KR20210142602A - 노광 장치, 조명 광학계, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

피노광 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 제 1 시간에 피노광 기판 상의 제 1 노광 영역을 노광하는 제 1 노광과, 피노광 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 제 1 시간과는 상이한 제 2 시간에 피노광 기판 상의 제 2 노광 영역을 노광하는 제 2 노광이 실시되는 노광 장치에 있어서, 조명광을 공급하는 조명 광학계와, 투영 광학계와, 주사 방향에 직교하는 비주사 방향에 관하여, 제 1 노광 영역 및 제 2 노광 영역의 각각의 일부가 중복되는 제 2 영역에 있어서의 노광량 분포가, 상기 제 2 영역의 중심에 대해 비대칭인 분포가 되도록 설정하는 설정 부재를 구비한다.

Description

노광 장치, 조명 광학계, 및 디바이스 제조 방법

본 발명은, 노광 장치, 조명 광학계, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

마스크 상의 패턴 원판을 대형 기판에 노광 전사하기 위한 장치로서, 마스크 및 기판을, 투영 광학계에 대해 상대 주사하여 노광을 실시하는 스캔형 노광 장치가 알려져 있다. 스캔 노광에 의해, 노광 시야는 스캔 방향 (주사 방향) 으로 확대되지만, 추가로 스캔 방향과 교차하는 방향 (비스캔 방향) 으로도 노광 시야를 확대하기 위해, 복수회의 스캔 노광을, 그 노광 영역을 비스캔 방향으로 오버랩시켜 실시하는 노광 장치도 알려져 있다.

또한, 복수의 투영 광학계를 비스캔 방향으로 병렬적으로 구비하고, 복수의 투영 광학계가 노광하는 노광 시야의 일부를 오버랩시키면서 노광을 실시함으로써, 1 회의 주사에 의해 기판 상에 전자 회로를 노광 전사하는 방법도 알려져 있다 (예를 들어 특허문헌 1).

일본 공개특허공보 2016-54230호

제 1 양태에 의하면, 노광 장치는, 피노광 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 제 1 시간에 상기 피노광 기판 상의 제 1 노광 영역을 노광하는 제 1 노광과, 피노광 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 상기 제 1 시간과는 상이한 제 2 시간에 상기 피노광 기판 상의 제 2 노광 영역을 노광하는 제 2 노광이 실시되는 노광 장치에 있어서, 조명광을 공급하는 조명 광학계와, 투영 광학계와, 상기 주사 방향에 직교하는 비주사 방향에 관하여, 상기 제 1 노광 영역 및 상기 제 2 노광 영역의 각각의 일부가 중복되는 제 2 영역에 있어서의 노광량 분포가, 상기 제 2 영역의 중심에 대해 비대칭인 분포가 되도록 설정하는 설정 부재를 구비한다.

제 2 양태에 의하면, 노광 장치는, 조명광을 공급하는 조명 광학계와, 투영 광학계와, 피노광 기판 상에 소정 패턴이 노광되도록, 상기 피노광 기판을 상기 투영 광학계에 대해 주사 방향으로 상대적으로 이동시키는 기판 스테이지와, 상기 노광에 있어서, 상기 투영 광학계의 주사 노광 시야에 의해 시간적으로 연속적으로 노광되는 상기 피노광 기판 상의 제 1 영역에 있어서의 노광량을, 상기 주사 노광 시야에 의해 시간적으로 이산적으로 노광되는 상기 피노광 기판 상의 제 2 영역에 있어서의 노광량에 비해 적게 설정하고, 또한, 상기 주사 방향과 직교하는 방향에 있어서의 상기 제 2 영역의 노광량 분포가, 상기 제 2 영역의 중심에 대해 비대칭인 분포가 되도록 설정하는 조도 변경 부재를 구비한다.

제 3 양태에 의하면, 디바이스 제조 방법은, 제 1 또는 제 2 양태의 노광 장치로 피노광 기판을 노광 처리하는 것과, 노광된 상기 피노광 기판을 현상 처리하는 것을 포함한다.

제 4 양태에 의하면, 조명 광학계는, 기판을 노광하는 노광 장치에 사용되는 조명 광학계로서, 제 1 시간에 주사 방향으로 이동되는 물체 상의 제 1 조명 영역에 대해 조명광을 조사하고, 상기 제 1 시간과는 상이한 제 2 시간에 상기 주사 방향으로 이동되는 상기 물체 상의 제 2 조명 영역에 대해 상기 조명광을 조사하는 조명 광학계에 있어서, 상기 주사 방향에 직교하는 비주사 방향에 관하여, 상기 제 1 조명 영역 및 상기 제 2 조명 영역의 각각의 일부가 중복되는 오버랩 영역을 개재하여 노광되는 상기 기판 상의 영역에 있어서의 노광량 분포가, 상기 영역의 중심에 대해 비대칭인 분포가 되도록 설정하는 설정 부재를 구비한다.

제 5 양태에 의하면, 노광 장치는, 제 4 양태의 조명 광학계와, 상기 기판을 유지하고, 상기 기판 상에 상기 물체가 갖는 소정 패턴이 노광되도록, 상기 조명광에 대해, 상기 기판을 제 1 방향으로 상대적으로 이동시키는 기판 스테이지를 구비한다.

도 1 은, 제 1 실시형태의 노광 장치의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 2 는, 제 1 실시형태의 노광 장치의 일부분을 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태의 노광 장치의 플라이아이 렌즈에서 마스크까지를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 4 는, 제 1 실시형태의 노광 장치의 마스크 상의 시야와 기판 상의 시야의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4(a1), 도 4(a2) 및 도 4(a3) 은, 각각 도 1 중의 투영 광학계 (19c) 에 있어서의 마스크 상의 시야, 투영 광학계 내의 시야 조리개, 기판 상의 시야를 나타내는 도면이고, 도 4(b1), 도 4(b2) 및 도 4(b3) 은, 각각 도 1 중의 투영 광학계 (19b) 에 있어서의 마스크 상의 시야, 투영 광학계 내의 시야 조리개, 기판 상의 시야를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 광량 조정 부재의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 제 1 실시형태의 노광 장치가 기판에 대해 주사 노광할 때에, 기판 상에 조사되는 노광량, 및 감광 재료에 있어서의 실효 감광량의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6(a) 는 각 투영 광학계의 기판 상의 노광 시야를 나타내는 도면이고, 도 6(b) 는 기판 (22) 상에 형성되는 노광 영역을 나타내는 도면이고, 도 6(c) 는 기판 상에 조사되는 노광량의 일례를 나타내는 도면이고, 도 6(d) 는 감광 재료에 있어서의 실효 감광량의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 오버랩부 (Oc) 및 그 근방에 있어서의 노광량 (E) 과 실효 감광량 (EE) 의 관계를 나타내는 도면이다. 도 7(a) 는 기판 상의 노광 시야 (PIc) 및 노광 시야 (PId) 의 일부를 나타내는 도면이고, 도 7(b) 는 노광 시야 (PIc) 에 의해 기판 (22) 상에 주사 노광된 노광량의 분포 (Ec) 를 나타내는 도면이고, 도 7(c) 는 노광 시야 (PId) 에 의해 기판 (22) 상에 주사 노광된 노광량의 분포 (Ed) 를 나타내는 도면이고, 도 7(d) 는 감광 재료에 있어서의 실효 감광량의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 제 1 실시형태의 노광 장치의 플라이아이 렌즈, 감광 부재 및 감광 부재 유지부를, 인풋 렌즈측에서 본 도면이다.
도 9 는, 오버랩부의 노광량의 분포의 다른 일례를 나타낸다. 도 9(a) 는 감광 부재가 삽입되지 않고, 노광 시야 (PIc) 및 노광 시야 (PId) 에 의해 기판 (22) 상에 주사 노광된 노광량의 분포를 나타내는 도면이고, 도 9(b) 는 감광 부재에 의한 감광 비율을 나타내는 도면이고, 도 9(c) 는 감광 부재가 삽입된 상태에서, 노광 시야 (PIc) 및 노광 시야 (PId) 에 의해 기판 (22) 상에 주사 노광된 노광량의 분포를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 제 1 실시형태의 노광 장치가 기판에 대해 주사 노광할 때에, 기판 상에 조사되는 노광량, 및 감광 재료에 있어서의 실효 감광량의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 10(a) 는 각 투영 광학계의 기판 상의 노광 시야를 나타내는 도면이고, 도 10(b) 는 기판 상에 조사되는 노광량의 일례를 나타내는 도면이고, 도 10(c) 는 감광 재료에 있어서의 실효 감광량의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11 은, 변형예 1 의 감광 부재 및 감광 부재 유지부를, 인풋 렌즈측에서 본 도면이다.

(노광 장치의 제 1 실시형태)

도 1 은, 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 를 나타내는 측면도이다. 후술하는 바와 같이 노광 장치 (100) 는, 5 개의 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 를 구비하고 있지만, 도 1 에는, 그 중 2 개인 투영 광학계 (19a, 19b) 만이 나타나 있다.

투영 광학계 (19a ∼ 19e) 는, 투영 배율 (가로 배율) 이 ＋1 배인 정립정상 (正立正像) 을 형성하는 광학계이고, 마스크 (15) 에 묘화되어 있는 패턴을, 기판 (22) 의 상면에 형성되어 있는 감광 재료에 노광 전사한다. 또한, 감광 재료가 형성된 기판 (22) 은, 피노광 기판으로 해석할 수 있다.

기판 (22) 은, 도시 생략된 기판 홀더를 개재하여 기판 스테이지 (27) 에 의해 유지된다. 기판 스테이지 (27) 는, 도시 생략된 리니어 모터 등에 의해, 기판 스테이지 정반 (28) 상을 X 방향으로 주사함과 함께, Y 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 기판 스테이지 (27) 의 X 방향의 위치는, 기판 스테이지 (27) 에 장착되어 있는 이동경 (24) 의 위치를 통하여 레이저 간섭계 (25) 에 의해 계측된다. 마찬가지로 기판 스테이지 (27) 의 Y 방향의 위치도, 도시 생략된 레이저 간섭계에 의해 계측된다.

위치 검출 광학계 (23) 는, 기판 (22) 상에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크 등의 기존의 패턴의 위치를 검출한다.

마스크 (15) 는, 마스크 스테이지 (16) 에 의해 유지된다. 마스크 스테이지 (16) 는, 도시 생략된 리니어 모터 등에 의해, 마스크 스테이지 정반 (17) 상을 X 방향으로 주사함과 함께, Y 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 마스크 스테이지 (16) 의 X 방향의 위치는, 마스크 스테이지 (16) 에 장착되어 있는 이동경 (13) 의 위치를 통하여 레이저 간섭계 (14) 에 의해 계측된다. 마찬가지로 마스크 스테이지 (16) 의 Y 방향의 위치도, 도시 생략된 레이저 간섭계에 의해 계측된다.

제어부 (50) 는, 레이저 간섭계 (14, 25) 등의 계측값에 기초하여, 마스크 스테이지 (16) 에 제어 신호 (SigMS) 를 보내고, 도시 생략된 리니어 모터 등을 제어하여, 마스크 스테이지 (16) 의 XY 위치를 제어한다. 마찬가지로, 기판 스테이지 (27) 에 제어 신호 (SigPS) 를 보내고, 도시 생략된 리니어 모터 등을 제어하여, 기판 스테이지 (27) 의 XY 위치를 제어한다. 제어부 (50) 는, 기판 (22) 에 대한 마스크 패턴의 노광시에는, 마스크 (15) 와 기판 (22) 을, 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 에 의한 결상 관계를 유지한 채로, 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 에 대해 상대적으로, X 방향으로 대략 동일 속도로 주사시킨다.

본 명세서에서는, 노광시에, 기판 (22) 이 주사되는 방향 (X 방향) 을「주사 방향」및「스캔 방향」이라고도 부른다. 또, 기판 (22) 의 면 내에 포함되는 방향으로서 X 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 을「비주사 방향」및「비스캔 방향」이라고도 부른다. Z 방향은, X 방향 및 Y 방향과 직교하는 방향이다.

또한, 도 1 및 이하의 각 도면에 화살표로 나타낸 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향은, 그 화살표가 지시하는 방향을 ＋ 방향으로 한다.

도 2 는, 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 의 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 의 하류부에서 기판 (22) 까지의 부분을 나타내는 사시도이다. 이하, 도 2 도 참조하여 설명을 계속한다.

도 2 에 나타낸 바와 같이, 5 개의 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 중, 3 개의 투영 광학계 (19a, 19c, 19e) (이하, 총칭하여 또는 개별로「제 1 열의 투영 광학계 (19F)」라고도 부른다) 는, Y 방향으로 나열되어 배치되어 있다. 그리고, 2 개의 투영 광학계 (19b, 19d) (이하, 총칭하여 또는 개별로「제 2 열의 투영 광학계 (19R)」라고도 부른다) 는, Y 방향으로 나열되어, 제 1 열의 투영 광학계 (19F) 보다 ＋X 측에 배치되어 있다.

제 1 열의 투영 광학계 (19F) 의 각 투영 광학계는, 그 광축이 Y 방향으로 소정의 간격으로 떨어져 배치된다. 제 2 열의 투영 광학계 (19R) 의 각 광학계도 제 1 열의 투영 광학계 (19F) 와 동일하게 배치된다. 또, 투영 광학계 (19b) 는, 그 광축의 Y 방향의 위치가, 투영 광학계 (19a) 와 투영 광학계 (19c) 의 각각의 광축을 연결한 직선의 대략 중심과 일치하도록 배치된다. 또, 투영 광학계 (19d) 도, 투영 광학계 (19b) 와 동일하게 배치된다.

제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 는, 각 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 각각에 대응하여, 복수의 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 를 구비하고 있다. 제 1 열의 투영 광학계 (19F (19a, 19c, 19e)) 에 대응하는 조명 광학계 (ILa, ILc, ILe) 를 제 1 열의 조명 광학계라고도 부르고, 제 2 열의 투영 광학계 (19R (19b, 19d)) 에 대응하는 조명 광학계 (ILb, ILd) 를 제 2 열의 조명 광학계라고도 부른다.

일례로서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (19a) 에 대응하는 조명 광학계 (ILa) 는, 광축 (IXa) 을 따라, 인풋 렌즈 (8a), 플라이아이 렌즈 (11a) 및 콘덴서 렌즈 (12a) 를 구비하고 있다. 다른 조명 광학계 (ILb ∼ ILe) 도 마찬가지로, 인풋 렌즈 (8b ∼ 8e), 플라이아이 렌즈 (11b ∼ 11e), 및 콘덴서 렌즈 (12b ∼ 12e) 를 포함하고 있다. 또한, 상기 서술한 바와 같이 도 2 에는, 각 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 중, 플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e), 및 콘덴서 렌즈 (12a ∼ 12e) 만이 나타나 있다.

또한, 측면도인 도 1 에는, 투영 광학계 (19c ∼ 19e) 는, 투영 광학계 (19a 또는 19b) 와 X 방향의 위치가 겹치기 때문에 나타내지 않았다. 마찬가지로, 조명 광학계 (ILc ∼ ILe) 도, 조명 광학계 (ILa 또는 ILb) 와 X 방향의 위치가 겹치기 때문에 나타내지 않았다.

램프 등의 광원 (1) 으로부터 공급되는 조명광은, 타원 미러 (2), 절곡 미러 (3), 릴레이 렌즈 (4), 절곡 미러 (5), 릴레이 렌즈 (6), 광 파이버 (7) 등의 도 광 광학계를 통하여, 각 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 에 공급된다. 광 파이버 (7) 는, 1 개의 입사측 (71) 에 입사된 조명광을 대략 균등하게 분기하여, 5 개의 사출측 (72a ∼ 72e) 에 사출한다. 광 파이버 (7) 의 5 개의 사출측 (72a ∼ 72e) 의 각각으로부터 사출된 조명광은, 각 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 중의 광량 조정 부재 (ATa ∼ ATe) 를 거쳐, 인풋 렌즈 (8a ∼ 8e) 에 입사된다. 광량 조정 부재 (ATa ∼ ATe) 및 구동부 (CAa ∼ CAe) 에 대해서는 후술한다. 인풋 렌즈 (8a ∼ 8e) 를 사출한 조명광은, 플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e), 및 콘덴서 렌즈 (12a ∼ 12e) 를 거쳐, 마스크 (15) 상의 각 조명 영역 (MIa ∼ MIe) 에 조사된다.

플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e) 의 입사면 (인풋 렌즈 (8b ∼ 8e) 측의 면) 은, 투영 광학계 (19a ∼ 19e), 콘덴서 렌즈 (12a ∼ 12e) 및 플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e) 를 개재하여, 기판 (22) 의 상면 (기판 (22) 이 재치되는 기판 홀더의 상면 혹은 그 근방) 과 공액 (결상 관계) 인 공액면 (CP) 에 배치되어 있다.

도 3 은, 일례로서, 조명 광학계 (ILc) 에 포함되는 플라이아이 렌즈 (11c), 및 콘덴서 렌즈 (12c) 와, 마스크 (15) 상의 조명 영역 (MIc) 를 확대하여 나타낸 사시도이다.

플라이아이 렌즈 (11c) 는, 조명 영역 (MIc) 과 상사형의, Y 방향으로 긴 장방형의 단면 형상 (XY 면 내의 형상) 을 갖는 렌즈 엘리먼트 (110) 가, X 방향 및 Y 방향으로 복수개 배열되어 형성되어 있다. 각 렌즈 엘리먼트 (110) 의 입사면 (도 3 중의 상방의 면, 즉 ＋Z 측의 면) 은, 각 렌즈 엘리먼트 (110) 및 콘덴서 렌즈 (12c) 로 이루어지는 광학계에 의해, 마스크 (15) 상의 조명 영역 (MIc) (마스크 (15) 가 재치되는 마스크 스테이지의 상면 혹은 그 근방) 에 대한 공액면 (CP) 으로 되어 있다. 따라서, 기판 (22) 상의 노광 시야 (PIc) 에 대한 공액면 (CP) 이기도 하다. 각각의 렌즈 엘리먼트 (110) 의 입사면에 조사되는 조명광은, 마스크 (15) 상의 조명 영역 (MIc) 에 중첩하여 조사된다. 이로써, 조명 영역 (MIc) 내의 조명광의 조도가 대략 균일화된다.

조명 광학계 (ILc) 를 제외한 다른 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 의 구성도, 도 3 에 나타낸 구성과 동일하다.

플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e) 는, 각각의 조명 영역 (MIa) ∼ 조명 영역 (MIe) 에 조명광을 중첩하여 조사하는 옵티컬 인티그레이터의 일례이다.

플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e) 의 입사면측 (인풋 렌즈 (8a ∼ 8e) 측) 에는, 후술하는 감광 부재 (10a ∼ 10e) 가, 감광 부재 유지부 (9a ∼ 9e) 에 의해 유지되어 배치되어 있다.

투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 각각은, 정립정상의 이미지를 형성하기 위해, 예를 들어 2 회 결상형의 광학계에 의해 구성된다. 이 경우, 각 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 상반분을 구성하는 광학계에 의해, 각 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 광축 (PAXa ∼ PAXe) 의 방향 (Z 방향) 의 중간 부근에 있는 중간 이미지면 (20) 에, 마스크 (15) 의 패턴의 중간 이미지가 형성된다. 중간 이미지는, 각 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 하반분을 구성하는 광학계에 의해 재차 결상되고, 기판 (22) 상에, 마스크 (15) 의 패턴의 이미지가 형성된다.

중간 이미지면 (20) 은 기판 (22) 과 공액이기 때문에, 각 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 내의 중간 이미지면 (20) 에 각각 시야 조리개 (21a ∼ 21e) 를 배치함으로써, 기판 (22) 상의 각 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 에 의한 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 를 규정할 수 있다.

도 4 는, 마스크 (15) 상의 조명 영역 (MIa ∼ MIe) 과, 시야 조리개 (21a ∼ 21e) 와, 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 의 관계를 나타내는 도면이다.

도 4(a1) 은, 투영 광학계 (19c) 에 대응하는 마스크 (15) 상의 조명 영역 (MIc) 을 나타내는 도면이고, 조명 영역 (MIc) 은, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 렌즈 엘리먼트 (110) 의 단면 형상과 상사인 장방형으로 되어 있다.

도 4(a2) 는, 투영 광학계 (19c) 내의 시야 조리개 (21c) 와, 거기에 조사되는 조명광 (MIc2) 을 나타내는 도면이다. 시야 조리개 (21c) 에는, 마스크 (15) 상의 조명 영역 (MIc) 의 중간 이미지인 파선으로 나타낸 조명광 (MIc2) 이 조사된다. 조명광 (MIc2) 중, 시야 조리개 (21c) 의 차광부 (사선으로 나타낸 부분) 에 조사된 조명광은 시야 조리개 (21c) 에 의해 차광된다. 한편, 시야 조리개 (21c) 의 개구부 (21co) 를 투과한 조명광은, 투영 광학계 (19c) 의 하반분을 구성하는 광학계에 의해 기판 (22) 상에서 재차 결상되고, 기판 (22) 상에 노광 시야 (PIc) 를 형성한다.

도 4(a3) 은, 기판 (22) 상의 노광 시야 (PIc) 를 나타내는 도면이다.

일례로서, 투영 광학계 (19c ∼ 19e) 가 전굴절 광학계로 이루어질 때, 중간 이미지인 조명광 (MIc2) 은 조명 영역 (MIc) 에 대한 도립정상 (倒立正像) (이미지의 X 방향 및 Y 방향이 함께 반전되어, 경상 (鏡像) 이 아닌 이미지) 이고, 노광 시야 (PIc) 는 시야 조리개 (21c) 에 대한 도립정상이 된다. 따라서, 도 4(a2) 및 도 4(a3) 에 나타낸 바와 같이, 시야 조리개 (21c) 의 개구부 (21co) 의 형상과, 노광 시야 (PIc) 의 형상은, 서로 Z 축 둘레로 180 도 회전한 것과 일치한다.

노광 시야 (PIc) 는, 일례로서, Y 방향에 평행한 2 변 중 단변이 ＋X 측에, 장변이 －X 측에 있는 사다리꼴이다. 여기서, 노광 시야 (PIc) 중, ＋X 측의 단변의 전부와 －X 측의 장변의 일부로 둘러싸인 장방형의 영역을, 중심 영역 (PIcc) 이라고 부른다. 한편, 노광 시야 (PIc) 중, 중심 영역 (PIcc) 에 포함되지 않는 ＋Y 방향의 단부를 좌단 영역 (PIcl) 이라고 부르고, 노광 시야 (PIc) 중, 중심 영역 (PIcc) 에 포함되지 않는 －Y 방향의 단부를 우단 영역 (PIcr) 이라고 부른다.

중심 영역 (PIcc) 의 Y 방향의 길이 (폭) 를 폭 (Ws) 이라고 부르고, 좌단 영역 (PIcl) 및 우단 영역 (PIcr) 의 Y 방향의 길이 (폭) 는 동등하며, 이것을 폭 (Wo) 이라고 부른다.

한편, 도 4(b1) ∼ 도 4(b3) 은, 각각 투영 광학계 (19b) 에 대응하는, 마스크 (15) 상의 조명 영역 (MIb) 과, 시야 조리개 (21b) 와, 노광 시야 (PIb) 를 나타내는 도면이다. 도 4(b2) 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (19b) 에 있어서는, 시야 조리개 (21b) 의 개구부 (21bo) 의 형상은, 투영 광학계 (19c) 의 시야 조리개 (21c) 의 개구부 (21co) 의 형상을 X 방향으로 반전한 형상으로 되어 있다. 그 결과, 도 4(b3) 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (19b) 의 노광 시야 (PIb) 의 형상은, 투영 광학계 (19c) 의 노광 시야 (PIc) 의 형상을 X 방향으로 반전한 형상으로 되어 있다.

상기 서술한 노광 시야 (PIc) 와 마찬가지로, 노광 시야 (PIb) 에 대해서도, －X 측의 단변의 전부와 ＋X 측의 장변의 일부로 둘러싸인 장방형의 영역을, 중심 영역 (PIbc) 이라고 부른다. 노광 시야 (PIb) 중, 중심 영역 (PIbc) 에 포함되지 않는 ＋Y 방향의 단부를 좌단 영역 (PIbl) 이라고 부르고, 노광 시야 (PIb) 중, 중심 영역 (PIbc) 에 포함되지 않는 －Y 방향의 단부를 우단 영역 (PIcr) 이라고 부른다.

도 5 는, 조명 광학계 (ILc) 에 형성되어 있는 광량 조정 부재 (ATc) 및 구동부 (CAc) 를, 광 파이버 (7) 측에서 본 도면이다. 또한, 조명 광학계 (ILc) 이외의 다른 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 에 형성되어 있는 광량 조정 부재 (ATa ∼ ATe) 및 구동부 (CAa ∼ CAe) 에 대해서도, 도 5 에 나타낸 것과 동일하다.

이하에서는, 제 1 열의 조명 광학계 (ILa, ILc, ILd) 에 형성되어 있는 광량 조정 부재 (ATa, ATc, ATe) 를 제 1 열의 광량 조정 부재라고도 부르고, 제 2 열의 조명 광학계 (ILb, ILd) 에 형성되어 있는 광량 조정 부재 (ATb, ATd) 를 제 2 열의 광량 조정 부재라고도 부른다.

광량 조정 부재 (ATc) 는, XY 면에 평행한 면을 갖는 평판 유리 (PG) 의 표면에, X 방향으로 길고, 또한 Y 방향의 폭이 X 방향의 위치에 따라 상이한 차광 부재 (Sw) 가, Y 방향으로 복수 배열되어 있는 것이다.

광 파이버 (7) (사출측 (72c)) 로부터의 조명광은, 조사 영역 (IFc) 에 조사되고, 그 일부는, 차광 부재 (Sw) 에 의해 차광된다. 광량 조정 부재 (ATc) 상의 각 차광 부재 (Sw) 의 Y 방향의 폭은, X 방향의 위치에 따라 변화하고 있으므로, 구동부 (CAc) 에 의해 광량 조정 부재 (ATc) 를 조명 영역 (IFc) 에 대해 ±X 방향으로 상대 이동시키면, 각 차광 부재 (Sw) 에 의해 차광되는 조명광의 광량이 변화한다.

또한, 광량 조정 부재 (ATc) 를 투과한 직후의 조명광의 조도는 Y 방향으로 불균일하다. 그러나, 광량 조정 부재 (ATc) 보다 하류측 (마스크 (15) 측) 에 형성되어 있는 플라이아이 렌즈 (11c) 에 의해, 마스크 (15) 상 및 기판 (22) 상의 조명광의 조도 분포는 대략 균일화된다.

따라서, 광량 조정 부재 (ATc) 는, 대응하는 투영 광학계 (19c) 의 시야의 전체면에 걸쳐, 조명 광학계 (ILc) 가 공급하는 조명광의 광량을, 대략 균일하게 증감시킨다.

구동부 (CAc) 에 의한 광량 조정 부재 (ATc) 의 X 방향의 위치의 제어는, 제어부 (50) 로부터의 제어 신호 (Sig1C) 에 의해 제어된다.

도 6(a) 는, 기판 (22) 상에서의, 5 개의 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 각 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 를 나타내는 도면이다. 제 1 열의 투영 광학계 (19F) 인 투영 광학계 (19a, 19e) 의 노광 시야 (PIa, PIe) 는, 상기 서술한 투영 광학계 (19c) 의 노광 시야 (PIc) 와 마찬가지로, Y 방향에 평행한 2 변 중 단변이 ＋X 측에, 장변이 －X 측에 있는 사다리꼴이다. 한편, 제 2 열의 투영 광학계 (19R) 인 투영 광학계 (19d) 의 노광 시야 (PId) 는, 상기 서술한 투영 광학계 (19b) 의 노광 시야 (PIb) 와 마찬가지로, Y 방향에 평행한 2 변 중 단변이 －X 측에, 장변이 ＋X 측에 있는 사다리꼴이다.

투영 광학계 (19a, 19d, 19e) 의 노광 시야 (PIa, PId, PIe) 에 대해서도, 상기 서술한 노광 시야 (PIb, PIc) 와 마찬가지로, 중심 영역 (PIac, PIdc, PIec), 및 좌단 영역 (PIal, PIdl, PIel), 우단 영역 (PIar, PIdr, PIer) 을 정의할 수 있다. 단, －Y 방향의 단에 배치되어 있는 노광 시야 (PIa) 는, 시야 조리개 (21a) 에 의해, 그 －Y 방향의 단부가 X 방향에 평행이 되도록 조명광을 차광하기 때문에 우단 영역 (PIar) 은 존재하지 않는다. 또, ＋Y 방향의 단에 배치되어 있는 노광 시야 (PIe) 는, 시야 조리개 (21a) 에 의해, 그 ＋Y 방향의 단부가 X 방향에 평행이 되도록 조명광을 차광하기 때문에 좌단 영역 (PIal) 은 존재하지 않는다. 또한, 시야 조리개 (21a 와 21e) 의 형상을, 시야 조리개 (21c) 의 형상과 상이하게 해도 되고, 다른 부재를 사용하여, 노광 시야 (PIa) 에서는 우단 영역 (PIar) 이 존재하지 않도록, 조명광을 차광하도록 해도 된다.

각 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 의 각 중심 영역 (PIac ∼ PIec) 의 Y 방향의 길이는 모두 폭 (Ws) 과 동등하고, 좌단 영역 (PIal ∼ PIdl) 및 우단 영역 (PIbr ∼ PIer) 의 길이는, 모두 폭 (Wo) 과 동등하다. 그리고, 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 중 Y 방향으로 인접하는 2 개의 노광 시야에 있어서, 인접하는 좌단 영역 (PIal ∼ PIdl) 과 우단 영역 (PIbr ∼ PIer) 의 Y 방향의 위치는 일치하고 있다.

각 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 의 이와 같은 형상 및 위치의 설정은, 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 배치 위치, 및 시야 조리개 (21a ∼ 21e) 의 개구부 (21ao ∼ 21eo) 의 형상 및 위치를 설정함으로써 실시한다.

도 6(b) 는, 기판 (22) 이 기판 스테이지 (27) 에 의해 ＋X 방향으로 주사되고, 도 6(a) 에 나타낸 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 에 의해 노광됐을 때에, 기판 (22) 상에 형성되는 노광 영역을 나타내는 도면이다. 기판 (22) 상에는, 주사 노광에 의해 각 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 에 의해 노광되는 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 가 형성된다. 도 6(b) 에 있어서, 제 1 열의 투영 광학계 (19a, 19c, 19e) 가 형성하는 주사 노광 시야 (SIa, SIc, SIe) 는 2 점 쇄선으로 나타내고, 제 2 열의 투영 광학계 (19b, 19d) 가 형성하는 주사 노광 시야 (SIb, SId) 는 1 점 쇄선으로 나타내고 있다.

이들 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 는, 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 가 X 방향으로의 주사 노광에 의해 X 방향으로 연장된 것이다. 각 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 의 Y 방향 (비주사 방향) 의 단부는, 각각 인접하는 다른 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 의 비주사 방향의 단부와 오버랩되어 있다. 예를 들어, 좌단 영역 (PIal) 에 의한 노광 영역과 우단 영역 (PIbr) 에 의한 노광 영역이 일치한다. 다른 노광 영역에 있어서도 동일하기 때문에, 설명은 생략한다.

이하에서는, Y 방향 중, 각 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 중 1 개에 의해 노광된 부분을 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 라고도 부르고, 각 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 중 2 개가 오버랩되어 노광된 부분을 오버랩부 (Oa ∼ Od) 라고도 부른다.

노광 시야 (PIa ∼ PIe) 중, 좌단 영역 (PIal ∼ PIdl) 과 우단 영역 (PIbr ∼ PIer) 은, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 에 대응하는 노광 시야이고, 중심 영역 (PIac ∼ PIec) 은, 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 에 대응하는 노광 시야이다.

도 6(c) 는, X 방향으로의 주사 노광에 의해 기판 (22) 상에 노광되는 노광량 (E) 을 나타내는 그래프이다. 그래프의 세로축은 노광량, 가로축은 Y 방향의 좌표이다. 도 6(a) 에 나타낸 바와 같이, Y 방향의 각 미소 구간에서 각 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 를 X 방향으로 적산한 값은 동등하고, 또한, 플라이아이 렌즈 (11) 의 작용 등에 의해 각 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 내의 조도는 균일하기 때문에, 기판 (22) 상의 노광량 (E) 은 일정한 값 (E1) 이 된다.

즉, Y 방향 중, 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 에 있어서의 노광량 (E) 과, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 에 있어서의 노광량 (E) 은, 모두 노광량 (E) 의 값이 E1 이 되어 동등해진다.

전자 디바이스 등의 제조 공정에서 사용되고 있는 포토레지스트 등의 감광 재료에서는, 실효적인 감광량 (이하,「실효 감광량」이라고도 부른다) 은 노광량에 비례한다. 즉 노광량이 동일하면, 그 노광이 시간적으로 연속해서 실시된 경우라도, 시간적으로 복수로 분할하여 실시된 경우라도, 감광 재료의 실효 감광량은 변하지 않는다.

따라서, 노광량이 일정값이면, 포토레지스트 등의 감광 재료에 대한 실효 감광량도 일정값이 된다.

그러나, 일부의 감광 재료에서는, 노광이 시간적으로 연속해서 실시된 경우와, 시간적으로 복수로 분할하여 실시된 경우에서는, 노광량이 동일해도 감광 재료의 실효 감광량이 변화한다. 구체적으로는, 노광이 시간적으로 복수로 분할하여 실시된 경우에는, 시간적으로 연속해서 실시된 경우에 비해, 실효 감광량이 저하된다.

도 6(d) 는, 이와 같은 일부의 감광 재료 (이하,「비가산성 감광 재료」라고도 부른다) 에 대해, 도 6(a) 에 나타낸 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 를 사용하여 X 방향으로 주사 노광한 경우의, 비가산성 감광 재료의 실효 감광량 (EE) 을 나타내는 그래프이다.

각 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 중 2 개가 오버랩되어 노광된 오버랩부 (Oa ∼ Od) 는, 먼저 제 1 열의 투영 광학계 (19a, 19c, 19e) 에 의해 노광되고, 그 후 제 2 열의 투영 광학계 (19b, 19d) 에 의해 노광되기 때문에, 노광이 시간적으로 분할되어 실시되고 있다. 환언하면, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 는, 시간적으로 이산적으로 노광이 실시된다. 따라서, 각 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 중 1 개에 의해 시간적으로 분할되지 않고 노광된 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 의 실효 감광량 (EE) 에 대해, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 실효 감광량 (EE) 이 저하되어 있다. 구체적으로는, 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 의 실효 감광량 (EE) 의 값이 EE1 에 대해, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 실효 감광량 (EE) 의 값은 EE1 보다 작아진다.

이 결과, 비가산성 감광 재료를 사용하여 패턴의 노광 전사를 실시한 경우에는, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 와 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 에서, 실효 감광량 (EE) 이 상이한 점에서, 전사된 패턴의 선폭이나 두께가 변화해 버리게 된다.

시간적으로 연속적으로 노광이 실시되는 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 를, 제 1 영역으로 해석할 수도 있다. 한편, 시간적으로 이산적으로 노광이 실시되는 오버랩부 (Oa ∼ Od) 를, 제 2 영역으로 해석할 수도 있다.

도 7 은, 오버랩부 (Oc) 및 그 근방에 있어서의 노광량 (E) 과 실효 감광량 (EE) 의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6 에 나타낸 바와 같이, 오버랩부 (Oc) 는, 노광 시야 (PIc) 에 의한 주사 노광 시야 (SIc) 와, 노광 시야 (PId) 에 의한 주사 노광 시야 (SId) 가, 오버랩되어 노광되는 영역이다.

도 7(a) 는, 기판 (22) 상의 2 개의 노광 시야 (PIc) 와 노광 시야 (PId) 를 나타내는 도면이다. 노광 시야 (PIc) 쪽이, 노광 시야 (PId) 보다 －X 측에 있기 때문에, 기판 (22) 이 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 에 대해 ＋X 방향으로 주사되어 노광되는 경우, 오버랩부 (Oc) 에는, 먼저 제 1 열의 투영 광학계 (19c) 의 노광 시야 (PIc) 에 의한 노광이 실시된다.

도 7(b) 는, 노광 시야 (PIc) 에 의한 노광이 실시된 후의, 오버랩부 (Oc) 및 그 근방에 있어서의 노광량의 분포 (Ec) 를 나타내는 도면이다. 노광 시야 (PIc) 의 좌단부의 형상에 따라, 노광량의 분포 (Ec) 는, 오버랩부 (Oc) 의 －Y 측 (우측) 에서 크고, 오버랩부 (Oc) 의 ＋Y 측 (좌측) 에서 작게 되어 있다.

이 결과, 기판 (22) 상의 감광 재료 (비가산성 감광 재료) 는, 오버랩부 (Oc) 의 －Y 측에서는 예를 들어 온도가 크게 상승한다. 이 때문에, 열에 의한 활성화에 의해 비가산성 감광 재료는 추가적인 감광이 진행되기 쉬운 (실효 감도가 높은) 상태가 된다. 한편, 오버랩부 (Oc) 의 ＋Y 측에서는 비가산성 감광 재료의 온도의 상승이 작아, 추가적인 감광이 진행되기 어려운 (실효 감도가 낮은) 상태로 되어 있다.

계속해서, 오버랩부 (Oc) 및 그 근방에는, 제 2 열의 투영 광학계 (19d) 의 노광 시야 (PId) 에 의한 노광이 실시된다. 도 7(c) 는, 노광 시야 (PId) 에 의한 노광이 실시된 후의, 오버랩부 (Oc) 및 그 근방에 있어서의 노광 시야 (PId) 에 의한 노광량의 분포 (Ed) 를 나타내는 도면이다. 또한, 도 7(c) 에는, 도 7(b) 에 나타낸 노광량의 분포 (Ec) 도 함께 나타내고 있다.

도 6(c) 에 나타낸 바와 같이, 노광량의 분포 (Ec) 와 노광량의 분포 (Ed) 의 합은, 오버랩부 (Oc) 및 그 근방에 있어서 일정한다.

그러나, 비가산성 감광 재료의 비가산 특성에 의해, 비가산성 감광 재료의 실효 감광량 (EEc) 은, 오버랩부 (Oc) 및 그 근방에 있어서 일정해지지는 않는다. 또한, 도 6(d) 에 나타내는 바와 같이, 실효 감광량 (EEc) 은, 오버랩부 (Oc) 의 Y 방향의 중심 (CL) 에 대해 비대칭인 특성을 갖는다. 이것은, 상기 서술한 바와 같이, 최초의 노광 시야 (PIc) 에 의한 노광이 종료된 단계에서의, 오버랩부 (Oc) 의 각 부의 비가산성 감광 재료의 실효 감도가 상이한 것에서 기인한다.

즉, 노광 시야 (PIc) 에 의한 노광 후의 비가산성 감광 재료의 실효 감도는, 노광량 (EC) 이 작은 오버랩부 (Oc) 의 ＋Y 측 (좌측) 에서는, －Y 측 (우측) 에 비해 낮기 때문에, 노광 시야 (PId) 에 의한 노광시의 반응이 진행되기 어렵다. 이 결과, 실효 감광량 (EEc) 은, 오버랩부 (Oc) 의 ＋Y 측 (좌측) 에서는, －Y 측 (우측) 에 비해 낮아진다. 따라서, 가령 오버랩부 (Oc) 에 대응하는 위치에 형성된 마스크 (15) 상의 패턴의 선폭이나 두께가 동일했다고 해도, 오버랩부 (Oc) 의 실효 감광량 (EEc) 이 Y 방향의 위치에 따라 상이한 점에서, 기판 (22) 상에 전사된 패턴의 선폭이나 두께가 변화해 버린다.

또한, 오버랩부 (Oc) 에 있어서는, 노광이 시간적으로 분할되어 실시되고 있다. 따라서, 최초의 노광 시야 (PIc) 에 의한 노광량이 비교적 큰 오버랩부 (Oc) 의 －Y 측 (우측) 에 있어서도, 실효 감광량 (EEc) 은, 시간적으로 연속해서 노광이 실시되는 비오버랩부 (Sc, Sd) 에서의 값보다 작아진다. 그 중 하나의 이유로는, 노광 시야 (PIc) 에 의한 노광 후, 노광 시야 (PId) 에 의한 노광이 개시될 때까지의 동안에, 비가산성 감광 재료의 온도가 저하되어 버리는 것에 의한다.

또한, 이상에 있어서는, 비가산성 감광 재료의 비가산 특성을, 일례로서, 비가산성 감광 재료의 온도 변화에 기초하는 것으로 하여 설명하였다. 그러나, 모든 비가산성 감광 재료가 상기 서술한 바와 같이 온도 변화에 기초하는 비가산 특성을 갖고 있는 것은 아니고, 다른 원인에 의한 비가산 특성을 갖는 비가산성 감광 재료도 존재하고 있다.

이상으로 설명한 바와 같이, 오버랩부 (Oc) 와 비오버랩부 (Sc, Sd) 에 있어서, 전사된 패턴의 선폭이나 두께의 변화를 방지하는, 보다 구체적으로는 실효 감광량 (EEc) 을 대략 동등하게 하려면, 오버랩부 (Oc) 에 있어서의 노광량을, 비오버랩부 (Sc, Sd) 의 노광량에 비해 증대시킬 필요가 있다. 또한, 오버랩부 (Oc) 에 있어서의 노광량은, 오버랩부 (Oc) 의 Y 방향의 중심 (CL) 에 대해, 비대칭인 분포인 것이 바람직하다.

그래서, 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 의 각각의 플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e) 의 입사면측, 요컨대 인풋 렌즈 (8a ∼ 8e) 와 플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e) 사이의 위치, 또한 플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e) 의 입사면의 근방에, 조도 변경 부재의 일례인 감광 부재 (10a ∼ 10e) 를 형성하고 있다. 감광 부재 (10a ∼ 10e) 의 X 방향의 위치는, 제어부 (50) 로부터의 제어 신호 (SigA ∼ SigE) 에 의해 제어된다.

이하에서는, 제 1 열의 조명 광학계 (ILa, ILc, ILd) 에 형성되어 있는 감광 부재 (10a, 10c, 10e) 를 제 1 열의 감광 부재라고도 부르고, 제 2 열의 조명 광학계 (ILb, ILd) 에 형성되어 있는 감광 부재 (10b, 10d) 를 제 2 열의 감광 부재라고도 부른다.

도 8 은, 조명 광학계 (ILc) 에 형성되어 있는 플라이아이 렌즈 (11c), 감광 부재 (10c (10c1a, 10c1b, 10c2a, 10c2b)), 및 감광 부재 유지부 (9c (9c1, 9c2)) 를, 인풋 렌즈 (8c) 측에서 본 도면이다. 이하, 도 8 을 참조하여, 조명 광학계 (ILc) 에 형성되어 있는 감광 부재 (10c), 및 감광 부재 유지부 (9c) 에 대해 설명하지만, 다른 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 에 형성되어 있는 감광 부재 (10a ∼ 10e), 및 감광 부재 유지부 (9a ∼ 9e) 에 대해서도 동일하다.

플라이아이 렌즈 (11c) 는, 단면이 Y 방향으로 긴 장방형인 렌즈 엘리먼트 (110) 가 X 방향으로 복수 배열된 렌즈 블록이, Y 방향으로 복수 배열되어 있다. 상기 서술한 바와 같이, 도 8 은, 플라이아이 렌즈 (11c) 를 입사면측인 인풋 렌즈 (8c) 측에서 본 도면이다. 그리고, 각 렌즈 엘리먼트 (110) 의 입사면은, 기판 (22) 상에 형성되는 노광 시야 (PIc) 에 대한 공액면 (CP) 으로 되어 있다. 그 때문에, 도 8 에는, 각 렌즈 엘리먼트 (110) 중에, 노광 시야 (PIc) 에 대응하는 영역인 노광 시야 대응 영역 (IPIc) 을 파선으로 나타내고 있다. 또한, 노광 시야 (PIc) 에 대한 노광 시야 대응 영역 (IPIc) 의 가로 배율은 β 배이고, 노광 시야 대응 영역 (IPIc) 중, 노광 시야 (PIc) 의 중심 영역 (PIcc) 에 대응하는 부분의 Y 방향의 폭 (IWs) 은, β × Ws 인 것으로 한다.

감광 부재 (10c) 중, Y 방향의 폭이 폭 (W1) 인 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 는, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 －X 측에 배치되고, 감광 부재 유지부 (9c1) 의 일부인 슬라이더 (9c10) 에 유지되고, X 방향 및 Z 방향으로 가동 (可動) 으로 되어 있다. 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 의 X 방향의 위치 (플라이아이 렌즈 (11c) 에 대한 삽입량), 및 Z 방향의 위치는, 제어부 (50) 로부터 감광 부재 유지부 (9c1) 에 전달되는 제어 신호 (Sigc1) 에 따라 제어된다.

Y 방향의 폭이 폭 (W2) 인 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 는, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 ＋X 측에 배치되고, 감광 부재 유지부 (9c2) 의 일부인 슬라이더 (9c20) 에 유지되고, 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 와는 독립적으로 X 방향 및 Z 방향으로 가동으로 되어 있다. 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 X 방향의 위치, 및 Z 방향의 위치는, 제어부 (50) 로부터 감광 부재 유지부 (9c2) 에 전달되는 제어 신호 (Sigc2) 에 따라 제어된다. 슬라이더 (9c10) 와 감광 부재 유지부 (9c1) 의 본체의 상대 위치 관계, 및 슬라이더 (9c20) 와 감광 부재 유지부 (9c2) 의 본체의 상대 위치 관계는, 인코더 등에 의해 계측된다.

일례로서, 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 의 폭 (W1) 은 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 폭 (W2) 보다 약간 크지만, 폭 (W1) 과 폭 (W2) 은, 폭 (IWs) 과 대체로 동일한 정도의 폭이다. 따라서, 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 를, 몇 개의 렌즈 엘리먼트 (110) 의 노광 시야 대응 영역 (IPIc) 중의 노광 시야 (PIc) 의 중심 영역 (PIcc) 에 대응하는 부분을 덮어 배치함으로써, 조명광이 감광되고, 기판 (22) 상의 비오버랩부 (Sc) 의 노광량을 줄일 수 있다.

또, 슬라이더 (9c10) 를 X 방향으로 이동시킴으로써, 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 가 덮는 렌즈 엘리먼트 (110) 의 수, 및 1 개의 렌즈 엘리먼트 (110) 내의 차광된 부분의 비율을 변경할 수 있다. 이로써, 노광 시야 (PIc) 중 중심 영역 (PIcc) 의 조도를, 좌단 영역 (PIcl) 및 우단 영역 (PIcr) 의 조도에 대해, 대략 연속해서 가변으로 저하시킬 수 있다.

슬라이더 (9c20) 를 X 방향으로 이동시킴으로써, 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 를 X 방향으로 이동시키는 것에 의해서도, 동일한 효과가 얻어진다.

따라서, 감광 부재 (10c (10c1a, 10c1b, 10c2a, 10c2b)) 는, 기판 (22) 상의 비오버랩부 (Sc) 에 대한 노광량을, 오버랩부에 대한 노광량에 대해 작게 하는, 조도 변경 부재로 해석할 수 있다.

또한, 감광 부재 (10c) 는, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면으로부터 Z 방향으로 소정 거리 만큼 떨어진 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면에 있어서는, 감광 부재 (10c) 의 XY 방향의 에지는, 흐릿하게 투영된다. 반대로 말하면, 감광 부재 (10c) 를 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면으로부터 Z 방향으로 얼마나 떨어뜨려 배치하면 좋은지는, 기판 (22) 상에 있어서의 감광 부재 (10c) 의 에지의 반영 (半影) 흐려짐의 양을 결정하는 파라미터인, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면과 기판 (22) 의 가로 배율, 및 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면에 있어서의 조명광의 개구수에 기초하여 결정할 수 있다.

일례로서, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 Y 방향의 폭을 DW, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면에 대한 기판 (22) 의 가로 배율을 β, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면에 있어서의 조명광의 개구수를 NA 로 할 때, 감광 부재 (10c) 의, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면으로부터의 Z 방향의 거리 D 는,

0 ≤ D ≤ 1.2 × DW/(β·NA) …(1)

로 하는 것이 좋다.

거리 D 가 식 (1) 을 만족하는 경우, 감광 부재 (10c) 의 에지에 의한 기판 (22) 상의 노광량 변화 (노광량 불균일) 의 영향을 더욱 저감시킬 수 있고, 또한, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 노광량이 필요 이상으로 저하되는 것을 방지할 수 있다.

감광 부재 (10c) 는, 금속제의 박판이어도 되고, 투명한 유리판 상에 감광 부재에 의해 형성된 차광막이어도 된다. 감광 부재 (10c) 는, 금속판과 같이 조명광을 완전히 차광하는 것에 한정되지 않고, 일부의 조명광만을 차광, 투과시키는 부재여도 된다. 요컨대 감광 부재 (10c) 는, 조도를 변경하기 위한 조도 변경 부재이면 된다.

다른 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 가 구비하는 감광 부재 (10a ∼ 10e), 및 감광 부재 유지부 (9a ∼ 9e) 에 대해서도, 상기 서술한 감광 부재 (10c) 및 감광 부재 유지부 (9c) 의 구조와 동일하다.

도 9 는, 상기 서술한 감광 부재 (10a ∼ 10e) 및 광량 조정 부재 (ATa ∼ ATe) 를 구비한 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 를 사용하여 주사 노광을 실시할 때에, 기판 (22) 상의 오버랩부 (Oc) 및 그 근방에 노광되는 노광량의 일례를 나타내는 도면이다. 도 9 에 있어서는, 일례로서, 오버랩부 (Oc) 의 Y 방향의 폭을 10 ㎜ 로 하고 있다. 또, 도 9 에 있어서는, 가로축의 원점 (Y ＝ 0) 을, 오버랩부 (Oc) 의 Y 방향의 중심으로 하고, 도 6 등의 다른 도면에 맞추어, 좌측을 ＋Y 방향으로 하고 있다.

도 9(a) 는, 설명을 위해, 플라이아이 렌즈 (11) 의 입사면에 감광 부재 (10a ∼ 10e) 를 삽입하지 않고, 광량 조정 부재 (ATa ∼ ATe) 의 위치만을 조정한 상태에서 스캔 노광을 실시했을 때의 노광량을 나타내는 도면이다. 노광량 (Ec1) 은 제 1 열의 투영 광학계 (19c) 의 노광 시야 (PIc) 의 주사 노광에 의한 노광량을 나타내고, 노광량 (Ed1) 은 제 2 열의 투영 광학계 (19d) 의 노광 시야 (PId) 의 주사 노광에 의한 노광량을 나타낸다.

제 2 열의 광량 조정 부재 (ATd) 는 조명광을 감광하지 않는 상태 (조광량 ＝ 1) 로 설정되어 있다. 한편, 제 1 열의 광량 조정 부재 (ATc) 는, 조명광을 0.68 배로 감광하는 상태 (조광량 ＝ 0.68) 로 설정되어 있다.

도 9(b) 는, 도 9(a) 에 나타낸 노광량 (Ec1, Ed1) 에 대해, 감광 부재 (10c, 10d) 를 플라이아이 렌즈 (11c, 11d) 에 대해 ＋X 방향으로 이동시키고, 소정수의 렌즈 엘리먼트 (110) 의 노광 시야 대응 영역 (IPIc) 중의 노광 시야 (PIc) 의 중심 영역 (PIcc) 에 대응하는 부분을 덮은 상태에서, 주사 노광을 실시했을 때의 노광량의 감광 비율을 나타내는 도면이다. 감광 비율 (Tc) 은, Y 방향의 각 위치에 있어서의, 감광 부재 (10c) 를 플라이아이 렌즈 (11c) 에 삽입하지 않는 상태에서 주사 노광을 실시했을 때의 노광량 (Ec1) 에 대한, 감광 부재 (10c) 를 플라이아이 렌즈 (11c) 에 삽입 후의 노광량과의 비율을 나타낸다. 감광 비율 (Td) 은, Y 방향의 각 위치에 있어서의, 감광 부재 (10c) 를 플라이아이 렌즈 (11c) 에 삽입하지 않는 상태에서 주사 노광을 실시했을 때의 노광량 (Ed1) 에 대한, 감광 부재 (10c) 를 플라이아이 렌즈 (11c) 에 삽입 후의 노광량과의 비율을 나타낸다.

도 9(b) 는, 조명 광학계 (ILd) 의 감광 부재 (10d) 의 플라이아이 렌즈 (11d) 에 대한 삽입량이, 조명 광학계 (ILc) 의 감광 부재 (10c) 의 플라이아이 렌즈 (11c) 에 대한 삽입량보다 커지도록 설정한 상태를 나타내고 있다. 요컨대, 조명 광학계 (ILd) 의 감광 부재 (10d) 가 덮는 렌즈 엘리먼트 (110) 의 수가, 조명 광학계 (ILc) 의 감광 부재 (10c) 가 덮는 렌즈 엘리먼트 (110) 의 수보다 많은 상태를 나타내고 있다. 노광 시야 (PId) 에 의해 노광되는 비오버랩부 (Sd) 에 있어서, 감광 부재 (10d) 에 의한 감광 비율 (Td) 은, 감광 없음인 경우의 0.64 배이다. 한편, 노광 시야 (PIc) 에 의해 노광되는 비오버랩부 (Sc) 에 있어서, 감광 부재 (10c) 에 의한 감광 비율 (Td) 은 감광 없음인 경우의 0.94 배이다.

상기 서술한 바와 같이, 감광 부재 (10c, 10d) 는, 플라이아이 렌즈 (11c, 11d) 의 입사면으로부터 Z 방향으로 소정 거리 만큼 떨어진 위치에 배치되어 있다. 따라서, 플라이아이 렌즈 (11c, 11d) 의 입사면과 공액인 기판 (22) 상에 있어서도, 감광 부재 (10c, 10d) 의 에지는 흐릿하게 투영된다. 따라서, 감광 부재 (10c) 에 의한 감광 비율 (Tc) 은, 오버랩부 (Oc) 에 있어서 Y 방향의 위치의 증가에 수반하여 완만하게 증가하고, 감광 부재 (10d) 에 의한 감광 비율 (Td) 은, 오버랩부 (Oc) 에 있어서 Y 방향의 위치의 감소에 수반하여 완만하게 증가한다. 도 9(b) 에 있어서는, 기판 (22) 상에 있어서의 감광 부재 (10c) 의 에지의 반영 흐려짐의 양, 즉, 감광 비율 (Tc 및 Td) 이 증감하는 범위의 폭은, 일례로서, 오버랩부 (Oc) 의 폭 10 ㎜ 의 절반인 5 ㎜ 로 하고 있다.

도 9(c) 는, 광량 조정 부재 (ATc, ATd) 가 도 9(a) 에서 서술한 상태에 있고, 또한 감광 부재 (10c, 10d) 가 도 9(b) 에서 서술한 상태에 있는 경우의, 주사 노광에 의한 기판 (22) 상의 오버랩부 (Oc) 의 근방의 노광량을 나타내는 도면이다. 즉, 노광량 (Ec2) 은 도 9(a) 의 노광량 (Ec1) 에 도 9(b) 의 감광 비율 (Tc) 을 곱한 노광량을 나타내고, 노광량 (Ed2) 은 도 9(a) 의 노광량 (Ed1) 에 도 9(b) 의 감광 비율 (Td) 을 곱한 노광량을 나타낸다. 또, 노광량 (ET2) 은, 노광량 (Ec2) 과 노광량 (Ed2) 의 합이다.

비오버랩부 (Sd) 의 노광량은, 광량 조정 부재 (ATd) 의 조광량 ＝ 1 과, 감광 부재 (10d) 의 감광 비율 (Td) (0.64) 의 곱이며, 0.64 가 된다. 한편, 비오버랩부 (Sc) 의 노광량은, 광량 조정 부재 (ATc) 의 조광량 ＝ 0.68 과, 감광 부재 (10c) 의 감광 비율 (Tc) (0.94) 의 곱이며, 동일하게 0.64 가 된다. 따라서, 비오버랩부 (Sd) 의 노광량과 비오버랩부 (Sc) 의 노광량은 동등하다.

또한, 도 9(c) 에 나타낸 바와 같이, 노광량 (ET2) 은, 오버랩부 (Oc) 에 있어서, 비오버랩부 (Sc, Sd) 보다 많고, 또한, 오버랩부 (Oc) 의 ＋Y 측 (좌측) 에 있어서, 오버랩부 (Oc) 의 －Y 측 (우측) 보다 많아진다.

즉, 오버랩부 (Oc) 에 있어서 노광량 (ET2) 을, 오버랩부 (Oc) 의 중심 (Y ＝ 0) 에 대해, 비대칭인 분포로 할 수 있다. 그 결과, 노광량 (ET2) 은, 도 7(d) 에서 나타낸 실효 감광량 (EE) 의 Y 방향의 분포에 있어서, 오버랩부 (Oc) 의 ＋Y 측 (좌측) 이, 오버랩부 (Oc) 의 －Y 측 (우측) 보다 낮은 상태와는 반전된 상태가 된다. 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 노광량을 각각의 중심에 대해 비대칭인 양으로 함으로써, 비가산성 감광 재료의 비가산 특성을 상쇄할 수 있다.

따라서, 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 에 있어서는, 광량 조정 부재 (ATc, ATd) 와 감광 부재 (10c, 10d) 를 병용함으로써, 비가산성 감광 재료를 사용하여 패턴의 노광 전사를 실시할 때에 발생하는, 오버랩부의 선폭 및 막 두께의 변화를 방지할 수 있다.

도 10 은, 광량 조정 부재 (ATa ∼ ATe) 와 감광 부재 (10c ∼ 10e) 를 구비한 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 에 있어서, 비가산성 감광 재료를 사용하여 패턴의 노광 전사를 실시한 경우의 기판 (22) 상의 전체면에 있어서의 결과를 설명하는 도면이다.

도 10(a) 는, 도 6(a) 와 마찬가지로, 기판 (22) 상의 각 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 를 나타낸다.

도 10(b) 는, 도 6(c) 와 마찬가지로, X 방향으로의 주사 노광에 의해 기판 (22) 상에 노광되는 노광량 (E) 을 나타내는 그래프이다.

감광 부재 (10a ∼ 10e) 가 플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e) 의 입사면 내에 삽입되어 있기 때문에, 각 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 중 1 개에 의해 노광된 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 의 노광량 (E2) 은, 각 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 중 2 개가 오버랩되어 노광된 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 Y 방향의 위치 중 노광량이 가장 많은 노광량 (E3) 과 비교하여 적다.

또, 광량 조정 부재 (ATa ∼ ATe) 와 감광 부재 (10c ∼ 10e) 에 의해, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 노광량은, 각각의 Y 방향의 위치의 중심에 대해 비대칭인 분포로 되어 있다.

여기서, 제 1 열의 광량 조정 부재 (ATa, ATe) 의 조광량, 및 제 1 열의 감광 부재 (10a, 10e) 에 의한 감광 비율은, 상기 서술한 광량 조정 부재 (ATc) 의 조광량, 및 감광 부재 (10c) 에 의한 감광 비율과 각각 동일한 값으로 설정되어 있다. 한편, 제 2 열의 광량 조정 부재 (ATb) 의 조광량, 및 제 2 열의 감광 부재 (10b) 에 의한 감광 비율은, 상기 서술한 광량 조정 부재 (ATd) 의 조광량, 및 감광 부재 (10d) 에 의한 감광 비율과 각각 동일한 값으로 설정되어 있다. 따라서, 오버랩부 (Oa) 의 노광량 및 그 비대칭성은, 오버랩부 (Oc) 의 노광량 및 그 비대칭성과 동일해진다.

또한, 오버랩부 (Ob, Od) 에서는, 각각의 ＋Y 측의 노광 시야 (PIc, PIe) 에 의한 노광이, 각각의 －Y 측의 노광 시야 (PIb, PId) 에 의한 노광보다 먼저 실시된다. 이것에 맞추어, 오버랩부 (Ob, Od) 의 노광량의 비대칭성은, 오버랩부 (Oa, Oc) 의 노광량의 비대칭성이 Y 방향으로 반전된 것 (중심으로부터 －Y 측이, 중심으로부터 ＋Y 측보다 많다) 이기 때문에, 오버랩부 (Ob, Od) 에 있어서도 선폭 및 막 두께의 변화를 방지할 수 있다.

도 10(c) 는, 도 10(b) 에 나타낸 노광량에 의해, 상기 서술한 비가산성 감광 재료에 발생하는 실효 감광량 (EE) 을 나타내는 그래프이다. 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 의 노광량 (E2) 을, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 노광량 (E3) 에 비해 저감시키고, 또한 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 노광량을 각각의 중심에 대해 비대칭인 양으로 함으로써, 비가산성 감광 재료의 비가산 특성이 상쇄되고, 실효 감광량 (EE) 을 거의 일정한 값 (EE2) 으로 할 수 있다.

이로써, 비가산성 감광 재료를 사용하여 패턴의 노광 전사를 실시한 경우라도, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 와 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 사이에서의, 전사된 패턴의 선폭이나 두께의 변화를 방지할 수 있다.

또한, 상기 서술한 도 7, 도 9, 도 10 을 참조한 설명은, 모두 기판 (22) 을 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 에 대해 ＋X 방향으로 주사하여 노광하는 경우를 전제로 한 설명이다. 그러나, 기판 (22) 을 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 에 대해 －X 방향으로 주사하여 노광하는 경우에는, 기판 (22) 상의 각 오버랩부 (Oa ∼ Od) 에 있어서의 노광 순서도 상기 서술한 것과는 반대가 된다. 즉, 오버랩부 (Oa, Oc) 에 있어서는, 각각의 ＋Y 측의 노광 시야 (PIb, PId) 에 의한 노광이, 각각의 －Y 측의 노광 시야 (PIa, PIc) 에 의한 노광보다 먼저 실시되게 된다. 또, 오버랩부 (Ob, Od) 에 있어서는, 각각의 －Y 측의 노광 시야 (PIb, PId) 에 의한 노광이, 각각의 ＋Y 측의 노광 시야 (PIc, PIe) 에 의한 노광보다 먼저 실시되게 된다.

따라서, 기판 (22) 을 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 에 대해 －X 방향으로 주사하여 노광하는 경우에는, 각 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 노광량의 분포의 비대칭성은, 상기 서술한 ＋X 방향으로 주사하여 노광하는 경우에 대해, 각각 Y 방향으로 반전되어 있는 것이 바람직하다. 이것은, 기판 (22) 을 ＋X 방향으로 주사하여 노광하는 경우와 －X 방향으로 주사하여 노광하는 경우에서, 제 1 열의 광량 조정 부재 (ATa, ATc, ATe) 의 조광량 및 감광 부재 (10a, 10c, 10e) 의 감광 비율과, 제 2 열의 광량 조정 부재 (ATb, ATd) 의 조광량과 감광 부재 (10b, 10d) 의 감광 비율을, 서로 바꿈으로써 실현할 수 있다.

따라서, 제어부 (50) 는, 노광시의 기판 스테이지 (27) 및 마스크 스테이지 (16) 의 주사 방향에 따라, 광량 조정 부재 (ATa ∼ ATe) 및 감광 부재 (10a ∼ 10e) 의 위치를 제어하는 것이 바람직하다.

비가산성 감광 재료의 비가산 특성은, 개개의 비가산성 감광 재료에 고유임과 함께, 기판 (22) 상에 비가산성 감광 재료를 형성하고 나서의 시간 등에 의해서도 변동한다. 따라서, 노광 대상인 비가산성 감광 재료의 비가산 특성을 정확하게 상쇄하기 위해서는, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 에 있어서의 노광량의 분포를, 비가산 특성에 맞추어 정확하게 제어할 필요가 있다.

제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 도 8 에 나타낸 바와 같이, Y 방향의 폭이 상이한 2 종류의 감광 부재 (10c1a, 10c1b), 및 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 를 구비하고 있다. 그리고, 제어부 (50) 로부터의 제어 신호 (SigC1, SigC2) 에 의해, 폭 (W1) 의 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 와, 폭 (W2) 의 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 X 방향의 위치 (플라이아이 렌즈 (11c) 에 대한 삽입량) 를 제어한다. 이로써, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 에 있어서의 노광량의 분포를, 정확하게 제어할 수 있다.

단, 노광 대상이 되는 비가산성 감광 재료의 비가산 특성이 비교적 공통되어 있는 경우에는, Y 방향의 폭이 상이한 2 종류의 감광 부재를 사용할 필요성은 낮아지기 때문에, Y 방향의 폭이 1 종류인 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 만을 사용하면 충분한 경우도 있다.

또한, 감광 부재 (10c) 를, 조명 광학계 (ILc, ILd) 의 광축 (IXc) 의 방향 (광축 방향) 으로 이동시키는 것에 의해서도, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면에 있어서의 감광 부재 (10c) 의 XY 방향의 에지의 반영 흐려짐의 양을 변경할 수 있다. 따라서, 조명 광학계 (ILc, ILd) 내의 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 및 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 Z 방향 위치 (광축 방향의 위치) 를 각각 제어하는 것에 의해서도, 오버랩부 (Oc) 에 있어서의 노광량의 분포를 조정할 수 있다. 또한, 조명 광학계 (ILc, ILd) 내의 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 및 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 Z 방향 위치 (광축 방향의 위치) 의 일방만을 제어, 혹은 일방의 제어량 (Z 방향으로의 이동 거리를 변경) 과 타방의 제어량을 상이하게 함으로써, 일방의 반영 흐려짐의 양이 타방의 반영 흐려짐의 양보다 커지고, 오버랩부 (Oc) 에 있어서의 노광량의 분포를 비대칭으로 할 수 있다. 이 경우, 광량 조정 부재 (AT) 를 생략하는 장치 구성으로 해도 된다. 제 1 실시형태에서 나타낸 방법과, 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 및 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 Z 방향 위치의 위치를 조정하는 방법을 병용해도 된다. 또 조명 광학계마다, 오버랩부 (Oc) 에 있어서의 노광량의 분포를 비대칭으로 하는 방법을 변경해도 된다. 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 및 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 광축 방향의 위치는, 제어부 (50) 로부터의 제어 신호 (SigC, SigD) 에 의해, 각각 제어할 수 있다.

또한, 시간적으로 분할하여 실시하는 노광에 대한 비가산성 감광 재료의 실효 감광량과 적산 노광량의 관계는, 각각의 비가산성 감광 재료에 따라 상이하다. 따라서, 특정한 비가산성 감광 재료에 대해 실제의 노광을 실시하기 전에, 예를 들어, 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 및 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 삽입량 (X 방향의 위치) 을 상이한 여러 단계로 설정한 복수의 조건에서 테스트 노광을 실시하면 된다. 그리고, 테스트 노광의 결과로부터 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 및 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 최적의 삽입량을 결정하면 된다.

또, 감광 부재 (10c) 의 삽입량의 결정시에는, 기판 스테이지 (27) 상에 형성한 조도 센서 (26) 를 사용하여, 노광 시야 (PIc) 내의 중심 영역 (PIcc), 좌단 영역 (PIcl), 및 우단 영역 (PIcr) 의 조도를 계측하면서 실시하면 된다.

또한, 도 8 에 나타낸 폭 (W1) 의 2 개의 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 의 ＋X 방향의 단부는, 각각 플라이아이 렌즈 (11c) 의 렌즈 엘리먼트 (110) 의 X 방향의 배열의 피치 (PX) 의 절반 만큼 어긋나 있다. 폭 (W2) 의 2 개의 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 에 대해서도 동일하다. 상기 서술한 바와 같이, 각 렌즈 엘리먼트 (110) 중에는, 노광 시야 (PIc) 에 대응하는 노광 시야 대응 영역 (IPIcw) 이 존재하지만, 노광 시야 대응 영역 (IPIcw) 은, 렌즈 엘리먼트 (110) 의 X 방향의 전체면에 걸쳐 펼쳐져 있는 것은 아니다. 즉, 렌즈 엘리먼트 (110) 의 X 방향의 양 단부는, 기판 (22) 상의 노광 시야 (PIc) 와는 대응하지 않고, 투영 광학계 (19c) 내의 시야 조리개 (21c) 상에 투영되고, 시야 조리개 (21c) 에 의해 차광되는 부분이다.

따라서, 예를 들어 감광 부재 (10c1a) 의 ＋X 방향의 단부가, 렌즈 엘리먼트 (110) 의 X 방향의 양 단부의 근방에 있는 경우에는, 감광 부재 (10c1a) 를 X 방향으로 이동시켜도, 기판 (22) 상의 노광량을 변경할 수 없다.

그래서, 제 1 실시형태에 있어서는, 2 개의 감광 부재 (10c1a, 10c1b), 및 2 개의 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 의 각각의 ＋X 방향의 단부를, 렌즈 엘리먼트 (110) 의 X 방향의 배열의 피치 (PX) 의 절반 만큼 어긋나게 하고 있다.

이와 같은 배치에 의해, 2 개의 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 중 일방의 ＋X 방향 단부가, 렌즈 엘리먼트 (110) 의 X 방향의 양 단부의 근방에 있는 경우에는, 타방의 ＋X 방향 단부는 렌즈 엘리먼트 (110) 의 X 방향의 중심의 근방에 배치된다. 따라서, 2 개의 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 를 함께 X 방향으로 이동시킴으로써, 항상 기판 (22) 상의 노광량을 변경할 수 있다. 또한, 2 개의 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 를 각각 X 방향으로 독립적으로 이동시킬 수 있는 구성으로 해도 된다. 2 개의 감광 부재 (10c2a, 10c2b) 에 대해서도 동일하다.

또한, 감광 부재 (10c1a, 10c1b) 는 상기 서술한 2 개에 한정되는 것은 아니고 3 개 이상이어도 되고, 각각이 상이한 렌즈 블록에 배치되어 있어도 된다. 이 경우에도, 감광 부재의 개수가 m 개 (m 은 2 이상의 자연수) 이면, 각 감광 부재의 ＋X 방향의 단부는, 피치 (PX) 에 대해, PX/m 만큼 어긋나 설정되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 감광 부재 (10c (10c1a, 10c1b, 10c2a, 10c2b)) 는, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면으로부터 Z 방향으로 소정 거리 만큼 떨어진 위치에 배치되는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 감광 부재 (10c) 는, 플라이아이 렌즈 (11c) 의 입사면, 요컨대 기판 (22) 의 상면에 대한 공액면 (CP) 에 형성되어도 된다. 감광 부재 (10c) 가 조명광을 완전히 차광하는 것이면, 그것을 공액면 (CP) 에 일치하여 배치한 경우에는, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 의 노광량과, 비오버랩부 (Sa ∼ Se) 의 노광량이 불연속적으로 변화해 버릴 우려가 있다. 따라서, 이 경우에는, 감광 부재 (10c) 는, 형상을 변형시키거나, 필터와 같은 Y 방향의 위치에 따라 조명광의 차광률을 연속적으로 변화시키거나 하는 것이면 된다.

(변형예 1)

도 11(a) 는, 변형예 1 의 감광 부재 (10c (10c3a, 10c4a, 10c3b, 10c4b)) 및 감광 부재 유지부 (9c (9c3, 9c4)) 를, 인풋 렌즈 (8c) 측에서 본 도면 (상면도) 이다. 도 11(b) 는, 변형예 1 의 감광 부재 (10c) 및 감광 부재 유지부 (9c) 의 측면도이다. 이하에서는, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여함과 함께, 이하에서는 상이점만을 설명한다.

변형예 1 의 감광 부재 (10c) 는, Y 방향의 단부가 Z 방향 (조명 광학계 (IL9) 의 광축 (IXc) 의 방향) 으로 겹쳐 배치되어 있는 2 개의 감광 부재 (10c3a, 10c4a) 의 세트와, 2 개의 감광 부재 (10c3b, 10c4b) 의 세트를 구비하고 있다. 감광 부재 (10c3a) 와 감광 부재 (10c3b) 는, 슬라이더 (9c30) 를 통하여, 감광 부재 유지부 (9c3) 에 의해, X 방향, Z 방향 및 Y 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 유지되어 있다. 감광 부재 (10c4a) 와 감광 부재 (10c4b) 도 마찬가지로, 슬라이더 (9c40) 를 통하여, 감광 부재 유지부 (9c4) 에 의해, X 방향, Z 방향 및 Y 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 유지되어 있다.

도 11(b) 에 나타내는 바와 같이, 2 개의 감광 부재 (10c3a, 10c4a) 의 세트의 전체로서의 Y 방향의 폭 (W3) 은, 각각을 유지하는 슬라이더 (9c30) 가 ＋Y 방향으로 이동하고, 슬라이더 (9c40) 가 －Y 방향으로 이동하면 증대된다. 한편, 폭 (W3) 은, 슬라이더 (9c30) 가 －Y 방향으로 이동하고, 슬라이더 (9c40) 가 ＋Y 방향으로 이동하면 감소한다.

따라서, 변형예 1 의 감광 부재 (10c) 에 있어서는, 그 Y 방향의 실질적인 폭 (W3) (실효폭) 을 가변으로 할 수 있다. 이로써, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 에 있어서의 노광량의 분포를 제어할 수 있다. 이 폭 (W3) 은, 제어부 (50) 로부터의 제어 신호 (SigC3, SigC4) 가 감광 부재 유지부 (9c3) 및 감광 부재 유지부 (9c4) 를 제어함으로써 설정할 수 있다.

변형예 1 에 있어서도, 제어부 (50) 는, 슬라이더 (9c30) 및 슬라이더 (9c40) 의 위치를 통하여, 감광 부재 (10c) 를 Z 방향으로 제어할 수도 있다.

또한, 제어부 (50) 는, 감광 부재 (10c3a) 와 감광 부재 (10c4a) 의 ＋X 방향의 단부의 위치가 일치하도록, 및, 감광 부재 (10c3b) 와 감광 부재 (10c4b) 의 ＋X 방향의 단부의 위치가 일치하도록, 슬라이더 (9c30) 및 슬라이더 (9c40) 의 X 방향의 위치를 제어한다.

이상의 제 1 실시형태 및 변형예 1 에 있어서는, 노광 장치 (100) 는, 5 개의 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 를 갖는 것으로 했지만, 투영 광학계의 개수는 5 개에 한정되는 것은 아니고, 3 개나 8 개 등, 몇 개여도 된다.

또, 이상의 제 1 실시형태 및 변형예 1 에 있어서는, 복수의 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 를 갖고, 한 번의 X 방향의 주사에 의해, 각 투영 광학계가 형성하는 복수의 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 가 서로 Y 방향으로 오버랩되는 것으로 하고 있다.

그러나, 투영 광학계 (19) 는 1 개이고, 기판 (22) 의 X 방향으로의 주사 노광을, 기판 (22) 및 마스크 (15) 를 Y 방향으로 이동시키면서 복수회 실시하고, 각 주사 노광에 의해 형성되는 복수의 노광 시야를 서로 Y 방향으로 오버랩시켜도 된다. 이하, 이와 같은 구성의 노광 장치를, 스캔 앤드 스티치 노광 장치라고 부른다.

스캔 앤드 스티치 노광 장치에 있어서도, 1 개의 투영 광학계 (19) 에 대응하는 조명 광학계 (IL) 는, 상기 서술한 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 와 동일한 구성을 구비하는 것이 바람직하다. 단, 스캔 앤드 스티치 노광 장치에 있어서는, 예를 들어, 주사 노광시의 기판 스테이지 (27) 및 마스크 스테이지 (16) 의 주사 속도를 변경함으로써, 주사 노광 시야 내의 노광량을 일괄하여 증감시킬 수 있다. 따라서, 상기 서술한 광량 조정 부재 (AT) 를 조명 광학계 (IL) 중에 형성하는 대신에, 제어부 (50) 는, 기판 스테이지 (27) 및 마스크 스테이지 (16) 의 주사 속도를 제어함으로써, 각 주사 노광 시야 내의 노광량을 일괄하여 증감시켜도 된다.

또, 스캔 앤드 스티치 노광 장치에 있어서는, 기판 (22) 의 X 방향의 주사에 의해 형성되는 노광 시야 중, 예를 들어 ＋Y 방향의 단부는 과거의 주사 노광에 의해 노광된 노광 시야와 오버랩되고, ＋Y 방향의 단부는 향후의 주사 노광에 의해 노광되는 노광 시야와 오버랩된다. 따라서, 주사 노광 시야의 비주사 방향 (Y 방향) 의 양단의 근방에 있어서, 노광량을 상이하게 하는 것이 필요해지는 경우가 있다.

따라서, 도 8 에 나타낸 조도 변경 부재 (10c) 및 감광 부재 유지부 (9c) 를 스캔 앤드 스티치 노광 장치에 채용하는 경우에는, 슬라이더 (9c10, 9c20) 는, X 방향 및 Z 방향뿐만 아니라, Y 방향으로도 가동인 것이 바람직하다. 제어부 (50) 로부터의 제어 신호 (Sig2C1, Sig2C2) 에 의해 조도 변경 부재 (10c (10c1a, 10c1b, 10c2a, 10c2b)) 를 Y 방향으로 이동시킴으로써, 주사 노광 시야의 비주사 방향 (Y 방향) 의 양단의 근방의 광량을 변화시킬 수 있다.

또한, 상기 서술한 제 1 실시형태와 같이 복수의 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 를 갖는 장치는, 한 번의 주사 노광으로 기판 (22) 상의 보다 많은 면적을 노광할 수 있어, 처리 능력이 우수하다.

이상의 제 1 실시형태 및 각 변형예에 있어서는, 복수의 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 는 전굴절 광학계로 이루어지는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 반사 굴절 광학계나 전반사 광학계를 채용할 수도 있다.

또, 이상의 제 1 실시형태 및 각 변형예에 있어서는, 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 의 형상은 사다리꼴인 것으로 했지만, 이것은 사다리꼴에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 그 상기 중심 부분에 상당하는 부분의 형상이 원호이고, 원호의 양단에 삼각형의 우단 영역 및 좌단 영역을 구비하는 시야여도 된다.

이상의 제 1 실시형태 및 각 변형예에 있어서는, 각 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 광축 (PAXa ∼ PAXe), 및 각 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 의 광축 (IXa ∼ IXe) 은, 기본적으로는 Z 방향과 평행으로 설정되어 있는 것으로 하고 있다. 단, 어느 광학계 중에 절곡 미러가 채용되어 있는 경우에는, 광축의 방향은 Z 방향과는 평행이 아니게 된다.

또, 어느 광학계 중에 절곡 미러가 채용되어 있는 경우에는, 감광 부재 (10a ∼ 10e) 의 이동 방향도 기판 (22) 의 주사 방향 (X 방향) 과는 상이한 방향이 된다. 그러나, 이 경우라도, 감광 부재 (10a ∼ 10e) 는, 절곡 미러를 포함한 기판 (22) 과 플라이아이 렌즈 (11a ∼ 11e) 의 공액 관계에 기초하여 기판 (22) 의 주사 방향으로 광학적으로 대응하는 방향 (제 1 방향) 으로 자유롭게 이동할 수 있게 하면 된다. 또한, 감광 부재 (10a ∼ 10e) 를, 조명 광학계 (IL) 의 광축 (IX) 의 방향과, 제 1 방향 및 광축 (IX) 의 방향과 직교하는 방향의, 합계 3 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 하면 된다.

또, 이상의 실시형태에 있어서는, 각 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 는, X 방향으로 제 1 열의 투영 광학계 (19F) 및 제 2 열의 투영 광학계 (19R) 의 2 열의 광학계가 배치되어 있는 것으로 했지만, 이것은 2 열에 한정되는 것은 아니고, X 방향으로 3 열 이상의 광학계가 배치되어 있어도 된다.

옵티컬 인티그레이터로서, 상기 서술한 플라이아이 렌즈 (11) 를 대신하여, 로드 인티그레이터를 채용할 수도 있다. 로드 인티그레이터를 채용한 경우에는, 기판 (22) 및 마스크 (15) 와의 공액면 (CP) 은, 로드 인티그레이터의 사출측 (마스크 (15) 측) 이 되므로, 감광 부재 (10) 도 로드 인티그레이터의 사출측의 근방에 배치한다.

그리고, 로드 인티그레이터의 사출면의 X 측의 일단의 근방을 부분적으로 감광하는 구성으로 한다.

감광 부재 (10a ∼ 10e) 를 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 내에 배치하는 대신에, 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 중간 이미지면 (20) 근방에 배치해도 된다. 이 경우에도, 감광 부재는, 중간 이미지면 (20) 근방에 있어서, 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 의 중심 영역 (PIac ∼ PIec) 에 대응하는 부분을 감광하는 구성으로 한다.

투영 광학계 (19a ∼ 19e) 내에 시야 조리개 (21a ∼ 21e) 를 배치하는 대신에, 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 의 내부에 중간 이미지면 (마스크 (15) 에 대한 공액면) 을 형성하고, 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 내의 중간 이미지면에 기판 (22) 상의 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 의 형상을 규정하는 시야 조리개를 형성해도 된다.

또한, 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 내의 조리개의 형상을 변형하여, 마스크 (15) 상 및 기판 (22) 상의 오버랩 영역 (Oa ∼ Od) 에 있어서의 Y 방향의 노광량 분포가, 비대칭이 되도록 해도 된다. 즉, 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 내의 조리개의 형상을, 이것에 대응하는 노광 시야 (PIa ∼ PIe) 의 좌단 영역 (PIal ∼ PIdl) 및 우단 영역 (PIbr ∼ PIer) 을 Y 방향의 각 미소 구간에서 X 방향으로 적산한 값이, 각 오버랩 영역 (Oa ∼ Od) 의 중심 (CL) 에 대해, 비대칭이 되도록 해도 된다.

광량 조정 부재 (AT) 는, 상기 서술한 제 1 실시형태에 나타낸 구성에 한정되지 않는다. 광량 조정 부재 (AT) 는, 조명광의 일부를 차광하고 일부를 투과하는 필터여도 된다. 필터는, X 방향의 위치에 따라, 조명광의 차광량을 증감시키도록 형성되어 있으면 된다.

이상의 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 및 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 는 고정되고, 기판 (22) 이 기판 스테이지 (27) 에 의해 이동하는 것으로 했지만, 대신에, 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 및 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 가 기판 스테이지 상에 형성되고, 기판 (22) 에 대해 주사하는 구성으로 해도 된다.

또, 마스크 (15) 는, 유리 기판 상에 패턴이 형성된 마스크에 한정되지 않고, 디지털 멀티 미러 디바이스나 액정 디바이스로 이루어지는 가변 정형 마스크여도 된다.

노광 장치 (100) 의 용도로는, 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치이며, 예를 들어 유기 EL (Electro-Luminescence) 패널 제조용의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 적용할 수 있다.

노광 장치 (100) 에 의해 노광된 기판 (유리 플레이트 등) 은, 도시 생략된 현상 장치에 의해 현상 처리되고, 필요에 따라, 노광 및 현상 처리에 의해 형성된 감광 재료의 패턴에 기초하여 에칭 가공 등이 실시된다.

또, 노광 대상은 유리 기판에 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다. 또, 노광 대상물이 플랫 패널 디스플레이용의 기판인 경우, 그 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 필름상 (가요성을 갖는 시트상의 부재) 의 것도 포함된다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치는, 한 변의 길이, 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 기판이 노광 대상물인 경우에 특히 유효하다. 또, 노광 대상의 기판이 가요성을 갖는 시트상인 경우에는, 그 시트가 롤상으로 형성되어 있어도 된다.

상기 서술한 제 1 실시형태 및 변형예에 의하면, 다음의 작용 효과가 얻어진다.

(1) 제 1 실시형태 또는 각 변형예의 노광 장치 (100) 는, 피노광 기판 (22) 을 주사 방향 (X 방향) 으로 이동시키면서 제 1 시간에 피노광 기판 (22) 상의 제 1 노광 영역 (주사 노광 시야 (SIa, SIc, SIe)) 을 노광하는 제 1 노광과, 피노광 기판 (22) 을 주사 방향 (X 방향) 으로 이동시키면서 제 1 시간과는 상이한 제 2 시간에 피노광 기판 (22) 상의 제 2 노광 영역 (주사 노광 시야 (SIb, SId)) 을 노광하는 제 2 노광이 실시되는 노광 장치에 있어서, 조명광을 공급하는 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 와, 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 와, 주사 방향에 직교하는 비주사 방향 (Y 방향) 에 관하여, 제 1 노광 영역 및 제 2 노광 영역의 각각의 일부가 중복되는 제 2 영역 (오버랩부 (Oa ∼ Od)) 에 있어서의 노광량 분포가, 제 2 영역의 중심 (CL) 에 대해 비대칭인 분포가 되도록 설정하는 설정 부재 (10a ∼ 10e) 를 구비하고 있다.

이 구성에 의해, 노광이 시간적으로 복수로 분할하여 실시된 경우에 시간적으로 연속해서 실시된 경우에 비해 실효 감광량이 저하되는 비가산성 감광 재료를 사용하여 패턴의 노광 전사를 실시한 경우라도, 제 2 영역 (오버랩부 (Oa ∼ Od)) 내에서의 전사된 패턴의 선폭이나 두께의 변화를 방지할 수 있다.

(2) 제 1 실시형태 또는 변형예의 노광 장치는, 조명광을 공급하는 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 와, 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 와, 피노광 기판 (22) 상에 소정 패턴이 노광되도록, 피노광 기판 (22) 을 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 에 대해 주사 방향 (X 방향) 으로 상대적으로 이동시키는 기판 스테이지 (27) 를 구비하고 있다. 또한, 노광에 있어서, 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 에 의해 시간적으로 연속적으로 노광되는 상기 피노광 기판 (22) 상의 제 1 영역 (비오버랩부 (Sa ∼ Se)) 에 있어서의 노광량을, 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 에 의해 시간적으로 이산적으로 노광되는 피노광 기판 (22) 상의 제 2 영역(오버랩부 (Oa ∼ Od)) 에 있어서의 노광량에 비해 적게 설정하고, 또한, 주사 방향과 직교하는 방향 (Y 방향) 에 있어서의 제 2 영역 (오버랩부 (Oa ∼ Od)) 의 노광량 분포가, 제 2 영역의 중심 (CL) 에 대해 비대칭인 분포가 되도록 설정하는 조도 변경 부재 (10a ∼ 10e) 를 구비하고 있다.

이 구성에 의해, 노광이 시간적으로 복수로 분할하여 실시된 경우에 시간적으로 연속해서 실시된 경우에 비해 실효 감광량이 저하되는 비가산성 감광 재료를 사용하여 패턴의 노광 전사를 실시한 경우라도, 제 2 영역 (오버랩부 (Oa ∼ Od)) 과 제 1 영역 (비오버랩부 (Sa ∼ Se)) 사이에서의, 전사된 패턴의 선폭이나 두께의 변화를 방지할 수 있다. 또, 제 2 영역 (오버랩부 (Oa ∼ Od)) 내에서의 전사된 패턴의 선폭이나 두께의 변화를 방지할 수 있다.

(3) 조도 변경 부재 (10a ∼ 10e) 를 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 중의 피노광 기판 (22) 의 공액면 (CP) 또는 상기 공액면 (CP) 의 근방에 배치함으로써, 제 1 영역 (비오버랩부 (Sa ∼ Se)) 의 노광량을, 정확하게 제어할 수 있다.

(4) 조도 변경 부재 (10a ∼ 10e) 의 위치를 제어하는 제어부 (50) 를 추가로 구비하고, 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 는 옵티컬 인티그레이터 (11a ∼ 11e) 를 갖고, 옵티컬 인티그레이터 (11a ∼ 11e) 는, 조명광의 입사면이 투영 광학계 (19a ∼ 19e) 의 주사 노광 시야 (SIa ∼ SIe) 에 대해 공액면 (CP) 이 되는 위치에 형성된 구성으로 할 수도 있다. 또한, 제어부 (50) 가, 옵티컬 인티그레이터 (11a ∼ 11e) 에 입사되는 조명광의 조도를 변경하도록, 조도 변경 부재 (10a ∼ 10e) 를 옵티컬 인티그레이터 (11a ∼ 11e) 에 대해, 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 의 광축 방향과 대략 직교하는 방향으로서 주사 방향에 광학적으로 대응하는 제 1 방향으로 이동시킴으로써, 오버랩부 (Oa ∼ Od) 에 있어서의 노광량의 분포를, 정확하게 제어할 수 있다.

(5) 제어부 (50) 가, 조도 변경 부재 (10a ∼ 10e) 의, X 방향 (제 1 방향) 및 조명 광학계 (ILa ∼ ILe) 의 광축 (IXa ∼ IXe) 방향과 각각 직교하는 Y 방향 (제 2 방향) 의 실효폭을 제어하는 구성으로 함으로써, 제 2 영역 (오버랩부 (Oa ∼ Od)) 에 있어서의 노광량의 분포를, 한층 정확하게 제어할 수 있다.

상기 서술에서는, 여러 가지 실시형태 및 변형예를 설명했지만, 본 발명은 이들 내용에 한정되는 것은 아니다. 또, 각 실시형태 및 변형예는, 각각 단독으로 적용해도 되고, 조합하여 사용해도 된다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 생각할 수 있는 그 밖의 양태도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

다음의 우선권 기초 출원의 개시 내용은 인용문으로서 여기에 받아들여진다.

일본 특허출원 2019-069147호 (2019년 3월 29일 출원)

100 : 노광 장치
1 : 광원
ILa ∼ ILe : 조명 광학계
ATa ∼ ATe : 광량 조정 부재
10a ∼ 10e : 감광 부재 (조도 변경 부재)
11a ∼ 11e : 플라이아이 렌즈
12a ∼ 12e : 콘덴서 렌즈
15 : 마스크
MIa ∼ MIe : 조명 시야
19a ∼ 19e : 투영 광학계
21a ∼ 21e : 시야 조리개
22 : 기판
SIa ∼ SIe : 주사 노광 시야
Sa ∼ Se : 비오버랩부 (제 1 영역)
Oa ∼ Od : 오버랩부 (제 2 영역)
50 : 제어부

Claims (32)

1. 피노광 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 제 1 시간에 상기 피노광 기판 상의 제 1 노광 영역을 노광하는 제 1 노광과, 피노광 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 상기 제 1 시간과는 상이한 제 2 시간에 상기 피노광 기판 상의 제 2 노광 영역을 노광하는 제 2 노광이 실시되는 노광 장치에 있어서,
   조명광을 공급하는 조명 광학계와,
   투영 광학계와,
   상기 주사 방향에 직교하는 비주사 방향에 관하여, 상기 제 1 노광 영역 및 상기 제 2 노광 영역의 각각의 일부가 중복되는 제 2 영역에 있어서의 노광량 분포가, 상기 제 2 영역의 중심에 대해 비대칭인 분포가 되도록 설정하는 설정 부재를 구비하는, 노광 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 설정 부재는, 상기 제 1 노광 영역을 조명하는 조명광의 조도 분포와, 상기 제 2 노광 영역을 조명하는 조명광의 조도 분포를 상이하게 하는 조도 변경 부재를 갖는, 노광 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 조도 변경 부재는, 상기 제 2 영역에 있어서의 노광량을, 상기 제 1 노광 영역의 타부 및 상기 제 2 노광 영역의 타부의 영역인 제 1 영역에 있어서의 노광량에 대해 상대적으로 변경하는, 노광 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 조도 변경 부재는, 상기 제 1 영역에 있어서의 상기 노광량을, 상기 제 2 영역에 있어서의 상기 노광량에 대해 낮게 하는, 노광 장치.
5. 조명광을 공급하는 조명 광학계와,
   투영 광학계와,
   피노광 기판 상에 소정 패턴이 노광되도록, 상기 피노광 기판을 상기 투영 광학계에 대해 주사 방향으로 상대적으로 이동시키는 기판 스테이지와,
   상기 노광에 있어서, 상기 투영 광학계의 주사 노광 시야에 의해 시간적으로 연속적으로 노광되는 상기 피노광 기판 상의 제 1 영역에 있어서의 노광량을, 상기 주사 노광 시야에 의해 시간적으로 이산적으로 노광되는 상기 피노광 기판 상의 제 2 영역에 있어서의 노광량에 비해 적게 설정하고, 또한, 상기 주사 방향과 직교하는 방향에 있어서의 상기 제 2 영역의 노광량 분포가, 상기 제 2 영역의 중심에 대해 비대칭인 분포가 되도록 설정하는 조도 변경 부재를 구비하는, 노광 장치.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조도 변경 부재는, 상기 조명 광학계 중의 상기 피노광 기판의 공액면 또는 상기 공액면의 근방에 배치되는, 노광 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 조도 변경 부재의 위치를 제어하는 제어부를 추가로 구비하고,
   상기 조명 광학계는, 옵티컬 인티그레이터를 갖고,
   상기 옵티컬 인티그레이터는, 상기 조명광의 입사면이 상기 피노광 기판 상의 상기 투영 광학계의 주사 노광 시야에 대해 공액면이 되는 위치에 형성되고,
   상기 제어부는, 상기 옵티컬 인티그레이터에 입사되는 상기 조명광의 조도를 변경하도록, 상기 조도 변경 부재를 상기 옵티컬 인티그레이터에 대해, 상기 조명 광학계의 광축 방향과 대략 직교하는 방향으로서 상기 주사 방향에 광학적으로 대응하는 제 1 방향으로 이동시키는, 노광 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 조도 변경 부재를 상기 옵티컬 인티그레이터에 대해, 상기 조명 광학계의 상기 광축 방향으로 이동시키는, 노광 장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 조도 변경 부재를 상기 옵티컬 인티그레이터에 대해, 상기 제 1 방향 및 상기 조명 광학계의 상기 광축 방향과 직교하는 제 2 방향으로 이동시키는, 노광 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 투영 광학계에 대한 상기 피노광 기판의 상기 제 1 방향에 관한 이동 방향에 따라, 상기 조도 변경 부재를 상기 제 2 방향으로 이동시키는, 노광 장치.
11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 조도 변경 부재의, 상기 제 1 방향 및 상기 조명 광학계의 상기 광축 방향과 직교하는 제 2 방향의 실효폭을 제어하는, 노광 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 투영 광학계와 상기 피노광 기판의 상기 이동의 방향에 따라, 상기 조도 변경 부재의 상기 실효폭을 제어하는, 노광 장치.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 조도 변경 부재는, 적어도 일부가 상기 조명 광학계의 상기 광축 방향으로 겹쳐 배치되는 제 1 감광 부재와 제 2 감광 부재를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제 1 및 제 2 감광 부재 중 일방의 감광 부재를 타방의 감광 부재에 대해, 상기 제 2 방향으로 상대 이동시켜, 상기 실효폭을 제어하는, 노광 장치.
14. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조도 변경 부재는, 상기 제 2 영역의 상기 주사 방향과 직교하는 비주사 방향의 폭, 상기 공액면과 상기 피노광 기판의 가로 배율, 및 상기 공액면에 있어서의 조명광의 개구수에 따라 정해지는 소정의 범위의 거리 만큼, 상기 공액면으로부터 상기 조명 광학계의 광축 방향으로 떨어진 위치에 형성되어 있는, 노광 장치.
15. 제 7 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 옵티컬 인티그레이터는, 상기 제 1 방향으로 배열되어 있는 복수의 렌즈 엘리먼트를 포함하는 렌즈 블록이, 상기 제 1 방향과 교차하는 방향으로 복수 배열되어 있는 플라이아이 렌즈이고,
    상기 조도 변경 부재는, 적어도 1 개의 상기 렌즈 블록 중에 배치되어 있는 1 개 이상의 렌즈 엘리먼트의, 상기 제 1 영역에 대응하는 부분의 적어도 일부를 감광하는, 노광 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 조도 변경 부재는, 복수의 상기 렌즈 블록 중 m 개 (m 은 2 이상의 자연수) 의 렌즈 블록의 각각에 대응하여, m 개 배치되는, 노광 장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 m 개의 상기 조도 변경 부재의 상기 제 1 방향의 일방의 단부는, 상기 렌즈 블록 내의 상기 렌즈 엘리먼트의 상기 제 1 방향의 배열의 주기를 P 로 하여, 상기 제 1 방향으로 각각 P/m 만큼 상이한 위치로 설정되어 있는, 노광 장치.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 m 개의 상기 조도 변경 부재는, 각각 상기 제 1 방향과 직교하는 방향의 폭이 상이하고, 상기 제어부는, 상기 m 개의 상기 조도 변경 부재의 각각에 대해, 상기 제 1 방향의 위치를 제어하는, 노광 장치.
19. 제 7 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 피노광 기판 상에 있어서, 노광된 소정 패턴의 일부와 상기 주사 노광 시야의 일부가, 상기 주사 방향과 직교하는 방향으로 중복되도록, 상기 조도 변경 부재의 위치를 변경하는, 노광 장치.
20. 제 3 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영 광학계 및 상기 조명 광학계는, 상기 주사 방향과 교차하는 방향으로 복수 병렬하여 배치되고,
    상기 피노광 기판 상의 상기 제 2 영역은, 상기 노광에 있어서, 상기 복수의 투영 광학계 중 제 1 투영 광학계의 주사 노광 시야에 의해 상기 피노광 기판 상의 노광되는 제 1 노광 영역의 일부와, 상기 제 1 투영 광학계에 대해 상기 주사 방향 및 상기 주사 방향과 교차하는 방향으로 이간되어 형성된 제 2 투영 광학계의 주사 노광 시야에 의해 상기 피노광 기판 상의 노광되는 제 2 노광 영역의 일부가 중복된 영역인, 노광 장치.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 피노광 기판 상의 상기 제 1 영역은, 상기 노광에 있어서, 상기 제 1 투영 광학계의 주사 노광 시야에 의해 상기 피노광 기판 상의 노광되는 상기 제 1 노광 영역의 타부의 영역, 또는, 상기 제 2 투영 광학계의 주사 노광 시야에 의해 상기 피노광 기판 상의 노광되는 제 2 노광 영역의 타부의 영역인, 노광 장치.
22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 복수의 조명 광학계의 각각은, 대응하는 상기 투영 광학계의 시야의 전체면에 걸쳐 상기 조명광의 광량을 증감시키는 광량 조정 부재를 갖는, 노광 장치.
23. 제 1 항 내지 제 22 항의 노광 장치로 피노광 기판을 노광 처리하는 것과,
    노광된 상기 피노광 기판을 현상 처리하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
24. 기판을 노광하는 노광 장치에 사용되는 조명 광학계로서, 제 1 시간에 주사 방향으로 이동되는 물체 상의 제 1 조명 영역에 대해 조명광을 조사하고, 상기 제 1 시간과는 상이한 제 2 시간에 상기 주사 방향으로 이동되는 상기 물체 상의 제 2 조명 영역에 대해 상기 조명광을 조사하는 조명 광학계에 있어서,
    상기 주사 방향에 직교하는 비주사 방향에 관하여, 상기 제 1 조명 영역 및 상기 제 2 조명 영역의 각각의 일부가 중복되는 오버랩 영역을 개재하여 노광되는 상기 기판 상의 영역에 있어서의 노광량 분포가, 상기 영역의 중심에 대해 비대칭인 분포가 되도록 설정하는 설정 부재를 구비하는, 조명 광학계.
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 설정 부재는, 상기 제 1 조명 영역을 개재하여 노광되는 상기 기판 상의 제 1 영역에 있어서의 노광량 분포와, 상기 제 2 조명 영역을 개재하여 노광되는 상기 기판 상의 제 2 영역에 있어서의 노광량 분포를 상이하게 하는 조도 변경 부재를 갖는, 조명 광학계.
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 조도 변경 부재는, 상기 오버랩 영역을 조명하는 상기 조명광의 조도를, 상기 제 1 조명 영역의 타부 및 상기 제 2 조명 영역의 타부의 영역인 비오버랩 영역을 조명하는 상기 조명광의 조도에 대해 상대적으로 변경하는, 조명 광학계.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 조도 변경 부재는, 상기 비오버랩 영역을 개재하여 노광되는 기판 상의 제 3 영역에 있어서의 노광량을, 상기 영역에 있어서의 노광량에 대해 낮게 하는, 조명 광학계.
28. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 조도 변경 부재는, 상기 조명 광학계 중의 상기 물체의 공액면 또는 상기 공액면의 근방에 배치되는, 조명 광학계.
29. 제 28 항에 있어서,
    상기 조도 변경 부재의 위치를 제어하는 제어부와,
    옵티컬 인티그레이터를 구비하고,
    상기 옵티컬 인티그레이터는, 상기 조명광의 입사면이 상기 물체 상의 상기 제 1 조명 영역 또는 상기 제 2 조명 영역에 대해 공액면이 되는 위치에 형성되고,
    상기 제어부는, 상기 옵티컬 인티그레이터에 입사되는 상기 조명광의 조도를 변경하도록, 상기 조도 변경 부재를 상기 옵티컬 인티그레이터에 대해, 상기 조명 광학계의 광축 방향과 대략 직교하는 방향으로서 상기 주사 방향에 광학적으로 대응하는 제 1 방향으로 이동시키는, 조명 광학계.
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 조도 변경 부재를 상기 옵티컬 인티그레이터에 대해, 상기 조명 광학계의 상기 광축 방향으로 이동시키는, 조명 광학계.
31. 제 24 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체에 대한 공액면에 형성되고, 상기 제 1 조명 영역에 대응하는 위치를 조명하는 상기 조명광의 일부를 차광하는 차광부를 구비하고,
    상기 차광부는, 상기 제 1 조명 영역 내에 있어서, 상기 주사 방향과 직교하는 방향의 위치에 따라, 상기 조명광의 조도가 상이하도록, 상기 일부의 조명광을 차광하는, 조명 광학계.
32. 제 24 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 기재된 조명 광학계와,
    상기 기판을 유지하고, 상기 기판 상에 상기 물체가 갖는 소정 패턴이 노광되도록, 상기 조명광에 대해, 상기 기판을 제 1 방향으로 상대적으로 이동시키는 기판 스테이지를 구비하는, 노광 장치.

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