KR20210036823A - 광원장치, 조명장치, 노광장치, 및 물품의 제조방법 - Google Patents

광원장치, 조명장치, 노광장치, 및 물품의 제조방법 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드(LED) 어레이를 갖는 광원장치에 있어서 피조사면 상의 광강도 분포를 균일화하기 위해, 광원장치는, 기판과, 상기 기판 위의 복수의 LED 칩들과, 전원을 갖는 회로를 구비한 LED 어레이를 구비하고, 상기 LED 어레이로부터의 빛을 소정의 면에 조명하며, 상기 복수의 LED 칩들은 상기 회로의 같은 열에 배치된 제1 LED 칩들 및 상기 제1 LED 칩들과는 다른 제2 LED 칩들을 포함하고, 상기 제1 LED 칩들은 상기 제2 LED 칩들의 배치 각도와 다른 배치 각도를 갖는다.

Description

광원장치, 조명장치, 노광장치, 및 물품의 제조방법{LIGHT SOURCE DEVICE, ILLUMINATING APPARATUS, EXPOSING APPARATUS, AND METHOD FOR MANUFACTURING ARTICLE}
본 개시내용은, 광원장치, 조명장치, 노광장치, 및 물품의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 공정에 있어서, 노광장치가 이용되고 있다. 노광장치는, 리소그래피 공정에 있어서, 원판(레티클 또는 마스크)의 패턴을 투영 광학계를 거쳐 감광성의 기판(표면에 레지스트층이 형성된 웨이퍼나 글래스 플레이트)에 전사한다.
투영 노광장치의 광원으로서, 예를 들면, 수은 램프가 이용되고 있다. 최근, 수은 램프를 에너지를 절약하는 발광 다이오드(LED)로 치환하는 것이 기대되고 있다. LED에서는, LED로부터의 발광을 제어하는 기판 회로에 전류를 흘려보낸 후, 빛의 출력이 안정될 때까지의 시간이 짧다. 이에 따라, LED는 수은 램프와 같이 항상 발광시킬 필요가 없기 때문에, 장수명도 갖는다.
단, LED의 1개당의 광출력은 수은 램프보다 매우 작다. 이에 따라, 수은 램프 대신에 광원으로서 LED를 사용할 경우, 복수의 LED를 기판에 정렬시킨 LED 어레이를 사용해서 빛의 총 출력을 크게 하는 것이 필요하다.
일본국 특개 2018-22884호 공보는, LED를 광원으로서 사용한 발광 장치를 개시하고 있고, 복수의 LED 소자의 배치 각도를 서로 다르게 함으로써, 피조사면 위의 명암을 눈에 띄지 않게 하는 기술을 개시하고 있다.
같은 열에 동일한 배치 각도로 배치된 복수의 LED 소자를 포함하는 LED 어레이에 있어서 LED 소자로부터의 발광이 정지하면, 피조사면 위에 있어서의 광학특성이 변화할 우려가 있다. 일본국 특개 2018-22884호 공보는 이러한 과제를 인식하지 않고, LED로부터의 발광을 제어하는 기판 회로의 구체적인 구성을 개시하지 않고 있다.
이 개시내용은, LED 소자에 고장이 생겼을 때에, 피조사면 위에 빛의 명암이 생길 수 있다고 하는 과제의 인식을 계기로 한 것이다. 즉, LED 어레이를 구성하는 LED 소자에 고장이 생겨 해당 LED 소자로부터의 발광이 정지하면, 해당 LED 소자와 같은 열에 배치된 LED 소자에 전류가 흐르지 않게 되어, 이들 LED 소자로부터의 발광도 마찬가지로 정지한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 일측면으로서, 광원장치는, 기판과, 상기 기판 위의 복수의 발광 다이오드(LED) 칩들과, 전원을 갖는 회로를 구비한 LED 어레이를 구비하고, 상기 LED 어레이로부터의 빛을 소정의 면에 조명하며, 상기 복수의 LED 칩들은 상기 회로의 같은 열에 배치된 제1 LED 칩들 및 상기 제1 LED 칩들과는 다른 제2 LED 칩들을 포함하고, 상기 제1 LED 칩들은 상기 제2 LED 칩들의 배치 각도와 다른 배치 각도를 갖는다.
본 발명의 또 다른 특징은 첨부도면을 참조하는 이하의 실시형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광원 유닛의 개략 단면도다.
도2a는 본 발명에 따른 LED 어레이의 평면도다.
도 2b는 비교예에 있어서의 LED 어레이의 평면도다.
도 2c는 본 발명에 따른 LED 어레이의 평면도다.
도 2d는 본 발명에 따른 LED 어레이의 평면도다.
도 2e는 본 발명에 따른 LED 어레이의 평면도다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 어레이 유닛의 평면도다.
도 4는 본 발명에 따른 LED 어레이 유닛의 평면도다.
도 5는 본 발명에 따른 조명 광학계의 개략도다.
도 6은 본 발명에 따른 플라이아이 광학계의 개략도다.
도 7은 본 발명에 따른 개구 조리개를 도시한 도면이다.
도8a는 본 발명에 따른 계측 유닛의 개략도다.
도 8b는 본 발명에 따른 계측 유닛의 개략도다.
도9a는 비교예에 있어서의 LED 어레이의 평면도다.
도 9b는 본 발명에 따른 동공면 상의 광강도 분포를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 노광장치의 개략도다.
도 11은 본 발명에 따른 노광장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
이하에서, 본 개시내용의 바람직한 실시형태를 첨부도면에 근거하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하여, 본 실시형태에 따른 광원 유닛(광원장치)(1)을 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 따른 광원 유닛(1)의 개략 단면도다. 광원 유닛(1)은 기판(51), 발광 다이오드(LED) 칩(LED 소자)(52), 집광렌즈 53 및 54와, 제어부(55)를 가진다. 기판((51) 위에는, 복수의 LED 칩(52)이 배치되어 있고, 이것들을 "LED 어레이 유닛"으로 부른다. 기판(51) 위에는, LED 칩(52)을 구동하기 위한 회로가 형성되어 있고, 회로에 전류를 흘리면, 각각의 LED 칩(52)이 소정의 파장의 빛을 출력한다. 제어부(55)는, 전원을 포함하고, 각 LED 칩(52)에 흐르는 전류를 제어하여, 각 LED 칩(52)으로부터 출력되는 빛의 휘도(강도)를 제어한다.
집광렌즈 53 및 54는, 각 LED 칩(52)에 대응해서 설치된 렌즈들을 갖는 렌즈 어레이다. 집광렌즈 53의 각 렌즈는 각 LED 위에 설치되어 있다. 집광렌즈 53 및 54에 설치된 각 렌즈는, 도 1에 도시된 것과 같이 평볼록 렌즈이거나, 그 밖의 파워를 갖는 형상을 취해도 된다. 집광렌즈 53 및 54를 구성하는 각각의 렌즈 어레이로서는, 에칭이나 절삭에 의해 연속적으로 렌즈를 형성한 렌즈 어레이나, 각각의 렌즈를 접합한 렌즈 어레이를 사용할 수 있다. 각 LED 칩(52)으로부터 나온 빛은, 50°내지 70°정도의 반각으로 퍼지지만, 집광렌즈 53 또는 54에 의해, 그것들은 30°이하 정도로 변환된다. 집광렌즈 53은 LED 칩(52)으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 설치되고, 기판(51)과 함께 일체로 고정되어 있어도 된다.
다음에, 본 실시형태에 따른 광원 유닛(1)에 포함되는 LED 어레이에 대해 설명한다. 도2a는, 본 실시형태에 따른 LED 어레이(100)의 평면도다. LED 어레이(100)는, 기판(51) 상에 각도 A로 배치된 12개의 LED 칩, 각도 B로 배치된 12개의 LED 칩, 각도 C로 배치된 12개의 LED 칩과, 각도 D로 배치된 12개의 LED 칩을 갖고 있다. 각도 B는 각도 A에 대하여 45°만큼 기울인 각도이고, 각도 C 및 D는 각도 A에 대하여 ±22.5°만큼 기울인 각도다. 이하, 각도 A로 배치된 LED 칩을 "LED 칩 A"로 기재하고, 각도 B로 배치된 LED 칩을 "LED 칩 B"로 기재하고, 각도 C로 배치된 LED 칩을 "LED 칩 C"로 기재하고, 각도 D로 배치된 LED 칩을 "LED 칩 D"로 기재한다. 각 LED 칩은 사각 형상을 갖는다.
도2a의 LED 어레이(100)는 복수의 LED 칩을 구비한 복수의 칩 열을 병렬회로 위에 포함한다. 구체적으로는, 4열의 칩 열이 형성되어 있고, 각 열은, 3개의 LED 칩 A, 3개의 LED 칩 B, 3개의 LED 칩 C와, 3개의 LED 칩 D를 포함한다.
도 2b는, 비교예로서의 LED 어레이(101)의 평면도다. 도 2b에 있어서도, 4열의 칩 열이 형성되어 있다. 제1열에는, 12개의 LED 칩 A가 배치된다. 제2열에는, 12개의 LED 칩 B가 배치되어 있다. 제3열에는, 12개의 LED 칩 C가 배치된다. 제4열에는, 12개의 LED 칩 D가 배치되어 있다.
도2a 및 도 2b에 있어서, "칩 열"은, 병렬회로의 같은 열에 직렬로 배치된 복수의 LED 칩을 의미한다. 도 2e를 참조하여 후술하는 것과 같이, 1개의 직렬 회로 중에 직렬로 배치된 복수의 LED 칩도 본 실시형태에 따른 "칩 열"에 해당한다. 즉, "칩 열"은 전기적으로 직렬로 배치된 복수의 LED 칩을 의미한다.
도 2b의 LED 어레이(101)에 있어서, 제1열의 1개의 LED 칩 A 중 한개에 고장이 생겨, 이 LED 칩 A로부터의 발광이 정지된 상태를 생각한다. 이때, 제1열에 배치된 다른 LED 칩 A에 전류가 흐르지 않게 되어, 제1열에 배치된 모든 LED 칩 A의 발광이 정지하는 상황이 생길 수 있다. 이때, LED 어레이(101)에 있어서, LED 칩 B, LED 칩 C, LED 칩 D는 모두 발광하고 있는 동안, 모든 LED 칩 A의 발광이 정지한다. 이에 따라, 피조사면 상의 광강도 분포가 불균일하게 되어 버린다.
다음에, 본 발명의 효과에 대해서 상세하게 설명한다. 본 실시형태에 따른 LED 어레이(100)에 있어서, 어떤 열의 1개의 LED 칩에 고장이 생겨, 이 LED 칩으로부터의 발광이 정지된 상태를 생각한다. 이때, 같은 열에 배치된 다른 LED 칩에 전류가 흐르지 않게 되어, 이 열에 배치된 모든 LED 칩의 발광이 정지하는 상황이 발생할 수 있다.
그렇지만, 고장이 생긴 LED 칩을 포함하지 않는 다른 3개의 열은 각각 3개의 LED 칩 A, 3개의 LED 칩 B, 3개의 LED 칩 C 및 3개의 LED 칩 D를 포함한다. 그 때문에, 전체 LED 어레이(100)의 발광 강도는 저하하지만, 피조사면 상의 광강도 분포의 균일성이 유지된다.
LED 칩의 배치는 도2a에 나타낸 배치에 한정되지 않고, LED 칩에 고장이 생겼을 때에, 피조사면 상의 광강도 분포의 균일성이 유지되도록 하는 배치이면 된다. 예를 들면, 도 2c 및 도 2d에 도시한 바와 같이 LED 어레이를 구성해도 된다. 도 2c에서 나타낸 LED 어레이(102)에서는, 4열의 칩 열이 형성되어 있고, 각 열은 6개의 LED 칩 A 및 6개의 LED 칩 B를 포함한다. 도 2d에 나타낸 LED 어레이(103)에서는, 4열의 칩 열이 형성되어 있고, 각 열은 6개의 LED 칩 C 및 6개의 LED 칩 D를 포함한다.
이렇게, LED 어레이의 기판 회로를 구성하는 각 열에 배치되는 복수의 LED 칩의 배치 각도를 다르게 하는 것에 의해, LED 어레이에 의해 피조사면에 형성되는 광강도 분포를 균일화할 수 있다. 본 실시형태에서는 LED 칩의 배치 각도는 2개의 값 또는 4개의 값을 갖는다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정하지 않고, LED 칩의 배치 각도의 수를 증가시켜도 된다.
도 2e는, 4개의 직렬 회로로 구성된 LED 어레이(104)의 평면도다. 직렬 회로에 흘려보내는 전류를 제어하는 제어부(501 내지 504)가 직렬 회로마다 설치되어 있다. 각 직렬 회로에 복수의 LED 칩이 배치된 칩 열이 포함된다.
도 3은, 본 실시형태에 따른 복수의 LED 어레이(100)가 배치된 LED 어레이 유닛(600)의 평면도다. LED 어레이(100)는 유지 기구(610)에 의해 유지되어 있다. 각 LED 어레이(100)에 제어부가 설치되어 있다. LED 어레이(100)에 인가되는 전류는 각 제어부에 의해 개별적으로 제어된다.
도 4는, 본 실시형태에 따른 복수의 LED 어레이 102와 복수의 LED 어레이 103이 배치된 LED 어레이 유닛(601)의 평면도다. 도 3과 마찬가지로, 각 LED 어레이에는 제어부가 설치되어 있다. LED 어레이에 인가되는 전류는 각 제어부에 의해 개별적으로 제어된다. LED 어레이 102에 인가하는 전류와 LED 어레이 103에 인가하는 전류를 별개로 제어함으로써, 후술하는 바와 같이, LED 어레이 유닛(601)에 의해 피조사면에 형성되는 광강도 분포를 적절히 변화시킬 수 있다.
다음에, 도 5를 참조해서, 본 실시형태에 따른 조명 광학계(조명장치)(200)의 예를 설명한다. 도 5는 본 실시형태에 따른 조명 광학계(200)의 개략 단면도다. 조명 광학계(200)는, 광원 유닛(1), 콘덴서 렌즈 2, 플라이아이 광학계(3), 콘덴서 렌즈 4, 시야 조리개(6), 결상광학계(7)를 가진다.
광원 유닛(1)으로부터 나온 광속은, 콘덴서 렌즈 2를 통과하여, 플라이아이 광학계(3)에 이른다. 콘덴서 렌즈 2는, 광원 유닛(1)의 출사면 위치와 플라이아이 광학계(3)의 입사면 위치가 광학적으로 푸리에 공역면이 되도록 설계되어 있다. 이러한 조명계를 쾰러 조명계로 부른다. 도 5에서는 콘덴서 렌즈 2로서 1개의 평볼록 렌즈가 도시되어 있지만, 실제는, 콘덴서 렌즈 2는 복수의 렌즈 군으로 구성되는 경우가 많다.
도 6은 본 실시형태에 따른 플라이아이 광학계(3)의 개략 단면도를 나타낸다. 플라이아이 광학계(3)는, 2개의 렌즈 군 31, 32와, 개구 조리개(33)를 갖는다. 렌즈 군 31 및 32 각각은, 복수의 평볼록 렌즈를, 평볼록 렌즈들의 가장자리 면들이 동일 평면에 배치되도록 부착된 렌즈 군이다. 렌즈 군 31 및 32는, 각각의 평볼록 렌즈의 초점위치에, 쌍이 되는 평볼록 렌즈가 위치하도록 배치되어 있다. 이러한 플라이아이 광학계(3)를 사용함으로써, 플라이아이 광학계(3)의 출사면 위치에는, 광원 유닛(1)의 출사면과 공역인 복수의 2차 광원 상이 형성된다.
플라이아이 광학계(3)의 렌즈 군 31 및 32 근방에는, 도 7에 나타내는 개구 조리개(33)가 형성되어 있다. 개구 조리개(33)는 빛이 투과하는 부분(62)(개구)과, 빛을 차단하는 부분(61)을 갖는다. 플라이아이 광학계(3)의 출사면으로부터 출사되어 개구 조리개(33)의 광투과 부분(62)을 통과한 빛은, 콘덴서 렌즈 4를 통과하여 조명면(5)에 이른다.
콘덴서 렌즈 4는, 플라이아이 광학계(3)의 출사면과 조명면(5)이 광학적으로 푸리에 공역면이 되도록 설계되어 있다. 플라이아이 광학계(3)의 출사면 또는 플라이아이 광학계(3)의 출사면에 공역인 면은 조명 광학계의 동공면이 된다. 이 경우, 렌즈 군 32의 출사면에 형성된 2차 광원으로부터의 빛의 광강도 분포가 조명면(5) 상에서 중첩적으로 더해져, 거의 균일한 광강도 분포를 형성할 수 있다.
플라이아이 광학계(3)는, 광강도 분포를 균일화시키는 기능을 갖고, 옵티컬 인테그레이터로 불린다. 옵티컬 인테그레이터의 예로는, 마이크로렌즈 어레이와 플라이아이 렌즈를 들 수 있다. 옵티컬 인테그레이터로서는, 에칭 등에 의해 연속적으로 렌즈를 형성한 렌즈 어레이나, 각각의 렌즈를 접합한 렌즈 어레이를 사용할 수 있다. 이와 달리, 입사 단부면으로부터의 빛을 내면에서 복수회 반사시켜 균일한 광강도 분포를 갖는 빛을 반사 단부면으로부터 출사하는 내면 반사형의 옵티컬 인테그레이터도 사용할 수 있다. 내면 반사형의 옵티컬 인테그레이터의 예로는, 옵티컬 로드와 옵티컬 파이프를 들 수 있다.
조명면(5) 근방에는, 시야 조리개(6)가 배치되어 있다. 시야 조리개(6)의 개구부로부터 출사한 광속은, 결상광학계(7)에 의해 피조명면(8)에 결상한다. 결상광학계(7)는 원하는 배율을 갖고 있고, 시야 조리개(6)에 의해 절취된 조명 영역은 피조명면(8)에 투영된다.
조명 광학계(200)는, 동공면 상의 광강도 분포(유효 광원 분포)를 계측하는 계측 유닛(계측기) 400을 갖는다. 계측 유닛 400은 계측을 행할 때에 광로 내에 배치되고, 동공면 상의 광강도 분포를 계측한다. 도8a는, 계측 유닛 400의 개략도를 나타낸다. 계측 유닛 400은, 강도 분포를 계측하고 싶은 동공면(예를 들면, 도 5에 있어서의 A면)의 후방측에 배치되어 있다. 그후, 계측 유닛 400은 A면에 입사하는 광속의 일부를 검출한다. A면 근방에, 핀홀을 갖는 핀홀판(401)이 배치되고, 핀홀판(401)으로부터 어떤 각도 분포로 출사한 광속은 편향 미러(402)에 의해 90°만큼 절곡된다. 광속은 그후 양의 파워를 갖는 렌즈(403)에 의해 굴절하여, 거의 평행 광속으로 변환된다. 거의 평행 광속은 전하결합소자(CCD) 카메라 등의 검출기(404)에 입사한다. 검출기(404)에 의해 검출되는 광 분포는 전기신호로 변환되고, 이 전기신호는 컴퓨터 등의 데이터 처리장치에 받아들여진다.
이와 달리, 동공면 상의 광강도 분포를 계측하는 계측 유닛 410을 피조명면(8)의 전방측에 배치하고, B면에 입사하는 광속의 일부를 검출해도 된다. 도 8b는 계측 유닛 410의 개략도를 나타낸다. 피조명면(8)에 입사하는 광속의 일부는 피조명면(8)에 입사하기 전에 편향 미러(411)에 의해 90°만큼 절곡된다. 광속이 절곡되지 않은 경우의 피조명면(8)에 해당하는 광로 길이 위치에, 핀홀을 갖는 핀홀판(412)이 배치되어 있다. 핀홀판(412)으로부터 어떤 각도 분포로 출사한 광속은 양의 파워를 갖는 렌즈(413)에 의해 굴절되어, 거의 평행 광속으로 변환된다. 거의 평행 광속은 CCD 카메라 등의 검출기(414)에 입사한다.
계측 유닛 400 및 410은 광학소자의 구성이 다지만 본질적으로는 서로 같은 원리에 근거한 계측 유닛이다. 핀홀과 CCD면 사이의 거리가 핀홀 직경에 비해 매우 큰 경우에는, 렌즈 403 및 413을 생략할 수 있다.
이어서, LED 어레이가 피조사면에 형성하는 광강도 분포에 대해 설명한다. 광원 유닛(1)으로서 도9a에 나타낸 LED 어레이(900)를 구성한 경우, 광강도 분포는 도 9b에 나타내는 분포 150이 된다. 도 9b에서, 실선으로 나타내는 원은 조명 광학계(200)의 동공면의 유효 직경에 대응하는 원이다. 즉, 이 원의 내측의 강도 분포가, 피조명면(8)의 어떤 점을 조명하는 각도분포에 해당한다. 분포 150에서는, 동공면 내에 있어서의 종횡 방향에 비해 동공면 내에서 대각선 방향의 강도가 더 강하여, 방향(방위 또는 방위) 사이에서 강도의 차이가 생기고 있다. 이것은, LED 칩의 형상이 사각이므로, LED 칩의 외형이 부분적으로 투영되기 때문이다. 종횡 방향의 강도는, LED 칩의 변의 외측에 해당하는 부분에서 강도가 저하하고 있지만, 45°의 대각선 방향의 강도는, LED 칩의 모서리에 해당하는 부분까지 어느 정도 유지되어 있다.
광원 유닛(1)으로서, 도 2c에 나타낸 LED 어레이 102를 구성한 경우, 광강도 분포는 도 9b에 나타내는 분포 151이 된다. 분포 151은, LED 칩 A로부터의 빛과 LED 칩 B로부터의 빛을 합성하여 얻어진 광강도 분포이다. 이렇게 LED 칩의 배치 각도를 서로 다르게 함으로써, 분포 150에 비해 분포 151에서 종횡 방향과 대각선 방향 사이의 강도의 차이(편차)를 작게 할 수 있다.
광원 유닛(1)으로서, 도 2d에 나타내는 LED 어레이 103을 구성한 경우, 동공면 상의 광강도 분포는 도 9b에 나타내는 분포 152가 된다. 분포 152는, LED 칩 C로부터의 빛과 LED 칩 D로부터의 빛을 합성하여 얻어진 광강도 분포이다.
광원 유닛(1)으로서 도2a에 나타낸 LED 어레이(100)를 구성한 경우, 광강도 분포는 도 9b에 나타내는 분포 153이 된다. 분포 153은, LED 칩 A, LED 칩 B, LED 칩 C 및 LED 칩 D로부터의 빛을 합성하여 얻어진 광강도 분포이다. 따라서, 분포 151 및 분포 152보다 더 균일한 광강도 분포가 얻어지는 것을 알 수 있다.
상기한 광원장치나 조명 광학계는 각종 조명장치에 적용할 수 있고, 광경화성 수지를 조명하는 장치, 피검물을 조명해서 검사하는 장치, 또는 리소그래피 장치에도 사용할 수 있다. 예를 들면, 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 노광장치, 마스크리스 노광장치, 몰드를 사용해서 기판에 패턴을 형성하는 임프린트 장치, 또는 평탄층 형성 장치에 광원장치와 조명 광학계를 적용할 수 있다.
다음에, 도 10을 참조하여, 본 실시형태에 따른 노광장치(300)의 예를 설명한다. 도 10은 본 실시형태에 따른 노광장치(300)의 개략도를 나타낸다. 노광장치(300)는, 포토마스크(10)를 조명하는 조명 광학계(200)와, 포토마스크(10)의 패턴을 웨이퍼(12) 위에 투영하는 투영 광학계(11)를 갖는다. 투영 광학계(11)는 렌즈로 이루어진 투영 렌즈나, 미러를 사용한 반사형 투영계이어도 된다. 도 10에는 도시하지 않고 있지만, 포토마스크(10) 및 웨이퍼(기판)(12)를 유지해서 구동하는 스테이지가 사용된다.
조명 광학계(200)(노광 유닛)의 피조명면의 근방에는, 포토마스크(10)가 배치되어 있다. 포토마스크(10) 상에는, 크롬 등의 금속막에 의해 미세한 패턴이 형성되어 있다. 포토마스크(10)에 조사된 조명광은 포토마스크(10)의 패턴에 따라 회절한다. 회절광은 투영 광학계(11)(노광 유닛)에 의해, 웨이퍼(12) 위에 결상된다.
도 4에서 나타낸 것과 같이 LED 칩의 배치 각도를 다르게 한 LED 어레이를 조명 광학계(200)의 광원 유닛(1)으로서 사용한 경우에는, LED 어레이에의 인가전류를 제어함으로써, 광원 유닛(1)에 의해 소정의 면에 형성되는 광강도 분포를 조정하는 것이 가능하다. 일반적으로는, 동공면 상의 광강도 분포는 면 내에 있어서 회전 대칭으로 균일한 것이 바람직하다. 그러나, 이하에서 나타내는 이유로, 조명 광학계(200)의 동공 상의 광강도 분포를 조정할 필요가 있다.
해당 이유에 대해 설명한다. 실제의 노광장치의 결상성능은, 조명 광학계(200)의 동공면 상의 광강도 분포 이외의 많은 영향 요인에 의해 영향을 받을 수도 있다. 이 영향 요인의 예로는, 투영 광학계(11)의 수차와 투명 광학계(11)의 동공면 상의 광강도 분포, 노광장치(300)의 진동이나 열에 의한 영향, 노광 프로세스에 의한 영향 등이다. 이들 요인이 복잡하게 더해져, 결상성능이 결정된다. 따라서, 조명 광학계(200)의 동공면 상의 광강도 분포를 원하는 분포로 조정함으로써, 조명 광학계(200)의 동공면 상의 광강도 분포 이외의 요인으로 발생하고 있는 결상성능의 저하를 억제할 수 있다.
예를 들면, 노광장치(300)에 의해 노광되는 종횡 패턴과 경사 패턴 사이에서 선폭 차이가 존재하는 경우에는, 조명 광학계(200)의 동공면 상의 광강도 분포를, 종횡 방향과 대각선 방향 사이에 있어서 강도 차이가 생기는 분포로 설정한다. 이에 따라, 조명 광학계(200)의 동공면 상의 광강도 분포 이외의 요인으로 발생하고 있는 종횡 패턴과 경사 패턴 사이의 선폭 차이를 저감하도록 보정할 수 있다.
도 4의 예에서는, 각 LED 어레이 102의 광강도 분포는 도 9b에 나타내는 분포 151이 되고, 각 LED 어레이 103의 광강도 분포는 도 9b에 나타내는 분포 152가 된다. 따라서, LED 어레이 102에 인가하는 전류와 LED 어레이 103에 인가하는 전류를 개별적으로 제어함으로써, LED 어레이 102 및 103에 의해 형성되는 광강도 분포를 조정가능하다.
이와 달리, 조명 광학계(200)의 제어부가 목표 강도 분포를 설정하고, 계측 유닛 400 또는 401에 의해 계측된 강도 분포에 근거하여, 실제의 동공면 상의 광강도 분포가 목표의 강도 분포가 되도록 LED 어레이의 LED의 출력을 제어해도 된다.
동공면 상의 광강도 분포의 조정량과 조정 방향은, 조정과 패턴 결상 특성의 계측을 반복하는 트라이 앤드 에러에 의해 결정하거나, 웨이퍼912)의 감광재의 특성이나 그 밖의 프로세스 조건을 감안하여, 상 시뮬레이션에 의해 결정해도 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 동일 회로에 있어서의 LED 칩의 배치 각도를 적절히 설정함으로써, 특정한 LED 칩으로부터의 발광이 정지된 경우에도, 피조사면 상의 광강도 분포가 균일한 LED 어레이를 얻을 수 있다. 이와 같은 LED 어레이를 구비한 광원장치를 사용함으로써, 피조사면 상의 광강도 분포의 균일화를 실현할 수 있다.
도 11에 본 실시형태의 다른 예에 따른 노광장치(800)를 나타낸다. 도 11의 노광장치(800)는, 마스크 M을 조명하는 조명 광학계와, 마스크 M의 패턴을 기판 S에 투영하는 투영 광학계를 갖는다. 마스크 M은 마스크 스테이지에 이동가능하게 유지되고, 기판 S는 기판 스테이지에 이동가능하게 유지된다.
조명 광학계는, 광원(801)으로부터의 빛을 사용하여, Y방향을 따라 배치된 복수의 조명 영역 810a, 810b, 810c를 마스크 M 위에 형성한다.
광원(801)으로서는, 상기한 LED 어레이를 갖는 광원 유닛(1)을 적용할 수 있다. 광원(801)으로부터의 빛은, 렌즈(802)를 통과하여 라이트 가이드(803)의 입사 단부에 입사한다. 라이트 가이드(803)는, 랜덤하게 묶인 광파이버로 구성되고, 그것의 출사 단부 803a, 803b의 각각에서 균일한 광강도 분포를 형성한다. 라이트 가이드(803)의 출사 단부 803a로부터 출사한 광속은, 릴레이 렌즈 804a를 통과하여, 플라이아이 렌즈 805a에 입사한다. 플라이아이 렌즈 805a의 출사면측에는, 복수의 2차 광원이 형성된다.
복수의 2차 광원으로부터의 빛은, 2차 광원이 형성되는 위치에 전방측 초점이 위치하도록 설치된 콘덴서 렌즈 806a를 통과한다. 그후, 이 빛은 사각형 형상의 개구부를 갖는 시야 조리개 807a를 균일하게 조명한다. 시야 조리개 807a의 개구부로부터의 빛은 릴레이 광학계 808a를 통과하고, 미러 809a에 의해 광로가 90도만큼 편향되어, 이 빛이 마스크 M을 조명한다. 릴레이 광학계 808a는, 시야 조리개 807a와 마스크 M을 서로 광학적으로 공역으로 하는 광학계이다. 릴레이 광학계 808a는 시야 조리개 807a의 개구부의 상인 조명 영역 810a를 형성한다.
라이트 가이드(803)의 출사 단부 803b로부터 출사한 광속은 릴레이 렌즈 804b를 통과하여, 플라이아이 렌즈 805b에 입사한다. 플라이아이 렌즈 805b의 출사면측에는, 복수의 2차 광원이 형성된다. 복수의 2차 광원으로부터의 빛은, 2차 광원이 형성되는 위치에 전방측 초점이 위치하도록 설치된 콘덴서 렌즈 806b를 통과한다. 그후, 빛이 사각형 형상의 개구부를 갖는 시야 조리개 807b를 균일하게 조명한다.
시야 조리개 807b의 개구부로부터의 빛은, 릴레이 광학계 808b를 통과하고, 미러 809b에 의해 광로가 90도만큼 편향되어, 이 빛이 마스크 M을 조명한다. 릴레이 광학계 808b는, 시야 조리개 807b와 마스크 M을 서로 광학적으로 공역으로 하는 광학계이다. 릴레이 광학계 808b는 시야 조리개 807b의 개구부의 상인 조명 영역 810b를 형성한다.
조명 영역 810c를 형성하는 조명 광학계 IL도 상기와 유사한 광학계로 구성될 수 있다. 라이트 가이드(803)의 출사 단부는, 조명 영역의 수에 대응해서 설치되고, 이들 조명 영역에는, 복수의 조명 광학계를 거쳐 라이트 가이드(803)의 출사 단부로부터 조명광이 공급된다. 각각의 시야 조리개의 개구부는 사각형 형상에 한정되지 않고, 사다리꼴 형상이나 장사방형의 형상을 가져도 된다. 조명 영역의 수는 3개에 한정되지 않고, 4개 이상이어도 된다.
다음에, 투영 광학계에 대해 설명한다. 투영 광학계는, 조명 광학계에 의해 형성되는 조명 영역의 수에 대응하는 투영 광학계 모듈을 갖고, 등배이면서 정립 상에 대한 광학계로 구성된다. 투영 광학계 모듈의 구성은 서로 동일하다. 각 투영 광학계 모듈은, 2개의 다이슨형 광학계(제1 부분 광학계와 제2 부분 광학계)를 조합하여 얻어진 구성을 갖는다.
각 부분 광학계는, 마스크 M에 면해서 45°의 경사로 배치된 반사면을 갖는 직각 프리즘과, 마스크 M의 면내 방향을 따른 광축을 갖는 렌즈 군과, 렌즈 군을 통과한 빛을 반사하는 구면 반사경을 갖는다.
마스크 M을 통과한 조명 영역 810a로부터의 빛의 광로는 직각 프리즘 811a에 의해 90°만큼 편향되어, 이 빛이 렌즈 군 812a에 입사한다. 직각 프리즘 811a로부터의 빛은 렌즈 군 812a에 의해 굴절해서 구면 반사경 813a에 도달해서 반사된다. 반사된 빛은 렌즈 군 812a를 통과해서 직각 프리즘 811a에 도달한다. 렌즈 군 812a로부터의 빛의 광로는 직각 프리즘 811a에 의해 90°만큼 편향되어, 이 빛이 직각 프리즘 811a의 출사면측에 마스크 M의 1차 상을 형성한다. 이때, 제1 부분 광학계가 형성하는 마스크 M의 1차 상은 X방향의 횡 배율이 양이고 또한 Y방향의 횡 배율이 음인 등배 상이다.
1차 상으로부터의 빛은 제2 부분 광학계를 통과하고, 마스크 M의 2차 상을 기판 S의 표면 위에 형성한다. 제2 부분 광학계의 구성은 제1 부분 광학계와 동일하다. 1차 상으로부터의 빛의 광로는 직각 프리즘 814a에 의해 90°만큼 편향되어, 빛이 렌즈 군 815a에 입사한다. 직각 프리즘 814a로부터의 빛은 렌즈 군 815a에 의해 굴절해서 구면 반사경 816a에 도달해서 반사된다. 반사된 빛은, 렌즈 군 815a를 통과해서 직각 프리즘 814a에 도달한다.
렌즈 군 815a로부터의 빛의 광로는 직각 프리즘 814a에 의해 90°만큼 편향되어, 빛이 직각 프리즘 814a의 출사면측에 마스크 M의 2차 상을 형성한다. 제2 부분 광학계는, 제1 부분 광학계와 마찬가지로, X방향의 횡 배율이 양이고 또한 Y방향의 횡 배율이 음인 등배 상을 형성한다. 따라서, 기판 S 위에 형성되는 2차 상은, 마스크 M의 등배의 정립상이 되어, 노광 영역 817a가 형성된다.
조명 영역 810c에 대해서도, 마찬가지로, 직각 프리즘 811c에 의해 광로가 90°만큼 편향되어, 빛이 렌즈 군 812c에 입사한다. 직각 프리즘 811c로부터의 빛은 렌즈 군 812a에 의해 굴절해서 구면 반사경 813c에 도달해서 반사된다. 반사된 빛은, 렌즈 군 812c를 통과해서 직각 프리즘 811c에 도달한다. 렌즈 군 812c로부터의 빛의 광로는 직각 프리즘 811c에 의해 90°만큼 편향되어, 빛이 직각 프리즘 811c의 출사면측에 마스크 M의 1차 상을 형성한다. 그리고, 1차 상으로부터의 빛의 광로가 직각 프리즘 814c에 의해 90°만큼 편향되어, 빛이 렌즈 군 815c에 입사한다.
직각 프리즘 814c로부터의 빛은 렌즈 군 815c에 의해 굴절해서, 구면 반사경 816c에 도달해서 반사된다. 반사된 빛은, 렌즈 군 815c를 통과해서 직각 프리즘 814c에 도달한다. 렌즈 군 815c으로부터의 빛의 광로는 직각 프리즘 814c에 의해 90°만큼 편향되어, 빛이 직각 프리즘 814c의 출사면측에 마스크 M의 2차 상을 형성한다. 기판 S 위에는 노광 영역 817c가 형성된다.
조명 영역 810b에 대해서도, 유사한 구성을 갖는 투영 광학계 모듈에 의해 기판 위에 상이 투영되어, 기판 S 위에는 노광 영역 817b가 형성된다. 이에 따라, 기판 S 위에는, 투영 광학계 모듈이 Y방향을 따라 배치된 3개의 노광 영역 817a, 817b, 817c를 형성한다.
노광장치(800)는, 마스크 M과 기판 S를 상대적으로 X축 방향으로 이동시켜, 기판 S 위의 주사 노광을 행한다. 기판 S는 노광 영역 817a, 817b, 817c에 의해 노광되고, 노광 영역 817a, 817b, 817c의 측단부가 노광 영역 817a, 817b, 817c에 의해 중첩된다. 이에 따라, 기판 S를 틈이 없게 노광할 수 있다.
광원(801)으로서, 상기한 LED 어레이를 갖는 광원 유닛(1)을 적용함으로써, 피조사면 상의 광강도 분포의 균일화를 실현할 수 있다.
(물품 제조방법)
다음에, 전술한 노광장치를 이용한 물품(반도체 집적회로(IC) 소자, 액정 표시 소자, 칼라 필터, 미소전기기계 시스템(MEMS) 등)의 제조방법을 설명한다. 물품은, 전술한 노광장치를 사용하여, 감광제가 도포된 기판(웨이퍼 또는 글래스 기판)을 노광하는 단계와, 그 기판(감광제)을 현상하는 단계와, 현상된 기판을 다른 주지의 가공 단계에서 처리하는 단계를 행함으로써 제조된다. 다른 주지의 단계에는, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등이 포함된다. 본 제조방법에 따르면, 종래의 방법보다도 고품위의 물품을 제조할 수 있다.
예시적인 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시형태에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.

Claims (14)

  1. 기판과, 상기 기판 위의 복수의 발광 다이오드(LED) 칩들과, 전원을 갖는 회로를 포함하는 LED 어레이를 구비한 광원장치로서,
    상기 LED 어레이로부터의 빛을 소정의 면에 조명하며,
    상기 복수의 LED 칩들은 상기 회로의 같은 열에 배치된 제1 LED 칩들 및 상기 제1 LED 칩들과는 다른 제2 LED 칩들을 포함하고, 상기 제1 LED 칩들은 상기 제2 LED 칩들의 배치 각도와 다른 배치 각도를 갖는 광원장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회로는 복수의 LED 칩들이 각각 배치된 복수의 칩 열들을 포함하고,
    각각의 칩 열에 배치된 LED 칩들의 수가 서로 같은 광원장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회로는 복수의 LED 칩들이 각각 배치된 복수의 칩 열들을 포함하고,
    각각의 칩 열에 배치된 상기 제1 LED 칩들의 수와 상기 제2 LED 칩들의 수가 서로 같은 광원장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회로는 복수의 LED 칩들이 각각 배치된 복수의 칩 열들을 포함하고, 상기 복수의 칩 열들은 적어도 제1 칩 열과 상기 제1 칩 열과는 다른 제2 칩 열을 포함하고,
    상기 제1 칩 열에 배치된 상기 제1 LED 칩들의 수와 상기 제2 칩 열에 배치된 상기 제1 LED 칩들의 수가 서로 같은 광원장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 칩 열에 배치된 상기 제2 LED 칩들의 수와 상기 제2 칩 열에 배치된 상기 제2 LED 칩들의 수가 서로 같은 광원장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 LED 칩들 중에서 한개에 각각에 대응하는 복수의 렌즈들을 포함하는 렌즈 어레이를 더 구비한 광원장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 LED 칩들 및 상기 제2 LED 칩들의 배치 각도와는 다른 배치 각도로 배치된 제3 LED 칩들과 전원을 갖는 회로를 구비한 또 다른 제2 LED 어레이를 더 구비하고,
    상기 LED 어레이 및 상기 제2 LED 어레이로부터의 광강도 분포가 소정의 면 위에서 중첩되는 광원장치.
  8. 청구항 1에 기재된 광원장치와,
    콘덴서 렌즈와,
    옵티컬 인테그레이터를 구비하고,
    복수의 LED 칩들로부터의 광강도 분포를 상기 콘덴서 렌즈를 거쳐 상기 옵티컬 인테그레이터의 입사면 위에서 중첩시키는 조명장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 옵티컬 인테그레이터는 렌즈 군을 갖는 조명장치.
  10. 청구항 7에 기재된 광원장치와,
    조명장치의 동공면 상의 광강도 분포를 계측하도록 구성된 계측 유닛을 구비한 상기 조명장치로서,
    상기 계측 유닛에 의해 계측된 상기 광강도 분포에 근거하여, 제1 LED 어레이에 인가된 전류와 제2 LED 어레이에 인가된 전류를 개별적으로 제어함으로써, 상기 소정의 면 위의 광강도 분포를 조정하는 조명장치.
  11. 마스크를 조명하는 청구항 8에 기재된 조명장치와,
    상기 마스크의 패턴을 기판 위에 노광하도록 구성된 노광 유닛을 구비한 노광장치.
  12. 마스크를 조명하는 청구항 10에 기재된 조명장치와,
    상기 마스크의 패턴을 기판 위에 노광하도록 구성된 노광 유닛을 구비한 노광장치.
  13. 청구항 11에 기재된 노광장치를 사용해서 기판을 노광하는 단계와,
    노광된 기판을 현상하여 물품을 얻는 단계를 포함하는 물품의 제조방법.
  14. 청구항 12에 기재된 노광장치를 사용해서 기판을 노광하는 단계와,
    노광된 기판을 현상하여 물품을 얻는 단계를 포함하는 물품의 제조방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004335937A (ja) 2002-11-25 2004-11-25 Nikon Corp 露光装置の製造方法、光源ユニット、露光装置、露光方法及び露光装置の調整方法
JP2004228548A (ja) * 2002-11-29 2004-08-12 Nikon Corp 照明装置、露光装置及び露光方法
DE102006047233A1 (de) * 2006-10-04 2008-04-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optisches Element für eine Leuchtdiode, Leuchtdiode, LED-Anordnung und Verfahren zur Herstellung einer LED-Anordnung
JP5429925B2 (ja) * 2009-02-26 2014-02-26 Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 紫外線照射装置
US8330938B2 (en) * 2009-02-27 2012-12-11 Corning Incorporated Solid-state array for lithography illumination
CN101907230B (zh) * 2009-06-05 2012-06-27 深圳市光峰光电技术有限公司 舞台灯光照明系统及led阵列
JP6494339B2 (ja) * 2015-03-10 2019-04-03 キヤノン株式会社 照明光学系、露光装置、及び物品の製造方法
JP6529809B2 (ja) * 2015-04-14 2019-06-12 株式会社サーマプレシジョン 光照射装置及び露光装置
JP2018004868A (ja) * 2016-06-30 2018-01-11 セイコーエプソン株式会社 照明装置およびプロジェクター
JP2018022884A (ja) * 2016-07-21 2018-02-08 シチズン電子株式会社 発光装置
KR20180106522A (ko) * 2017-03-20 2018-10-01 김동희 Led 등기구
JP7210249B2 (ja) * 2018-11-30 2023-01-23 キヤノン株式会社 光源装置、照明装置、露光装置及び物品の製造方法
JP7267761B2 (ja) * 2019-01-31 2023-05-02 キヤノン株式会社 光源装置、照明装置、露光装置及び物品の製造方法

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