JPH09213615A

JPH09213615A - 走査型露光装置

Info

Publication number: JPH09213615A
Application number: JP8020275A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Saeki; 和明佐伯; Kei Nara; 圭奈良; Hiroshi Shirasu; 廣白数
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリッジ１５の走査速度が変動したとして
も露光むらが生じることのない走査型露光装置を提供す
る。【解決手段】照明光学系の光源２とフライアイインテ
グレータ６の間に、マスク１０に照射される光束の照度
を調整する照度調整フィルタ２１を設ける。速度検出手
段１６は、マスク１０と感光基板１２を一体的に保持し
て走査方向に移動するキャリッジ１５の移動速度を検出
する。フィルタ制御部２２は、速度検出手段１６の検出
結果に基づいて、感光基板１２の露光量が実質的に一定
になるように照度調整フィルタの透過率を制御する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は走査型露光装置に関
し、例えば大型液晶表示素子等の製造に好適な走査型露
光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型の液晶パネルや大面積の半導体素子
等を高いスループットで製造するために、走査型露光装
置が用いられる。走査型露光装置は、マスク又はレチク
ル（以下、マスクという）をスリット状の照明領域で照
明し、その照明領域に対して短辺方向にマスクを走査
し、照明領域と共役な露光領域に対してフォトレジスト
が塗布された感光基板（ガラスプレート又は半導体ウエ
ハ等）を同期して走査することにより、マスク上のパタ
ーンを逐次感光基板上に露光するものである。

【０００３】図８は、従来の走査型露光装置の概略説明
図である。超高圧水銀ランプ等の光源２から射出された
露光光は楕円鏡３によって集光され、ダイクロイックミ
ラー４で反射されたのち、波長選択フィルタ５に導かれ
る。波長選択フィルタ５を透過した露光に必要な波長の
光は、フライアイインテグレータ６によって均一な照度
分布をもつ光束に変換され、スリット形状の開口を有す
るブラインド７によってスリット状に整形される。ブラ
インド７を通過したスリット状の光束は反射ミラー８を
介してコンデンサレンズ９の方向に反射され、コンデン
サレンズ９はこの光束をマスク１０上に結像することで
マスク１０をスリット状の照明領域で照明する。マスク
１０上のパターン像は、投影光学系１１を介して基板ス
テージ１４上に保持された感光基板１２上に投影露光さ
れる。

【０００４】この際、感光基板１２上に投影されるのは
スリット状のパターン像であり、マスク１０上に形成さ
れているマスクパターンの一部の像である。そこで走査
型露光装置では、マスク１０を保持するマスクステージ
１３と感光基板１２を保持する基板ステージ１４を一体
化したキャリッジ１５を、キャリッジ制御部１７によっ
て駆動制御し、マスク１０上の照明領域及び投影光学系
１１に対して移動走査することで、マスク１０上に形成
されているマスクパターンの全てを感光基板１２上に転
写する。キャリッジ速度計測部１６はキャリッジ１５の
速度を計測し、キャリッジ制御部１７は、キャリッジ速
度計測部１６によって計測されたキャリッジ１５の速度
が上位コンピュータからの速度指令信号によって与えら
れる速度と等しくなるようにキャリッジ１５を駆動制御
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】走査型露光装置は、走
査中のキャリッジ１５の速度変動がマスクパターン転写
時の露光むらになるため、キャリッジ１５の速度制御誤
差を小さく抑える必要がある。しかし、大型の感光基板
１２及びマスク１０を保持するキャリッジ１５は、寸法
が大きく重量も重いためキャリッジ１５がもつ共振周波
数が低くなり、さらにキャリッジ１５は一般に防振台の
上に配置されていることもあって、速度制御の応答を高
めることができず速度制御誤差を小さく抑えることが困
難である。このため、走査中に大きな速度変動が発生
し、マスクパターン転写時の露光むらが大きくなること
があった。本発明は、このような問題点に鑑みてなされ
たもので、キャリッジの走査速度が変動したとしても露
光むらが生じることのない走査型露光装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、キャ
リッジ速度を計測し、計測されたキャリッジ速度に基づ
いてマスクに照射される光束の照度を調整することで前
記目的を達成する。すなわち、本発明は、光源を有しマ
スク上のパターンを所定形状の照明領域で照明する照明
光学系と、マスクと感光基板を一体的に保持し照明領域
に対して所定の走査方向に移動するキャリッジとを含
み、マスク上のパターンを逐次感光基板上に露光する走
査型露光装置において、マスクに照射される光束の照度
を調整する照度調整手段と、キャリッジの移動速度を検
出する速度検出手段と、速度検出手段の検出結果に基づ
いて感光基板の露光量が実質的に一定になるように照度
調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００７】マスク上のパターンは、照明光学系に対し
て固定して配置された投影光学系によって、実質的に等
倍の正立正像として感光基板上に投影される。照度調整
手段は、照明光学系中に配設した透過率可変フィルタと
することができる。その場合、透過率可変フィルタは、
照明光学系の光源とフライアイインテグレータ等の強度
分布均一化手段の間に配置するのが好ましい。本発明に
よると、キャリッジを走査し、マスク像を感光基板上に
逐次転写している期間に、キャリッジ速度を取り込み、
その速度の変動に応じて透過率可変フィルタ等の照度調
整手段によってマスクに照射される光束の照度を変更す
ることで、キャリッジの速度変動によらず露光量を一定
にすることができる。

【０００８】また、光源の光出力をモニターする光検出
手段を更に備え、キャリッジ速度及び光源の光出力の検
出結果に基づいて感光基板の露光量が実質的に一定にな
るように照度調整手段を制御すると、キャリッジの速度
変動による露光むらと同時に光源の出力変動による露光
むらを防止することができる。あるいは、マスクに照射
される光束の照度をモニターする照度検出手段を更に備
え、速度検出手段の検出結果に基づいて照度検出手段に
よってモニターされた照度が所定値となるように照度調
整手段を制御することによっても、キャリッジの速度変
動による露光むらと同時に光源の出力変動による露光む
らを防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明による走査型露光
装置の一例を示す概略図である。図１において、従来例
を示す図８と同じ機能部分には同じ符号を付して詳細な
説明を省略する。

【００１０】図１の走査型露光装置が図８に示した従来
の走査型露光装置と異なる点は、照明光学系の波長選択
フィルタ５とフライアイインテグレータ６の間に照度調
整フィルタ２１を配置し、照度調整フィルタ２１の透過
率を制御するフィルタ制御部２２を設けた点である。フ
ィルタ制御部２２は、上位コンピュータからの速度指令
信号及びキャリッジ速度計測部１６からの計測出力信号
を取り込み、フィルタ駆動部２３に駆動信号を送って照
度調整フィルタの透過率を制御する。

【００１１】投影光学系１１としては、図２に略示する
ように、複数の投影光学系３２ａ〜３２ｇからなる正立
実像系の光学系（特開昭７−５７９８６号公報参照）を
用いた。図２では、キャリッジ１５の移動方向をＸ軸、
マスク１０の面内でＸ軸と直交する方向をＹ軸、マスク
１０の法線方向をＺ軸とした座標系をとっている。露光
光は照明光学系中に配置されたブラインド７の開口によ
って整形され、図４に示すように、マスク１０は投影光
学系３２ａ〜３２ｇの視野領域３８ａ〜３８ｇを各々包
含する７つの矩形領域からなる照明領域１１１ａ〜１１
１ｇで照明されている。

【００１２】図３は投影光学系３２ａのレンズ構成図を
示し、投影光学系３２ａ〜３２ｇは全てこの図３の構成
を有する。この投影光学系３２ａは、２組のダイソン型
光学系を組み合わせた構成を有し、第１の部分光学系４
１〜４４と、視野絞り４５と、第２の部分光学系４６〜
４９から構成されている。第１の部分光学系は、マスク
１０に面して４５゜の傾斜で配置された反射面を持つ直
角プリズム４１と、マスク１０の面内方向に沿った光軸
を有し、凸面を直角プリズム４１の反射面に向けた平凸
レンズ成分４２と、全体としてメニスカス形状であって
凹面を平凸レンズ成分４２側に向けた反射面を有するレ
ンズ成分４３と、直角プリズム４１の反射面と直交しか
つマスク１０の面に対して４５゜の傾斜で配置された反
射面を持つ直角プリズム４４とを有する。

【００１３】マスク１０を介した照明光学系からの露光
光は、直角プリズム４１によって光路が９０゜偏向さ
れ、直角プリズム４１に接合された平凸レンズ成分４２
に入射する。このレンズ成分４２には、平凸レンズ成分
４２とは異なる硝材にて構成されたレンズ成分４３が接
合されており、直角プリズム４１からの光はレンズ成分
４２，４３の接合面４２ａにて屈折し、反射膜が蒸着さ
れた反射面４３ａに達する。反射面４３ａで反射された
光は、接合面４２ａで屈折され、レンズ成分４２に接合
された直角プリズム４４に達する。レンズ成分４２から
の光は、直角プリズム４４により光路が９０゜偏向され
て、この直角プリズム４４の射出面側にマスク１０の１
次像を形成する。ここで、第１の部分光学系４１〜４４
が形成するマスク１０の１次像は、Ｘ方向の横倍率が正
であり、かつＹ方向の横倍率が負である等倍像である。

【００１４】１次像からの光は、第２の部分光学系４６
〜４９を介して、マスク１０の２次像を感光基板１２の
表面上に形成する。この第２の部分光学系の構成は第１
の部分光学系と同一であるため、詳細な説明を省略す
る。第２の部分光学系４６〜４９は、第１の部分光学系
と同じく、Ｘ方向が正かつＹ方向が負となる等倍像を形
成する。したがって、感光基板１２の表面に形成される
２次像は、マスク１０の等倍の正立像（上下左右方向の
横倍率が正の像）となる。投影光学系３２ａ（第１及び
第２の部分光学系）は、両側テレセントリック光学系で
ある。第１の部分光学系が形成する１次像の位置には、
視野絞り４５が配置されている。

【００１５】視野絞り４５は台形状の開口部を有し、こ
の視野絞り４５により感光基板１２上の露光領域が台形
状に規定される。すなわち、投影光学系３２ａ〜３２ｇ
は、投影光学系内の視野絞り４５によって規定される視
野領域３８ａ〜３８ｇを有している。これらの視野領域
３８ａ〜３８ｇの像は、感光基板１２上の露光領域３９
ａ〜３９ｇ上に等倍の正立像として形成される。ここ
で、投影光学系３２ａ〜３２ｄは、視野領域３８ａ〜３
８ｄが図中Ｙ方向に沿って配列されるように設けられて
いる。また、投影光学系３２ｅ〜３２ｇは、図中Ｘ方向
で視野領域３８ａ〜３８ｄとは異なる位置に、視野領域
３８ｅ〜３８ｇがＹ方向に沿って配列されるように設け
られている。投影光学系３２ａ〜３２ｄと、投影光学系
３２ｅ〜３２ｇとは、それぞれの直角プリズム同士が極
近傍に位置するように配置される。

【００１６】感光基板１２上には、投影光学系３２ａ〜
３２ｄによって、図中Ｙ方向に沿って配列された露光領
域３９ａ〜３９ｄが形成され、投影光学系３２ｅ〜３２
ｇによって、露光領域３９ａ〜３９ｄとは異なる位置に
Ｙ方向に沿って配列された露光領域３９ｅ〜３９ｇが形
成される。これらの露光領域３９ａ〜３９ｇは、視野領
域３８ａ〜３８ｇの等倍の正立像である。

【００１７】図４は、投影光学系３２ａ〜３２ｇによる
視野領域３８ａ〜３８ｇとマスク１０との平面的な位置
関係を示す図である。マスク１０上には、パターンＰＡ
が形成されており、このパターンＰＡの領域を囲むよう
にして遮光部ＬＳＡが設けられている。照明光学系は、
図中破線で囲まれる照明領域１１１ａ〜１１１ｇを均一
に照明する。照明領域１１１ａ〜１１１ｇ内には、投影
光学系内の視野絞り４５による前述の台形状の視野領域
３８ａ〜３８ｇが配列されている。視野領域３８ａ〜３
８ｄの上辺（一対の平行な辺のうちの短辺）と視野領域
３８ｅ〜３８ｇの上辺とが対向するように配置されてい
る。このときＸ方向、すなわちキャリッジ１５の移動方
向に沿った視野領域３８ａ〜３８ｇ（又は露光領域３９
ａ〜３９ｇ）の幅の総和が、どのＹ方向の位置において
も常に一定となるように台形状の視野領域３８ａ〜３８
ｇ（又は露光領域３９ａ〜３９ｇ）が配置されている。
これは、キャリッジ１５をＸ方向に移動しながら感光基
板１２の大きな露光領域を露光するとき、感光基板１２
上の露光領域の全面にわたって均一な露光量分布を得る
ためである。

【００１８】ここで、感光基板１２上の露光領域３９ａ
〜３９ｄと露光領域３９ｅ〜３９ｇとはＸ方向に離れて
設定されているため、Ｙ方向に伸びるパターンは、まず
空間的に分離した飛び飛びの露光領域３９ａ〜３９ｄに
よって露光された後、ある時間をおいてその間を埋める
露光領域３９ｅ〜３９ｇで露光されるというように時間
的及び空間的に分割されて露光されることになる。した
がって、露光中にキャリッジ１５の移動速度が変化する
と、露光領域３９ａ〜３９ｄによる露光量と露光領域３
９ｅ〜３９ｇによる露光量とが相違したものとなり、Ｙ
方向に伸びるパターンの太さがＹ方向の位置によって変
化する事態が生じ、デバイスの性能を劣化させてしま
う。

【００１９】本発明は、投影光学系１１として、このよ
うな複数の投影光学系３２ａ〜３２ｇからなる正立実像
系の光学系を用いた走査型露光装置に対して特に好適で
あり、仮にキャリッジ１５の移動速度が変動したとして
も、時間的及び空間的に分割して露光されるＹ方向の複
数の露光領域の露光量を均一にすることができ、Ｙ方向
に伸びるパターンの太さに変化を生じさせることがな
い。

【００２０】図５に、照度調整フィルタ２１の例を示
す。（ａ）は、透明ガラス板上にクロムによるくさび状
の蒸着パターン２１ａ〜２１ｄを形成した透過率可変フ
ィルタの例であり、蒸着パターン２１ａ〜２１ｄの面積
によってフィルタ２１の透過率を（ｄ）に示すように長
手方向に一定の割合で連続的に変化させたものである。
（ｂ）は、透明ガラス板上にクロムのランダムパターン
を形成した透過率可変フィルタの例であり、ランダムパ
ターンの密度を変えることによってフィルタ２１の透過
率を（ｄ）に示すように長手方向に一定の割合で変化さ
せたものである。また（ｃ）は、透明ガラス板上に形成
したクロム蒸着膜の膜厚をフィルターの長手方向に連続
的に変化させることにより、（ｄ）に示すような透過率
分布を実現した透過率可変フィルタの例である。なお、
照度調整フィルタ２１は、透過率分布が図５（ｄ）に示
すように長手方向に一定の割合で変化していれば、図５
（ａ）〜（ｃ）に例示した以外のフィルタであっても構
わない。また、フォトクロミック材料などによって電気
的に透過率を変化させることのできるフィルタであって
も構わない。

【００２１】照度調整フィルタ２１として図５に例示し
た透過率可変フィルタを用いる場合には、照度調整フィ
ルタ２１をフィルタ駆動部２３によって照明光学系の光
軸に対して出し入れすることによって、マスク１０を照
明する光束の照度を変更することができる。照明光学系
の光軸に対するフィルタ２１の位置は、フィルタ２１に
並置されたリニアエンコーダやフィルタ駆動部２３に取
り付けられたエンコーダによってモニターされる。透過
率可変フィルタ２１を通過した直後の光束は、フィルタ
通過位置によって光強度が異なるため強度分布を有する
が、続いてフライアイインテグレータ６を通ることで拡
散されるため均一な強度の露光光となってマスク１０を
照明する。

【００２２】キャリッジ速度計測部１６は、位置計測用
レーザ干渉計にてキャリッジ１５の位置を計測し、一定
時間（例えば１ｍｓｅｃ）ごとに計測された位置の差分
を取ることによってキャリッジの移動速度を算出し、キ
ャリッジ制御部１７及びフィルタ制御部２２に出力す
る。なお、キャリッジ１５の移動速度の算出は、ラッチ
回路や減算器で構成されるハードウェアによって実現し
ても良いし、マイクロコンピュータを用いてソフトウェ
アで実現しても良い。キャリッジ１５は、キャリッジ駆
動モータを含むキャリッジ制御部１７によって駆動制御
される。キャリッジ制御部１７は、キャリッジ速度計測
部１６から出力されたキャリッジ１５の移動速度信号
と、上位コンピュータから入力される速度指令信号の差
分がゼロになるようにキャリッジ１５の移動速度をサー
ボ制御する。

【００２３】次に、本発明による走査型露光装置の露光
動作について説明する。走査型露光装置は、図示しない
上位コンピュータより、キャリッジ制御部１７及びフィ
ルタ制御部２２に対し、走査露光に必要なキャリッジ速
度指令信号が与えられる。キャリッジ速度指令信号は、
次のようにして決められる。いま、露光スリット幅をａ
［ｍｍ］とし、照度調整フィルタ２１の長手方向中心が
ストロークの中央位置にある時、すなわち照明光学系の
光軸上にある時、予め基板ステージ１４上の照度を測定
しておく。仮に、測定された照度がｂ［ｍｗ／ｃｍ²］
であるとする。ここで走査露光量がｘ［ｍＪ／ｃｍ²］
と指定された場合、指令速度ｙ_com［ｍｍ／ｓｅｃ］
は、次の（数１）によって算出される。

【００２４】

【数１】ｙ_com＝ａ・ｂ／ｘ［ｍｍ／ｓｅｃ］例えば、露光スリット幅がａ＝２０ｍｍ、測定照度がｂ
＝２００ｍｗ／ｃｍ²、走査露光量がｘ＝２０ｍＪ／ｃ
ｍ²の時、指令速度ｙ_comは次式のようになる。

【００２５】ｙ_com＝２０×２００／２０＝２００［ｍｍ／ｓｅｃ］キャリッジ制御部１７は、与えられたキャリッジ指令速
度ｙ_comとキャリッジ速度計測部１６より取り込んだ実
際のキャリッジ速度ｙ_realとを比較し、指令速度ｙ_com
と実速度ｙ_realとの差が最小となるようフィードバック
制御を行う。ここでは説明を簡単にするために、実際の
キャリッジ速度ｙ_realの速度変動は指令速度ｙ_comに対
して±５％以内であるとする。フィルタ制御部２２は、
キャリッジ指令速度ｙ_comとキャリッジ実速度ｙ_realを
一定間隔のサンプリング時間毎に取り込み、その変動Δ
ｙ_kを次の（数２）により各サンプリング毎に求める。
式中、添字ｋはサンプリング回を表す。

【００２６】

【数２】Δｙ_k＝ｙ_real-k／ｙ_com-k ところで（数１）より、次の（数３）が成立する。

【００２７】

【数３】ｘ＝ａ・ｂ／ｙまた、次の（数４）が成立するから、ｋ回目のサンプリ
ング時にｙ_real-k／ｙ_com-kが１からΔｙ_kに変動して
も、基板ステージ１４上の照度ｂをΔｙ_kだけ変更すれ
ば走査露光量ｘはキャリッジ移動速度の変動によらず一
定にすることができる。

【００２８】

【数４】ｘ＝∫ｂｄｔ図６に示すように、照度調整フィルタ２１の長手方向を
ｄ方向とし、長手方向中心位置をｄ＝０とする。照明光
学系の光軸と交差する照度調整フィルタ２１上のｄ座標
によって照度調整フィルタ２１の位置を定義する。照度
調整フィルタ２１は、図に破線で例示するように、ｄ座
標で定められる位置を中心とする照明領域が照明光学系
の光源２からの光束で照明される。いま照度調整フィル
タ２１のストロークがｄ＝０を中心に±５０ｍｍである
として、予め照度調整フィルタ２１がｄ＝−５０ｍｍ、
ｄ＝０ｍｍ、ｄ＝５０ｍｍにある時に基板ステージ１４
に保持された感光基板１２上の照度ｂ_-50，ｂ₀，ｂ₊₅₀
をそれぞれ測定しておき、一次近似により次の（数５）
で表される照度調整フィルタ２１の位置ｄと照度変化Δ
ｂの関係式を求めておく。

【００２９】

【数５】ｄ＝｛５０×２・ｂ₀／（ｂ_-50−ｂ₊₅₀）｝×
（Δｂ−１）この例では、キャリッジの速度変動が±５％以内である
ため、照度調整フィルタ２１は、ｂ_-50／ｂ₀がほぼ１．
０５、ｂ₊₅₀／ｂ₀がほぼ０．９５となるような透過率分
布を有する。以上より、前記（数２）を用いてサンプリ
ングごとのキャリッジ１５の速度変動Δｙ_kを求め、次
に

【００３０】

【数６】Δｂ_k＝１／Δｙ_k とおき、（数５）及び（数６）より、サンプリングごと
の照度調整フィルタ２１の目標位置ｄ_kを求める。そし
て、求めた目標位置ｄ_kとリニアエンコーダ等によって
検出された照度調整フィルタ２１の実際の位置とを比較
し、その差が最小になるようにフィルタ駆動部２３で照
度調整フィルタ２１を駆動するサーボ制御を行う。

【００３１】このようにキャリッジ１５の速度変動を検
出し、検出された速度変動に応じて照明光学系内に配置
された照度調整フィルタをサーボ制御し、キャリッジ１
５の移動速度が遅いときにはマスク１０に照射される光
束の照度を低くし、キャリッジ１５の移動速度が速いと
きにはマスク１０に照射される光束の照度を高くするこ
とで、キャリッジ１５の移動速度が変動してもそれによ
って露光むらが生じるのを防ぐことができる。

【００３２】なお、上記の説明では、キャリッジ１５の
速度変動を±５％以内とし、照度調整フィルタ２１がｄ
＝０にあるときの感光基板１２上の照度ｂ₀に対して９
５％〜１０５％の範囲で照度を調整可能なように照度調
整フィルタ２１の濃度勾配を設定した。しかし、キャリ
ッジ１５の速度変動が±５％を超える場合にも、照度調
整フィルタ２１の濃度勾配あるいはフィルタ長手方向の
寸法及び移動ストロークを変更することでキャリッジ１
５の速度変動によらず感光基板上の露光量を一定にする
ことが可能である。

【００３３】以上の説明においては、照明光学系から射
出される光束の照度は一定であると仮定した。しかし、
光束の照度を計測する光センサを照明光学系中に設け、
そのセンサの出力をフィルタ制御部に取り込むことによ
り、光束の照度が走査露光中変動しても、露光量を一定
に保つことができる。図７は、光束の照度を測定するセ
ンサを照明光学系中に設けた実施の形態の説明図であ
る。図７において、図１と同じ部分には同じ符号を付し
て詳細な説明を省略する。図７には２個の光センサ５
１，５２を示してあるが、実際にはそのうちの１個の光
センサを使用すれば十分である。

【００３４】まず、光センサ５１を使用する場合につい
て説明する。光センサ５１はダイクロイックミラー４の
背後に配置され、光源２の光出力をモニターする。な
お、光センサ５１の設置場所はダイクロイックミラー４
の背後とは限らず、光源２から射出される光を直接検知
できる位置に配置してもよい。光センサ５１で検知され
た光源２からの光束の照度をＩ_k（ｋはサンプリング回
を表す）、その設計値をＩ₀とするとき、フィルタ制御
部２２は光源の光出力変化ΔＩ_kを次の（数７）により
演算する。

【００３５】

【数７】ΔＩ_k＝Ｉ_k／Ｉ₀ また、前記（数６）の代わりに次の（数８）を用い、前
記（数５）と（数８）より、サンプリングごとの照度調
整フィルタ２１の目標位置ｄ_kを求める。

【００３６】

【数８】Δｂ_k＝（１／Δｙ_k）・ΔＩ_k そして、求めた目標位置ｄ_kとリニアエンコーダ等によ
って検出された照度調整フィルタ２１の実際の位置とを
比較し、その差が最小になるようにフィルタ駆動部２３
で照度調整フィルタ２１を駆動するサーボ制御を行うこ
とで、キャリッジ１５の速度変動による露光むらと同時
に光源２の出力変動による露光むらを防止することがで
きる。

【００３７】次に、光センサ５２を用いる制御について
説明する。光センサ５２は例えば反射率９９％、透過率
１％程度になるように製作された反射ミラー８の背後に
配置され、照度調整フィルタ２１を透過したマスク照明
光の照度をモニターする。なお、光センサ５２の設置場
所は反射ミラー８の背後とは限らず、照度調整フィルタ
２１によって照度調整されたマスク照明光を検知できる
場所であればどの場所に設置しても構わない。また、光
センサ５２の出力は、感光基板１２上の照度ｂと一致す
るようにキャリブレーションしておく。

【００３８】フィルタ制御部２２は、前記（数２）によ
り各サンプリング毎にキャリッジ１５の速度変動Δｙ_k
を求め、続いて前記（数６）により感光基板１２上の照
度目標値、すなわち光センサ５２の出力目標値Δｂ_kを
求める。そして、光センサ５２によってモニターされた
マスク照明光の照度が目標値となるようにフィルタ制御
部２３をサーボ駆動することで、キャリッジ１５の速度
変動による露光むらと同時に光源２の出力変動による露
光むらを防止することができる。光センサ５２を用いる
場合には、露光光の照度を直接検出し、検出された照度
が目標照度に近づくように照度調整フィルタ２１をサー
ボ駆動するものであるため、照度調整フィルタ２１の位
置を検出するエンコーダが不要となる。

【００３９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、照明光学
系中に設けた照度調整手段を走査露光中のキャリッジの
速度変動に応じて駆動し、マスクに照射される光束の照
度をリアルタイムで変更することにより、キャリッジの
速度変動にかかわらず感光基板の露光量を一定に保つこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による走査型露光装置の一例を示す概略
図。

【図２】投影光学系の一例を示す斜視図。

【図３】図２に示した投影光学系のレンズ光製図。

【図４】投影光学系による視野領域とマスクとの平面的
な位置関係を示す図。

【図５】照度調整フィルタの例を示す図。

【図６】照度調整フィルタの位置と照度の関係を示す
図。

【図７】本発明による走査型露光装置の他の例を示す概
略図。

【図８】従来の走査型露光装置の概略図。

【符号の説明】

１，２０…走査型露光装置、２…光源、３…楕円鏡、４
…ダイクロイックミラー、５…波長選択フィルタ、６…
フライアイインテグレータ、７…ブラインド、８…反射
ミラー、９…コンデンサレンズ、１０…マスク、１１…
投影光学系、１２…感光基板、１３…マスクステージ、
１４…プレートステージ、１５…キャリッジ、１６…キ
ャリッジ速度計測部、１７…キャリッジ制御部、２１…
照度調整フィルタ、２２…フィルタ制御部、３２ａ〜３
２ｇ…投影光学系、３８ａ〜３８ｇ…視野領域、３９ａ
〜３９ｇ…露光領域、４１，４４，４６，４９…直角プ
リズム、４２，４７…平凸レンズ成分、４３，４８…レ
ンズ成分、４５…視野絞り、５１，５２…光センサ、１
１１ａ〜１１１ｇ…照明領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源を有しマスク上のパターンを所定形
状の照明領域で照明する照明光学系と、前記マスクと感
光基板を一体的に保持し前記照明領域に対して所定の走
査方向に移動するキャリッジとを含み、前記マスク上の
パターンを逐次前記感光基板上に露光する走査型露光装
置において、前記マスクに照射される光束の照度を調整する照度調整
手段と、前記キャリッジの移動速度を検出する速度検出
手段と、前記速度検出手段の検出結果に基づいて前記感
光基板の露光量が実質的に一定になるように前記照度調
整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする
走査型露光装置。
【請求項２】前記照明光学系は前記光源から射出され
た光束の強度分布を均一化する強度分布均一化手段を備
え、前記照度調整手段は前記光源と前記強度分布均一化
手段の間に配置された透過率可変フィルタを含むことを
特徴とする請求項１記載の走査型露光装置。
【請求項３】前記光源の光出力をモニターする光検出
手段を更に備え、前記制御手段は前記速度検出手段及び
前記光検出手段の検出結果に基づいて前記感光基板の露
光量が実質的に一定になるように前記照度調整手段を制
御することを特徴とする請求項１又は２記載の走査型露
光装置。
【請求項４】前記マスクに照射される光束の照度をモ
ニターする照度検出手段を更に備え、前記制御手段は前
記速度検出手段の検出結果に基づいて前記照度検出手段
によってモニターされた照度が所定値となるように前記
照度調整手段を制御することを特徴とする請求項１又は
２記載の走査型露光装置。