JPH08330218A

JPH08330218A - 露光装置

Info

Publication number: JPH08330218A
Application number: JP7160062A
Authority: JP
Inventors: Masao Takiguchi; 雅夫滝口; Hiroshi Shirasu; 廣白数; Susumu Mori; 晋森; Tetsuo Kikuchi; 哲男菊池; Noriaki Yamamoto; 規彰山元
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-13
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP3550597B2

Abstract

(57)【要約】【目的】投影領域相互間の経時的な光量ムラに起因す
る露光不良の発生を防止する。【構成】露光開始前に、センサ２４によって各投影領
域内の照明光の光量が基板１４表面とほぼ同一面上で検
出される。制御部４８では、センサ２４の出力を取り込
んで全ての投影領域の光量が均一となるように、透過率
が露光装置の走査方向に沿って連続的に変化する各平面
フィルタ４２をフィルタ駆動部４４を介してそれぞれ独
立して駆動する。これによって、露光開始前に全ての投
影領域の照度が均一となる。露光中は、制御部４８は、
各照明光学系内に配置されたセンサ４６によって当該各
照明光学系内の照明光の光量をモニタしつつ、フィルタ
駆動部４４を介して平面フィルタ４２を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は露光装置に係り、更に詳
しくは、半導体素子又は液晶表示基板等の製造のための
フォトリソグラフィ工程において、マスクのパターンを
大面積の感光基板上に露光するのに使用して好適な露光
装置に関する。

【０００２】

【背景技術】近年、パソコン、テレビ等の表示素子とし
て、液晶表示基板が多用されるようになつた。この液晶
表示基板は、ガラス基板上に透明薄膜電極をフォトリソ
グラフィの手法で所望の形状にパターニングして作られ
る。このリソグラフィのための装置として、従来は、原
板としてのレチクル（マスク）上に形成された焼き付け
るべき原画パターンを、ガラス基板をステッピングさせ
ながら、単一の投影光学系を介して１００ｍｍ角程度の
投影領域毎に順次基板上のフオトレジスト層に露光す
る、いわゆるステッピング・アンド・リピート方式の投
影露光装置が用いられていた。この種の露光装置では、
照明系は単一なので照度ムラと光量がある一定値になる
様に、ＮＤフィルタ等を交換して所望の性能を得てい
た。

【０００３】しかしながら、このステッピング・アンド
・リピート方式の投影露光装置では、原板であるレチク
ルの大きさと比較して焼き付けを行うべきガラス基板上
の面積が広いため、１枚のガラス基板に対して複数枚の
レチクルが必要となり、処理時間に複数回分のレチクル
交換時間が含まれることを避けられず、スループットが
必然的に低下するという問題があった。特に、最近では
液晶表示基板の大面積化が要求されるようになり、これ
に伴って投影露光装置においても露光領域の拡大により
スループットの向上を図れるものが望まれるようになっ
てきた。

【０００４】このような背景の下、本願出願人は、先に
特願平５−１６１５８８号等で、大型の液晶パネル（液
晶表示基板）又は大面積の半導体素子等を高いスループ
ットで製造することができる走査型露光装置を提案し
た。この走査型露光装置は、一度にガラス基板全体を露
光できるほどの大型マスクを持ち、ガラス基板の短辺方
向に充分に長い露光領域（投影領域）に光を配光するた
めに、小領域の光を与える複数の照明光学系と複数の投
影光学系を適切に配置し、これらの照明光学系及び投影
光学系に対し、マスクとガラス基板とを同期して走査す
ることによって、複数の投影領域を逐次露光し、感光基
板上にマスクのパターンの全体を転写するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の走査型露光装置
では、複数の照明光学系の光束の強度を均一にして全照
明領域内の光束の強度を一致させる必要がある。このた
めの手段として、組み立て時に、照明光学系毎に、光束
の強度を検出し、強度に応じてＮＤフィルタ等を適宜選
択的に使用することにより、照明光学系毎の照度のバラ
ツキを防止するという手法が採用されていた。しかしな
がら、この方法は、各投影領域内の照度の均一化はある
程度実現できるが、光源の経時的照度変化等は各光源毎
に異なるので、照明光学系相互間で経時的に照度むら
（照度差）が生じるという不都合のあることが、その後
判明した。

【０００６】また、照度の差（光束強度差）は露光パタ
ーンの線幅に影響を与え、特に、隣り合う投影領域の境
界付近の照度に違いがあると、パターン線幅に差が生
じ、液晶パネルに組み上げた場合に色ムラ等の不都合が
発生することも判明した。

【０００７】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、投影領域相互間の経時的な光量
ムラに起因する露光不良の発生を防止することができる
露光装置を提供することにある。

【０００８】また、本発明の第２の目的は、相互に隣接
する投影領域の境界付近の照度差を少なくすることがで
きる投影露光装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
マスクと感光基板とを所定の走査方向に同期して移動し
つつ前記マスク上のパターンを投影光学系を介して前記
感光基板上に逐次転写する露光装置であって、前記マス
ク上の複数の部分領域のそれぞれを照明する複数の照明
光学系と；前記各照明光学系に対応してそれぞれ配置さ
れ、前記マスク上の前記各部分領域の像を前記感光基板
上にそれぞれ投影する複数の投影光学系と；前記各照明
光学系に少なくとも各１つ設けられ、前記走査方向に沿
って透過率が連続的に増加又は減少する部分を有する複
数の平面フィルタと；前記各部分領域の像がそれぞれ投
影される各投影領域内の検出領域に照射される照明光の
光量を前記感光基板表面とほぼ同一面上で検出する第１
の光量センサと；前記各照明光学系内に配置され、当該
各照明光学系内の照明光の光量を検出する複数の第２の
光量センサと；前記複数の平面フィルタを独立して走査
方向に駆動する駆動手段と；前記第１の光量センサ及び
前記複数の第２の光量センサの出力を選択的に取り込む
と共にこの出力に基づいて前記駆動手段を制御する制御
手段とを有する。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の露
光装置において、前記複数の照明光学系は、前記マスク
上に前記走査方向に互いに変位してかつ前記走査方向と
直交する方向に沿って所定間隔で配置された複数の部分
領域のそれぞれを照明すると共に、前記複数の投影光学
系は、相互に隣接する前記部分領域の像の前記走査方向
に直交する方向の一部が前記走査方向に沿って相互に重
複する状態で前記感光基板上に投影することを特徴とす
る。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
記載の露光装置において、前記各照明光学系の内部に照
明光束の照度ムラ低減用のオプティカルインテグレータ
がそれぞれ設けられ、当該オプティカルインテグレータ
より光源側に前記各平面フィルタがそれぞれ配置されて
いることを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、露光開始に先立
ち、マスク及び感光基板のない状態で、第１の光量セン
サによって各投影領域内の検出領域に照射される照明光
の光量が感光基板表面とほぼ同一面上で検出される。制
御手段では、第１の光量センサの出力を取り込んで全て
の投影領域の光量（又は単位面積当たりの光量である照
度）が均一となるように、各照明光学系内に設けられた
平面フィルタを駆動手段を介してそれぞれ独立して走査
方向に駆動する。これによって、露光開始前に全ての投
影領域の照度が均一となる。なお、上記の検出領域
（点）としては、各投影光学系内に単一領域（例えば、
中央領域）を設定しても複数領域を設定してもよいが、
１〜３領域とすることがスループットの面では好まし
い。複数の領域を設定した場合には、これらの平均値を
その投影領域の光量値とする。

【００１３】露光が開始されると、各照明光学系内に配
置された、第２の光量センサによって当該各照明光学系
内の照明光の光量が検出され、制御手段では、これらの
複数の光量センサの出力を常時取り込むことにより、露
光中の光量の変動を補正するように駆動手段を介して各
平面フィルタを走査方向に独立して駆動制御する。これ
によって、露光中の光量の変動による照明光学系相互間
（投影領域相互間）の照度のバラツキが防止される。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、第１の光量
センサによって光量が検出される各投影領域内の検出領
域を、相互に隣接する部分領域の像の走査方向に直交す
る方向の一部が走査方向に沿って相互に重複する部分
（継ぎ部）内に設定すれば、露光開始に先立ち、第１の
光量センサによって各投影領域内の前記検出領域に照射
される照明光の光量が感光基板表面とほぼ同一面上で検
出される。制御手段では、第１の光量センサの出力を取
り込んで、相互に隣接する投影領域内の像が重複する部
分（継ぎ部）の光量（又は照度）が均一となるように、
各平面フィルタを駆動手段を介してそれぞれ独立して走
査方向に駆動する。これによって、前記の重複する部分
（継ぎ部）の照度変化を最小限にすることができる。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、オプティカ
ルインテグレータより光源側に各平面フィルタがそれぞ
れ配置されていることから、平面フィルタを通る照明光
束が小さいので、小面積の平面フィルタを使用すること
ができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１ないし
図５に基づいて説明する。

【００１７】図１には、一実施例に係る露光装置１０の
構成が概略的に示されている。この露光装置１０は、マ
スク１２上の複数（ここでは５つ）の部分領域のそれぞ
れを上方から照明する複数（ここでは５つ）の照明光学
系Ｌ０１、ＬＯ２、Ｌ０３、Ｌ０４、Ｌ０５と、照明光
学系Ｌ０１、ＬＯ２、Ｌ０３、Ｌ０４、Ｌ０５のそれぞ
れに対応してマスク１２の下方に配置された５つの投影
光学系ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４、ＰＬ５とを有
している。これらの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の下方に
は、当該投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５に関してマスク１２
と共役となる位置に感光基板１４が配置されている。

【００１８】マスク１２は、図２に示されるように、マ
スクステージ１６上に保持されており、このマスクステ
ージ１６は、断面Ｌ字状部材から成るキャリッジ１８の
垂直部の上端に当該キャリッジ１８の水平部に対向して
片持ち支持状態で一体的に取り付けられている。このキ
ャリッジ１８の水平部は基板ステージ２０とされてお
り、この基板ステージ２０上に感光基板１４が載置され
ている。キャリッジ１８は、図２におけるＸ方向（図１
における紙面直交方向）に移動可能に構成されている。

【００１９】また、本実施例では、キャリッジ１８の基
板ステージ２０上に、当該キャリッジ１８の移動軸（Ｘ
軸）と直交する駆動軸（Ｙ軸）を有する検出センサ駆動
部２２が配され、この検出センサ駆動部２２上に感光基
板１４表面と同一面の高さになるようにフォトディテク
タから成る第１の光量センサとしての均一性測定センサ
２４が載置されている。この均一性測定センサ２４は、
キャリッジ１８（基板ステージ２０）の走査方向とは直
交する方向（Ｙ軸方向）にだけ移動可能であるが、基板
ステージ２０が走査方向へ移動可能であるので、結果的
にこの均一性測定センサ２４は２次元に移動でき、後述
する複数の投影領域（ＰＡ１〜ＰＡ５）の位置を問わ
ず、光量（又は照度）測定できる。また、この均一性測
定センサ２４の受光面の面積は受光素子の感度むらを考
慮するとあまり大きくない方がよい。かかる意味から
は、場所の相違による感度むらがないのであれば、Ｙ方
向に延設されたアレイ状の受光素子によって均一性セン
サを構成することも可能である。

【００２０】前記照明光学系Ｌ０１は、超高圧水銀ラン
プ等の光源２６、楕円鏡２８、シャッタ２９、レンズ系
３０、オプティカルインテグレータとしてのフライアイ
レンズ３２、ハーフミラー３４、レンズ系３６、視野絞
り３８、レンズ系４０等を有する。これによれば、シャ
ッタ２９が開いている状態では、光源２６から射出した
光束Ｌは、楕円鏡２８、レンズ系３０を介してフライア
イレンズ３２によつて強度を均一化される。そして、ハ
ーフミラー３４、レンズ系３６を介して視野絞り３８に
よつて所望の形状に整形され、レンズ系４０を介してマ
スク１２のパターン面上に視野絞り３８の像を形成す
る。以下、この視野絞りの像が形成される領域を照明領
域というものとする。

【００２１】他の照明光学系ＬＯ２〜ＬＯ５も、照明光
学系Ｌ０１と全く同様にして構成されているが、図１で
は、図示の便宜上、レンズ系４０に対応するもののみを
それぞれＬＯ２〜ＬＯ５で示している。

【００２２】前記投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５は、いずれ
も等倍の正立像を結像する光学系が使用されている。

【００２３】従って、複数の照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５
のそれぞれから射出された光束はマスク１２上の異なる
小領域（照明領域）をそれぞれ照明する。マスク１２を
透過した複数の光束は、それぞれ異なる投影光学系ＰＬ
１〜ＰＬ５を介して感光基板１４上の異なる投影領域
（図２ないし図３にＰＡ１〜ＰＡ５で示す）にマスク１
２の照明領域に対応したパターン像を結像する。

【００２４】ところで、感光基板１４上の投影領域は、
図３に示されるように、隣合う領域同士（例えば、ＰＡ
１とＰＡ２、ＰＡ２とＰＡ３）が図のＸ方向に所定量変
位するように、且つ隣合う領域の同図におけるＹ方向の
端部同士（図中、破線で示す部分）がＸ方向（走査方
向）に沿って相互に重複するように配置される。よつ
て、上記複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５も各投影領域
ＰＡ１〜ＰＡ５の配置に応じてＸ方向に所定量変位する
とともにＹ方向に重複して配置されている。

【００２５】また、複数の照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の
配置は、マスク１２上の照明領域が上記の投影領域ＰＡ
１〜ＰＡ５と同様の配置となるように配置される。

【００２６】このため、キャリッジ１８をＸ方向に沿っ
て移動することにより、それぞれ図示しない固定支持部
により固定された照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５、投影光学
系ＰＬ１〜ＰＬ５に対し、マスク１２と感光基板１４と
が同期してＸ方向（図１において、紙面に垂直な方向）
に走査され、マスク１２上のパターンの像が感光基板１
４上の投影領域ＰＡ１〜ＰＡ５に逐次転写され、最終的
にマスク１２上のパターン領域の全面が感光基板１４上
の露光領域ＥＡに転写される。

【００２７】照明光学系Ｌ０１を構成するレンズ系３０
の光源寄りの位置には、図１紙面直交方向（Ｘ方向）に
沿って移動可能な平面フィルタ４２（これについては、
後に詳述する）が設けられている。この平面フィルタ４
２は、駆動手段としてのフィルタ駆動部４４によって駆
動されるようになっている。残りの照明光学系Ｌ０２〜
Ｌ０５の内部にも、図１では図示を省略したが、平面フ
ィルタ４２が同様にＸ方向に沿って移動可能に設けられ
ており同様に、各別のフィルタ駆動部４４によってそれ
ぞれ駆動されるようになっている。

【００２８】ところで、前述した如く、各照明光学系Ｌ
Ｏ１〜ＬＯ５の光路中にはハーフミラー３４が設けられ
ており、このハーフミラー３４によって分割された参照
光（光束Ｌの一部）を集光レンズを介して感光基板１４
との共役面で受光するフォトディテクタから成る第２の
光量センサとしての照明系内照度センサ４６がそれぞれ
設けられている。

【００２９】これらの照明系内照度センサ４６は、常時
光束Ｌの強度を検出し、得られた信号Ｐ１〜Ｐ５をマイ
クロコンピュータから成る制御手段としての制御部４８
に入力されるようになっている。この制御部４８には、
これらの信号Ｐ１〜Ｐ５の他、均一性測定センサ２４か
らの信号Ｐ０も入力されるようになっており、この制御
部４８では、後述するように、信号Ｐ１〜Ｐ５及び信号
Ｐ０に基づいて各フィルタ駆動部４４をそれぞれ制御す
るようになっている。

【００３０】ここで、平面フィルタ４２について図４に
基づいて詳述する。この平面フィルタ４２は、図４
（Ｂ）に示されるように厚さが一定で、図４（Ａ）に示
されるように、幅が一定なフィルタである。この平面フ
ィルタ４２の特徴は、図４（Ｃ）に示されるように、長
さＸのうち図における左端から所定長さＸ1 の部分の透
過率が１００％で、点Ｘ1 から右端までの部分で直線的
に透過率が減少していくような透過率の変化特性を有す
る点にある。所定長さＸ1 としては、当該平面フィルタ
４２を通過する光束（仮想線Ａにて表示）を十分に満足
するだけの長さが設定される。なお、右端での透過率は
０％でもそれ以外であっても構わないし、透過率変化の
傾きも特に問わない。この場合、平面フィルタ４２を通
過する光束を十分満足する領域で透過率ほぼ１００％の
部分を有するので、光量を無駄にしなくて済む。

【００３１】本実施例では、この平面フィルタ４２がそ
の長手方向を紙面直交方向（Ｘ方向）として照明光学系
Ｌ０１〜Ｌ０５内にそれぞれ配置されている。

【００３２】次に、上述のようにして構成された本実施
例の装置１０の動作について説明する。まず、最初に、
各投影領域の内部の光強度（本明細書では、光量あるい
は照度と同様の意味で用いる）の不均一性が存在しない
（換言すれば、各投影領域内の照度はＮＤフィルタ等に
よって予め調整されている）場合について説明する。こ
の場合は、各投影領域内では、光強度が均一であるから
投影領域ＰＡ１〜ＰＡ５の内部で各１点の光強度の検出
を行ない、これに基づいて投影領域ＰＡ１〜ＰＡ５相互
間の照度が同一となるようにすれば、全投影領域におい
て照明光強度が均一になる。

【００３３】マスク１２の無い状態で、全てのシャ
ッタ４２を開いて全ての光源２６からの光の光路を開放
した状態で、制御部４８では、キャリッジ１８を図示し
ない駆動系を介して走査方向に駆動すると共に検出セン
サ駆動部２２をＹ軸方向に駆動して、均一性測定センサ
２４を投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の投影領域ＰＡ１〜Ｐ
Ａ５の下で走査し、５つの投影領域（露光領域）のそれ
ぞれについて少なくとも１点の検出領域、例えば中点の
照度を計測する。

【００３４】次に、制御部４８では、計測された各投影
領域における光強度データＰ０に基づき、各投影光学系
ＰＬ１〜ＰＬ５の投影領域ＰＡ１〜ＰＡ５を合せた全露
光領域において照明光強度が均一になるように、各フィ
ルタ駆動部４４を制御して平面フィルタ４２を駆動し、
各々投影光学系ＰＬ１〜Ｐ５に対応する照明光学系ＬＯ
１〜ＬＯ５の光強度を設定する。この場合において、平
面フィルタ４２の透過率の変化の傾斜は既知であり、フ
ィルタ４２の長手方向の位置と透過率とは１：１に対応
しているので、フィルタ４２を駆動すべき量は計算で求
められる。従って、必ずしも照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５
に付設された照度センサ４６による検出は必要ないが、
照度センサ４６によって各照明光学系内の照度（Ｐ１〜
Ｐ５）を検出しながら平面フィルタ４２を駆動しても良
い。

【００３５】設定後、制御部４８では、再び上述したと
同じ手順で均一性測定センサ２４を用いて露光面の照明
光強度を計測し確認する。この手順を繰り返して照明光
強度の均一性が規格内に入つたら、このときの均一性測
定センサ２４の計測値Ｐ０を露光面照度として図示しな
いメモリに記憶する。また、このとき、各投影領域の中
心部分の照度を基準照度とし、各照明系内照度センサ４
６の出力と基準照度とを比較することで、照明系内照度
センサ４６のキャリブレーションを行なう。この後、一
旦、シャッタ２９を閉じる。

【００３６】このようにして、照度の事前調整が完
了した後、露光が行なわれる。マスク１２をマスクステ
ージ１６上に載置し、感光基板１４を基板ステージ２０
上に載置してマスク１２と感光基板１４との所定の位置
合わせが完了すると、シャッタ２９を開き、キャリッジ
１８を駆動して前記の如くして露光を行なう。

【００３７】この露光中は、均一性測定センサ２４を使
用できないので、制御部４８は各照明系内照度センサ４
６の出力をモニタし、変化に対してはそれを抑さえるよ
うに各フィルタ駆動部４４を駆動制御して平面フィルタ
４２を走査方向に移動させる。より具体的には、メモリ
に記憶された露光面の照度に対し、感光基板１４の露光
量が最適になるように図示しない駆動系を介してキャリ
ッジ１８の移動速度を制御すると同時に、各照明光学系
ＬＯ１〜ＬＯ５の照明光強度を照度センサ４６の検出値
Ｐ１〜Ｐ５がキャリブレーションの際にメモリに記憶さ
れた値ＰＭ１〜ＰＭ５に保たれるよう各々フィルタ駆動
部４４を介して平面フィルタ４２を駆動する。これによ
り、全投影領域ＰＡ１〜ＰＡ５の光強度（照度）を、露
光中も均一かつ一定に保つことができる。

【００３８】次に、各投影領域の内部の光強度の不均一
性が存在する通常の場合について説明する。

【００３９】マスクの無い状態で、全てのシャッタ
４２を開いて全ての光源２６からの光の光路を開放した
状態で、制御部４８では、上記の如くして均一性測定セ
ンサ２４を投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の投影領域ＰＡ１
〜ＰＡ５の下で走査し、５つの投影領域（露光領域）の
それぞれについて予め定めた検出領域の照度を計測す
る。

【００４０】制御部４８では、均一性測定センサからの
信号Ｐ０に基づいて、各投影領域の光束の強度を求め、
これら強度のうちほぼ中央に位置する投影領域ＰＡ３の
光強度を基準値として設定する。

【００４１】投影領域ＰＡ１〜ＰＡ５のうち重複する投
影領域の継ぎ部同士の強度が等しくなるように基準とな
る投影領域から順に（ＰＡ３→ＰＡ２→ＰＡ１、及びＰ
Ａ３→ＰＡ４→ＰＡ５）、対応する各照明光学系ＬＯ１
〜ＬＯ５の光束の強度を制御する。つまり、他の光束の
強度がこの基準値に等しくなるべく、フィルタ駆動部４
４を駆動制御する。

【００４２】ここで、３つの投影光学系ＰＬ１、ＰＬ
２、ＰＬ３による投影領域ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３を例
にとって、投影領域の継ぎ部の光強度制御について図５
を参照しつつ説明する。

【００４３】まず、制御部４８では均一性測定センサ２
４を用いて投影領域ＰＡ１〜ＰＡ３の重複する継ぎ部の
任意の点Ｉ₁、Ｉ_2-1、Ｉ_2-2、Ｉ₃の光束の強度を測
定し、メモリに記憶する。

【００４４】次に、制御する基準の強度を決定する。例
えば、中央に位置する投影領域ＰＡ２の強度を基準とす
る。この場合、投影領域ＰＡ２の光束の強度は変更しな
い。この後、投影領域ＰＡ２の継ぎ部の基準点Ｉ_2-1、
Ｉ_2-2それぞれに対応する投影領域ＰＡ１の継ぎ部の点
Ｉ₁、投影領域ＰＡ３の継ぎ部の点Ｉ₃の強度がそれぞ
れＩ_2-1、Ｉ_2-2とほぼ等しくなるように各照明光学系
の光束の強度を制御する。投影領域ＰＡ１の光束の強度
の設定は、点Ｉ₁の強度が基準点Ｉ_2-1と等しくなるよ
うに、フィルタ駆動部４４を制御して平面フィルタ４２
を駆動することにより行なう。同様に、投影領域ＰＡ３
についても継ぎ部の点Ｉ₃の強度が基準点Ｉ_2-2と等し
くなるように、フィルタ駆動部４４を制御する。制御
後、それぞれの照明光学系内照度センサ４６の値を記憶
する。

【００４５】全接続部に対し、このような照度調整のた
めの平面フィルタ４２の駆動制御を行なった後、均一測
定センサ２４を用いて各投影領域の照明光の接続部付近
と中心部分の照度を測定し、全体的な照度差が仕様を満
足していなければ、再度フィルタ駆動部４４を駆動制御
した上で照度の均一性を測定する。

【００４６】上記の方法で、各照明光の隣り合う接続部
との照度差と全体的な照度差が仕様値内であれば、各照
明光の中心部分の照度を基準照度とし、各照明系内照度
センサ４６の出力と基準照度を比較することで、照明系
内照度センサ４６のキャリブレーションを行ない、その
後、一旦、シャッタを閉じる。

【００４７】このようにして照度の事前調整が完了
した後、露光が行なわれる。この露光中は、先に説明し
た、各投影領域の内部の光強度の不均一性が存在しない
場合と、同様の照度調整がなされる。

【００４８】このように、均一性測定センサ２４にて検
出した継ぎ部の光強度に基づいて隣合う重複する継ぎ部
同士の光束の強度が一致するように、各フィルタ駆動部
４４を制御することにより、投影領域の継ぎ部における
光束の強度の急激な変化を最小限にできる。

【００４９】複数枚の感光基板を処理した後に、定期的
に上記の照度調整の動作を行ない、露光中は各照明系
内照度センサ４６の出力に基づいて照度変化を抑制する
ように平面フィルタ４２を駆動すれば、照度変化を抑さ
え、継ぎムラを無くすことができる。

【００５０】上述のように本実施例によると、各投影領
域の重複する継ぎ部どうしが同一強度となるように各照
明光学系の強度を制御することにより感光基板上での光
強度分布が急激に変化することを最小限に抑えることが
でき、これにより、アクテイブマトリクス液晶デバイス
の製造等において、継ぎ部のコントラスト変化を解消す
ることができる。

【００５１】なお、平面フィルタ４２としては、上記実
施例で説明したもの以外に、図６に示されるような透過
率の変化特性を有するものを使用してもよい。この平面
フィルタは、透過率１００％の部分を持たないが、装置
によっては、このような平面フィルタを搭載することも
できる。

【００５２】あるいは、図７に示されるように、１本の
光軸に同一の透過率の変化特性を有する平面フィルタを
２枚用いてもよい。このようにすれば、透過率が変化す
る部分が相互に重なった位置では、光速の通過断面全面
で透過率を一定にすることができる。この２枚のフィル
タは、それぞれに駆動装置を設けて駆動してもよく、あ
るいは一つの駆動装置で駆動してもよい。しかしなが
ら、平面フィルタが１枚であっても、各照明光学系内に
はフライアイレンズが設けられると共に、走査方向に透
過率の傾斜勾配を持たせているので、光量が平均化され
て傾斜ムラは生じないので、平面フィルタの透過率の連
続的変化が直接的に悪影響を与えることは、殆どないも
のと考えられる。

【００５３】なお、上記実施例では、照明光学系毎に光
源を備えた場合を例示したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば、光源の数より照明光学系（な
いしは投影光学系）の数の方が多い場合には、光源と照
明光学系とを多分岐光ファイバにて接続し、光を光源の
数以上に分岐させることで照度差を比較的少なくするよ
うにしてもよい。

【００５４】また、上記実施例では、投影領域の照度調
整（光束の強度調整、光量の調整）を、平面フィルタの
位置制御により行なう場合について説明したが、これと
併せて制御部４８により、電源に対する印加電圧（もし
くは、電源電流）をフイードバツク制御するようにして
もよい。

【００５５】更に、上記実施例では、光源とフライアイ
レンズとの間に平面フィルタが配置されているので、平
面フィルタの位置を透過する光束が小さいため、平面フ
ィルタとして小面積のものを使用することができる。

【００５６】なお、上記実施例では、等倍の投影光学系
を用いる場合について例示したが、本発明はこれに限ら
ず、所定の倍率を有する投影光学系、屈折系、反射系等
のいずれの光学系を用いても良い。

【００５７】また、上記実施例では、視野絞りの開口形
状を台形としたものについて述べたが、本発明はこれに
限らず、例えば六角形の開口を有する視野絞りを用いて
も良い。

【００５８】更に、上記実施例では、投影領域が図３に
示されるような配置となるように照明光学系および投影
光学系を配置する構成のものについて述べたが、本発明
はこれに限らず、投影領域ＰＡ２、ＰＡ４を形成する照
明光学系および投影光学系を除いた構成としても良い。
この場合、マスク１２と感光基板１４をＸ方向に走査し
た後、Ｙ方向に所定量ステツプして再度Ｘ方向とは逆の
方向に走査することにより、マスク１２のパターン領域
の全面を感光基板１４上に転写することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
露光中の光量の変動による照明光学系相互間（投影領域
相互間）の照度のバラツキを防止することができ、投影
領域相互間の経時的な光量ムラに起因する露光不良の発
生を防止することができるという従来にない優れた効果
がある。

【００６０】特に、請求項２記載の発明にあっては、相
互に隣接する投影領域の境界付近の照度差を少なくする
ことをができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の露光装置の概略構成を示す図であ
る。

【図２】図１の露光装置の外観斜視図である。

【図３】図１の装置における感光基板上の投影領域を示
す図である。

【図４】平面フィルタを示す図であって、（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は透過率の変化特性を示す
図である。

【図５】継ぎ部の照度調整を説明するための図である。

【図６】平面フィルタの他の例を示す図である。

【図７】平面フィルタを２枚用いる場合の例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０露光装置１２マスク１４感光基板２４均一性測定センサ（第１の光量センサ）３２フライアイレンズ（オプティカルインテグレー
タ）４２平面フィルタ４４フィルタ駆動部（駆動手段）４６照明系内照度センサ（第２の光量センサ）４８制御部（制御手段）ＰＬ１〜ＰＬ５投影光学系Ｌ０１〜Ｌ０５照明光学系ＰＡ１〜ＰＡ５投影領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊池哲男東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内 (72)発明者山元規彰東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクと感光基板とを所定の走査方向に
同期して移動しつつ前記マスク上のパターンを投影光学
系を介して前記感光基板上に逐次転写する露光装置であ
って、前記マスク上の複数の部分領域のそれぞれを照明する複
数の照明光学系と；前記各照明光学系に対応してそれぞ
れ配置され、前記マスク上の前記各部分領域の像を前記
感光基板上にそれぞれ投影する複数の投影光学系と；前
記各照明光学系に少なくとも各１つ設けられ、前記走査
方向に沿って透過率が連続的に増加又は減少する部分を
有する複数の平面フィルタと；前記各部分領域の像がそ
れぞれ投影される各投影領域内の検出領域に照射される
照明光の光量を前記感光基板表面とほぼ同一面上で検出
する第１の光量センサと；前記各照明光学系内に配置さ
れ、当該各照明光学系内の照明光の光量を検出する複数
の第２の光量センサと；前記複数の平面フィルタを独立
して走査方向に駆動する駆動手段と；前記第１の光量セ
ンサ及び前記複数の第２の光量センサの出力を選択的に
取り込むと共にこの出力に基づいて前記駆動手段を制御
する制御手段とを有する露光装置。
【請求項２】前記複数の照明光学系は、前記マスク上に
前記走査方向に互いに変位してかつ前記走査方向と直交
する方向に沿って所定間隔で配置された複数の部分領域
のそれぞれを照明すると共に、前記複数の投影光学系
は、相互に隣接する前記部分領域の像の前記走査方向に
直交する方向の一部が前記走査方向に沿って相互に重複
する状態で前記感光基板上に投影することを特徴とする
請求項１記載の露光装置。
【請求項３】前記各照明光学系の内部に照明光束の照
度ムラ低減用のオプティカルインテグレータがそれぞれ
設けられ、当該オプティカルインテグレータより光源側
に前記各平面フィルタがそれぞれ配置されていることを
特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。