49cの形状は、一例である。アパーチャ49aの開口形状は、Y方向における開口幅がX方向に沿って変化する形状であれば、等脚台形には限定されない。
例えば、露光装置104において、アパーチャ49aに代えて、図20に示すアパーチャ49d(光透過量規制部材、開口絞り)が用いられてもよい。
アパーチャ49dは、アパーチャ49aの第1開口部49b、第2開口部49cに代えて、それぞれ、第1開口部49e、第2開口部49hを備える。
第1開口部49eは、Y方向に延びる直線部49gと、直線部49gの両端部からX方向正方向側に張り出した弧状部49fによって囲まれたY方向に細長い半月状の開口している。
このような構成により、第1開口部49eは、Y方向における開口幅が、X方向正方向側からX方向負方向側に向かって漸次増大している。
第2開口部49hは、第1開口部49eをX方向に反転したY方向に細長い半月状の開口している。
このような構成により、第2開口部49hは、Y方向における開口幅が、X方向負方向側からX方向正方向側に向かって漸次増大している。
第1開口部49e、49hは、曲線を含む形状で構成される開口形状を有する例になっている。
[第6の実施形態]
本発明の第6の実施形態の露光装置について説明する。
図21、22は、本発明の第6の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の一例を示す模式的な平面図である。
図1に示すように、本実施形態の露光装置105は、上記第2の実施形態の露光装置101の追加露光用投影光学ユニット19に代えて、追加露光用投影光学ユニット59(補正露光部)を備える。
以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図14(a)に示すように、追加露光用投影光学ユニット59は、上記第2の実施形態における投影光学系19Aに代えて、投影光学系59Aを備える。
図14(b)に示すように、投影光学系59Aは、上記第2の実施形態におけるフィルタ19bに代えて、アパーチャ59a(光透過量規制部材、開口絞り)を備える。
アパーチャ59aは、レンズユニット9aを透過した第2の露光光L2Aを、被露光体6上における光量補正領域Mに限って照射する第2の露光光L22Aに変換する。
本実施形態では、図21に示すように、アパーチャ59aは、遮光性を有する金属板に第1開口部59bおよび第2開口部59cが貫通されて構成される。
第1開口部59bは、X方向において光量補正領域Mと同じ幅を有し、Y方向に細長い六角形状に開口している。例えば、第1開口部59bは、上記第5の実施形態における第1開口部49bの下底辺S2と、第2開口部49cの下底辺S2とを一致させて形成される六角形形状に形成されている。第1開口部59bのX方向における配置位置は、上記第2の実施形態における第1減光部19dと同様である。
このような構成により、第1開口部59bは、Y方向における開口幅が、X方向の両端部から中心部に漸次増大している。このため、第1開口部59bは、レンズユニット9aを透過した第2の露光光L2AのX方向における光量分布が光量補正領域MのX方向における両端部から中心部に向かって増大するように、第2の露光光L2Aの透過光量を規制している。
第2開口部59cは、第1開口部59bと同形の六角形状に開口している。第2開口部49cのX方向における配置位置は、上記第2の実施形態における第2減光部19eと同様である。
このような構成により、第2開口部59cは、レンズユニット9aを透過した第2の露光光L2AのX方向における光量分布が光量補正領域MのX方向における両端部から中心部に向かって増大するように、第2の露光光L2Aの透過光量を規制している。
このような構成により、追加露光用照明光源18から第2の露光光L2Aが照射され、レンズユニット9aを透過すると、第2の露光光L2Aは、Y方向における積算光量は、上記第2の実施形態と同様、図12に曲線211で示すような山型の分布を示す。
このため、露光装置105によれば、光透過量規制部材が、アパーチャ59aで構成された以外は、上記第2の実施形態の露光装置101と同様の構成を有するため、上記第2の実施形態と同様の露光方法が行われる。
本実施形態の露光装置105によれば、上記第2の実施形態と同様にして、千鳥配列された複数の投影光学系(第1の投影光学系)を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。
さらに、本実施形態によれば、第1減光部19d、第2減光部19eを有するフィルタ19bに比べると、安価に製造できるアパーチャ59aが用いられるため、さらなる低コスト化が可能である。
さらに、アパーチャ59aは、開口形状を変更することで、積算光量の大きさおよびX方向における光量分布を容易に変更することができる。
上述したアパーチャ59aの第1開口部59b、第2開口部59cの形状は、一例である。アパーチャ59aの開口形状は、Y方向における開口幅がX方向に沿って変化する形状であれば、等脚台形には限定されない。
例えば、露光装置105において、アパーチャ59aに代えて、図21に示すアパーチャ59d(光透過量規制部材、開口絞り)が用いられてもよい。
アパーチャ59dは、アパーチャ59aの第1開口部59b、第2開口部59cに代えて、それぞれ、第1開口部59e、第2開口部59fを備える。
第1開口部59eは、Y方向に細長い楕円状に開口している。このような構成により、第1開口部59eは、Y方向における開口幅が、X方向の両端部から中心部に向かって漸次増大している。
第2開口部59fは、第1開口部59eと同形状に開口している。
第1開口部59e、第2開口部59fは、曲線で構成される開口形状を有する例になっている。
[第7の実施形態]
本発明の第7の実施形態の露光装置について説明する。
図23(a)、(b)、(c)は、本発明の第7の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の主要部の一例を示す模式的な平面図である。
図1に示すように、本実施形態の露光装置106は、上記第6の実施形態の露光装置105の追加露光用投影光学ユニット59に代えて、追加露光用投影光学ユニット69(補正露光部)を備える。
以下、上記第6の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図14(a)に示すように、追加露光用投影光学ユニット69は、上記第6の実施形態における投影光学系59Aに代えて、投影光学系69Aを備える。
図14(b)に主要部の構成を示すように、投影光学系69Aは、上記第6の実施形態におけるアパーチャ59aに代えて、開口可変アパーチャ69a(光透過量規制部材、開口絞り)を備える。
開口可変アパーチャ69aは、上記第6の実施形態におけるアパーチャ59aの第1開口部59b、第2開口部59cに代えて、それぞれと同様の位置に開口形状が可変の開口部60aを有する(図23(a)参照)。
図23(a)に示すように、開口可変アパーチャ69aの開口部60aは、Y方向において互いに対向する2つの第1シャッター61と、X方向において互いに対向する2つの第2シャッター62とを備える。
第1シャッター61は、Y方向に独立して進退可能な複数の移動片61aがX方向に配列されて構成される。各移動片61aの各先端61bの全体は、Y方向における開口部60aの内縁を構成する。Y方向における開口部60aの内縁(以下、第1内縁と称する)の位置および形状は、各移動片61aの進退位置によって変化する。図23(a)に示す例では、第1内縁の形状は、X方向幅の中心部が最も凹んだV字状になっている。
第2シャッター62は、Y方向に延びる先端62aを有しX方向に進退可能な板状部材を備える。第2シャッター62の各先端62aは、X方向における開口部60aの内縁(以下、第2内縁と称する)を構成する。X方向における開口部60aの第2内縁の位置は、各第2シャッター62の各先端62aの進退位置によって変化する。図23(a)に示す例では、各第2内縁の間の離間距離は、光量補正領域Mの幅に等しい。
図23(a)に示す例では、平面視における開口部60aの形状は、上記第6の実施形態と略同様の六角形状である。
図示は省略するが、各第1シャッター61および各第2シャッター62は、それぞれを駆動する駆動部が接続されている。駆動部の構成としては、例えば、モータとカムとを組み合わせた機構、マイクロメーター、マイクロボールねじ、ピエゾモーターなどが用いられてもよい。
このような構成により、開口可変アパーチャ69aは、上記第6の実施形態と同様の光透過量規制部材として機能する。
このため、露光装置106によれば、光透過量規制部材が、開口可変アパーチャ69aで構成された以外は、上記第2の実施形態の露光装置101と同様の構成を有するため、上記第2の実施形態と同様の露光方法が行われる。
本実施形態の露光装置106によれば、上記第2の実施形態と同様にして、千鳥配列された複数の投影光学系(第1の投影光学系)を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。
さらに、本実施形態によれば、開口可変アパーチャ69aの開口部60aの形状および大きさが変更できるため、視野絞り3の第1開口部3Aおよび第2開口部3Bの形状およびY方向における配置が変わっても、第2の露光が適正に行われる。このため、視野絞り3が変更された場合にも開口可変アパーチャ69aを交換しなくてもよいので、露光装置106の稼働効率が向上する。
さらに、開口部60aの形状を微調整することによって、第2の露光の露光量の最適化を図ることができるため、露光むらをさらに低減することが可能になる。
図23(a)に示す開口可変アパーチャ69aの開口部60aの形状は、一例である。開口可変アパーチャ69aの開口形状は、例えば、上記第6の実施形態におけるアパーチャ59dのような細長い楕円状の形状も可能である。
露光装置106において、開口可変アパーチャ69aは、図23(b)に示す開口可変アパーチャ69b(光透過量規制部材、開口絞り)に置換されてもよい。
開口可変アパーチャ69bは、開口可変アパーチャ69aの開口部60aに代えて開口部60bを有する。開口可変アパーチャ69bは、開口可変アパーチャ69aの第1シャッター61の1つが第3シャッター63に置換されて構成される。
第3シャッター63は、X方向に延びる先端63aを有しY方向に進退可能な板状部材を備える。第3シャッター63の先端63aは、第1シャッター61の先端61bによる第1内縁に対向する開口部60bの内縁(以下、第3内縁と称する)を構成する。Y方向における開口部60bの第3内縁の位置は、第3シャッターの先端63aの進退位置によって変化する。第3シャッター63は、第2シャッター62と同様の図示略の駆動部を備える。
図23(b)に示す例では、平面視における開口部60bの形状は、略五角形状である。このような開口部60bは、Y方向における開口幅が、X方向の両端部から中心部に向かって漸次増大している。
このような構成により、開口可変アパーチャ69bは、上記第6の実施形態と略同様の光透過量規制部材として機能する。
露光装置106において、開口可変アパーチャ69aは、図23(c)に示す開口可変アパーチャ69c(光透過量規制部材、開口絞り)に置換されてもよい。
開口可変アパーチャ69cは、開口可変アパーチャ69aの開口部60aに代えて開口部60cを有する。開口可変アパーチャ69cは、開口可変アパーチャ69aの第1シャッター61の1つが第4シャッター64に置換されて構成される。
第4シャッター64は、Y方向に凹んだV字状の先端切り欠き64aを有しY方向に進退可能な板状部材を備える。先端切り欠き64aは、図示略の光量補正領域MのX方向の中心軸線に関して対称な形状を有する。
第4シャッター64の先端切り欠き64aは、第1シャッター61の先端61bによる第1内縁に対向する開口部60cの内縁(以下、第4内縁と称する)を構成する。Y方向における開口部60cの第4内縁の位置は、第4シャッターの先端切り欠き64aの進退位置によって変化する。第4シャッター64は、第2シャッター62と同様の図示略の駆動部を備える。
図23(c)に示す例では、平面視における開口部60cの形状は、略六角形状である。このような開口部60cは、Y方向における開口幅が、X方向の両端部から中心部に向かって漸次増大している。ただし、第1シャッター61の各移動片61aの移動位置によっては、平面視における開口部60cの形状は略六角形以外の形状に変化する。
このような構成により、開口可変アパーチャ69cは、上記第6の実施形態と略同様の光透過量規制部材として機能する。
[第8の実施形態]
本発明の第8の実施形態の露光装置について説明する。
図24(a)は、本発明の第8の実施形態の露光装置に用いる光透過量規制部材の一例を示す模式的な部分断面図である。図24(b)は、図24(a)におけるH視の拡大図である。
図1に示すように、本実施形態の露光装置107は、上記第6の実施形態の露光装置105の追加露光用投影光学ユニット59に代えて、追加露光用投影光学ユニット79(補正露光部)を備える。
以下、上記第6の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図14(a)に示すように、追加露光用投影光学ユニット79は、上記第6の実施形態における投影光学系59Aに代えて、投影光学系79Aを備える。
図24(a)、(b)に主要部の構成を示すように、投影光学系79Aは、上記第6の実施形態におけるアパーチャ59aに代えて、遮蔽板80、液晶シャッターパネル79a(光透過量規制部材、液晶シャッター)を備える。
遮蔽板80は、遮光性を有する薄板で形成されている。遮蔽板80は、レンズユニット9aを透過する第2の露光光L2Aの透過範囲を、上記第6の実施形態におけるアパーチャ59aの第1開口部59b、第2開口部59cの形成位置を含む範囲に制限する。本実施形態では、上記第6の実施形態におけるアパーチャ59aの第1開口部59b、第2開口部59cをそれぞれ囲む矩形状に形成された開口部80a、80bを有する。
遮蔽板80は、レンズユニット9aの下方においてレンズユニット9aと対向するようにフィルタホルダ9cに固定されている。
液晶シャッターパネル79aは、遮蔽板80の下方に遮蔽板80と隣り合って配置され、フィルタホルダ9cに固定されている。液晶シャッターパネル79aは、平面視において少なくとも遮蔽板80の開口部80a(80b)と重なる範囲に、液晶シャッター部79d(図24(b)参照)を備える。
図24(a)に示すように、液晶シャッターパネル79aは、液晶シャッター部79dの各画素の濃度を切り替える液晶シャッターコントローラ79eが電気的に接続されている。例えば、図24(a)には、液晶シャッターコントローラ79eによって、上記第6の実施形態における第1開口部59b、第2開口部59cと同様な六角形状の光透過部79bと、光透過部79bを囲む光遮蔽部79cとが形成された状態が図示されている。
液晶シャッターコントローラ79eは、液晶シャッター部79dの各画素を独立してオンオフすることによって、光透過部79bおよび光遮蔽部79cのパターンを変更することができる。
このため、投影光学系79Aによれば、第2の露光光L2Aを、開口部80a、80bの範囲内で平面視において、六角形を含む適宜の形状に整形された第2の露光光L22Aに変換して、図示略の被露光体6を露光することができる。
このような構成により、液晶シャッターパネル79aは、上記第6の実施形態と同様の光透過量規制部材として機能する。
このため、露光装置107によれば、光透過量規制部材が、液晶シャッターパネル79aで構成された以外は、上記第2の実施形態の露光装置101と同様の構成を有するため、上記第2の実施形態と同様の露光方法が行われる。
本実施形態の露光装置107によれば、上記第2の実施形態と同様にして、千鳥配列された複数の投影光学系(第1の投影光学系)を用いる場合に、露光領域の継ぎ目に起因する露光むらが低減される。
さらに、本実施形態によれば、液晶シャッターパネル79aの光透過部79bの形状および大きさが変更できるため、視野絞り3の第1開口部3Aおよび第2開口部3Bの形状およびY方向における配置が変わっても、第2の露光が適正に行われる。このため、視野絞り3が変更された場合にも液晶シャッターパネル79aを交換しなくてもよいので、露光装置107の稼働効率が向上する。
さらに、光透過部79bの形状を微調整することによって、第2の露光の露光量の最適化を図ることができるため、露光むらをさらに低減することが可能になる。
なお、上記各実施形態の説明では、露光装置において、第1の光源、第2光源、絞り部材、第1の投影光学系、および補正露光部(以下、露光部と称する)が固定され、露光用フォトマスクおよび露光対象物(以下、被露光物と称する)が移動することによって走査露光が行われる場合の例で説明した。しかし、走査露光は、露光部と、被露光物と、が走査方向(Y方向、第1の方向)に相対移動して、相対走査が行われればよい。したがって、露光装置において、露光部が走査方向に移動し、被露光物が固定されていてもよい。さらに、露光装置において、露光部および被露光物がそれぞれ移動してもよい。
上記各実施形態の説明では、第1の方向と第2の方向とが互いに直交する場合の例で説明した。しかし、第1の方向と第2の方向とは、平面上において互いに交差する方向であればよく、交差角は直角には限定されない。
上記各実施形態の説明では、フォトマスク1が第1の駆動部10によって移動され、被露光体6がベース7を移動する第2の駆動部11によって移動される場合の例で説明した。しかし、フォトマスク1とベース7とは1つの駆動部によって走査方向に移動されてもよい。
上記各実施形態の説明では、第2の投影光学系が、第1の投影光学系を第1の方向において平行移動した位置に配置された場合の例で説明した。しかし、第2の投影光学系は、光量補正領域のみに第2の露光光を照射できればよいため、第2の投影光学系の光軸は第1の投影光学系の光軸を第1の方向に平行移動した位置以外に配置されてもよい。例えば、第2の投影光学系は、平面視にて光量補正領域の重なる位置に光軸を有する位置に配置されてもよい。
上記各実施形態の説明では、視野絞り3、4が、第1の投影光学系の全体に重なる1枚の1枚のアパーチャからなる場合の例で説明した。しかし、視野絞り3、4は、第1の投影光学系のNAの範囲に開口部を形成し、開口部を透過する光以外を第1の投影光学系に入射させない構成であれば、2以上のアパーチャの組み合わせによって構成されてもよい。
上記各実施形態の説明では、光透過量規制部材が、第2の投影光学系と露光対象物との間に配置される場合の例で説明した。しかし、光透過量規制部材は、第2の光源から露光対象物までの間であれば、どの位置に配置されていてもよい。
上記第7、第8の実施形態の説明では、上記第6の実施形態の第1開口部59bおよび第2開口部59cと略同様の位置に開口部を形成するための光透過量規制部材の構成について説明した。しかし、上記第7、第8の実施形態の光透過量規制部材の構成は、例えば、上記第5の実施形態における第1開口部49bおよび第2開口部49cを形成するために用いられてもよい。
上記第8の実施形態の説明では、液晶シャッター部79dが開口部80a、80bと重なる領域に配置された1つの液晶シャッターパネル79aが用いられる場合の例で説明した。しかし、開口部80a、80bと重なる範囲にそれぞれ1つずつ液晶シャッターパネルが設けられていてもよい。この場合、より小型の液晶シャッターパネルを用いることができる。
上記第8の実施形態の説明では、遮蔽板80が用いられる構成の例で説明した。しかし第2の露光光の光量と、液晶シャッターパネルの消光比と、によっては、遮蔽板80は省略されてもよい。
上記第8の実施形態の説明では、液晶シャッターパネル79aの光透過部79bによって、アパーチャの開口形状に対応する光学的な開口が形成される場合の例で説明した。
しかし、液晶駆動によって、透過率分布を制御できる場合には、上記第1および第2の実施形態におけるフィルタに対応する透過率分布を有する光学的な開口が形成されてもよい。液晶駆動によって、透過率分布を制御する方法としては、液晶の透過率の多値制御、面積階調法による透過率制御などが上げられる。
上記各実施形態の説明では、投影光学ユニット5が、X方向における被露光体6の全幅を露光する場合の例で説明した。しかし、単一のフォトマスク1によって、被露光体6の露光パターンを露光できれば、投影光学ユニット5は、X方向の一部を覆う大きさでもよい。この場合、露光装置100におけるY方向の走査露光を、X方向にずらして複数回行うことによって、被露光体6の全体が露光される。
以上、本発明の好ましい各実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
1 フォトマスク(露光用フォトマスク)
2、32 主照明光源(第1の光源)
3、4、33A、33B 視野絞り(絞り部材)
3A、4A 第1開口部(開口部)
3B、4B 第2開口部(開口部)
5、35 投影光学ユニット
5A 第1列投影光学系(第1の投影光学系)
5B 第2列投影光学系(第1の投影光学系)
6 被露光体(露光対象物)
7 ベース
8、18、28 追加露光用照明光源(第2の光源)
9、19、29、49、59、69、79 追加露光用投影光学ユニット(補正露光部)
9A、49A 第1列投影光学系
9B、49B 第2列投影光学系
9a レンズユニット(第2の投影光学系)
9b、19b フィルタ(光透過量規制部材、光減衰フィルタ)
9d、19d 第1減光部
9e、19e 第2減光部
13A 第1の光像
13B 第2の光像
19A、59A、69A、79A 投影光学系
19d 第1の補正用光像
19d 第2の補正用光像
19e 第3の補正用光像
19e 第4の補正用光像
49a、49d、59a、59d アパーチャ(光透過量規制部材、開口絞り)
69a、69b、69c 開口可変アパーチャ(光透過量規制部材、開口絞り)
79a 液晶シャッターパネル(光透過量規制部材、液晶シャッター)
100、101、102、103、104、105、106、107 露光装置
複合露光領域
、AS1、AS2 単独露光領域
1A、L1B、L11A、L11B 第1の露光光
2A、L2B、L12A、L12B、L22A 第2の露光光
M、M、M 光量補正領域
M 述するように光量補正領域
、O 軸線(第2の軸線)
軸線(第1の軸線)
、O13、O19 軸線
P マスクパターン
複合開口領域
単独開口領域

Claims (8)

  1. 第1の露光光を発生する第1の光源と、
    平面視において第1の軸線に沿う第1の方向の開口量が前記第1の軸線に交差する第2の軸線に沿う第2の方向において一定となるように、前記第1の軸線を中心として千鳥配列された複数の開口部が形成され、前記第1の方向において前記複数の開口部のうちの2つが間をあけて隣り合う複合開口領域と、前記第1の方向において前記複数の開口部のうちの1つが開口する単独開口領域と、が前記第2の方向において交互に形成されており、前記第1の光源と露光用フォトマスクとの間に前記複数の開口部が位置するように配置された絞り部材と、
    前記絞り部材の前記複数の開口部のそれぞれと対向して配置され、前記複数の開口部のそれぞれを透過した前記第1の露光光による光像を、それぞれ露光対象物に投影する複数の第1の投影光学系と、
    前記第1の光源に対して前記第1の方向に隣り合うように配置され、前記露光用フォトマスクに照射する第2の露光光を発生する第2の光源と、
    前記露光用フォトマスクから前記露光対象物までの間の前記第2の露光光の光路上に配置され、前記露光用フォトマスクを透過した前記第2の露光光の前記露光対象物への照射範囲を、平面視において前記第2の方向における前記複合開口領域の幅が前記第1の方向に延長された領域である光量補正領域に限って、前記第2の露光光を照射する補正露光部と、
    を備える、露光装置。
  2. 前記補正露光部は、
    前記光量補正領域における前記第2の露光光の前記第1の方向における積算光量を、前記第2の方向における前記光量補正領域の両端部よりも中心部が高くなるように前記第2の露光光を照射する、
    請求項1に記載の露光装置。
  3. 前記補正露光部は、
    前記第2の露光光を前記露光対象物に向けて投影する第2の投影光学系と、
    前記露光用フォトマスクと前記露光対象物との間で、前記第2の露光光を前記光量補正領域の範囲に規制する光透過量規制部材と、
    を備える、
    請求項1または2に記載の露光装置。
  4. 前記光透過量規制部材は、
    前記第2の投影光学系と前記露光対象物との間に配置された、
    請求項3に記載の露光装置。
  5. 前記光透過量規制部材は、光減衰フィルタを含む、
    請求項3または4に記載の露光装置。
  6. 前記光透過量規制部材は、開口絞りを含む、
    請求項3〜5のいずれか1項に記載の露光装置。
  7. 前記光透過量規制部材は、液晶シャッターを含む、
    請求項3〜6のいずれか1項に記載の露光装置。
  8. 平面視において第1の軸線に沿う第1の方向の開口量が前記第1の軸線に交差する第2の軸線に沿う第2の方向において一定となるように、前記第1の軸線を中心として千鳥配列された複数の開口部が形成され、前記第1の方向において前記複数の開口部のうちの2つが間をあけて隣り合う複合開口領域と、前記第1の方向において前記複数の開口部のうちの1つが開口する単独開口領域と、前記第2の方向において交互に形成された絞り部材を準備することと、
    前記絞り部材の前記複数の開口部を透過する第1の露光光を、露光用フォトマスクおよび露光対象物に対して前記第1の方向に相対走査することによって、前記第1の露光光による前記露光用フォトマスクの光像を前記露光対象物に投影する第1の露光を行うことと、
    前記第1の露光の前または後に、第2の露光光を、前記露光用フォトマスクに照射し、前記露光用フォトマスクを透過した前記第2の露光光を前記露光用フォトマスクおよび前記露光対象物に対して前記第1の方向に相対走査することによって、前記第2の露光光による前記露光用フォトマスクの光像を前記露光対象物に投影する第2の露光を行うことと、
    前記第2の露光を行う際に、平面視において前記第2の方向における前記複合開口領域の幅が前記第1の方向に延長された領域である光量補正領域に限って前記第2の露光光を前記露光対象物に照射することと、
    を含む、露光方法。
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