WO2022220229A1 - 露光用光源、光照射装置、露光装置、および露光方法 - Google Patents
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- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
Definitions
- the present invention mainly relates to an exposure light source, an exposure apparatus, and an exposure method used for exposure when manufacturing semiconductors.
- a multi-lamp system has been put into practical use, in which a large number (for example, 240 lamps) of smaller discharge lamps (for example, 300 W) are arranged to form one light source.
- a large number for example, 240 lamps
- smaller discharge lamps for example, 300 W
- One of the ways to extend the life of light sources is to extend the life of discharge lamps, which has been able to extend the conventional average life of 1250 hours to 1900 hours.
- LEDs light emitting diodes
- the light necessary for exposing color filters such as liquid crystal panels is light with a wavelength shorter than 365 nm, and currently, the amount of light from LEDs capable of emitting light with such short wavelengths is not sufficient. Therefore, depending on the type of resist used for exposing the color filter, it is necessary to increase the output of the LED, and if the output of the LED is increased, the life of the LED is shortened.
- the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to perform exposure with a light source using an LED normally, and use another light source when the exposure surface illuminance is insufficient to increase the amount of light.
- An object of the present invention is to provide a light source for exposure, a light irradiation device, an exposure device, and an exposure method that can continue exposure with a sufficient amount of light.
- a first light source comprising an LED; a second light source configured by a light source that emits a larger amount of light than the LED light emitted from the LED in the first light source, A light source for exposure is provided, wherein when the light from the first light source is insufficient during one exposure process, the light from the second light source is used instead of the light from the first light source.
- the exposure light source described above an optical system that has at least an integrator lens and guides the light from the first light source and the second light source to an exposure surface;
- the first light source is positioned on the optical path of the optical system,
- the light irradiation device is provided in which the first light source is positioned out of the optical path of the optical system tool during light emission of the second light source.
- the exposure light source described above an optical system that has at least an integrator lens and guides the light from the first light source and the second light source to an exposure surface;
- the second light source is positioned on the optical path of the optical system tool,
- the light irradiation device is provided in which the second light source is positioned out of the optical path of the optical system tool during light emission of the first light source.
- the first light source or the second light source illuminates an area narrower than the maximum effective surface of the integrator lens.
- An aperture is arranged between the first light source or the second light source and the integrator lens.
- an exposure apparatus comprising the light irradiation device described above.
- an exposure method wherein when the light from the first light source is insufficient during one exposure process, the light from the second light source is used instead of the light from the first light source.
- the light source for exposure is normally performed with a light source using an LED, and when the illuminance of the exposure surface is insufficient, another light source is used to continue exposure with a larger amount of light. Therefore, the shortage of the exposure light amount can be avoided without unnecessarily shortening the life of the LED.
- FIG. 10 is a diagram showing a light irradiation device 10 according to Modification 1; It is a figure which shows the light irradiation apparatus 10 which concerns on the modified example 2.
- FIG. FIG. 11 is a diagram showing an image of the amount of exposure due to light emitted from the first light source 20 according to Modified Example 3;
- FIG. 11 is a diagram showing an image of the amount of exposure due to light emitted from the first light source 20 according to Modified Example 3;
- FIG. 10 is a diagram showing an example of a collimation half angle in the light irradiation device 10 according to Modification 3;
- FIG. 10 is a diagram showing another example of the collimation half angle in the light irradiation device 10 according to Modification 3;
- the light irradiation device 10 is incorporated in an exposure device and used mainly for exposure when manufacturing a liquid crystal panel. As shown in FIG. 1, the light irradiation device 10 generally includes an exposure light source 12 and an optical system tool 14 .
- the exposure light source 12 irradiates the exposure light L toward the exposure surface A on which the resist-coated workpiece (exposure object) X is placed. , and a second light source 22 .
- the exposure light source 12 may be composed of three or more light sources (for example, a third light source and a fourth light source).
- the first light source 20 is a light source in which a plurality of LEDs 30 are arranged side by side, and the wavelength of light (LED light) emitted by these LEDs 30 has a peak on the side shorter than 365 nm, for example.
- the number of LEDs 30 that constitute the first light source 20 is not particularly limited, and the first light source 20 may be composed of one LED 30 . Also, a plurality of LEDs 30 having different wavelengths may be arranged.
- the radiation angle of the light emitted from the first light source 20 is not particularly limited. It may be focused light.
- the second light source 22 has a plurality of light sources (high-pressure discharge lamps in this embodiment) 32 arranged side by side. light intensity). Further, the number of light sources 32 constituting the second light source 22 is not particularly limited, and the second light source 22 may be composed of one light source 32 .
- the type of the light source 32 is not particularly limited.
- a life discharge lamp multiple lamps may be used), a long discharge lamp, or a lamp that emits laser light may be used.
- the power consumption of the light source 32 used for the second light source 22 can be lowered for operation.
- the radiation angle of the light emitted from the second light source 22 is not particularly limited. It may be focused light.
- the optical system tool 14 is an assembly of members for guiding the light from the first light source 20 and the second light source 22 to the exposure surface A.
- the light from the integrator lens 40 and the second light source 22 is A first reflecting mirror 42 for guiding to the integrator lens 40, a collimating mirror 44 for collimating the light from the integrator lens 40, and a second reflecting mirror 46 for guiding the collimated light to the exposure surface A are used.
- the first light source 20 is attached to a light source moving device 48 that moves the position of the first light source 20 with respect to the optical system tool 14 . is out of the optical path of the optical system tool 14. Conversely, when the first light source 20 emits light, the first light source 20 moves to a position where it can directly irradiate the integrator lens 40. It has become.
- the position of the second light source 22 is fixed with respect to the optical system tool 14, and the light emitted from the second light source 22 is directed to the integrator lens 40 by the first reflecting mirror 42 composed of two mirrors. be guided. After the light emitted from the integrator lens 40 is reflected by the collimating mirror 44 and the second reflecting mirror 46, the exposure surface A is irradiated with the light.
- the second light source 22 illuminates the integrator lens 40 via the first reflecting mirror 42, but the first light source 20
- the integrator lens 40 is independently illuminated without the intervention of the first reflecting mirror 42 .
- the optical path of the light emitted from the integrator lens 40 is the same for the light from the first light source 20 and the light from the second light source 22 .
- the phrase “unique irradiation” means, for example, a case where the light from the first light source 20 or the second light source 22 directly irradiates the integrator lens 40 or the like (for example, the light source moving device 48 can be used to move the first light source 20 or the second light source 22 to a required position such as the optical path of the optical system tool 14 when necessary, or the first light source 20 or the second light source 22 can be moved without using the light source moving device 48 .
- a reflecting mirror or an optical filter separate from the optical system tool 14 (for example, the light of the wavelength from the second light source 22 is not transmitted).
- a filter that reflects the light of the wavelength from the first light source 20), etc. and a case in which the integrator lens 40 or the like is irradiated with the light.
- the first light source 20 is turned off before the start of exposure, and the light source moving device 48 moves the first light source 20 to the optical path of the optical system tool 14 . to a position away from Then, the second light source 22 on the optical path of the optical system tool 14 is turned on in a state where the first light source 20 is out of the optical path of the optical system tool 14 . Then, the integrator lens 40 is irradiated with the light from the second light source 22 that is larger in quantity than the light from the first light source 20, and the light advances the photoreaction of the resist to complete the exposure.
- the light from the first light source 20 is used until the middle of the exposure, and the light from the second light source 22 is used to complete the exposure. You may let
- the second light source 22 is on the optical path of the optical system tool 14 (the position where the integrator lens 40 is irradiated via the first reflecting mirror 42), and the first light source 20 is located off the optical path. illuminates the integrator lens 40 independently, but the positions of the first light source 20 and the second light source 22 are reversed as shown in FIG.
- the second light source 22 located on the optical path and out of the optical path may illuminate the integrator lens 40 independently.
- the light source moving device 48 is attached to the first light source 20, and when the first light source 20 emits light, the first light source 20 can directly irradiate the integrator lens 40.
- a light source moving device 48 is also attached to the first light source 20, and when the first light source 20 emits light, the first light source 20 is directly connected to the integrator.
- the second light source 22 is located at a position where the lens 40 can be illuminated and is out of the optical path of the optical system tool 14. When the second light source 22 emits light, the first light source 20 is out of the optical path of the optical system tool 14.
- the second light source 22 may also move to a position where the integrator lens 40 can be directly irradiated.
- the first light source 20 and the second light source 22 are moved to positions where the integrator lens 40 can be directly irradiated.
- the first light source 20 and the second light source 22 may be moved to a position where the lens 40 can irradiate or a position where the exposure surface A can be directly irradiated.
- the first light source 20 is moved by the light source moving device 48 to a position where the first light source 20 can directly irradiate the integrator lens 40, and the first light source 20 is arranged. The position is such that the light from all the LEDs 30 can illuminate the integrator lens 40 .
- FIG. 4 shows an image of the position of the first light source 20 gradually moving out of the optical path from the optical path of the optical system 14 and the amount of light emitted from the first light source 20 at each position.
- a dotted line T extending in the left-right direction in FIG.
- the integrator lens 40 can be irradiated with light from the .
- stage 1 which is the stage before the first light source 20 starts to move
- all of the first light source 20 in the vertical direction in the figure is positioned above the dotted line T, so as described above, The position is such that light from all the LEDs 30 arranged in the first light source 20 can illuminate the integrator lens 40 .
- the LED 30 farther from the position of the dotted line T radiates a larger amount of light, and the closer to the position of the dotted line T, the smaller the amount of light radiated.
- “exposure amount” is shown in the left-right direction in the figure (the exposure amount increases as it extends rightward in the figure)
- “stage 1" has a substantially triangular shape.
- the first light source 20 starts to move, and a portion of the first light source 20 close to the position of the dotted line T crosses the dotted line T and enters the lower area in the figure.
- each LED 30 in the first light source 20 emits light with a trapezoidal exposure amount as shown.
- the integrated exposure amount image at the time of "step 2" is obtained by adding the trapezoidal shape of "step 2" to the substantially triangular shape of "step 1".
- the vertical direction in the image of the integrated exposure amount corresponds to the width direction of the exposed surface, and the integrated exposure amount at each position in the vertical direction of the image of the integrated exposure amount is the horizontal direction at the vertical position.
- the amount of light emitted from the first light source 20 in each step may be changed to obtain the amount of exposure as shown in FIG.
- the amount of light emission is set to decrease in order from top to bottom in the drawing.
- steps 2 to 6 following "step 1" the necessary blocks are targeted for exposure.
- is substantially rectangular, and the integrated exposure amount is set to be substantially uniform over the entire vertical direction ( the width direction of the exposure surface) in the image of the integrated exposure amount.
- the first light source 20 itself on the optical path of the optical system tool 14 may be used as a shutter for the light from the second light source 22, As shown in FIG. 6, a shutter S as a separate member is arranged between the first light source 20 and the second light source 22 on the optical path of the optical system 14, and the second light source 22 is You may control on/off of exposure by the light from.
- the "collimation half angle” is the visual angle (half angle) of the light source seen from the irradiation surface. The smaller the angle, the less the light passing through the mask used for exposure travels at an angle, so that a finer exposure pattern can be formed and a high-resolution liquid crystal panel can be produced.
- the collimation half angle C can be set to 0.75° or less.
- an aperture 50 may be arranged between the first light source 20 and the integrator lens 40, as shown in FIG.
- This aperture 50 is a substantially rectangular plate-shaped member, and an opening 52 is formed in the central portion thereof.
- This aperture 52 is preset to pass only the light emitted from the one or more LEDs 30 located in the light emitting central portion of the first light source 20 .
- the collimation half angle C can be made 0.75° or less.
- the method of turning on only one or more LEDs 30 arranged in the light emitting central portion of the first light source 20, and the aperture 50 may also be applied to light from the second light source 22 .
- it may be applied to the first light source 20 and the second light source 22 in Modifications 1 and 2 described above.
- the technique of turning on only one or a plurality of light sources arranged in the light emission central portion of the first light source 20 or the second light source 22 and the technique of using the aperture 50 may be used together.
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Abstract
通常はＬＥＤを用いた光源で露光を行い、露光面照度が不足する場合には別の光源を用いてより多くの光量で露光を継続することのできる露光用光源を提供する。 露光用光源１２を、ＬＥＤ３０を有する第１光源２０と、第１光源２０におけるＬＥＤ３０から放射されるＬＥＤ光よりも多くの光量を放射する光源で構成された第２光源２２とで構成する。そして、１回の露光工程中において第１光源２０からの光では不足する場合、第１光源２０からの光に変えて第２光源２２からの光で露光を行う。
Description
本発明は、主に半導体を製造する際の露光に用いられる露光用光源、露光装置、および露光方法に関する。
従前より、半導体製造用等の露光装置の光源として、例えば定格１２ｋＷの大型水銀灯を１本ないし数本使用する方式が採用されてきた。しかし、１台の露光装置に使用される水銀灯の本数が少ない場合、１本でも水銀灯が不点灯状態になると直ちに光量不足に陥ってしまい当該露光装置を停止せざるを得ないことから、大型水銀灯を使用する露光装置には生産継続性に問題があった。
さらにいえば、万一、大型水銀灯が破裂した場合には、その衝撃の大きさによってリフレクターや反射鏡等の光学系部材まで破損してしまい、交換費用等の多額の修繕費用が発生するおそれがあった。
このような問題を回避するため、近年、より小型の放電灯（例えば３００Ｗ）を多数（例えば、２４０灯）並べてひとつの光源とする多灯式が実用化されている。このように多灯式にすることにより、もし、複数個の放電灯が不点灯になったとしても、装置全体として大きな光量の低下を避けることができるので、露光装置の停止による生産継続停止を避けることができる。
また、万一、小型の放電灯が破裂した場合であっても、その衝撃は比較的小さいので光学系部材まで破損させてしまう可能性が低くなる。
このような利点を有していることから、現在、例えば液晶パネルのカラーフィルターの生産に使用される露光装置の大部分には多灯式のものが採用されている。
このように露光装置による生産継続性をさらに追求しようとすると、光源の交換頻度を減らすために、光源の長寿命化が求められる。
光源の長寿命化を実現する方法のひとつとして放電灯の長寿命化があり、従来の平均寿命１２５０時間から１９００時間まで延ばすことができている。
光源の長寿命化を実現する別の方法として、光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を使用することが考えられる。ＬＥＤの平均寿命は２万時間から３万時間と非常に長いことから、光源としてＬＥＤを使用することで光源の交換頻度は飛躍的に低くなることは明らかである。
しかしながら、液晶パネル等のカラーフィルターの露光に必要な光は３６５ｎｍより波長の短い光であり、現在、このような短波長の光を放射できるＬＥＤからの光量は十分なものではない。このため、カラーフィルターの露光に使用されるレジストの種類によってはＬＥＤの出力を高くする必要があり、ＬＥＤの出力を高くすると当該ＬＥＤの寿命が短くなってしまっていた。
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、通常はＬＥＤを用いた光源で露光を行い、露光面照度が不足する場合には別の光源を用いてより多くの光量で露光を継続することのできる露光用光源、光照射装置、露光装置、および露光方法を提供することにある。
本発明の一局面によれば、
ＬＥＤを有する第１光源と、
前記第１光源における前記ＬＥＤから放射されるＬＥＤ光よりも多くの光量を放射する光源で構成された第２光源とを備えており、
１回の露光工程中において前記第１光源からの光では不足する場合、前記第１光源からの光に変えて前記第２光源からの光で露光を行う
露光用光源が提供される。
ＬＥＤを有する第１光源と、
前記第１光源における前記ＬＥＤから放射されるＬＥＤ光よりも多くの光量を放射する光源で構成された第２光源とを備えており、
１回の露光工程中において前記第１光源からの光では不足する場合、前記第１光源からの光に変えて前記第２光源からの光で露光を行う
露光用光源が提供される。
本発明の他の局面によれば、
上述した露光用光源と、
少なくともインテグレータレンズを有しており、前記第１光源および前記第２光源からの光を露光面に導く光学系具とを備えており、
１回の露光工程中において、
前記第１光源の発光中において、前記第１光源は前記光学系具の光路上の位置にあり、
前記第２光源の発光中において、前記第１光源は前記光学系具の光路から外れた位置にある
光照射装置が提供される。
上述した露光用光源と、
少なくともインテグレータレンズを有しており、前記第１光源および前記第２光源からの光を露光面に導く光学系具とを備えており、
１回の露光工程中において、
前記第１光源の発光中において、前記第１光源は前記光学系具の光路上の位置にあり、
前記第２光源の発光中において、前記第１光源は前記光学系具の光路から外れた位置にある
光照射装置が提供される。
本発明の別の局面によれば、
上述した露光用光源と、
少なくともインテグレータレンズを有しており、前記第１光源および前記第２光源からの光を露光面に導く光学系具とを備えており、
１回の露光工程中において、
前記第２光源の発光中において、前記第２光源は前記光学系具の光路上の位置にあり、
前記第１光源の発光中において、前記第２光源は前記光学系具の光路から外れた位置にある
光照射装置が提供される。
上述した露光用光源と、
少なくともインテグレータレンズを有しており、前記第１光源および前記第２光源からの光を露光面に導く光学系具とを備えており、
１回の露光工程中において、
前記第２光源の発光中において、前記第２光源は前記光学系具の光路上の位置にあり、
前記第１光源の発光中において、前記第２光源は前記光学系具の光路から外れた位置にある
光照射装置が提供される。
好適には、
前記第１光源または前記第２光源は、前記インテグレータレンズの最大有効面よりも狭い領域を照射するようなっている。
前記第１光源または前記第２光源は、前記インテグレータレンズの最大有効面よりも狭い領域を照射するようなっている。
好適には、
前記第１光源または前記第２光源と前記インテグレータレンズとの間には、アパーチャーが配設されている。
前記第１光源または前記第２光源と前記インテグレータレンズとの間には、アパーチャーが配設されている。
本発明の他の局面によれば、
上述し光照射装置を備える露光装置が提供される。
上述し光照射装置を備える露光装置が提供される。
ＬＥＤを有する第１光源と、前記第１光源における前記ＬＥＤから放射されるＬＥＤ光よりも多くの光量を放射する光源で構成された第２光源とを用意し、
１回の露光工程中において前記第１光源からの光では不足する場合、前記第１光源からの光に変えて前記第２光源からの光で露光を行う
露光方法が提供される。
１回の露光工程中において前記第１光源からの光では不足する場合、前記第１光源からの光に変えて前記第２光源からの光で露光を行う
露光方法が提供される。
本発明に係る露光用光源によれば、通常はＬＥＤを用いた光源で露光を行い、露光面照度が不足する場合には別の光源を用いてより多くの光量で露光を継続するようになっているので、ＬＥＤの寿命を不必要に損なうことなく、露光光量が不足するのを回避できた。
（光照射装置１０の構成）
本発明が適用された実施形態に係る光照射装置１０について以下に説明する。光照射装置１０は、主に液晶パネルを製造する際の露光のために露光装置に組み込まれて用いられる。この光照射装置１０は、図１に示すように、大略、露光用光源１２と、光学系具１４とを備えている。
本発明が適用された実施形態に係る光照射装置１０について以下に説明する。光照射装置１０は、主に液晶パネルを製造する際の露光のために露光装置に組み込まれて用いられる。この光照射装置１０は、図１に示すように、大略、露光用光源１２と、光学系具１４とを備えている。
露光用光源１２は、レジストが塗布されたワーク（露光対象物）Ｘが載置される露光面Ａに向けて露光用光Ｌを照射するものであり、本実施形態では、第１光源２０と、第２光源２２とを備えている。なお、３つ以上の光源（例えば、第３光源や第４光源）で露光用光源１２を構成してもよい。
第１光源２０は、複数のＬＥＤ３０が並べて配置された光源であり、これらＬＥＤ３０が放射する光（ＬＥＤ光）の波長は例えば３６５ｎｍよりも短い側にピークがある。第１光源２０を構成するＬＥＤ３０の数は特に限定されるものではなく、１つのＬＥＤ３０で第１光源２０を構成してもよい。また、それぞれ波長の異なる複数のＬＥＤ３０を配置してもよい。
また、第１光源２０から放射される光の放射角は特に限定されるものではなく、所定の開き角内にある光であってもよいし、平行化された光であってもよいし、集光された光であってもよい。
第２光源２２は、複数の光源（本実施形態では、高圧放電灯）３２が並べて配置されており、この第２光源２２から放射される光量は、第１光源２０から放射される光量（ＬＥＤ光量）よりも多くなるように設定されている。また、第２光源２２を構成する光源３２の数は特に限定されるものではなく、１つの光源３２で第２光源２２を構成してもよい。
さらに、光源３２の種類も特に限定されるものではなく、例えば、第１光源２０と同様に光源３２として第１光源２０のものよりもより発光量の多いＬＥＤを使用してもよいし、長寿命放電灯（多灯式でもよい）や長尺型放電灯、又はレーザー光を放射するランプを使用してもよい。放電灯の場合、開始材の反応に必要な短い波長域は十分に出力できているので、第２光源２２に使用される光源３２の使用電力を下げて運転することができ、放電灯でもＬＥＤに匹敵する寿命が確保できる。
また、第２光源２２から放射される光の放射角は特に限定されるものではなく、所定の開き角内にある光であってもよいし、平行化された光であってもよいし、集光された光であってもよい。
光学系具１４は、第１光源２０および第２光源２２からの光を露光面Ａに導くための部材の集合体であり、本実施形態では、インテグレータレンズ４０、第２光源２２からの光をインテグレータレンズ４０に導く第１反射鏡４２、インテグレータレンズ４０からの光を平行化するための平行化鏡４４、および、平行化された光を露光面Ａに導く第２反射鏡４６が使用されている。
本実施形態では、第１光源２０は、光学系具１４に対して第１光源２０の位置を移動させる光源移動装置４８に取り付けられており、第２光源２２の発光中において当該第１光源２０は光学系具１４の光路から外れた位置にあり、逆に、第１光源２０が発光する際、当該第１光源２０は、インテグレータレンズ４０を直接的に照射することのできる位置に移動するようになっている。
また、第２光源２２の位置は光学系具１４に対して固定されており、この第２光源２２から放射された光が、２つの鏡で構成された第１反射鏡４２によってインテグレータレンズ４０に導かれる。そして、インテグレータレンズ４０から出た光が平行化鏡４４および第２反射鏡４６で反射した後、露光面Ａを照射するようになっている。
つまり、本実施形態では、インテグレータレンズ４０を照射するまでの光路に関し、第２光源２２は第１反射鏡４２を介してインテグレータレンズ４０を照射するようになっているが、第１光源２０は当該第１反射鏡４２を介することなくインテグレータレンズ４０を独自に照射するようになっている。インテグレータレンズ４０から出た光の光路は、第１光源２０からの光も、第２光源２２からの光も同じである。
なお、本明細書全体を通して、「独自に照射する」とは、例えば、第１光源２０や第２光源２２からの光が直接的にインテグレータレンズ４０等を照射するケース（例えば、光源移動装置４８を用いて必要なときに第１光源２０や第２光源２２を光学系具１４の光路上等必要な位置に移動させるケースや、光源移動装置４８を使用することなく第１光源２０や第２光源２２を固定して直接的にインテグレータレンズ４０等を照射するケース）だけではなく、光学系具１４とは別の反射鏡や光学フィルター（例えば、第２光源２２からの波長の光は透過し、第１光源２０からの波長の光は反射させるようなフィルター）等を介してインテグレータレンズ４０等を照射するケースも含む概念である。
（本実施形態に係る露光用光源１２および光照射装置１０による露光の手順）
露光用光源１２および光照射装置１０による露光の手順について簡単に説明する。最初に、第１光源２０を光学系具１４における光路上に配置して点灯させ、当該第１光源２０からの光で独自にインテグレータレンズ４０を照射し、当該光でワークＸのレジストが光反応を開始するために必要な波長の光を当該レジストに照射する。
露光用光源１２および光照射装置１０による露光の手順について簡単に説明する。最初に、第１光源２０を光学系具１４における光路上に配置して点灯させ、当該第１光源２０からの光で独自にインテグレータレンズ４０を照射し、当該光でワークＸのレジストが光反応を開始するために必要な波長の光を当該レジストに照射する。
万一、第１光源２０からの光量ではレジストの露光に足りない場合、露光開始前に、第１光源２０を消灯するとともに、光源移動装置４８によって当該第１光源２０を光学系具１４の光路から外れた位置に移動させる。そして、光学系具１４の光路から第１光源２０が外れた位置にある状態で光学系具１４の光路上にある第２光源２２を点灯する。そして、第１光源２０からの光よりも量の多い第２光源２２からの光でインテグレータレンズ４０を照射し、当該光でレジストの光反応を進めて露光を完了させる。
なお、第１光源２０からの光量ではレジストの露光に足りない場合において、露光の途中までは第１光源２０からの光で露光を進め、途中からは第２光源２２からの光で露光を完了させてもよい。
（本実施形態に係る露光用光源１２および光照射装置１０の効果）
本実施形態に係る露光用光源１２および光照射装置１０によれば、通常はＬＥＤ３０を用いた第１光源２０で露光を行い、露光面照度が不足する場合には別の第２光源２２を用いてより多くの光量で露光を継続するようになっているので、ＬＥＤ３０の寿命を不必要に損なうことなく、露光光量が不足するのを回避できる。
本実施形態に係る露光用光源１２および光照射装置１０によれば、通常はＬＥＤ３０を用いた第１光源２０で露光を行い、露光面照度が不足する場合には別の第２光源２２を用いてより多くの光量で露光を継続するようになっているので、ＬＥＤ３０の寿命を不必要に損なうことなく、露光光量が不足するのを回避できる。
（変形例１）
上述した実施形態では、第２光源２２が光学系具１４の光路上（第１反射鏡４２を介してインテグレータレンズ４０を照射する位置）にあり、当該光路から外れた位置にある第１光源２０がインテグレータレンズ４０を独自に照射するようになっていたが、図２に示すように、第１光源２０と第２光源２２との位置を逆転させて、第１光源２０を光学系具１４の光路上に位置させ、当該光路から外れた位置にある第２光源２２がインテグレータレンズ４０を独自に照射するようにしてもよい。
上述した実施形態では、第２光源２２が光学系具１４の光路上（第１反射鏡４２を介してインテグレータレンズ４０を照射する位置）にあり、当該光路から外れた位置にある第１光源２０がインテグレータレンズ４０を独自に照射するようになっていたが、図２に示すように、第１光源２０と第２光源２２との位置を逆転させて、第１光源２０を光学系具１４の光路上に位置させ、当該光路から外れた位置にある第２光源２２がインテグレータレンズ４０を独自に照射するようにしてもよい。
（変形例２）
また、上述した実施形態では、第１光源２０に光源移動装置４８が取り付けられており、第１光源２０が発光する際には、第１光源２０が直接的にインテグレータレンズ４０を照射できる位置に移動するようになっていたが、図３に示すように、第１光源２０にも光源移動装置４８を取り付けて、第１光源２０が発光する際には当該第１光源２０が直接的にインテグレータレンズ４０を照射できる位置にあるとともに第２光源２２は光学系具１４の光路から外れた位置にあり、第２光源２２が発光する際には第１光源２０が光学系具１４の光路から外れた位置に移動するとともに第２光源２２が直接的にインテグレータレンズ４０を照射できる位置に移動するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、第１光源２０に光源移動装置４８が取り付けられており、第１光源２０が発光する際には、第１光源２０が直接的にインテグレータレンズ４０を照射できる位置に移動するようになっていたが、図３に示すように、第１光源２０にも光源移動装置４８を取り付けて、第１光源２０が発光する際には当該第１光源２０が直接的にインテグレータレンズ４０を照射できる位置にあるとともに第２光源２２は光学系具１４の光路から外れた位置にあり、第２光源２２が発光する際には第１光源２０が光学系具１４の光路から外れた位置に移動するとともに第２光源２２が直接的にインテグレータレンズ４０を照射できる位置に移動するようにしてもよい。
なお、図３では、直接的にインテグレータレンズ４０を照射できる位置に第１光源２０および第２光源２２をそれぞれ移動するようにしていたが、これに変えて、第１反射鏡４２を介してインテグレータレンズ４０を照射できる位置や、露光面Ａを直接的に照射できる位置に第１光源２０および第２光源２２をそれぞれ移動できるようにしてもよい。
（変形例３）
さらに、第１光源２０からの光量ではレジストの露光に足りない場合において、１回の露光の途中までは第１光源２０からの光で露光を進め、途中からは第２光源２２からの光で露光を完了させる場合において、例えば、第１光源２０によるレジストの露光を以下のように行うのが好適である。すなわち、１回の露光の開始段階では、第１光源２０は光源移動装置４８によって当該第１光源２０が直接的にインテグレータレンズ４０を照射できる位置に移動されており、第１光源２０に配置されたすべてのＬＥＤ３０からの光がインテグレータレンズ４０を照射できる位置にある。
さらに、第１光源２０からの光量ではレジストの露光に足りない場合において、１回の露光の途中までは第１光源２０からの光で露光を進め、途中からは第２光源２２からの光で露光を完了させる場合において、例えば、第１光源２０によるレジストの露光を以下のように行うのが好適である。すなわち、１回の露光の開始段階では、第１光源２０は光源移動装置４８によって当該第１光源２０が直接的にインテグレータレンズ４０を照射できる位置に移動されており、第１光源２０に配置されたすべてのＬＥＤ３０からの光がインテグレータレンズ４０を照射できる位置にある。
ここで、光学系具１４の光路上から徐々に光路外に移動していく第１光源２０の位置と、各位置において第１光源２０から放射される光による露光量のイメージを図４に示す。図４において左右方向に延びる点線Tは、光学系具１４の光路上にあるか否かの境界線を示しており、当該点線Tよりも図中上側に位置している第１光源２０のＬＥＤ３０からの光がインテグレータレンズ４０を照射できるようになっている。
例えば、第１光源２０が移動を開始する前段階である「段階１」では、第１光源２０の図中上下方向のすべてが点線Tよりも上側に位置しているので、上述のように、第１光源２０に配置されたすべてのＬＥＤ３０からの光がインテグレータレンズ４０を照射できる位置にある。この「段階１」では、点線Tの位置から遠くにあるＬＥＤ３０ほど、より多くの光量を放射し、点線Tの位置に近づくにつれて放射する光量がより少なくなるように設定されている。これにより、図中左右方向に「露光量」を示す（図中右方に延びるほど露光量が多い）と、「段階１」では略三角形状になる。
次に、第１光源２０が移動を開始し、当該第１光源２０において点線Tの位置に近い一部が点線Tを越えて図中下側の領域に入った状態である「段階２」となる。この「段階２」では、第１光源２０における各ＬＥＤ３０が図示するような台形状の露光量となるように発光する。これにより、「段階２」の時点における積算露光量イメージは、「段階１」における略三角形状に、「段階２」における台形状を加えたものとなる。なお、積算露光量イメージにおける上下方向が露光面における幅方向に対応しており、また、積算露光量イメージの上下方向における各位置での積算露光量は、当該上下方向位置で左右方向に見たときのハッチング部分（＝露光量）の合計となる。例えば、「段階２」において、領域Ｙは、所定の露光量に達している（＝ハッチングの空白部分がない）が、領域Ｚは、未だ所定の露光量に達していない（＝ハッチングの空白部分がある）。
以後、段階を進めていくに連れて、第１光源２０における各ＬＥＤ３０を図示するような台形状の露光量となるように発光させていき、第１光源２０全体がインテグレータレンズ４０を照射できる位置の外に出て、第２光源２２からの光に切り換える直前で、「段階６」に示すように、積算露光量イメージが略長方形状となり、積算露光量イメージにおける上下方向（＝露光面における幅方向）全体で略均一な積算露光量となる。
さらに、各段階における第１光源２０から放射する光量を変えて、図５に示すような露光量としてもよい。図５では、第１光源２０からの発光量（＝露光量）を図中上下方向（露光面の幅方向）にブロック状に分けて制御しており、「段階１」では、点線Tから遠い図中上方から下方に向けて順に発光量が少なくなるように設定されている。
そして、「段階１」に続く各段階２から６において、必要なブロックを狙って露光を行い、第２光源２２からの光に切り換える直前で、「段階６」に示すように、積算露光量イメージが略長方形状となり、積算露光量イメージにおける上下方向（＝露光面における幅方向）全体で略均一な積算露光量となるように設定されている。
なお、図４および図５に示す露光パターンはあくまで例示であり、第１光源２０から第２光源２２に切り換える段階で、積算露光量イメージにおける上下方向（＝露光面における幅方向）全体で略均一な積算露光量となればよい。
さらに、第１光源２０から第２光源２２への切り換え手法については、光学系具１４の光路上にある第１光源２０自体を第２光源２２からの光に対するシャッターとして使用してもよいし、図６に示すように、光学系具１４の光路上において、第１光源２０と第２光源２２との間に別部材としてのシャッターＳを配設し、このシャッターＳの開閉によって第２光源２２からの光による露光のオン／オフを制御してもよい。
（変形例４）
ところで、露光性能を決めるファクターとして重要なコリメーション半角に関して、一般的な露光において求められる「２．０°以下」を達成することはできるが、高解像度の露光と言われる「０．７５°以下」を達成しようとすると、照度が不足してしまうことからこの達成が難しい。
ところで、露光性能を決めるファクターとして重要なコリメーション半角に関して、一般的な露光において求められる「２．０°以下」を達成することはできるが、高解像度の露光と言われる「０．７５°以下」を達成しようとすると、照度が不足してしまうことからこの達成が難しい。
なお、「コリメーション半角」とは、照射面から見た光源の視角（半角）のことである。この角度が小さいほど、露光に用いられるマスクを通過した光が角度を持たずに進むためにより緻密な露光パターンを形成することができ、高解像度の液晶パネルを生産することができる。
一般的なコリメーション半角Ｃ（２．０°）の場合、図７に示すように、光源Ｄからの光がインテグレータレンズ４０全体を照射している。これに対し、高解像度の液晶パネルへの生産条件の変更、つまり、コリメーション半角を０．７５°以下に変更するには、光源における中央部分からの光だけを露光に使用することで可能になる。
具体的には、図８に示すように、第１光源２０に配置されているＬＥＤ３０のうち、当該第１光源２０の発光中央部分に配置された１つあるいは複数のＬＥＤ３０のみを点灯して、インテグレータレンズ４０の最大有効面積に比してより狭い領域を照射するようにする。これにより、コリメーション半角Ｃを０．７５°以下にすることができる。
あるいは、図９に示すように、第１光源２０とインテグレータレンズ４０との間にアパーチャー５０を配設してもよい。このアパーチャー５０は略矩形の板状材であり、その中央部に開口５２が形成されている。この開口５２は、第１光源２０の発光中央部分に配置された１つあるいは複数のＬＥＤ３０から放射された光のみを通すように予め設定されている。
これにより、アパーチャー５０の開口５２を通過した光はインテグレータレンズ４０の最大有効面積に比してより狭い領域を照射するので、コリメーション半角Ｃを０．７５°以下にすることができる。
ここまでは、第１光源２０からの光のコリメーション半角Ｃを小さくするために、第１光源２０の発光中央部分に配置された１つあるいは複数のＬＥＤ３０のみを点灯する手法、および、アパーチャー５０を用いる手法について説明したが、これらを第２光源２２からの光に適用してもよい。もちろん、上述した変形例１および２における第１光源２０や第２光源２２に適用してもよい。
さらに言えば、第１光源２０または第２光源２２の発光中央部分に配置された１つあるいは複数の光源のみを点灯する手法とアパーチャー５０を用いる手法とを併用してもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１０…光照射装置
１２…露光用光源、１４…光学系具
２０…第１光源、２２…第２光源
３０…ＬＥＤ、３２…（第２光源２２用の）光源
４０…インテグレータレンズ、４２…第１反射鏡、４４…平行化鏡、４６…第２反射鏡、４８…光源移動装置
５０…アパーチャー、５２…開口
Ｘ…ワーク（露光対象物）、Ａ…露光面、Ｄ…光源、Ｌ…露光用光、Ｃ…コリメーション半角、Ｓ…シャッター
１２…露光用光源、１４…光学系具
２０…第１光源、２２…第２光源
３０…ＬＥＤ、３２…（第２光源２２用の）光源
４０…インテグレータレンズ、４２…第１反射鏡、４４…平行化鏡、４６…第２反射鏡、４８…光源移動装置
５０…アパーチャー、５２…開口
Ｘ…ワーク（露光対象物）、Ａ…露光面、Ｄ…光源、Ｌ…露光用光、Ｃ…コリメーション半角、Ｓ…シャッター
Claims (7)
- ＬＥＤを有する第１光源と、
前記第１光源における前記ＬＥＤから放射されるＬＥＤ光よりも多くの光量を放射する光源で構成された第２光源とを備えており、
１回の露光工程中において前記第１光源からの光では不足する場合、前記第１光源からの光に変えて前記第２光源からの光で露光を行う
露光用光源。 - 請求項１に記載の露光用光源と、
少なくともインテグレータレンズを有しており、前記第１光源および前記第２光源からの光を露光面に導く光学系具とを備えており、
１回の露光工程中において、
前記第１光源の発光中に、前記第１光源は前記光学系具の光路上の位置にあり、
前記第２光源の発光中に、前記第１光源は前記光学系具の光路から外れた位置にある
光照射装置。 - 請求項１に記載の露光用光源と、
少なくともインテグレータレンズを有しており、前記第１光源および前記第２光源からの光を露光面に導く光学系具とを備えており、
１回の露光工程中において、
前記第２光源の発光中に、前記第２光源は前記光学系具の光路上の位置にあり、
前記第１光源の発光中に、前記第２光源は前記光学系具の光路から外れた位置にある
光照射装置。 - 前記第１光源または前記第２光源は、前記インテグレータレンズの最大有効面よりも狭い領域を照射するようなっている
請求項２または３に記載の光照射装置。 - 前記第１光源または前記第２光源と前記インテグレータレンズとの間には、アパーチャーが配設されている
請求項２または３に記載の光照射装置。 - 請求項２または３に記載の光照射装置を備える露光装置。
- ＬＥＤを有する第１光源と、前記第１光源における前記ＬＥＤから放射されるＬＥＤ光よりも多くの光量を放射する光源で構成された第２光源とを用意し、
１回の露光工程中において前記第１光源からの光では不足する場合、前記第１光源からの光に変えて前記第２光源からの光で露光を行う
露光方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022542508A JP7141167B1 (ja) | 2021-04-16 | 2022-04-12 | 光照射装置、露光装置、および露光方法 |
| CN202280028795.XA CN117157589A (zh) | 2021-04-16 | 2022-04-12 | 曝光用光源、光照射装置、曝光装置、以及曝光方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021069495 | 2021-04-16 | ||
| JP2021-069495 | 2021-04-16 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022220229A1 true WO2022220229A1 (ja) | 2022-10-20 |
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ID=83640065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/017551 WO2022220229A1 (ja) | 2021-04-16 | 2022-04-12 | 露光用光源、光照射装置、露光装置、および露光方法 |
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|---|---|
| TW (1) | TW202248766A (ja) |
| WO (1) | WO2022220229A1 (ja) |
Citations (4)
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| JP2003173029A (ja) * | 2001-12-06 | 2003-06-20 | Pentax Corp | 露光装置および露光方法 |
| JP2008241877A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Phoenix Denki Kk | 光源装置ならびにこれを用いた露光装置 |
| KR20150120180A (ko) * | 2014-04-17 | 2015-10-27 | 주식회사 필옵틱스 | 광 출력제어 기능을 구비한 led 노광 장치 및 그 제어 방법 |
| WO2021070643A1 (ja) * | 2019-10-11 | 2021-04-15 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 近接露光装置用照明装置、ｌｅｄユニット、近接露光装置及び近接露光装置の露光方法 |
-
2022
- 2022-04-12 WO PCT/JP2022/017551 patent/WO2022220229A1/ja active Application Filing
- 2022-04-15 TW TW111114555A patent/TW202248766A/zh unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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