JPH09244254A - Exposure device for liquid crystal - Google Patents

Exposure device for liquid crystal

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JPH09244254A
JPH09244254A JP8463296A JP8463296A JPH09244254A JP H09244254 A JPH09244254 A JP H09244254A JP 8463296 A JP8463296 A JP 8463296A JP 8463296 A JP8463296 A JP 8463296A JP H09244254 A JPH09244254 A JP H09244254A
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JP
Japan
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wafer
array
mask
liquid crystal
field stop
Prior art date
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Pending
Application number
JP8463296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Goto
明弘 後藤
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8463296A priority Critical patent/JPH09244254A/en
Publication of JPH09244254A publication Critical patent/JPH09244254A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device for liquid crystals characterized by a small size, lightweightness, low cost, high resolution and wide field. SOLUTION: A front stage microlens array 10 is arranged behind a mask 1 recorded with patterns to be transferred to a wafer 2, by which inverted and unmagnified pattern images 3 are formed at every area rotated by 180 deg.C with each arranging area of this front stage microlens array 10. A rear stage microlens array 15 consisting of the same arrangement as the arrangement of the front stage microlens array 10 is arranged behind these inverted and unmagnified pattern images 3 of every area, by which erecting unmagnified images 4 of partial patterns are formed on the wafer 2. The mask 1 and the wafer 2 as well as the front stage and rear stage microlens arrays 10, 15 are scanned relatively toward the row direction x of the patterns 1a and the scanning is repeated by relatively shifting the scan in the column direction y of the patterns, by which the patterns 1a are transferred onto the wafer 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は液晶用露光装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】広い露光領域を必要とする液晶用露光装
置の従来技術としては、プロキシミティ型のものが製品
化されている。この技術は図11に示すように、マスク
1とウエハ2とを微小間隔で密着させて、マスク1に記
録されたパターンを等倍にてウエハ2上のレジスト2a
に転写するものである。この技術によれば、マスク1と
同じ大きさの広い露光領域が確保できるが、マスク1と
ウエハ2との密着性には限界があった。
2. Description of the Related Art As a prior art of a liquid crystal exposure apparatus which requires a wide exposure area, a proximity type has been commercialized. According to this technique, as shown in FIG. 11, the mask 1 and the wafer 2 are brought into close contact with each other at a minute interval, and the pattern recorded on the mask 1 is magnified to the resist 2a on the wafer 2.
Is transferred to According to this technique, a wide exposure area having the same size as the mask 1 can be secured, but the adhesion between the mask 1 and the wafer 2 is limited.

【0003】また上記従来例とは別に、等倍の結像系に
よってマスク上のパターンをウエハに投影し、スキャン
によって露光領域を広げる方式の装置もある。例えば、
オフナー型、ダイソン型、ダブルダイソン型などがあ
る。オフナー型は反射結像系、ダイソン型とダブルダイ
ソン型は反射屈折結像系が使用されている。例えば、図
12はオフナー型の装置を示し、マスク1に線状照明光
を照射し、マスク1からの光をミラー50によって折り
曲げ、凹面鏡51と凸面鏡52によって反射させた後に
ミラー53によって再度折り曲げて、ウエハ2上に結像
させ、マスク1及びウエハ2と結像光学系とを相対的に
移動することにより、マスク1上のパターンの全領域を
カバーするようにスキャンをするものである。これらの
結像系の光学素子の有効径は数100mm程度と大型で
あった。また、光学系の光軸は1つであった。
In addition to the above-mentioned conventional example, there is also an apparatus of a type in which a pattern on a mask is projected on a wafer by an image forming system of the same size and the exposure area is expanded by scanning. For example,
There are Offner type, Dyson type, and Double Dyson type. The Offner type uses a catadioptric imaging system, and the Dyson type and the double Dyson type use a catadioptric imaging system. For example, FIG. 12 shows an Offner type device, in which the mask 1 is irradiated with linear illumination light, the light from the mask 1 is bent by a mirror 50, reflected by a concave mirror 51 and a convex mirror 52, and then bent again by a mirror 53. An image is formed on the wafer 2 and the mask 1 and the wafer 2 and the image forming optical system are moved relatively to each other to perform scanning so as to cover the entire area of the pattern on the mask 1. The effective diameter of the optical element of these imaging systems was as large as several hundreds of millimeters. Also, the optical system had only one optical axis.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】プロキシミティ型の装
置ではマスク1とウエハ2との密着性が低く、回折によ
る線幅拡がりが起こるため、高い解像度は得られなかっ
た。また、等倍結像スキャン型の装置では結像系によっ
て高い解像度が得られるが、結像系は大型、高価であっ
た。また結像系の収差のために、露光領域の広域化には
限界があった。すなわち従来技術では、小型、軽量、低
コスト、高解像、広フィールドの液晶用露光装置を構成
することはできなかった。したがって本発明は、小型、
軽量、低コスト、高解像、広フィールドの液晶用露光装
置を提供することを課題とする。
In the proximity type apparatus, the adhesion between the mask 1 and the wafer 2 is low, and the line width is widened by diffraction, so that a high resolution cannot be obtained. Further, in the unity-magnification imaging scan type apparatus, although a high resolution can be obtained by the imaging system, the imaging system is large and expensive. Further, due to the aberration of the image forming system, there is a limit to widening the exposure area. That is, with the conventional technology, it was not possible to construct a small-sized, lightweight, low-cost, high-resolution, wide-field liquid crystal exposure apparatus. Therefore, the present invention is
An object is to provide a light-weight, low-cost, high-resolution, wide-field liquid crystal exposure apparatus.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、結像素子とし
てマイクロ・レンズ・アレイ(以下MLAと記す。)を
用いることにより、上記課題を解決している。MLAと
は、多数の要素レンズを2次元的に配置した結像素子の
ことである。すなわち本発明は、ウエハに転写しようと
するパターンを記録したマスクの後ろ側に前段マイクロ
・レンズ・アレイを配置することによって、該前段マイ
クロ・レンズ・アレイの配列区域ごとに180°回転し
た区域ごと倒立等倍部分パターン像を結像し、該区域ご
と倒立等倍部分パターン像の後ろ側に、前段マイクロ・
レンズ・アレイの配列と同一の配列よりなる後段マイク
ロ・レンズ・アレイを配置することによって、ウエハ上
に部分パターンの正立等倍像を結像し、マスク及びウエ
ハと、前段及び後段マイクロ・レンズ・アレイとを、パ
ターンの行方向に向って相対的にスキャンし、マスク及
びウエハと、前段及び後段マイクロ・レンズ・アレイと
を、パターンの列方向に向って相対的にシフトして、ス
キャンを繰り返すことによって、ウエハ上にパターンを
転写する、液晶用露光装置である。
The present invention solves the above problems by using a micro lens array (hereinafter referred to as MLA) as an imaging element. MLA is an imaging element in which a large number of element lenses are two-dimensionally arranged. That is, according to the present invention, by arranging the front-stage micro lens array behind the mask on which the pattern to be transferred onto the wafer is recorded, the front-stage micro lens array is rotated by 180 ° for each arrayed region. An inverted equal-magnification partial pattern image is formed.
By arranging a post-stage micro lens array having the same arrangement as that of the lens array, an erecting equal-magnification image of the partial pattern is formed on the wafer, and the mask and the wafer and the pre-stage and post-stage micro lenses are formed. The array is relatively scanned in the row direction of the pattern, and the mask and the wafer and the front and rear micro lens arrays are relatively shifted in the column direction of the pattern to perform scanning. This is an exposure apparatus for liquid crystal that repeats to transfer a pattern onto a wafer.

【0006】本発明の原理を図1によって説明する。同
図ではMLAによる合成結像系によって等倍で正立のマ
スク像を作っており、またMLAの要素レンズが5つの
場合を示している。まず前段MLA10によってマスク
1の倒立等倍像を作っている。この倒立等倍像は、前段
MLA10の配列区域ごとに、光軸zと直交するx−y
面内で180°回転した、区域ごと倒立等倍像3であ
る。この区域ごと倒立等倍像3は、前段MLA10の配
列と同一の配列よりなる後段MLA15によって、区域
ごと等倍正立像4に変換されており、この等倍正立像4
の位置にウエハ2が配置される。
The principle of the present invention will be described with reference to FIG. In the same figure, an erecting mask image of equal magnification is made by the synthetic image forming system by MLA, and the case where there are five MLA element lenses is shown. First, an inverted 1 × image of the mask 1 is created by the front stage MLA 10. This inverted equal-magnification image is xy that is orthogonal to the optical axis z for each array area of the front stage MLA 10.
Inverted equal-magnification image 3 for each area rotated 180 ° in the plane. The inverted equal-magnification image 3 for each area is converted into an equal-magnification erect image 4 for each area by the rear stage MLA 15 having the same arrangement as the arrangement of the preceding stage MLA 10.
The wafer 2 is placed at the position.

【0007】同図に示すように、両MLA10,15に
よる結像では、それぞれのMLAを構成する要素レンズ
10a,15aごとに光軸zが存在する。したがって区
域ごと倒立等倍像3と区域ごと正立等倍像4の領域、す
なわち視野は、各要素レンズ10a,15aごとに異な
っているが、両MLA10,15によって正立像4を作
ることによって、各要素レンズ10a,15aの像領域
を整合的に合成し、全体として広いフィールドを得てい
る。なお、各区域ごと倒立等倍像3と各区域ごと正立等
倍像4の領域を制限するために、図1に示すようにそれ
ぞれ絞りアレイ5a,5bを配置することが好ましい。
As shown in the figure, in the image formation by both MLAs 10 and 15, an optical axis z exists for each of the element lenses 10a and 15a constituting each MLA. Therefore, the regions of the inverted equal-magnification image 3 and the erecting equal-magnification image 4 for each region, that is, the fields of view are different for each element lens 10a and 15a, but by forming the erect image 4 by both MLAs 10 and 15, The image areas of the respective element lenses 10a and 15a are combined in a matched manner to obtain a wide field as a whole. In order to limit the areas of the inverted equal-magnification image 3 and the erecting equal-magnification image 4 for each area, it is preferable to arrange aperture arrays 5a and 5b, respectively, as shown in FIG.

【0008】本発明では、このような両MLA10,1
5にジグザグスキャンを併用しており、したがってさら
に広い露光領域が得られる。図2は、全体の露光領域、
すなわちパターン領域1aよりも狭い露光領域を持つM
LA10,15を用い、ジグザグスキャンによって全体
のパターン領域1aを露光する方法を示している。同図
の配置において、マスク1とウエハ2とを同時にxマイ
ナス方向にスキャンし、このスキャンをy方向にシフト
して繰り返すことによって、マスク1上のパターン領域
1aの部分パターン像4aが、順次ウエハ2に転写され
て行き、最終的に全領域1aをウエハ2に転写すること
ができる。
According to the present invention, both MLAs 10 and 1
5 also uses zigzag scanning, so that a wider exposure area can be obtained. 2 shows the entire exposure area,
That is, M having an exposure area narrower than the pattern area 1a
A method of exposing the entire pattern area 1a by zigzag scanning using LAs 10 and 15 is shown. In the arrangement shown in the figure, the mask 1 and the wafer 2 are simultaneously scanned in the x-minus direction, and this scan is shifted in the y-direction and repeated, so that the partial pattern image 4a of the pattern region 1a on the mask 1 is sequentially transferred to the wafer. Then, the entire area 1a can be finally transferred onto the wafer 2.

【0009】しかしてMLAの開口数は0.5くらいま
で製作可能であり、したがって高解像の結像を行なうこ
とができる。また、MLAの結像は要素レンズごとに行
なわれ、各要素レンズの担当するフィールドは、要素レ
ンズの大きさ程度(数100μm程度)に小さい。よっ
て、要素レンズで発生する収差は非常に小さくなる。し
たがって、要素レンズの数を増加しさえすれば、収差の
悪化を招くことなく簡単に広い露光フィールドを得るこ
とができる。また、スキャン光学系とすることによっ
て、更に広い露光領域を得ることができる。
However, the numerical aperture of the MLA can be manufactured up to about 0.5, so that high resolution imaging can be performed. Further, the image formation of the MLA is performed for each element lens, and the field in charge of each element lens is as small as the size of the element lens (about several hundreds μm). Therefore, the aberration generated in the element lens is extremely small. Therefore, as long as the number of element lenses is increased, a wide exposure field can be easily obtained without causing deterioration of aberration. Further, by using a scanning optical system, a wider exposure area can be obtained.

【0010】MLAの製造方法としては、ガラス基板上
にマスクを行ない、イオン交換によって分布屈折レンズ
アレイを作る方法、ガラス基板上にフォトレジストなど
を塗布してエッチングまたは熱溶解する方法、バイナリ
ーオプティカルエレメント等のフレネルレンズなどが知
られており、これらは従来例の結像系に比べて低コスト
である。したがってこのようなMLAを用いることによ
り、小型、軽量、且つ安価な液晶用露光装置を構成する
ことができる。
As the method for manufacturing MLA, a mask is provided on a glass substrate to form a distributed refractive lens array by ion exchange, a method of coating a glass substrate with a photoresist or the like for etching or heat melting, and a binary optical element. Fresnel lenses and the like are known, and these are lower in cost than the conventional image forming system. Therefore, by using such an MLA, a small-sized, lightweight, and inexpensive liquid crystal exposure apparatus can be configured.

【0011】なお像区域の間に間隙があっても、行方向
の隙間は行方向のスキャンによって当然に埋め尽くさ
れ、列方向の隙間もスキャンによって埋め尽くすことが
できる。したがって像区域は、必ずしも平面的に連続し
て配置する必要がなく、すなわち平面的に離散的に配置
することができる。像区域を平面的に離散的に配置する
構成としては、行方向から見た像区域を、列方向に完全
に分離して、単に列方向に線接触するように構成するこ
ともできる。しかし行方向から見た像区域を、列方向に
オーバーラップするように配置する方がより好ましい。
またスキャンによる積分露光量は、列方向に一様とする
ことが好ましい。
Even if there is a gap between the image areas, the gap in the row direction is naturally filled by the scan in the row direction, and the gap in the column direction can also be filled by the scan. The image areas therefore do not necessarily have to be arranged in a continuous plane, that is to say they can be arranged discretely in a plane. As a configuration in which the image areas are discretely arranged in a plane, the image areas viewed from the row direction may be completely separated in the column direction and may simply be in line contact in the column direction. However, it is more preferable to arrange the image areas viewed from the row direction so as to overlap in the column direction.
Further, it is preferable that the integrated exposure amount by scanning is uniform in the column direction.

【0012】また像区域を離散的に配置した場合におい
て、像区域に対するマスク上での共役区域のすべてをカ
バーする領域をケーラ照明することもできる。しかしな
がら離散的な像区域に対するマスク上での離散的な共役
区域のみを離散的に、且つその離散的な共役区域内では
一様に照明する方が、迷光が防止されて好ましい。また
離散的な共役区域のみを照明するときには、離散的な照
明光絞りアレイをマスクに密着して配置することもでき
るが、離散的な照明光絞りアレイの結像によってマスク
を照明することがより好ましい。
If the image areas are arranged discretely, it is also possible to carry out Koehler illumination on the area covering all of the conjugate areas on the mask with respect to the image areas. However, it is preferable to illuminate only the discrete conjugate areas on the mask for the discrete image areas discretely and uniformly within the discrete conjugate areas because stray light is prevented. Further, when illuminating only the discrete conjugate area, the discrete illumination light diaphragm array can be arranged in close contact with the mask, but it is more preferable to illuminate the mask by imaging the discrete illumination light diaphragm array. preferable.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図3にMLAを用いたジグザグス
キャン型の液晶用露光装置の一実施例を示す。光源6、
照明光学系7、及びMLAによる結像光学系8は、相対
的にアライメントして固定されている。マスク1とウエ
ハ2は、それぞれx、y、z方向に移動できる可動ステ
ージ1b,2bによって保持されている。各可動ステー
ジ1b,2bの各移動軸には、それぞれ干渉計(図示せ
ず)が設置され、マスク1とウエハ2の位置計測ができ
るようになっている。光源6は高圧水銀ランプであり、
光源6からの光を照明光学系7によって整形してマスク
1を照明している。使用波長はg線(436nm)であ
る。マスクパターン1aは、結像光学系8によってウエ
ハ2上に等倍の正立像として結像している。マスク1の
パターン領域1aは300mm×200mmであり、3
00mmの辺をx軸、200mmの辺をy軸方向として
いる。
FIG. 3 shows an embodiment of a zigzag scan type liquid crystal exposure apparatus using an MLA. Light source 6,
The illumination optical system 7 and the imaging optical system 8 by MLA are relatively aligned and fixed. The mask 1 and the wafer 2 are held by movable stages 1b and 2b which are movable in x, y and z directions, respectively. An interferometer (not shown) is installed on each moving axis of each movable stage 1b, 2b so that the positions of the mask 1 and the wafer 2 can be measured. The light source 6 is a high pressure mercury lamp,
The light from the light source 6 is shaped by the illumination optical system 7 to illuminate the mask 1. The wavelength used is the g-line (436 nm). The mask pattern 1a is formed on the wafer 2 by the image forming optical system 8 as an equal-size erect image. The pattern area 1a of the mask 1 is 300 mm × 200 mm, and
The side of 00 mm is the x-axis and the side of 200 mm is the y-axis.

【0014】マスク1と結像光学系8との間隔と、ウエ
ハ2と結像光学系8との間隔は、ともに像面位置の70
0μmに設定してある。結像光学系8の周囲には複数の
ギャプセンサー1c,2cが配置してあり、スキャン中
のマスク1と結像光学系8との間隔、及びウエハ2と結
像光学系8との間隔が正確に保たれるように、z軸方向
の移動モータ(図示せず)に対してフィードバックを行
なっている。この配置においてマスク1とウエハ2とを
連動してx方向に定速にてスキャンし、この定速スキャ
ン後にy方向に定幅だけシフトするという動作を繰り返
すジグザグスキャンによって、マスク1上のパターン1
aの全体をウエハ2に転写することができる。スキャン
とシフトとの詳細については後述する。
The distance between the mask 1 and the image forming optical system 8 and the distance between the wafer 2 and the image forming optical system 8 are both 70 at the image plane position.
It is set to 0 μm. A plurality of gap sensors 1c and 2c are arranged around the image forming optical system 8, and the gap between the mask 1 and the image forming optical system 8 during scanning and the gap between the wafer 2 and the image forming optical system 8 are set. Feedback is provided to a z-axis movement motor (not shown) so as to be kept accurate. In this arrangement, the mask 1 and the wafer 2 are interlocked with each other to scan at a constant speed in the x direction, and after the constant speed scan, the pattern 1 on the mask 1 is repeated by zigzag scanning.
The whole a can be transferred to the wafer 2. Details of scanning and shifting will be described later.

【0015】次に結像光学系8の詳細について説明す
る。図4はz軸方向から見た結像光学系8の構造を示
し、結像光学系8は、20mm×20mmの金属ホルダ
ー24で支持されており、その中央は10mm×10m
mの開口となっている。図5は結像光学系8をx方向か
ら見た構造を示す。同図に示すように、結像光学系8
は、4つの平板MLA11,12,16,17と、2つ
の開口絞りアレイ20,21と、1つの視野絞りアレイ
22から構成されている。これらの素子は、マスク1側
からウエハ2側に向けて、前段第1平板MLA11、前
段開口絞りアレイ20、前段第2平板MLA12、視野
絞りアレイ22、後段第1平板MLA16、後段開口絞
りアレイ21、及び後段第2平板MLA17の順に配置
されている。また、前段第1平板MLA11と後段第1
平板MLA16は、基板表面をウエハ1に向けて配置さ
れ、前段第2平板MLA12と後段第2平板MLA17
は、基板裏面をウエハ1に向けて配置されている。
Next, details of the image forming optical system 8 will be described. FIG. 4 shows the structure of the imaging optical system 8 viewed from the z-axis direction. The imaging optical system 8 is supported by a metal holder 24 of 20 mm × 20 mm, and the center thereof is 10 mm × 10 m.
It is an opening of m. FIG. 5 shows the structure of the imaging optical system 8 viewed from the x direction. As shown in the figure, the imaging optical system 8
Is composed of four flat plates MLA 11, 12, 16, and 17, two aperture stop arrays 20 and 21, and one field stop array 22. These elements are the first stage flat plate MLA11, the front stage aperture stop array 20, the front stage second flat plate MLA12, the field stop array 22, the rear stage first flat plate MLA16, and the rear stage aperture stop array 21 from the mask 1 side to the wafer 2 side. , And the second-stage second flat plate MLA17 in this order. In addition, the first flat plate MLA11 and the rear first plate MLA11
The flat plate MLA16 is arranged with the substrate surface facing the wafer 1, and the front stage second flat plate MLA12 and the rear stage second flat plate MLA17 are arranged.
Are arranged with the back surface of the substrate facing the wafer 1.

【0016】各平板MLA11,12,16,17の厚
みtはt=0.9mm、基板表面から表面側焦点位置ま
でのバックフォーカスf1はf1=700μm、基板裏面
から裏面側焦点位置までのバックフォーカスf2はf2
200μmである。各開口絞りアレイ20,21と視野
絞りアレイ22の厚みは、いずれも20μmである。マ
スク1、前段開口絞りアレイ20、視野絞りアレイ2
2、後段開口絞りアレイ21及びウエハ2は、それぞれ
該当する平板MLA11,12,16,17の表面側バ
ックフォーカスf1又は裏面側バックフォーカスf2の位
置に位置するように、スペーサ23によって位置決めさ
れて、金属ホルダー24の中に組み込まれている。また
各素子は、xy方向についても、互いにその開口をアラ
イメントしてある。
The thickness t of each flat plate MLA 11, 12, 16, 17 is t = 0.9 mm, the back focus f 1 from the substrate surface to the front side focal position is f 1 = 700 μm, and the back focus from the substrate back surface to the rear surface side focal position. Back focus f 2 is f 2 =
200 μm. The thicknesses of the aperture stop arrays 20 and 21 and the field stop array 22 are both 20 μm. Mask 1, front aperture stop array 20, field stop array 2
2. The rear aperture stop array 21 and the wafer 2 are positioned by the spacer 23 so as to be positioned at the front side back focus f 1 or the back side back focus f 2 of the corresponding flat plate MLA 11, 12, 16, 17, respectively. And is incorporated in the metal holder 24. Further, the openings of the respective elements are aligned with each other also in the xy directions.

【0017】この配置では、前段第1平板MLA11と
前段第2平板MLA12とからなる前段MLA10によ
って、区域ごと倒立中間像が作られ、これを後段第1平
板MLA16と後段第2平板MLA17とからなる後段
MLA15で再び結像することによって、等倍の正立像
を得ている。この配置は、テレセントリックな結像系と
なっている。
In this arrangement, an inverted intermediate image is formed for each area by the front stage MLA10 composed of the front stage first flat plate MLA11 and the front stage second flat plate MLA12, which is composed of the rear stage first flat plate MLA16 and the rear stage second flat plate MLA17. By forming an image again in the latter stage MLA15, an erect image of the same size is obtained. This arrangement is a telecentric imaging system.

【0018】図6はz方向から見た各平板MLA11,
12,16,17の構造を示す。但し各平板MLAの要
素レンズ11a,12a,16a,17aの個数は、下
記するように実際のものではない。h=70μmとし
て、要素レンズの直径は6h(=420μm)である。
要素レンズの配列は、スキャン方向(x方向)から見た
要素レンズごとの像領域が、シフト方向(y方向)にオ
ーバーラップするように定められている。ここでは、2
2個の要素レンズをy方向にすきまなく配列した要素レ
ンズ列を、要素レンズの直径6h(=420μm)分ず
つx方向にずらし、且つ要素レンズの半径3h(=21
0μm)分ずつy方向に交互にずらしながら、22列な
らべたものとした。このとき各平板MLA11,12,
16,17の開口は、9.24mm×9.45mmとな
る。
FIG. 6 is a plan view of each flat plate MLA11,
The structure of 12, 16, 17 is shown. However, the number of element lenses 11a, 12a, 16a, 17a of each flat plate MLA is not actual as described below. When h = 70 μm, the diameter of the element lens is 6 h (= 420 μm).
The arrangement of the element lenses is determined such that the image areas of the respective element lenses viewed from the scanning direction (x direction) overlap in the shift direction (y direction). Here, 2
An element lens array in which two element lenses are arranged in the y direction with no clearance is shifted in the x direction by an element lens diameter of 6 h (= 420 μm), and the element lens radius is 3 h (= 21
22 rows were arranged by alternately shifting by 0 μm) in the y direction. At this time, each flat plate MLA11, 12,
The openings of 16 and 17 are 9.24 mm × 9.45 mm.

【0019】この平板MLA11,12,16,17
は、厚さ1.7mmのガラス基板を図6と同じ形の円形
開口アレイでマスクし、開口部分をイオン交換によって
分布屈折率レンズアレイとすることによって製造した。
基板は分布屈折率レンズアレイ形成後に厚みが0.9m
mとなるように研磨した。また、基板の両面には波長4
36nm用の反射防止膜を形成した。
The flat plates MLA11, 12, 16, 17
Was manufactured by masking a glass substrate having a thickness of 1.7 mm with a circular aperture array having the same shape as in FIG. 6, and forming the distributed index lens array by ion exchange at the aperture.
The substrate has a thickness of 0.9 m after forming the distributed index lens array.
It was polished so as to be m. In addition, the wavelength of 4
An antireflection film for 36 nm was formed.

【0020】図7はz方向から見た各開口絞りアレイ2
0,21の構造を示す。1つの開口絞り要素20a,2
1aの直径は140μmであり、xy方向の配列は平板
MLAに合わせてある。ここで、平板MLAの表面側バ
ックフォーカスがf1=700μmであることを考えあ
わせると、結像系の開口数は0.1であるといえる。こ
の開口絞りアレイ20,21は、厚さ20μmのステン
レスを図7の形状にエッチングし、反射率の低いブラッ
クアルマイト・メッキ等を施すことによって製作した。
FIG. 7 shows each aperture stop array 2 viewed from the z direction.
The structure of 0,21 is shown. One aperture stop element 20a, 2
The diameter of 1a is 140 μm, and the arrangement in the xy directions is adjusted to the flat plate MLA. Here, considering that the front-side back focus of the flat plate MLA is f 1 = 700 μm, it can be said that the numerical aperture of the imaging system is 0.1. The aperture stop arrays 20 and 21 were manufactured by etching stainless steel having a thickness of 20 μm into the shape shown in FIG. 7 and applying black alumite plating or the like having a low reflectance.

【0021】図8はz方向から見た視野絞りアレイ22
の構造を示す。xy方向の周期は開口絞りアレイ同様、
平板MLAに合わせてある。視野絞りアレイの視野絞り
要素22aは直径4h(=280μm)の円に内接する
正6角形であり、同図に示す様に、1辺がy方向と平行
となるように配列してある。この視野絞りアレイ22
は、厚さ20μmのステンレスを図8の形状にエッチン
グし、反射率の低いブラックアルマイト・メッキ等を施
すことによって製作した。
FIG. 8 shows the field stop array 22 viewed from the z direction.
The structure of is shown. The cycle in the xy direction is the same as the aperture stop array.
It is fitted to the flat plate MLA. The field stop elements 22a of the field stop array are regular hexagons inscribed in a circle having a diameter of 4h (= 280 μm), and are arranged so that one side is parallel to the y direction, as shown in FIG. This field stop array 22
Was manufactured by etching stainless steel having a thickness of 20 μm into the shape shown in FIG. 8 and applying black alumite plating or the like having a low reflectance.

【0022】ここで、視野絞り要素22aは直径4h
(=280μm)の円に内接する正6角形であり、且つ
1辺がy方向と平行となっているから、中央の矩形部A
の高さは2h(=140μm)であり、上下の2等辺3
角部BU、BLの高さはそれぞれh(=70μm)であ
る。他方、ある視野絞り要素22aに対してx方向に隣
接する視野絞り要素22bは、y方向に3h(=210
μm)だけずれて配置されているから、両視野絞り要素
22a,22bをx方向から見ると、中央の矩形部Aは
y方向にオーバーラップしないが、上下の2等辺3角部
U、BLについては、一方の要素22aの上部2等辺3
角部BUと、他方の要素22bの下部2等辺3角部BL
が、ちょうどオーバーラップすることとなる。しかも同
一の高さyで見た両2等辺3角部BU、BLのx方向の長
さの和は、どの高さyで見ても、ちょうど矩形部Aでの
x方向の幅と一致する。
The field stop element 22a has a diameter of 4h.
Since it is a regular hexagon inscribed in a circle of (= 280 μm) and one side is parallel to the y direction, the central rectangular portion A
Has a height of 2h (= 140μm), and the upper and lower isosceles 3
The height of each of the corners B U and B L is h (= 70 μm). On the other hand, a field stop element 22b adjacent to a certain field stop element 22a in the x direction is 3h (= 210) in the y direction.
Since the two field stop elements 22a and 22b are viewed from the x direction, the central rectangular portion A does not overlap in the y direction, but the upper and lower isosceles triangles B U and B are arranged. For L , the upper 2 isosceles 3 of one element 22a
The corner B U and the lower isosceles three corner B L of the other element 22b will just overlap. Moreover, the sum of the lengths of both isosceles triangles B U and B L in the x direction when viewed at the same height y is exactly the width of the rectangular portion A in the x direction at any height y. Match.

【0023】このような構造をとることによって、オー
バーラップのない矩形部Aと、オーバーラップのある2
等辺3角部Bのx方向に関する線積分開口度が等しくな
り、従って、視野(視野は視野絞りアレイ22と同じ形
である)をx方向に定速にてスキャンした場合の領域
A、Bの積分露光量を等しくすることができる。すなわ
ちこのような視野絞りアレイ22を用いることによっ
て、スキャン方向と直交するy方向に関しても、全体像
を滑らかに接合することができる。
By adopting such a structure, the rectangular portion A having no overlap and the overlapped portion 2
The line integration apertures in the x direction of the equilateral triangular portion B become equal, and therefore the fields (the field of view has the same shape as the field diaphragm array 22) of the regions A and B when scanned at a constant speed in the x direction. The integrated exposure dose can be made equal. That is, by using such a field stop array 22, the entire image can be smoothly joined also in the y direction orthogonal to the scanning direction.

【0024】以上のようにしてy方向に滑らかに接合さ
れた視野絞りアレイ22のy方向の視野の大きさK
yは、9.17mmであり、x方向の視野幅Kxは、9.
06mmである。ここでy方向の合成視野Kyは、矩形
部Aの領域と、一対の2等辺3角部BU、BLからなる領
域Bとの合計の長さ、すなわち、結像光学系8aをy方
向にシフトせずに用いた場合でも露光量が等しくなる領
域として定義している。実際には図8に示すように、こ
の合成視野Kyの上部側に露光量が線形に減少する高さ
h(=70μm)の上部接合領域CUがあり、合成視野
yの下部側にも露光量が線形に減少する高さh(=7
0μm)の下部接合領域CLがある。
The size K of the visual field in the y direction of the field stop array 22 smoothly joined in the y direction as described above.
y is 9.17 mm, and the visual field width K x in the x direction is 9.17 mm.
It is 06 mm. Here Synthesis field K in the y-direction y is the area of the rectangular portion A, 3 corners a pair of isosceles B U, the total length of the region B consisting of B L, i.e., an imaging optical system 8a y It is defined as a region where the exposure amount is equal even when used without shifting in the direction. As actually shown in Figure 8, there is an upper junction region C U of height h decreases the exposure amount is linearly on the upper side of the synthetic field K y (= 70μm), the bottom side of the composite field K y Also, the height h (= 7
0 μm) lower junction region C L.

【0025】すなわち上部接合領域CUと下部接合領域
Lは、視野絞りアレイ22の上下の端部にあり、y方
向にシフトしない場合にはオーバーラップがなく、露光
量が上方及び下方に向って線形に減少してしまう領域で
ある。本実施例では、上部接合領域CUと下部接合領域
Lとが順次オーバーラップするようにy方向にシフト
しながらジグザグスキャンをして、全体の露光領域をカ
バーしている。詳細については後述する。
That is, the upper junction region C U and the lower junction region C L are located at the upper and lower ends of the field stop array 22, and when they are not shifted in the y direction, there is no overlap and the exposure dose is directed upward and downward. It is a region that decreases linearly. In this embodiment, zigzag scanning is performed while shifting in the y direction so that the upper junction region C U and the lower junction region C L sequentially overlap to cover the entire exposure region. Details will be described later.

【0026】次に照明光学系について説明する。図9は
照明光学系の構造を示し、照明光学系7は図4の結像光
学系8の配列に対応しており、結像光学系8の実質的な
露光領域だけを照明する構造になっている。図9では高
圧水銀ランプによる光源6からの光を整形した後、ビー
ムエキスパンダ30によって拡大されて、フライアイ・
レンズアレイ31に入射し、コンデンサーレンズ33に
よって照明光絞りアレイ34を照明している。フライア
イ・レンズアレイ31の焦点位置には、空間コヒーレン
スの絞り32が配置されており、この大きさを調整する
ことによって照明光の空間コヒーレンスを調節すること
ができる。これは半導体製造装置等用いられている一般
的なケーラ照明系であり、照明光絞りアレイ34上の光
強度は高い均一性をもっている。ここで、フライアイ・
レンズアレイ31は10×10要素であり、要素レンズ
の大きさは4mm角、焦点距離は8mmである。またコ
ンデンサーレンズ33の焦点距離は18.6mmであ
る。よって、照明光絞りアレイ34上には約9.3mm
×9.3mmの照明領域が得られる。
Next, the illumination optical system will be described. FIG. 9 shows the structure of the illumination optical system. The illumination optical system 7 corresponds to the arrangement of the imaging optical system 8 of FIG. 4, and has a structure that illuminates only a substantial exposure area of the imaging optical system 8. ing. In FIG. 9, after shaping the light from the light source 6 by the high-pressure mercury lamp, the light is expanded by the beam expander 30 and the fly eye
The light enters the lens array 31, and the condenser lens 33 illuminates the illumination light diaphragm array 34. A spatial coherence diaphragm 32 is arranged at the focal position of the fly-eye lens array 31, and the spatial coherence of the illumination light can be adjusted by adjusting the size thereof. This is a general Koehler illumination system used in semiconductor manufacturing equipment and the like, and the light intensity on the illumination light diaphragm array 34 has high uniformity. Where the fly eye
The lens array 31 has 10 × 10 elements, and the size of the element lens is 4 mm square and the focal length is 8 mm. The focal length of the condenser lens 33 is 18.6 mm. Therefore, about 9.3 mm on the illumination light diaphragm array 34.
An illumination area of × 9.3 mm is obtained.

【0027】照明光絞りアレイ34は、結像系のMLA
に使用した視野絞りアレイ22と同一の構造のものを用
いる。照明光絞りアレイ34の方向は、結像系のMLA
の視野絞りアレイ22と同方向にアライメントしてあ
る。この照明光絞りアレイ34は、照明用第1平板ML
A35と照明用第2平板MLA36によって、マスク1
面に結像される。照明用第1平板MLA35と照明用第
2平板MLA36は、結像光学系8の前段第1平板ML
A11と前段第2平板MLA12、あるいは後段第1平
板MLA16と後段第2平板MLA17として用いたも
のと同じものである。以上のような光学系により、マス
ク1上には結像光学系8の視野絞りアレイ22と同じ形
状の照明光アレイが生成される。すなわち、この照明光
学系7は結像光学系8のMLAの視野を選択的に照明す
る構造となっている。なお、照明用平板MLA35、3
6による結像系は、倍率を微調整できるようにしてお
き、照明光アレイの要素の領域の大きさを適正値に調節
できるようにしておくことが望ましい。倍率の微調整
は、例えば、平板MLA35と36をその間隔を保った
ままz方向に平行移動できる機構にしておくことによっ
て行うことができる。
The illumination light diaphragm array 34 is an MLA of the image forming system.
The same structure as the field stop array 22 used in FIG. The direction of the illumination light diaphragm array 34 is the MLA of the imaging system.
The field stop array 22 is aligned in the same direction. The illumination light diaphragm array 34 includes a first flat plate ML for illumination.
The mask 1 is formed by the A35 and the second flat plate MLA36 for illumination.
It is imaged on the surface. The first illumination flat plate MLA35 and the second illumination flat plate MLA36 are the first stage flat plate ML of the imaging optical system 8.
It is the same as that used as A11 and the former second flat plate MLA12, or the latter first flat plate MLA16 and the latter second flat plate MLA17. With the above optical system, an illumination light array having the same shape as the field stop array 22 of the imaging optical system 8 is generated on the mask 1. That is, the illumination optical system 7 has a structure for selectively illuminating the field of view of the MLA of the imaging optical system 8. The illumination flat plates MLA35, 3
It is desirable that the image forming system according to 6 be capable of finely adjusting the magnification so that the size of the region of the elements of the illumination light array can be adjusted to an appropriate value. The fine adjustment of the magnification can be performed, for example, by providing the flat plates MLA 35 and 36 with a mechanism capable of moving in parallel in the z direction while keeping the distance therebetween.

【0028】結局、上述したMLAによる結像光学系8
の視野と照明光学系7の照明光アレイは、ともに図8の
形状になっているわけであるが、この両者を正確にアラ
イメントし、その状態でマスク1とウエハ2を連動して
ジグザグスキャンすることによって、マスクパターン1
a全体をウエハ2に転写することができる。ジグザグス
キャンとは定速スキャンと定幅シフトの繰り返しのこと
を指し、本実施例では、定速スキャンをx方向、定幅シ
フトをy方向に行なっている。図10はこの様子を示し
たものである。ただし、図10ではマスク1とウエハ2
を固定して、照明光学系7と結像光学系8を移動したか
のように描いてある。しかしマスク1とウエハ2の運動
は、照明光学系7と結像光学系8に対する相対運動であ
るため、図10では照明光学系7と結像光学系8を固定
して、マスク1とウエハ2を移動したときの露光領域と
等価である。
After all, the image forming optical system 8 by the above-mentioned MLA.
The field of view and the illumination light array of the illumination optical system 7 are both shaped as shown in FIG. 8, and both are accurately aligned, and in that state, the mask 1 and the wafer 2 are interlocked to perform zigzag scanning. By this, mask pattern 1
The whole a can be transferred to the wafer 2. Zigzag scanning refers to repetition of constant speed scanning and constant width shift. In this embodiment, constant speed scanning is performed in the x direction and constant width shift is performed in the y direction. FIG. 10 shows this state. However, in FIG. 10, the mask 1 and the wafer 2 are
Is fixed and the illumination optical system 7 and the imaging optical system 8 are drawn as if they were moved. However, since the movements of the mask 1 and the wafer 2 are relative movements with respect to the illumination optical system 7 and the imaging optical system 8, the illumination optical system 7 and the imaging optical system 8 are fixed in FIG. Is equivalent to the exposure area when is moved.

【0029】図10ではP1から出発してQ1までx方向
に310mmの定速スキャンを行ない、次に、Q1から
2までy方向に9.24mmの定幅シフトを行ない、
そしてふたたびQ2からP2までx方向に定速スキャンを
行ない、・・・・という順番で、P22に至るまで合計2
2回の定速スキャンを行なうことによって、300mm
×200mmのパターン領域1aをカバーしている。こ
のとき、各回の定速スキャンは図8の上部接合領域CU
と下部接合領域CLとがオーバーラップするように行な
っている。これは、各回の定幅シフト量を、MLAのy
方向の合成視野Ky(=9.17mm)に、上部接合領
域CUないしは下部接合領域CLの高さh(=70μm)
を加算した9.24mmにすることによって行なえる。
このようにすることによって、スキャン後の全合成視野
内の各点は等露光量となるのである。
In FIG. 10, starting from P 1 , a constant velocity scan of 310 mm is performed in the x direction up to Q 1 , and then a constant width shift of 9.24 mm is performed in the y direction from Q 1 to Q 2 .
Then again subjected to constant-speed scanning in the x direction from Q 2 to P 2, in the order of ..., total up to P 22 2
300 mm by performing two constant speed scans
The pattern area 1a of × 200 mm is covered. At this time, each constant speed scan is performed in the upper junction region C U of FIG.
And the lower junction region C L are overlapped with each other. This is the constant width shift amount of each time, y of MLA
In the combined visual field K y (= 9.17 mm) in the direction, the height h (= 70 μm) of the upper bonding region C U or the lower bonding region C L.
This can be done by adding 9.24 mm.
By doing so, each point in the total combined visual field after scanning has an equal exposure amount.

【0030】このとき、1回目の定速スキャンにおける
下部接合領域CLと、22回目(最終)の定速スキャン
における上部接合領域CUとは、どうしてもオーバラッ
プしない露光アンダーの領域となる。従ってこの領域は
全体の露光を通じて不使用領域とする必要がある。結局
22回の定速スキャンによって得られる使用可能なy方
向の最大全合成視野K’yは、Kyの22倍に接合領域C
U、CLの高さhの21倍を加算した203.21mmと
なる。また、x方向の最大合成視野K’xは、定速スキ
ャン距離310mmから、MLAのx方向の視野幅Kx
を差し引いた300.94mmとなる。このようにし
て、300mm×200mmのパターン領域をカバーす
ることができた。
At this time, the lower junction area C L in the first constant speed scan and the upper junction area C U in the 22nd (final) constant speed scan are underexposed areas that never overlap. Therefore, this area needs to be a non-use area during the entire exposure. Eventually, the maximum total combined visual field K ′ y in the y direction that can be obtained by 22 constant-speed scans is 22 times K y and the junction region C is
U, a 203.21mm obtained by adding 21 times the height h of the C L. Further, the maximum combined visual field K ′ x in the x direction is the visual field width K x in the x direction of the MLA from the constant speed scan distance of 310 mm.
Is calculated to be 300.94 mm. In this way, it was possible to cover the pattern area of 300 mm × 200 mm.

【0031】以上ではウエハ2の膨脹、収縮がない場合
を想定したスキャンの方法を説明した。以下ではウエハ
の膨脹、収縮がある場合にも対応できるような補正スキ
ャンの方法を説明しておく。ウエハの膨脹率をβ(β>
0のとき膨脹)とし、膨脹した場合について考える。こ
のようなウエハの膨脹がある場合には、マスクとウエハ
を完全に同期してスキャンしたのでは、パターンずれを
起こしてしまう。これを防止するためには、マスクとウ
エハの定速スキャン速度と定幅シフト量を完全に同じに
するのではなく、膨脹率βの分だけ異なる値にしてジグ
ザグスキャンすればよい。
In the above, the scanning method assuming that the wafer 2 does not expand or contract has been described. Hereinafter, a correction scanning method that can cope with expansion and contraction of the wafer will be described. The expansion coefficient of the wafer is β (β>
Let's say that it is expanded when it is 0), and consider the case where it is expanded. If the wafer expands as described above, the pattern shift will occur if the mask and the wafer are scanned in perfect synchronization. In order to prevent this, the zigzag scanning may be performed by setting the constant scanning speed and the constant width shift amount of the mask and the wafer to be completely the same, but different values by the expansion coefficient β.

【0032】いま、マスクの定速スキャン方向の長さを
Mとし、この距離をスキャン速度vM、t秒間で定速ス
キャンする場合を考えると、 LM=vM・t である。ウエハの膨脹率をβとすると、距離LMに対応
するウエハ上での領域の長さLWは、 LW=(1+β)・LM =(1+β)・vM・t のように長くなっている。したがって、マスクのスキャ
ン速度vMに対して、ウエハのスキャン速度vWを、 vW=(1+β)・vM とすれば、移動時間tの間に丁度マスクとウエハの対応
する領域のスキャンが終わることになる。すなわち、マ
スクパターンとウエハとの対応を保ったまま、定速スキ
ャンを行なうことができるのである。
Considering the case where the length of the mask in the constant velocity scanning direction is L M and the distance is the scanning velocity v M , and the constant velocity scanning is performed in t seconds, L M = v M · t. Assuming that the expansion coefficient of the wafer is β, the length L W of the region on the wafer corresponding to the distance L M becomes long as L W = (1 + β) · L M = (1 + β) · v M · t. ing. Therefore, if the scanning speed v W of the wafer is v W = (1 + β) · v M with respect to the scanning speed v M of the mask, the scanning of the corresponding region of the mask and the wafer can be performed during the moving time t. Will be over. That is, constant speed scanning can be performed while maintaining the correspondence between the mask pattern and the wafer.

【0033】定幅シフトについても同様である。マスク
をΔM(=Ky+hとする)だけ定幅シフトするとき、ウ
エハの定幅シフト量を、 ΔW=(1+β)・ΔM としておけば、マスクとウエハとの対応する領域のパタ
ーンずれを補正できる。ただし、この定幅シフト方向の
パターンずれが補正できるためには、MLAのy方向の
視野Kyが適当に小さいことが必要である。それは、各
回の定速シフトではy方向の視野はKyと定まっている
ので、視野周辺ではy方向についてβ・Ky(≒β・
ΔM)のパターンずれが起こるからである。パターンず
れ量には許容限度があるので、これを越えない程度に視
野Kyを小さくしておく必要がある。
The same applies to the constant width shift. When the mask is subjected to a constant width shift by Δ M (= K y + h), if the constant width shift amount of the wafer is set as Δ W = (1 + β) · Δ M , the pattern of the area corresponding to the mask and the wafer The deviation can be corrected. However, in order to correct this pattern shift in the constant width shift direction, it is necessary that the visual field K y in the y direction of the MLA is appropriately small. This is because the field of view in the y direction is determined as K y in each constant speed shift, so β · K y (≈β ·) in the y direction around the field of view.
This is because the pattern shift of Δ M ) occurs. Since the pattern shift amount has an allowable limit, it is necessary to make the field of view K y small so as not to exceed the limit.

【0034】例えば、転写するパターンの最小線幅が3
μm、パターンずれ量の許容値がその10%の0.3μ
m以下であるとすると、 β・Ky<0.3μm となり、β=20ppmとすれば Ky<15mm のようにy方向の視野Kyの上限が定まる。本実施例で
は、 Ky=9.17mm であったので、この条件は満たしていることになる。他
の場合についてもパターンずれ量の許容限度に注意しK
yを設定する必要がある。なお、x方向については連続
的にスキャンするため問題は起こりにくいが、視野幅K
xをあまり大きくすべきでないことはいうまでもない。
For example, the minimum line width of the pattern to be transferred is 3
μm, the allowable amount of pattern deviation is 10%, 0.3μ
If it is m or less, β · K y <0.3 μm, and if β = 20 ppm, the upper limit of the visual field K y in the y direction is determined as K y <15 mm. In this example, K y = 9.17 mm, so this condition is satisfied. Also in other cases, pay attention to the allowable limit of the pattern shift amount.
y must be set. It should be noted that since the scanning is continuously performed in the x direction, a problem is unlikely to occur, but the visual field width K
It goes without saying that x should not be too large.

【0035】以上、本実施例ではパターン領域を300
mm×200mmとしたが、x方向については定速スキ
ャン距離を長くすることによって、また、y方向につい
ては定幅シフトの回数を増加することによって、より広
い露光領域を露光することが可能となる。また全体のジ
グザグスキャンに要する時間の短縮を図るために、マス
クパターンの長辺側をスキャン方向とし、短辺側をシフ
ト方向とすることが好ましい。
As described above, the pattern area is set to 300 in this embodiment.
Although the size is set to mm × 200 mm, it is possible to expose a wider exposure area by increasing the constant velocity scan distance in the x direction and increasing the number of constant width shifts in the y direction. . Further, in order to reduce the time required for the entire zigzag scanning, it is preferable that the long side of the mask pattern is the scanning direction and the short side is the shift direction.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高解像の
大画面液晶露光装置が小型、軽量、安価に構成できた。
As described above, according to the present invention, a high resolution large screen liquid crystal exposure apparatus can be constructed in a small size, a light weight and a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるマスクパターンの投影原理を示す
断面図
FIG. 1 is a sectional view showing the principle of projection of a mask pattern according to the present invention.

【図2】本発明によるジグザグスキャンを示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing a zigzag scan according to the present invention.

【図3】露光装置の全体を示す斜視図FIG. 3 is a perspective view showing the entire exposure apparatus.

【図4】結像光学系を示す平面図FIG. 4 is a plan view showing an imaging optical system.

【図5】結像光学系を示す断面図FIG. 5 is a sectional view showing an imaging optical system.

【図6】結像光学系のMLAを示す平面図FIG. 6 is a plan view showing an MLA of the image forming optical system.

【図7】結像光学系の開口絞りアレイを示す平面図FIG. 7 is a plan view showing an aperture stop array of the imaging optical system.

【図8】結像光学系の視野絞りアレイと、照明光学系の
照明光絞りアレイを示す平面図
FIG. 8 is a plan view showing a field stop array of the imaging optical system and an illumination light stop array of the illumination optical system.

【図9】照明光学系を示す断面図FIG. 9 is a sectional view showing an illumination optical system.

【図10】ジグザグスキャンの手法を示す平面図FIG. 10 is a plan view showing a method of zigzag scanning.

【図11】従来技術を示す断面図FIG. 11 is a sectional view showing a conventional technique.

【図12】別の従来技術を示す断面図FIG. 12 is a sectional view showing another conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…マスク 1a…パターン領域 2…ウエハ 2a…レジスト 1b、2b…可動ステージ 1c、2c…ギャプ
センサー 3…区域ごと倒立等倍像 4…等倍正立像 4a…部分パターン像 5a,5b…絞りア
レイ 6…光源 7…照明光学系 8…結像光学系 10…前段MLA 11…前段第1平板
MLA 12…前段第2平板MLA 10a、11a、1
2a…要素レンズ 15…後段MLA 16…後段第1平板
MLA 17…後段第2平板MLA 15a、16a、1
7a…要素レンズ 20…前段開口絞りアレイ 21…後段開口絞り
アレイ 20a,21a…開口絞り要素 22…視野絞りアレイ 22a、22b…視
野絞り要素 23…スペーサ 24…金属ホルダー 30…ビームエキスパンダ 31…フライアイ・
レンズアレイ 32…空間コヒーレンスの絞り 33…コンデンサー
レンズ 34…照明光絞りアレイ 34a、34b…照
明光絞り要素 35…照明用第1平板MLA 36…照明用第2平
板MLA
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mask 1a ... Pattern area 2 ... Wafer 2a ... Resist 1b, 2b ... Movable stage 1c, 2c ... Gap sensor 3 ... Inverted equal-magnification image for each area 4 ... Equal-magnification erect image 4a ... Partial pattern image 5a, 5b ... Aperture array 6 ... Light source 7 ... Illumination optical system 8 ... Imaging optical system 10 ... Previous stage MLA 11 ... Previous stage first flat plate MLA 12 ... Previous stage second flat plate MLA 10a, 11a, 1
2a ... Element lens 15 ... Rear stage MLA 16 ... Rear stage first flat plate MLA 17 ... Rear stage second flat plate MLA 15a, 16a, 1
7a ... Element lens 20 ... Front aperture stop array 21 ... Rear aperture stop array 20a, 21a ... Aperture stop element 22 ... Field stop array 22a, 22b ... Field stop element 23 ... Spacer 24 ... Metal holder 30 ... Beam expander 31 ... Fly Eye
Lens array 32 ... Space coherence diaphragm 33 ... Condenser lens 34 ... Illumination light diaphragm array 34a, 34b ... Illumination light diaphragm element 35 ... Illumination first flat plate MLA 36 ... Illumination second flat plate MLA

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ウエハに転写しようとするパターンを記録
したマスクの後ろ側に前段マイクロ・レンズ・アレイを
配置することによって、該前段マイクロ・レンズ・アレ
イの配列区域ごとに180°回転した区域ごと倒立等倍
部分パターン像を結像し、 該区域ごと倒立等倍部分パターン像の後ろ側に、前記前
段マイクロ・レンズ・アレイの配列と同一の配列よりな
る後段マイクロ・レンズ・アレイを配置することによっ
て、ウエハ上に前記部分パターンの正立等倍像を結像
し、 前記マスク及びウエハと、前記前段及び後段マイクロ・
レンズ・アレイとを、前記パターンの行方向に向って相
対的にスキャンし、 前記マスク及びウエハと、前記前段及び後段マイクロ・
レンズ・アレイとを、前記パターンの列方向に向って相
対的にシフトして、前記スキャンを繰り返すことによっ
て、ウエハ上に前記パターンを転写する、液晶用露光装
置。
1. A front micro-lens array is arranged behind a mask on which a pattern to be transferred to a wafer is recorded, whereby each pre-micro-lens array is rotated by 180 ° for each arrayed area. Forming an inverted equal-magnification partial pattern image, and arranging a rear microlens array having the same arrangement as that of the preceding microlens array behind the inverted equal-magnification partial pattern image for each area. An erecting equal-magnification image of the partial pattern is formed on the wafer by means of the mask and the wafer, and the front and rear micro.
The lens array is relatively scanned in the row direction of the pattern, and the mask and the wafer and the front and rear micro
A liquid crystal exposure apparatus that transfers the pattern onto a wafer by relatively shifting the lens array in the column direction of the pattern and repeating the scan.
【請求項2】前記前段及び後段マイクロ・レンズ・アレ
イの各要素レンズを、それぞれ両側テレセントリックと
なるように構成した、請求項1記載の液晶用露光装置。
2. The liquid crystal exposure apparatus according to claim 1, wherein each element lens of the front-stage and rear-stage micro lens arrays is configured to be telecentric on both sides.
【請求項3】前記マスクのうち、前記ウエハ上に一時に
結像される露光フィールドを、一様な強度にて照明し
た、請求項1又は2記載の液晶用露光装置。
3. The liquid crystal exposure apparatus according to claim 1, wherein an exposure field of the mask, which is temporarily imaged on the wafer, is illuminated with a uniform intensity.
【請求項4】前記区域ごと倒立等倍部分パターン像の結
像位置に、前記前段及び後段マイクロ・レンズ・アレイ
と同一の配列よりなる視野絞りアレイを配置した、請求
項1、2又は3記載の液晶用露光装置。
4. A field stop array having the same arrangement as the front and rear micro lens arrays is arranged at an image forming position of the inverted equal-magnification partial pattern image for each area. LCD exposure equipment.
【請求項5】前記視野絞りアレイの配列を、前記行方向
から見て列方向にオーバーラップしつつ連続するように
配列し、 該視野絞りアレイが、前記行方向から見て列方向にオー
バーラップしつつ連続するように、前記シフト量を設定
し、且つ、 前記スキャンに伴う積分露光量が、前記列方向に一様と
なるように、前記視野絞りアレイとシフト量とを設定し
た、請求項4記載の液晶用露光装置。
5. The field stop arrays are arranged so as to be continuous while overlapping in the column direction when viewed from the row direction, and the field stop arrays overlap in the column direction when viewed from the row direction. The field stop array and the shift amount are set such that the shift amount is set so as to be continuous while the integrated exposure amount due to the scan is uniform in the column direction. 4. The liquid crystal exposure apparatus according to item 4.
【請求項6】前記視野絞りアレイの個々の視野絞り要素
の形状を、前記列方向に平行な辺を有する正6角形状と
した、請求項4又は5記載の液晶用露光装置。
6. The liquid crystal exposure apparatus according to claim 4, wherein the shape of each field stop element of the field stop array is a regular hexagon having sides parallel to the column direction.
【請求項7】前記マスクのうち、前記前段マイクロ・レ
ンズ・アレイに関して前記視野絞りアレイの個々の視野
絞り要素と共役な領域を、一様な強度にて照明した、請
求項4、5又は6記載の液晶用露光装置。
7. The area of the mask, which is conjugate with the individual field stop elements of the field stop array with respect to the preceding microlens array, is illuminated with a uniform intensity. The exposure apparatus for a liquid crystal described.
【請求項8】前記視野絞りアレイと同一の配列よりなる
照明光絞りアレイを用意して、該照明光絞りアレイを一
様な強度にて照明し、 該照明光絞りアレイの後ろ側に、前記前段及び後段マイ
クロ・レンズ・アレイと同一の配列よりなる照明用マイ
クロ・レンズ・アレイを配置して、前記マスクのうちの
前記視野絞り要素と共役な領域を照明した、請求項7記
載の液晶用露光装置。
8. An illumination light diaphragm array having the same arrangement as the field diaphragm array is prepared, and the illumination light diaphragm array is illuminated with a uniform intensity. The liquid crystal according to claim 7, wherein an illumination micro lens array having the same arrangement as the front and rear micro lens arrays is arranged to illuminate a region of the mask which is conjugate with the field stop element. Exposure equipment.
【請求項9】前記マスクと前段マイクロ・レンズ・アレ
イとの間隔を検出する前段ギャップセンサーと、前記後
段マイクロ・レンズ・アレイとウエハとの間隔を検出す
る後段ギャップセンサーとを設け、 該前段及び後段ギャップセンサーの出力に基づいて、ス
キャン時における前記マスクと前段マイクロ・レンズ・
アレイとの間隔と、前記後段マイクロ・レンズ・アレイ
とウエハとの間隔とを、それぞれ一定となるように制御
した、請求項1〜8のいずれか1項記載の液晶用露光装
置。
9. A front gap sensor for detecting a distance between the mask and the front micro lens array, and a rear gap sensor for detecting a distance between the rear micro lens array and a wafer are provided. Based on the output of the rear gap sensor, the mask and front micro lens
9. The liquid crystal exposure apparatus according to claim 1, wherein the distance between the liquid crystal and the array and the distance between the latter micro lens array and the wafer are controlled to be constant.
【請求項10】前記ウエハの基準状態からの長さの変化
に応じて、前記スキャン速度とシフト量とを調節するこ
とにより、ウエハの長さの前記変化を吸収した、請求項
1〜9のいずれか1項記載の液晶用露光装置。
10. The method according to claim 1, wherein the change in the length of the wafer is absorbed by adjusting the scan speed and the shift amount according to the change in the length of the wafer from the reference state. The exposure apparatus for liquid crystal according to any one of claims 1.
【請求項11】マスクに記録された前記パターンの長辺
側を前記スキャン方向とし、短辺側を前記シフト方向と
した、請求項1〜10のいずれか1項記載の液晶用露光
装置。
11. The liquid crystal exposure apparatus according to claim 1, wherein the long side of the pattern recorded on the mask is the scanning direction and the short side is the shift direction.
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