JPS5952246A - 露光制御装置 - Google Patents
露光制御装置Info
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- JPS5952246A JPS5952246A JP57162162A JP16216282A JPS5952246A JP S5952246 A JPS5952246 A JP S5952246A JP 57162162 A JP57162162 A JP 57162162A JP 16216282 A JP16216282 A JP 16216282A JP S5952246 A JPS5952246 A JP S5952246A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shutter
- exposure
- time
- circuit
- opening
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose
Landscapes
- 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)
- Control Of Exposure In Printing And Copying (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、感光材を塗布したウェハ又はフォトマスク上
にパターンを露光する装置に関し、特に、その露光量の
制御装置に関する。
にパターンを露光する装置に関し、特に、その露光量の
制御装置に関する。
近年、半導体素子、特にIC製造においては、回路パタ
ーンの微細化が要求され、ウェハ上に1μm以下の線幅
を有するパターンを焼き付ける装置、いわゆる露光装置
も高精度な露光制御が望まれてきた。
ーンの微細化が要求され、ウェハ上に1μm以下の線幅
を有するパターンを焼き付ける装置、いわゆる露光装置
も高精度な露光制御が望まれてきた。
一般に、ウェハ又はフォトマスクに回路パターンの信金
露光する露光装置では、ウエノ・上に塗布された感光材
料(フォトレジスト)に、常に一定の露光量を与えるこ
とが望ましい。このような露光装置の概略全第1図に示
す。
露光する露光装置では、ウエノ・上に塗布された感光材
料(フォトレジスト)に、常に一定の露光量を与えるこ
とが望ましい。このような露光装置の概略全第1図に示
す。
第1図においては、露光用の光源、例えば水銀ランプ1
の光が集光レンズ2によって集光された後、シャッタと
なる回転板3を介して、コンデンサーレンズ5、投影レ
ンズ8をへて、2次元移動可能なステージ10に載置さ
れたウェハ9(フォトマスクでもよい。)に至るような
、投影式の露光装置を示す。回転板3は、例えば4分割
して、遮光部(図中の斜線部)と透過部を交互に設け、
回転駆動機構、例えばパルスモータ4によって一方向(
図中、時計回り)に回転され、ロータリーシャッタとし
て働く。回路パターンを有するガラス基板7(レティク
ルやフォトマスク)は、コンデンサーレンズ5と投影レ
ンズ8の間に配置され、ガラス基板7のパターン領域7
aがウニ/%9の上に結像する。又、光電検出器6は、
光源の光強度を測定するような光電変換素子であり、シ
ャッタを経た光を測光するように、ガラス基板7の上方
に領域7aを遮光しないように設けられ、その出力は露
光制御のために使われる。このような装置では、機構上
シャッタの開閉動作時間が長く、数m sec。
の光が集光レンズ2によって集光された後、シャッタと
なる回転板3を介して、コンデンサーレンズ5、投影レ
ンズ8をへて、2次元移動可能なステージ10に載置さ
れたウェハ9(フォトマスクでもよい。)に至るような
、投影式の露光装置を示す。回転板3は、例えば4分割
して、遮光部(図中の斜線部)と透過部を交互に設け、
回転駆動機構、例えばパルスモータ4によって一方向(
図中、時計回り)に回転され、ロータリーシャッタとし
て働く。回路パターンを有するガラス基板7(レティク
ルやフォトマスク)は、コンデンサーレンズ5と投影レ
ンズ8の間に配置され、ガラス基板7のパターン領域7
aがウニ/%9の上に結像する。又、光電検出器6は、
光源の光強度を測定するような光電変換素子であり、シ
ャッタを経た光を測光するように、ガラス基板7の上方
に領域7aを遮光しないように設けられ、その出力は露
光制御のために使われる。このような装置では、機構上
シャッタの開閉動作時間が長く、数m sec。
〜数10mBeC,に及ぶ。また、露光動作に伴う光強
度(検出器6で検出した値、又はウェハ9上で測定した
値)の変化を第2図に示す。第2図で、横軸に露光時間
、縦軸に光強度を取シ、台形状の折線AとBけ、光源の
ランプの劣化によるちがいを表わす。ランプが新しく、
光強度が太きいと、折線Aのように、またランプが劣化
して光強度が小さいと折線Bのようになる。尚、台形の
上底部すなわちシャッタの全開時の光強度’e ”N
XL□とする。このように、台形状の光強度特性を有す
るのは、シャッタの開閉動作時間に基づいている。これ
は、第1図で示したような回転板3が1/4回転する時
間によって生じるものである。回転板乙の遮光部が光を
さえぎっている状態から、回転板3が174回転して、
光を完全に透過する状態までにかかる時間(シャッタ開
放時間)は、第2図では時間1a−1oである。尚、回
転板乙の回転開始時ヲt。とじである。そして、時間t
a−t□カ経過後、回転板3を光が完全に透過する(こ
のことを、以後シャッタ全開と呼ぶ。)ので、光強度L
N%又はり、とじて安定する。そして、所定の露光時間
後、すなわち時刻tb又は時刻tdから回転板3がさら
に174回転して、濾光部によって光がさえぎられる。
度(検出器6で検出した値、又はウェハ9上で測定した
値)の変化を第2図に示す。第2図で、横軸に露光時間
、縦軸に光強度を取シ、台形状の折線AとBけ、光源の
ランプの劣化によるちがいを表わす。ランプが新しく、
光強度が太きいと、折線Aのように、またランプが劣化
して光強度が小さいと折線Bのようになる。尚、台形の
上底部すなわちシャッタの全開時の光強度’e ”N
XL□とする。このように、台形状の光強度特性を有す
るのは、シャッタの開閉動作時間に基づいている。これ
は、第1図で示したような回転板3が1/4回転する時
間によって生じるものである。回転板乙の遮光部が光を
さえぎっている状態から、回転板3が174回転して、
光を完全に透過する状態までにかかる時間(シャッタ開
放時間)は、第2図では時間1a−1oである。尚、回
転板乙の回転開始時ヲt。とじである。そして、時間t
a−t□カ経過後、回転板3を光が完全に透過する(こ
のことを、以後シャッタ全開と呼ぶ。)ので、光強度L
N%又はり、とじて安定する。そして、所定の露光時間
後、すなわち時刻tb又は時刻tdから回転板3がさら
に174回転して、濾光部によって光がさえぎられる。
光が完全に遮光される時刻は、時刻tc1又はteであ
る。尚、シャッタの構造上、開放動作時間と、閉成動作
時間はほぼ等しいので、時間tc−tbと時間t。−t
dは共に等しく、かつ時間1a−1oともほぼ等しくな
る。
る。尚、シャッタの構造上、開放動作時間と、閉成動作
時間はほぼ等しいので、時間tc−tbと時間t。−t
dは共に等しく、かつ時間1a−1oともほぼ等しくな
る。
この光強度特性に示したように、普通このような装置で
は、フォトレジストへの総曝光量を一定にするため、ラ
ンプの明るさに応じて露光時間を変えている。そこで、
従来の露光制御について、第3図により説明する。第3
図において、光電検出器6の光電出力は増幅器11によ
って増幅された後、抵抗12、コンデンサ14、増幅器
13による積分器に入力する。積分器の出力が、露光量
に比例した値、いわゆる光量積分値である。この積分器
の出力は、比較器15によって、あらかじめ定めた適正
露光量としての目標値(基準電圧)Esと比較される。
は、フォトレジストへの総曝光量を一定にするため、ラ
ンプの明るさに応じて露光時間を変えている。そこで、
従来の露光制御について、第3図により説明する。第3
図において、光電検出器6の光電出力は増幅器11によ
って増幅された後、抵抗12、コンデンサ14、増幅器
13による積分器に入力する。積分器の出力が、露光量
に比例した値、いわゆる光量積分値である。この積分器
の出力は、比較器15によって、あらかじめ定めた適正
露光量としての目標値(基準電圧)Esと比較される。
一方、フリップフロップ回路16は、露光動作の開始時
点でセットされ、シャッタ駆動回路17によって、モー
タ等を駆動してシャッタを開く。
点でセットされ、シャッタ駆動回路17によって、モー
タ等を駆動してシャッタを開く。
シャッタが開いた後、上述の如く光量積分値が基準電圧
E8に達すると、比較器15の出力が反転してフリップ
フロップ回路16がリセットされる。このリセットによ
り、駆動回路17は、モータ等をさらに回転して、シャ
ッタを閉じる。こうして、ランプの明るさが変わっても
光量積分値が、一定値に々るように、シャッタは制御さ
れる。ここで、その時の露光量を第4図のグラフに示す
。第4図のグラフで横軸に第2図と同一の時間軸を取シ
、縦軸に露光量、すなわち光量積分値を取る。露光開始
時t。から時刻t、Lまでは、第2図のように、シャッ
タの開放動作時間であシ、露光量はなだらかに上昇して
いくつ時刻taから時刻tbs又は時刻tdまでは、シ
ャッタ全開期間である。尚、露光量AとBは第2図で示
したように、光源の光強度が大きいときと、小さいとき
を示す。そして曙光量A1又はBが目標値Esに達する
と、シャッタ閉じ動作が始まる。しかしながら、シャッ
タが完全に閉じるまでの時間t。−jbs又はt8−
tdにも、露光されることになり、その結果総露光量は
E。、又はE。/となシ、所定の目標値E8よりもE。
E8に達すると、比較器15の出力が反転してフリップ
フロップ回路16がリセットされる。このリセットによ
り、駆動回路17は、モータ等をさらに回転して、シャ
ッタを閉じる。こうして、ランプの明るさが変わっても
光量積分値が、一定値に々るように、シャッタは制御さ
れる。ここで、その時の露光量を第4図のグラフに示す
。第4図のグラフで横軸に第2図と同一の時間軸を取シ
、縦軸に露光量、すなわち光量積分値を取る。露光開始
時t。から時刻t、Lまでは、第2図のように、シャッ
タの開放動作時間であシ、露光量はなだらかに上昇して
いくつ時刻taから時刻tbs又は時刻tdまでは、シ
ャッタ全開期間である。尚、露光量AとBは第2図で示
したように、光源の光強度が大きいときと、小さいとき
を示す。そして曙光量A1又はBが目標値Esに達する
と、シャッタ閉じ動作が始まる。しかしながら、シャッ
タが完全に閉じるまでの時間t。−jbs又はt8−
tdにも、露光されることになり、その結果総露光量は
E。、又はE。/となシ、所定の目標値E8よりもE。
−Es又はE。′−Esだけ超過することになる。
光源の光強度が常に一定であれば超過分を予測して、総
露光量を決定できるが、実際には、ランプの劣化に伴い
光源の明るさは大きく変化する。
露光量を決定できるが、実際には、ランプの劣化に伴い
光源の明るさは大きく変化する。
従って、第4図に示したように、時間tc−tbと時間
te−t、1は同じでも、超過分は変化してしまう。
te−t、1は同じでも、超過分は変化してしまう。
この超過分の変化(EO−EO’)は、光源の光強度が
小さく、露光時間が十分に長い場合には無視できる。し
かし、光源の光強度が大きくなり、全露光量中に占める
、シャッタの閉じ動作時間中の露光量の割合が大きくな
った場合、超過分の変化(E。
小さく、露光時間が十分に長い場合には無視できる。し
かし、光源の光強度が大きくなり、全露光量中に占める
、シャッタの閉じ動作時間中の露光量の割合が大きくな
った場合、超過分の変化(E。
−Eo’)によるa露光量の変動は重要な問題となる。
一般に、露光量の制御として、総露光量の変動は数多以
下が必要とされるが、上述の場合、従来のような装置で
は、超過分に対する配慮がなされていないので、長期間
に渡って、安定した露光量を得ることができない欠点を
有していた。
下が必要とされるが、上述の場合、従来のような装置で
は、超過分に対する配慮がなされていないので、長期間
に渡って、安定した露光量を得ることができない欠点を
有していた。
そこで本発明は、従来の欠点を解決し、光源の光強度に
かかわらず常に総露光量を一定にするように制御する露
光装置を提供することを目的としている。
かかわらず常に総露光量を一定にするように制御する露
光装置を提供することを目的としている。
すなわち、このような目的を達成するための本発明の露
光制御装置は、光源から被露光物への光の通過と遮断の
ために開閉するシャッタと、前記シャッタを通過した光
の強度を検出する光電検出器と、この光電検出器の出力
信号に基づいて前記シャッタの開放動作開始時点から被
露光物への露光量を測定する測光回路と、この測定され
た曙光量が予じめ設定された値になったとき前記シャッ
タの閉成動作を開始する駆動手段と、前記シャッタの開
放動作開始時点から開放完了1での間の前記測光回路に
よる露光量測定値が前記シャッタの閉成動作開始時点か
ら閉成完了までの間の超過露光fを重畳した値に相当す
るものとなるように前記シャッタの開放動作開始時点か
ら開放完了までの間にわたり前記測光回路の測光感度を
制御する制御手段とを備えてなるもので、シャッタの開
放動作開始から開放完了までの間に、そのシャッタが閉
成動作を開始してから閉成完了するまでの間に予測され
る超過露光量を予じめ重畳した形で露光量を測定できる
ので、正確な露光制御が果されると共にシャッタをその
最高速にまで制御し得るものである。
光制御装置は、光源から被露光物への光の通過と遮断の
ために開閉するシャッタと、前記シャッタを通過した光
の強度を検出する光電検出器と、この光電検出器の出力
信号に基づいて前記シャッタの開放動作開始時点から被
露光物への露光量を測定する測光回路と、この測定され
た曙光量が予じめ設定された値になったとき前記シャッ
タの閉成動作を開始する駆動手段と、前記シャッタの開
放動作開始時点から開放完了1での間の前記測光回路に
よる露光量測定値が前記シャッタの閉成動作開始時点か
ら閉成完了までの間の超過露光fを重畳した値に相当す
るものとなるように前記シャッタの開放動作開始時点か
ら開放完了までの間にわたり前記測光回路の測光感度を
制御する制御手段とを備えてなるもので、シャッタの開
放動作開始から開放完了までの間に、そのシャッタが閉
成動作を開始してから閉成完了するまでの間に予測され
る超過露光量を予じめ重畳した形で露光量を測定できる
ので、正確な露光制御が果されると共にシャッタをその
最高速にまで制御し得るものである。
前記測光回路は、ひとつの態様において前記光電検出器
の出力信号を増幅する増幅回路を備え、前記シャッタの
開放動作開始時点から開放完了までの間にわたり前記制
御手段によって前記増幅回路の増幅率が変更されるよう
になされている。
の出力信号を増幅する増幅回路を備え、前記シャッタの
開放動作開始時点から開放完了までの間にわたり前記制
御手段によって前記増幅回路の増幅率が変更されるよう
になされている。
また別の態様によれば、前記測光回路は、前記光電検出
器の出力信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路で増
幅された信号を積分して露光量を測定する積分回路とを
有し、前記シャッタの開放動作開始時点から開放完了ま
での間にわたり前記制御手段によって前記積分回路の時
定数が変更されるようになされている。
器の出力信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路で増
幅された信号を積分して露光量を測定する積分回路とを
有し、前記シャッタの開放動作開始時点から開放完了ま
での間にわたり前記制御手段によって前記積分回路の時
定数が変更されるようになされている。
本発明を実施例図面と共に詳述すれば以下の通りである
。
。
第5図において、第1図ないし第6図と同一符号は同効
のものを示し、光電検出器6からの光強度信号を増幅す
る増幅器11に直列に補正用増幅器20が接続され、画
壇幅器11と20の各出力は、半導体アナログスイッチ
等のスイッチ21で選択的に切換えられて電圧・周波数
コンバータ23に入力され、露光量として測定されるよ
うになっている。
のものを示し、光電検出器6からの光強度信号を増幅す
る増幅器11に直列に補正用増幅器20が接続され、画
壇幅器11と20の各出力は、半導体アナログスイッチ
等のスイッチ21で選択的に切換えられて電圧・周波数
コンバータ23に入力され、露光量として測定されるよ
うになっている。
カウンタ24は、このコンバータ23の出力パルス数を
計数し、露光量設定器26に予じめ設定された適正露光
値に対応する値と前記カウンタ24の計数結果とが比較
器25で比較され、両者が一致したときに比較器25が
シャッタ閉成信号Slを出力するように愈されている。
計数し、露光量設定器26に予じめ設定された適正露光
値に対応する値と前記カウンタ24の計数結果とが比較
器25で比較され、両者が一致したときに比較器25が
シャッタ閉成信号Slを出力するように愈されている。
このシャッタ閉成信号Slと、別に図示しない操作手段
からのシャッタ開放信号S2とけ、シャッタの開閉駆動
制御回路27に入力され、駆動制御回路27はこれら信
号Slか82かのいずれか一方が入力されたときにシャ
ツタ3’e1/4回転させるために所定のパルス数の駆
動信号Sskパルスモータ4に出力すると共に、少なく
ともシャッタ開放信号S2が入力されたときにはその入
力時点すなわちシャッタの開放動作開始時点から、予じ
めシャッタ機構上定まっている開放完了に達するまでの
時間にわたり、スイッチ21を接点A側つまり増幅器2
0側に切替えておくための切替信号S4をも出力する。
からのシャッタ開放信号S2とけ、シャッタの開閉駆動
制御回路27に入力され、駆動制御回路27はこれら信
号Slか82かのいずれか一方が入力されたときにシャ
ツタ3’e1/4回転させるために所定のパルス数の駆
動信号Sskパルスモータ4に出力すると共に、少なく
ともシャッタ開放信号S2が入力されたときにはその入
力時点すなわちシャッタの開放動作開始時点から、予じ
めシャッタ機構上定まっている開放完了に達するまでの
時間にわたり、スイッチ21を接点A側つまり増幅器2
0側に切替えておくための切替信号S4をも出力する。
すなわちこの駆動制御回路27は、増幅器11と20お
よびコンバータ23ヲ含む測光回路に対し、カウンタ2
4および比較器25と共に測定露光量が設定値に等しく
なったときにシャッタ3の閉成動作を開始する駆動手段
を構成すると同時に、スイッチ21と共に前記シャッタ
の開放動作開始時点から開放完了1での間の測光回路の
露光量測定値が前記シャッタの閉成動作開始時点から閉
成完了までの間の超過露光量を重畳した値に相当するも
のとなるように前記シャッタの開放動作開始時点から開
放完了までの間にわたり測光回路の測光感度を制御する
制御手段を構成している。そして、この実施例では測光
感度の制御を前記スイッチ21が接点A側に切替ってい
る間にわたり測光回路の総合増幅度を高くすることで果
している。
よびコンバータ23ヲ含む測光回路に対し、カウンタ2
4および比較器25と共に測定露光量が設定値に等しく
なったときにシャッタ3の閉成動作を開始する駆動手段
を構成すると同時に、スイッチ21と共に前記シャッタ
の開放動作開始時点から開放完了1での間の測光回路の
露光量測定値が前記シャッタの閉成動作開始時点から閉
成完了までの間の超過露光量を重畳した値に相当するも
のとなるように前記シャッタの開放動作開始時点から開
放完了までの間にわたり測光回路の測光感度を制御する
制御手段を構成している。そして、この実施例では測光
感度の制御を前記スイッチ21が接点A側に切替ってい
る間にわたり測光回路の総合増幅度を高くすることで果
している。
駆動制御回路27は例えば第6図に示す回路構成を備え
ている。第6図において、シャッタ閉成信号S1と開放
信号S2はフリップフロップ100に入力されると共に
オアゲート101に入力されている。
ている。第6図において、シャッタ閉成信号S1と開放
信号S2はフリップフロップ100に入力されると共に
オアゲート101に入力されている。
尚、以下の説明においては信号S1.S2ともに論理レ
ベルrHJe正論理として扱う。シャッタ閉成信号S1
はフリップフロップ100のリセット入力端に、シャッ
タ開放信号S2はフリップフロップ100のセット入力
端にそれぞれ入力され、オアゲート101の出力はもう
ひとつのフリップフロップ102のセット入力端に接続
されている。フリップフロップ102の出力は、発振器
104の出力パルスをゲートするためのアンドゲート1
03に接続され、アンドゲート103の出力信号はバッ
ファアンプ105を介してパルスモータ4の駆動信号S
3となる。このアンドゲート103の出力信号はまたカ
ウンタ106で計数され、シャッタ3が1/4回転する
のに必要なパルス数に等しいデジタル値が予じめ設定さ
れているレジスタ107の出力と比較器108で比較さ
れるようになっている。比較器108はカウンタ106
の計数値がレジスタ107の設定デジタル値と一致した
ときに一致パルスを出力してフリップフロップ102の
出力状態を反転させるものである。またフリップフロッ
プ100と102の出力はそれぞれアンドゲート109
に入力され、これらが共にrHJのときのみ切替信号S
4 ’c r HJにする。スイッチ21はこの切替信
号S4がrHJのときに接点A側に、またrLJのとき
に接点B側に切替えられる。
ベルrHJe正論理として扱う。シャッタ閉成信号S1
はフリップフロップ100のリセット入力端に、シャッ
タ開放信号S2はフリップフロップ100のセット入力
端にそれぞれ入力され、オアゲート101の出力はもう
ひとつのフリップフロップ102のセット入力端に接続
されている。フリップフロップ102の出力は、発振器
104の出力パルスをゲートするためのアンドゲート1
03に接続され、アンドゲート103の出力信号はバッ
ファアンプ105を介してパルスモータ4の駆動信号S
3となる。このアンドゲート103の出力信号はまたカ
ウンタ106で計数され、シャッタ3が1/4回転する
のに必要なパルス数に等しいデジタル値が予じめ設定さ
れているレジスタ107の出力と比較器108で比較さ
れるようになっている。比較器108はカウンタ106
の計数値がレジスタ107の設定デジタル値と一致した
ときに一致パルスを出力してフリップフロップ102の
出力状態を反転させるものである。またフリップフロッ
プ100と102の出力はそれぞれアンドゲート109
に入力され、これらが共にrHJのときのみ切替信号S
4 ’c r HJにする。スイッチ21はこの切替信
号S4がrHJのときに接点A側に、またrLJのとき
に接点B側に切替えられる。
第5図と第6図に示した実施例の動作を説明すると、ま
ず始めにシャッタ3は閉じているものとし、フリップフ
ロップ100および102ともにその出力は「L」、カ
ウンタ24と106はともに計数値が零であるとする。
ず始めにシャッタ3は閉じているものとし、フリップフ
ロップ100および102ともにその出力は「L」、カ
ウンタ24と106はともに計数値が零であるとする。
この状態においてシャッタ開放信号Ss k r HJ
にすると、フリップフロップ100および102の各出
力がrHJになる。このためアンドゲート109の出力
すなわち切替信号S4が同時にrHJとなシ、スイッチ
21は接点A側に切替って増幅器11と20が直列に挿
入されることで測光感度が高められる。
にすると、フリップフロップ100および102の各出
力がrHJになる。このためアンドゲート109の出力
すなわち切替信号S4が同時にrHJとなシ、スイッチ
21は接点A側に切替って増幅器11と20が直列に挿
入されることで測光感度が高められる。
増幅器20の利得については、シャッタ6の特性が例え
ば第4図に示したように開放動作時間(ta−1o)と
閉成動作時間(tc tb)又!”1(t6−t(1
)とほぼ等しく、且つシャッタ開放の立上シとシャッタ
閉成の降下の傾きが同じなら増幅器20の利得は2倍で
よい。一般的には時間(ta to)の露光量と(t
c tb)又は(te ta)の露光量との比に応
じて増幅器20の利得が定められ、この比が前述のよう
に1:1なら利得は2、比が1:nなら増幅器20の利
得は(1+n)である。従って実際には、前記開放動作
時間と閉成動作時間の比やシャッタ立上りの傾き(シャ
ッタ開放動作速度)と降下の傾き(シャッタ閉成動作速
度)との比など、個々のシャッタの機構上の特性に応じ
て増幅器20の利得を定めればよく、これはシステムに
個有の定数として定まるものである。
ば第4図に示したように開放動作時間(ta−1o)と
閉成動作時間(tc tb)又!”1(t6−t(1
)とほぼ等しく、且つシャッタ開放の立上シとシャッタ
閉成の降下の傾きが同じなら増幅器20の利得は2倍で
よい。一般的には時間(ta to)の露光量と(t
c tb)又は(te ta)の露光量との比に応
じて増幅器20の利得が定められ、この比が前述のよう
に1:1なら利得は2、比が1:nなら増幅器20の利
得は(1+n)である。従って実際には、前記開放動作
時間と閉成動作時間の比やシャッタ立上りの傾き(シャ
ッタ開放動作速度)と降下の傾き(シャッタ閉成動作速
度)との比など、個々のシャッタの機構上の特性に応じ
て増幅器20の利得を定めればよく、これはシステムに
個有の定数として定まるものである。
さて、フリップフロップ102の出力がr HJ Kな
ると、アンドゲート103はゲートを開き、発振器10
4の出力パルスがバッファアンプ105ヲ介し駆動信号
S3として出力され、これによりパルスモータ4がその
パルスに対応して回転する。同時にカウンタ24はシャ
ッタ3の開放動作開始時点からの露光量全計数し、カウ
ンタ106も発振器出力パルスの計数を開始する。その
後、時間taでシャッタ6が開放完了となり、比較器1
08が一致パルスを出力し、フリップフロップ102の
出力がrLJに反転すると共に切替信号S4もrLJに
なる。従って時点1a以降はスイッチ21が接点B側に
切替られた状態となる。
ると、アンドゲート103はゲートを開き、発振器10
4の出力パルスがバッファアンプ105ヲ介し駆動信号
S3として出力され、これによりパルスモータ4がその
パルスに対応して回転する。同時にカウンタ24はシャ
ッタ3の開放動作開始時点からの露光量全計数し、カウ
ンタ106も発振器出力パルスの計数を開始する。その
後、時間taでシャッタ6が開放完了となり、比較器1
08が一致パルスを出力し、フリップフロップ102の
出力がrLJに反転すると共に切替信号S4もrLJに
なる。従って時点1a以降はスイッチ21が接点B側に
切替られた状態となる。
このようにしてカウンタ24は、時間t。からtaまで
の間に、増幅器20で高ゲインにされた状態で、つまり
シャッタ閉成動作時間内での超過露光量を予じめ重畳し
た形で露光量の計数にしてしまい、そして時点ta以降
は増幅器20ヲ通さずに露光量の計数を続ける。設定器
26の適正露光量設定値とその計数値とが一致する時点
tbで比較器25の出力すなわちシャッタ閉成信号S1
がr HJとなシ、これによって7リツプフロツプ10
0がリセットされて出力がrLJとなる。またフリップ
フロップ102はこのrHJレベルの閉成信号Slによ
って再び反転してその出力erHJとし、従って前述と
同様Kしてパルスモータ4を駆動してシャッタ3をさら
に1/4回転させる。このときは、フリップフロップ1
00の出力がrLJとなっているからアンドゲート10
9の出力すなわち切替信号S4はrLJのままである。
の間に、増幅器20で高ゲインにされた状態で、つまり
シャッタ閉成動作時間内での超過露光量を予じめ重畳し
た形で露光量の計数にしてしまい、そして時点ta以降
は増幅器20ヲ通さずに露光量の計数を続ける。設定器
26の適正露光量設定値とその計数値とが一致する時点
tbで比較器25の出力すなわちシャッタ閉成信号S1
がr HJとなシ、これによって7リツプフロツプ10
0がリセットされて出力がrLJとなる。またフリップ
フロップ102はこのrHJレベルの閉成信号Slによ
って再び反転してその出力erHJとし、従って前述と
同様Kしてパルスモータ4を駆動してシャッタ3をさら
に1/4回転させる。このときは、フリップフロップ1
00の出力がrLJとなっているからアンドゲート10
9の出力すなわち切替信号S4はrLJのままである。
第7図は以上に述べた第5図と第6図の実施例による露
光制御特性図で、特性XとX′は光源の光強度が高い場
合、YとY′は光強度が低下した場合でおる。また特性
XとYはカウンタ24によって測定される露光量変化を
示し、特性X′とY′はガラス基板7(レティクルやマ
スク)に実際に到達する露光量変化を示している。第7
図で横軸はシャッタ開放動作開始時点t。からの時間経
過を、縦軸は露光量を示し、Esは適正露光量である。
光制御特性図で、特性XとX′は光源の光強度が高い場
合、YとY′は光強度が低下した場合でおる。また特性
XとYはカウンタ24によって測定される露光量変化を
示し、特性X′とY′はガラス基板7(レティクルやマ
スク)に実際に到達する露光量変化を示している。第7
図で横軸はシャッタ開放動作開始時点t。からの時間経
過を、縦軸は露光量を示し、Esは適正露光量である。
第7図に明らかなように、時点t。から開放完了時点t
aまでの間は、前述の如く超過露光量の重畳測定のため
の高ゲイン化により、特性XとX′或いはYとY′で傾
きが異なっている。第7図において特性XとX′に関し
て超過露光量に相当する分は(Es ’ Esg)で
あり、この(Es−E83)とta時点での嵩上げ分(
E32Es1)とが等しくなるように増幅器20の利得
が定められているわけである。勿論特性YとY′に関し
ても同じである。
aまでの間は、前述の如く超過露光量の重畳測定のため
の高ゲイン化により、特性XとX′或いはYとY′で傾
きが異なっている。第7図において特性XとX′に関し
て超過露光量に相当する分は(Es ’ Esg)で
あり、この(Es−E83)とta時点での嵩上げ分(
E32Es1)とが等しくなるように増幅器20の利得
が定められているわけである。勿論特性YとY′に関し
ても同じである。
このように時点t。からtaまでの間に、予じめ超過露
光量に相当する分を嵩上げして測光してしまうので、シ
ャッタ6が開放完了後は、設定した適正露光量との単純
な比較だけで正確な露出制御が達成され、回路構成の複
雑化を避けることができる。
光量に相当する分を嵩上げして測光してしまうので、シ
ャッタ6が開放完了後は、設定した適正露光量との単純
な比較だけで正確な露出制御が達成され、回路構成の複
雑化を避けることができる。
また第7図において特性XまたはYが適正露出量E8に
達したのち、カウンタ24はシャッタの閉成動作中の露
光量を計数して出力を増加するが、この閉成動作の開始
時点tb又はtd以降のカウンタ24の計数値は露出制
御に関しては意味をもたない。
達したのち、カウンタ24はシャッタの閉成動作中の露
光量を計数して出力を増加するが、この閉成動作の開始
時点tb又はtd以降のカウンタ24の計数値は露出制
御に関しては意味をもたない。
そこで第6図の回路においてフリップフロップ102の
出力を直接切替信号S4として取出し、フリップフロッ
プ100とアンドゲート109とを省いた形に変形して
もよい。このようにするとシャッタ3の開放動作時間中
(toからtafで)と閉成動作時間中(tbからtc
まで、またはt(1からt8マで)との双方でスイッチ
21が接点A側に切替えられて測光感度が高まるが、閉
成動作時間中の測光感度の上昇は前述の如く露出制御に
何等影響を与えることはなく、フリップフロップ100
とアンドゲート109が省略できるという回路構成の簡
略化の利点を享受できることになる。
出力を直接切替信号S4として取出し、フリップフロッ
プ100とアンドゲート109とを省いた形に変形して
もよい。このようにするとシャッタ3の開放動作時間中
(toからtafで)と閉成動作時間中(tbからtc
まで、またはt(1からt8マで)との双方でスイッチ
21が接点A側に切替えられて測光感度が高まるが、閉
成動作時間中の測光感度の上昇は前述の如く露出制御に
何等影響を与えることはなく、フリップフロップ100
とアンドゲート109が省略できるという回路構成の簡
略化の利点を享受できることになる。
第8図は本発明のもうひとつの実施例を示すもので、第
5図と同一符号のものは同効のものを示す。この実施例
では露光量の測定をアナログ方式で行なうようにしてあ
り、スイッチ21の出力をアンプ30とコンデンサ31
による積分回路に入力している。この積分回路のアンプ
30からの出力は、いわゆる光量積分値である。この積
分値はアナログコンパレータ32によって適正露光値に
対応した設定電圧vrと比較され、両者が一致したとき
にコンパレータ32から前述と同様のシャッタ閉成信号
S!全出力させるようにしである。その他については第
5図の場合と同様であるのでこれ以上の説明は省略する
。
5図と同一符号のものは同効のものを示す。この実施例
では露光量の測定をアナログ方式で行なうようにしてあ
り、スイッチ21の出力をアンプ30とコンデンサ31
による積分回路に入力している。この積分回路のアンプ
30からの出力は、いわゆる光量積分値である。この積
分値はアナログコンパレータ32によって適正露光値に
対応した設定電圧vrと比較され、両者が一致したとき
にコンパレータ32から前述と同様のシャッタ閉成信号
S!全出力させるようにしである。その他については第
5図の場合と同様であるのでこれ以上の説明は省略する
。
このように露光量の測定をアナログ方式で行なうことに
より、デジタル方式の場合に比べて回路構成Klめて小
さくコンパクトにすることができる。
より、デジタル方式の場合に比べて回路構成Klめて小
さくコンパクトにすることができる。
第9図は第8図の実施例に対する変形を示す部分回路図
で、増幅器20ヲ用いてゲインを変える代シに、増幅器
11の直後に抵抗R1とR2全接続してこれら抵抗のい
ずれか全スイッチ21で切替えて積分回路に接続するよ
うにしである。これら2つの抵抗の抵抗値はR1>R2
に定められており、スイッチ21がA接点側にあるとき
の抵抗R2とコンデンサ61とで定まる時定数が、スイ
ッチ21がB接点側にあるときの抵抗R1とコンデンサ
61とで定まる時定数よりも小さくなシその結集積分の
感度が高くなるようKされている。前述したようにシャ
ッタ3の開放動作時の立上り特性と閉成動作時の降下特
性とが等しい場合、すなわち(ta to)時間での
露光量と(tctb)又は(t(、−td善間での露光
量とが等しい場合は、R1/R2=2になるように定め
られていることはもはや詳述するまでも彦い。
で、増幅器20ヲ用いてゲインを変える代シに、増幅器
11の直後に抵抗R1とR2全接続してこれら抵抗のい
ずれか全スイッチ21で切替えて積分回路に接続するよ
うにしである。これら2つの抵抗の抵抗値はR1>R2
に定められており、スイッチ21がA接点側にあるとき
の抵抗R2とコンデンサ61とで定まる時定数が、スイ
ッチ21がB接点側にあるときの抵抗R1とコンデンサ
61とで定まる時定数よりも小さくなシその結集積分の
感度が高くなるようKされている。前述したようにシャ
ッタ3の開放動作時の立上り特性と閉成動作時の降下特
性とが等しい場合、すなわち(ta to)時間での
露光量と(tctb)又は(t(、−td善間での露光
量とが等しい場合は、R1/R2=2になるように定め
られていることはもはや詳述するまでも彦い。
このようにアナログ方式の場合に積分回路の時定数を切
替えるようにすることによって増幅器2゜が省略でき、
回路はさらに小規模のものですむようになる。
替えるようにすることによって増幅器2゜が省略でき、
回路はさらに小規模のものですむようになる。
尚、以上に述べた各実施例では、シャッタ3の駆動用の
パルスモータ4は等速度で回転するものとしており、こ
のため、シャッタ3の開放動作時と閉成動作時の露光強
度特性の立上りと降下は第10図(a)に示すように直
線的である。ところでパルスモータ4を、高い周波数の
パルス信号で急に回転させようとしても正常な始動は果
されず、いわゆる脱調を起すなど、応答性の問題が懸念
されるが、これはパルスモータ4の駆動音例えばマイク
ロコンピュータ等によって可変速制御して、第10図(
b)に示すようにシャッタ開放開始時のt。時点からt
a時atで立上シを滑らかにしくスローアップ)、また
シャッタ閉成開始時のtb時点からtc時点まで降下全
溝らかにする(スローダウン)ことで解決できる。この
場合、(ta to)=(tc jb )であって
も、開放動作中の露光量(toからtaまでの間の斜線
部面M)と、閉成動作中の露光量(tbからtcまでの
間の斜線部面積)との比が1:1ではなくなってしまう
が、その比’zl:nとすると、この比自体は前述の如
くシステム定数として固有の一定値となるから、例えば
前述第5図又は第8図の実施例では増幅器20の利得k
(1+n )に設定しておけばよく、また前述第9図
の例では抵抗R+とR2の比”/& k (1+ n
)に設定しておけばよく、さらには(ta−t。)\(
tctb)であっても同様にその比(tB tO)/
(tc−tb)がシャッタ3の駆動時に常に一定値で
あるなら増幅器20の利得や抵抗R1とR2の比によっ
て補正が可能である。
パルスモータ4は等速度で回転するものとしており、こ
のため、シャッタ3の開放動作時と閉成動作時の露光強
度特性の立上りと降下は第10図(a)に示すように直
線的である。ところでパルスモータ4を、高い周波数の
パルス信号で急に回転させようとしても正常な始動は果
されず、いわゆる脱調を起すなど、応答性の問題が懸念
されるが、これはパルスモータ4の駆動音例えばマイク
ロコンピュータ等によって可変速制御して、第10図(
b)に示すようにシャッタ開放開始時のt。時点からt
a時atで立上シを滑らかにしくスローアップ)、また
シャッタ閉成開始時のtb時点からtc時点まで降下全
溝らかにする(スローダウン)ことで解決できる。この
場合、(ta to)=(tc jb )であって
も、開放動作中の露光量(toからtaまでの間の斜線
部面M)と、閉成動作中の露光量(tbからtcまでの
間の斜線部面積)との比が1:1ではなくなってしまう
が、その比’zl:nとすると、この比自体は前述の如
くシステム定数として固有の一定値となるから、例えば
前述第5図又は第8図の実施例では増幅器20の利得k
(1+n )に設定しておけばよく、また前述第9図
の例では抵抗R+とR2の比”/& k (1+ n
)に設定しておけばよく、さらには(ta−t。)\(
tctb)であっても同様にその比(tB tO)/
(tc−tb)がシャッタ3の駆動時に常に一定値で
あるなら増幅器20の利得や抵抗R1とR2の比によっ
て補正が可能である。
また本発明においてシャッタ駆動用のモータは実施例に
挙げたパルスモータに限るものではなく、例えば直流モ
ータ全周いるように変形してもよい。
挙げたパルスモータに限るものではなく、例えば直流モ
ータ全周いるように変形してもよい。
この場合、駆動制御回路27では発振器104の代りに
直流電源を設け、カウンタ106とレジスタ107およ
び比較器108の代シにシャツタ開閉状態を検出するフ
ォトカブラ等の出力信号を用いればよい。
直流電源を設け、カウンタ106とレジスタ107およ
び比較器108の代シにシャツタ開閉状態を検出するフ
ォトカブラ等の出力信号を用いればよい。
さらに本発明は露光装置であれば投影式に限らず利用し
得るものである。
得るものである。
本発明は叙上のようであり、シャッタの開放動作中すな
わち開放開始時点から開放完了までの間に、シャッタの
閉成動作中すなわち閉成開始時点から閉成完了までの間
の超過露光量相当分を予じめ嵩上げして重畳測定するの
で、シャッタの開放完了直後に適正露光値に達した場合
でも直ちにシャッタ閉成動作が開始されるなど、極めて
正確な露光制御が可能であり、また例えばシャッタの開
放完了直前に適正露光値を越えるような場合であっても
、シャッタは開放完了状態で停止することなくそのまま
直ちに閉成動作に移行することができるようになり、シ
ャッタがその駆動系を含む機構自体の特性で定まる最高
速まで制御され得るという利点も得られるものである。
わち開放開始時点から開放完了までの間に、シャッタの
閉成動作中すなわち閉成開始時点から閉成完了までの間
の超過露光量相当分を予じめ嵩上げして重畳測定するの
で、シャッタの開放完了直後に適正露光値に達した場合
でも直ちにシャッタ閉成動作が開始されるなど、極めて
正確な露光制御が可能であり、また例えばシャッタの開
放完了直前に適正露光値を越えるような場合であっても
、シャッタは開放完了状態で停止することなくそのまま
直ちに閉成動作に移行することができるようになり、シ
ャッタがその駆動系を含む機構自体の特性で定まる最高
速まで制御され得るという利点も得られるものである。
第1図は、露光装置の概略構成を示す斜視図、第2図は
、光源による露光強度の特性を示す線図、第3図は、従
来の露光制御装置の回路ブロック図、第4図は、従来の
露光制御特性を示す線図、第5図は、本発明の一実施例
に係る露光制御装置の回路ブロック図、第6図は、その
一部の駆動制御回路の得成例金示す回路ブロック図、第
7図は、本発明による露光制御特性を示す線図、第8図
は、本発明のもうひとつの実施例を示す回路ブロック図
、第9図は前回の例の変形例を示す要部の回路ブロック
図、第10図(a) (b)は等速駆動の場合と可変速
駆動の場合のシャツタ開閉動作による露光強度特性を示
す線図である。 3:シャッタ、4:パルスモータ、6:光電検出器、1
1.20・・・増幅器、21:スイッチ、26:電圧・
周波数コンバータ、24:カウンタ、25:比較器、2
6:露光量設定器、27:駆動制御回路、30:アンプ
、31:コンデンサ、32:アナログコンパレータ、R
1,R2:抵抗、100 、102 :フリツプフロツ
プ、釦1ニオアゲ−) 、103.109 :アンドゲ
ート、104:発振器、105:バッファアンプ、10
6:カウンタ、107:レジスタ、108:比較器。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 27謹 オ8図 オ9図 1 才lO図 343−
、光源による露光強度の特性を示す線図、第3図は、従
来の露光制御装置の回路ブロック図、第4図は、従来の
露光制御特性を示す線図、第5図は、本発明の一実施例
に係る露光制御装置の回路ブロック図、第6図は、その
一部の駆動制御回路の得成例金示す回路ブロック図、第
7図は、本発明による露光制御特性を示す線図、第8図
は、本発明のもうひとつの実施例を示す回路ブロック図
、第9図は前回の例の変形例を示す要部の回路ブロック
図、第10図(a) (b)は等速駆動の場合と可変速
駆動の場合のシャツタ開閉動作による露光強度特性を示
す線図である。 3:シャッタ、4:パルスモータ、6:光電検出器、1
1.20・・・増幅器、21:スイッチ、26:電圧・
周波数コンバータ、24:カウンタ、25:比較器、2
6:露光量設定器、27:駆動制御回路、30:アンプ
、31:コンデンサ、32:アナログコンパレータ、R
1,R2:抵抗、100 、102 :フリツプフロツ
プ、釦1ニオアゲ−) 、103.109 :アンドゲ
ート、104:発振器、105:バッファアンプ、10
6:カウンタ、107:レジスタ、108:比較器。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 27謹 オ8図 オ9図 1 才lO図 343−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (リ 光源から被露光物への光の通過と遮断のために開
閉するシャッタと、前記シャッタを通過した光の強度を
検出する光電検出器と、この光電検出器の出力信号に基
づいて前記シャッタの開放動作開始時点から被露光物へ
の露光量全測定する測光回路と、この測定された露光量
が予じめ設定された値に彦ったとき前記シャッタの閉成
動作を開始する駆動手段と、前記シャッタの開放動作開
始時点から開放完了までの間の前記測光回路による露光
量測定値が前記シャッタの閉成動作開始時点から閉成完
了までの間の超過露光量を重畳した値に相当するものと
なるように前記シャッタの開放動作開始時点から開放完
了までの間にわたり前記測光回路の測光感度を制御する
制御手段とを備えたことを特徴とする露光制御装置。 (2)前記測光回路は、前記光電検出器の出力信号を増
幅する増幅回路を備え、前記シャッタの開放動作開始時
点から開放完了1での間にわたり前記制御手段によって
前記増幅回路の増幅率が変更されるようになされている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の露光制
御装置。 (3)前記測光回路は、前記光電検出器の出力信号を増
幅する増幅回路と、この増幅回路で増幅された信号を積
分して露光量を測定する積分回路とを有し、前記シャッ
タの開放動作開始時点から開放完了までの間にわたり前
記制御手段によって前記積分回路の時定数が変更される
ようになされていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の露光制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57162162A JPS5952246A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 露光制御装置 |
US06/533,598 US4512657A (en) | 1982-09-20 | 1983-09-19 | Exposure control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57162162A JPS5952246A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 露光制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5952246A true JPS5952246A (ja) | 1984-03-26 |
JPH0214771B2 JPH0214771B2 (ja) | 1990-04-10 |
Family
ID=15749202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57162162A Granted JPS5952246A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 露光制御装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4512657A (ja) |
JP (1) | JPS5952246A (ja) |
Cited By (2)
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JP2019003145A (ja) * | 2017-06-19 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | 露光装置、および物品の製造方法 |
Families Citing this family (12)
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JPH0782981B2 (ja) * | 1986-02-07 | 1995-09-06 | 株式会社ニコン | 投影露光方法及び装置 |
JPS62298728A (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-25 | Fujitsu Ltd | 照度測定装置 |
JPH0821531B2 (ja) * | 1986-08-29 | 1996-03-04 | 株式会社ニコン | 投影光学装置 |
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JPS647052A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Toshiba Corp | Image forming device |
JPH0820670B2 (ja) * | 1988-01-18 | 1996-03-04 | 富士写真フイルム株式会社 | 写真焼付装置用シヤツタ駆動装置 |
US5157700A (en) * | 1988-09-02 | 1992-10-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus for controlling intensity of exposure radiation |
JPH02177415A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Canon Inc | 露光装置 |
US5300967A (en) * | 1992-07-31 | 1994-04-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Projection exposure apparatus |
KR0174997B1 (ko) * | 1996-12-20 | 1999-03-20 | 김광호 | 노광설비의 이중노광 방지장치 |
JP4546019B2 (ja) * | 2002-07-03 | 2010-09-15 | 株式会社日立製作所 | 露光装置 |
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-
1982
- 1982-09-20 JP JP57162162A patent/JPS5952246A/ja active Granted
-
1983
- 1983-09-19 US US06/533,598 patent/US4512657A/en not_active Expired - Lifetime
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JPS62204527A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-09 | Hitachi Ltd | マスク露光装置 |
JP2019003145A (ja) * | 2017-06-19 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | 露光装置、および物品の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0214771B2 (ja) | 1990-04-10 |
US4512657A (en) | 1985-04-23 |
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