JPS60241035A - Exposing device - Google Patents

Exposing device

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Publication number
JPS60241035A
JPS60241035A JP59097343A JP9734384A JPS60241035A JP S60241035 A JPS60241035 A JP S60241035A JP 59097343 A JP59097343 A JP 59097343A JP 9734384 A JP9734384 A JP 9734384A JP S60241035 A JPS60241035 A JP S60241035A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure
mirror
eye lens
lens
lenses
Prior art date
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Pending
Application number
JP59097343A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Yazaki
矢崎 好夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OAK SEISAKUSHO KK
Original Assignee
OAK SEISAKUSHO KK
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Filing date
Publication date
Application filed by OAK SEISAKUSHO KK filed Critical OAK SEISAKUSHO KK
Priority to JP59097343A priority Critical patent/JPS60241035A/en
Publication of JPS60241035A publication Critical patent/JPS60241035A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G03F7/702Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems

Abstract

PURPOSE:To obtain high resolution and to perform large-area exposure by providing a fly eye lens which rotates by the proper number of times during exposure synchronously with a shutter which cuts off exposure luminous flux to some part of an optical system. CONSTITUTION:An exposure light beam emitted by a mercury vapor lamp 12 is reflected and converged through an elliptic concave surface mirror 13 and incident on the 1st mirror 15, and the reflected exposure luminous flux L enters a convex lens 33 through a shutter 18. Further, the exposure luminous flux L is so converged slightly as to strike only one-side end surfaces of all lenses 29 of the fly eye lens 17 through the concave lens 33. The exposure luminous flux L exiting from the fly eye lens 17 is incident on the 2nd mirror 20 and reflected to a collimator mirror 21 at a specific angle of reflection. When the exposure luminous flux L is incident on individual convex lenses 29 of the fly eye lens 17, projection images formed by the assembly of all convex lenses 29 and 29J are superimposed on each other and couples of lenses (a) and (a), (b) and (b)... move close to and away from each other to select a reduction and an enlargement area; and the number of lenses 29 is increased to uniform the illuminance on a plane on the whole.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はフォトレジストを塗布したワークにマスクの
パターンを焼付ける露光装置に関するものである。一般
にこのような露光装置には密着型露光装置、近接型露光
装置及び投影型露光装置等がある。この発明は近接型露
光装置に関し大面積の露光面を要求され、プロキシミテ
ィギャソプを設けて5〜10μm前後のパターン精度が
要求されるワークの製造に適した近接型露光装置を提供
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an exposure apparatus for printing a mask pattern onto a work coated with photoresist. Generally, such exposure apparatuses include contact type exposure apparatuses, proximity type exposure apparatuses, projection type exposure apparatuses, and the like. The present invention relates to a proximity exposure apparatus and provides a proximity exposure apparatus that is suitable for manufacturing workpieces that require a large area of exposure surface and that requires a pattern accuracy of approximately 5 to 10 μm by providing a proximity gap. be.

第1図は従来の近接型露光装置を示す概略構成図である
。フォトレジストが塗布されたワーク1の表面上方には
所定距離り離隔してマスク2が配置されており、マスク
2のパターンは露光光束3をワーク1上に投影し焼付け
られるようになっている。4は水銀灯の光源であり、そ
こから出た放射光線は一対の楕円凹面鏡5により反射集
光される。集光された露光光束3は最初のコールドミラ
ー6により露光に要求される紫外線のみが反射され、フ
ライアイレンズ7を通り、更に次のコールドミラー6を
通りコリメーターレンズ8により平行光線となる。この
ような平行光線の露光光束3はマスク2上に照射される
。ワーク1とマスク2との間に、はプロキシミティギャ
ソプDが設けられ。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional proximity type exposure apparatus. A mask 2 is placed above the surface of the workpiece 1 coated with photoresist at a predetermined distance apart, and the pattern of the mask 2 is printed by projecting the exposure light beam 3 onto the workpiece 1. Reference numeral 4 denotes a light source of a mercury lamp, and the radiation emitted from the light source is reflected and condensed by a pair of elliptical concave mirrors 5. The focused exposure light beam 3 is reflected by the first cold mirror 6, in which only the ultraviolet rays required for exposure are reflected, passes through the fly's eye lens 7, further passes through the next cold mirror 6, and becomes a parallel beam by the collimator lens 8. The exposure light flux 3 of such parallel light rays is irradiated onto the mask 2 . A proximity gap D is provided between the workpiece 1 and the mask 2.

マスク2がワーク1のレジスト面に接触しないように装
置される。なおフライアイレンズ7は露光光束3を露光
面全域に渡って一様な明るさにするための機能を持って
いる。ここで光線4は一般にクセノン−水銀ランプが使
用されており、その放射光は365r+m 、400n
mおよび435nm輝線スペクトルを含むものである。
The mask 2 is arranged so as not to come into contact with the resist surface of the work 1. The fly's eye lens 7 has a function of making the exposure light beam 3 uniform in brightness over the entire exposure surface. Here, the light beam 4 is generally a xenon-mercury lamp, and its emitted light is 365r+m, 400n
m and 435 nm emission line spectra.

これらの輝線は部分的に位相が揃っており、干渉性即ち
コヒーレントな光線となって各輝線とも全放射線中に1
〜5%のコヒーレント光の存在が認められる。第2図は
ワーク1とマスク2との位置関係を拡大して示しており
、マスク2にはパターンを構成するスリット、即ち切抜
部9が形成されている。この切抜部9の幅をlとすると
露光光束3はマスク2の端面(エツジ)において回折し
レジスト面上にフレンネル回折模様を生じる。したがっ
て、例えば365nm輝線はエツジ直下からの幾何学的
距離Xが変るとそのXに対して明暗の“しま″ (コン
1〜ラスト)を生じる。“しま゛を生じる条件式は露光
光束3の波長牽λ、プロキシミテイギャソプをり、前記
エツジ直下からの距離をXとすると、 f’;”j” −D = mλ のとき明 X# I■
7゜p −D−12m+1)(7)トキ09 、’X、
# 、bn訂丁而面。
These emission lines are partially in phase, and are coherent, meaning that each emission line has only one part of the total radiation.
The presence of ~5% coherent light is observed. FIG. 2 shows an enlarged view of the positional relationship between the workpiece 1 and the mask 2, and the mask 2 has slits or cutouts 9 forming a pattern. Assuming that the width of this cutout 9 is l, the exposure light beam 3 is diffracted at the end face (edge) of the mask 2, producing a Fresnel diffraction pattern on the resist surface. Therefore, for example, in a 365 nm emission line, when the geometric distance X from directly below the edge changes, bright and dark "stripes" (cons 1 to last) occur with respect to that X. The conditional expression that produces a stripe is defined by the wavelength of the exposure light beam 3, λ, and the proximity gap.If the distance from directly below the edge is X, it becomes clear when f'; ■
7゜p -D-12m+1) (7) Toki09 ,'X,
# , bn edited version.

となる。このときmは自然数1.2.3・・・・・・で
あり、D〉λ (即ちキャンプDは400μm程度のと
きλは0.4μm程度である・)として近位を採用して
いる。
becomes. At this time, m is a natural number 1.2.3..., and the proximal position is adopted as D>λ (that is, when camp D is approximately 400 μm, λ is approximately 0.4 μm).

上記両式に現わされる位置に明暗の対照模様を生じる。A contrasting pattern of brightness and darkness is produced at the positions shown in both of the above equations.

2次元の例えば第3図(イ)に示されるマスク2のパタ
ーンは、ワーク1の上では同図(ロ)に示すように周縁
部、特にコーナ一部に凸凹の歪みを生じる。露光光束3
は完全なコヒーレントな光線ではないとはいえ1〜5%
程度輝線でコヒーレント性を有するため、パターン製造
上マスク2のワーク1への再現性、解像性に悪影響を及
ぼしている。このようにしてマスク2の焼付は工程にお
いて大きな問題点となっていた。
For example, the two-dimensional pattern of the mask 2 shown in FIG. 3(A) causes irregular distortions on the workpiece 1 at the periphery, particularly at the corners, as shown in FIG. 3(B). Exposure luminous flux 3
Although it is not a completely coherent ray, it is 1-5%
Since the bright line has a certain degree of coherence, it has an adverse effect on the reproducibility and resolution of the mask 2 on the workpiece 1 in pattern production. In this way, the burning of the mask 2 has become a major problem in the process.

一方露光光線の干渉性を排し、電子線やX線を光源とし
たり、無収差投影光学系を採用したりした露光装置も既
に開発されている。しかしながらこのような露光装置は
複雑なレンズ系や、装置を制御するため高度な電子回路
が必要となり結果的に高価な露光装置となってしまうと
いう問題点があった。
On the other hand, exposure apparatuses have already been developed that eliminate the interference of exposure light beams, use electron beams or X-rays as light sources, or employ a non-aberration projection optical system. However, such an exposure apparatus has the problem that it requires a complicated lens system and a sophisticated electronic circuit to control the apparatus, resulting in an expensive exposure apparatus.

この発明は従来の問題点に着目してなされたもので露光
光束を遮断するシャッターに同期して、露光中に適当回
数回転を行うフライアイレンズを光学系の一部に採用す
ることにより上記問題点を解決することを目的としてい
る。また、多数のレンズ群と対応する別の多数のレンズ
群とを組合せてフライアイレンズを構成し、対応するレ
ンズ同志を離隔接近させることにより露光領域を任意に
縮小拡大し任意の大きさのパターンやワークに適応でき
る露光装置を提供することを目的としている。以下この
発明を図面及び原理図に基づいて説明する。第4図乃至
第8図において、箱体11には光源としての水銀灯12
が所定の電気配線を施されて設けられており、この水銀
灯12はショートアークタイプ、例えば電極間の距離が
1−はどのもので出力は略IKWである。強力な紫外線
光源としては希薄水銀気体中の放電により生ずる光が最
も簡便なものである。水銀灯12を囲むように楕円凹面
鏡13が箱体11に固設されており、楕円凹面鏡13は
第4図中上方に向けて開口部14を有している。 □ 開口部14に対面する位置で箱体11の上方には第1ミ
ラー15が設けられており、この第1ミラー15の中心
点と開口部14の中心点とは略同−線上に位置するとと
もに、第1ミラー15の反射面は、これら中心点を結ぶ
線即ち入射光線と所定角度傾斜している。楕円凹面鏡1
3と第1ミラー15とは第1の光学系を構成している。
This invention was made in view of the problems of the conventional technology.The invention solves the above problems by employing a fly-eye lens as part of the optical system, which rotates an appropriate number of times during exposure in synchronization with a shutter that blocks the exposure light flux. The purpose is to resolve the issue. In addition, a fly-eye lens is constructed by combining a large number of lens groups and a large number of corresponding lens groups, and by moving the corresponding lenses closer to each other, the exposure area can be arbitrarily reduced or expanded to create a pattern of any size. The aim is to provide an exposure device that can be adapted to various types of work. The present invention will be explained below based on drawings and principle diagrams. In FIGS. 4 to 8, the box 11 has a mercury lamp 12 as a light source.
The mercury lamp 12 is of a short arc type, for example, the distance between the electrodes is 1-2, and the output is approximately IKW. The simplest source of strong ultraviolet light is light generated by a discharge in dilute mercury gas. An elliptical concave mirror 13 is fixed to the box body 11 so as to surround the mercury lamp 12, and the elliptical concave mirror 13 has an opening 14 facing upward in FIG. □ A first mirror 15 is provided above the box 11 at a position facing the opening 14, and the center point of the first mirror 15 and the center point of the opening 14 are located approximately on the same line. At the same time, the reflective surface of the first mirror 15 is inclined at a predetermined angle with respect to the line connecting these center points, that is, the incident light beam. Elliptical concave mirror 1
3 and the first mirror 15 constitute a first optical system.

第1ミラー15からの反射光線に対面する位置で箱体1
1の側壁16にはフライアイレンズ17が後述するよう
な構造になって回転自在に設けられており、フライアイ
レンズ17の中心点と第1ミラー15の中心点とは略同
−直線上に位置している。
The box body 1 is located at a position facing the reflected light beam from the first mirror 15.
A fly-eye lens 17 is rotatably provided on the side wall 16 of the mirror 1 with a structure as described later, and the center point of the fly-eye lens 17 and the center point of the first mirror 15 are approximately on the same straight line. positioned.

フライアイレンズ17と第1ミラー15との間にはシャ
ッター18が介在し、箱体11に取付けられており、こ
のシャッター18は減速機付のヒステリシスモーフ19
により駆動されるようになっている。
A shutter 18 is interposed between the fly-eye lens 17 and the first mirror 15 and is attached to the box body 11, and this shutter 18 has a hysteresis morph 19 with a reduction gear.
It is designed to be driven by.

フライアイレンズ17の後面に対面する位置で箱体11
には第2ミラー20が設けられており、この第2ミラー
20の中心点とフライアイレンズ17の中心点とは略同
−線上に位置するとともに、第2ミラー20の反射面は
、これら中心点を結ぶ綿、即ち入射光線と所定角度傾斜
している。このようにして、シャッター18とフライア
イレンズ17とは第1ミラー15と第2ミラー20との
間に介装されている。第2ミラー20からの反射光綿に
対面する位置で箱体11の上方には大型のコリメーター
ミラー21が設られており、第2ミラー20の中心点と
コリメーターミラー21の中心点とは略同−直線上に位
置するとともに、コリメーターミラー21からの反射光
は箱体11の下面に略垂直に向うように取付けられてい
る。第2ミラー20とコリメーターミラー21とは第2
の光学系を構成している。このコリメーターミラー21
は第2ミラー20からの入射光を平行光線にして反射す
るもので40011以上の径のものが実用化されており
、透過型のコンデンサレンズに較べて製作が容易である
とともに安価に入手できる。
The box body 11 is located at a position facing the rear surface of the fly eye lens 17.
is provided with a second mirror 20, and the center point of the second mirror 20 and the center point of the fly-eye lens 17 are located approximately on the same line, and the reflective surface of the second mirror 20 is located at the center point of the fly-eye lens 17. The cotton connecting the points is inclined at a predetermined angle with respect to the incident light beam. In this way, the shutter 18 and the fly's eye lens 17 are interposed between the first mirror 15 and the second mirror 20. A large collimator mirror 21 is provided above the box body 11 at a position facing the reflected light beam from the second mirror 20, and the center point of the second mirror 20 and the center point of the collimator mirror 21 are different from each other. The collimator mirrors 21 are located substantially on the same straight line, and are mounted so that the reflected light from the collimator mirror 21 is directed substantially perpendicularly to the lower surface of the box body 11. The second mirror 20 and the collimator mirror 21 are the second mirror 20 and the collimator mirror 21.
It constitutes the optical system of This collimator mirror 21
The mirror reflects the incident light from the second mirror 20 into parallel light beams, and those with a diameter of 40,011 mm or more are in practical use, and are easier to manufacture and cheaper to obtain than transmission-type condenser lenses.

22は表面にフォトレジストが塗布されたワークであり
、このワーク22の上面には所定のパターンが描かれた
マスク23が所定のプロキシミティギャップDをもって
平行に配設されている。これらワーク22とマスク23
とは公知のチャック(図示せず)により保持されており
、これらの表面はコリメーターミラー21から入射され
る光線に対して垂直となっている。
Reference numeral 22 denotes a workpiece whose surface is coated with photoresist, and a mask 23 on which a predetermined pattern is drawn is arranged in parallel with a predetermined proximity gap D on the upper surface of the workpiece 22. These work 22 and mask 23
are held by a known chuck (not shown), and their surfaces are perpendicular to the light beam incident from the collimator mirror 21.

次に第5図はフライアイレンズ17およびその周辺部を
拡大して示す図であり、25は側壁16に固設された基
板である。この基板25の一端部には真円の貫通孔26
が形成されており、この貫通孔26には環状の一方のス
リーブ27が回転自在に挿入されている。
Next, FIG. 5 is an enlarged view showing the fly's eye lens 17 and its surrounding area, and 25 is a substrate fixed to the side wall 16. A perfectly circular through hole 26 is provided at one end of this substrate 25.
is formed, and one annular sleeve 27 is rotatably inserted into this through hole 26.

このスリーブ27の内周には円筒状のホルダ2Bの一端
部が同軸に回転自在に挿入されており、このホルダ28
は内周部にフライアイレンズ17を保持している。
One end of a cylindrical holder 2B is coaxially and rotatably inserted into the inner periphery of this sleeve 27, and this holder 28
holds a fly's eye lens 17 on the inner periphery.

30はホルダ28の他端部が回転自在に挿入された押え
用の上方スリーブであり、この上方スリーブ30は押え
板31等により基板25に固定されている。
Reference numeral 30 designates an upper sleeve for holding down into which the other end of the holder 28 is rotatably inserted, and this upper sleeve 30 is fixed to the substrate 25 by a holding plate 31 or the like.

これらスリーブ27と上方スリーブ30との間でホルダ
2日の外周面32には後述するベルトが係合するための
規則的な凸条部等が形成されており、ホルダ28の上端
面には大口径の凸レンズ33を内装した中空の円筒部3
4が同軸方向に固着されている。
Between these sleeves 27 and the upper sleeve 30, regular protrusions etc. are formed on the outer peripheral surface 32 of the holder 2 for engagement with a belt to be described later, and the upper end surface of the holder 28 has a large Hollow cylindrical part 3 containing a convex lens 33 with a diameter
4 are fixed coaxially.

したがってフライアイレンズ17は、これらスリーブ2
7と、上方スリーブ30を介して側壁16に回転自在に
支持されている。
Therefore, the fly's eye lens 17 is
7 and is rotatably supported by the side wall 16 via an upper sleeve 30.

ホルダ28の上端部の内方には上枠部材50が嵌合固着
されており、この上枠部材50の内方には多数の例えば
8〜50個の小口径の凸レンズ29 (a、b、c・・
・)が同一平面上に固設されている。これら第1121
群の凸レンズ29(a。
An upper frame member 50 is fitted and fixed inside the upper end of the holder 28, and a large number of small diameter convex lenses 29 (a, b, c...
) are fixedly installed on the same plane. These 1121st
Group convex lens 29 (a.

b、c・・・)の光軸は全てホルダ28の軸線と平行と
なっている。ホルダ28の下端部の内方には下枠部材5
1が軸方向に摺動自在に嵌挿されており、下枠部材51
の内方には同様に多数の例えば8〜50個の小口径の凸
レンズ29J (a、b、c・・・)が同一平面上に固
設されている。これら第2レンズ群の凸レンズ29J’
(a、b、c・・・)各は前記凸レンズ29 (a、b
、c・・・チ嘆々対応しており、各レンズa−a、’b
−b、c−c、・・・は夫々同一の光軸を有している。
b, c...) are all parallel to the axis of the holder 28. A lower frame member 5 is provided inside the lower end of the holder 28.
1 is slidably inserted in the axial direction, and the lower frame member 51
Similarly, a large number of small diameter convex lenses 29J (a, b, c, . . . ), for example, 8 to 50, are fixedly installed on the same plane inside the lens. These convex lenses 29J' of the second lens group
(a, b, c...) Each of the convex lenses 29 (a, b
, c...chi corresponds to each other, and each lens a-a, 'b
-b, c-c, . . . each have the same optical axis.

上枠部材50の両端部には光軸と平行に貫通孔が夫々形
成されており、これら貫通孔には調整軸52.53が摺
動可能に挿入されている。2本の調整軸52.53の下
端部はねじ部54.55が形成されており、これらねじ
部54.55は同一ピンチであると共に下枠部材51の
両端部に形成されたねし孔にねし込まれている。調整軸
54.55の上端には外歯が形成された歯車56.57
が同軸に夫々設けられており、歯車56.57の外歯の
一部は円筒部34に形成された切欠口58.59から夫
々突出している。
Through holes are formed in both ends of the upper frame member 50 in parallel with the optical axis, and adjustment shafts 52 and 53 are slidably inserted into these through holes. Threaded portions 54.55 are formed at the lower ends of the two adjustment shafts 52.53, and these threaded portions 54.55 have the same pinch and fit into the tapped holes formed at both ends of the lower frame member 51. It's embedded. A gear 56.57 with external teeth formed on the upper end of the adjustment shaft 54.55
are provided coaxially, and a portion of the external teeth of gears 56 and 57 protrude from notches 58 and 59 formed in the cylindrical portion 34, respectively.

60は内周に歯が形成された内歯車であり、この内歯車
60の内方には円筒部35が遊挿されると共に内歯車6
0の内歯と前記歯車56.57とは歯合している。内歯
車60は円筒部34の外周に形成されたツバ部と保持用
のバネリングとにより抜は留めされている。
Reference numeral 60 denotes an internal gear having teeth formed on its inner periphery, and the cylindrical portion 35 is loosely inserted inside the internal gear 60.
The internal teeth of No. 0 and the gears 56 and 57 mesh with each other. The internal gear 60 is prevented from being removed by a collar formed on the outer periphery of the cylindrical portion 34 and a retaining spring ring.

したがって、内歯車60を回転させると歯車56.57
、調整軸52.53が回転し、ねじ部54.55のねし
作用により下枠部材51は凸レンズ29J (a、b、
c・・・)と共に上枠部材50の凸レンズ29 (a、
b、c・・・)離隔接近するようになっている。
Therefore, when the internal gear 60 is rotated, the gears 56, 57
, the adjustment shafts 52.53 rotate, and the lower frame member 51 is moved by the convex lens 29J (a, b,
c...) and the convex lens 29 of the upper frame member 50 (a,
b, c...) They are moving closer to each other.

なお第5図中で歯車56.57は説明のため拡大して描
いたが凸レンズ33を通る露光光束の妨げにならない程
度の大きさに形成することができる。
In FIG. 5, the gears 56 and 57 are shown enlarged for explanation, but they can be formed to a size that does not interfere with the exposure light flux passing through the convex lens 33.

次に、基板25の他端部には支持板35がボルト等によ
り取付けられており、この支持板35には制御可能なイ
ンダクションモータ36が装着されている。このインダ
クションモータ36は減速機37に連結されており、減
速機37の出力軸38は基板25と支持板35の間に突
出している。
Next, a support plate 35 is attached to the other end of the substrate 25 with bolts or the like, and a controllable induction motor 36 is mounted on this support plate 35. This induction motor 36 is connected to a reducer 37, and an output shaft 38 of the reducer 37 protrudes between the substrate 25 and the support plate 35.

この出力軸38には外周面に凸条部が形成されたブーI
J −39が同軸に固定されており、このプーリー39
とホルダ28の外周面32との間には内方に凹条部を有
する駆動ベルト40が巻回されている。
This output shaft 38 has a boot I formed with a protrusion on its outer circumferential surface.
J-39 is fixed coaxially, and this pulley 39
A drive belt 40 having an inward grooved portion is wound between the outer peripheral surface 32 of the holder 28 and the outer peripheral surface 32 of the holder 28 .

したがってインダクションモータ36の回転により、フ
ライアンレンズ17及び凸レンズ33は基板25に対し
てスリーブ27.上方スリーブ30を介して回転するよ
うになっている。
Therefore, due to the rotation of the induction motor 36, the fly-on lens 17 and the convex lens 33 are moved against the sleeve 27. It is adapted for rotation via the upper sleeve 30.

また、シャッター18を駆動するモータ19と、このイ
ンダクションモータ36とは第4図に示す制御回路42
により所定の関係で回転制御されるようになっている。
The motor 19 that drives the shutter 18 and the induction motor 36 are connected to a control circuit 42 shown in FIG.
The rotation is controlled according to a predetermined relationship.

次にこの発明の作用について説明する。Next, the operation of this invention will be explained.

水銀灯12を出た露光光線は楕円凹面鏡13により反射
集光されて第1ミラー15に光束が絞ら1 れて入射される。第1ミラー15により反射された露光
光束りはシャッター18を通り、凸レンズ33に入る。
The exposure light beam emitted from the mercury lamp 12 is reflected and condensed by an elliptical concave mirror 13, and the light beam is condensed and incident on a first mirror 15. The exposure light beam reflected by the first mirror 15 passes through the shutter 18 and enters the convex lens 33.

また露光光束りは凸レンズ33によりフライアイレンズ
17の全レンズ29の一端面にのみこまれるようにやや
収束される。
Further, the exposure light beam is slightly converged by the convex lens 33 so that it is swallowed by one end surface of all the lenses 29 of the fly's eye lens 17.

フライアイレンズ17を出た露光光束りは第2ミラー2
0に入射し、所定の反射角をもってコリメーターミラー
21に向って反射される。
The exposure light beam exiting the fly eye lens 17 is transferred to the second mirror 2.
0 and is reflected toward the collimator mirror 21 at a predetermined reflection angle.

第6図、第7図に示すように、フライアイレンズ17の
直前の仮想平面γ上の照度分布は第6図の同心円状にな
っている。これはアーク像が楕円囲繞13により拡大さ
れて、その像が投影されるからである。点Oを中rc、
−bこしてP円内照度を100とすると、Q円内は80
.R円内は6oおよびS円内は50等のようになってい
る。次に露光光束りがフライアイレンズ17の個々の凸
レンズ29に入射すると次のような作用を受ける。今一
対のレンズ29,29J (a−a)について考察する
と、レンズ29,29J (a−a)後面の仮想平面β
上には同心円P、 Q、 R,Sの4分の1の部2 分、即ちa領域がβ平面全域に渡って投影される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the illuminance distribution on the virtual plane γ in front of the fly's eye lens 17 is concentric as shown in FIG. This is because the arc image is enlarged by the elliptical enclosure 13 and the image is projected. point O in rc,
-B If the illuminance inside the P circle is 100, then the illuminance inside the Q circle is 80.
.. The inside of the R circle is 6o, and the inside of the S circle is 50, etc. Next, when the exposure light beam enters each convex lens 29 of the fly's eye lens 17, it undergoes the following action. Now considering the pair of lenses 29, 29J (a-a), the virtual plane β of the rear surface of lenses 29, 29J (a-a)
Above, two quarters of the concentric circles P, Q, R, and S, ie, region a, are projected over the entire β plane.

今凸レンズ29 J (alが凸レンズ29(δ)から
矢印方向に離隔するとβ平面上に投影されるa領域は仮
想線で示す縮小したalとなる、逆に接近すると拡大す
る。同様にして第7図に示すように第ルンズ群及び第2
レンズ群即ち、凸レンズ29と29Jの(b −b)は
bM域、(c −c)はC領域、(d−d)は4w4域
をβ平面上に投影する。
Now, when the convex lens 29 J (al moves away from the convex lens 29 (δ) in the direction of the arrow, the a region projected on the β plane becomes the reduced al shown by the imaginary line; conversely, when it approaches, it expands. Similarly, the seventh As shown in the figure, the first Luns group and the second
In the lens group, that is, the convex lenses 29 and 29J, (b-b) projects the bM region, (c-c) projects the C region, and (dd) projects the 4w4 region onto the β plane.

したがって全ての凸レンズ29,29J (a−a。Therefore, all convex lenses 29, 29J (a-a.

b−b、c−c、・・・)の集合体の作る投影は重ね合
わされると共に、各対のレンズ(a−a、b−b、c−
c、・・・)が互に同時に離隔接近することにより仮想
線で示す縮小領域al (bl、cl・・・)。
The projections made by the aggregates of lenses bb, cc, ...) are superimposed, and the projections of each pair of lenses (a-a, bb, c-
c, . . .) move away from and approach each other at the same time, resulting in a reduced area al (bl, cl . . .) shown by a virtual line.

実線で示す拡大領域a (b、c、・・・)と変更可能
となる。
It becomes possible to change the enlarged area a (b, c, . . . ) shown by a solid line.

このようにして照度分布の偏より全域に拡大され重ねら
れるため、レンズ29の数を増やすことにより平面上の
照度が全体的に均一となる。
In this way, the illuminance distribution is expanded and overlapped over the entire area due to the unevenness of the distribution, so that by increasing the number of lenses 29, the illuminance on the plane becomes uniform as a whole.

しりかって、第2ミラー20に入射する露光光束3は均
一な照度分布となっており、この露光光束3はコリメー
ターミラー21に向かって反射される。コリメーターミ
ラー21ではこの露光光束3を平行光線(コリメート)
としてマスク23上に照射する。
In fact, the exposure light beam 3 incident on the second mirror 20 has a uniform illuminance distribution, and this exposure light beam 3 is reflected toward the collimator mirror 21. The collimator mirror 21 converts this exposure light beam 3 into parallel light beams (collimated).
The light is irradiated onto the mask 23 as shown in FIG.

また凸レンズ29J (a、b、c・・・)の移動によ
り最終的な平行光線は、第4図に示すようにマスク23
上で仮想線で示す縮小領域から点線で示す拡大領域まで
変化させることが可能となる。したがって任意のサイズ
のマスク、ワークに無駄なく対応させることができる。
Further, by the movement of the convex lenses 29J (a, b, c...), the final parallel rays are formed by the mask 23 as shown in FIG.
It is possible to change from the reduced area indicated by the virtual line above to the enlarged area indicated by the dotted line. Therefore, it is possible to accommodate masks and workpieces of arbitrary sizes without waste.

更に、制御回路42によりインダクションモータ36が
駆動され、減速された出力軸38はプーリー39.駆動
ベルト40を介してフライアイレンズ17を回転させる
Further, the induction motor 36 is driven by the control circuit 42, and the decelerated output shaft 38 is driven by the pulley 39. The fly-eye lens 17 is rotated via the drive belt 40.

そしてシャッター18の露光時間はヒステリシスモーフ
19の回転数により制御されるが、この露光時間に対し
てフライアイレンズ17の回転数を制御回路により任意
に設定することができる。
The exposure time of the shutter 18 is controlled by the rotation speed of the hysteresis morph 19, but the rotation speed of the fly-eye lens 17 can be arbitrarily set with respect to this exposure time by a control circuit.

例えば露光時間1秒に対して毎秒4回転等のように設定
できる。
For example, it can be set to 4 rotations per second for an exposure time of 1 second.

このようにして水銀灯12を出た露光光束りはその中に
輝線ス、ベクトル、即ちコヒーレントな成分を数%有し
ているが、フライアイレンズ17の各レンズ29を通過
するときに、まずその一部が位相を乱され、更にフライ
アイレンズ17を回転させることにより、残りのコヒー
レントな輝線スペクトルも殆んど非コヒーレントな光線
に転換されてしまう。
The exposure light flux leaving the mercury lamp 12 in this way contains several percent of bright lines and vectors, that is, coherent components, but when it passes through each lens 29 of the fly-eye lens 17, first of all, A portion of the spectrum is disturbed, and by further rotating the fly's eye lens 17, the remaining coherent bright line spectrum is also converted into a nearly incoherent light beam.

そして非コヒーレントな露光光束りがマスク23に照射
され、マスク23上のパターンはワーク22上に干渉し
まを生ずることなく焼付けられる。
Then, the mask 23 is irradiated with a non-coherent beam of exposure light, and the pattern on the mask 23 is printed onto the workpiece 22 without producing any interference stripes.

発明者の実験によれば、第8図に示すように、マスク2
3上のパターン幅5〜30μmで、プロキシミティギャ
ップ10〜400μmに設定し、矩形パターン(イ)を
ワーク22上に焼付けたとき、フライアイレンズ17を
回転させない場合は、同図(rl)のような焼付パター
ンが得られ、一方、フライアイレンズ17を所定スピー
ドで回転させると、同図(ハ)に示すような周辺部の境
界が明確な焼付はパターンが得られた。
According to the inventor's experiments, as shown in FIG.
When the rectangular pattern (A) is printed on the workpiece 22 with a pattern width of 5 to 30 μm and a proximity gap of 10 to 400 μm, if the fly-eye lens 17 is not rotated, On the other hand, when the fly's eye lens 17 was rotated at a predetermined speed, a printed pattern with clear peripheral boundaries as shown in FIG. 3C was obtained.

この発明の露光装置により製造されるパターン5 は大きなワークサイズでかつプロキシミティギャソプを
設定して焼付けなければならない格子10μm前後のパ
ターン精度の要求されるワーク、特に液晶用、サーマル
プリンター用、又はハイブリッドIC用パターンの製造
に適している。
The pattern 5 manufactured by the exposure apparatus of the present invention is a large workpiece and requires a pattern accuracy of around 10 μm for grids that must be printed with a proximity gap, especially for liquid crystals, thermal printers, or Suitable for manufacturing hybrid IC patterns.

以上説明してきたように、この発明によれば、フライア
イレンズを回転させることにより、非干渉性の強力な面
光源が得られることになり、高解像力をもちかつ大面積
の露光が可能な安価で取扱の簡単な露光装置を提供でき
るという効果が得られる。
As explained above, according to the present invention, by rotating the fly-eye lens, a strong incoherent surface light source can be obtained, and it is possible to obtain an inexpensive and high-resolution light source that can expose a large area. This provides the advantage of being able to provide an exposure apparatus that is easy to handle.

また任意のサイズのマスク、パターン、ワークに無駄な
く対応できるとともに必要に応じてパターンの縮小拡大
できる。
In addition, it can handle masks, patterns, and workpieces of any size without waste, and the pattern can be reduced or enlarged as necessary.

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

第1図は従来の近接型露光装置を示す概略構成図、第2
図は干渉の原理を説明する図、第3図は従来の露光装置
で得られたマスクの焼付図であり、第4図はこの発明の
露光装置を示す正面図、第5図はこの発明の要部拡大断
面図、第6図は照度分6 布を示す図、第7図は照度分布の一様化を説明する図、
第8図はこの発明の露光装置で得られたマスクの焼付図
である。 12・・・水銀灯(光源)15・・・第1ミラー17・
・・フライアイレンズ 18甲シヤツター20・・・第
2ミラー 21・・・コリメーターミラー22・・・ウ
ェハ(ワーク)23・・・マスクL・・・露光光束 2
9.29J・・・凸レンズ特許出願人 株式会社オーク
製作所 第1図 第2図 第3図
Figure 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional proximity exposure device;
Figure 3 is a diagram explaining the principle of interference, Figure 3 is a printing diagram of a mask obtained with a conventional exposure apparatus, Figure 4 is a front view showing the exposure apparatus of the present invention, and Figure 5 is a diagram of the exposure apparatus of the present invention. An enlarged sectional view of the main part, Figure 6 is a diagram showing the illuminance distribution, Figure 7 is a diagram explaining uniformity of the illuminance distribution,
FIG. 8 is a printing diagram of a mask obtained by the exposure apparatus of the present invention. 12... Mercury lamp (light source) 15... First mirror 17.
...Fly eye lens 18 Shutter 20...Second mirror 21...Collimator mirror 22...Wafer (work) 23...Mask L...Exposure light flux 2
9.29J... Convex lens patent applicant Oak Manufacturing Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 露光光線を発生する光線と、この露光光線を集光する第
1の光学系と、この第1の光学系によって集光された光
束を入射させ露光面へ投影する第2の光学系及びこの第
2の光学系から投影される光束を反射コリメートした露
光光束によりマスク上のパターンをワークに焼付ける露
光装置において、前記第1の光学系と前記第2の光学系
との間にシャッターと、光軸が互に平行となって平面上
に配設された複数の第1171群とこれら第1171群
と各レンズが夫々同一光軸を有し該第1171群と離隔
接近可能な、平面上に配設これた複数の第2レンズ群と
からなるフライアイレンズとを備え、前記シャッターに
連動して前記フライアイレンズが露光中適当回数だけ回
転するようにした露光装置。
A light beam that generates an exposure light beam, a first optical system that focuses the exposure light beam, a second optical system that makes the light beam focused by this first optical system enter and projects it onto an exposure surface, and this first optical system that In the exposure apparatus, a shutter is provided between the first optical system and the second optical system, and a shutter is provided between the first optical system and the second optical system. A plurality of 1171st groups whose axes are parallel to each other and arranged on a plane, and these 1171st groups and each lens have the same optical axis and are arranged on a plane so that they can be approached and separated from the 1171st group. 1. An exposure apparatus comprising a fly-eye lens comprising a plurality of second lens groups, the fly-eye lens rotating an appropriate number of times during exposure in conjunction with the shutter.
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6325640A (en) * 1986-07-18 1988-02-03 Oak Seisakusho:Kk Optical system for projecting parallel light
KR100861001B1 (en) 2006-11-30 2008-09-30 한국전기연구원 Wide area high-precision roll patterning machine

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JPH0322975A (en) * 1989-02-24 1991-01-31 Univ Medicine & Dentistry Of New Jersey Protein having novel reverse transcriptase activity

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