KR20110106836A - 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법, 그리고 노광 장치, 노광 방법 및 기판 - Google Patents

Abstract

광원부의 교환 시간 및 장치의 다운 타임을 단축시킬 수 있는 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법, 그리고 노광 장치, 노광 방법 및 기판을 제공한다.
광조사 장치 (80) 는, 램프 (71) 와 램프 (71) 로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사경 (72) 을 각각 포함하는 복수의 광원부 (73) 와, 소정 수의 광원부 (73) 를 각각 장착 가능한 복수의 카세트 (81) 와, 복수의 카세트 (81) 를 장착 가능한 지지체 (82) 를 구비한다.

Description

노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법, 그리고 노광 장치, 노광 방법 및 기판{LIGHT IRRADIATING APPARATUS FOR EXPOSURE APPARATUS, LIGHTING CONTROL METHOD THEREOF, EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD AND SUBSTRATE}

본 발명은, 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법, 그리고 노광 장치, 노광 방법 및 기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등의 대형 플랫 패널 디스플레이의 기판 상에 마스크의 마스크 패턴을 노광 전사하는 노광 장치에 적용할 수 있는 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법, 그리고 노광 장치, 노광 방법 및 기판에 관한 것이다.

종래, 플랫 패널 디스플레이 장치의 컬러 필터 등의 패널을 제조하는 장치로서, 근접 노광 장치, 스캔 노광 장치, 투영 노광 장치, 미러 프로젝션, 밀착식 노광 장치 등의 여러 가지 노광 장치가 고안되어 있다. 예를 들어, 분할 축차 근접 노광 장치에서는, 기판보다 작은 마스크를 마스크 스테이지에 의해 유지함과 함께 기판을 워크 스테이지에 의해 유지하여 양자를 근접시켜 대향 배치한 후, 워크 스테이지를 마스크에 대해서 스텝 이동시키고 각 스텝마다 마스크측으로부터 기판에 패턴 노광용의 광을 조사함으로써, 마스크에 묘화된 복수의 패턴을 기판 상에 노광 전사하여, 1 장의 기판에 복수의 패널을 제작한다. 또한, 스캔 노광 장치에서는, 일정 속도로 반송되고 있는 기판에 대해서 노광용 광을 마스크를 사이에 두고 조사하여, 기판 상에 마스크의 패턴을 노광 전사한다.

최근, 디스플레이 장치는 점차로 대형화되어, 예를 들어, 분할 축차 노광에 있어서, 제 8 세대 (2200 ㎜ × 2500 ㎜) 의 패널을 4 회의 노광 쇼트로 제조하는 경우, 1 회의 노광 영역은 1300 ㎜ × 1120 ㎜ 가 되고, 6 회의 노광 쇼트로 제조하는 경우, 1 회의 노광 영역은 1100 ㎜ × 750 ㎜ 가 된다. 따라서, 노광 장치에 있어서도 노광 영역의 확대가 요구되고 있으며, 사용되는 광원의 출력도 높일 필요가 있다. 이 때문에, 조명 광학계로서, 복수의 광원을 사용하여 광원 전체의 출력을 높이려고 한 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1∼4 참조). 예를 들어, 특허문헌 2 에 기재된 광조사 장치에서는, 복수의 램프의 일부를 점등 중에, 조도계에 의해 측정된 실제 조도와 미리 설정된 적정 조도를 비교하여, 실제 조도의 과부족에 따라서, 램프의 통전을 차단하거나, 예비 램프를 통전시키거나 하고 있다. 특허문헌 3 에 기재된 광조사 장치에서는, 램프의 점등 중에, 광원 유닛을 뒤쪽에서부터 떼어내고, 새로운 광원 유닛을 장착하여, 제조 라인을 멈추지 않고서 램프 교환을 실시하고, 또한, 광원 유닛을 지지체에 장착할 때에는 광원 유닛의 위치 결정부를 지지체의 위치 결정 모서리부에 밀어붙여, 광축 방향의 위치 결정을 실시하는 것이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 4 에 기재된 노광용 조명 장치에서는, 내압이 상이한 램프를 각각 구비한 적어도 2 종 이상의 램프 유닛과, 램프 유닛을 유지하는 램프 홀더를 구비하고, 노광 대상물을 노광하기에 최적의 램프 유닛을 선택적으로 발광시키는 것이 기재되어 있다.

일본 특허공보 제4391136호 일본 공개특허공보 2008-241877호 일본 공개특허공보 2006-278907호 일본 공개특허공보 2008-191252호

그런데, 노광 장치에서는, 광조사 장치의 조도를 변화시키는 것에 의해 다양한 레지스트의 감도 특성에 대응할 수 있다. 노광량은 조도와 시간의 곱에 의해 산출되기 때문에, 조도 또는 시간을 변경함으로써 적절한 노광량을 얻을 수 있는데, 피노광물에 따라서는 저조도로 노광할 필요가 있어, 조도를 자유롭게 변경할 수 없는 초고압 대형 수은등 광원에서는, 조도를 변경하여 적절한 노광량을 얻기 위해서, 종래에 감광 (ND) 필터 등을 사용하여 저조도를 실현하고 있다. 이 경우, 불필요한 소비 전력이 발생하고, 또한 ND 필터 등의 광학 부품이 필요하였다. 특허문헌 2 에서는, 램프의 일부를 점등시켜 노광하는 것은 기재되어 있는데, 정조도 (定照度) 운전을 노리는 것으로서, 소비 전력의 억제를 의도한 것이 아니며, 또한, 어떻게 복수의 램프를 점등·소등시키는가에 관해서는 기재되어 있지 않다.

또한, 특허문헌 1 및 2 에서는, 램프를 교환할 때에는 램프를 1 개씩 교환할 필요가 있어, 램프 교환에 시간이 걸려서 장치를 정지시키는 시간 (다운 타임) 이 길어진다. 다운 타임을 없애는 것을 목적으로 한 기술로서 특허문헌 3 과 같은 노광 운전 중에 램프를 교환할 수 있는 구성이 공개되어 있지만, 작업자의 교환 시간 자체는 개별 교환이기 때문에, 시간이 긴 것에 차이는 없다.

또한, 특허문헌 1 및 3 에서는, 램프를 지지하는 지지체의 광 출사측 면이 구면을 따라서 형성되어 있기 때문에, 램프의 수를 증가시킨 경우에는, 그 구면의 표면적이 증대하여, 양호한 정밀도의 곡면 가공이 곤란하다는 문제가 있다.

또한, 수은 램프로부터 조사된 자외선은, 조명 광학계를 통과함으로써 콜리메이션각을 가진 평행광으로 되는데, 경면에서 반사되거나, 렌즈를 투과하거나 하는 것에 의해서, 투과, 흡수는 파장마다 다르기 때문에 자외선의 분광 특성이 변화한다.

피노광 재료인 포토레지스트는 파장 436 ㎚ 의 g 선 이하에 노광 감도를 가지고 있고, 특히 액정 컬러 필터에 사용되는 네거티브형의 포토레지스트에서는, 최근 그 중심 노광 감도가 i 선 (365 ㎚) 이하의 파장으로 되어 있는 경우가 많다.

대형의 초고압 수은 램프에서는 유리의 면적이 증가하기 때문에, 방전에 의해 발생한 자외선이 유리를 통과할 때, 단파장측이 유리에 흡수되고 말아, 노광에 필요한 파장 성분이 적어지는 현상이 발생하고 있다. 또한, 노광광의 분광 특성은 사용하고 있는 램프의 분광 비율에 의존하기 때문에, 자유롭게 파장마다의 강도비를 변경할 수가 없었다. 이 때문에, 포토레지스트의 노광 감도에 따라서 램프를 교환할 필요가 있었다.

한편, 특허문헌 4 와 같은 소형 램프를 사용한 경우에는, 유리의 면적이 작기 때문에 단파장측의 흡수가 작고, 또한, 내압이 상이한 램프를 구비한 2 종 이상의 램프 유닛을 목적하는 수만큼 선택적으로 발광시킴으로써, 최적의 노광 조건으로 노광시키고 있다. 그러나, 특허문헌 4 에는, 어떻게 최적의 노광 조건이 되도록 램프를 선택하는가에 대한 구체적인 기재가 없다.

본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은, 광원부의 교환 시간 및 장치의 다운 타임을 단축시킬 수 있는 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법, 그리고 노광 장치, 노광 방법 및 기판을 제공하는 것에 있다. 또한, 제 2 목적은, 필요한 조도에 따라서 소비 전력을 억제할 수 있음과 함께, 광원부를 용이하게 제어할 수 있는 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법, 그리고 노광 장치, 노광 방법 및 기판을 제공하는 것에 있다. 그리고, 제 3 목적은, 광원부를 교환하지 않고서, 파장마다의 강도를 자유롭게 설정할 수 있는 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법, 그리고 노광 장치, 노광 방법 및 기판을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 상기 목적은, 하기의 구성에 의해 달성된다.

(1) 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와,

소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와,

그 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.

(2) 상기 카세트는, 상기 소정 수의 광원부가 지지되는 광원 지지부를 갖고,

상기 광원 지지부는, 상기 소정 수의 광원부의 광이 조사되는 각 조사면에서부터, 상기 소정 수의 광원부의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈의 입사면까지의 각 광축의 거리가 대략 일정해지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(3) 상기 지지체는, 상기 복수의 카세트가 각각 장착되는 복수의 카세트 장착부를 갖고,

상기 복수의 카세트 장착부는, 상기 모든 광원부의 광이 조사되는 각 조사면에서부터, 상기 모든 광원부의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈의 입사면까지의 각 광축의 거리가 대략 일정해지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 (2) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(4) 상기 복수의 카세트 장착부는, 상기 카세트의 광원 지지부가 면하는 개구부와, 그 광원 지지부의 주위에 형성된 평면부와 맞닿는 평면을 각각 구비하고,

소정의 방향으로 정렬한 상기 복수의 카세트 장착부의 각 평면은, 소정의 각도로 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 (3) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(5) 상기 지지체의 카세트 장착부는, 상기 평면을 바닥면으로 한 오목부에 형성되고,

상기 카세트는, 상기 카세트 장착부의 오목부에 끼워 맞춰지는 것을 특징으로 하는 (4) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(6) 상기 카세트는, 상기 소정 수의 광원부가 지지되는 광원 지지부를 갖고,

상기 광원 지지부에 지지된 최외주에 위치하는 상기 광원부의 중심을 4 변으로 연결한 선이 직사각형 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(7) 상기 지지체는, 상기 복수의 카세트가 각각 장착되는 복수의 카세트 장착부를 갖고,

상기 복수의 카세트 장착부는, 서로 직교하는 방향으로 배치되는 상기 카세트의 각 개수를 일치시켜 직사각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 (6) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(8) 상기 카세트는, 상기 광원 지지부에 지지된 상기 소정 수의 광원부를 둘러싼 상태로, 상기 광원 지지부에 장착되는 커버 부재를 갖고,

상기 광원 지지부와 상기 커버 부재 사이의 수납 공간 내에 있어서, 인접하는 상기 광원부의 반사 광학계의 배면은 직접 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 (2) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(9) 상기 커버 부재에는, 상기 수납 공간과 그 커버 부재의 외부를 연이어 통하는 연통구멍과 연통홈의 적어도 하나가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (8) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(10) 상기 지지체에는, 상기 각 광원부를 냉각시키기 위해서 냉각수가 순환하는 냉각용 배관이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(11) 상기 각 광원부의 광이 조사되는 각 조사면에 대하여 후방 및 측방의 적어도 일방으로부터 상기 지지체 내의 공기를 강제 배기하는 강제 배기 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(12) 상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 추가로 구비하고,

상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(13) 상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 추가로 구비하고,

상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 상기 광원부를 교대로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(14) 상기 소정 수의 광원부는, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(15) 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와,

소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와,

그 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체와,

상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.

(16) 상기 제어부는, 상기 복수의 카세트의 상기 소정 수의 광원부가 동일한 점등 패턴으로 대략 회전 대칭으로 동시에 점등하도록 제어함으로써, 상기 모든 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하는 것을 특징으로 하는 (15) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(17) 상기 제어부는, 상기 카세트 내의 소정 수의 광원부 중, 점등하는 상기 광원부의 수가 상이한 복수의 점등 패턴군을 구비함과 함께, 그 각 점등 패턴군은, 상기 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하는 복수의 점등 패턴을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 (15) 또는 (16) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(18) 상기 각 광원부의 점등 시간을 카운트하는 타이머를 추가로 구비하고,

상기 제어부는, 원하는 조도에 따라서 상기 복수의 점등 패턴군 중 어느 것을 선택함과 함께, 그 선택된 점등 패턴군 중, 상기 광원부의 점등 시간에 기초하여 상기 점등 패턴을 선택하는 것을 특징으로 하는 (17) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(19) 상기 각 광원부의 점등 시간을 카운트하는 타이머를 추가로 구비하고,

상기 제어부는, 상기 각 광원부의 점등 시간, 및 점등시에 공급된 전압 또는 전력에 기초하여 상기 복수의 광원부의 잔존 수명을 계산하고,

상기 제어부는, 원하는 조도에 따라서 상기 복수의 점등 패턴군 중 어느 것을 선택함과 함께, 그 선택된 점등 패턴군 중, 상기 광원부의 잔존 수명에 기초하여 상기 점등 패턴을 선택하는 것을 특징으로 하는 (17) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(20) 상기 원하는 조도가, 상기 복수의 점등 패턴군에 의해 얻어지는 조도와 상이할 때, 상기 원하는 조도에 가까운 조도가 얻어지는 점등 패턴군을 선택함과 함께, 상기 점등하는 광원부에 공급하는 전압 또는 전력을 조정하는 것을 특징으로 하는 (18) 또는 (19) 에 기재된 노광 장치용 조사 장치.

(21) 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와,

소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와,

그 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체와,

상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 구비하고,

상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에 있어서의 상기 소정 수의 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 상기 광원부를 교대로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.

(22) 상기 제어부는, 상기 복수의 카세트의 상기 소정 수의 광원부가 동일한 점등 패턴으로 동시에 점등하도록 제어함으로써, 상기 모든 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 상기 광원부가 교대로 점등하는 것을 특징으로 하는 (21) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(23) 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 소정 수의 광원부와,

상기 소정 수의 광원부의 광이 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 상기 소정 수의 광원부를 지지하는 카세트를 구비하는 노광 장치용 광조사 장치로서,

상기 소정 수의 광원부는, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.

(24) 상기 소정 수의 광원부의 각 발광부는, 분광 특성이 동일하고,

상기 소정 수의 광원부는, 그 일부에 파장 컷 필터를 배치함으로써, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부를 구성하는 것을 특징으로 하는 (23) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(25) 상기 카세트를 복수 구비함과 함께,

상기 모든 광원부의 광이 상기 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 상기 복수의 카세트가 장착되는 프레임을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 (23) 또는 (24) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치.

(26) 피노광재로서의 기판을 유지하는 기판 유지부와,

상기 기판과 대향하도록 마스크를 유지하는 마스크 유지부와,

(1) ∼ (25) 중 어느 하나에 기재된 상기 광조사 장치와, 그 광조사 장치의 복수의 광원부에서 출사된 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈를 갖는 조명 광학계를 구비하고, 상기 기판에 대해서 상기 조명 광학계로부터의 광을 상기 마스크를 사이에 두고 조사하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.

(27) 피노광재로서의 기판을 유지하는 기판 유지부와,

상기 기판과 대향하도록 마스크를 유지하는 마스크 유지부와,

(1) ∼ (25) 중 어느 하나에 기재된 상기 광조사 장치와, 그 광조사 장치의 복수의 광원부에서 출사된 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈를 갖는 조명 광학계를 구비하는 노광 장치를 사용하여,

상기 기판에 대해서 상기 조명 광학계로부터의 광을 상기 마스크를 사이에 두고 조사하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.

(28) (27) 에 기재된 노광 방법을 사용하여 노광되는 것을 특징으로 하는 기판.

(29) 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와, 소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와, 그 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체와, 상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 구비하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법으로서,

상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법.

(30) 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와, 소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와, 그 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체와, 상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 구비하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법으로서,

상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 상기 광원부를 교대로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법.

(31) 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와,

소정 수의 상기 광원부의 광이 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 상기 소정 수의 광원부를 지지하는 복수의 카세트와,

상기 모든 광원부의 광이 상기 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 상기 복수의 카세트가 장착되는 프레임과,

상기 인티그레이터 렌즈의 하류측에 배치되고, 각 파장에 대응한 조도를 계측하는 조도계와,

상기 각 발광부의 점등·소등, 및 조도를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 소정 수의 광원부는, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부에 의해서 구성되는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법으로서,

상기 제어부는, 상기 조도계에 의해 계측된 각 파장에 대응한 조도에 기초하여, 소정의 파장에 있어서 원하는 조도가 얻어지도록, 상기 카세트 내의 각 광원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법.

(32) 상기 소정 수의 광원부의 각 발광부는 분광 특성이 동일하고,

상기 소정 수의 광원부는, 그 일부에 파장 컷 필터를 배치함으로써, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부를 구성하는 것을 특징으로 하는 (31) 에 기재된 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법.

또한, 「조도」란, 1 ㎠ 의 면적이 1 초 동안 받는 에너지 [mW/㎠] 를 말한다.

본 발명의 노광 장치용 광조사 장치, 노광 장치 및 노광 방법에 의하면, 소정 수의 광원부를 1 개의 카세트에 장착 유닛화하여 관리함으로써, 램프 교환 시간 및 장치의 다운 타임을 단축시킬 수 있다.

또한, 카세트를 사용함으로써, 지지체에 큰 곡면 가공을 실시하지 않고서 모든 광원을 단일 곡면 상에 배치할 수 있다.

또한, 본 발명의 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법에 의하면, 제어부는, 각 카세트 내에서의 소정 수의 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하도록 제어했기 때문에, 필요한 조도에 따라서 소비 전력을 억제하여 노광할 수 있고, 카세트별로 제어하기 때문에, 기판의 크기 (세대) 의 변경이나 램프등(燈)의 수에 상관없이 램프의 점등을 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 복수의 카세트의 소정 수의 광원부의 각 램프가 동일한 점등 패턴으로 대략 회전 대칭으로 점등하도록 제어함으로써, 지지체 내의 모든 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등한다. 이로써, 노광면의 조도 분포를 변화시키지 않고서 조도를 변화시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법에 의하면, 제어부는, 각 카세트 내에서의 소정 수의 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 광원부를 교대로 점등하도록 제어했기 때문에, 필요한 조도에 따라서 소비 전력을 억제하여 노광할 수 있고, 카세트별로 제어하기 때문에, 기판의 크기 (세대) 의 변경이나 램프등의 수에 상관없이 램프의 점등을 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 복수의 카세트의 소정 수의 광원부가 동일한 점등 패턴으로 동시에 점등하도록 제어함으로써, 모든 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 광원부가 교대로 점등한다. 이로써, 노광면의 조도 분포를 변화시키지 않고서 조도를 변화시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 노광 장치용 광조사 장치 및 노광 장치에 의하면, 발광부와 반사 광학계를 포함하는 소정 수의 광원부와, 소정 수의 광원부의 광이 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 광원부를 지지하는 카세트를 구비하고, 소정 수의 광원부는, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부에 의해 구성되기 때문에, 광원부를 교환하지 않고서, 파장마다 강도를 자유롭게 설정할 수 있다.

또한, 소정 수의 광원부의 각 발광부는 분광 특성이 동일하고, 소정 수의 광원부는, 그 일부에 파장 컷 필터를 배치함으로써 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부를 구성한다. 이로써, 광원부를 교환하지 않고, 또한 분광 특성이 상이한 광원부를 사용하지 않고서, 파장마다 강도를 자유롭게 설정할 수 있다.

또, 카세트를 복수 구비함과 함께, 모든 광원부의 광이 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 복수의 카세트가 장착되는 프레임을 추가로 구비함으로써, 광원부를 유닛화하여 관리할 수 있어, 광원부의 교환 시간 및 장치의 다운 타임을 단축시키고, 또한 광원부의 장착 부품에 커다란 곡면 가공을 실시하지 않고서 모든 광원부를 단일 곡면 상에 배치할 수 있다.

또한, 본 발명의 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법 및 노광 방법에 의하면, 노광 장치용 광조사 장치는, 발광부와 반사 광학계를 포함하는 복수의 광원부와, 소정 수의 광원부의 광이 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록 광원부를 지지하는 복수의 카세트와, 모든 광원부의 광이 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록 복수의 카세트가 장착되는 프레임과, 인티그레이터 렌즈의 하류측에 배치되고, 각 파장에 대응한 조도를 계측하는 조도계와, 각 발광부의 점등·소등, 및 조도를 제어하는 제어부를 구비하고, 소정 수의 광원부는, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부에 의해서 구성된다. 그리고, 그 제어 방법에서는, 제어부는, 조도계에 의해 계측된 각 파장에 대응한 조도에 기초하여, 소정의 파장에 있어서 원하는 조도가 얻어지도록 카세트 내의 각 광원부를 제어한다. 이로써, 필요한 발광부를 점등, 소등 또는 조도 제어하여, 노광에 필요한 파장 성분에 있어서의 강도를 자유롭게 설정할 수 있어, 발광부의 수명을 연장시킬 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 분할 축차 근접 노광 장치를 설명하기 위한 일부 분해 사시도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 분할 축차 근접 노광 장치의 정면도이다.
도 3 은, 마스크 스테이지의 단면도이다.
도 4 는, (a) 는 조명 광학계의 광조사 장치를 나타내는 정면도이고, (b) 는 (a) 의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 단면도이고, (c) 는 (a) 의 Ⅳ'-Ⅳ' 선에 따른 단면도이다.
도 5 는, (a) 는 카세트를 나타내는 정면도이고, (b) 는 (a) 의 Ⅴ 방향에서 본 단면도이고, (c) 는 (a) 의 Ⅴ' 방향에서 본 카세트의 단면도를 인티그레이터 렌즈와 함께 나타내는 도면이다.
도 6 은, 카세트에 장착된 광원부 근방의 확대 단면도이다.
도 7 은, 램프 누름 기구의 변형예를 나타내는 카세트의 단면도이다.
도 8 은, 카세트가 지지체에 장착된 상태를 나타내는 요부 확대도이다.
도 9 는, 카세트를 기울여서 지지체에 장착하는 상태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 10 은, 각 광원부의 출사면에서 인티그레이터 렌즈의 입사면까지의 거리를 나타내는 개략도이다.
도 11 은, 카세트를 지지체에 장착하기 위한 카세트 고정 수단의 변형예를 나타내는 도면으로, (a) 는 평면도이고, (b) 는 (a) 의 ⅩI-ⅩI 선에 따른 단면도이다.
도 12 는, (a) 는 카세트를 지지체에 장착하기 위한 카세트 고정 수단의 다른 변형예를 나타내는 사시도이고, (b) 는 카세트가 지지체에 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13 은, (a) 는 카세트를 지지체에 장착하기 위한 카세트 고정 수단의 또 다른 변형예를 나타내는 사시도이고, (b) 는 카세트가 지지체에 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14 는, 각 광원부의 제어 구성을 나타내기 위한 도면이다.
도 15 는, 수명 시간 검출 수단을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 은, 카세트 내의 광원부를 통합하여 관리하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 은, 공기에 의해 각 광원부를 냉각하는 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 18 의 (a) ∼ (c) 는, 카세트 누름 커버에 형성된 배기구멍의 예를 나타내는 도면이다.
도 19 의 (a), (b) 는, 냉매에 의해 각 광원부를 냉각하는 냉각로의 설계예를 나타내는 도면이다.
도 20 은, 카세트 장착부에 카세트와 덮개 부재를 배치한 일례를 나타내는 도면이다.
도 21 의 (a), (b) 는, 카세트에 장착되는 광원부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 22 는, 도 21(a) 의 카세트가 장착된 지지체를 나타내는 도면이다.
도 23 의 (a) ∼ (d) 는, 광조사 장치의 점등 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 24 의 (a) ∼ (c) 는, 카세트 내의 각 광원부의 점등 패턴을 나타내는 도면이다.
도 25 의 (a), (b) 는, 광조사 장치의 다른 점등 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 26 의 (a), (b) 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 각 광원부의 점등 제어 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 27 의 (a), (b) 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 각 광원부의 점등 제어 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 28 의 (a), (b) 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 각 광원부의 점등 제어 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 29 의 (a) ∼ (d) 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 각 광원부의 점등 제어 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 30 은, 제 4 실시형태의 분할 축차 근접 노광 장치의 정면도이다.
도 31 은, (a) 는 광조사 장치를 나타내는 정면도이고, (b) 는 (a) 의 ⅩⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅩⅠ 선에 따른 단면도이다.
도 32 는, (a) 는 카세트를 나타내는 정면도이고, (b) 는 (a) 의 측면도이고, (c) 는 (a) 의 하면도이다.
도 33 은, (a) 는 제 4 실시형태의 변형예에 관련된 광조사 장치의 카세트를 나타내는 정면도이고, (b) 는 다른 변형예에 관련된 광조사 장치의 카세트를 나타내는 정면도이고, (c) 는 (a) 의 광조사 장치의 광원부를 부분적으로 소등시킨 경우를 나타내는 도면이다.
도 34 는, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 근접 스캔 노광 장치의 전체 사시도이다.
도 35 는, 근접 스캔 노광 장치를, 조사부 등의 상부 구성을 제거한 상태로 나타내는 상면도이다.
도 36 은, 근접 스캔 노광 장치의 마스크 배치 영역에서의 노광 상태를 나타내는 측면도이다.
도 37 은, (a) 는 마스크와 공기 패드와의 위치 관계를 설명하기 위한 요부 상면도이고, (b) 는 그 단면도이다.
도 38 은, 근접 스캔 노광 장치의 조사부를 설명하기 위한 도면이다.
도 39 는, (a) 는 도 38 의 광조사 장치를 나타내는 정면도이고, (b) 는 (a) 의 ⅩⅩⅩⅨ-ⅩⅩⅩⅨ 선에 따른 단면도이다.
도 40 은, 근접 스캔 노광 장치의 조사부를 설명하기 위한 도면이다.
도 41 은, (a) 는 도 40 의 광조사 장치를 나타내는 정면도이고, (b) 는 (a) 의 ⅩⅩⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅩⅩⅠ 선에 따른 단면도이다.
도 42 는, 본 발명의 지지체의 변형예에 관련된 개략 단면도이다.
도 43 은, 본 발명의 지지체의 카세트 장착부의 변형예를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 광조사 장치, 노광 장치 및 노광 방법에 관련된 각 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 는, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (10) 와, 유리 기판 (피노광재) (W) 을 유지하는 기판 스테이지 (20) 와, 패턴 노광용 광을 조사하는 조명 광학계 (70) 를 구비하고 있다.

또한, 유리 기판 (W) (이하, 간단히 「기판 (W)」이라고 한다) 은, 마스크 (M) 에 대향 배치되어 있고, 이 마스크 (M) 에 묘화된 패턴을 노광 전사하기 위해서 표면 (마스크 (M) 의 대향면측) 에 감광제가 도포되어 있다.

마스크 스테이지 (10) 는, 중앙부에 직사각형 형상의 개구 (11a) 가 형성되는 마스크 스테이지 베이스 (11) 와, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 개구 (11a) 에 X 축, Y 축, θ 방향으로 이동 가능하게 장착되는 마스크 유지부인 마스크 유지 프레임 (12) 과, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 상면에 형성되어, 마스크 유지 프레임 (12) 을 X 축, Y 축, θ 방향으로 이동시켜 마스크 (M) 의 위치를 조정하는 마스크 구동 기구 (16) 를 구비한다.

마스크 스테이지 베이스 (11) 는, 장치 베이스 (50) 상에 세워 설치되는 지주 (支柱) (51), 및 지주 (51) 의 상단부에 형성되는 Z 축 이동 장치 (52) 에 의해 Z 축 방향으로 이동 가능하게 지지되고 (도 2 참조), 기판 스테이지 (20) 의 상방에 배치된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 개구 (11a) 의 주연부 상면에는, 평면 베어링 (13) 이 복수 지점 배치되어 있고, 마스크 유지 프레임 (12) 은, 그 상단 외주연부에 형성되는 플랜지 (12a) 를 평면 베어링 (13) 에 재치 (載置) 하고 있다. 이로써, 마스크 유지 프레임 (12) 은, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 개구 (11a) 에 소정의 간극을 사이에 두고 삽입되기 때문에, 이 간극분만큼 X 축, Y 축, θ 방향으로 이동할 수 있게 된다.

또한, 마스크 유지 프레임 (12) 의 하면에는, 마스크 (M) 를 유지하는 척부 (14) 가 간좌 (間座) (15) 를 사이에 두고 고정되어 있다. 이 척부 (14) 에는, 마스크 (M) 의 마스크 패턴이 묘화되어 있지 않은 주연부를 흡착하기 위한 복수의 흡인 노즐 (14a) 이 개설 (開設) 되어 있고, 마스크 (M) 는, 흡인 노즐 (14a) 을 통해 도시되지 않은 진공식 흡착 장치에 의해 척부 (14) 에 자유롭게 착탈할 수 있도록 유지된다. 또한 척부 (14) 는, 마스크 유지 프레임 (12) 과 함께 마스크 스테이지 베이스 (11) 에 대하여 X 축, Y 축, θ 방향으로 이동할 수 있다.

마스크 구동 기구 (16) 는, 마스크 유지 프레임 (12) 의 X 축 방향을 따른 1 변에 장착되는 2 대의 Y 축 방향 구동 장치 (16y) 와, 마스크 유지 프레임 (12) 의 Y 축 방향을 따른 1 변에 장착되는 1 대의 X 축 방향 구동 장치 (16x) 를 구비한다.

Y 축 방향 구동 장치 (16y) 는, 마스크 스테이지 베이스 (11) 상에 설치되고, Y 축 방향으로 신축하는 로드 (16b) 를 갖는 구동용 액츄에이터 (예를 들어 전동 액츄에이터 등) (16a) 와, 로드 (16b) 의 선단에 핀 지지 기구 (16c) 를 통해서 연결되는 슬라이더 (16d) 와, 마스크 유지 프레임 (12) 의 X 축 방향을 따른 변부에 장착되고, 슬라이더 (16d) 를 이동 가능하게 장착하는 안내 레일 (16e) 을 구비한다. 또한, X 축 방향 구동 장치 (16x) 도, Y 축 방향 구동 장치 (16y) 와 동일한 구성을 갖는다.

그리고, 마스크 구동 기구 (16) 에서는, 1 대의 X 축 방향 구동 장치 (16x) 를 구동시킴으로써 마스크 유지 프레임 (12) 을 X 축 방향으로 이동시키고, 2 대의 Y 축 방향 구동 장치 (16y) 를 동등하게 구동시킴으로써 마스크 유지 프레임 (12) 을 Y 축 방향으로 이동시킨다. 또한, 2 대의 Y 축 방향 구동 장치 (16y) 의 어느 일방을 구동함으로써 마스크 유지 프레임 (12) 을 θ 방향으로 이동 (Z 축 둘레의 회전) 시킨다.

또한, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 상면에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 대향면 사이의 갭을 측정하는 갭 센서 (17) 와, 척부 (14) 에 유지되는 마스크 (M) 의 장착 위치를 확인하기 위한 얼라인먼트 카메라 (18) 가 설치된다. 이들 갭 센서 (17) 및 얼라인먼트 카메라 (18) 는, 이동 기구 (19) 를 통해서 X 축, Y 축 방향으로 이동 가능하게 유지되고, 마스크 유지 프레임 (12) 내에 배치된다.

또한, 마스크 유지 프레임 (12) 상에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지 베이스 (11) 의 개구 (11a) 의 X 축 방향 양 단부에, 마스크 (M) 의 양 단부를 필요에 따라 차폐하는 어퍼쳐 블레이드 (38) 가 형성된다. 이 어퍼쳐 블레이드 (38) 는, 모터, 볼 나사, 및 리니어 가이드 등으로 이루어지는 어퍼쳐 블레이드 구동 기구 (39) 에 의해 X 축 방향으로 이동할 수 있게 되어, 마스크 (M) 의 양 단부의 차폐 면적을 조정한다. 또한, 어퍼쳐 블레이드 (38) 는, 개구 (11a) 의 X 축 방향 양 단부뿐만 아니라, 개구 (11a) 의 Y 축 방향 양 단부에 동일하게 형성되어 있다.

기판 스테이지 (20) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 을 유지하는 기판 유지부 (21) 와, 기판 유지부 (21) 를 장치 베이스 (50) 에 대하여 X 축, Y 축, Z 축 방향으로 이동시키는 기판 구동 기구 (22) 를 구비한다. 기판 유지부 (21) 는, 도시되지 않은 진공 흡착 기구에 의해 기판 (W) 을 자유롭게 착탈할 수 있도록 유지한다. 기판 구동 기구 (22) 는, 기판 유지부 (21) 의 하방에, Y 축 테이블 (23), Y 축 이송 기구 (24), X 축 테이블 (25), X 축 이송 기구 (26), 및 Z-틸트 조정 기구 (27) 를 구비한다.

Y 축 이송 기구 (24) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 리니어 가이드 (28) 와 이송 구동 기구 (29) 를 구비하여 구성되고, Y 축 테이블 (23) 의 이면에 장착된 슬라이더 (30) 가, 장치 베이스 (50) 상으로 연장되는 2 개의 안내 레일 (31) 에 전동체 (도시 생략) 를 통해서 걸쳐 가설됨과 함께, 모터 (32) 와 볼 나사 장치 (33) 에 의해 Y 축 테이블 (23) 을 안내 레일 (31) 을 따라 구동한다.

또한, X 축 이송 기구 (26) 도 Y 축 이송 기구 (24) 와 동일한 구성을 갖고, X 축 테이블 (25) 을 Y 축 테이블 (23) 에 대하여 X 방향으로 구동한다. 또한, Z-틸트 조정 기구 (27) 는, 쐐기 형상의 이동체 (34, 35) 와 이송 구동 기구 (36) 를 조합하여 이루어지는 가동 쐐기 기구를 X 방향의 일단측에 1 대, 타단측에 2 대 배치함으로써 구성된다. 또한, 이송 구동 기구 (29, 36) 는, 모터와 볼나사 장치를 조합한 구성이어도 되고, 고정자와 가동자를 갖는 리니어 모터여도 된다. 또한, Z-틸트 조정 기구 (27) 의 설치 수는 임의이다.

이로써, 기판 구동 기구 (22) 는, 기판 유지부 (21) 를 X 방향 및 Y 방향으로 이송 구동함과 함께, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 대향면 사이의 갭을 미세 조정하도록, 기판 유지부 (21) 를 Z 축 방향으로 미동시키고 또한 틸트 조정한다.

기판 유지부 (21) 의 X 방향 측부와 Y 방향 측부에는 각각 바 미러 (61, 62) 가 장착되고, 또한, 장치 베이스 (50) 의 Y 방향 단부와 X 방향 단부에는, 합계 3 대의 레이저 간섭계 (63, 64, 65) 가 형성되어 있다. 이로써, 레이저 간섭계 (63, 64, 65) 로부터 레이저광을 바 미러 (61, 62) 에 조사하고, 바 미러 (61, 62) 에 의해 반사된 레이저광을 수광하여, 레이저광과 바 미러 (61, 62) 에 의해 반사된 레이저광의 간섭을 측정하여 기판 스테이지 (20) 의 위치를 검출한다.

도 2 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 조명 광학계 (70) 는, 복수의 광원부 (73) 를 구비한 광조사 장치 (80) 와, 복수의 광원부 (73) 로부터 사출된 광속이 입사되는 인티그레이터 렌즈 (74) 와, 각 광원부 (73) 의 램프 (71) 의 점등과 소등의 전환을 포함하는 전압 제어 가능한 광학 제어부 (76) 와, 인티그레이터 렌즈 (74) 의 출사면으로부터 출사된 광로의 방향을 바꾸는 오목면 경 (77) 과, 복수의 광원부 (73) 와 인티그레이터 렌즈 (74) 사이에 배치되어 조사된 광을 투과·차단하도록 개폐 제어하는 노광 제어용 셔터 (78) 를 구비한다. 또한, 인티그레이터 렌즈 (74) 는, 조도 분포를 일정하게 하는 광학계로, 플라이아이 렌즈여도 되고, 로드 인티그레이터 렌즈여도 된다. 또한, 인티그레이터 렌즈 (74) 와 노광면 사이에는, DUV 컷 필터, 편광 필터, 밴드 패스 필터가 배치되어도 되고, 또한, 오목면 경 (77) 에는, 미러의 곡률을 수동 또는 자동으로 변경할 수 있는 디클리네이션각 보정 수단이 형성되어도 된다.

도 4 ∼ 도 6 에 나타내는 바와 같이, 조명 광학계 (70) 의 광조사 장치 (80) 는, 분광 특성이 각각 동일한, 발광부로서의 초고압 수은 램프 (71) 와, 이 램프 (71) 로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계로서의 반사경 (72) 을 각각 포함하는 복수의 광원부 (73) 와, 복수의 광원부 (73) 중, 소정 수의 광원부 (73) 를 각각 장착할 수 있는 복수의 카세트 (81) 와, 복수의 카세트 (81) 를 장착할 수 있는 지지체 (82) 를 구비한다. 발광부로는, 초고압 수은 램프 (71) 대신에 할로겐 램프나 LED 등이 적용되어도 된다.

또한, 조명 광학계 (70) 에 있어서, 160 W 의 초고압 수은 램프 (71) 를 사용한 경우, 제 6 세대 플랫 패널을 제조하는 노광 장치에서는 374 개의 광원부, 제 7 세대 플랫 패널을 제조하는 노광 장치에서는 572 개의 광원부, 제 8 세대 플랫 패널을 제조하는 노광 장치에서는 774 개의 광원부가 필요해진다. 단, 본 실시형태에서는, 설명을 간략하게 하기 위해서, 도 4 에 나타내는 바와 같이, α 방향으로 3 단, β 방향으로 2 열의 합계 6 개의 광원부 (73) 가 장착된 카세트 (81) 를 3 단 × 3 열의 합계 9 개 배치한, 54 개의 광원부 (73) 를 갖는 것으로서 설명한다. 또한, 카세트 (81) 나 지지체 (82) 는, 광원부 (73) 의 배치를 α, β 방향으로 동일한 수로 한 정사각형 형상도 생각할 수 있지만, α, β 방향으로 상이한 수로 한 직사각형 형상이 적용된다. 또한, 본 실시형태의 광원부 (73) 에서는, 반사경 (72) 의 개구부 (72b) 가 대략 정사각형 형상으로 형성되어 있고, 4 변이 α, β 방향을 따르도록 배치되어 있다.

각 카세트 (81) 는, 소정 수의 광원부 (73) 를 지지하는 광원 지지부 (83) 와, 광원 지지부 (83) 에 지지된 광원부 (73) 를 누르고, 그 광원 지지부 (83) 에 장착되는 오목 형상의 램프 누름 커버 (커버 부재) (84) 를 구비한 대략 직육면체 형상으로 형성되어 있고, 각각 동일 구성을 갖는다.

광원 지지부 (83) 에는, 광원부 (73) 의 수에 대응하여 형성되고, 광원부 (73) 로부터의 광을 발광하는 복수의 창부 (83a) 와, 그 창부 (83a) 의 커버측에 형성되고, 반사경 (72) 의 개구부 (72a) (또는, 반사경 (72) 이 장착되는 반사경 장착부의 개구부) 를 둘러싸는 램프용 오목부 (83b) 가 형성된다. 또한, 그 창부 (83a) 의 커버 반대측에는, 복수의 커버 유리 (85) 가 각각 장착되어 있다. 또한, 커버 유리 (85) 의 장착은 임의로서, 형성되지 않아도 된다.

각 램프용 오목부 (83b) 의 바닥면은, 광원부 (73) 의 광을 조사하는 조사면 (여기서는, 반사경 (72) 의 개구면 (72b)) 과, 광원부 (73) 의 광축 (L) 의 교점 (p) 이, 각 α, β 방향에 있어서 단일한 곡면, 예를 들어 구면 (r) 상에 위치하도록, 평면 또는 곡면 (본 실시형태에서는 평면) 으로 형성된다.

램프 누름 커버 (84) 의 바닥면에는, 광원부 (73) 의 뒷쪽에 맞닿는 맞닿음부 (86) 가 형성되어 있고, 각 맞닿음부 (86) 에는, 모터나 실린더와 같은 액츄에이터, 스프링 누름, 나사 고정 등에 의해 구성되는 램프 누름 기구 (87) 가 형성되어 있다. 이로써, 각 광원부 (73) 는, 반사경 (72) 의 개구부 (72a) 를 광원 지지부 (83) 의 램프용 오목부 (83b) 에 끼워 맞추어, 램프 누름 커버 (84) 를 광원 지지부 (83) 에 장착하고, 램프 누름 기구 (87) 에 의해 광원부 (73) 의 뒷쪽을 누름으로써, 카세트 (81) 에 위치 결정된다. 따라서, 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 에 위치 결정된 소정 수의 광원부 (73) 의 광이 조사되는 각 조사면으로부터, 소정 수의 광원부 (73) 의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면까지의 각 광축 (L) 의 거리가 대략 일정해진다. 또한, 광원 지지부 (83) 와 램프 누름 커버 (84) 사이의 수납 공간 내에서는, 인접하는 광원부 (73) 의 반사경 (72) 의 배면 (72c) 은 직접 대향하고 있고, 광원부 (73), 램프 누름 기구 (87) 등 이외에는 그 수납 공간 내의 공기의 흐름을 차단하는 것이 없어, 양호한 공기의 유동성이 제공된다.

또한, 램프 누름 기구 (87) 는 맞닿음부 (86) 마다 형성해도 되지만, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 램프 누름 커버 (84) 의 측벽에 형성되어도 된다. 이 경우에도, 맞닿음부 (86) 는, 각 광원부 (73) 에 개개로 형성되어도 되지만, 2 개 이상의 광원부 (73) 의 뒷쪽에 맞닿도록 해도 된다.

또한, 지지체 (82) 는, 복수의 카세트 (81) 를 장착하는 복수의 카세트 장착부 (90) 를 갖는 지지체 본체 (91) 와, 그 지지체 본체 (91) 에 장착되고, 각 카세트 (81) 의 뒷쪽을 덮는 지지체 커버 (92) 를 갖는다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, 각 카세트 장착부 (90) 에는, 광원 지지부 (83) 가 면하는 개구부 (90a) 가 형성되고, 그 개구부 (90a) 의 주위에는, 광원 지지부 (83) 주위의 직사각형 평면이 대향하는 평면 (90b) 을 바닥면으로 한 카세트용 오목부 (90c) 가 형성된다. 또한, 지지체 본체 (91) 의 카세트용 오목부 (90c) 의 주위에는, 카세트 (81) 를 고정시키기 위한 카세트 고정 수단 (93) 이 형성되어 있고, 본 실시형태에서는, 카세트 (81) 에 형성된 오목부 (81a) 에 걸어 맞추어져, 카세트 (81) 를 고정시킨다.

또, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 는, 카세트 고정 수단 (93) 에 의해 고정될 때, 기울여서 카세트 장착부 (90) 에 부착시키는 편이, 광원부 (73) 가 잘 넘어지지 않으므로 부착시키기 쉽다.

α 방향 혹은 β 방향으로 정렬하는 카세트용 오목부 (90c) 의 각 평면 (90b) 은, 각 카세트 (81) 의 모든 광원부 (73) 의 광을 조사하는 조사면과, 광원부 (73) 의 광축 (L) 의 교점 (p) 이 각 α, β 방향에 있어서 단일한 곡면, 예를 들어 구면 (r) 상에 위치하도록 (도 10 참조), 소정의 각도 (γ) 로 교차하도록 형성된다.

따라서, 각 카세트 (81) 는, 이들 광원 지지부 (83) 를 각 카세트 장착부 (90) 의 카세트용 오목부 (90c) 에 끼워 맞추어 위치 결정한 상태에서, 카세트 고정 수단 (93) 을 카세트 (81) 의 오목부 (81a) 에 걸어 맞춤으로써 지지체 (82) 에 각각 고정된다. 그리고, 이들 각 카세트 (81) 가 지지체 본체 (91) 에 장착된 상태에서, 그 지지체 본체 (91) 에 지지체 커버 (92) 가 장착된다. 따라서, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 각 카세트 (81) 에 위치 결정된 모든 광원부 (73) 의 광이 조사되는 각 조사면과, 모든 광원부 (73) 로부터 조사되는 광 중, 대략 80 ％ ∼ 100 ％ 의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면까지의 각 광축 (L) 의 거리도 대략 일정해진다.

또한, 도 8 에 나타내는 카세트 고정 수단 (93) 대신에, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 의 대향하는 2 변에 관통구멍 (83c) 또는 측면에 임하는 홈부를 형성하고, 카세트 고정 수단으로서의 원주 부재 (93a) 를 관통구멍 (83c) 을 통해서 지지체 본체 (91) 의 오목부 (91b) 에 삽입함으로써, 카세트 (81) 가 고정되어도 된다. 또, 관통구멍이나 카세트 고정 수단은, 대향하는 2 변의 중간부에 형성되어 있지만, 예를 들어, 카세트 (81) 의 네 모서리에 형성해도 된다. 또한, 카세트 고정 수단은, 원주 부재 (93a) 대신에 다각형 부재여도 되며, 그것에 따라서 관통구멍 (83c) 이나 오목부 (91b) 의 형상을 변경하면 된다. 또한, 도 11 에 나타내는 카세트 고정 수단은, 도 8 에 나타내는 카세트 고정 수단 (93) 과 함께 사용할 수 있다.

또는, 도 12(a) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 의 네 모서리에 카세트 고정 수단으로서의 원주 돌기 (93b) 또는 다각형 돌기를 형성하고, 도 12(b) 에 나타내는 바와 같이, 지지체 본체 (91) 측에 형성된 구멍부 또는 홈부 (91c) 와 끼워 맞춰서 얼라인먼트하도록 해도 된다. 또는, 도 13(a) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 의 대향하는 2 변에 튀어나옴부 (93c) 를 형성하고, 도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 지지체 본체 (91) 측에 형성된 구멍부 또는 홈부 (91d) 와 끼워 맞춰 얼라인먼트하도록 해도 된다. 또, 튀어나옴부 (93c) 는, 맞부착성 면에서 2 변에 형성되는 것이 바람직하지만, 도 13(a) 의 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 튀어나옴부 (93c) 는 나머지 대향하는 2 변에도 형성해도 된다. 또한, 도 12(a) 에 나타내는 원주 돌기 (93b) 나 도 13(a) 에 나타내는 튀어나옴부 (93c) 를 지지체 본체 (91) 측에 형성하고, 구멍부나 홈부를 카세트 (81) 측에 형성하는 구성이어도 된다. 그리고, 도 12(a) 및 도 13(a) 에 나타내는 카세트 고정 수단도, 도 8 에 나타내는 카세트 고정 수단 (93) 과 함께 사용할 수 있다.

또한, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 각 카세트 (81) 의 광원부 (73) 에는, 램프 (71) 에 전력을 공급하는 점등 전원 (95) 및 제어 회로 (96) 가 개개로 접속되어 있고, 각 광원부 (73) 로부터 후방으로 연장되는 각 배선 (97) 은, 각 카세트 (81) 에 형성된 적어도 1 개의 커넥터 (98) 에 접속되어 모아져 있다. 그리고, 각 카세트 (81) 의 커넥터 (98) 와 지지체 (82) 의 외측에 형성된 광학 제어부 (76) 와의 사이는, 다른 배선 (99) 에 의해 각각 접속된다. 이로써, 광학 제어부 (76) 는, 각 램프 (71) 의 제어 회로 (96) 에 제어 신호를 송신하여, 각 램프 (71) 의 점등 또는 소등, 및 그 점등시에 램프 (71) 에 공급하는 전압을 제어하는 전압 제어를 실시한다.

또한, 각 광원부 (73) 의 점등 전원 (95) 및 제어 회로 (96) 는, 카세트 (81) 에 집약되어 형성되어도 되고, 카세트의 외부에 형성되어도 된다. 또한, 램프 누름 커버 (84) 의 맞닿음부 (86) 는, 각 광원부 (73) 로부터의 각 배선 (97) 과 간섭하지 않도록 형성되어 있다.

또한 도 15 에 나타내는 바와 같이, 램프 (71) 마다 퓨즈 (94a) 를 포함하는 수명 시간 검출 수단 (94) 을 형성하여, 타이머 (96a) 에 의해 점등 시간을 카운트하고, 정격의 수명 시간이 도래한 단계에서 퓨즈 (94a) 에 전류를 흘려 퓨즈 (94a) 를 절단한다. 따라서, 퓨즈 (94a) 의 절단 유무를 확인함으로써, 램프 (71) 를 정격의 수명 시간 사용했는지 여부를 검출할 수 있다. 또한, 수명 시간 검출 수단 (94) 은, 퓨즈 (94a) 를 포함하는 것에 한정되지 않고, 램프 교환의 메인터넌스시에 램프 (71) 를 정격의 수명 시간 사용했는지를 한눈에 알 수 있는 것이면 된다. 예를 들어, 램프 (71) 마다 IC 태그를 배치하고, IC 태그에 의해 램프 (71) 를 정격의 수명 시간 사용했는지 여부를 확인할 수 있는 것, 혹은, 램프 (71) 의 사용 시간을 확인할 수 있도록 해도 된다.

또, 도 14 에서는, 점등 전원 (95) 및 제어 회로 (96) 는 각 광원부 (73) 마다 형성했지만, 복수의 광원부 (73) 마다 1 개 형성하도록 하고, 카세트 (81) 내의 광원부 (73) 를 소정 수씩 통합하여 관리하도록 해도 된다. 예를 들어, 도 16 에 나타내는 카세트 (81) 내에 24 개의 광원부 (73) 를 갖는 경우, 4 개의 광원부 (73) 마다 점등 전원 (95) 및 제어 회로 (96) 를 형성하여, 4 개의 광원부 (73) 를 동기시켜 제어하도록 해도 된다.

또한, 광조사 장치 (80) 의 각 광원부 (73), 각 카세트 (81), 및 지지체 (82) 에는, 각 램프 (71) 를 냉각시키기 위한 냉각 구조가 형성되어 있다. 구체적으로, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 각 광원부 (73) 의 램프 (71) 와 반사경 (72) 이 장착되는 베이스부 (75) 에는 냉각로 (75a) 가 형성되어 있고, 카세트 (81) 의 각 커버 유리 (85) 에는 1 개 또는 복수의 관통구멍 (85a) 이 형성되어 있다. 또한, 카세트 (81) 의 램프 누름 커버 (84) 의 바닥면에는, 복수의 배기구멍 (연통구멍) (84a) 이 형성되고 (도 5(c) 참조), 지지체 (82) 의 지지체 커버 (92) 에도 복수의 배기구멍 (92a) 이 형성되어 있다 (도 4(c) 참조). 또한, 각 배기구멍 (92a) 에는, 지지체 (82) 의 외부에 형성된 블로어 유닛 (강제 배기 수단) (79) 이 배기관 (79a) 을 통해 접속되어 있다. 따라서, 블로어 유닛 (79) 에 의해 지지체 (82) 내의 공기를 빼내어 배기시킴으로써, 커버 유리 (85) 의 관통구멍 (85a) 으로부터 흡인된 외부의 공기가, 화살표로 나타낸 방향으로 램프 (71) 와 반사경 (72) 사이의 간극 (S) 을 통과하고, 광원부 (73) 의 베이스부 (75) 에 형성된 냉각로 (75a) 로 유도되어, 공기에 의해 각 광원부 (73) 의 냉각을 실시하고 있다.

또한, 강제 배기 수단으로는, 블로어 유닛 (79) 에 한정되지 않고, 팬, 인버터, 진공 펌프 등, 지지체 (82) 내의 공기를 빼내는 것이면 된다. 또한, 블로어 유닛 (79) 에 의한 공기의 배기는 후방에 한정되지 않고, 상방, 하방, 좌방, 우방 중 어느 측방에서부터 배기시켜도 된다. 예를 들어 도 17 에 나타내는 바와 같이, 지지체의 측방에 접속된 복수의 배기관 (79a) 을 댐퍼 (79b) 를 통해 블로어 유닛 (79) 에 각각 접속하도록 해도 된다.

또한, 램프 누름 커버 (84) 에 형성되는 배기구멍 (84a) 은, 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이 바닥면에 복수 형성되어도 되고, 도 18(a) 에 나타내는 바와 같이 바닥면의 중앙에 형성되어도 되며, 도 18(b), (c) 에 나타내는 바와 같이 길이 방향, 폭 방향의 측면에 형성되어도 된다. 또한, 배기구멍 (84a) 외에, 램프 누름 커버 (84) 의 개구 가장자리로부터 절결된 연통홈을 형성함으로써, 광원 지지부 (83) 와 램프 누름 커버 (84) 사이의 수납 공간과 외부를 연이어 통하게 해도 된다.

또한, 램프 누름 커버 (84) 는, 복수의 프레임에 의해 구성되는 골조 구조로 하고, 그 프레임에 연통구멍이나 연통홈이 형성된 커버판을 별도 장착함으로써 연통구멍이나 연통홈을 구성하도록 해도 된다.

또한, 지지체 본체 (91) 의 둘레 가장자리에는 수랭관 (냉각용 배관) (91a) 이 형성되어 있고, 워터 펌프 (69) 에 의해 수랭관 (91a) 내에 냉각수를 순환시키는 것으로도 각 광원부 (73) 를 냉각시키고 있다. 또한, 수랭관 (91a) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 지지체 본체 (91) 내에 형성되어도 되고, 지지체 본체 (91) 의 표면에 장착되어도 된다. 또한, 상기 배기식 냉각 구조와 수랭식 냉각 구조는, 어느 하나만 형성되어도 된다. 또한 수랭관 (91a) 은, 도 4 에 나타내는 배치에 한정되지 않고, 도 19(a) 및 도 19(b) 에 나타내는 바와 같이 수랭관 (91a) 을 모든 카세트 (81) 의 주위를 통과하도록 배치, 또는, 모든 카세트 (81) 주위의 일부를 통과하도록 지그재그로 배치하여 냉각수를 순환시켜도 된다.

이와 같이 구성된 노광 장치 (PE) 에서는, 조명 광학계 (70) 에 있어서, 노광시에 노광 제어용 셔터 (78) 가 열림 제어되면, 초고압 수은 램프 (71) 로부터 조사된 광이 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면에 입사된다. 그리고, 인티그레이터 렌즈 (74) 의 출사면으로부터 발해진 광은, 오목면 경 (77) 에 의해 그 진행 방향이 바뀜과 함께 평행광으로 변환된다. 그리고, 이 평행광은, 마스크 스테이지 (10) 에 유지되는 마스크 (M), 또한 기판 스테이지 (20) 에 유지되는 기판 (W) 의 표면에 대하여 대략 수직으로 패턴 노광용 광으로서 조사되어, 마스크 (M) 의 패턴 (P) 이 기판 (W) 상에 노광 전사된다.

여기서, 광원부 (73) 를 교환할 때에는 카세트 (81) 별로 교환된다. 각 카세트 (81) 에서는, 소정 수의 광원부 (73) 가 미리 위치 결정되고, 또한, 각 광원부 (73) 로부터의 배선 (97) 이 커넥터 (98) 에 접속되어 있다. 이 때문에, 교환이 필요한 카세트 (81) 를 지지체 (82) 의 광이 출사되는 방향과는 반대 방향에서부터 떼어내고, 새로운 카세트 (81) 를 지지체 (82) 의 카세트용 오목부 (90b) 에 끼워 맞추어 지지체 (82) 에 장착함으로써, 카세트 (81) 내의 광원부 (73) 의 얼라인먼트를 완료한다. 또한, 커넥터 (98) 에 다른 배선 (99) 을 접속함으로써 배선 작업도 완료되므로, 광원부 (73) 의 교환 작업을 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 카세트 교환시에는 장치를 멈출 필요가 있다. 이유로는, 카세트 (81) 에는 복수의 램프 (9 개 이상) 가 배치되어 있고, 카세트 하나 하나가 노광면에서의 조도 분포에 크게 기여하기 때문이다. 그러나, 전술한 바와 같이 복수의 카세트 (81) 를 교환하는 경우라도 작업이 용이하고 또한 교환 시간 자체도 짧게 할 수 있기 때문에 유용한 방법이다.

또한, 카세트 (81) 의 광원 지지부 (83) 가, 소정 수의 광원부 (73) 의 광이 조사되는 각 조사면과, 소정 수의 광원부의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면까지의 각 광축 (L) 의 거리가 대략 일정해지도록 형성되고, 지지체 (82) 의 복수의 카세트 장착부 (90) 는, 모든 광원부 (73) 의 광이 조사되는 각 조사면과, 모든 광원부 (73) 로부터 조사되는 광 중, 대략 80 ∼ 100 ％ 의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면까지의 각 광축 (L) 의 거리가 대략 일정해지도록 형성되어 있다. 이 때문에, 카세트 (81) 를 사용함으로써, 지지체 (82) 에 큰 곡면 가공을 실시하지 않고, 모든 광원부 (73) 의 조사면을 단일 곡면 상에 배치할 수 있다.

구체적으로, 지지체 (82) 의 복수의 카세트 장착부 (90) 는, 카세트 (81) 의 광원 지지부 (83) 가 면하는 개구부 (90a) 와, 광원 지지부 (83) 의 주위에 형성된 평면부와 맞닿는 평면 (90b) 을 각각 구비하고, 소정의 방향으로 정렬된 복수의 카세트 장착부 (90) 의 각 평면 (90b) 은 소정의 각도로 교차하고 있기 때문에, 카세트 장착부 (90) 를 간단한 가공으로, 소정 수의 광원부 (73) 의 광이 조사되는 각 조사면과 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면까지의 각 광축 (L) 의 거리가 대략 일정해지도록 형성할 수 있다.

또한, 지지체 (82) 의 카세트 장착부 (90) 는, 평면 (90b) 을 바닥면으로 한 오목부 (90c) 에 형성되고, 카세트 (81) 는, 카세트 장착부 (90) 의 오목부 (90c) 에 끼워 맞추어지기 때문에, 카세트 (81) 를 지지체 (82) 에 덜컥거리는 일 없이 고정시킬 수 있다.

또한 카세트 (81) 는, 광원 지지부 (83) 에 지지된 소정 수의 광원부 (73) 를 둘러싼 상태로, 광원 지지부 (83) 에 장착되는 램프 누름 커버 (84) 를 갖고, 광원 지지부 (83) 와 램프 누름 커버 (84) 사이의 수납 공간 내에서, 인접하는 광원부 (73) 의 반사경 (72) 의 배면 (72c) 은 직접 대향하고 있기 때문에, 수납 공간 내에서 양호한 공기의 유동성이 제공되고, 각 광원부 (73) 를 냉각시킬 때에, 수납 공간 내의 공기를 효율적으로 배기할 수 있다.

또한 램프 누름 커버 (84) 에는, 수납 공간과 램프 누름 커버 (84) 의 외부를 연이어 통하게 하는 연통구멍 (84a) 이 형성되어 있기 때문에, 간단한 구성으로 카세트 (81) 의 외부로 공기를 배기할 수 있다.

또한 지지체 (82) 에는, 각 광원부 (73) 를 냉각시키기 위해서, 냉각수가 순환하는 수랭관 (91a) 이 형성되어 있기 때문에, 냉각수에 의해 각 광원부 (73) 를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

또한, 각 광원부 (73) 의 광이 조사되는 각 조사면에 대하여 후방 및 측방의 적어도 일방으로부터 지지체 (82) 내의 공기를 강제 배기하는 블로어 유닛 (79) 을 갖기 때문에, 지지체 (82) 내의 공기를 순환시킬 수 있어, 각 광원부 (73) 를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

또한, 노광하는 품종 (착색층, BM, 포토 스페이서, 광 배향막, TFT 층 등), 또는 동 품종에서의 레지스트의 종류에 따라서는 필요한 노광량이 상이하기 때문에, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 지지체 (82) 의 복수의 카세트 장착부 (90) 에 카세트 (81) 를 모두 장착할 필요가 없는 경우가 있다. 이 경우에는, 카세트 (81) 가 배치되지 않는 카세트 장착부 (90) 에는 덮개 부재 (89) 가 장착되며, 덮개 부재 (89) 에는, 커버 유리 (85) 의 관통구멍 (85a) 과 동일한 직경이고, 동일한 개수의 관통구멍 (89a) 이 형성된다. 이로써, 외부의 공기가, 커버 유리 (85) 의 관통구멍 (85a) 에 추가하여 덮개 부재 (89) 의 관통구멍 (89a) 으로부터도 흡인된다. 따라서, 카세트 (81) 가 모든 카세트 장착부 (90) 에 장착되지 않는 경우라도, 덮개 부재 (89) 를 배치함으로써 카세트 (81) 가 모든 카세트 장착부 (90) 에 배치된 경우와 동일한 공기의 유동성이 제공되고, 광원부 (73) 의 냉각이 이루어진다.

또한, 각 광원부 (73) 를 확실하게 냉각시키기 위해서, 모든 카세트 장착부 (90) 에 카세트 (81) 또는 덮개 부재 (89) 가 장착되지 않은 상태에서는, 광조사 장치 (80) 를 운전할 수 없도록 로크해도 된다.

또한 상기 실시형태에서는 설명을 간략하게 하기 위해서, α 방향으로 3 단, β 방향으로 2 열의 합계 6 개의 광원부 (73) 가 장착된 카세트 (81) 를 예로 들었지만, 실제로는 카세트 (81) 에 배치되는 광원부 (73) 는 8 개 이상이며, 도 21(a) 및 (b) 에 나타낸 배치로 점대칭 또는 선대칭으로 카세트 (81) 에 장착된다. 즉, 광원부 (73) 를 α 방향, β 방향에서 상이한 수로서 배치하고 있고, 카세트 (81) 의 광원 지지부 (83) 에 장착된 최외주에 위치하는 광원부 (73) 의 중심을 4 변으로 연결한 선이 직사각형 형상을 이룬다. 또한, 각 카세트 (81) 가 장착되는 지지체 (82) 의 카세트 장착부 (90) 는, 도 22 에 나타내는 바와 같이 서로 직교하는 α, β 방향으로 배치되는 각 개수 n (n : 2 이상의 정 (正) 의 정수) 을 일치시켜 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 이 직사각형 형상은 후술하는 인티그레이터 엘리먼트의 각 렌즈 엘리먼트의 종횡마다의 입사 개구각 비에 대응시켜, 카세트의 행수, 열수를 동일한 수로 한 경우가 가장 효율이 좋지만 상이한 수여도 된다.

여기서, 인티그레이터 렌즈 (74) 의 각 렌즈 엘리먼트의 애스펙트비 (종/횡비) 는, 노광 영역의 에이리어의 애스펙트비에 대응하여 결정되어 있다. 또한, 인티그레이터 렌즈의 각각의 렌즈 엘리먼트는, 그 입사 개구각 이상의 각도로부터 입사되는 광을 받아들일 수 없는 구조로 되어 있다. 요컨대, 렌즈 엘리먼트는 장변측에 대하여 단변측의 입사 개구각이 작아진다. 이 때문에, 지지체 (82) 에 배치된 광원부 (73) 전체의 애스펙트비 (종/횡비) 를 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면의 애스펙트비에 대응한 직사각형 형상의 배치로 함으로써, 광의 사용 효율이 양호해진다.

이와 같이 구성된 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 에서는, 필요한 조도에 따라서, 광학 제어부 (76) 에 의해 각 광원부 (73) 의 램프 (71) 를 카세트 (81) 별로 점등, 소등, 또는 전압 제어함으로써 조도를 변화시킨다. 즉, 광학 제어부 (76) 는, 각 카세트 (81) 내에서의 소정 수의 광원부 (73) 의 램프 (71) 가 점대칭으로 점등하도록 제어함과 함께, 복수의 카세트 (81) 의 소정 수의 광원부 (73) 의 램프 (71) 가 동일한 점등 패턴으로 점대칭으로 점등하도록 제어함으로써, 지지체 (82) 내의 모든 광원부 (73) 가 점대칭으로 점등한다. 예를 들어 도 23(a) 는, 각 카세트 (81) 의 100 ％ 의 램프 (71) (본 실시형태에서는 24 개) 를 점등시키는 경우를 나타내고, 도 23(b) 는, 각 카세트 (81) 의 모든 램프 (71) 의 75 ％ (본 실시형태에서는 18 개) 를 점등시키는 경우를 나타내고, 도 23(c) 는, 각 카세트 (81) 의 모든 램프 (71) 의 50 ％ (본 실시형태에서는 12 개) 를 점등시키는 경우를 나타내고, 도 23(d) 는, 각 카세트 (81) 의 모든 램프 (71) 의 25 ％ (본 실시형태에서는 6 개) 를 점등시키는 경우를 나타내고 있다. 이로써, 노광면의 조도 분포를 변화시키지 않고 조도를 변화시킬 수 있고, 또한, 카세트 별로 동시 제어하기 때문에, 기판의 크기 (세대) 의 변경이나 램프등의 수에 상관없이 램프 (71) 의 점등을 용이하게 제어할 수 있다.

또한 광학 제어부 (76) 는, 전체 점등의 경우는 별도로 하고, 원하는 조도에 따라서 점등하는 램프 (71) 의 수가 각각 상이한, 카세트 (81) 내의 각 광원부 (73) 의 램프 (71) 의 점등 또는 소등을 점대칭으로 제어하는 복수 (본 실시형태에서는 4 개) 의 점등 패턴을 각각 갖는 복수 (본 실시형태에서는 3 개) 의 점등 패턴군을 갖는다. 구체적으로, 도 24(a) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 내의 75 ％ 의 램프 (71) 를 점등하는 제 1 패턴군은, A1 ∼ D1 의 4 개의 패턴을 갖는다. 또한 도 24(b) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 내의 50 ％ 의 램프 (71) 를 점등하는 제 2 패턴군은, A2 ∼ D2 의 4 개의 패턴을 갖는다. 또한 도 24(c) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 내의 25 ％ 의 램프 (71) 를 점등하는 제 3 패턴군은, A3 ∼ D3 의 4 개의 점등 패턴을 갖는다. 이들 각 점등 패턴 A1 ∼ D1, A2 ∼ D2, A3 ∼ D3 은 모두 카세트 (81) 내의 램프 (71) 가 점대칭으로 점등하도록 설정되어 있다. 또한, 도 23 및 도 24 에 있어서, 광원부 (73) 에 그물 처리한 것은 소등한 램프 (71) 를 나타내고 있다.

그리고, 광학 제어부 (76) 는, 원하는 조도에 따라서, 제 1 ∼ 제 3 점등 패턴군 중 어느 점등 패턴군을 선택함과 함께, 선택된 점등 패턴군 중 어느 점등 패턴이 선택된다. 이 점등 패턴의 선택은, 선택된 점등 패턴군의 복수의 점등 패턴을 소정의 타이밍으로 복수의 카세트 (81) 에서 동시에 순서대로 전환하도록 해도 된다. 혹은, 그 선택은, 각 광원부 (73) 의 램프 (71) 의 점등 시간에 기초하여, 구체적으로는 점등 시간이 가장 적은 점등 패턴을 선택하도록 해도 된다. 이와 같은 점등 패턴의 전환이나 선택에 의해 램프의 점등 시간을 균일하게 할 수 있다.

또한, 점등 시간이 가장 적은 점등 패턴이란, 점등 시간이 가장 적은 광원부 (73) 의 램프 (71) 를 포함하는 점등 패턴으로 해도 되고, 점등할 광원부 (73) 의 램프 (71) 의 점등 시간의 합계가 가장 적은 점등 패턴이어도 된다. 또한, 광학 제어부 (76) 는, 각 광원부 (73) 의 램프 (71) 의 점등 시간, 및 점등시에 공급된 전압에 기초하여 각 광원부 (73) 의 램프 (71) 의 잔존 수명을 계산하고, 그 잔존 수명에 기초하여 점등 패턴을 선택하도록 해도 된다. 또한, 잔존 수명이 짧은 램프 (71) 를 포함하는 점등 패턴을 피하도록, 점등 패턴을 전환하게 해도 된다.

또한, 원하는 조도가 제 1 ∼ 제 3 점등 패턴군에 의해 얻어지는 조도와 상이할 때, 원하는 조도에 가까운 조도가 얻어지는 점등 패턴군을 선택함과 함께, 점등하는 광원부 (73) 의 램프 (71) 에 공급하는 전압을 정격 이상 또는 정격 이하로 조정한다. 예를 들어, 원하는 조도가 100 ％ 점등시의 60 ％ 의 조도인 경우에는, 50 ％ 점등의 점등 패턴군 중 어느 점등 패턴을 선택하고, 그 점등하는 광원부 (73) 의 램프 (71) 의 전압을 높임으로써 제공된다.

또한, 모든 카세트 (81) 의 점등하는 램프 (71) 의 전압을 동등하게 조정하면 원하는 조도로부터 어긋나 버리는 경우에는, 점대칭으로 배치된 위치의 각 카세트 (81) 의 램프 (71) 의 전압은 동등해지도록 조정하면서, 카세트 (81) 의 위치에 따라서 상이한 전압을 인가하도록 해도 된다. 구체적으로는, 도 23 에 있어서, 주위에 위치하는 각 카세트 (81) 의 램프 (71) 의 전압은 동등하게 조정하면서, 중앙에 위치하는 카세트 (81) 의 램프의 전압을, 주위에 위치하는 각 카세트 (81) 의 램프 (71) 의 전압과 상이하도록 조정한다. 이로써, 노광면의 조도 분포를 변화시키지 않고 원하는 조도로 미세 조정할 수 있다.

또한, 일부의 카세트 (81) 만을 새로운 램프 (71) 를 구비한 카세트 (81) 로 교환한 경우에는, 나머지 카세트 (81) 의 램프 (71) 의 점등과 함께 교환한 카세트 (81) 의 램프 (71) 를 점대칭으로 점등시킨다. 그 때, 새로운 카세트 (81) 의 램프 (71) 로부터 출사되는 조도는 나머지 카세트 (81) 의 램프 (71) 로부터 출사되는 조도보다 강한 경향이 있다. 이 때문에, 점대칭으로 배치된 위치의 각 카세트 (81) 의 램프 (71) 로부터 출사되는 조도가 균일해지도록, 새로운 카세트 (81) 의 각 램프 (71) 의 전압을 낮추도록 조정한다.

따라서, 본 실시형태에 의하면, 필요한 조도에 따라 원하는 램프 (71) 만을 점등함으로써 소비 전력을 억제하고, 또한, ND 필터 등의 광학 부품이 불필요해져, 비용 절감을 도모할 수 있음과 함께, 점대칭으로 램프 (71) 를 점등 또는 소등함으로써, 노광면의 조도 분포 저하를 방지할 수 있다. 또한, 카세트 별로 점대칭으로 램프 (71) 를 점등 또는 소등하기 때문에, 기판의 크기 (세대) 의 변경이나 램프등의 수에 상관없이 램프 (71) 의 점등을 용이하게 제어할 수 있다.

또한 제어부 (76) 는, 카세트 내의 소정 수의 광원부 (73) 중, 점등하는 광원부 (73) 의 램프 (71) 의 수가 상이한 복수의 점등 패턴군을 구비함과 함께, 각 점등 패턴군은, 광원부 (73) 의 램프 (71) 가 점대칭으로 점등하는 복수의 점등 패턴 A1 ∼ D1, A2 ∼ D2, A3 ∼ D3 을 각각 갖기 때문에, 점등 패턴을 전환하여 사용함으로써, 카세트 (81) 내의 각 램프 (71) 의 점등 시간을 균일화시킬 수 있다. 이로써, 각 광원부 (73) 의 램프 (71) 의 사용 빈도에 편차가 없어지고, 카세트 (81) 의 교환까지의 간격이 길어져, 광원부 (73) 의 교환에 의한 장치의 다운 타임을 단축시킬 수 있다.

또한, 각 광원부의 램프 (71) 의 점등 시간을 카운트하는 타이머 (96a) 를 추가로 구비하여, 광학 제어부 (76) 는, 원하는 조도에 따라서 복수의 점등 패턴군 중 어느 것을 선택함과 함께, 선택된 점등 패턴군 중, 광원부 (73) 의 점등 시간에 기초하여 점등 패턴을 선택하도록 했기 때문에, 카세트 (81) 내의 각 램프 (71) 의 점등 시간을 균일화시킬 수 있다.

추가로, 원하는 조도가 복수의 점등 패턴군에 의해 얻어지는 조도와 상이할 때, 상기 원하는 조도에 가까운 조도가 얻어지는 점등 패턴군을 선택함과 함께, 점등하는 광원부에 공급하는 전압을 조정하도록 했기 때문에, 점등 패턴에 관계없이 조도를 임의로 설정할 수 있다.

또한, 램프 (71) 의 점등 또는 소등하는 제어로는, 도시하지 않은 조도계에 의해 측정된 실제 조도와 미리 설정된 적정 조도를 비교함으로써 실제 조도의 과부족을 판정함과 함께, 실제 조도의 과부족을 해소하도록 램프 (71) 의 전압을 높이게, 제어 회로 (96) 또는 광학 제어부 (76) 를 제어해도 된다.

또한 본 실시형태에 있어서, 필터 등의 광학 부품을 사용하는 경우에는, 필터에 의해 저하되는 조도 분포를 개선하도록 램프 (71) 의 전압 또는 전력을 높이게 하면 된다.

그리고 본 실시형태에서는, 광학 제어부 (76) 는, 램프 (71) 에 공급하는 전압을 제어하도록 했지만, 전력을 제어하도록 해도 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 각 카세트 (81) 내에서의 소정 수의 램프 (71) 가 점대칭으로 점등하고, 지지체 (82) 내에서의 모든 램프 (71) 가 점대칭으로 점등하는 경우를 나타내었지만, 후술하는 실시형태도 포함하여, 본 발명은, 각 카세트 (81) 내에서의 소정 수의 램프 (71) 가 대략 회전 대칭으로 점등하는 경우, 나아가, 지지체 (82) 내에서의 모든 램프 (71) 가 대략 회전 대칭으로 점등하는 경우에도 본 실시형태와 동일한 효과를 나타낸다. 또한, 회전 대칭으로 점등이란, 360 도/n 도 회전시켰을 때에, 회전 전의 점등 패턴과 중복되는 위치의 램프 (71) 가 점등하는 것을 의미하지만, 본 발명은, 카세트 (81) 내나 지지체 (82) 내에서의 램프 (71) 의 배열에 따라 약간 점등 지점이 어긋나 있는 경우도 대략 회전 대칭 (180 도 회전하는 경우에는 대략 점대칭) 으로 점등하는 경우도 포함된다.

이에 추가하여, 본 실시형태에서는, 광학 제어부 (76) 는, 각 카세트 (81) 내에서의 소정 수의 램프 (71) 가 대략 회전 대칭으로 점등하도록 카세트 (81) 별로 제어하고 있지만, 도 25(a) 및 (b) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 별로, 서로 동등한 수의 램프 (71) 씩 대략 회전 대칭 (여기서는, 점대칭) 이 되는 위치의 램프 (71) 를 교대로 점등하도록 제어하고, 또한, 각 카세트 (81) 의 소정 수의 램프 (71) 를 동일한 점등 패턴으로 동시에 점등하도록 제어함으로써, 모든 램프 (71) 중 대략 회전 대칭이 되는 위치의 램프 (71) 를 교대로 점등한다. 이로써, 노광면의 조도 분포를 변화시키지 않고서 조도를 변화시킬 수 있어, 노광 불균일을 방지할 수 있다.

또한, 이 경우의 대략 회전 대칭이 되는 위치의 램프 (71) 를 교대로 점등한다는 것은, 회전 대칭이 되는 위치의 램프 (71) 와 약간 어긋나 있는 지점의 램프 (71) 를 교대로 점등하는 경우도 포함된다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태로서, 제 1 실시형태의 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 를 사용한 노광 방법에 관해서 설명한다. 또, 본 실시형태의 노광 장치는 제 1 실시형태의 노광 장치와 기본적 구성을 동일하게 하기 때문에, 동일 부분 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

상기 실시형태의 분할 축차 근접 노광 장치 (PE) 는, 광조사 장치 (80) 의 조도를 변화시키는 것에 의해 여러 가지 레지스트의 감도 특성에 대응할 수 있다. 노광량은, 조도와 시간의 곱에 의해 산출되기 때문에, 조도 또는 시간을 변경함으로써 적절한 노광량을 얻을 수 있지만, 택트 타임 단축을 위해서 시간은 짧게 설정되어 있어, 추가로 시간에 의해 변경하기는 어렵다. 이 때문에, 조도를 변경하여 적절한 노광량을 얻기 위해서, 통상, 감광 (ND) 필터 등을 사용하여 저조도를 실현시키고 있다. 이 경우, 불필요한 소비 전력이 발생하고, 또한 ND 필터 등의 광학 부품이 필요하게 되었다.

그래서, 본 실시형태에서는, 필요한 조도에 따라서, 광학 제어부 (76) 에 의해 각 광원부 (73) 의 램프 (71) 를 개별적으로 점등, 소등, 또는 전압 제어함으로써 조도를 변화시킨다. 예를 들어, 각 램프 (71) 의 전압을 정격 이하로 전압 제어함으로써 조도를 변화시켜도 되고, 램프 (71) 의 일부를 소등함으로써 조도를 변화시켜도 된다. 또한, 램프 (71) 를 점등 또는 소등에 의해 조도를 제어하는 경우에는, 배치되어 있는 램프 (71) 를 선대칭 또는 점대칭으로 점등시키는 것에 의해, 노광면의 조도 분포를 변화시키지 않고서 조도를 변화시킬 수 있다.

구체적으로는, 도 26(a) 및 (b) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 내의 램프 (71) 마다 선 A 에 대하여 선대칭으로 램프 (71) 를 점등 또는 소등시키도록 해도 되고, 도 27(a) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 내의 램프 (71) 를 모두 점등 또는 소등하도록 선 A 에 대하여 선대칭으로 카세트마다 램프 (71) 를 점등 또는 소등시키도록 해도 된다. 또, 도 27(b) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 마다 선 B 에 대하여 램프 (71) 를 선대칭 또는 점 Q 에 대하여 램프 (71) 를 점대칭으로 점등 또는 소등하도록 해도 된다. 또, α, β 방향에 배치되는 카세트 (81) 의 개수가 짝수인 경우에는, 도 28(a) 및 (b) 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 마다 점 Q 에 대하여 램프 (71) 를 점대칭으로 점등 또는 소등하도록 해도 된다. 또, 도 26 ∼ 도 28 중, 광원부 (73) 에 그물 처리를 한 것은 소등한 램프 (71) 를 나타내고 있다.

따라서, 본 실시형태에 의하면, 필요한 조도에 따라서 필요 최저한의 램프 (71) 를 점등함으로써, 소비 전력을 억제하고, 또한, ND 필터 등의 광학 부품이 불필요해져, 비용 절감을 도모할 수 있음과 함께, 선대칭 또는 점대칭으로 램프 (71) 를 점등 또는 소등함으로써, 노광면의 조도 분포 저하를 방지할 수 있다. 또한, 램프 (71) 는, 점대칭을 포함하는 회전 대칭으로 점등 또는 소등하도록 제어함으로써, 노광면의 조도 분포 저하를 방지하는 효과를 나타낸다. 즉, 소정의 점을 중심으로 1 회전시켰을 때에 점등 지점이 일치하는 점등·소등 제어이면 되고, 예를 들어, 종횡이 동등한 개수로 정사각형 형상으로 램프 (71) 가 배치되어 있는 경우에, 90 도 회전시켰을 때에 점등 지점이 일치하는 경우를 포함한다.

또한, 램프 (71) 의 점등 또는 소등하는 제어로는, 도시하지 않은 조도계에 의해 측정된 실제 조도와 미리 설정된 적정 조도를 비교함으로써 실제 조도의 과부족을 판정함과 함께, 실제 조도의 과부족을 해소하도록 램프 (71) 를 점등하거나 또는 소등하도록, 제어 회로 (96) 또는 광학 제어부 (76) 를 제어해도 된다. 그리고, 노광 시간을 카운트하여, 미리 설정된 적정 조도를 유지하도록, 노광 타이밍에 의해서 각 램프 (71) 를 점등 또는 소등하도록 제어해도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 필요 최저한의 램프 (71) 를 점등하고, 필터 등의 광학 부품을 필요하지 않게 할 수 있지만, 필터를 사용하는 경우에는, 필터에 의해서 저하되는 조도 분포를 개선하도록 램프 (71) 를 점등하면 된다.

(제 3 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태로서, 광조사 장치 (80) 의 램프 (71) 의 점등 또는 소등하는 제어 방법의 일례에 관해서 도 29 를 참조하여 설명한다. 또, 본 실시형태의 노광 장치는, 제 1 실시형태의 노광 장치와 기본적 구성을 동일하게 하기 때문에, 동일 부분 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 도 29 에 나타내는 바와 같이, 동기시켜 점등/소등할 수 있는 램프 (71) 에 있어서, 점등하는 램프 (71) 의 영역을 시간에 의해 관리하여, 노광 동작 중, 또는 비노광 동작 중 (예를 들어, 기판 로딩 중이나 쇼트 사이) 에 소정의 타이밍으로 그 영역을 순차 변화시킨다. 또한, 이 경우에도, 제 1 실시형태와 동일하게, 노광면의 조도 분포가 변화하지 않도록, 카세트 (81) 내의 램프 (71) 마다 점 Q 에 대하여 램프 (71) 를 점대칭으로 점등 또는 소등한다. 이로써, 균일한 조도를 유지하면서, 램프 (71) 의 사용 빈도가 치우치는 일없이 점등·소등을 용이하게 관리할 수 있다. 또한, 상기 소정의 타이밍은, 셔터가 닫혀 있는 타이밍이 바람직하고, 그 영역은 선대칭이어도 된다.

또한, 각 초고압 수은등인 램프 (71) 는, 통전시키면 서서히 조도를 높여 점등 상태, 또는 통전을 차단하면 서서히 조도를 낮춰 소등 상태가 된다. 이 때문에, 예를 들어 도 29(a) 에서 도 29(b) 의 상태로 이행할 때에, 점등 제어된 램프 (71) 와 소등 제어된 램프 (71) 가 함께 점등되어 있는 타이밍이 실제로 존재한다. 따라서, 이러한 이행 과정의 조도를 고려하여 점등·소등 타이밍을 제어해도 되고, 또는, 도시하지 않은 셔터를 사용하여 램프 (71) 의 점등·소등을 전환해도 된다.

(제 4 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태로서, 노광 장치용 광조사 장치 및 그 점등 제어 방법, 그리고 노광 장치 및 노광 방법을 도면에 따라서 상세히 설명한다. 또, 본 실시형태의 노광 장치는, 제 1 실시형태의 노광 장치와 기본적 구성을 동일하게 하기 때문에, 동일 부분 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 30 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 오목면 경 (77) 의 일부에 개구 (77a) 가 형성되어 있고, 개구 (77a) 의 후방에는, g 선, h 선, i 선, j 선, k 선 등에 있어서의 각 파장의 조도를 측정하는 각 조도계 (279) 가 설치되어 있다.

또한, 도 31 및 32 에 나타내는 바와 같이, 카세트 (81) 에는, 원하는 램프 (71) 에 대응하는 전면 (前面) 에 파장 컷 필터 (286) 가 배치되어 있다. 파장 컷 필터 (286) 로는, 로우 패스 필터, 하이 패스 필터, 밴드 패스 필터 중 어느 것이어도 되고, 원하는 파장의 강도를 떨어뜨리는 ND (감광) 필터여도 된다. 또, 파장 컷 필터 (286) 는 점대칭으로 설치하는 것이 바람직하고, 이 실시형태에서는, 상단의 6 개의 램프와 하단의 6 개의 램프에 설치되어 있다 (도 31 및 32 의 사선 부분). 이로써, 카세트 (81) 에는, 분광 특성이 상이한 2 종류의 광원부 (73) 가 구성된다. 이하, 파장 컷 필터 (286) 가 설치된 광원부 (73) 를 필터가 달린 광원부 (73A), 파장 컷 필터 (286) 를 갖지 않은 광원부 (73) 를 필터가 없는 광원부 (73B) 라고 한다.

또한, 광학 제어부 (76) 에서는, 필터가 달린 광원부 (73A) 와 필터가 없는 광원부 (73B) 의 각 분광 특성, 특히 각 파장의 피크 높이를 미리 측정해 두고, 데이터 베이스로서 저장해 놓는다. 또, 광원부 (73A, 73B) 는, 램프 (71) 를 계속해서 사용하면 분광 특성이 변화하기 때문에, 노광을 실시하지 않은 상태에서, 각 광원부 (73A, 73B) 의 각 파장에 있어서의 조도를 측정해 둔다.

이와 같이 구성된 광조사 장치 (80) 에서는, 조도계 (279) 에 의해 측정한 결과를 바탕으로, 데이터 베이스를 참조하여 각 광원부 (73A, 73B) 의 점등하는 램프 (71) 의 파워, 개수를 결정한다. 여기서, 점등하는 램프 (71) 의 개수가 많은 경우에는, 램프 (71) 를 끄는 방법이 대략 회전 대칭이 아니어도 노광면 조도 분포에는 영향이 작지만, 점등하는 램프 (71) 의 개수가 적은 경우, 예를 들어, 216 개의 램프 (71) 의 50 ％ 정도를 소등하는 경우에는, 램프 (71) 를 끄는 방법이 대략 회전 대칭이 아니면 노광면 조도 분포가 나빠질 가능성이 있다. 이 때문에, 도 31 에 나타내는 바와 같이, 필터가 달린 광원부 (73A), 필터가 없는 광원부 (73B) 는, 각각 대략 회전 대칭 (여기서는 점대칭) 이 되도록 램프 (71) 를 점등하는 것이 바람직하다.

수은 램프 (71) 로부터 출사되는 광은 일반적으로 인코히런트 광으로, 인티그레이터 렌즈 (74), 반사경 (77) 등으로 이루어지는 조명 광학계를 통과하여 노광면에 도달하였을 때, 그 강도는 파장마다 합으로서 주어진다. 필터가 달린 광원부 (73A) 와 필터가 없는 광원부 (73B) 를 형성함으로써, 각 파장에 있어서의 분광 강도비를 어느 정도 컨트롤할 수 있다.

여기서, 분광 특성이 상이한 2 종류의 램프를 사용한 경우와, 분광 특성이 동일한 램프에 파장 컷 필터를 설치한 경우에서, 조도의 측정 시험을 실시하였다. 구체적으로, 분광 특성이 상이한 2 종류의 램프를 사용한 시험에서는, 4 개의 제 1 램프를 사용한 경우, 그 제 1 램프보다 단파장측의 강도가 강한 4 개의 제 2 램프를 사용한 경우, 2 개의 제 1 램프 및 2 개의 제 2 램프를 사용한 경우에 조도를 측정하였다. 또한, 파장 컷 필터를 설치한 시험에서는, 4 개의 제 2 램프를 사용하고, 파장 컷 필터를 설치하지 않은 경우, 파장 컷 필터를 2 개의 램프에 설치한 경우, 파장 컷 필터를 4 개의 램프에 설치한 경우에 조도를 측정하였다. 2 종류의 램프를 사용한 경우의 결과를 표 1 에, 파장 컷 필터를 설치한 경우의 결과를 표 2 에 나타낸다.

또한, 본 시험에서 사용되는 조도계로는, 우시오 전기 주식회사 제조의 자외선 적산 광량계 UIT-250 과, 수광부에 365 ㎚ 측정용 수광기 UVD-S365, 313 ㎚ 측정용 수광기 UVD-S313 을 사용하여, 이들 수광부에서 200 ㎜ × 200 ㎜ 노광면의 중심부에 있어서의 i 선 (365 ㎚) 과 j 선 (313 ㎚) 의 강도를 측정하였다.

이 결과, 표 1 및 표 2 에 나타내는 바와 같이, DUV 필터의 개수를 변경함으로써, 램프의 종류를 변경하는 경우와 동일하게 각 파장에 있어서의 강도를 변경할 수 있음을 알 수 있다.

	조도 (mW/cm2)
	365 (nm)	313 (nm)
제 1 램프 4 개	40.5	15.9
제 2 램프 4 개	34.9	23.0
제 1 램프 2 개 제 2 램프 2 개	37.8	19.4

	조도 (mW/cm2)
	365 (nm)	313 (nm)
DUV 필터 없음	34.9	23.0
DUV 필터 4 개	32.1	1.02
DUV 필터 2 개	33.5	11.7

상기한 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치용 광조사 장치 (80) 및 노광 장치 (PE) 에 의하면, 램프 (71) 와 반사경 (72) 을 포함하는 소정 수의 광원부 (73) 와, 소정 수의 광원부 (73) 의 광이 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면에 입사되 도록 광원부 (73) 를 지지하는 카세트 (81) 를 구비하고, 소정 수의 광원부 (73) 는, 분광 특성이 상이한 2 종류의 광원부 (73) 에 의해 구성된다. 이로써, 광원부 (73) 를 교환하지 않고서, 파장마다 강도를 자유롭게 설정할 수 있다. 특히, 소정 수의 광원부 (73) 의 각 램프 (71) 는 분광 특성이 동일하고, 소정 수의 광원부 (73) 는, 그 일부에 파장 컷 필터 (286) 를 배치함으로써 분광 특성이 상이한 2 종류의 광원부 (73) 를 구성하고 있다. 이로써, 광원부 (73) 를 교환하지 않고서, 또한 분광 특성이 상이한 광원부를 사용하지 않고서, 파장마다 강도를 자유롭게 설정할 수 있다.

또, 카세트 (81) 를 복수 구비함과 함께, 모든 광원부 (73) 의 광이 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면에 입사되도록 복수의 카세트 (81) 가 장착되는 지지체 (82) 를 추가로 구비함으로써, 램프 (71) 를 유닛화하여 관리할 수 있어, 램프 (71) 의 교환 시간 및 장치의 다운 타임을 단축시키고, 또한, 램프 (71) 의 장착 부품에 큰 곡면 가공을 실시하지 않고서, 모든 광원부 (73) 를 단일 곡면 상에 배치할 수 있다.

그리고, 본 실시형태의 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법 및 노광 방법에 의하면, 광조사 장치 (80) 는, 상기 서술한 복수의 광원부 (73) 와, 복수의 카세트 (81) 와, 지지체 (82) 에 추가하여, 인티그레이터 렌즈 (74) 의 하류측에 배치되고, 각 파장에 대응한 조도를 계측하는 조도계 (279) 와, 각 램프 (71) 의 점등ㆍ소등, 및 조도를 제어하는 광학 제어부 (76) 를 구비한다. 그리고, 광학 제어부 (76) 는, 조도계 (279) 에 의해 계측된 각 파장에 대응한 조도에 기초하여, 소정의 파장에 있어서 원하는 조도가 얻어지도록 카세트 (81) 내의 각 광원부 (73) 를 제어한다. 이로써, 필요한 램프 (71) 를 점등시켜서 노광에 필요한 파장 성분에 있어서의 강도를 자유롭게 설정할 수 있어, 램프 (71) 의 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 1 종류의 파장 컷 필터 (286) 를 사용하여 분광 특성이 상이한 2 종류의 광원부 (73A, 73B) 를 구성하고 있지만, 도 33(a) 및 (b) 에 나타내는 바와 같이, 2 종류의 파장 컷 필터 (286a, 286b) 를 사용하여 분광 특성이 상이한 3 종류의 광원부 (73A1, 73A2, 73B) 를 구성하도록 해도 된다. 예를 들어, 3 종류의 광원부 (73A1, 73A2, 73B) 를, 도 33(a) 에 나타내는 바와 같이 8 : 8 : 8 로 구성해도 되고, 도 33(b) 에 나타내는 바와 같이 10 : 10 : 4 로 구성해도 된다. 이들의 경우에도, 3 종류의 광원부 (73A1, 73A2, 73B) 를 점대칭으로 구성하는 것이 바람직하고, 또한, 광학 제어부 (76) 에 의해서 도 33(a) 의 램프 (71) 를 소등시키는 경우에는, 도 33(c) 의 그물 처리한 부분에 나타내는 바와 같이 점대칭으로 소등시키면 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 광조사 장치 (80) 는, 소정 수의 광원부 (73) 를 각각 갖는 복수의 카세트 (81) 를 지지체 (82) 에 장착하여 사용되고 있는데, 광조사 장치 (80) 가 카세트 (81) 단체로 구성되는 경우에도, 본 실시형태의 효과를 나타낸다.

또, 상기 실시형태에서는, 파장 컷 필터 (286) 를 사용함으로써 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부 (73) 를 구성하며, 인티그레이터 렌즈 (74) 의 하류측에 배치되고 각 파장에 대응한 조도를 계측하는 조도계 (279) 와, 각 램프 (71) 의 점등·소등 및 조도를 제어하는 제어부 (76) 를 구비하여, 제어부 (76) 가, 조도계 (279) 에 의해 계측된 각 파장에 대응한 조도에 기초해서, 각 파장에 있어서의 원하는 조도가 얻어지도록 카세트 (81) 내의 각 광원부 (73) 를 제어하고 있는데, 본 발명은, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 램프 (71) 에 의해서 복수 종류의 광원부 (73) 를 구성한 경우를 포함하여, 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

(제 5 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 근접 스캔 노광 장치에 대하여, 도 34 ∼ 도 39 를 참조하여 설명한다.

근접 스캔 노광 장치 (101) 는, 도 37 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 에 근접하면서 소정 방향으로 반송되는 대략 직사각형 형상의 기판 (W) 에 대하여, 패턴 (P) 을 형성한 복수의 마스크 (M) 를 통해 노광용 광 (L) 을 조사하여, 기판 (W) 에 패턴 (P) 을 노광 전사한다. 즉, 그 노광 장치 (101) 는, 기판 (W) 을 복수의 마스크 (M) 에 대하여 상대 이동시키면서 노광 전사가 이루어지되는 스캔 노광 방식을 채용하고 있다. 또한, 본 실시형태에서 사용되는 마스크의 사이즈는 350 ㎜ × 250 ㎜ 로 설정되어 있고, 패턴 (P) 의 X 방향 길이는 유효 노광 영역의 X 방향 길이에 대응한다.

근접 스캔 노광 장치 (101) 는, 도 34 및 도 35 에 나타내는 바와 같이, 기판 (W) 을 부상시켜 지지함과 함께, 기판 (W) 을 소정 방향 (도면에 있어서 X 방향) 으로 반송하는 기판 반송 기구 (120) 와, 복수의 마스크 (M) 를 각각 유지하고, 소정 방향과 교차하는 방향 (도면에 있어서 Y 방향) 을 따라 지그재그 형상으로 2 열 배치되는 복수의 마스크 유지부 (171) 를 갖는 마스크 유지 기구 (170) 와, 복수의 마스크 유지부 (171) 의 상부에 각각 배치되고, 노광용 광 (L) 을 조사하는 조명 광학계로서의 복수의 조사부 (180) 와, 복수의 조사부 (180) 와 복수의 마스크 유지부 (171) 사이에 각각 배치되고, 조사부 (180) 로부터 출사된 노광용 광 (L) 을 차광하는 복수의 차광 장치 (190) 를 구비한다.

이들 기판 반송 기구 (120), 마스크 유지 기구 (170), 복수의 조사부 (180), 및 차광 장치 (190) 는, 레벨 블록 (도시 생략) 을 통해 지면에 설치되는 장치 베이스 (102) 상에 배치되어 있다. 여기서, 도 35 에 나타내는 바와 같이, 기판 반송 기구 (120) 가 기판 (W) 을 반송하는 영역 중, 상방에 마스크 유지 기구 (170) 가 배치되는 영역을 마스크 배치 영역 (EA), 마스크 배치 영역 (EA) 에 대하여 상류측의 영역을 기판 반입측 영역 (IA), 마스크 배치 영역 (EA) 에 대하여 하류측의 영역을 기판 반출측 영역 (OA) 이라고 한다.

기판 반송 기구 (120) 는, 장치 베이스 (102) 상에 다른 레벨 블록 (도시 생략) 을 통해서 설치된 반입 프레임 (105), 정밀 프레임 (106), 반출 프레임 (107) 상에 배치되고, 공기로 기판 (W) 을 부상시켜 지지하는 기판 유지부로서의 부상 유닛 (121) 과, 부상 유닛 (121) 의 Y 방향 측방에서, 장치 베이스 (102) 상에 또 다른 레벨 블록 (108) 을 통해 설치된 프레임 (109) 상에 배치되어, 기판 (W) 을 파지함과 함께, 기판 (W) 을 X 방향으로 반송하는 기판 구동 유닛 (140) 을 구비한다.

부상 유닛 (121) 은, 도 36 에 나타내는 바와 같이, 반입출 및 정밀 프레임 (105, 106, 107) 의 상면으로부터 상방으로 연장되는 복수의 연결봉 (122) 이 하면에 각각 장착되는 장척 형상의 복수의 배기 공기 패드 (123 : 도 35 참조, 124) 및 장척 형상의 복수의 흡배기 공기 패드 (125a, 125b) 와, 각 공기 패드 (123, 124, 125a, 125b) 에 형성된 복수의 배기구멍 (126) 으로부터 공기를 배출하는 공기 배출계 (130) 및 공기 배출용 펌프 (131) 와, 흡배기 공기 패드 (125a, 125b) 에 형성된 흡기구멍 (127) 으로부터 공기를 흡인하기 위한 공기 흡인계 (132) 및 공기 흡인용 펌프 (133) 를 구비한다.

또한, 흡배기 공기 패드 (125a, 125b) 는, 복수의 배기구멍 (126) 및 복수의 흡기구멍 (127) 을 갖고 있고, 공기 패드 (125a, 125b) 의 지지면 (134) 과 기판 (W) 사이의 공기압을 밸런스 조정하여, 소정의 부상량으로 고정밀도로 설정할 수 있어, 안정적인 높이로 수평 지지할 수 있다.

기판 구동 유닛 (140) 은, 도 35 에 나타내는 바와 같이, 진공 흡착에 의해 기판 (W) 을 파지하는 파지 부재 (141) 와, 파지 부재 (141) 를 X 방향을 따라서 안내하는 리니어 가이드 (142) 와, 파지 부재 (141) 를 X 방향을 따라 구동하는 구동 모터 (143) 및 볼나사 기구 (144) 와, 프레임 (109) 의 상면으로부터 돌출되도록, 기판 반입측 영역 (IA) 에 있어서의 프레임 (109) 의 측방에 Z 방향으로 이동할 수 있고 또한 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어, 마스크 유지 기구 (170) 로의 반송을 대기 중인 기판 (W) 의 하면을 지지하는 복수의 워크 충돌 방지 롤러 (145) 를 구비한다.

또한, 기판 반송 기구 (120) 는, 기판 반입측 영역 (IA) 에 형성되고, 이 기판 반입측 영역 (IA) 에서 대기되는 기판 (W) 의 프리얼라인먼트를 실시하는 기판 프리얼라인먼트 기구 (150) 와, 기판 (W) 의 얼라인먼트를 실시하는 기판 얼라인먼트 기구 (160) 를 갖고 있다.

마스크 유지 기구 (170) 는, 도 35 및 도 36 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 복수의 마스크 유지부 (171) 와, 마스크 유지부 (171) 마다 형성되고, 마스크 유지부 (171) 를 X, Y, Z, θ 방향, 즉, 소정 방향, 교차 방향, 소정 방향 및 교차 방향과의 수평면에 대한 연직 방향, 및, 그 수평면의 법선 둘레로 구동하는 복수의 마스크 구동부 (172) 를 갖는다.

Y 방향을 따라 지그재그 형상으로 2 열 배치되는 복수의 마스크 유지부 (171) 는, 상류측에 배치되는 복수의 상류측 마스크 유지부 (171a) (본 실시형태에서는 6 개) 와, 하류측에 배치되는 복수의 하류측 마스크 유지부 (171b) (본 실시형태에서는 6 개) 로 구성되며, 장치 베이스 (2) 의 Y 방향 양측에 세워 설치한 기둥부 (112) (도 34 참조) 사이에서 상류측과 하류측에 2 개씩 가설된 메인프레임 (113) 에 마스크 구동부 (172) 를 통해서 각각 지지되어 있다. 각 마스크 유지부 (171) 는, Z 방향으로 관통하는 개구 (177) 를 가짐과 함께, 그 주연부 하면에 마스크 (M) 가 진공 흡착되어 있다.

마스크 구동부 (172) 는, 메인프레임 (113) 에 장착되고, X 방향을 따라 이동하는 X 방향 구동부 (173) 와, X 방향 구동부 (173) 의 선단에 장착되고, Z 방향으로 구동하는 Z 방향 구동부 (174) 와, Z 방향 구동부 (174) 에 장착되고, Y 방향으로 구동하는 Y 방향 구동부 (175) 와, Y 방향 구동부 (175) 에 장착되고, θ 방향으로 구동하는 θ 방향 구동부 (176) 를 갖고, θ 방향 구동부 (176) 의 선단에 마스크 유지부 (171) 가 장착되어 있다.

복수의 조사부 (180) 는, 도 38 및 도 39 에 나타내는 바와 같이, 케이싱 (181) 내에, 제 1 실시형태와 동일하게 구성되는 광조사 장치 (80A), 인티그레이터 렌즈 (74C), 광학 제어부 (76), 오목면 경 (77), 및 노광 제어용 셔터 (78) 를 구비함과 함께, 광원부 (73A) 와 노광 제어용 셔터 (78) 사이, 및 인티그레이터 렌즈 (74C) 와 오목면 경 (77) 사이에 배치되는 평면 미러 (280, 281, 282) 를 구비한다. 또한, 오목면 경 (77) 또는 폴딩 미러로서의 평면 미러 (282) 에는, 미러의 곡률을 수동 또는 자동으로 변경할 수 있는 디클리네이션각 보정 수단이 형성되어도 된다.

광조사 장치 (80A) 는, 초고압 수은 램프 (71) 와 반사경 (72) 을 각각 포함하는, 예를 들어 4 단 2 열의 8 개의 광원부 (73) 를 포함하는 카세트 (81A) 를 직선 형상으로 3 개 정렬한 지지체 (82A) 를 갖고 있다. 제 1 실시형태와 동일하게, 카세트 (81A) 에서는, 8 개의 광원부 (73) 가 지지된 광원 지지부 (83) 에 램프 누름 커버 (84) 를 장착함으로써, 8 개의 광원부 (73) 의 광이 조사되는 각 조사면과, 8 개의 광원부 (73) 의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈 (74C) 의 입사면까지의 각 광축 (L) 의 거리가 대략 일정해지도록, 광원부 (73) 가 위치 결정된다. 또한, 도 39 에 나타내는 바와 같이, 지지체 (82A) 의 복수의 카세트 장착부 (90) 에 각 카세트 (81A) 가 장착됨으로써, 모든 광원부 (73) 의 광이 조사되는 각 조사면과, 그 광원부 (73) 의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면까지의 각 광축 (L) 의 거리가 대략 일정해지도록, 각 카세트 (81A) 가 위치 결정된다. 또한, 각 광원부 (73) 로부터의 배선의 처리나, 프레임 내의 냉각 구조는, 제 1 실시형태와 동일하게 구성되어 있고, 또한 램프 (71) 의 점등 제어 방법도 제 1 실시형태와 동일하다.

복수의 차광 장치 (190) 는, 도 36 에 나타내는 바와 같이, 경사 각도를 변경하는 1 쌍의 판 형상 블라인드 부재 (208, 209) 를 갖고, 블라인드 구동 유닛 (192) 에 의해 1 쌍의 블라인드 부재 (208, 209) 의 경사 각도를 변경한다. 이로써, 마스크 유지부 (171) 에 유지된 마스크 (M) 의 근방에서, 조사부 (180) 로부터 출사된 노광용 광 (L) 을 차광함과 함께, 노광용 광 (L) 을 차광하는 소정 방향에 있어서의 차광 폭, 즉, Z 방향에서 본 투영 면적을 가변으로 할 수 있다.

또한, 근접 스캔 노광 장치 (101) 에는, 마스크 (M) 를 유지하는 1 쌍의 마스크 트레이부 (도시 생략) 를 Y 방향으로 구동함으로써, 상류측 및 하류측 마스크 유지부 (171a, 171b) 에 유지된 마스크 (M) 를 교환하는 마스크 체인저 (220) 가 형성됨과 함께, 마스크 교환 전에, 마스크 트레이부에 대하여 부상 지지되는 마스크 (M) 를 밀어 누르면서, 위치 결정 핀 (도시 생략) 을 마스크 (M) 에 맞닿게 함으로써 프리얼라인먼트를 실시하는 마스크 프리얼라인먼트 기구 (240) 가 형성되어 있다.

또한, 도 36 에 나타내는 바와 같이, 근접 스캔 노광 장치 (101) 에는, 레이저 변위계 (260), 마스크 얼라인먼트용 카메라 (도시 생략), 추종용 카메라 (도시 생략), 추종용 조명 (273) 등의 각종 검출 수단이 배치되어 있다.

다음으로, 이상과 같이 구성되는 근접 스캔 노광 장치 (101) 를 사용하여, 기판 (W) 의 노광 전사에 대하여 설명한다. 또한 본 실시형태에서는, 하지 (下地) 패턴 (예를 들어 블랙 매트릭스) 이 묘화된 컬러 필터 기판 (W) 에 대하여, R (적), G (녹), B (청) 중 어느 패턴을 묘화하는 경우에 대하여 설명한다.

근접 스캔 노광 장치 (101) 는, 도시하지 않은 로더 등에 의해서, 기판 반입 영역 (IA) 으로 반송된 기판 (W) 을 배기 공기 패드 (123) 로부터의 공기에 의해 부상시켜 지지하여, 기판 (W) 의 프리얼라인먼트 작업, 얼라인먼트 작업을 실시한 후, 기판 구동 유닛 (140) 의 파지 부재 (141) 에 의해 척된 기판 (W) 을 마스크 배치 영역 (EA) 으로 반송한다.

그 후, 기판 (W) 은, 기판 구동 유닛 (140) 의 구동 모터 (143) 를 구동시킴으로써, 레일 (142) 을 따라 X 방향으로 이동한다. 그리고, 기판 (W) 은 마스크 배치 영역 (EA) 에 형성된 배기 공기 패드 (124) 및 흡배기 공기 패드 (125a, 125b) 상으로 이동되어, 진동을 최대한 배제한 상태에서 부상시켜서 지지된다. 그리고, 조사부 (180) 내의 광원으로부터 노광용 광 (L) 을 출사하면, 이러한 노광용 광 (L) 은 마스크 유지부 (171) 에 유지된 마스크 (M) 를 통과하여, 패턴을 기판 (W) 에 노광 전사한다.

또한, 당해 노광 장치 (101) 는 추종용 카메라 (도시 생략) 나 레이저 변위계 (260) 를 갖고 있기 때문에, 노광 동작 중, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 상대 위치 어긋남을 검출하고, 검출된 상대 위치 어긋남에 기초하여 마스크 구동부 (172) 를 구동시켜, 마스크 (M) 의 위치를 기판 (W) 에 실시간으로 추종시킨다. 동시에, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 갭을 검출하고, 검출된 갭에 기초하여 마스크 구동부 (172) 를 구동시켜, 마스크 (M) 와 기판 (W) 의 갭을 실시간으로 보정한다.

이상, 동일하게 하여 연속 노광함으로써, 기판 (W) 전체에 패턴의 노광을 실시할 수 있다. 마스크 유지부 (171) 에 유지된 마스크 (M) 는 지그재그 형상으로 배치되어 있기 때문에, 상류측 혹은 하류측의 마스크 유지부 (171a, 171b) 에 유지되는 마스크 (M) 가 이간되어 정렬되어 있어도, 기판 (W) 에 간극없이 패턴을 형성할 수 있다.

또한, 기판 (W) 으로부터 복수의 패널을 잘라 내는 경우에는, 인접하는 패널끼리의 사이에 대응하는 영역에 노광용 광 (L) 을 조사하지 않는 비노광 영역을 형성한다. 이 때문에, 노광 동작 중, 1 쌍의 블라인드 부재 (208, 209) 를 개폐하여 비노광 영역에 블라인드 부재 (208, 209) 가 위치하도록, 기판 (W) 의 이송 속도에 맞추어 기판 (W) 의 이송 방향과 동일한 방향으로 블라인드 부재 (208, 209) 를 이동시킨다.

따라서, 본 실시형태와 같은 근접 스캔 노광 장치에 있어서도, 광원부 (73) 를 교환할 때에는 카세트 (81) 별로 교환된다. 각 카세트 (81) 에서는, 소정 수의 광원부 (73) 가 미리 위치 결정되고, 또한, 각 광원부 (73) 로부터의 배선 (97) 이 커넥터 (98) 에 접속되어 있다. 이 때문에, 교환이 필요한 카세트 (81A) 를 지지체 (82A) 의 카세트용 오목부 (90b) 에 끼워 맞춰 지지체 (82) 에 장착시킴으로써, 카세트 (81) 내의 광원부 (73) 의 얼라인먼트를 완료한다. 또한, 커넥터 (98) 에 다른 배선 (99) 을 접속함으로써 배선 작업도 완료되기 때문에, 광원부 (73) 의 교환 작업을 용이하게 실시할 수 있다.

또, 도 41 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 광조사 장치 (80A) 에 있어서도, 제 4 실시형태와 동일하게, 소정 수의 광원부 (73) 의 각 램프 (71) 는 분광 특성이 동일하고, 소정 수의 광원부 (73) 는, 그 일부에 파장 컷 필터 (286) 를 배치함으로써 분광 특성이 상이한 2 종류의 광원부 (73) 를 구성해도 된다.

구체적으로는, 도 40 및 41 에 나타내는 바와 같이, 램프 (71) 와 반사경 (72) 을 포함하는 소정 수의 광원부 (73) 와, 소정 수의 광원부 (73) 의 광이 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면에 입사되도록 광원부 (73) 를 지지하는 카세트 (81) 를 구비하고, 소정 수의 광원부 (73) 의 각 램프 (71) 는 분광 특성이 동일하고, 소정 수의 광원부 (73) 는, 그 일부에 파장 컷 필터 (286) 를 배치함으로써 분광 특성이 상이한 2 종류의 광원부 (73) 를 구성한다. 또한, 오목면 경 (77) 의 일부에는 개구 (77a) 가 형성되어 있고, 개구 (77a) 의 후방에는, g 선, h 선, i 선, j 선, k 선 등에 있어서의 각 파장의 조도를 측정하는 각 조도계 (279) 가 설치되어 있다.

이러한 구성으로 함으로써, 램프 (71) 를 교환하지 않고서, 또한 분광 특성이 상이한 광원부를 사용하지 않고서, 파장마다 강도를 자유롭게 설정할 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 적절히 변형, 개량 등을 할 수 있다.

예를 들어 본 실시형태의 램프 누름 커버 (84) 는, 오목 형상의 박스 형상으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 맞닿음부에 의해 광원부를 위치 결정하고 고정시킬 수 있는 것이면, 예를 들어 메시 형상이어도 된다. 또한, 각 광원부 (73) 를 광원 지지부 (83) 에 끼워 맞춰 더욱 고정시키도록 한 경우에는, 램프 누름 커버 (84) 를 형성하지 않고 구성할 수도 있다.

또한, 지지체 커버 (92) 의 형상도 조명 광학계 (70) 의 배치에 따라서 임의로 설계할 수 있다.

또, 카세트 (81) 에 배치되는 광원부 (73) 를 8 개 이상으로 하고, 지지체 (82) 에 배치되는 전체 광원부는 8 개 ∼ 약 800 개로 한다. 800 개 정도이면, 실용성 및 효율이 좋아진다. 또한, 지지체 (82) 에 장착되는 카세트 (81) 의 수는 전체 광원부 (73) 의 수의 5 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 이 경우에는, 1 개의 카세트 (81) 에 배치되는 광원부 (73) 의 수가 5 ％ 이상이 된다.

그리고, 도 25(a) 및 (b) 에서는 동일 사이즈의 카세트 (81) 를 사용하여 대략 회전 대칭이 되는 위치의 램프를 교대로 점등하는 것을 설명하였지만, 상이한 사이즈의 카세트 (81) 를 사용하여, 카세트 (81) 에 있어서의 대략 회전 대칭이 되는 위치의 램프 (71) 를 교대로 점등하도록 해도 된다. 소형 사이즈의 카세트 (81) 에 조립된 램프 (71) 는 대형 카세트 (81) 에 조립된 램프 (71) 와 비교하여 램프 (71) 의 수가 적기 때문에, 주위로부터 받는 발열량이 적어, 소형 사이즈의 카세트 (81) 에 조립된 램프 (71) 의 수명이 길어진다. 또한, 상이한 사이즈의 카세트 (81) 를 사용하여, 모든 램프 (71) 에 있어서 대략 회전 대칭이 되는 위치의 램프 (71) 를 교대로 점등 제어하는 것이 바람직하다.

또, 예를 들어, 상기 실시형태에서는, 노광 장치로서 분할 축차 근접 노광 장치와 주사식 근접 노광 장치를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 본 발명은, 미러 프로젝션식 노광 장치, 렌즈 투영식 노광 장치, 밀착식 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한 본 발명은, 일괄식, 축차식, 주사식 등의 어떠한 노광 방법에도 적용할 수 있다.

그리고 본 발명의 지지체는, 상기 실시형태와 같은 지지체 본체 (91) 와 지지체 커버 (92) 를 갖는 지지체 (82) 에 의해서 구성되는 것이 바람직한데, 각 카세트 (81) 에 장착된 각 광원부 (73) 의 광이 인티그레이터 렌즈 (74) 의 입사면에 실질적으로 향하도록 얼라인먼트되는 것이면 되고, 지지체 본체만으로 구성되어도 되고, 또, 골조 구조와 같은 프레임체로 이루어지는 지지체 본체만으로 구성되어도 된다.

예를 들어, 도 42 에 나타내는 바와 같이, 지지체 (82) 는 전면을 개방하도록 형성되고, 지지체 (82) 에 형성된 각 카세트 장착부 (90) 를 오목부 (카세트 (81) 의 직사각형 모양의 후방 가장자리부와 대향하는 단면 L 자 형상의 절결) 에 의해 형성하여, 카세트 고정 수단에 의해서 각 카세트 (81) 를 전방에서부터 고정시키는 구조여도 된다. 또, 이 경우에 있어서, 강제 배기 수단 (79) 에 의해서 지지체 (82) 내의 공기를 배기하는 경우에는, 도 18(a) 에 나타내는 바와 같이, 배기구멍 (84a) 은 램프 누름 커버 (84) 의 바닥면에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 지지체의 카세트 장착부 (90) 의 구성도 임의이며, 상기 실시형태의 도 8 에 나타내는 바와 같이, 개구부 (90a) 의 주위에 형성된 카세트용 오목부 (90c) 에 의해 형성되어도 되지만, 도 43 에 나타내는 바와 같이, 광원 지지부 (83) 의 전면 주위에 형성된 볼록 형상의 걸어맞춤부 (83c) 와 카세트 장착부 (90) 의 주위에 걸쳐서 형성된 오목 형상의 피걸어맞춤부 (90d) 를 걸어맞춤으로써 장착되도록 해도 된다.

본 출원은, 2010년 2월 5일에 출원된 일본국 특허출원 2010-024326호, 2010년 8월 27일에 출원된 일본국 특허출원 2010-191288호, 2010년 10월 7일에 출원된 일본국 특허출원 2010-227689호 및 2011년 1월 26일에 출원된 일본국 특허출원 2011-014268호에 기초하는 것으로, 그 내용이 여기에 참조로서 도입된다.

10 … 마스크 스테이지
12 … 마스크 유지 프레임 (마스크 유지부)
18 … 얼라인먼트 카메라
20 … 기판 스테이지
21 … 기판 유지부
70 … 조명 광학계
71 … 램프
72 … 반사경
73 … 광원부
74, 74C … 인티그레이터 렌즈
76 … 광학 제어부 (제어부)
80, 80A … 광조사 장치
81, 81A … 카세트
82, 82A … 지지체
83 … 광원 지지부
84 … 램프 누름 커버
87 … 램프 누름 기구
90 … 카세트 장착부
91 … 지지체 본체
92 … 지지체 커버
96a … 타이머
101 … 근접 스캔 노광 장치 (노광 장치)
120 … 기판 반송 기구
121 … 부상 유닛
140 … 기판 구동 유닛
150 … 기판 프리얼라인먼트 기구
160 … 기판 얼라인먼트 기구
170 … 마스크 유지 기구
171 … 마스크 유지부
172 … 마스크 구동부
180 … 조사부
190 … 노광 장치
M … 마스크
P … 패턴
PE … 축차 근접 노광 장치 (노광 장치)
W … 유리 기판 (피노광재, 기판)

Claims (32)

1. 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와,
   소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와,
   상기 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 카세트는, 상기 소정 수의 광원부가 지지되는 광원 지지부를 갖고,
   상기 광원 지지부는, 상기 소정 수의 광원부의 광이 조사되는 각 조사면에서부터, 상기 소정 수의 광원부의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈의 입사면까지의 각 광축의 거리가 대략 일정해지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 지지체는, 상기 복수의 카세트가 각각 장착되는 복수의 카세트 장착부를 갖고,
   상기 복수의 카세트 장착부는, 상기 모든 광원부의 광이 조사되는 각 조사면에서부터, 상기 모든 광원부의 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈의 입사면까지의 각 광축의 거리가 대략 일정해지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복수의 카세트 장착부는, 상기 카세트의 광원 지지부가 면하는 개구부와, 그 광원 지지부의 주위에 형성된 평면부와 맞닿는 평면을 각각 구비하고,
   소정의 방향으로 정렬한 상기 복수의 카세트 장착부의 각 평면은, 소정의 각도로 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 지지체의 카세트 장착부는, 상기 평면을 바닥면으로 한 오목부에 형성되고,
   상기 카세트는, 상기 카세트 장착부의 오목부에 끼워 맞춰지는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 카세트는, 상기 소정 수의 광원부가 지지되는 광원 지지부를 갖고,
   상기 광원 지지부에 지지된 최외주에 위치하는 상기 광원부의 중심을 4 변으로 연결한 선이 직사각형 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 지지체는, 상기 복수의 카세트가 각각 장착되는 복수의 카세트 장착부를 갖고,
   상기 복수의 카세트 장착부는, 서로 직교하는 방향으로 배치되는 상기 카세트의 각 개수를 일치시켜 직사각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 카세트는, 상기 광원 지지부에 지지된 상기 소정 수의 광원부를 둘러싼 상태로, 상기 광원 지지부에 장착되는 커버 부재를 갖고,
   상기 광원 지지부와 상기 커버 부재 사이의 수납 공간 내에 있어서, 인접하는 상기 광원부의 반사 광학계의 배면은 직접 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 커버 부재에는, 상기 수납 공간과 그 커버 부재의 외부를 연이어 통하는 연통구멍과 연통홈의 적어도 하나가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지체에는, 상기 각 광원부를 냉각시키기 위해서 냉각수가 순환하는 냉각용 배관이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 광원부의 광이 조사되는 각 조사면에 대하여 후방 및 측방의 적어도 일방으로부터 상기 지지체 내의 공기를 강제 배기하는 강제 배기 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 추가로 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 추가로 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 상기 광원부를 교대로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정 수의 광원부는, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
15. 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와,
    소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와,
    상기 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체와,
    상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 카세트의 상기 소정 수의 광원부가 동일한 점등 패턴으로 대략 회전 대칭으로 동시에 점등하도록 제어함으로써, 상기 모든 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 카세트 내의 소정 수의 광원부 중, 점등하는 상기 광원부의 수가 상이한 복수의 점등 패턴군을 구비함과 함께, 그 각 점등 패턴군은, 상기 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하는 복수의 점등 패턴을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 각 광원부의 점등 시간을 카운트하는 타이머를 추가로 구비하고,
    상기 제어부는, 원하는 조도에 따라서 상기 복수의 점등 패턴군 중 어느 것을 선택함과 함께, 그 선택된 점등 패턴군 중, 상기 광원부의 점등 시간에 기초하여 상기 점등 패턴을 선택하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
19. 제 17 항에 있어서,
    상기 각 광원부의 점등 시간을 카운트하는 타이머를 추가로 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 각 광원부의 점등 시간, 및 점등시에 공급된 전압 또는 전력에 기초하여 상기 복수의 광원부의 잔존 수명을 계산하고,
    상기 제어부는, 원하는 조도에 따라서 상기 복수의 점등 패턴군 중 어느 것을 선택함과 함께, 그 선택된 점등 패턴군 중, 상기 광원부의 잔존 수명에 기초하여 상기 점등 패턴을 선택하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 원하는 조도가, 상기 복수의 점등 패턴군에 의해 얻어지는 조도와 상이할 때, 상기 원하는 조도에 가까운 조도가 얻어지는 점등 패턴군을 선택함과 함께, 상기 점등하는 광원부에 공급하는 전압 또는 전력을 조정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 조사 장치.
21. 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와,
    소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와,
    상기 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체와,
    상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에 있어서의 상기 소정 수의 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 상기 광원부를 교대로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 카세트의 상기 소정 수의 광원부가 동일한 점등 패턴으로 동시에 점등하도록 제어함으로써, 상기 모든 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 상기 광원부가 교대로 점등하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
23. 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 소정 수의 광원부와,
    상기 소정 수의 광원부의 광이 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 상기 소정 수의 광원부를 지지하는 카세트를 구비하는 노광 장치용 광조사 장치로서,
    상기 소정 수의 광원부는, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 소정 수의 광원부의 각 발광부는, 분광 특성이 동일하고,
    상기 소정 수의 광원부는, 그 일부에 파장 컷 필터를 배치함으로써, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부를 구성하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 카세트를 복수 구비함과 함께,
    상기 모든 광원부의 광이 상기 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 상기 복수의 카세트가 장착되는 프레임을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치.
26. 피노광재로서의 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판과 대향하도록 마스크를 유지하는 마스크 유지부와,
    제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 광조사 장치와, 그 광조사 장치의 복수의 광원부에서 출사된 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈를 갖는 조명 광학계를 구비하고, 상기 기판에 대해서 상기 조명 광학계로부터의 광을 상기 마스크를 사이에 두고 조사하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
27. 피노광재로서의 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판과 대향하도록 마스크를 유지하는 마스크 유지부와,
    제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 광조사 장치와, 그 광조사 장치의 복수의 광원부에서 출사된 광이 입사되는 인티그레이터 렌즈를 갖는 조명 광학계를 구비하는 노광 장치를 사용하여,
    상기 기판에 대해서 상기 조명 광학계로부터의 광을 상기 마스크를 사이에 두고 조사하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
28. 제 27 항에 기재된 노광 방법을 사용하여 노광되는 것을 특징으로 하는 기판.
29. 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와, 소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와, 상기 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체와, 상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 구비하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법으로서,
    상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부가 대략 회전 대칭으로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법.
30. 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와, 소정 수의 상기 광원부를 각각 장착 가능한 복수의 카세트와, 상기 복수의 카세트를 장착 가능한 지지체와, 상기 복수의 광원부의 점등 또는 소등을 제어하는 제어부를 구비하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법으로서,
    상기 제어부는, 상기 각 카세트 내에서의 상기 소정 수의 광원부 중, 대략 회전 대칭이 되는 위치의 상기 광원부를 교대로 점등하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법.
31. 발광부와 그 발광부로부터 발생된 광에 지향성을 부여하여 사출하는 반사 광학계를 각각 포함하는 복수의 광원부와,
    소정 수의 상기 광원부의 광이 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 상기 소정 수의 광원부를 지지하는 복수의 카세트와,
    상기 모든 광원부의 광이 상기 인티그레이터 렌즈의 입사면에 입사되도록, 상기 복수의 카세트가 장착되는 프레임과,
    상기 인티그레이터 렌즈의 하류측에 배치되고, 각 파장에 대응한 조도를 계측하는 조도계와,
    상기 각 발광부의 점등·소등, 및 조도를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 소정 수의 광원부는, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부에 의해서 구성되는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법으로서,
    상기 제어부는, 상기 조도계에 의해 계측된 각 파장에 대응한 조도에 기초하여, 소정의 파장에 있어서 원하는 조도가 얻어지도록, 상기 카세트 내의 각 광원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법.
32. 제 31 항에 있어서,
    상기 소정 수의 광원부의 각 발광부는 분광 특성이 동일하고,
    상기 소정 수의 광원부는, 그 일부에 파장 컷 필터를 배치함으로써, 분광 특성이 상이한 복수 종류의 광원부를 구성하는 것을 특징으로 하는 노광 장치용 광조사 장치의 점등 제어 방법.

Images