JPH11260705A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH11260705A
JPH11260705A JP10073270A JP7327098A JPH11260705A JP H11260705 A JPH11260705 A JP H11260705A JP 10073270 A JP10073270 A JP 10073270A JP 7327098 A JP7327098 A JP 7327098A JP H11260705 A JPH11260705 A JP H11260705A
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JP
Japan
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light
lens
rectangular
compound lens
exposure apparatus
Prior art date
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JP10073270A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Shimomura
一郎 下村
Susumu Oishi
進 大石
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DAINIPPON KAKEN KK
Original Assignee
DAINIPPON KAKEN KK
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Publication of JPH11260705A publication Critical patent/JPH11260705A/ja
Abandoned 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
    • G03F7/70058Mask illumination systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源からの光を有効に矩形状の光照射領域に
照射することができる露光装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 露光装置は、基板18にフォトマスク1
7を介して光を照射することによりパターン露光を行う
ためのものであり、各々対をなす光源12a、12bお
よび楕円鏡13a、13bと、複合レンズ6と、コリメ
ートミラー16とを備える。複合レンズ6を構成する各
レンズユニット3は、露光を行うべき基板18の外形に
ほぼ対応させて、その縦横比が6対10の矩形状の外形
を有する。また、各々2個の光源12a、12bおよび
楕円鏡13a、13bは、各レンズユニット3の長辺方
向に沿って配置されている。そして、光源12a、12
bからの光を集光した楕円鏡13a、13bの像1a、
1bは、各レンズユニット3内に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、PDP(プラズ
マ・ディスプレイ・パネル)用ガラス基板、液晶表示パ
ネル用ガラス基板、半導体製造装置用マスク基板あるい
はプリント基板等の基板などの光被照射物に対して、そ
の照度分布を均一にした光を照射するための露光装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば基板に対してパターンを焼
き付けるために使用される露光装置においては、露光領
域全域において均一な照度分布を得るため、超高圧水銀
灯等の光源から出射され楕円鏡により集光されたた光
を、フライアイレンズと呼称される複合レンズを介して
基板上に照射する光学系が採用されている。
【0003】このような光学系においては、光源から出
射された光は、複合レンズを構成する複数のレンズユニ
ットを介して露光領域方向に照射される。そして、各レ
ンズユニットを通過した光が互いに重複する領域に基板
を配置せしめることにより、基板全面において均一な照
度分布を得ることが可能となる。
【0004】図5は、このような複合レンズ6の一例を
示す平面図である。この複合レンズ6は、矩形状のレン
ズユニット3を縦横方向に並列配置することにより構成
したものである。すなわち、この複合レンズ6は、7行
5列に配置されたレンズユニット3から構成されてい
る。そして、この複合レンズ6の外形は、矩形状のレン
ズユニット3の外形と相似形をなす。
【0005】なお、各レンズユニット3は、その光軸を
一致させた状態で互いに近接配置された2枚の矩形状の
レンズ4を有する。そして、このレンズユニット3を構
成するレンズ4は、図6に示すように、円形のレンズ5
からその外周部(ハッチングを付した部分)を削除する
ことにより、矩形状に形成されたものである。
【0006】光源から出射された光は、このようなレン
ズユニット3から構成された複合レンズ6を通過するこ
とにより、複合レンズ6の外形(すなわち、各レンズユ
ニット3の外形)と相似形の領域に照射されることにな
る。このため、複合レンズ6の外形(すなわち、各レン
ズユニット3の外形)を必要な光照射領域に対応する形
状とすることにより、光源からの光を効率的に光照射領
域全域に照射することが可能となる。
【0007】ところで、このような光学系において、光
源からの光を効率的に光照射領域に導くためには、図7
に示すように、光源からの光を集光した楕円鏡の像1
が、可能な限り各レンズユニット3内に形成されるよう
にすることが好ましい。また、特に複合レンズ6の中央
部に位置するレンズユニット3に着目した場合において
は、このレンズユニット3の光軸と楕円鏡の像1の中心
とが一致した状態で、楕円鏡の像1がレンズユニット3
内に配置される必要がある。この楕円鏡の像1の一部が
各レンズユニット3内に配置されない場合においては、
その部分に対応した光量が各レンズユニット3を通過せ
ず、光照射領域に到達しないことから、光量の一部が損
失するためである。
【0008】なお、図7においては、各レンズユニット
3を構成する2枚のレンズ4のうち、出口側のレンズ4
を示している。
【0009】また、この場合において、複合レンズ6を
構成する各レンズユニット3のうち複合レンズの端部に
配置されたレンズユニット3においては、画角の広がり
に伴って楕円鏡の像1の位置がいずれかの方向に移動す
るため、楕円鏡の像1は、各レンズユニット3内に余裕
を持って収容される大きさとなっていることが好まし
い。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】近年の基板の大サイズ
化に伴い、光照射領域もより大きくする必要が生じてい
る。そして、この光照射領域の大型化に伴って、露光に
必要な照度が得られないという問題が生じている。
【0011】このため、光源としてより高出力のものを
使用することが考えられる。しかしながら、この種の露
光装置において一般的に使用される超高圧水銀灯におい
ては、そのアーク間距離は出力の増加に対応して大きく
なることから、超高圧水銀灯自体が大きくなり、これに
伴って、超高圧水銀灯から出射される光を集光するため
の楕円鏡も大型化する。
【0012】このように、楕円鏡が大型化した場合にお
いては、図7に示すように、その楕円鏡の像2も大型化
し、この楕円鏡の像2の一部が各レンズユニット3内に
配置されないことになる。そして、楕円鏡の像2におけ
る各レンズユニット3内に配置されない領域に対応する
光は、各レンズユニット3を通過せず、光照射領域に到
達しないことから、高出力の超高圧水銀灯を使用して
も、その一部の光量が無駄になってしまう。
【0013】このような問題は、超高圧水銀灯に限ら
ず、他の光源においても同様に生じる問題である。
【0014】このような問題に対応するため、複合レン
ズ6を構成する各レンズユニット3のサイズを大きくす
ることも考えられる。しかしながら、複合レンズ6を構
成する各レンズユニット3を大型化した場合には、複合
レンズ6自体の外形が大型化する。このため、この複合
レンズ6の基板に対するコリメーション角も大きくな
り、このような光学系を使用した露光装置の解像度が低
下してしまう。
【0015】一方、複合レンズ6の外形の大型化を防止
するため、複合レンズ6の分割数を減少(例えば、図5
に示す7行5列を5行3列に変更)させた場合には、光
照射領域における照度分布が低下してしまう。
【0016】また、複合レンズ6を構成する各レンズユ
ニット3において、互いに近接して配置された2枚のレ
ンズ4の距離を変更することにより、楕円鏡からの光が
各レンズユニットを通過するように調整することも不可
能ではないが、この場合においては、複合レンズを通過
した後の光が必要な光照射領域を越えて過度に拡散する
ため、やはり、超高圧水銀灯における一部の光量が無駄
になってしまう。
【0017】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、光源からの光を有効に矩形状の光照射
領域に照射することができる露光装置を提供することを
目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、光源から出射された光を複合レンズを介して矩形状
の光被照射物に照射する露光装置において、前記光被照
射物を照射するための矩形状の光照射領域に対応する矩
形状のレンズユニットを、縦横方向に複数個並列配置す
ることにより構成された複合レンズと、前記複合レンズ
を構成する矩形状の各レンズユニットの長辺方向に沿っ
て配置された複数の光源と、前記複数の光源に各々対応
して配設され、前記複数の光源から出射される光を前記
複合レンズに集光する複数の楕円鏡とを備えたことを特
徴とする。
【0019】請求項2に記載の発明は、光源から出射さ
れた光を複合レンズを介して矩形状の光被照射物に照射
する露光装置において、前記光被照射物を照射するため
のその縦横比が略1対2の矩形状の光照射領域に対応す
るその縦横比が略1対2の矩形状のレンズユニットを、
縦横方向に複数個並列配置することにより構成された複
合レンズと、前記複合レンズを構成する矩形状の各レン
ズユニットの長辺方向に沿って配置された2個の光源
と、前記2個の光源に各々対応して配設され、前記2個
の光源から出射される光を前記複合レンズに集光する2
個の楕円鏡とを備えたことを特徴とする。
【0020】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、前記光照射領域および前記レンズユニ
ットは、その縦横比が4対10乃至7対10となるよう
構成されている。
【0021】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請
求項3いずれかに記載の発明において、前記光被照射物
における前記複合レンズ側の表面にパターン板を近接配
置するとともに、当該パターン板と前記複合レンズとの
間に、前記複合レンズを通過した光をコリメートするコ
リメート手段を配設している。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1はこの発明に係る露光装置
の斜視図である。また、図2はその光学的な配置関係を
模式的に示す側面図であり、図3は図2の平面図であ
る。なお、図2および図3においては、折り返しミラー
14、15についてはその図示を省略している。
【0023】この露光装置は、PDP(プラズマ・ディ
スプレイ・パネル)用ガラス基板(以下、単に「基板」
という)18にパターン板としてのフォトマスク17を
介して光を照射することにより、基板18上に形成され
た感光材料の薄膜に対してパターン露光を行うためのも
のであり、各々対をなす光源12a、12bおよび楕円
鏡13a、13bと、一対の折り返しミラー14、15
と、上述した複合レンズ(フライアイレンズ)6と、コ
リメートミラー16とを備える。
【0024】なお、この露光装置によりパターンを露光
される基板18は、例えばハイビジョン用のディスプレ
イを製造されるために使用されるものであり、その縦横
比は9対16、すなわち、略1対2となっている。この
ため、この露光装置においては、この基板18に露光を
行うために必要な光照射領域も、その縦横比が略1対2
となるように構成されている。
【0025】前記光源12a、12bは、紫外線を含む
光を出射する超高圧水銀灯から構成される。この光源1
2a、12bは、各々、楕円鏡13a、13bにおける
第1焦点に、その発光部の中心が位置するように配置さ
れている。また、後述する複合レンズ6は、その表面が
この楕円鏡13a、13bの第2焦点付近に位置するよ
うに配置されている。このため、光源12a、12bか
ら出射した光は、楕円鏡13a、13bにより、複合レ
ンズ6の表面付近に集光される。
【0026】前記複合レンズ6は、図5に示す構成を有
する。すなわち、この複合レンズ6は、図5に示すよう
に、7行5列に配置されたレンズユニット3から構成さ
れている。また、このレンズユニット3は、上述したよ
うに、その光軸を一致させて状態で互いに近接配置され
た2枚の矩形状のレンズ4を有する。そして、このレン
ズユニット3を構成するレンズ4は、図6に示すよう
に、円形のレンズ5からその外周部(ハッチングを付し
た部分)を削除することにより、矩形状に形成されたも
のである。
【0027】なお、そして、各レンズユニット3の外形
は、露光を行うべき基板18の外形にほぼ対応させて、
その縦横比が6対10、すなわち、略1対2の矩形状と
なっている。
【0028】このため、光源12a、12bから出射
し、楕円鏡13a、13bで集光された光は、このよう
なレンズユニット3から構成された複合レンズ6を通過
することにより、複合レンズ6の外形(すなわち、各レ
ンズユニット3の外形)と相似形をなす矩形状の状態と
なる。
【0029】このとき、上述した各々2個の光源12
a、12bおよび楕円鏡13a、13bは、上記各レン
ズユニット3の長辺方向に沿って配置されている。すな
わち、上述した光源12a、12bおよび楕円鏡13
a、13bは、上記複合レンズ6および基板18の長辺
方向に沿って配置されることになる。このため、これら
の光源12a、12bおよび楕円鏡13a、13bと複
合レンズ6との配置関係等を調整することにより、図4
に示すように、光源12a、12bからの光を集光した
楕円鏡13a、13bの像1a、1bを各レンズユニッ
ト3内に形成させることができる。
【0030】なお、図4においては、図7と同様、各レ
ンズユニット3を構成する2枚のレンズ4のうち、出口
側のレンズ4を示している。
【0031】すなわち、上述した各レンズユニット3
は、その縦横比が6対10、すなわち略1対2となって
いる。このため、各々2個の光源12a、12bおよび
楕円鏡13a、13bを各レンズユニット3の長辺方向
に沿って配置することにより、図7に示す単一の光源か
らの楕円鏡の像1の場合と同一の条件下においても、各
レンズユニット3内に、2個の光源12a、12bから
の光を集光した2個の楕円鏡13a、13bの像1a、
1bを余裕を持って形成することができる。このため、
2個の光源12a、12bからの光を効率的に光照射領
域に導くことが可能となる。
【0032】なお、図4においては、2個の光源12
a、12bからの光を集光した2個の楕円鏡13a、1
3bの像1a、1bを円形として図示しているが、各々
2個の光源12a、12bおよび楕円鏡13a、13b
は、複合レンズ6の光軸に対して互いに微小角度傾斜し
た状態で配設されているため、これらの像1a、1bは
厳密には楕円形となる。しかしながら、この傾斜角度が
小さい場合においては、この像1a、1bの形状を実質
的に円形として取り扱うことができる。
【0033】前記一対の折り返しミラー14、15は、
光を折り返すことによりこの露光装置をコンパクトに構
成するためのものである。なお、一対の折り返しミラー
14、15のうち、折り返しミラー14としては、光源
12a、12bから出射された光のうち、パターン露光
に使用される紫外線のみを反射し、熱源としての赤外線
を吸収するダイクロイックミラーが使用されている。
【0034】前記コリメートミラー16は、複合レンズ
6を通過した光をコリメートするためのコリメート手段
として機能するものである。複合レンズ6を通過した光
は、このコリメートミラー16によって平行光となり、
フォトマスク17に向けて照射される。このときの光照
射領域は、上述した各レンズユニット3の縦横比である
6対10、すなわち略1対2となる。
【0035】なお、このコリメートミラー16に換え
て、フレネル構造のコリメートレンズ等の他のコリメー
ト手段を使用するようにしてもよい。
【0036】前記フォトマスク17は、基板18上に形
成された感光材料の薄膜に対して形成すべきパターンに
対応した二値化パターンが、透光部材上に形成された構
成を有する。このフォトマスク17は、基板18の表面
に対しプロキシミティギャップと呼称される微小距離だ
け離隔した状態で、基板18と平行に支持される。基板
18上に形成された感光材料の薄膜に対しては、このパ
ターン板17を通過した光によりパターン露光がなされ
る。
【0037】このような構成を有する露光装置において
は、2個の光源12a、12bを使用することにより、
従来のほぼ倍の照度をもって露光を行うことが可能とな
る。このとき、各々2個の光源12a、12bおよび楕
円鏡13a、13bは、矩形状の各レンズユニット3の
長辺方向に沿って配置されている。このため、光源12
a、12bからの光を集光した楕円鏡13a、13bの
像を各レンズユニット3内に容易に形成させることが可
能となる。従って、2個の光源12a、12bから出射
された光を有効に光照射領域に到達させることができ
る。
【0038】なお、上述した実施の形態においては、ハ
イビジョン用の、その縦横比が9対16のPDPに使用
される基板18に対して露光を行うため、9対16に近
似する1対2の縦横比を有するレンズユニット3を使用
している。ただし、このレンズユニット3の縦横比は、
露光を行うべき基板の縦横比、すなわち、光照射領域の
縦横比に対応させて、適宜変更することが可能である。
例えば、ワイドテレビ用のディスプレイに使用される基
板においては、そのディスプレイに必要とされる縦横比
を採用すればよい。
【0039】このとき、その縦横比が4対10〜7対1
0程度であれば、各々2個の光源12a、12bおよび
楕円鏡13a、13bを矩形状の各レンズユニット3の
長辺方向に沿って適宜配置することにより、光源12
a、12bからの光を集光した楕円鏡13a、13bの
像を各レンズユニット3内に形成させることが可能とな
る。
【0040】なお、露光を行うべき基板の縦横比が1対
3程度以上となった場合においては、各々3個以上の光
源および楕円鏡を、その縦横比が1対3程度以上の矩形
状の各レンズユニットの長辺方向に沿って適宜配置する
ことにより、3個以上の光源からの光を集光した各楕円
鏡の像を各レンズユニット内に形成させる構成とすれば
よい。
【0041】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、光被照
射物を照射するための矩形状の光照射領域に対応する矩
形状のレンズユニットを縦横方向に複数個並列配置する
ことにより構成された複合レンズと、この複合レンズを
構成する矩形状の各レンズユニットの長辺方向に沿って
配置された複数の光源と、これらの複数の光源に各々対
応して配設され複数の光源から出射される光を複合レン
ズに集光する複数の楕円鏡とを備えたことから、複数の
光源からの光を有効に矩形状の光照射領域に照射するこ
とができる。このため、露光装置の解像度や照度分布を
低下させることなく、露光に必要な照度を得ることが可
能となる。
【0042】請求項2または請求項3に記載の発明によ
れば、光被照射物を照射するためのその縦横比が略1対
2の矩形状の光照射領域に対応するその縦横比が略1対
2の矩形状のレンズユニットを縦横方向に複数個並列配
置することにより構成された複合レンズと、この複合レ
ンズを構成する矩形状の各レンズユニットの長辺方向に
沿って配置された2個の光源と、これらの2個の光源に
各々対応して配設され2個の光源から出射される光を複
合レンズに集光する2個の楕円鏡とを備えたことから、
2個の光源からの光を有効にその縦横比が略1対2の矩
形状の光照射領域に照射することができる。このため、
露光装置の解像度や照度分布を低下させることなく、従
来のほぼ倍の照度を得ることが可能となる。
【0043】請求項4に記載の発明によれば、光被照射
物における複合レンズ側の表面にパターン板を近接配置
するとともに、当該パターン板と複合レンズとの間に複
合レンズを通過した光をコリメートするコリメート手段
を配設したことから、光被照射物とパターン板とを離隔
させた状態においても、高精度のパターン露光を行うこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る露光装置の斜視図である。
【図2】この発明に係る露光装置の光学的な配置関係を
模式的に示す側面図である。
【図3】この発明に係る露光装置の光学的な配置関係を
模式的に示す平面図である。
【図4】楕円鏡13a、13bの像1a、1bとレンズ
ユニット3との関係を示す模式図である。
【図5】複合レンズ6の平面図である。
【図6】レンズユニット3を構成するレンズ4の形成状
態を示す説明図である。
【図7】楕円鏡の像1とレンズユニット3との関係を示
す模式図である。
【符号の説明】
1a、1b 楕円鏡13a、13bの像 3 レンズユニット 4 レンズ 6 複合レンズ 12a、12b 光源 13a、13b 楕円鏡 14、15 折り返しミラー 16 コリメートミラー 17 フォトマスク 18 基板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源から出射された光を複合レンズを介
    して矩形状の光被照射物に照射する露光装置において、 前記光被照射物を照射するための矩形状の光照射領域に
    対応する矩形状のレンズユニットを、縦横方向に複数個
    並列配置することにより構成された複合レンズと、 前記複合レンズを構成する矩形状の各レンズユニットの
    長辺方向に沿って配置された複数の光源と、 前記複数の光源に各々対応して配設され、前記複数の光
    源から出射される光を前記複合レンズに集光する複数の
    楕円鏡と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 光源から出射された光を複合レンズを介
    して矩形状の光被照射物に照射する露光装置において、 前記光被照射物を照射するためのその縦横比が略1対2
    の矩形状の光照射領域に対応するその縦横比が略1対2
    の矩形状のレンズユニットを、縦横方向に複数個並列配
    置することにより構成された複合レンズと、 前記複合レンズを構成する矩形状の各レンズユニットの
    長辺方向に沿って配置された2個の光源と、 前記2個の光源に各々対応して配設され、前記2個の光
    源から出射される光を前記複合レンズに集光する2個の
    楕円鏡と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の露光装置において、 前記光照射領域および前記レンズユニットは、その縦横
    比が4対10乃至7対10である露光装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3いずれかに記載の
    露光装置において、 前記光被照射物における前記複合レンズ側の表面にパタ
    ーン板を近接配置するとともに、当該パターン板と前記
    複合レンズとの間に、前記複合レンズを通過した光をコ
    リメートするコリメート手段を配設した露光装置。
JP10073270A 1998-03-06 1998-03-06 露光装置 Abandoned JPH11260705A (ja)

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