KR20010088343A

KR20010088343A - 노광방법 및 장치, 그리고 디스플레이장치의 제조방법

Info

Publication number: KR20010088343A
Application number: KR1020010008001A
Authority: KR
Inventors: 고또히데지; 와따나베도모유끼; 미야자끼무쯔미
Original assignee: 시마무라 테루오; 가부시키가이샤 니콘; 이또 켄노스께; 가부시키가이샤 니콘 시스템
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2001-02-17
Publication date: 2001-09-26
Also published as: TW487964B

Abstract

마스크와 투영광학계 사이에 조명광학계로부터 사출되는 조명광의 광로를 차단하도록 마스크의 이동방향을 거의 따라 이동가능한 차광부재를 설치하고, 조명광에 대한 마스크 및 감광기판의 상대이동중에 마스크의 패턴영역 이외의 부분을 덮도록 차광부재를 이동한다. 이 때, 마스크의 패턴 이미지를 투영광학계의 시야내에서 서로 분리된 복수의 투영영역에 형성하고, 상대이동중에 투영광학계에 관하여 복수의 투영영역과 공액(共役)인 복수의 시야영역을 조명광으로 선택적으로 조사한다.

Description

노광방법 및 장치, 그리고 디스플레이장치의 제조방법{METHOD AND APPARATUS FOR EXPOSURE, AND METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY DEVICE}

본 발명은 예컨대 반도체소자, 디스플레이장치 (액정표시패널 등), 촬상소자 및 박막자기헤드 등을 제조하는 리소그래피공정에서 사용되는 노광장치에 관한 것으로서, 특히 마스크와 기판을 동기이동시킴으로써 마스크에 형성된 패턴의 이미지를 기판상에 전사하는 주사형 노광장치에 관한 것이다.

최근, 워드프로세서, 퍼스널 컴퓨터, TV 등의 표시소자로서 액정표시패널이 많이 사용되고 있다. 특히, 휴대성이 중시되는 노트형 워드프로세서나 노트형 퍼스널컴퓨터에서는 표시소자로서 액정표시패널이 필수적이다. 또한, 최근에는 20 인치를 넘는 액정표시패널이 실용화되어 있으며, 액정표시패널은 설치장소를 별로 필요로 하지 않기 때문에, 일반가정용 TV 로서 사용하는 기회도 많아지고 있다.

액정표시패널은 유리플레이트 등의 기판 (이하, 플레이트라 함) 상에 투명박막전극을 포토리소그래피의 수법으로 원하는 형상으로 패터닝하여 만들어진다. 이 리소그래피공정에서는 마스크에 형성된 원화패턴을 투영광학계를 통해 플레이트상의 포토레지스트층에 전사하는 스캔방식 (주사형) 의 노광장치가 사용되고 있다. 이 스캔방식의 노광장치는, 조명광학계에서 출사된 슬릿형상의 조명광을 사용하여마스크를 조명하고, 마스크의 원화패턴중 조명광으로 조사되는 그 일부의 이미지를 플레이트상에 투영한다. 그리고, 조명광학계로부터의 조명광에 대하여 마스크를 이동하는 데 동기하여 투영광학계를 통과한 조명광에 대해 플레이트를 이동함으로써, 마스크를 통해 조명광으로 플레이트를 주사노광하여 마스크의 원화패턴 전체를 플레이트상에 전사한다.

또한, 최근에는 액정표시패널의 대형화가 진행되어 플레이트의 면적은 해마다 대면적화되는데, 플레이트의 대면적화에 마스크의 대형화가 수반되는 것이 현상이다. 따라서, 플레이트의 일부에 대하여 스캔노광을 실시하고, 순차 플레이트를 단계이동시키면서 플레이트의 다른 위치에 스캔노광을 반복해서 실시하도록 한 스텝·앤드·스캔방식의 노광장치도 개발되고 있다.

그런데, 상술한 바와 같은 스캔방식의 노광장치에 있어서는, 슬릿형상의 조명광에 대하여 마스크와 플레이트를 동기적으로 이동시켜 주사노광을 실시하기 때문에, 슬릿형상의 조명광이 마스크의 패턴영역 (전사해야 할 패턴이 형성된 영역) 에 이르기 전 및 상기 팬턴영역을 통과한 후에는, 그 패턴영역을 통과하는 조명광으로 플레이트를 노광하지 않도록 조명광을 차광할 필요가 있다. 따라서, 통상적으로, 마스크의 패턴영역의 외측에는 크롬 등을 장착·형성하여 이루어지는 차광대역 (차광영역) 이 형성되어 있다.

이와 같은 차광대역을 형성하지 않으면, 플레이트상에 있어서 마스크의 패턴의 이미지가 전사되어야 할 부분 이외의 부분이 노광되어 패터닝 효율이 저하되기때문이다. 그리고, 이 부분을 스크라이브 라인, 즉 회로 등을 형성한 후에 각 회로를 절단하기 위한 부분에 이용하는 것도 생각할 수 있으나, 주사속도의 고속화 등에 따라 스크라이브 라인의 폭도 넓어져서 그 만큼 패터닝 효율이 역시 저하된다.

이 차광대역은 마스크의 주사방향에 관한 마스크상에서의 조명광의 조명영역의 폭 (주사방향으로 이간된 복수의 부분 조명광으로 마스크를 주사하는 방식에서는, 선행하는 부분 조명광의 선단 가장자리와 후속하는 부분 조명광의 후단 가장자리 사이의 치수) 보다 넓게 할 필요가 있다. 실제로는, 주사노광시의 이동속도와의 관계에서 마스크나 플레이트의 가속 및 감속거리도 고려할 필요가 있기 때문에, 차광대역에서는 조명광의 폭보다 충분히 큰 폭을 확보할 필요가 있다.

그러나, 마스크는 일반적으로 투명한 유리기판상에 크롬을 증착하여 작성하는데, 증착면적을 넓게 하면, 핀 홀 등의 점 결함이 생기는 일이 많고, 차광대역에 점 결함이 있으면, 본래적으로 노광하지 말아야 할 부분을 노광하게 된다. 상기한 바와 같이 마스크의 차광대역을 넓게 한 경우에는, 점 결함이 생길 확율이 높아져서 플레이트의 노광을 실시하는 데 있어서 바람직하지 못하다는 문제가 있다. 그리고 차광대역의 폭을 넓게 하면, 마스크의 비용이 상승한다는 문제도 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 사시도이다.

도 2 는 도 1 에 나타낸 조명광학계의 구체적인 구성의 일례를 나타낸 도면이다.

도 3 은 조명광학계의 변형예의 요부를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 4 는 부분투영광학계의 구성을 나타낸 도면이다.

도 5 는 도 4 중에 나타낸 제 1 광학계 및 제 2 광학계의 변형예를 나타낸 도면이다.

도 6a ∼ 도 6d 는 시야조리개의 구성예를 나타낸 도면이다.

도 7 은 부분투영광학계에 의한 시야영역과 마스크의 평면적인 위치관계를 나타낸 도면이다.

도 8a, 도 8b 는 각 시야영역에 있어서의 노광량을 설명하기 위한 도면이다.

도 9a ∼ 도 9d 는 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 제 1 동작예를 설명하는 도면이다.

도 10a ∼ 도 10d 는 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 제 1 동작예를 설명하는 도면이다.

도 11a ∼ 도 11d 는 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 제 2 동작예를 설명하는 도면이다.

도 12a ∼ 도 12d 는 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 제 2 동작예를 설명하는 도면이다.

도 13 은 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 제 3 동작예를 설명하는 도면이다.

도 14a ∼ 도 14c 는 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 제 4 동작예를 설명하는 도면이다.

도 15a ∼ 도 15c 는 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 제 4 동작예를 설명하는 도면이다.

도 16a ∼ 도 16c 는 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 제 5 동작예를 설명하는 도면이다.

도 17a, 도 17b 는 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치의 제 5 동작예를 설명하는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 조명 광학계 2 : 마스크

2a 내지 2g : 시야영역(광사출부) 3 : 마스크 스테이지(스테이지 장치)

4, 4a 내지 4g : 블라인드 5 : 투영광학계

5a 내지 5g : 부분투영광학계(부분광학계)

6 : 플레이트(감광기판) 8 :XY 스테이지(스테이지 장치)

20a : 셔터(셔터 장치) 21a, 32 : 라이트 가이드

70 : 플렉시블 시트 72, 73 : 롤러

PA : 원화패턴(패턴) SD : 주사 방향

본 발명은 마스크에 형성되는 차광대역의 폭을 넓게 하지 않고, 감광기판의 원하는 영역만을 노광할 수 있는 노광방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 대형 플레이트 등의 기판을 높은 스루 풋으로 노광가능한 노광방법및 장치를 제공하는 것도 목적으로 한다. 그리고, 액정표시패널 등의 디스플레이장치를 높은 생산성으로 제조할 수 있는 디스플레이장치의 제조방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.

본 발명의 노광장치는, 광원으로부터의 조명광에 대하여 마스크와 감광기판을 상대이동하고, 마스크를 통해 조명광으로 감광기판을 주사노광하는 것이다. 그리고, 조명광을 마스크에 조사하는 조명광학계와, 마스크의 패턴 이미지를 감광기판상에 투영하는 투영광학계와, 주사노광시에 마스크와 감광기판을 동기이동하는 스테이지장치와, 조명광학계로부터 사출되는 조명광의 광로를 차단하도록 마스크가 이동되는 제 1 방향을 거의 따라 이동가능한 차광부재를 구비하고, 차광부재는 마스크의 이동중에 마스크의 적어도 일부를 덮도록 이동되는 것으로 하고 있다.

또한, 투영광학계는 패턴의 이미지를 형성하는 서로 분리된 복수의 투영영역 (노광영역) 을 갖는 것이 바람직하고, 제 1 방향에 관하여 복수의 투영영역 (노광영역) 이 떨어져서 배치됨과 동시에, 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 관하여 복수의 투영영역 (노광영역) 이 그 적어도 일단에서 부분적으로 겹치도록 배치되면 된다. 이 때, 투영광학계는 복수의 투영영역 (노광영역) 을 각각 제 2 방향을 길이방향으로 하는 사각형상으로 규정하는 복수의 광학유닛을 갖는 것이 바람직하고, 이 복수의 광학유닛은 각각 패턴의 1 차상을 감광기판상에 재결상(再結像)함과 동시에 투영영역 (노광영역) 을 규정하는 시야조리개가 1 차상의 형성면 또는 그 근방에 배치되면 된다.

그리고, 조명광학계는 투영광학계에 관하여 복수의 투영영역 (노광영역) 과공액(共役)인 복수의 시야영역을 포함하는 마스크상의 조명영역에 조명광을 조사하는 것이 바람직하고, 이 조명영역은 복수의 시야영역에 대응하여 복수로 분할되고, 조명광학계는 조명광을 복수로 분할하여 복수의 조명영역에 각각 조사하여도 된다. 이 때, 조명광학계는 복수의 조명영역에 각각 대응하여 설치되는 복수의 부분광학계와, 광원으로부터의 조명광을 복수의 부분광학계로 분배하는 광분배기를 포함하는 것이 바람직하고, 조명광학계는 복수의 광원에서 발생하는 조명광을 각각 광분배기로 입사시켜도 된다. 그리고, 차광부재는 복수의 투영영역에 각각 대응하여 설치되어도 되고, 조명광학계는 마스크의 이동에 따라 투영광학계에 관하여 복수의 투영영역과 공액인 복수의 시야영역을 조명광으로 선택적으로 조사하도록 하여도 된다.

본 발명의 노광장치에 의하면, 마스크의 이동중 (주사노광중에 거의 상당) 에 마스크의 적어도 일부를 덮도록 차광부재를 이동한다. 따라서, 예컨대 마스크의 패턴영역의 외측부분 (종래의 차광띠에 상당) 을 차광부재로 덮도록 하면, 이상적으로 마스크에 차광띠를 형성할 필요가 없어진다. 단, 마스크의 이동에 대한 차광부재의 추종성능과의 관계에서 마스크에는 차광띠를 형성하는 것이 바람직하다. 단, 차광띠의 폭 (크기) 은 조명광의 폭 등과는 관계없이 차광부재의 추종성능과의 관계로 결정할 수 있기 때문에, 종래에 비하여 차광띠의 폭을 작게 할 수는 있다. 따라서, 마스크의 패턴영역을 둘러싸는 차광띠의 폭을 최소한으로 하면서, 주사노광에 의해 감광기판의 원하는 영역만을 노광할 수 있게 된다. 또한, 마스크에 차광띠를 형성하는 경우, 차광띠에 핀 홀 등의 결함이 있어도, 이결함에 의해 감광기판의 불필요한 부분이 노광되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 디스플레이장치의 제조방법은 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용하는 것이다. 그리고, 조명광에 대하여 표시소자를 구성하는 패턴이 형성된 마스크와 감광성 플레이트를 상대이동함과 동시에, 상대이동중에 차광부재를 마스크의 이동방향을 거의 따라 이동하여 패턴의 이미지를 플레이트상에 전사하는 공정을 포함하는 것으로 하고 있다. 이 때, 투영광학계의 시야내에서 서로 분리된 복수의 투영영역 (노광영역) 에 패턴의 이미지를 형성함과 동시에, 마스크의 이동에 따라 투영광학계에 관하여 복수의 투영영역 (노광영역) 과 공액인 복수의 시야영역을 조명광으로 선택적으로 조사하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 노광방법은, 광원으로부터의 조명광에 대하여 마스크와 감광기판을 상대이동하고, 마스크를 통해 조명광으로 감광기판을 주사노광하는 것이다. 그리고, 마스크의 패턴 이미지를 투영광학계의 시야내에서 서로 분리된 복수의 투영영역 (노광영역) 에 형성하고, 상대이동중에 투영광학계에 관하여 복수의 투영영역 (노광영역) 과 공액인 복수의 시야영역을 조명광으로 선택적으로 조사함과 동시에, 감광기판으로 입사하는 조명광을 부분적으로 차단하는 차광부재를 마스크의 이동방향을 거의 따라 이동하는 것으로 하고 있다.

발명의 실시형태

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 관한 노광장치에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일실시형태에 의한 노광장치의 사시도이다.그리고 이하의 설명에 있어서는, 도 1 중에 나타낸 XYZ 직교좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치관계에 대하여 설명한다. 도 1 에 나타낸 XYZ 직교좌표계에서는, 소정 원화패턴 (PA) 이 형성된 마스크 (2) 와 유리기판상에 포토레지스트가 도포된 플레이트 (6) 가 이동되는 방향 (주사방향) 을 X 축방향, 마스크 (2) 의 평면내에서 X 축과 직교하는 방향을 Y 축방향, 마스크 (2) 의 법선방향을 Z 방향으로 설정하고 있다. 도 1 중의 XYZ 좌표계는 실제로는 XY 평면이 수평면에 평행한 면에 설정되고, Z 축이 연직방향으로 설정된다.

도 1 에 있어서, 조명광학게 (1) 는 거의 균일한 조도를 갖는 조명광을 출사하여 도면중 XY 평면내의 마스크 (2) 를 균일하게 조명한다. 이 조명광학계 (1) 로서는, 예컨대 도 2 에 나타낸 구성의 것이 바람직하다. 도 2 는 도 1 에 나타낸 조명광학계 (1) 의 구체적인 구성의 일례를 나타낸 도면이다.

도 2 에 있어서 타원경 (20) 의 내부 (제 1 초점) 에는, 예컨대 g 선 (436 ㎚) 또는 i 선 (365 ㎚) 을 조명광으로서 발생하는 수은램프 등의 광원이 설치되어 있으며, 이 광원으로부터의 조명광은 타원경 (20) 에 의해 그 제 2 초점에 집광된다. 타원경 (20) 으로 집광된 조명광은 셔터 (20a) 를 통해 라이트 가이드 (21) 의 입사단에 광원상을 형성한다. 여기서, 셔터 (20a) 는 열림상태의 경우에는 조명광을 투과하지만, 닫힘상태의 경우에는 조명광을 차단하여 마스크 (2) 에 대한 조명을 정지시킨다. 라이트 가이드 (21) 는 그 사출단 (21a,21h) 에 균일한 광강도분포의 2 차광원을 형성한다. 그리고, 라이트 가이드 (21) 는 랜덤하게 묶인 광파이버로 구성되는 것이 바람직하다.

라이트 가이드 (21) 로부터 사출한 광속광(光束)은, 릴레이 렌즈 (22a,22b) 를 각각 통해 옵티컬 인티그레이터로서의 플라이 아이 렌즈 (23a,23b) 로 입사한다. 플라이아이렌즈 (23a,23b) 의 사출면측에는 각각 다수의 광원상으로 이루어지는 면광원, 즉 2 차광원이 형성된다. 2 차광원으로부터의 빛은, 2 차광원의 형성위치 (플라이 아이 렌즈 (23a,23b) 의 사출측 초점면) 에 앞측 초점이 거의 일치하는 콘덴서 렌즈 (24a,24b) 를 통해 직사각형의 개구부 (25a,25b) 를 갖는 시야조리개 (25) 를 균일하게 조명한다.

시야조리개 (25) 를 통과한 조명광은, 각각 렌즈 (26a,26b) 를 통해 미러 (27a,27b) 에 의해 광로가 90°편향되어 렌즈 (28a,28b) 에 도달한다. 여기서, 렌즈 (26a) 와 렌즈 (28a) 및 렌즈 (26b) 와 렌즈 (28b) 는 시야조리개 (25) 와 마스크 (2) 를 공액으로 하는 릴레이 광학계로서, 렌즈 (28a,28b) 를 통과한 조명광은 시야조리개 (25) 의 개구부 (25a,25b) 의 이미지인 조명영역 (29a,29b) 을 형성한다.

그리고 시야조리개 (25) 의 개구부 (25a,25b) 의 형상은, 직사각형으로 한정되는 것은 아니다. 이 조명영역의 형상으로서는, 투영광학계의 시야의 형상에 가능한 한 상사상(相似)인 것이 바람직하다. 또한, 도 2 에 있어서는 설명을 간단히 하기 위하여, 조명영역 (29c ∼ 29g) 을 형성하는 조명광학계는 그 광축만을 나타낸다. 그리고, 도 2 에서는 도시를 생략하고 있으나, 라이트 가이드 (21) 는 마스크 (2) 상의 조명영역과 동수 (본 예에서는 7 개) 의 사출단을 갖고, 조명영역 (29c ∼ 29g) 에는 도시를 생략한 라이트 가이드 (21) 의 사출단으로부터의 조명광이 공급된다.

또한, 본 예에서는 조명광학계내에서 마스크 (2) 의 패턴 형성면과 공액인 면 또는 그 근방에 시야조리개 (25) 를 배치하는 것으로 하였으나, 그 패턴 형성면에 근접하여 시야조리개 (25) 를 배치하여도 되고, 또는 후술하는 투영광학계 (5) 내에서 마스크의 패턴 형성면과 공액인 면 또는 그 근방에 시야조리개 (25) 를 배치하여도 된다.

그리고, 상술한 셔터 (20a) 를 생략하고, 조명영역 (29a ∼ 29g) 을 형성하는 조명광학계의 각 광로의 도중 (예컨대, 시야조리개 (25) 와 렌즈 (26a,26b) 의 사이) 에 셔터를 설치하여, 각 조명영역 (29a ∼ 29g) 에 조사되는 조명광을 선택적으로 차광하도록 하여도 된다.

또한 도 2 에 나타낸 바와 같이, 1 개의 광원으로는 광량이 부족한 경우, 도 3 에 나타낸 바와 같은 구성을 적용하여도 된다. 도 3 은 조명광학계의 변형예의 요부를 모식적으로 나타낸 도면이다. 그리고, 도 3 에서는 라이트 가이드 (32) 가 5 개의 사출단 (32a ∼ 32e) 을 갖는 것으로 하였으나, 도 1, 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이 본 예에서 라이트 가이드 (32) 는 7 개의 사출단을 갖고 있으며, 도 3 에서는 편의상 그 사출단을 5 개로 도시하고 있다.

도 3 에 있어서, 수은램프 등의 광원 (30a ∼ 30c) 으로부터의 조명광은, 타원경 (31a ∼ 31c) 에 의해 집광되어 광원상을 형성한다. 그리고, 이 광원상의 형성위치에 입사단이 위치하도록 라이트 가이드 (32) 가 설치되어 있고, 라이트 가이드 (32) 를 통한 조명광은 복수의 사출단 (32a ∼ 32e) 에 균일한 광강도분포의2 차광원을 형성한다. 이 라이트 가이드 (32) 도 도 2 의 라이트 가이드 (21) 와 마찬가지로 광파이버를 랜덤하게 묶어 구성되는 것이 바람직하다. 사출단 (32a ∼ 32e) 에서 마스크 (2) 에 이르기까지의 광로는 도 2 에 나타낸 조명광학계와 동일하기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다.

그리고, 상술한 복수의 조명영역 (29a ∼ 29g) 을 형성하는 복수의 조명광학계 대신에 주사방향 (X 축방향) 과 직교하는 방향 (Y 축방향) 으로 연장된 1 개의 직사각형의 영역에서 마스크 (2) 를 조명하는 조명광학계를 적용하여도 된다. 이와 같은 광학계로서는, Y 축방향으로 연장된 막대형상의 광원을 사용한 것을 생각할 수 있다. 또한, 본 예 (도 1, 도 2) 에서는 7 개의 조명영역 (29a ∼ 29g) 을 형성하는 것으로 하였으나, 그 수는 임의여도 되며, 마찬가지로 조명광학계 및 투영광학계도 조명영역의 수에 따라 설정하면 된다. 이 때, 적어도 2 개의 조명영역에 대응하여 1 개의 조명광학계 또는 투영광학계를 설치하도록 하여도 된다. 그리고, 도 3 에서는 3 개의 광원을 설치하고, 라이트 가이드 (32) 가 3 개의 입사단을 갖는 것으로 하였으나, 광원 및 입사단의 수는 임의여도 되며, 예컨대 분기수 (라이트 가이드의 사출수의 개수), 플레이트 (6) 상에서 요구되는 조도 및 광원의 파워 등에 따라 결정하면 된다. 물론, 라이트 가이드의 사출단도 조명광학계 (조명영역) 의 수에 따라 그 수를 결정하면 되며, 그 요지는 라이트 가이드의 입사단 및 사출단의 수의 조합은 임의여도 무방하다.

도 1 로 되돌아가서, 마스크 (2) 는 도면중 X 축방향으로 평행이동 가능한 마스크 스테이지 (3) 상에 탑재되어 있다. 마스크 (2) 및 마스크 스테이지 (3)의 하측에는, 조명광학계 (1) 에서 출사되어 마스크 (2) 를 투과한 조명광을 차광하는 블라인드 (시야조리개, 마스킹·블레이드) (4) 가 설치되어 있다.

이 블라인드 (4) 는 공간내에서 이동가능하게 구성되는데, 그 이동동작은 여러 가지로 설정된다. 예컨대, XY 평면내에서 평행이동 가능하게 구성되거나 ZX 평면내에서 블라인드 (4) 외의 점을 중심으로 회전가능하게 구성된다.

블라인드 (4) 는 도 1 에 나타낸 판형상체의 부재로 구성하여도 되는데, 예컨대 가요성을 갖는 투명재질로 소정 위치에 차광부가 형성된 플렉시블 시트를, 도시하지 않은 1 쌍의 롤러로 감음으로써 이동가능하게 구성된 것이어도 된다. 또한, 도 1 중에서는 1 장의 블라인드 (4) 만을 도시하였으나, 블라인드 (4) 는 복수의 블라인드로 이루어지는 것이어도 된다.

그리고, 도 1 에서는 마스크 (2) 를 통과한 조명광을 1 장의 블라인드 (4) 만으로 차광하는 경우를 도시하고 있으나, 도 1 에 나타낸 조명광학계 (1) 의 시야영역 (2a ∼ 2g) 의 각각을 개별적으로 차광하도록, 시야영역 (2a ∼ 2g) 의 각각에 대하여 블라인드를 설치하여도 된다. 이 경우에도 시야영역 (2a ∼ 2g) 의 각각에 대하여 복수의 블라인드를 설치하도록 하여도 된다. 그리고, 시야영역 (2a ∼ 2d) 과 시야영역 (2e ∼ 2g) 에서 다른 블라인드를 설치하는, 즉 마스크 (2) 의 주사방향 (X 축방향) 에 관한 위치가 동일한 시야영역을 1 개의 그룹으로 하여 각 그룹마다 블라인드를 설치하도록 하여도 된다. 또한, 블라인드 (4) 의 위치는 마스크 (2) 와 투영광학계 (5) 의 사이로 한정되지 않고, 투영광학계 (5) 와 플레이트 (6) 의 사이 또는 투영광학계 (5) 중에 있어서의 마스크의 패턴 형성면과 공액인 면 또는 그 근방에 배치하도록 하여도 된다.

이하, 도 4 를 참조하여 투영광학계 (5) 에 대하여 설명한다. 그리고, 투영광학계 (5) 는 복수 (본 예에서는 7 개) 의 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 로 이루어지고, 각 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 는 각각 동일한 구성을 갖기 때문에, 여기에서는 설명을 간단히 하기 위하여 부분투영광학계 (5a) 에 대해서만 설명한다.

도 4 는 부분투영광학계 (5a) 의 구성을 나타낸 개략도이다. 이 부분투영광학계 (5a) 는 2 세트의 다이슨형 광학계를 조합한 구성이다. 도 4 에 있어서, 부분투영광학계 (5a) 는 제 1 광학계 (40) 와 시야조리개 (41) 와 제 2 광학계 (42) 로 구성되어 있고, 이들 제 1 광학계 (40) 및 제 2 광학계 (42) 는 각각 다이슨형 광학계를 변형한 것이다.

제 1 광학계 (40) 는 마스크 (2) 의 면에 대하여 45°의 경사로 배치된 반사면을 갖는 직각 프리즘 (43) 과, 마스크 (2) 의 면내방향을 따른 광축을 가지며 또한 볼록면을 직각 프리즘 (43) 의 반대측을 향하도록 한 평철렌즈성분 (44) 과, 전체적으로 메니스커스형상으로서 오목면을 평철렌즈성분 (44) 측을 향하도록 한 반사면을 갖는 렌즈성분 (45) 과, 직각 프리즘 (43) 의 반사면과 직교하며 또한 마스크 (2) 의 면에 대하여 45°의 경사로 배치된 반사면을 갖는 직각 프리즘 (46) 을 갖는다.

그리고, 마스크 (2) 를 통한 조명광학계 (1) 로부터의 빛은, 직각 프리즘 (43) 에 의해 광로가 90°편향되어 직각 프리즘 (43) 에 접합된 평철렌즈성분 (44) 으로 입사한다. 이 평철렌즈성분 (44) 에는 평철렌즈성분 (44) 과는 다른 초석재로 구성된 렌즈성분 (45) 이 접합되어 있으며, 직각 프리즘 (43) 으로부터의 빛은 평철렌즈성분 (44) 과 렌즈성분 (45) 의 접합면 (44a) 에서 굴절하여 반사막이 증착된 반사면 (45a) 에 도달한다.

반사면 (45a) 에서 반사된 빛은, 접합면 (44a) 에서 굴절되어 평철렌즈성분 (44) 에 접합된 직각 프리즘 (46) 에 도달한다. 평철렌즈성분 (44) 로부터의 빛은, 직각 프리즘 (46) 에 의해 광로가 90°편향되어 이 직각 프리즘 (46) 의 사출면측에 마스크 (2) 의 1 차상 (중간상) 을 형성한다. 여기서, 제 1 광학계 (40) 가 형성하는 마스크 (2) 의 1 차상은, X 축방향 (광축방향) 의 횡배율이 정이고 또한 Y 축방향의 횡배율이 부로 되는 등배상이다.

1 차상으로부터의 빛은, 제 2 광학계 (42) 를 통해 마스크 (2) 의 2 차상을 플레이트 (6) 상에 형성한다. 제 2 광학계 (42) 는, 제 1 광학계 (40) 와 마찬가지로 마스크 (2) 의 면에 대하여 45°의 경사로 배치된 반사면을 갖는 직각 프리즘 (47) 과, 마스크 (2) 의 면내방향을 따른 광축을 가지며 또한 볼록면을 직각 프리즘 (47) 의 반대측을 향하도록 한 평철렌즈성분 (48) 과, 전체적으로 메니스커스형상으로서 오목면을 평철렌즈성분 (48) 측을 향하도록 한 반사면을 갖는 렌즈성분 (49) 과, 직각 프리즘 (47) 의 반사면과 직교하며 또한 마스크 (2) 면에 대하여 45°의 경사로 배치된 반사면을 갖는 직각 프리즘 (50) 을 갖는다.

그리고, 직각 프리즘 (46) 의 사출면측에서 출사된 빛은, 직각 프리즘 (47) 에 의해 광로가 90°편향되어 직각 프리즘 (47) 에 접합된 평철렌즈성분 (48) 으로 입사한다. 이 평철렌즈성분 (48) 에는 평철렌즈성분 (48) 과는 다른 초석재로구성된 렌즈성분 (49) 이 접합되어 있으며, 직각 프리즘 (47) 으로부터의 빛은 평철렌즈성분 (48) 과 렌즈성분 (49) 의 접합면 (48a) 에서 굴절하여 반사막이 증착된 반사면 (49a) 에 도달한다.

반사면 (49a) 에서 반사된 빛은, 접합면 (48a) 에서 굴절되어 평철렌즈성분 (48) 에 접합된 직각 프리즘 (50) 에 도달한다. 평철렌즈성분 (50) 로부터의 빛은 직각 프리즘 (46) 에 의해 광로가 90°편향되어 플레이트 (6) 상에 마스크 (2) 의 2 차상을 형성한다. 이 제 2 광학계 (42) 는, 제 1 광학계 (40) 와 마찬가지로 X 축방향이 정 또한 Y 축방향이 부로 되는 횡배율의 등배상을 형성한다. 따라서, 플레이트 (6) 상에 형성되는 2 차상은 마스크 (2) 의 등배의 정립상 (상하 좌우방향의 횡배율이 정으로 되는 이미지) 으로 된다. 여기서, 부분투영광학계 (5a) (제 1 광학계 (40) 및 제 2 광학계 (42)) 는 양측 텔레센트릭 광학계이다.

그리고, 상술한 제 1 광학계 (40) 및 제 2 광학계 (42) 는 반사면 (45a,49a) 이 모두 동일한 방향으로 되도록 구성되어 있다. 그럼으로써, 투영광학계 전체의 소형화를 도모할 수 있다. 본 실시형태에 의한 제 1 광학계 (40) 및 제 2 광학계 (42) 는, 평철렌즈성분 (44,48) 과 반사면 (45a,49a) 사이의 광로를 초석재로 메우는 구성으로 되어 있다. 그럼으로써, 평철렌즈성분 (44,48) 과 반사면 (45a,49a) 의 편심이 발생하지 않는 이점이 있다.

또한, 상술한 제 1 광학계 (40) 및 제 2 광학계 (42) 는, 도 5 에 나타낸 바와 같이 평철렌즈성분 (44,48) 과 반사면 (45a,49a) 사이를 공기로 하는, 소위 다이슨형 광학계 그 자체의 구성이어도 된다.

그런데, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 광학계 (40) 가 형성하는 1 차상의 위치에 시야조리개 (41) 를 배치하고 있다. 도 6 은 시야조리개 (41) 의 예를 나타낸 도면이다. 시야조리개 (41) 는, 예컨대 도 6a 에 나타낸 바와 같이 사다리꼴형상의 개구부 (41a) 를 갖는다. 이 시야조리개 (41) 에 의해 플레이트 (6) 상의 노광영역 (조명광의 조사영역) 이 사다리꼴형상으로 규정된다.

여기서 도 6b 에 파선으로 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 다이슨형 광학계는 평철렌즈성분 (44), 렌즈성분 (45), 평철렌즈성분 (48), 렌즈성분 (49) 의 단면 (YZ 평면) 형상이 원형이기 때문에, 취할 수 있는 최대의 시야영역이 거의 반원형상으로 된다. 이 때, 시야조리개 (41) 로 규정되는 사다리꼴형상의 시야영역 (2a) 은, 1 쌍의 평행한 변 중 단변이 반원형상인 영역 (최대의 시야영역) 의 원호측으로 되는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 다이슨형 광학계의 취할 수 있는 최대의 시야영역에 대하여 시야영역의 주사방향 (X 축방향) 의 폭을 최대로 할 수 있고, 주사속도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 시야조리개 (41) 로서는 도 6c 에 나타낸 바와 같이, 육각형상의 개구부 (41b) 를 갖는 구성이어도 된다. 이 때, 도 6d 에 나타낸 바와 같이 육각형상의 개구부의 크기는 도면중 파선으로 나타낸 최대 시야영역의 범위내로 된다. 그리고, 도 6b 및 도 6d 에 파선으로 나타낸 최대 시야영역은, 제 1 광학계 (40) 및 제 2 광학계 (42) 를 빠짐없이 통과하는 축외광속(光束) 중 가장 외측을 통과하는 광속이 마스크 (2) 상에서 통과하는 점을 둘러싸는 영역이다.

도 1 로 되돌아가서 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 의 배치에 대하여 설명한다.도 1 에서 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 는 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 내에 설치된 시야조리개 (41) 에 의해 규정되는 시야영역 (2a ∼ 2g) 을 갖고 있다. 시야영역 (2a ∼ 2g) 의 이미지는 플레이트 (6) 상의 노광영역 (6a ∼ 6g) 에 등배의 정립상으로서 형성된다.

그리고, 부분투영광학계 (5a ∼ 5d) 는 시야영역 (2a ∼ 2d) 이 도면중 Y 축방향을 따라 배열되도록 설치되어 있다. 또한 부분투영광학계 (5e ∼ 5g) 는, 도면중 X 축방향에 관하여 시야영역 (2a ∼ 2d) 과는 다른 위치에 시야영역 (2e ∼ 2g) 이 Y 축방향을 따라 배열되도록 설치되어 있다. 이 때, 부분투영광학계 (5a ∼ 5d) 와 부분투영광학계 (5e ∼ 5g) 는, 각각이 갖는 직각 프리즘 끼리가 매우 근방에 위치하도록 설치된다. 그리고, X 축방향에 관한 시야영역 (2a ∼ 2d) 과 시야영역 (2e ∼ 2g) 의 간격을 넓히도록 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 를 배치하여도 무방하나, 이 경우에는 주사노광시의 마스크 (2) 와 플레이트 (6) 의 이동량이 증대하여 스루 풋의 저하를 초래하므로 바람직하지 못하다.

플레이트 (6) 상에는 부분투영광학계 (5a ∼ 5d) 에 의해 도면중 Y 축방향을 따라 배열된 노광영역 (6a ∼ 6d) 이 형성되고, 부분투영광학계 (5e ∼ 5g) 에 의해 노광영역 (6a ∼ 6d) 과는 다른 위치에 Y 축방향을 따라 배열된 노광영역 (6e ∼ 6g) 이 형성된다. 이들 노광영역 (6a ∼ 6g) 은 시야영역 (2a ∼ 2g) 의 등배의 정립상이다.

여기서 상술한 바와 같이, 마스크 (2) 는 도면중 X 축방향으로 평행이동 가능한 마스크 스테이지 (3) 상에 탑재되어 있고, 플레이트 (6) 는 플레이트스테이지 (7) 상에 탑재되어 있다. 또한, 플레이트 스테이지 (7) 는 XY 평면내에서 평행이동 가능한 XY 스테이지 (8) 상에 탑재되어 있다. 또한, 마스크 스테이지 (3) 와 플레이트 스테이지 (7) 는 도면중 X 축방향에 동기하여 이동한다. 그럼으로써, 플레이트 (6) 상에는 조명광학계 (1) 에 의해 조명된 마스크 (2) 의 이미지가 전사되어 소위 주사노광이 실시된다. 마스크 (2) 의 이동에 의해 시야영역 (2a ∼ 2g) 에 의한 마스크 (2) 전면의 주사가 완료되면, 플레이트 (6) 상의 전면에 걸쳐 (스텝·앤드·스캔방식의 경우에는 일부에) 마스크 (2) 의 전체상이 전사된다.

플레이트 스테이지 (7) 상에는, Y 축을 따른 반사면을 갖는 반사부재 (9) 와 X 축을 따른 반사면을 갖는 반사부재 (10) 가 설치되어 있다. 또한, 노광장치 본체측에는 간섭계로서 예컨대 He-Ne (파장 633 ㎚) 등의 레이저광을 공급하는 레이저광원 (11), 레이저광원 (11) 으로부터의 레이저광을 X 축방향 측정용 레이저광과 Y 축방향 측정용 레이저광으로 분할하는 빔 스플리터 (12), 빔 스플리터 (12) 로부터의 레이저광을 반사부재 (9) 로 투사하기 위한 프리즘 (13) 및 빔 스플리터 (12) 로부터의 레이저광을 반사부재 (10) 상의 2 점으로 투사하기 위한 프리즘 (14,15) 이 설치되어 있다. 그럼으로써, 플레이트 스테이지 (7) 의 X 축방향의 위치, Y 축방향의 위치 및 XY 평면내에서의 회전 (요잉량(yawing)) 을 검출할 수 있다. 그리고, 도 1 에서는 반사부재 (9,10) 에서 반사된 레이저광과 참조용 레이저광의 간섭광을 검출하는 검출계에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

이어서, 도 7 을 참조하여 본 실시형태에 의한 시야영역의 배치에 대하여 설명한다. 도 7 은 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 에 의한 시야영역 (2a ∼ 2g) 과 마스크 (2) 의 평면적인 위치관계를 나타낸 도면이다. 도 7 에 있어서, 마스크 (2) 상에는 원화패턴 (PA) 이 형성되어 있으며, 이 원화패턴 (PA) 의 영역을 둘러싸도록 차광부 (LSA) 가 설치되어 있다. 차광부 (LSA) 의 폭은 종래부터 일반적으로 형성되어 있는 것과 동일한 정도의 폭, 예컨대 2 ㎜ 의 폭이다.

도 2 에 나타낸 조명광학계 (1) 는 도면중 파선으로 둘러싸인 조명영역 (29a ∼ 29g) 을 균일하게 조명한다. 이 조명영역 (29a ∼ 29g) 내에는 상술한 시야영역 (2a ∼ 2g) 이 배열되어 있다. 이들 시야영역 (2a ∼ 2g) 은 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 내의 시야조리개 (4) 에 의해, 그 형상이 거의 사다리꼴형상으로 된다. 여기서, 시야영역 (2a ∼ 2d) 의 상변 (1 쌍의 평행한 변 중 단변) 과 시야영역 (2e ∼ 2g) 의 상변 (1 쌍의 평행한 변 중 단변) 이 대향하도록 배열되어 있다. 여기서, 차광부 (LSA) 를 따른 시야영역 (2a 및 2d) 의 형상은 차광부 (LSA) 측의 경사변 (1 쌍의 평행한 변 이외의 일변) 이 원화패턴 (PA) 의 영역의 가장자리와 일치하도록 규정된다. 그리고, 시야영역 (2a 및 2d) 이 마스크 (2) 의 차광부 (LSA) 와 겹치는 형상이어도 된다.

본 실시형태에 있어서는, 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 가 양측 텔레센트릭 광학계이기 때문에, XY 평면내에서 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 가 차지하는 영역이 각각 시야영역 (2a ∼ 2g) 이 차지하는 영역보다 커진다. 따라서, 시야영역 (2a ∼ 2g) 의 배열은 각각의 영역 (2a ∼ 2d) 사이에서 간격을 갖도록 구성할 수 밖에 없다. 이 경우, 시야영역 (2a ∼ 2d) 만을 사용하여 주사노광을 실시하면, 시야영역 (2a ∼ 2d) 사이의 마스크 (2) 상의 영역을 플레이트 (6) 상에 투영할 수 없다. 따라서 본 실시형태에 있어서는, 시야영역 (2a ∼ 2g) 사이의 영역에 대하여 주사노광을 실시하기 위하여, 부분투영광학계 (5e ∼ 5g) 에 의해 시야영역 (2e ∼ 2g) 을 형성하도록 구성하고 있다. 이 때, 주사방향 (X 축방향) 을 따른 시야영역 (2a ∼ 2g) (또는 노광영역 (6a ∼ 6g)) 의 폭의 총합이 Y 축방향의 각 위치에서 항상 일정해지는 것이 바람직하다.

이어서, 플레이트 (6) 상에서의 노광량에 대하여 도 8a, 도 8b 를 참조하여 설명한다. 도 8a, 도 8b 는 각 시야영역 (2a ∼ 2g) 에 있어서의 노광량을 설명하기 위한 도면이다. 도 8a, 도 8b 에 있어서, 횡축은 플레이트 (6) 상의 Y 축방향의 위치이고, 종축은 노광량을 나타낸다. 또한, 도 8a 는 각 노광영역 (6a ∼ 6g) 각각의 노광량을 나타낸 도면이고, 도 8b 는 각 노광영역 (6a ∼ 6g) 의 노광량의 합을 나타낸 도면이다.

도 8a 에 있어서, 플레이트 (6) 상에서는 사다리꼴형상의 노광영역 (6a ∼ 6g) 의 각각에 대응하는 노광량 분포 (Ea ∼ Eg) 를 얻을 수 있다. 여기서, 주사노광시에는 노광영역 (6a ∼ 6g) 의 X 축방향의 폭의 합이 일정해지도록 규정되어 있기 때문에, 노광영역 (6a ∼ 6g) 이 겹치는 영역에 관해서는 항상 동일한 노광량으로 된다. 예컨대, 노광영역 (6a) 에 대응하는 노광량 분포 (Ea) 와 노광영역 (6e) 에 대응하는 노광량 분포 (Ee) 가 겹치는 영역에 관해서는, 노광영역 (6a) 의 X 축방향의 폭과 노광영역 (6e) 의 X 축방향의 폭의 합이 일정하기 때문에, 이 겹치는 영역의 노광량의 합은 겹치지 않는 영역의 노광량과 동일한 노광량으로 된다. 따라서, 플레이트 (6) 상에서는 도 8b 에 나타낸 바와 같이 전면에 걸쳐 균일한 노광량 분포 (E) 를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 상술한 설명에서는 노광영역 (6a ∼ 6g) 이 사다리꼴형상인 경우에 대하여 설명하였으나, 균일한 노광량 분포를 얻기 위한 노광영역의 조합은 사다리꼴형상으로 한정되지 않는다. 예컨대, 도 6c 에 나타낸 형상의 개구부 (41b) 를 갖는 시야조리개 (41) 에 의해 육각형상의 노광영역이 복수 형성되는 경우, 각 노광영역의 주사방향의 폭이 항상 일정해지도록 각 노광영역을 규정한다. 그럼으로서, 플레이트 (6) 상의 전면에 걸쳐 균일한 노광량 분포를 얻을 수 있다.

이어서, 본 실시형태의 노광장치의 동작에 대하여 설명한다. 본 실시형태의 노광장치에서는 상술한 바와 같이 블라인드 (4) 를 여러 가지 구성으로 할 수 있기 때문에, 이하의 설명에서는 노광장치의 동작을 블라인드 (4) 의 각 구성마다 설명한다.

[제 1 동작예]

도 9a ∼ 도 9d, 도 10a ∼ 도 10d 는 본 실시형태에 관한 노광장치의 제 1 동작예를 설명하는 도면이다. 그리고, 도 9a ∼ 도 9d 및 도 10a ∼ 도 10d 에서는 이해를 돕기 위하여, 도 1 에 나타낸 각 부재(部材)중 마스크 (2) 의 원화패턴 (PA) 이 형성된 영역, 블라인드 (4), 투영광학계 (5) 및 플레이트 (6) 의 노광되어야 할 영역만을 개략적으로 나타내고 있다.

그리고, 도 9a ∼ 도 9d 및 도 10a ∼ 도 10d 에서는 마스크 (2) 의 원화패턴 (PA) 이 형성된 영역에 부호 55 를 부여하여 패턴영역이라 하고, 플레이트 (6)의 노광되어야 할 영역에 부호 56 을 부여하여 피노광영역이라 한다. 또한, 도 9a ∼ 도 9d 및 도 10a ∼ 도 10d 에서는 마스크를 도시하지 않고 그 패턴영역 (55) 만을 과장하여 도시하였으나, 이 패턴영역 (55) 의 주사방향 (SD) 측 (본 예에서는 예컨대 +X 방향) 및 주사방향 (SD) 과 반대방향측 (-X 방향) 을 포함하는 주변부에는 차광부 (LSA) 가 형성되어 있다.

도 9a ∼ 도 9d 및 도 10a ∼ 도 10d 에서는 도 1 에 나타낸 블라인드 (4) 가 2 개의 블라인드 (4a,4b) 로 이루어지는 경우의 노광장치의 동작을 설명한다. 블라인드 (4a) 및 블라인드 (4b) 는 개략 직사각형의 형상이고, 도 1 중의 Z 방향에 관하여 그 위치를 어긋나게 해서 또한 XY 평면 (마스크 (2)) 에 평행해지도록 마스크 (2) 와 투영광학계 (5) 사이에 배치되어 있다. 그리고, 도 9a ∼ 도 9d 및 도 10a ∼ 도 10d 에서는 도 1 중의 투영광학계 (5) 를 모식적으로 나타내고 있으며, 투영광학계 (5) 의 부분투영광학계 (5a ∼ 5g) 가 구비하는 제 1 광학계 (40), 시야조리개 (41) 및 제 2 광학계 (42) (도 4 참조) 의 각각에 부호 60, 61, 62 를 부여하여 간략화해서 도시하고 있다. 제 1 광학계 (60) 에 도 1 중의 조명광학계 (1) 에서 출사되는 조명광 (EL) 이 입사하면, 시야조리개 (61) 및 제 2 광학계 (62) 를 통해 피노광영역 (56) 이 노광된다.

그리고, 도 9a ∼ 도 9d 및 도 10a ∼ 도 10d 에서는, 제 1 광학계 (60), 시야조리개 (61) 및 제 2 광학계 (62) 는 공간적으로 정지하고 있으며, 패턴영역 (55), 블라인드 (4a,4b) 및 피노광영역 (56) 이 도면중에서 부호 SD 가 부여된 주사방향 (도 1 중의 X 축방향) 으로 이동한다. 블라인드 (4a,4b) 의 주사방향(SD) 의 폭은 제 1 광학계 (60) 의 상부를 덮어 가리기에 충분한 폭으로 설정된다.

노광동작 개시전에는 도 9a 에 나타낸 바와 같이 조명광학계 (1) 에서 출사되는 조명광 (EL) 이 제 1 광학계 (60) 로 입사하지 않도록 블라인드 (4a) 가 제 1 광학계 (60) 의 상부에 배치되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는 노광동작이 개시되기 전, 즉 마스크 (2) 의 패턴영역 (55) 과 플레이트 (6) 의 피노광영역 (56) 이 동기를 취하여 주사방향 (SD) 으로 이동하기 전에도 조명광 (EL) 이 조사되고 있다. 노광동작이 개시되면, 마스크 (2) 의 패턴영역 (55) 및 플레이트 (6) 의 피노광영역 (56) 은 동기를 취하면서 주사방향 (SD) 으로 이동을 개시한다.

또한, 블라인드 (4a) 도 주사방향 (SD) 으로 동작을 개시하는데, 도 9b 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55) 의 단부 (55a) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56a) 가 위치 (ES) 에 위치할 때까지, 블라인드 (4a) 는 그 단부 (63) 가 위치 (ES) 보다 주사방향 (SD) 측으로 진행하지 않도록 이동한다. 즉, 패턴영역 (55) 의 단부 (55a), 블라인드 (4a) 의 단부 (63) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56a) 가 주사방향 (SD) 에 대하여 수직인 동일 평면에 배치되고, 또한 위치 (ES) 에 도달한 시점부터 패턴영역 (55) 에 형성된 원화패턴의 피노광영역 (56) 으로의 노광이 개시된다.

노광이 개시되면, 도 9c 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55), 블라인드 (4a) 및 피노광영역 (56) 은 동일 속도로 동기해서 주사방향 (SD) 으로 이동하여 노광을 진행한다. 노광이 진행되어 도 9d 에 나타낸 바와 같이 블라인드 (4a) 의 단부 (63) 가 부호 E1 이 부여된 위치를 지나면, 블라인드 (4a) 는 이동을 정지한다.한편, 블라인드 (4a) 가 이동을 정지하여도 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 은 동일 속도로 동기하여 주사방향 (SD) 으로 계속 이동하여 노광을 실시한다.

패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 이 주사방향 (SD) 으로 동기하면서 계속 이동하여, 도 10a 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55) 의 단부 (55b) 와 피노광영역 (56) 의 단부 (56b) 가 위치 (ES) 에 도달한 시점에서 블라인드 (4b) 의 단부 (64) 가 위치 (ES) 에 위치하도록 블라인드 (4b) 는 이동한다. 즉, 패턴영역 (55) 의 단부 (55b) 가 위치 (ES) 에 도달하면, 조명광 (EL) 에 의해 마스크 (2) 에 형성된 차광부 (LSA) 가 조명됨으로써, 차광부 (LSA) 에 핀 홀 등의 점 결함이 있으면, 플레이트상에서 노광해야 할 부분 (피노광영역 (56)) 이외도 노광된다. 이것을 방지하기 위하여, 블라인드 (4b) 에 의해 패턴영역 (55) 이외를 통과하는 빛을 차광하고 있다.

그 후에도 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 은 동기하면서, 일정한 속도로 주사방향 (SD) 으로 이동하는데, 도 10b 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55) 의 단부 (55b), 블라인드 (4b) 의 단부 (64) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56b) 가 주사방향 (SD) 에 수직인 동일 평면내에 배치된 상태가 유지되도록 블라인드 (4b) 는 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 과 동기하여 이동한다.

패턴영역 (55), 블라인드 (4b) 및 피노광영역 (56) 이 동기하여 주사방향 (SD) 으로 진행하고, 블라인드 (4b) 의 단부 (64) 가 도 10c 중의 위치 (EE) 에 위치하면, 블라인드 (4b) 가 제 1 광학계 (60) 의 상부를 덮어 조명광 (EL) 이 제 1 광학계 (60) 로 입사하지 않는 상태로 되기 때문에, 이 상태에서 노광은 종료된다.그 후, 도 10d 에 나타낸 바와 같이 블라인드 (4b) 의 단부 (64) 가 위치 (EE) 보다 주사방향 (SD) 의 앞으로 진행하고, 또한 블라인드 (4b) 의 단부 (65) 가 위치 (ES) 보다 주사방향 (SD) 의 앞측에 위치하는 상태에 있어서, 패턴영역 (55), 블라인드 (4b) 및 피노광영역 (56) 의 동작은 정지하여 일련의 노광동작은 종료된다.

[제 2 동작예]

도 11a ∼ 도 11d, 도 12a ∼ 도 12d 는 본 실시형태에 관한 노광장치의 제 2 동작예를 설명하는 도면이다. 그리고, 도 11a ∼ 도 11d 및 도 12a ∼ 도 12d 에서는, 도 9a ∼ 도 9d 및 도 10a ∼ 도 10d 와 마찬가지로 이해를 돕기 위하여 도 1 에 나타낸 각 부재 중 마스크 (2) 의 원화패턴 (PA) 이 형성된 영역, 블라인드 (4), 투영광학계 (5) 및 플레이트 (6) 의 노광되어야 할 영역만을 개략적으로 나타내고, 마스크 (2) 의 원화패턴 (PA) 이 형성된 영역에 부호 55 를 부여하여 패턴영역이라 하고, 플레이트 (6) 의 노광되어야 할 영역에 부호 56 을 부여하여 피노광영역이라 한다.

도 11a ∼ 도 11d 및 도 12a ∼ 도 12d 에 나타낸 노광장치에서는, 도 9a ∼ 도 9d 및 도 10a ∼ 도 10d 에 나타낸 노광장치와 마찬가지로 블라인드 (4) 로서 2 장의 블라인드 (4c,4d) 를 블라인드 (4a,4b) 와 동일한 위치에 배치하였으나, 블라인드 (4c,4d) 의 주사방향 (SD) 의 폭이 블라인드 (4a,4b) 보다 좁은 폭으로 설정되어 있다. 본 예에서는 블라인드 (4c,4d) 의 폭은 최저한, 제 1 광학계 (60) 의 상부를 덮어 가릴 만큼의 폭을 갖고 있으면 된다.

또한, 본 동작예에 있어서는 도 1 중의 조명광학계 (1) 가, 예컨대 도 2 에나타낸 셔터 (20a) 를 제어하여 조명광 (EL) 을 출사할지의 여부를 제어한다. 그 외, 도 11a ∼ 도 11d 및 도 12a ∼ 도 12d 에 나타낸 각 부재의 배치는 도 9a ∼ 도 9d 및 도 10a ∼ 도 10d 에 나타낸 각 부재와 동일한 배치이다.

노광동작 개시전에는, 도 11a 에 나타낸 바와 같이 예컨대 셔터 (20a) (도 2 참조) 를 닫힘상태로 하여 조명광 (EL) 을 조사하지 않는다. 따라서, 블라인드 (4c,4d) 는 제 1 동작예와 같이 제 1 광학계 (60) 의 상부에 배치되어 있을 필요는 없다. 도 11a 에 나타낸 예에서는, 블라인드 (4c,4d) 는 패턴영역 (55) 의 하측에 위치하고 있다. 노광동작이 개시되면, 마스크 (2) 의 패턴영역 (55), 블라인드 (4c) 및 플레이트 (6) 의 피노광영역 (56) 은 동기를 취하면서 주사방향 (SD) 으로 이동을 개시한다.

이 경우, 도 11b 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55), 블라인드 (4c) 및 피노광영역 (56) 은 위치 (ES) 에 이르기 전에, 그 단부 (55a), 단부 (66) 및 단부 (56a) 가 주사방향 (SD) 에 수직인 동일 평면내에 배치된 상태로 된다. 또한, 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 이 위치 (ES) 에 이르기 전으로서, 블라인드 (4c) 가 제 1 광학계 (60) 의 상부를 덮은 후에 셔터 (20a) 가 열림상태로 되어 조명광학계 (1) 에서 조명광 (EL) 이 출사된다.

패턴영역 (55) 의 단부 (55a), 블라인드 (4c) 의 단부 (66) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56a) 가 주사방향 (SD) 에 수직인 동일 평면내에 배치된 상태에서 동기를 취하면서 주사방향 (SD) 으로 이동하여, 위치 (ES) 에 도달한 시점부터 패턴영역 (55) 에 형성된 원화패턴의 피노광영역 (56) 으로의 노광이 개시된다 (도11c). 노광이 개시되면, 패턴영역 (55), 블라인드 (4c) 및 피노광영역 (56) 은 동일 속도로 동기해서 주사방향 (SD) 으로 이동하여 노광을 진행시킨다.

노광이 진행되어 도 11d 에 나타낸 바와 같이, 블라인드 (4c) 의 단부 (66) 가 위치 (EE) 를 통과하면, 블라인드 (4c) 는 이동을 정지한다. 한편, 블라인드 (4c) 가 이동을 정지하여도 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 은 동일 속도로 동기하여 주사방향 (SD) 으로 계속 이동한다. 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 이 주사방향 (SD) 으로 동기하면서 계속 이동하여, 도 12a 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55) 의 단부 (55b) 와 피노광영역 (56) 의 단부 (56b) 가 위치 (ES) 에 도달한 시점에서 블라인드 (4d) 의 단부 (67) 가 위치 (ES) 에 위치하도록 블라인드 (4d) 는 이동한다.

그 후에도 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 은 동기하면서 일정한 속도로 주사방향 (SD) 으로 이동하는데, 패턴영역 (55) 의 단부 (55b), 블라인드 (4d) 의 단부 (67) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56b) 가 주사방향 (SD) 에 수직인 동일 평면내에 배치된 상태가 유지되도록 블라인드 (4d) 는 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 과 동기해서 이동하여, 도 12b 에 나타낸 바와 같이 위치 (EE) 에 도달한 시점에서 노광은 종료된다. 도 12c 에 나타낸 바와 같이 블라인드 (4d) 의 단부 (67) 가 위치 (EE) 를 통과하면, 블라인드 (4d) 는 제 1 광학계 (60) 의 상부를 덮은 상태로 된다.

이 상태에 있어서, 예컨대 셔터 (20a) 를 닫힘상태로 하여 조명광 (EL) 의 조사를 정지한다. 그리고, 패턴영역 (55), 블라인드 (4d) 및 피노광영역 (56)이 소정 거리, 예컨대 블라인드 (4c) 와 블라인드 (4d) 가 주사방향에 대하여 수직인 방향에 있어서 겹치는 상태 (도 12d 참조) 로 되는 거리 만큼 이동하면, 일련의 노광동작은 종료된다.

상술한 제 1 동작예에서는, 블라인드 (4a) 가 이동을 개시하여 가속동작을 실시하고 있는 동안에도 조명광 (EL) 이 조사되고 있기 때문에, 블라인드 (4a) 의 크기를 필연적으로 크게 할 필요가 있었으나, 제 2 동작예에서는 블라인드 (4c) 가 이동을 개시하여 가속동작을 실시하고 있는 동안에는 셔터 (20a) 를 사용하여 조명광 (EL) 을 조사하지 않으며, 또한 노광후에도 조명광 (EL) 을 조명하지 않기 때문에 블라인드를 소형화할 수 있다.

그리고, 이상 설명한 제 1 동작예 및 제 2 동작예에 있어서는, 블라인드 (4a ∼ 4d) 를 마스크 (2) 와 투영광학계 (5) 사이에 배치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 블라인드 (4a ∼ 4d) 를 투영광학계 (5) 와 피노광영역 (56) 이 설정된 플레이트 (6) 사이에 배치하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 블라인드 (4a ∼ 4d) 를 제 1 광학계 (60) 과 제 2 광학계 (62) 사이에 배치하여도 되는데, 이 위치에 배치한 경우에는 블라인드 (4a ∼ 4d) 의 이동방향은 주사방향 (SD) 과 반대방향으로 된다.

또한, 마스크 (2) 와 투영광학계 (5) 사이, 투영광학계 (5) 와 플레이트 (6) 사이 또는 제 1 광학계 (60) 와 제 2 광학계 (62) 사이의 3 개소 중 블라인드 (4a) 와 블라인드 (4b) 를 다른 개소에 배치하도록 하여도 된다. 이것은, 블라인드 (4c) 및 블라인드 (4d) 를 배치하는 경우에도 동일하다.

[제 3 동작예]

이어서, 제 3 동작예에 대하여 설명한다. 도 13 은 본 실시형태에 관한 노광장치의 제 3 동작예를 설명하는 도면으로서, 도 9a ∼ 도 9d 및 도 12a ∼ 도 12d 에 나타낸 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상술한 제 1 동작예 및 제 2 동작예에서는 마스크 (2) 와 평행한 면내에서 이동하는 블라인드 (4a ∼ 4d) 를 구비하는 경우의 동작에 대하여 설명하였으나, 본 동작예에서는 회전축 (c) 에 대하여 평행하게 배치됨과 동시에 회전축 (c) 을 중심으로 한 원주상에 각각이 서로 수직으로 배치된 평판형상의 블라인드 (4e,4f) 를 구비하고, 회전축 (c) 을 중심으로 하여 블라인드 (4e,4f) 를 회전시킴으로써, 제 1 동작예 및 제 2 동작예와 동일한 효과를 얻고자 하는 것이다.

이 블라인드 (4e,4f) 의 동작은 개략 다음과 같다. 노광동작이 개시되면, 패턴영역 (55) 과 피노광영역 (56) 은 동기하여 부호 SD 가 부여된 주사방향으로 이동하는데, 이 이동속도와 동기하여 블라인드 (4e,4f) 는 회전축 (c) 을 중심으로 하여 원주상을 회전한다.

패턴영역 (55) 의 단부 (55a) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56a) 가 위치 (ES) 에 도달한 시점에서 블라인드 (4e) 는 서서히 제 1 광학계 (60) 의 상부를 개방하도록 회전한다. 또한, 노광중에는 블라인드 (4e) 및 블라인드 (4f) 는 제 1 광학계 (60) 의 상부를 완전히 개방하고 있는 상태로 유지되고, 패턴영역 (55) 의 단부 (55b) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56b) 가 위치 (ES) 에 도달한 시점에서 블라인드 (4f) 는 서서히 제 1 광학계 (60) 의 상부를 폐쇄하도록 회전한다.

제 1 동작예 및 제 2 동작예에 있어서는, 블라인드 (4a ∼ 4d) 를 주사방향 (SD) 으로 이동시키고 있기 때문에, 주사방향 (SD) 으로 블라인드 (4a ∼ 4d) 를 이동시키는 기구를 배치할 필요가 있고, 주사방향 (SD) 에 그 기구의 적어도 일부를 배치하기 위한 스페이스를 확보할 필요가 있었다. 이에 비하여, 제 3 동작예에서 설명한 동작을 실시하는 블라인드 (4e,4d) 를 사용한 경우에는, 주사방향 (SD) 에 대하여 수직인 방향으로 그 구동기구를 배치하기 위한 스페이스를 확보함으로써, 제 1 동작예나 제 2 동작예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 장치의 구성상 주사방향 (SD) 에 스페이스를 확보할 수 없는 경우에는, 블라인드 (4e,4f) 를 사용하면 바람직하다.

또한, 제 1 동작예나 제 2 동작예에서 설명한 블라인드 (4a ∼ 4d) 를 사용하는 경우에는, 블라인드 (4a) 와 블라인드 (4b) 를 또는 블라인드 (4c) 와 블라인드 (4d) 를 개별적으로 구동할 필요가 있기 때문에, 구동기구가 대형화될 우려가 있으나, 원주상을 회전하는 블라인드 (4e,4f) 를 사용하면, 그 구동기구는 1 개만으로 충분하므로 장치구성을 간단화할 수 있다.

그리고 도 13 에 나타낸 예에서는, 원주상에 2 장의 블라인드 (4e,4f) 를 배치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 그 수는 2 장으로 제한되지 않으며 임의여도 된다. 또한, 블라인드 (4e,4f) 의 배치는 패턴영역 (55) 이 형성된 마스크 (2) 와 투영광학계 (5) 사이로 한정되지 않고, 제 1 광학계 (60) 와 제 2 광학계 (62) 사이 또는 투영광학계 (5) 와 피노광영역 (56) 이 설정된 플레이트 (6) 사이여도 됨은 제 1 동작예 및 제 2 동작예와 마찬가지이다. 단, 블라인드 (4e,4f) 를제 1 광학계 (60) 와 제 2 광학계 (62) 사이에 배치한 경우에는 회전방향이 다른 위치에 배치한 경우에 대하여 반대회전으로 된다.

[제 4 동작예]

도 14a ∼ 도 14c 및 도 15a ∼ 도 15c 는 본 실시형태에 관한 노광장치의 제 4 동작예를 설명하는 도면으로서, 도 9 ∼ 도 13 에 나타낸 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호가 부여되어 있다. 상술한 제 3 동작예에 있어서는, 블라인드 (4e,4f) 가 마스크 (2) 와 투영광학계 (5) 사이에 설정된 회전축 (c) 을 중심으로 하여 회전하는 것이었으나, 본 동작예에서는 제 1 광학계 (60) 를 중심으로 하여 원주 (c1) 상을 회전하는 블라인드 (4g) 를 사용하고 있는 점이 다르다. 블라인드 (4g) 가 원주 (c1) 를 따라 회전함으로써, 제 1 광학계 (60) 의 상부 또는 시야조리개 (61) 및 제 2 광학계 (62) 의 상부를 덮는 상태로 된다. 블라인드 (4g) 의 회전중심을 제 1 광학계 (60) 에 설정하는 것은, 1 장의 블라인드 (4g) 만으로 상술한 제 1 동작예, 제 2 동작예 및 제 3 동작예와 동일한 효과를 얻기 위함이다.

노광동작이 개시되면, 도 14a 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55) 과 피노광영역 (56) 은 동기하여 부호 (SD) 가 부여된 주사방향으로 이동을 개시한다. 또한, 블라인드 (4g) 는 원주 (c1) 를 따라 회전을 개시한다. 도 14b 에 나타낸 바와 같이, 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 의 이동에 의해 패턴영역 (55) 의 단부 (55a) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56a) 가 위치 (ES) 에 도달한 시점에서, 블라인드 (4g) 가 원주 (c1) 의 도시위치에 배치되고, 시야조리개 (61) 및 제2 광학계 (62) 의 상부를 완전히 덮도록 블라인드 (4g) 의 회전을 제어한다.

도 14b 에 나타낸 상태에서 조명광이 출사되어 패턴영역 (55) 에 형성된 원화패턴의 피노광영역 (56) 상으로의 노광이 개시된다. 즉, 패턴영역 (55) 과 피노광영역 (56) 이 동기를 취하면서 주사방향 (SD) 으로 이동하면서, 블라인드 (4g) 가 회전을 실시하면, 제 2 광학계 (62) 및 시야조리개 (61) 의 상부가 서서히 개구함으로써, 조명광 (EL) 을 패턴영역 (55) 에 조사함으로써 얻어지는 원화패턴의 이미지가 피노광영역 (56) 에 노광된다.

패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 의 주사방향 (SD) 으로의 이동 및 블라인드 (4g) 의 회전이 더욱 실시되면, 도 14c 에 나타낸 바와 같이 제 2 광학계 (62) 및 시야조리개 (61) 의 상부가 완전히 개방되고, 이 상태에서 블라인드 (4g) 는 정지되어 있다. 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 의 주사방향 (SD) 으로의 이동이 더욱 진행되어, 패턴영역 (55) 의 단부 (55b) 가 위치 (ES) 에 도달한 시점에서 블라인드 (4g) 는 도 15a 에 나타낸 위치로 이동하여 패턴영역 (55) 을 통과한 조명광 (EL) 이외의 빛을 차단한다.

패턴영역 (55) 이외의 부분에서는 도 7 에 나타낸 차광부 (LSA) 가 형성되어 있기 때문에, 조명광 (EL) 은 투과하지 않지만, 차광부 (LSA) 에 결함 (핀 홀 등) 이 형성되어 있는 경우에는, 핀 홀을 조명광 (EL) 이 투과하기 때문에 이것을 블라인드 (4g) 로 차단한다.

패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 이 주사방향 (SD) 으로 더욱 이동하여 패턴영역 (55) 의 단부 (55b) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56b) 가 도 15b 에 나타낸 위치 (EE) 에 도달하면, 블라인드 (4g) 는 도 15b 에 나타낸 위치까지 회전한다. 이 상태로 되면, 노광은 종료된다. 노광이 종료된 상태에서 블라인드 (4g) 는 제 1 광학계 (60) 의 상부를 완전히 덮고 있으며, 조명광 (EL) 이 제 1 광학계 (60) 로 입사하지 않은 상태이다.

따라서, 이 상태로 되었을 때에 예컨대 도 2 에 나타낸 셔터 (20a) 를 닫힘상태로 하여 조명광 (EL) 의 조사를 정지한다. 노광이 종료되면, 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 은 감속하여 동작을 정지한다. 또한, 블라인드 (4g) 는 도 15c 에 나타낸 위치까지 회전하여 초기상태로 되돌림으로써, 일련의 노광동작이 종료된다. 도 14a ∼ 도 14c 및 도 15a ∼ 도 15c 를 참조하여 설명한 본 동작예에 있어서는 제 1 광학계 (60) 를 중심으로 하여 블라인드 (4g) 를 회전시키는 경우의 노광동작에 대하여 설명하였으나, 제 2 광학계 (62) 를 중심으로 하여 블라인드 (4g) 를 회전시키는 경우에도 동일한 동작을 실시함으로써, 제 1 동작예 ∼ 제 3 동작예의 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

[제 5 동작예]

도 16a ∼ 도 16c, 도 17a, 도 17b 는 본 실시형태에 관한 노광장치의 제 5 동작예를 설명하는 도면으로서, 도 9 ∼ 도 15 에 나타낸 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호가 부여되어 있다. 본 동작예에서는 도 16a ∼ 도 16c 및 도 17a, 도 17b 에 나타낸 바와 같이, 패턴영역 (55) 이 형성된 마스크 (2) 와 투영광학계 (5) 사이에 투명한 플렉시블 시트 (70) 를 마스크 (2) 와 평행하게 배치하고, 이 플렉시블 시트 (70) 에 차광부 (71a,71b,71c,71d) 를 형성함으로써 개구부 (70a,70b,70c) 를 형성하고 있다. 차광부 (71a ∼ 71d) 의 주사방향 (SD) 의 폭은 적어도 제 1 광학계 (60) 의 상부를 덮는 만큼의 폭으로 설정되어 있다.

또한, 개구부 (70a ∼ 70c) 는 적어도 제 1 광학계 (60) 의 상부 전체를 개방하는 폭으로 설정되어 있다. 또한, 플렉시블 시트 (70) 는 투영광학계 (5) 를 사이에 두고 주사방향 (SD) 상에 배치된 1 쌍의 롤러 (72,73) 에 감겨 있다. 롤러 (72,73) 는 회전운동 가능하게 구성되며, 롤러 (72) 와 롤러 (73) 가 동일 방향으로 회전운동함으로써, 플렉시블 시트 (70) 에 형성된 차광부 (71a ∼ 71d) 및 개구부 (70a ∼ 70c) 가 주사방향 (SD) 또는 그 반대방향으로 이동한다. 이러한 구성을 갖는 본 동작예에서도 제 1 동작예 ∼ 제 4 동작예와 동일한 효과를 얻고 있다.

노광동작이 개시되면, 도 16a 에 나타낸 바와 같이 도 1 중의 조명광학계 (1) 에서 조명광 (EL) 이 출사되지 않고, 개구부 (70c) 가 제 1 광학계 (60) 의 상부에 배치되어 있고, 마스크 (2) 에 형성된 패턴영역 (55) 과 플레이트 (6) 에 형성된 피노광영역 (56) 은 동기하여 주사방향 (SD) 으로 동작을 개시한다. 또한, 롤러 (72,73) 가 회전하여 차광부 (71a ∼ 71d) 및 개구부 (70a ∼ 70c) 가 주사방향 (SD) 으로 이동하도록 플렉시블 시트 (70) 를 감아올린다. 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 의 이동이 진행되어, 도 16d 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55) 의 단부 (55a) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56a) 가 위치 (ES) 에 도달한 시점에서 개구부 (70b) 와 차광부 (71c) 의 경계가 위치 (ES) 에 위치하도록 롤러 (73) 는 플렉시블 시트 (70) 를 감아올린다.

도 16b 에 나타낸 상태에서 조명광이 출사되어 패턴영역 (55) 에 형성된 원화패턴의 피노광영역 (56) 상으로의 노광이 개시된다. 즉, 패턴영역 (55) 과 피노광영역 (56) 이 동기를 취하면서 주사방향 (SD) 으로 이동하면서, 차광부 (71c) 도 이들과 동기를 취하도록 롤러 (73) 가 플렉시블 시트 (70) 를 감아올리면, 제 1 광학계 (60) 의 상부가 서서히 개구하여 패턴영역 (55) 내에서 조명광 (EL) 이 조사되는 원화패턴의 일부의 이미지가 피노광영역 (56) 에 전사된다.

노광이 개시되면, 패턴영역 (55), 차광부 (71a ∼ 71d) 및 개구부 (70a ∼ 70c), 그리고 피노광영역 (56) 은 동일 속도로 동기하여 주사방향 (SD) 으로 이동하여 노광을 진행시킨다. 노광이 진행되어 도 16c 에 나타낸 바와 같이 개구부 (70b) 가 제 1 광학계 (60) 의 상부에 위치하고, 제 1 광학계 (60) 의 상부가 완전히 개방되면, 롤러 (73) 는 플렉시블 시트 (70) 의 감아올림을 일시 정지한다. 이 상태에서도 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 은 동기를 취하면서 주사방향 (SD) 으로 이동하여 노광을 진행시킨다.

패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 이 주사방향 (SD) 으로 동기하면서 계속 이동하여, 도 16c 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55) 의 단부 (55b), 피노광영역 (56) 의 단부 (56b) 및 차광부 (71b) 와 개구부 (70b) 의 경계위치가 주사방향 (SD) 에 대하여 수직인 동일면내에 포함되면, 패턴영역 (55), 피노광영역 (56), 그리고 차광부 (71a ∼ 71d) 및 개구부 (70a ∼ 70c) 가 동기하여 주사방향 (SD) 으로 이동한다.

그 후에도 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56), 그리고 차광부 (71a ∼ 71d)및 개구부 (70a ∼ 70c) 는 동기하면서 일정한 속도로 주사방향 (SD) 으로 이동하여, 도 17a 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55) 의 단부 (55b), 피노광영역 (56) 의 단부 (56b) 및 차광부 (71b) 와 개구부 (70a) 의 경계가 위치 (EE) 에 도달한 시점에서 노광은 종료된다. 그 후, 도 17b 에 나타낸 바와 같이 패턴영역 (55) 및 피노광영역 (56) 은 감속하여 정지한다. 또한, 롤러 (73) 는 개구부 (70a) 가 제 1 광학계 (60) 의 상부에 위치할 때까지 플렉시블 시트 (70) 를 감아올리며, 그럼으로써 일련의 노광동작은 종료된다.

이상, 제 5 동작예에 대하여 설명하였으나, 상술한 제 1 동작예 ∼ 제 4 동작예와 동일한 효과를 얻을 수 있고, 또한 도 1 중의 블라인드 (4) 로서 플렉시블 시트 (70) 에 형성된 차광부 (71a ∼ 71d) 및 개구부 (70a ∼ 70c) 를 이용하고, 플렉시블 시트 (70) 를 롤러 (72,73) 로 감아올려 이동시키도록 하고 있기 때문에, 제 1 동작예 및 제 2 동작예와 같이 블라인드 (4a) 및 블라인드 (4b) 또는 블라인드 (4c) 및 블라인드 (4d) 를 개별적으로 제어할 필요가 없다. 따라서, 주사방향 (SD) 의 장치구성을 간략화할 수 있음과 동시에, 제 3 동작예 및 제 4 동작예에 나타낸 바와 같이 주사방향 (SD) 에 수직인 방향의 구성을 간략화할 수 있다.

그리고, 상술한 제 5 동작예에서는 플렉시블 시트 (70) 를 마스크 (2) 와 투영광학계 (5) 사이에 배치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 플렉시블 시트 (70) 를 투영광학계 (5) 와 플레이트 (6) 사이에 배치하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 플렉시블 시트 (70) 를 제 1 광학계 (60) 와 제 2 광학계 (62) 사이에 배치하여도 되지만, 이 위치에 배치한 경우에는 플렉시블 시트 (70) 의 이동방향은 주사방향 (SD) 과 반대방향으로 된다.

상술한 제 5 동작예에 있어서는, 노광동작을 반복하여 실시할 경우, 블라인드 (4) 로서의 플렉시블 시트 (70) 에 형성된 차광부 (71a ∼ 71d) 및 개구부 (70a ∼ 70c) 의 위치가 기계적 오차나 전기 노이즈 등의 영향을 받아 변화하며, 이 변화가 축적되어 오차가 커질 가능성을 생각할 수 있다. 특히, 동일 로트내의 복수의 플레이트 (6) 를 장시간에 걸쳐 처리할 경우에 그 가능성이 커진다. 이하, 플렉시블 시트 (70) 에 형성된 차광부 (71a ∼ 71d) 및 개구부 (70a ∼ 70c) 의 위치 오차를 보정하는 방법에 대하여 설명한다.

이 방법에서는 노광에는 영향을 미치지 않고, 차광부 (71a ∼ 71d) 및 개구부 (70a ∼ 70c) 의 경계 중 어느 하나, 예컨대 차광부 (71a) 와 개구부 (70a) 의 경계위치를 측정할 수 있는 위치에 센서를 배치한다. 여기서 사용하는 센서는 광량을 측정한다는 조건에서 SDP (실리콘 포토다이오드) 가 최적이지만, 라인센서나 CCD (Charge Coupled Devic) 등과 같이 광량 뿐만 아니라 그 분포를 측정할 수 있는 센서를 사용하면, 경계위치를 보다 높은 정밀도로 검출할 수 있다. 그리고, 미리 경계위치와 설치한 센서의 광량정보를 측정해서 메모리나 하드디스크 등의 기억장치에 기억해 둔다. 또한, 노광할 때마다 경계위치와 함께 센서의 출력치도 기억한다.

보정할 경우에는, 반복해서 노광처리가 실시되고 있는 도중에 앞의 노광처리시에 얻어진 경계의 위치정보 및 광량정보와, 미리 기억장치에 기억되어 있는 위치정보 및 광량정보에 의거하여 경계위치의 오차를 산출하고, 롤러 (72,73) 에 의해플렉시블 시트 (70) 를 감아올림으로써 보정을 실시한다. 이상의 동작에 의해 노광처리를 실시할 때마다 축적되어 가는 오차를 없앨 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 마스크 (2) 에 조사되는 조명광 (EL) 중 마스크 (2) 에 형성된 패턴영역 (55) 이외를 통과하는 빛을 블라인드에 의해 차단하도록 하였기 때문에, 도 7 에 나타낸 바와 같이 주사방향 (SD) (X 축방향) 에 관한 시야영역 (2a ∼ 2g) 의 폭이 넓어도 마스크 (2) 주위에 형성되는 차광부 (LSA) 의 폭을 넓힐 필요가 없으므로 마스크 (2) 의 작성비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 차광부 (LSA) 에 핀 홀 등의 점 결함이 발생한 경우라도, 이 점 결함을 통과하는 조명광을 블라인드 (4) 에 의해 차광하고 있기 때문에, 플레이트 (6) 의 노광되어야 할 부분 이외의 부분이 노광되지 않으므로 노광불량을 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 제 1 ∼ 제 5 동작예에서는, 노광개시시점에서 블라인드의 단부를 패턴영역 (55) 의 단부 (55a) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56a) 와 거의 일치시키도록 블라인드의 이동을 제어하는 것으로 하였다. 그러나, 마스크 (2) 상의 차광띠 (LSA) 의 폭이 넓지 않은, 예컨대 종래의 마스크와 동일한 정도 (2 ㎜ 정도) 일 때에는, 그 차광띠 (LSA) 내에 핀 홀 등의 결함이 발생하는 일이 없는 것으로 생각된다. 따라서, 핀 홀 등의 결함을 무시할 수 있는 차광띠 (LSA) 가 형성된 마스크를 사용하는 경우에는, 노광개시시점에서 블라인드의 단부를 패턴영역 (55) 의 단부 (55a) 및 피노광영역 (56) 의 단부 (56a) 와 정확하게 일치시킬 필요는 없고, 블라인드의 단부가 그 차광띠 (LSA) 내에서 벗어나지 않도록 블라인드의 이동을 억제하는 것만으로 충분하다. 이 경우, 블라인드의 이동정밀도를 비교적 느슨하게 할 수 있으므로, 블라인드의 구동기구의 소형화나 간략화 등을 도모할 수 있다.

그리고, 이상 설명한 실시형태는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 기재된 것이며, 본 발명을 한정하기 위하여 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기 실시형태에 개시된 각 요소는 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계변경이나 균등물을 포함하는 취지이다.

예컨대, 액정표시소자의 제조에 사용되는 노광장치 뿐만 아니라, 플라스마 디스플레이, 반도체소자, 박막자기헤드 및 촬상소자 (CCD 등) 의 제조에도 사용되는 노광장치, 레티클이나 마스크를 제조하기 위하여 유리기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로패턴을 전사형성하는 노광장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은 노광장치의 용도에 관계없이 적용할 수 있다.

노광장치의 광원으로서는, g 선 (436 ㎚) 이나 i 선 (365 ㎚) 등의 휘선(輝線)을 발생하는 수은램프 외에 KrF 엑시머 레이저 (248 ㎚), ArF 엑시머 레이저 (193 ㎚), F₂레이저 (157 ㎚), Kr₂레이저 (파장 146 ㎚), KrAr 레이저 (파장 134 ㎚) 또는 Ar₂레이저 (파장 126 ㎚) 등이어도 되며, 그리고 EUV (Extreme Ultraviolet) 광 등을 포함하는 X 선 또는 전자선이나 이온 빔 등의 하전입자선을 이용할 수도 있다.

또한, F₂레이저나 ArF 엑시머 레이저 등을 이용하는 것 대신에, 예컨대 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저에서 발진되는 적외역 또는 가시역의 단일파장레이저를 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양쪽) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭하며, 그리고 비선형 광학결정을 사용하여 자외광으로 파장변환한 고주파를 사용하여도 된다.

예컨대, 단일파장 레이저의 발진파장을 1.51 ∼ 1.59 ㎛ 범위내로 하면, 발생파장이 189 ∼ 199 ㎚ 범위내인 8 배 고주파 또는 발생파장이 151 ∼ 159 ㎚ 범위내인 10 배 고주파가 출력된다. 특히 발진파장을 1.544 ∼ 1.553 ㎛ 범위내로 하면, 193 ∼ 194 ㎚ 범위내의 8 배 고주파, 즉 ArF 엑시머 레이저와 거의 동일 파장으로 되는 자외광을 얻을 수 있고, 발진파장을 1.57 ∼ 1.58 ㎛ 범위내로 하면, 157 ∼ 158 ㎚ 범위내의 10 배 고주파, 즉 F₂레이저와 거의 동일 파장으로 되는 자외광을 얻을 수 있다.

또한, 발진파장을 1.03 ∼ 1.12 ㎛ 범위내로 하면, 발생파장이 147 ∼ 160 ㎚ 범위내인 7 배 고주파가 출력되고, 특히 발진파장을 1.099 ∼ 1.106 ㎛ 범위내로 하면, 발생파장이 157 ∼ 158 ㎛ 범위내인 7 배 고주파, 즉 F₂레이저와 거의 동일 파장으로 되는 자외광을 얻을 수 있다. 그리고, 단일파장 발진레이저로서는 이테르븀·도프·파이버 레이저를 사용한다.

투영광학계는 등배계 뿐만 아니라 축소계 또는 확대계여도 된다. 또한, 투영광학계는 굴절계, 반사굴절계 및 반사계 중 어느 것이어도 된다. 엑시머 레이저 등의 원자외선 또는 진공자외선을 사용할 경우, 초석재로서 석영이나 형석 등이 사용되는 굴절소자를 갖는 굴절계 또는 반사굴절계가 채택되고, Ar₂레이저나X 선을 사용하는 경우에는 반사계가 채택된다. 또한, 전자선을 사용할 경우에는 광학계로서 전자렌즈 및 편향기로 이루어지는 전자광학계를 사용하면 된다.

그런데, 복수의 렌즈 등의 광학소자로 구성되는 조명광학계 (1) 및 투영광학계 (5) 를 노광장치 본체에 설치하여 광학조정을 실시함과 동시에, 다수의 기계부품으로 이루어지는 마스크 스테이지나 플레이트 스테이지를 노광장치 본체에 장착하여 배선이나 배관을 접속함과 동시에, 본 발명에 관한 블라인드 (4) 나 그 구동장치를 설치하여 종합조정 (전기조정, 동작확인 등) 을 더욱 실시함으로써 상기 실시형태의 노광장치를 제조할 수 있다. 그리고, 노광장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 크린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 디스플레이장치 등을 포함하는 마이크로 디바이스는, 회로의 기능·성능설계를 실시하는 단계, 이 설계단계에 의거하여 마스크를 제작하는 단계, 실리콘 웨이퍼 또는 유리플레이트를 제작하는 단계, 상술한 실시형태에서 설명한 노광장치를 사용하여 마스크의 패턴을 기판상에 전사하는 단계, 조립단계 (다이싱공정, 패키지공정 등을 포함함) 및 검사단계 등을 거쳐 제조된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 마스크의 패턴영역의 외측부분을 블라인드에 의해 피복할 수 있게 됨으로써, 마스크에 설치되어 있는 차광대역의 폭을 넓게 하지 않으면서 감광기판의 소망 영역만을 노광할 수 있는 효과가 있다.

또한, 마스크의 차광대역에 점 결함(핀 홀)이 있는 경우에도, 상기 점 결함의 이미지가 기판에 전사되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

광원으로부터의 조명광에 대하여 마스크와 감광기판을 상대이동하고, 상기 마스크를 통해 상기 조명광으로 상기 감광기판을 주사노광하는 노광장치로서,

상기 조명광을 상기 마스크에 조사하는 조명광학계와,

상기 마스크의 패턴 이미지를 감광기판상에 투영하는 투영광학계와,

상기 주사노광시에 상기 마스크와 상기 감광기판을 동기이동하는 스테이지장치와,

상기 조명광학계로부터 사출되는 조명광의 광로를 차단하도록 상기 마스크가 이동되는 제 1 방향을 거의 따라 이동가능한 차광부재를 구비하고,

상기 차광부재는 상기 마스크의 이동중에 상기 마스크의 적어도 일부를 덮도록 이동되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 투영광학계는 상기 패턴의 이미지를 형성하는 서로 분리된 복수의 투영영역을 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항에 있어서, 상기 투영광학계는 상기 제 1 방향에 관하여 상기 복수의 투영영역이 떨어져서 배치됨과 동시에, 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 관하여 상기 복수의 투영영역이 그 적어도 일단에서 부분적으로 겹치는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 3 항에 있어서, 상기 투영광학계는, 상기 복수의 투영영역을 각각 상기 제 2 방향을 길이방향으로 하는 사각형상으로 규정하는 복수의 광학유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 4 항에 있어서, 상기 복수의 광학유닛은 각각 상기 패턴의 1 차상을 상기 감광기판상에 재결상(再結像)함과 동시에, 상기 투영영역을 규정하는 시야조리개가 상기 1 차상의 형성면 또는 그 근방에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 5 항에 있어서, 상기 조명광학계는 상기 투영광학계에 관하여 상기 복수의 투영영역과 공액(共役)인 복수의 시야영역을 포함하는 상기 마스크상의 조명영역에 상기 조명광을 조사하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 6 항에 있어서, 상기 조명영역은 상기 복수의 시야영역에 대응하여 복수로 분할되고, 상기 조명광학계는 상기 조명광을 복수로 분할하여 상기 복수의 조명영역에 각각 조사하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 7 항에 있어서, 상기 조명광학계는 상기 복수의 조명영역에 각각 대응하여 설치되는 복수의 부분광학계와, 상기 광원으로부터의 조명광을 상기 복수의 부분광학계로 분배하는 광분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 8 항에 있어서, 상기 조명광학계는 복수의 광원에서 발생하는 조명광을 각각 상기 광분배기로 입사시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광부재는 상기 복수의 투영영역에 각각 대응하여 설치되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 10 항에 있어서, 상기 조명광학계는 상기 마스크의 이동에 따라 상기 투영광학계에 관하여 상기 복수의 투영영역과 공액(共役)인 복수의 시야영역을 상기 조명광으로 선택적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광부재는 상기 마스크와 상기 투영광학계의 사이, 상기 투영광학계내에서 상기 마스크의 패턴 형성면과 실질적으로 공액(共役)인 면 또는 그 근방 및 상기 투영광학계와 상기 감광기판의 사이 중 적어도 한 곳에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 12 항에 있어서, 상기 차광부재는 상기 마스크와 상기 투영광학계의 사이에 배치됨과 동시에, 상기 패턴의 이미지가 형성되는 투영영역을 규정하는 시야조리개가 상기 투영광학계내에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 12 항에 있어서, 상기 차광부재는 상기 마스크 및 상기 감광기판의 일측과 상기 투영광학계의 사이에서 원궤도상을 이동되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 14 항에 있어서, 상기 차광부재는 상기 마스크 및 상기 감광기판의 일측과 상기 투영광학계의 사이와, 상기 투영광학계내에서 상기 마스크의 패턴 형성면과 거의 공액(共役)인 면 또는 그 근방의 양측을 통과하도록 원궤도상을 이동되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 12 항에 있어서, 상기 차광부재는 투명한 플렉시블 시트의 일부에 형성된 차광부에 의해 구성되고, 상기 플렉시블 시트를 상기 마스크의 이동에 따라 감는 1 쌍의 롤러를 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용하는 디스플레이장치의 제조방법으로서,

상기 조명광에 대하여 표시소자를 구성하는 패턴이 형성된 마스크와 감광성 플레이트를 상대이동함과 동시에, 상기 상대이동중에 상기 차광부재를 상기 마스크의 이동방향을 거의 따라 이동하여 상기 패턴의 이미지를 상기 플레이트상에 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
제 17 항에 있어서, 상기 투영광학계의 시야내에서 서로 분리된 복수의 투영영역에 상기 패턴의 이미지를 형성함과 동시에, 상기 마스크의 이동에 따라 상기 투영광학계에 관하여 상기 복수의 투영영역과 공액(共役)인 복수의 시야영역을 상기 조명광으로 선택적으로 조사하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
광원으로부터의 조명광에 대하여 마스크와 감광기판을 상대이동하고, 상기 마스크를 통해 상기 조명광으로 상기 감광기판을 주사노광하는 노광방법으로서,

상기 마스크의 패턴 이미지를 투영광학계의 시야내에서 서로 분리된 복수의 투영영역에 형성하고, 상기 상대이동중에 상기 투영광학계에 관하여 상기 복수의 투영영역과 공액(共役)인 복수의 시야영역을 상기 조명광으로 선택적으로 조사함과 동시에, 상기 감광기판으로 입사하는 조명광을 부분적으로 차단하는 차광부재를 상기 마스크의 이동방향을 거의 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 노광방법.