WO2012023381A1 - マイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置 - Google Patents

マイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置 Download PDF

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水村　通伸
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Definitions

  • the present invention relates to a scanning exposure apparatus using a microlens array that exposes a mask pattern onto a substrate by a microlens array in which microlenses are two-dimensionally arranged.
  • the thin film transistor liquid crystal substrate, the color filter substrate, and the like form a predetermined pattern by overlaying and exposing a resist film formed on a glass substrate several times. These exposed substrates may expand and contract during the film formation process, and the lower layer pattern for overlay exposure may differ from the designed pitch depending on manufacturing conditions (exposure apparatus characteristics and temperature conditions). is there.
  • overlay exposure if a change in the pitch of the exposure position occurs, the change in the pitch has to be absorbed by correcting the magnification on the exposure apparatus side. That is, when the dimensional variation of the substrate to be exposed occurs, it is necessary to arrange the image at the center of a predetermined position on the substrate of the pitch after the variation by adjusting the magnification of the image for the deviation of the pitch. .
  • Patent Document 1 a scanning exposure apparatus using a microlens array in which microlenses are two-dimensionally arranged.
  • a scanning exposure apparatus using a microlens array in which microlenses are two-dimensionally arranged has been proposed (Patent Document 1).
  • a plurality of microlens arrays are arranged in one direction, and a substrate and a mask are moved relative to the microlens array and the exposure light source in a direction perpendicular to the arrangement direction. Then, the exposure light scans the mask, and the exposure pattern formed in the hole of the mask is imaged on the substrate.
  • this conventional scanning exposure apparatus has the following problems.
  • an exposure apparatus using a projection optical system using a combination of ordinary lenses it is easy to adjust the magnification by adjusting the distance between the lenses.
  • an erecting equal-magnification image is formed on a substrate by arranging eight lenses in the optical axis direction in a plate having a thickness of, for example, 4 mm. Because there is, you cannot adjust the magnification. Therefore, a scanning exposure apparatus using a microlens array has a problem that it cannot cope with a change in the pitch of the substrate to be exposed.
  • An object of the present invention is to provide an image of a mask pattern in an exposure apparatus using a microlens array, even if the size of a substrate to be exposed changes due to fluctuations in manufacturing conditions such as exposure apparatus characteristics and temperature conditions. It is an object of the present invention to provide a scanning exposure apparatus using a microlens array that can adjust the position of a lens to a predetermined position.
  • a scanning exposure apparatus using a microlens array according to the present invention is arranged above a substrate to be exposed, a plurality of microlens arrays in which microlenses are two-dimensionally arranged, and above the microlens array.
  • a mask that is arranged and has a predetermined exposure pattern formed thereon, an exposure light source that irradiates exposure light to the mask, a moving device that relatively moves the microlens array, the substrate, and the mask in one direction;
  • the plurality of microlens arrays are arranged on a support substrate in a direction perpendicular to the one direction, and each microlens array is a substrate to be exposed with respect to the arrangement direction with respect to the support substrate. It is characterized by being supported so that it can incline from the direction parallel to.
  • microlens array can be configured such that the inclination angle thereof gradually increases or decreases with respect to the arrangement direction.
  • the microlens arrays are arranged in two rows in the one direction, and the microlens arrays are arranged in a staggered manner on the support substrate.
  • the microlens array is not necessarily arranged in a staggered manner.
  • the microlens projects an erecting equal-magnification image of the exposure pattern of the mask onto the substrate.
  • the adjustment of the tilt angle of the microlens array is such that the total pitch of the lower layer pattern already formed on the substrate to be exposed is measured in advance, and the pitch of the exposure pattern is adjusted to the total pitch of the lower layer pattern. Can be done.
  • the magnification of an erecting equal magnification image transmitted through the microlens can be simulated in a pseudo manner by making the inclination angles of the plurality of microlens arrays different from each other.
  • the dimensional accuracy of the exposure position in the overlay exposure can be improved.
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows the part of one micro lens array of the exposure apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the state in which this micro lens array is arranged in multiple numbers. It is a figure which shows a micro lens.
  • (A), (b) is a figure which shows the aperture_diaphragm
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a part of one microlens array of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a plurality of microlens arrays are arranged.
  • 4 is a diagram showing a micro lens
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the diaphragm
  • FIG. 5 is a diagram showing an exposure area of the micro lens array
  • FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the micro lens arrays. .
  • a microlens array 2 configured by two-dimensionally arranging microlenses 2a is disposed above an exposed substrate 1 such as a glass substrate, and a mask 3 is disposed on the microlens array 2, An exposure light source 4 is disposed above the mask 3.
  • the mask 3 is formed with a light shielding film made of a Cr film 3b on the lower surface of the transparent substrate 3a, and the exposure light passes through the holes formed in the Cr film 3b and is converged on the substrate by the microlens array 2.
  • the microlens array 2 and the exposure light source 4 are fixed, and the substrate 1 and the mask 3 are moved in the direction of the arrow 5 in synchronization, whereby the exposure light from the exposure light source 4 is masked.
  • the substrate 1 is scanned in the direction of arrow 5.
  • the movement of the substrate 1 and the mask 3 is driven by a driving source of an appropriate moving device.
  • the microlens array 2 and the exposure light source 4 may be moved while the substrate 1 and the mask 3 are fixed.
  • microlens arrays 2 are arranged in two rows on the support substrate 6 in a direction perpendicular to the scanning direction 5, and these microlens arrays 2 are arranged in the scanning direction 5.
  • three of the four microlens arrays 2 in the rear stage are respectively arranged between the four microlens arrays 2 in the front stage, and the two rows of microlens arrays 2 are arranged in a staggered manner. Thereby, the entire region of the exposure region in the direction perpendicular to the scanning direction 5 on the substrate 1 is exposed by the two rows of microlens arrays 2.
  • Each microlens 2a of each microlens array 2 has a structure of four lenses and eight lenses, and has a structure in which four microlens arrays 2-1, 2-2, 2-3, and 2-4 are laminated.
  • Each microlens array 2-1 or the like is composed of two lenses.
  • a hexagonal field stop 12 is disposed between the microlens array 2-2 and the microlens array 2-3, and an aperture stop 11 is disposed between the microlens array 2-3 and the microlens array 2-4.
  • the hexagonal field stop 12 and the aperture stop 11 are provided for each microlens 2a, and the exposure area on the substrate is shaped into six corners for each microlens 2a.
  • the hexagonal field stop 12 is formed as a hexagonal opening in the lens field area 10 of the microlens 2a, and the aperture stop 11 is formed as shown in FIG.
  • a circular opening is formed in the lens visual field region 10 of the microlens 2a.
  • the hexagonal field stop 12 has a dimension (mm) shown in FIG.
  • each microlens array 2 the microlenses 2a are arranged as shown in FIG. In other words, the microlenses 2 a are sequentially shifted in the horizontal direction with respect to the scanning direction 5.
  • the hexagonal field stop 12 is divided into a central rectangular portion 12 a and triangular portions 12 b and 12 c on both sides when viewed in the scanning direction 5. As shown in FIG. 5, with respect to the scanning direction 5, the triangular portion 12c on the right side of the hexagonal field stop 12 in the first row overlaps with the triangular portion 12b on the left side of the hexagonal field stop 12 in the second row.
  • microlenses 2a are arranged so that the triangular portion 12b on the left side of the hexagonal diaphragm 12 in the row overlaps the triangular portion 12c on the right side of the hexagonal field stop 12 in the third row.
  • three rows of microlenses 2a are arranged as one set with respect to the scanning direction 5. That is, the fourth row of microlenses 2 a are arranged at the same position as the first row of microlenses 2 a in the direction perpendicular to the scan direction 5.
  • the line segments (broken lines) connecting the corners of the hexagon in the scanning direction 5 are 0. Equal intervals of 03 mm.
  • each microlens array 2 is supported by a support substrate 6, but the microlens array 2 can be inclined with respect to the support substrate 6 in a direction perpendicular to the scanning direction 5. So that it is supported.
  • the total of eight microlens arrays 2 in each row can be tilted at an arbitrary tilt angle with respect to the direction perpendicular to the scan direction.
  • Such tilt driving of the microlens array 2 can be performed by a piezoelectric element. That is, when a voltage is applied to the piezoelectric element, the piezoelectric element is deformed according to the applied voltage, and the angle of the microlens array 2 can be changed using this.
  • 6 shows the front microlens array 2 and the rear microlens array 2 alternately shown in FIG. 2, and the front and rear microlens arrays 2 are viewed in the scan direction 5. . Therefore, FIG. 6 shows the microlens array 2 which is half of FIG.
  • FIGS. 1 to 3 when exposure light from the exposure light source 4 enters the microlens array 2 through the mask 3, an inverted 1 ⁇ magnification image is formed on the hexagonal field stop 12. Then, the hexagonal field stop 12 shapes the exposure light transmitted through each microlens 2a into a hexagon as shown in FIG. 4A, and as shown in FIG. As projected.
  • the eight microlens arrays 2 expose the entire exposure region in the direction perpendicular to the scanning direction 5 of the substrate 1 with a uniform light amount. Then, when the substrate 1 and the mask 3 are scanned with respect to the microlens array 2 in the scanning direction 5, the exposure area on the entire surface of the substrate 1 is exposed with a uniform amount of light. Thereby, the mask pattern formed on the mask 3 forms an image on the substrate 1.
  • the exposure pattern in the overexposure shifts from the lower layer pattern. Therefore, as shown in FIG. 6, if the size of the substrate 1 to be exposed becomes large, the microlens array 2 is inclined with respect to the adjacent microlens array 2. Then, the rightmost microlens array 2 shown in FIG. 6 is parallel to the substrate 1 to be exposed, and the exposure light is perpendicularly incident on the microlens array 2. It is slightly inclined (about 1/1000 of a few degrees) with respect to the lens array 2.
  • the exposure light transmitted through the microlens array 2 enters the substrate 1 in a direction slightly inclined from the vertical direction.
  • the leftmost microlens array 2 is tilted the most with respect to the vertical direction, and the exposure light. Enters the substrate 1 with the greatest inclination from the vertical direction.
  • the mask pattern (indicated by ⁇ in the figure) of the mask 3 projected from each microlens array 2 onto the substrate 1 is projected onto the area a for each microlens array 2.
  • the inclination angle of the exposure light is different for each microlens array 2, but the exposure area a is substantially the same size for each microlens array 2 because the inclination angle itself is extremely small.
  • the intervals b1, b2, b3 between the adjacent microlens arrays 2 are larger than the intervals when each microlens array 2 is horizontal to the substrate 1. For this reason, the transmission region of the exposure light when passing through the mask 3 is spread on the substrate 1, and the effect that the lens magnification is substantially increased is obtained.
  • an image of each mask pattern can be formed in the center of the predetermined exposure area of the stretched substrate, and the image is formed in the center of the predetermined exposure area as in the case where there is no change in the dimensions of the substrate. Can be made.
  • microlens arrays 2 are used to expose the entire area of the substrate 1. is required.
  • the magnification of the exposure area of the projection exposure can be increased in a pseudo manner, and the variation in the dimensions of the substrate 1 can be absorbed.
  • the gap since it is only necessary to correct the gap by 0.375 ⁇ m with respect to the adjacent microlens array 2, if the gap is changed to such an extent, the angle at which the microlens array 2 is inclined is sufficient.
  • the magnification of the projected image can be easily changed, and the dimensional accuracy in the overlay exposure can be improved.
  • Each microlens array is supported by a support substrate via, for example, a piezoelectric element so that it can be tilted from a direction parallel to the substrate to be exposed with respect to the arrangement direction with respect to the support substrate.
  • the inclination angle of the microlens array is set to be gradually increased with respect to the arrangement direction, but the inclination angle of the microlens array is set to be gradually reduced. Also good. In this case, when the size of the substrate to be exposed is reduced, the position of the exposure light from the microlens array and the substrate after the size change can be matched.
  • the exposure position can be adjusted to the lower exposure pattern with high accuracy.
  • the total pitch of the lower layer pattern is measured in advance, the inclination angle of each microlens is adjusted so that the pitch of the exposure pattern matches this total pitch, and the pattern projection position can be finely adjusted.
  • the pitch of the lower layer pattern is not measured in advance, the positional deviation between the lower layer pattern and the exposure pattern is confirmed with a camera during exposure in the exposure apparatus, and the inclination angle of each microlens is determined based on the result. May be adjusted in real time.
  • the total pitch is the distance between the patterns at both ends in the direction perpendicular to the scanning direction 5.
  • the exposure light various kinds of light such as pulsed laser light or continuous light such as a mercury lamp can be used.
  • the exposure magnification of the microlens array can be adjusted when performing overlay exposure in a scan exposure apparatus, so that the pitch fluctuation of the lower layer pattern can be easily absorbed.
  • Substrate 2 Microlens array 2a: Microlenses 2-1 to 2-4: (Configuration) Microlens array 3: Mask 3a: Transparent substrate 3b: Cr film 4: Exposure light source 5: Scanning direction 6: Support substrate 11 : Aperture stop 12: Hexagonal field stop 12a: Rectangular portion 12b, 12c: Triangle portion

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Abstract

　マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、露光装置特性及び温度条件等の製造条件の変動に起因して、被露光基板の大きさの変動が生じても、マスクパターンの像を所定位置に合わせることができるマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置を提供する。　スキャン露光装置は、複数個のマイクロレンズアレイ２が、露光すべき基板１の上方に、スキャン方向に垂直の方向に配列して支持基板に支持されている。そして、各マイクロレンズアレイは、その配列方向に対し、露光基板に平行の方向から傾斜することができるように支持基板に支持されている。これらのマイクロレンズアレイの傾斜角度は前記配列方向に関し、徐々に大きく又は小さくなるように構成されている。

Description

マイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置
　本発明は、マイクロレンズを２次元的に配列したマイクロレンズアレイによりマスクパターンを基板上に露光するマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置に関する。
　薄膜トランジスタ液晶基板及びカラーフィルタ基板等は、ガラス基板上に形成されたレジスト膜等を、数回、重ね合わせ露光して、所定のパターンを形成する。これらの被露光基板は、その膜形成過程で、延び縮みすることがあり、重ね合わせ露光の下層パターンが、製造条件（露光装置特性及び温度条件）により、設計上のピッチと異なってくることがある。このような重ね合わせ露光において、露光位置のピッチの変化が生じると、このピッチの変化は、露光装置側で倍率補正をして、吸収せざるを得なかった。即ち、被露光基板の寸法変動が生じた場合、ピッチがずれた分を、像の倍率を調整することにより、この像を変動後のピッチの基板上の所定位置の中央に配置する必要がある。
　一方、近時、マイクロレンズを２次元的に配置したマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置が提案されている（特許文献１）。このスキャン露光装置においては、複数個のマイクロレンズアレイを一方向に配列し、この配列方向に垂直の方向に基板及びマスクを、マイクロレンズアレイ及び露光光源に対して、相対的に移動させることにより、露光光がマスクをスキャンして、マスクの孔に形成された露光パターンを基板上に結像させる。
特開２００７－３８２９
　しかしながら、この従来のスキャン露光装置においては、以下に示す問題点がある。通常のレンズを組み合わせて使用した投影光学系を使用した露光装置においては、レンズの間隔を調整する等により、倍率を調整することは容易である。しかし、マイクロレンズの場合は、厚さが例えば４ｍｍの板の中に、８個のレンズを光軸方向に配置することにより、正立等倍像を基板上に結像させるようにしたものであるので、倍率の調整ができない。よって、マイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置においては、被露光基板のピッチ変更に対応することができないという問題点がある。
　本発明の目的は、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、露光装置特性及び温度条件等の製造条件の変動に起因して、被露光基板の大きさの変動が生じても、マスクパターンの像を所定位置に合わせることができるマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置を提供することにある。
　本発明に係るマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置は、露光すべき基板の上方に配置され、マイクロレンズが２次元的に配置された複数個のマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイの上方に配置され所定の露光パターンが形成されたマスクと、このマスクに対して露光光を照射する露光光源と、前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとを相対的に一方向に移動させる移動装置とを有し、前記複数個のマイクロレンズアレイは、支持基板上に、前記一方向に垂直の方向に配置されており、各マイクロレンズアレイは、前記支持基板に対してその配置方向に関し被露光基板に平行の方向から傾斜することができるように支持されていることを特徴とする。
　また、前記マイクロレンズアレイは、その傾斜角度が、前記配置方向に関し徐々に大きくなるか、又は小さくなるように構成することができる。
　更に、前記マイクロレンズアレイは、前記一方向に２列に配置され、各マイクロレンズアレイは前記支持基板上で千鳥に配置されていることが好ましい。但し、マイクロレンズアレイは、必ずしも千鳥に配置されている必要はない。
　更にまた、例えば、前記マイクロレンズは、前記マスクの露光パターンの正立等倍像を前記基板上に投影する。
　更にまた、前記マイクロレンズアレイの傾斜角度の調整は、前記被露光基板に既に形成されている下層パターンのトータルピッチを予め測定しておき、露光パターンのピッチをこの下層パターンのトータルピッチに合わせるように行うことができる。
　本件発明によれば、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、複数のマイクロレンズアレイの傾斜角度を相互に異ならせることにより、マイクロレンズを透過した正立等倍率の像の倍率を擬似的に容易に変更することができ、重ね合わせ露光における露光位置の寸法精度を向上させることができる。
本発明の実施形態に係る露光装置の１個のマイクロレンズアレイの部分を示す縦断面図である。 このマイクロレンズアレイが複数個配列されている状態を示す斜視図である。 マイクロレンズを示す図である。 （ａ）、（ｂ）はその絞りを示す図である。 マイクロレンズアレイの露光領域を示す図である。 マイクロレンズアレイ同士の関係を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る露光装置の１個のマイクロレンズアレイの部分を示す縦断面図、図２はこのマイクロレンズアレイが複数個配列されている状態を示す斜視図、図３はマイクロレンズを示す図、図４（ａ）、（ｂ）はその絞りを示す図、図５はマイクロレンズアレイの露光領域を示す図、図６はマイクロレンズアレイ同士の関係を示す図である。
　ガラス基板等の被露光基板１の上方に、マイクロレンズ２ａが２次元的に配置されて構成されたマイクロレンズアレイ２が配置され、更に、このマイクロレンズアレイ２の上にマスク３が配置され、マスク３の上方に露光光源４が配置されている。マスク３は透明基板３ａの下面にＣｒ膜３ｂからなる遮光膜が形成されていて、露光光はこのＣｒ膜３ｂに形成された孔を透過してマイクロレンズアレイ２により基板上に収束する。本実施形態においては、例えば、マイクロレンズアレイ２及び露光光源４が固定されていて、基板１及びマスク３が同期して矢印５方向に移動することにより、露光光源４からの露光光がマスク３を透過して基板１上を矢印５方向にスキャンされる。この基板１及びマスク３の移動は、適宜の移動装置の駆動源により駆動される。なお、基板１及びマスク３を固定して、マイクロレンズアレイ２及び露光光源４を移動させることとしてもよい。
　図２に示すように、マイクロレンズアレイ２は、支持基板６に、スキャン方向５に垂直の方向に例えば４個ずつ２列に配置されており、これらのマイクロレンズアレイ２は、スキャン方向５にみて、前段の４個のマイクロレンズアレイ２の相互間に、後段の４個のマイクロレンズアレイ２のうち３個が夫々配置され、２列のマイクロレンズアレイ２が千鳥に配列されている。これにより、２列のマイクロレンズアレイ２により、基板１におけるスキャン方向５に垂直の方向の露光領域の全域が露光される。
　各マイクロレンズアレイ２の各マイクロレンズ２ａは、４枚８レンズ構成であり、４枚のマイクロレンズアレイ２－１，２－２，２－３，２－４が積層された構造を有する。各マイクロレンズアレイ２－１等は２個のレンズから構成されている。これにより、露光光はマイクロレンズアレイ２－２とマイクロレンズアレイ２－３との間で一旦収束し、更にマイクロレンズアレイ２－４の下方の基板上で結像する。そして、マイクロレンズアレイ２－２とマイクロレンズアレイ２－３との間に６角視野絞り１２が配置され、マイクロレンズアレイ２－３とマイクロレンズアレイ２－４との間に開口絞り１１が配置されている。これらの６角視野絞り１２及び開口絞り１１はマイクロレンズ２ａ毎に設けられており、各マイクロレンズ２ａについて基板上の露光領域を６角に整形している。６角視野絞り１２は、例えば、図４（ａ）に示すように、マイクロレンズ２ａのレンズ視野領域１０の中に６角形状の開口として形成され、開口絞り１１は、図４（ｂ）に示すように、マイクロレンズ２ａのレンズ視野領域１０の中に円形の開口として形成されている。６角視野絞り１２は例えば図４（ａ）に示す寸法（ｍｍ）を有する。
　そして、各マイクロレンズアレイ２において、マイクロレンズ２ａは図５に示すように配置されている。即ち、マイクロレンズ２ａは、スキャン方向５について、順次、若干横方向にずれて配置されている。６角視野絞り１２は、中央の矩形部分１２ａと、そのスキャン方向５に見て両側の三角形部分１２ｂ、１２ｃとに分かれる。そして、図５に示すように、スキャン方向５に関し、１列目の６角視野絞り１２の右側の三角形部分１２ｃが、２列目の６角視野絞り１２の左側の三角形部分１２ｂと重なり、１列目の６角絞り１２の左側の三角形部分１２ｂが、３列目の６角視野絞り１２の右側の三角形部分１２ｃと重なるように、これらのマイクロレンズ２ａが配置されている。このようにして、スキャン方向５に関し、３列のマイクロレンズ２ａが１セットとなって配置される。つまり、４列目のマイクロレンズ２ａは、スキャン方向５に垂直の方向に関し、１列目のマイクロレンズ２ａと同一位置に配置される。このとき、６角視野絞り１２の形状寸法が、図４に示す寸法を有する場合は、図５に示すように、６角形の各角部をスキャン方向５に結ぶ線分（破線）は０．０３ｍｍの等間隔となる。そうすると、三角形部分１２ｂの面積と三角形部分１２ｃの面積とを加算すると、中央の矩形部分１２の面積と同一になる。このため、基板１が３列のマイクロレンズ２ａのスキャンを受けると、このスキャン方向５に垂直の方向に関し、その全域で均一な光量の露光を受けたことになる。従って、各マイクロレンズアレイ２は、スキャン方向５に関し、３の整数倍の列のマイクロレンズ２ａが配置されている。
　そして、図２に示すように、各マイクロレンズアレイ２は、支持基板６に支持されているが、マイクロレンズアレイ２は支持基板６に対し、スキャン方向５に垂直の方向に傾斜することができるように支持されている。
　図６に示すように、各列４枚の合計８枚のマイクロレンズアレイ２は、スキャン方向に垂直の方向に対し、任意の傾斜角度で傾斜することができる。このようなマイクロレンズアレイ２の傾斜駆動は、ピエゾ圧電素子により行うことができる。即ち、ピエゾ圧電素子に電圧を印加すると、その印加電圧に応じてピエゾ圧電素子が変形するので、これを利用してマイクロレンズアレイ２の角度を変更させることができる。なお、図６は図２の前段のマイクロレンズアレイ２と後段のマイクロレンズアレイ２とを交互に示したものであり、スキャン方向５について、前段及び後段のマイクロレンズアレイ２を見たものである。従って、図６は図５の半分のマイクロレンズアレイ２を示している。
　次に、上述のごとく構成された本実施形態の露光装置の動作について説明する。図１乃至図３に示すように、露光光源４から露光光がマスク３を介してマイクロレンズアレイ２に入射すると、倒立等倍の像が６角視野絞り１２に結像する。そして、この６角視野絞り１２により、各マイクロレンズ２ａを透過する露光光が、図４（ａ）に示す６角形に整形され、図５に示すように、基板１上に正立等倍像として、投影される。
　そして、図２に示すように、８枚のマイクロレンズアレイ２により、基板１のスキャン方向５に垂直の方向の全露光領域が均一光量で露光される。そして、基板１及びマスク３を、スキャン方向５に、マイクロレンズアレイ２に対して走査すると、基板１の全面の露光領域が均一光量で露光される。これにより、マスク３に形成されたマスクパターンが基板１上に結像する。
　このとき、薄膜トランジスタ液晶基板及びカラーフィルタ基板等のガラス基板に、製造過程で寸法の変化が生じた場合に、重ね露光における露光パターンが下層パターンに対してずれてしまう。そこで，図６に示すように、仮に、被露光基板１の大きさが大きくなった場合、マイクロレンズアレイ２を隣接するマイクロレンズアレイ２に対して傾斜させる。そうすると、図６に示す最も右側のマイクロレンズアレイ２は被露光基板１に平行であり、露光光がマイクロレンズアレイ２に垂直に入射するが、その左隣のマイクロレンズアレイ２は、右端のマイクロレンズアレイ２に対して若干（数度の１／１０００程度）傾斜する。そうすると、このマイクロレンズアレイ２を透過した露光光は、基板１に対して垂直方向から若干傾斜した方向に入射する。このようにして、右のマイクロレンズアレイ２に対して左隣のマイクロレンズアレイ２をより大きく傾斜させていくことにより、最も左側のマイクロレンズアレイ２は垂直方向に対し最も大きく傾斜し、露光光は基板１に対して垂直方向から最も大きく傾斜して入射する。
　これにより、各マイクロレンズアレイ２から基板１上に投影されたマスク３のマスクパターン（図中、□で示す）は、各マイクロレンズアレイ２についてａの領域に投影される。この場合に、露光光の傾斜角度は各マイクロレンズアレイ２について異なるが、露光領域ａは、傾斜角度自体が極めて小さいものであるから、各マイクロレンズアレイ２について実質的に同寸である。しかし、隣接するマイクロレンズアレイ２間の間隔ｂ１，ｂ２，ｂ３は、各マイクロレンズアレイ２が基板１に水平の場合の間隔に比して、大きい。このため、マスク３を透過したときの露光光の透過領域は、基板１上において広がり、実質的にレンズ倍率が増大した効果が得られる。これにより、各マスクパターンの像を、伸びた基板の所定の露光領域の中央に結像させることができ、基板の寸法の変動がなかった場合と同様に、所定の露光領域の中央に結像させることができる。
　ガラス基板１のスキャン方向５に垂直の方向の寸法が１ｍであり、各マイクロレンズアレイ２の寸法が６０ｍｍである場合、基板１の全領域を露光するためには、１７枚のマイクロレンズアレイ２が必要である。このような大きさの基板１において、製造条件（露光装置特性及び温度条件）により、設計値から６μｍ程度、伸びたり、縮んだりする。このため、マイクロレンズアレイ２を順次少しずつ傾斜させていくことにより、各マイクロレンズアレイが水平の場合に比して、各マイクロレンズアレイ２間の間隔を０．３７５（６／１６＝０．３７５）μｍだけ増加させることによって、投影露光の露光領域の倍率を擬似的に上げることができ、基板１の寸法の変動を吸収することができる。このように、隣接するマイクロレンズアレイ２に対して０．３７５μｍだけ間隔を修正すれば良いので、この程度の間隔変更であれば、マイクロレンズアレイ２を傾斜させる角度は極めて小さくて足りる。
　このようにして、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、その投影像の倍率を容易に変更することができ、重ね合わせ露光における寸法精度を向上させることができる。
　なお、各マイクロレンズアレイは、前記支持基板に対してその配置方向に関し被露光基板に平行の方向から傾斜することができるように、例えば、圧電素子を介して、支持基板に支持されており、このマイクロレンズアレイの傾斜角度は、上記実施形態では、前記配置方向に関し、徐々に大きくなるように設定されたが、このマイクロレンズアレイの傾斜角度は、逆に徐々に小さくなるように設定してもよい。この場合は、被露光基板の大きさが縮小した場合に、マイクロレンズアレイからの露光光の位置と大きさ変動後の基板に合わせることができる。
　また、上述のようにして、本発明によれば、重ね合わせ露光において、基板の寸法の変動が生じても、その露光位置を下層の露光パターンに高精度で合わせることができるようになるが、具体的には、予め下層パターンのトータルピッチを測定しておき、露光パターンのピッチをこのトータルピッチに合わせるように、各マイクロレンズの傾斜角度を調整し、パターン投影位置を微調整することとしてもよいし、また、下層パターンのピッチは予め測定せず、露光装置内で、露光中に下層パターンと露光パターンとの位置ずれをカメラにより確認し、その結果に基づいて、各マイクロレンズの傾斜角度の調整をリアルタイムに行ってもよい。なお、トータルピッチとは、スキャン方向５に垂直の方向における両端部のパターン間の距離である。
　また、露光光は、パルスレーザ光又は水銀ランプ等の連続光等、種々のものを使用することができる。
　本発明は、スキャン露光装置において、重ね合わせ露光する際に、マイクロレンズアレイの露光倍率を調整することができるので、下層パターンのピッチ変動を容易に吸収することができる。
１：基板
２：マイクロレンズアレイ
２ａ：マイクロレンズ
２－１～２－４：（構成）マイクロレンズアレイ
３：マスク
３ａ：透明基板
３ｂ：Ｃｒ膜
４：露光光源
５：スキャン方向
６：支持基板
１１：開口絞り
１２：６角視野絞り
１２ａ：矩形部分
１２ｂ、１２ｃ：三角形部分

Claims (5)

  1. 露光すべき基板の上方に配置され、マイクロレンズが２次元的に配置された複数個のマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイの上方に配置され所定の露光パターンが形成されたマスクと、このマスクに対して露光光を照射する露光光源と、前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとを相対的に一方向に移動させる移動装置とを有し、前記複数個のマイクロレンズアレイは、支持基板上に、前記一方向に垂直の方向に配置されており、各マイクロレンズアレイは、前記支持基板に対してその配置方向に関し被露光基板に平行の方向から傾斜することができるように支持されていることを特徴とするマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
  2. 前記マイクロレンズアレイは、その傾斜角度が、前記配置方向に関し徐々に大きくなるか、又は小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
  3. 前記マイクロレンズアレイは、前記一方向に２列に配置され、各マイクロレンズアレイは前記支持基板上で千鳥に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
  4. 前記マイクロレンズは、前記マスクの露光パターンの正立等倍像を前記基板上に投影することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
  5. 前記マイクロレンズアレイの傾斜角度の調整は、前記被露光基板に既に形成されている下層パターンのトータルピッチを予め測定しておき、露光パターンのピッチをこの下層パターンのトータルピッチに合わせるように行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
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