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JP2004335949A - Aligner and exposure method - Google Patents

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JP2004335949A
JP2004335949A JP2003133170A JP2003133170A JP2004335949A JP 2004335949 A JP2004335949 A JP 2004335949A JP 2003133170 A JP2003133170 A JP 2003133170A JP 2003133170 A JP2003133170 A JP 2003133170A JP 2004335949 A JP2004335949 A JP 2004335949A
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JP
Japan
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light
light source
emitting diode
light emitting
emitted
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JP2003133170A
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Japanese (ja)
Inventor
Motoo Koyama
元夫 小山
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aligner comprising a solid light source capable of enhancing and controlling the power of an ejected light. <P>SOLUTION: In the aligner for transferring the pattern of a mask M onto a photosensitive substrate by introducing a light beam being ejected from a light source unit 1, the light source unit comprises a first array light source having a plurality of solid light sources arranged in array and ejecting a light of a first wavelength, a second array light source having a plurality of solid light sources arranged in array and ejecting a light of a second wavelength different from the first wavelength, and a means for composing the optical path of a light ejected from the first array light source and the optical path of a light ejected from the second array light source. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバイスの製造工程において用いられる露光装置及び露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロデバイスの一つである液晶表示素子は、通常、ガラス基板（プレート）上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニングして、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子及び電極配線を形成して製造される。このフォトリソグラフィの手法を用いた製造工程では、マスク上に形成された原画となるパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布されたプレート上に投影露光する投影露光装置が用いられている。
【０００３】
従来は、マスクとプレートとの相対的な位置合わせを行った後で、マスクに形成されたパターンをプレート上に設定された１つのショット領域に一括して転写し、転写後にプレートをステップ移動させて他のショット領域の露光を行う、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（所謂、ステッパー）が多用されていた。
【０００４】
近年、液晶表示素子の大面積化が要求されており、これに伴ってフォトリソグラフィ工程において用いられる投影露光装置は露光領域の拡大が望まれている。投影露光装置の露光領域を拡大するためには投影光学系を大型化する必要があるが、残存収差が極力低減された大型の投影光学系を設計及び製造するにはコスト高となってしまう。そこで、投影光学系の大型化を極力避けるために、投影光学系の物体面側（マスク側）における投影光学系の有効径と同程度に長手方向の長さが設定されたスリット状の照明光をマスクに照射し、マスクを介したスリット状の光が投影光学系を介してプレートに照射されている状態で、マスクとプレートとを投影光学系に対して相対的に移動させて走査し、マスクに形成されたパターンの一部を順次プレートに設定された１つのショットに転写し、転写後にプレートをステップ移動させて他のショット領域に対する露光を同様にして行う、所謂ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置が案出されている。
【０００５】
また、近年では、更なる露光領域の拡大を図るため、１つの大型の投影光学系を用いるのではなく、小型の部分投影光学系を走査方向に直交する方向（非走査方向）に所定間隔をもって複数配列した第１の配列と、この部分投影光学系の配列の間に部分光学系が配置されている第２の配列とを走査方向に配置した、所謂マルチレンズ方式の投影光学系を備える投影露光装置が案出されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−５７９８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上述の投影露光装置の光源としては、波長約３６０ｎｍ程度の紫外領域においては主に水銀ランプなどが用いられていた。この水銀ランプの寿命は、概ね５００ｈ〜１０００ｈ程度であることから、定期的にランプ交換が必要となり露光装置ユーザには大きな負担となっていた。また、高照度確保のために高電力が必要であり、またそれに伴う発熱対策などが必要になるなど、高いランニングコストの問題や、経時劣化などの要因に伴う破裂の危険性を有していた。
【０００８】
これに対して発光ダイオードは、水銀ランプなどに比べて発光効率が高く、そのため省電力、小発熱という特長を持ち大幅なランニングコストの低減を実現できる。また寿命も３０００ｈ程度のものもあるため、交換にかかる負担も少なく、経時劣化などの要因に伴う破裂の危険性もない。さらに最近では、波長３６５ｎｍで１００ｍｗ程度の高い光出力を達成したＵＶ−ＬＥＤなども開発されている。
【０００９】
上述の液晶表示素子の製造においては、プレート上にフォトレジストを塗布し、上述の投影露光装置の何れかを用いてマスクに形成されたパターンをプレートに転写し、フォトレジストの現像、エッチング、及びフォトレジストの剥離といった工程を繰り返すことにより、ＴＦＴ等のスイッチング素子及び電極配線が形成された素子基板が形成される。そして、この素子基板と別工程で製造されたカラーフィルタを備える対向基板とを張り合わせ、これらの間に液晶を挟持させることにより液晶表示素子が製造される。
【００１０】
ところで、従来の液晶表示装置は上述したようにＴＦＴが形成される素子基板とカラーフィルタを備える対向基板とを別々に形成して張り合わせることにより製造されていたが、近年、液晶表示素子の構造の変化に伴って、ＴＦＴを形成した基板上にカラーフィルタを併せて形成した構造の液晶表示素子が案出されている。かかる構造の液晶表示素子の製造工程には、ＴＦＴが形成された基板上に、着色した顔料が分散された樹脂レジストを塗布し、投影露光装置を用いてこの樹脂レジストを露光して現像することによりカラーフィルタを形成する工程が含まれる。
【００１１】
ここで、ＴＦＴ等を形成する際に用いられるフォトレジストの感度は１５〜３０ｍＪ／ｃｍ２程度であるのに対し、樹脂レジストの感度は５０〜１００ｍＪ／ｃｍ２程度であり、樹脂レジストの露光に必要となるエネルギーは通常のフォトレジストの数倍から数十倍になることもある。この樹脂レジストを露光する際に必要とされる解像度は、液晶表示素子の各画素間に配置される遮光層を形成できる程度の解像度で良いために、例えば５μｍ程度あれば十分とされている。つまり、通常のフォトレジストを用いてＴＦＴ等を形成する場合には、フォトレジストの感度が高いため露光エネルギーは少なくても良いが、３μｍ程度の解像度が必要となる。一方、樹脂レジストを用いてカラーフィルタを形成する場合には、フォトレジストよりも多くの露光エネルギーを必要とするが、解像度は５μｍ程度で良い。このように、基板に塗布されるレジストの感度により、必要となる露光エネルギーが異なることから、露光エネルギーがレジスト感度に応じた所定の値となるように、基板上に照射される照明光の照度を制御する必要がある。
【００１２】
この発明の課題は、射出光のパワーを向上させると共に射出光のパワーを制御することが可能な固体光源を備えた露光装置及び該露光装置を用いた露光方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の露光装置は、光源ユニットから射出される光束をマスクへ導き、前記マスクのパターンを感光性基板上に転写する露光装置において、前記光源ユニットはアレイ状に配置された複数の固体光源を備え、第１の波長の光を射出する第１のアレイ光源と、アレイ状に配置された複数の固体光源を備え、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を射出する第２のアレイ光源と、前記第１のアレイ光源から射出された光の光路と、前記第２のアレイ光源から射出された光の光路とを合成する光路合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載の露光装置は、前記光路合成手段が前記光路に対して斜設されたダイクロイック膜を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の露光装置は、前記光路合成手段が前記光路に対して斜設された平行平面板を備え、該平行平面板上に前記ダイクロイック膜が形成されることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の露光装置は、前記光路合成手段が前記ダイクロイック膜とは異なる角度で設けられた別のダイクロイック膜を備えることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の露光装置は、前記光路合成手段は少なくとも１つのプリズム部材を含み、該プリズム部材の光学面上に前記ダイクロイック膜が形成されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の露光装置は、前記光路合成手段が回折格子を備えることを特徴とする。
【００１９】
この請求項１乃至請求項６に記載の露光装置によれば、第１のアレイ光源から射出される光の光路と第２のアレイ光源から射出される光の光路とを、ダイクロイック膜を備えた平行平面板、ダイクロイック膜を備えたプリズム、若しくは回折格子により合成するため、光源ユニットから射出される光パワーを増大させることができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の露光装置は、前記光源ユニットの出力を計測する出力計測手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項８に記載の露光装置は、前記出力計測手段が前記感光性基板上の照度を計測する照度計測手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
この請求項７、請求項８記載の露光装置によれば、感光性基板上の照度に基づき、感光性基板上における照明むら等を計測することができる。
【００２３】
また、請求項９に記載の露光装置は、前記第１のアレイ光源から射出される光のパワーを制御する第１のパワー制御手段と、前記第２のアレイ光源から射出される光のパワーを制御する第２のパワー制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２４】
この請求項９に記載の露光装置によれば、第１のアレイ光源から射出される光のパワー及び第２のアレイ光源から射出される光のパワーを個々に制御することができる。従って、例えば、第１のアレイ光源から射出される光のパワーを維持したまま第２のアレイ光源から射出される光のパワーをゼロにし、または、第２のアレイ光源から射出される光のパワーを維持したまま第１のアレイ光源から射出される光のパワーをゼロにする等の制御をすることができる。この場合には、光源ユニットから射出される光の波長域を選択することができる。また、第１のアレイ光源から射出される光のパワーを所定の値とし、第２のアレイ光源から射出される光のパワーを所定の値とする等、光源ユニットから射出される光の分光特性の制御を行うこともできる。
【００２５】
また、請求項１０に記載の露光装置は、前記第１のアレイ光源中の前記複数の固体光源のパワーを独立に制御する第３のパワー制御手段と、前記第２のアレイ光源中の前記複数の固体光源のパワーを独立に制御する第４のパワー制御手段とを更に備えることを特徴とする。
【００２６】
この請求項１０に記載の露光装置によれば、第１のアレイ光源を構成している個々の固体光源のパワー、及び第２のアレイ光源を構成している個々の固体光源のパワーを独立に制御する。従って、高精度かつきめ細かな光のパワー調整をすることができる。
【００２７】
また、請求項１１に記載の露光装置は、前記感光性基板上に塗布される感光性材料に関する情報に基づいて、前記光源ユニットから射出される光のパワーを制御するパワー制御手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２８】
この請求項１１に記載の露光装置によれば、光源ユニットから射出される光のパワーを制御することができるため、感光性基板上に塗布される感光性材料に適した照度の光により、感光性基板に対して露光を行うことができる。
【００２９】
また、請求項１２記載の露光装置は、前記光源ユニットが複数のファイバを更に備え、前記複数のファイバのそれぞれの入射端は前記複数の固体光源と光学的に接続されていることを特徴とする。
【００３０】
この請求項１２記載の露光装置によれば、光源ユニットの固体光源の配置の自由度を大きくすることができ、また複数のファイバの射出端の配列形状を容易に任意な形とすることができる。
【００３１】
また、請求項１３に記載の露光装置は、前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成する投影光学系をさらに備えることを特徴とする。
【００３２】
また、請求項１４に記載の露光方法は、請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載の露光装置を用いた露光方法において、前記光源ユニットから射出される光束を用いてマスクを照明する照明工程と、前記マスクのパターンを感光性基板上に転写する転写工程とを含むことを特徴とする。
【００３３】
また、請求項１５に記載の露光方法は、前記感光性基板上に塗布される感光性材料に関する情報に基づいて、前記光源ユニットから射出される光のパワーを制御するパワー制御工程をさらに含むことを特徴とする。
【００３４】
また、請求項１６に記載の露光方法は、前記パワー制御工程が前記光源ユニットから射出される光の分光特性を制御する分光特性制御工程と、前記光源ユニットから射出される光のパワーを調整するパワー調整工程とを含むことを特徴とする。
【００３５】
この請求項１４乃至請求項１６に記載の露光方法によれば、感光性基板に塗布された感光性材料に適した波長、照度の光によりマスクのパターン像を露光するため、マスクのパターンを感光性基板に良好に転写することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図１は、この発明の第１の実施の形態にかかる露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。この第１の実施の形態においては、複数の反射屈折型の投影光学ユニットからなる投影光学系に対してマスクＭとプレート（基板）Ｐとを相対的に移動させつつマスクＭに形成された液晶表示素子のパターンＤＰ（パターン）の像を感光性材料（レジスト）が塗布された感光性基板としてのプレートＰ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、この実施の形態ではプレートＰ上にフォトレジスト（感度：２０ｍＪ／ｃｍ２）又は樹脂レジスト（感度：６０ｍＪ／ｃｍ２）が塗布されるものとする。
【００３７】
また、以下の説明においては、図１中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、この実施の形態ではマスクＭ及びプレートＰを移動させる方向（走査方向）をＸ軸方向に設定している。
【００３８】
この実施の形態にかかる露光装置は、マスクステージ（図１では図示せず）ＭＳ上においてマスクホルダ（図示せず）を介してＸＹ平面に平行に支持されたマスクＭを均一に照明するための照明光学系ＩＬを備えている。図２は、照明光学系ＩＬの側面図であり、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付してある。照明光学系ＩＬは、発光ダイオード（固体光源）が複数個アレイ状に配列された固体光源アレイを複数個含む光源ユニット１を備えている。ここで、それぞれの固体光源アレイは、異なる光の波長を射出する。光源ユニット１は、図３に示すように、基板２ａ上に発光ダイオード２ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源２、基板３ａ上に発光ダイオード３ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源３、及びプレートタイプダイクロイックミラー４を備えている。なお、発光ダイオードアレイ光源２，３においては、発光ダイオードを２次元アレイ状に配置しているが、１次元に配置または３次元アレイ状に配置してもよい。
【００３９】
ここで、発光ダイオード２ｂは、波長３６５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード３ｂは、波長３８５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。プレートタイプダイクロイックミラー４は、平行平面板から成る基板上にダイクロイック膜が形成され、発光ダイオードアレイ光源２から射出される光の光路と発光ダイオードアレイ光源３から射出される光の光路が交差する位置に位置決めされ、発光ダイオードアレイ光源２から射出される光の光路及び発光ダイオードアレイ光源３から射出される光の光路に対して斜設されている。そして、プレートタイプダイクロイックミラー４は、発光ダイオードアレイ光源２から射出される光を反射し、発光ダイオードアレイ光源３から射出される光を透過する。従って、発光ダイオードアレイ光源２から射出される光の光路と発光ダイオードアレイ光源３から射出される光の光路は、プレートタイプダイクロイックミラー４により合成される。プレートタイプダイクロイックミラー４により合成された光束は、集光レンズ５によりほぼ平行な光束に変換され、集光レンズ６を介して集光する。
【００４０】
集光レンズ６により集光された光は、この近傍に配置されたライトガイド７の入射端７ａに入射する。ライトガイド７は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであって、光源ユニット１の数（図１では１つ）と同じ数の入射端７ａと、投影光学系ＰＬを構成する投影光学ユニットの数（図１では５つ）と同じ数の射出端（図２では射出端７ｂだけを示す）とを備えている。こうして、ライトガイド７の入射端７ａへ入射した光は、その内部を伝播した後、５つの射出端（射出端７ｂ及び他の４つの射出端）から分割されて射出される。
【００４１】
ライトガイド７の射出端７ｂとマスクＭとの間には、コリメートレンズ８ｂ、フライアイ・インテグレータ９ｂ、開口絞り１０ｂ、ハーフミラー１１ｂ及びコンデンサレンズ系１２ｂが順に配置されている。同様に、ライトガイド７の各射出端（射出端７ｂ及び７ｂ以外の４つの射出端）とマスクＭとの間には、コリメートレンズ、フライアイ・インテグレータ、開口絞り、ハーフミラー及びコンデンサレンズ系がそれぞれ順に配置されている。ここでは、説明の簡単化のために、ライトガイド７の射出端（射出端７ｂ以外の４つの射出端）とマスクＭとの間に設けられる光学部材の構成を、ライトガイド７の射出端７ｂとマスクＭとの間に設けられたコリメートレンズ８ｂ、フライアイ・インテグレータ９ｂ、開口絞り１０ｂ、ハーフミラー１１ｂ及びコンデンサレンズ系１２ｂに代表させて説明する。
【００４２】
ライトガイド７の射出端７ｂから射出された発散光束は、コリメートレンズ８ｂによりほぼ平行な光束に変換された後、フライアイ・インテグレータ（オプティカルインテグレータ）９ｂに入射する。フライアイ・インテグレータ９ｂは、多数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸ＡＸ２に沿って延びるように縦横に且つ稠密に配列することによって構成されている。従って、フライアイ・インテグレータ９ｂに入射した光束は、多数のレンズエレメントにより波面分割され、その後側焦点面（即ち、射出面の近傍）にレンズエレメントの数と同数の光源像からなる二次光源を形成する。即ち、フライアイ・インテグレータ９ｂの後側焦点面には、実質的な面光源が形成される。
【００４３】
フライアイ・インテグレータ９ｂの後側焦点面に形成された多数の二次光源からの光束は、フライアイ・インテグレータ９ｂの後側焦点面の近傍に配置された開口絞り１０ｂにより制限された後、ハーフミラー１１ｂに入射する。ハーフミラー１１ｂにより反射された光束は、レンズ１３ｂを介して照度センサ１４ｂに入射する。この照度センサ１４ｂは、プレートＰと光学的に共役な位置の照度を計測するためのセンサであり、この照度センサ１４ｂにより、露光中においてもスループットを低下させることなくプレートＰ上の照度を計測することができる。なお、照度センサ１４ｂにおいては、光の照度を計測し、その計測された計測値は、主制御系１５に入力される。
【００４４】
一方、ハーフミラー１１ｂを透過した光束は、コンデンサレンズ系１２ｂに入射する。なお、開口絞り１０ｂは、対応する投影光学ユニットＰＬ１の瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、照明に寄与する二次光源の範囲を規定するための開口部を有する。この開口絞り１０ｂの開口部は、開口径が固定であってもよく、また開口径が可変であってもよい。ここでは開口絞り１０ｂの開口部が可変であるものとして説明する。開口絞り１０ｂは、この可変開口部の開口径を変化させることにより、照明条件を決定するσ値（投影光学系ＰＬを構成する各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の瞳面の開口径に対するその瞳面上での二次光源像の口径の比）を所望の値に設定する。
【００４５】
コンデンサレンズ系１２ｂを介した光束は、パターンＤＰが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。ライトガイド７の他の４つの射出端から射出された発散光束も同様に、コリメートレンズ、フライアイ・インテグレータ、開口絞り、ハーフミラー及びコンデンサレンズ系を順に介してマスクＭを重畳的にそれぞれ照明する。即ち、照明光学系ＩＬは、マスクＭ上においてＹ軸方向に並んだ複数（図１では合計で５つ）の台形状の領域を照明する。なお、他の４つの射出端から射出された光も照度センサでそれぞれの光の照度が計測されて主制御部１５に入力される。
【００４６】
マスクＭ上の各照明領域からの光は、各照明領域に対応するようにＹ軸方向に沿って配列された複数（図１では合計で５つ）の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬに入射する。ここで、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の構成は、互いに同じである。こうして、複数の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５から構成された投影光学系ＰＬを介した光は、プレートステージ（図示せず）上において図示しないプレートホルダを介してＸＹ平面に平行に支持されたプレートＰ上にパターンＤＰの像を形成する。
【００４７】
上述の主制御系１５にはハードディスク等の記憶装置１７が接続されており、この記憶装置１７内に露光データファイルが格納されている。露光データファイルには、プレートＰの露光を行う上で必要となる処理及びその処理順序が記憶されており、この処理毎に、プレートＰ上に塗布されているレジストに関する情報（例えば、レジストの分光特性）、必要となる解像度、使用するマスクＭ、使用する固体光源、照明光学系ＩＬの補正量、投影光学系ＰＬの補正量、及び基板の平坦性に関する情報等（所謂、レシピデータ）が含まれている。
【００４８】
なお、上述のレシピデータ（露光データファイル）を通信等の手段により更新又は追加可能とすることが好ましい。具体的には、この実施の形態の露光装置と、当該露光装置が設置されるデバイス製造工場内の管理システムとをローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）で結び、この管理システムから露光装置のレシピデータを更新或いは追加する構成をとる。この管理システムは、露光装置以外の各種プロセス用製造装置、例えば、レジスト処理装置、エッチング装置、生膜装置等の前工程用機器、組み立て装置、検査装置等の後工程装置ともローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）で結ばれている。従って、この管理システムでは、どの装置にどのロッドが流されているのかを管理することが可能であるため、そのロッドに適合したレシピデータを露光装置へ送り、この露光装置は、送られたレシピデータに基づいた制御を行うことが可能となる。
【００４９】
図１に戻り、前述したマスクステージＭＳには、マスクステージＭＳを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（図示せず）が設けられている。また、マスクステージＭＳを走査直交方向であるＹ軸方向に沿って微小量だけ移動させると共にＺ軸廻りに微小量だけ回転させるための一対のアライメント駆動系（図示せず）が設けられている。そして、マスクステージＭＳの位置座標が移動鏡１８を用いたレーザ干渉計（図示せず）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００５０】
同様の駆動系が、プレートステージにも設けられている。即ち、プレートステージを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（図示せず）、プレートステージを走査直交方向であるＹ軸方向に沿って微小量だけ移動させると共にＺ軸廻りに微小量だけ回転させるための一対のアライメント駆動系（図示せず）が設けられている。そして、プレートステージの位置座標が移動鏡１９を用いたレーザ干渉計（図示せず）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。更に、マスクＭとプレートＰとをＸＹ平面に沿って相対的に位置合わせするための手段として、一対のアライメント系２０ａ，２０ｂがマスクＭの上方に配置されている。更に、プレートステージ上には、プレートＰ上の照明光の照度を計測するための照度センサ２１が設けられており、計測値が照明光学系ＩＬの主制御系１５に入力される。
【００５１】
こうして、マスクステージＭＳ側の走査駆動系及びプレートステージ側の走査駆動系の作用により、複数の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬに対してマスクＭとプレートＰとを一体的に同一方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させることによって、マスクＭ上のパターン領域の全体がプレートＰ上の露光領域の全体に転写（走査露光）される。
【００５２】
ここで、前述したように、この実施の形態においては、照度センサ１４ｂ及び射出端７ｂ以外の他の４つの射出端から射出された光の照度を計測する照度センサにより光源ユニット１から射出される光の照度を計測し、その計測値が主制御系１５に入力される。また、照度センサ２１によりプレートＰ上の照明光の照度を計測し、その計測値も主制御系１５に入力される。主制御系１５は、記憶装置１７に記憶されているプレートＰに塗布されたレジストの分光特性に基づいて、光源ユニット１から射出される光の照度がレジストの分光特性に応じた最適かつ一定の値になるように、電源装置１６を介して、光源ユニット１に備えられている発光ダイオードアレイ光源２及び発光ダイオードアレイ光源３に対する電力供給量を制御する。
【００５３】
例えば、発光ダイオードアレイ光源２及び発光ダイオードアレイ光源３に対して供給する電力を制御することにより、光源ユニット１から射出される光の波長を選択することができる。即ち、発光ダイオードアレイ光源２から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源３から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット１から射出される光の波長は３６５ｎｍの光を含む波長域となる。また、発光ダイオードアレイ光源３から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源２から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット１から射出される光の波長は３８５ｎｍの光を含む波長域となる。このようにして、一方の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーをゼロにすることにより、必要な波長域の光を射出することができる。
【００５４】
また、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーを調整することもできる。例えば、発光ダイオードアレイ光源２から射出される光のパワーを大きくし、発光ダイオードアレイ光源３から射出される光のパワーを小さくする。又は、発光ダイオードアレイ光源３から射出される光のパワーを大きくし、発光ダイオードアレイ光源２から射出される光のパワーを小さくする等の制御を行うことができる。このように、光源ユニット１から射出される光の分光特性の調整を行うこともできる。
【００５５】
また、主制御部１５は、発光ダイオードアレイ光源２を構成する個々の発光ダイオード２ｂ、発光ダイオードアレイ光源３を構成する個々の発光ダイオード３ｂに供給される電力を独立して制御することもできる。従って、発光ダイオードアレイ光源２を構成する個々の発光ダイオード２ｂ、発光ダイオードアレイ光源３を構成する個々の発光ダイオード３ｂから射出される光の出力を個々に調整することにより、光源ユニット１から射出される光のパワーをより高精度に制御することができる。
【００５６】
この第１の実施の形態にかかる露光装置によれば、低ランニングコストなどのメリットを持つ発光ダイオードやレーザダイオードなど、いわゆる固体光源を用いることにより、低ランニングコストで長寿命かつ破裂の危険性のない光源を有する投影露光装置を提供することができる。また、異なる波長の光を射出する２つの発光ダイオードアレイ光源から射出される光の光路を合成することから、光源ユニットから射出される光のパワーを増大させることができる。また、それぞれの発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワー及び発光ダイオードアレイ光源を構成する個々の発光ダイオードから射出される光のパワーを制御することができるため、光源ユニットから射出される光の照度をレジストの分光特性に適した照度になるように高精度な制御を行うことができる。
【００５７】
次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる露光装置について説明する。なお、この第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の部材と同一の部材には、第１の実施の形態の説明で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。この発明の第２の実施の形態にかかる露光装置は、光源ユニット１を図４に示す光源ユニット２２に変更したものであり、それ以外の部分については、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成を有する。
【００５８】
図４に示すように、光源ユニット２２は、基板２３ａ上に発光ダイオード２３ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源２３、基板２４ａ上に発光ダイオード２４ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源２４、基板２５ａ上に発光ダイオード２５ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源２５、及びクロスタイプダイクロイックミラー２６を備えている。なお、発光ダイオードアレイ光源２３，２４，２５においては、発光ダイオードを２次元アレイ状に配置しているが、１次元に配置または３次元アレイ状に配置してもよい。
【００５９】
発光ダイオード２３ｂは波長３６５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。また、発光ダイオード２４ｂは波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。更に、発光ダイオード２５ｂは波長４３６ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。クロスタイプダイクロイックミラー２６は、ダイクロイック膜２６ａと、このダイクロイック膜２６ａとは異なる角度、即ち直交する角度で設けられた別のダイクロイック膜２６ｂを備えており、発光ダイオードアレイ光源２３から射出される光の光路、発光ダイオードアレイ光源２４から射出される光の光路、及び発光ダイオードアレイ光源２５から射出される光の光路が交差する位置に位置決めされている。ダイクロイック膜２６ａは、波長４３６ｎｍの光を含む波長域の光を反射する。即ち、発光ダイオードアレイ光源２３、２４から射出される光を透過し、発光ダイオードアレイ光源２５から射出される光を反射する。
【００６０】
一方、ダイクロイック膜２６ｂは、波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を反射する。即ち、発光ダイオードアレイ光源２３、２５から射出される光を透過し、発光ダイオードアレイ光源２４から射出される光を反射する。クロスタイプダイクロイックミラー２６により合成された光束は、集光レンズ５によりほぼ平行な光束に変換される。その他の点については、第１の実施の形態と同一のため、詳細な説明を省略する。
【００６１】
この実施の形態においても、プレートＰ上に感度が２０ｍＪ／ｃｍ２のフォトレジスト又は感度が６０ｍＪ／ｃｍ２の樹脂レジストが塗布される場合を想定しており、このフォトレジスト及び樹脂レジストの分光特性を含むレシピデータが記憶装置１７に記憶されている。
【００６２】
ここで、この実施の形態においては、照度センサ１４ｂ及び射出端７ｂ以外の他の４つの射出端から射出された光の照度を計測する照度センサにより光源ユニット２２から射出される光の照度を計測し、その計測値が主制御系１５に入力される。また、照度センサ２１によりプレートＰ上の照明光の照度を計測し、その計測値も主制御系１５に入力される。主制御系１５は、記憶装置１７に記憶されているプレートＰに塗布されたレジストの分光特性に基づいて、光源ユニット２２から射出される光の照度がレジストの分光特性に応じた最適かつ一定の値になるように、電源装置１６を介して、光源ユニット２２に備えられている発光ダイオードアレイ光源２３、発光ダイオードアレイ光源２４、及び発光ダイオードアレイ光源２５に対する電力供給量を制御する。
【００６３】
例えば、発光ダイオードアレイ光源２３、発光ダイオードアレイ光源２４、及び発光ダイオードアレイ光源２５に対して供給する電力を制御することにより、光源ユニット２２から射出される光の波長を選択することができる。即ち、発光ダイオードアレイ光源２３及び発光ダイオードアレイ光源２４から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源２５から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット２２から射出される光の波長は３６５ｎｍ及び４０５ｎｍの光を含む波長域となる。また、発光ダイオードアレイ光源２３から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源２４及び発光ダイオードアレイ光源２５から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット２２から射出される光の波長は３６５ｎｍの光を含む波長域となる。このようにして、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される個々の光のパワーを維持又はゼロにすることにより、光源ユニット２２から必要な波長域の光を射出することができる。
【００６４】
また、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーを調整することもできる。例えば、発光ダイオードアレイ光源２３から射出される光のパワーを大きくし、発光ダイオードアレイ光源２４及び発光ダイオードアレイ光源２５から射出される光のパワーを小さくする等により、光源ユニット２２から射出される光の分光特性の調整を行うことができる。
【００６５】
また、主制御部１５は、発光ダイオードアレイ光源２３を構成する個々の発光ダイオード２３ｂ、発光ダイオードアレイ光源２４を構成する個々の発光ダイオード２４ｂ、発光ダイオードアレイ光源２５を構成する個々の発光ダイオード２５ｂに供給される電力を独立して制御することもできる。従って、発光ダイオードアレイ光源２３を構成する個々の発光ダイオード２３ｂ、発光ダイオードアレイ光源２４を構成する個々の発光ダイオード２４ｂ、発光ダイオードアレイ光源２５を構成する個々の発光ダイオード２５ｂから射出される光の出力を個々に調整することにより、光源ユニット２２から射出される光のパワーをより高精度に制御することができる。
【００６６】
次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかる露光装置について説明する。なお、この第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の部材と同一の部材には、第１の実施の形態の説明で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。この発明の第３の実施の形態にかかる露光装置は、光源ユニット１を図５に示す光源ユニット２７に変更したものであり、それ以外の部分については、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成を有する。
【００６７】
図５に示すように、光源ユニット２７は、基板２８ａ上に発光ダイオード２８ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源２８、基板２９ａ上に発光ダイオード２９ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源２９、基板３０ａ上に発光ダイオード３０ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源３０、基板３１ａ上に発光ダイオード３１ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源３１、及びプレートタイプダイクロイックミラー３２、３３、３４を備えている。なお、発光ダイオードアレイ光源２８，２９，３０，３１においては、発光ダイオードを２次元アレイ状に配置しているが、１次元に配置または３次元アレイ状に配置してもよい。
【００６８】
発光ダイオード２８ｂは波長３６５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード２９ｂは波長３８５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。また、発光ダイオード３０ｂは波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード３１ｂは波長４３６ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。プレートタイプダイクロイックミラー３２、３３、３４は、平行平面板から成る基板上にダイクロイック膜が形成されている。プレートタイプダイクロイックミラー３２は、発光ダイオードアレイ光源２８から射出される光の光路と発光ダイオードアレイ光源２９から射出される光の光路が交差する位置に位置決めされており、波長３８５ｎｍの光を含む波長域の光を反射する。即ち、発光ダイオードアレイ光源２８から射出される光を透過し、発光ダイオードアレイ光源２９から射出される光を反射する。従って、発光ダイオードアレイ光源２８から射出される光の光路と発光ダイオードアレイ光源２９から射出される光の光路は、プレートタイプダイクロイックミラー３２により合成される。
【００６９】
また、プレートタイプダイクロイックミラー３３は、プレートタイプダイクロイックミラー３２により合成された光の光路と発光ダイオードアレイ光源３０から射出される光の光路が交差する位置に位置決めされており、波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を反射する。即ち、プレートタイプダイクロイックミラー３２により合成された光を透過し、発光ダイオードアレイ光源３０から射出される光を反射する。従って、プレートタイプダイクロイックミラー３２により合成された光の光路と発光ダイオードアレイ光源３０から射出される光の光路は、プレートタイプダイクロイックミラー３３により合成される。
【００７０】
更に、プレートタイプダイクロイックミラー３４は、プレートタイプダイクロイックミラー３３により合成された光の光路と発光ダイオードアレイ光源３１から射出される光の光路が交差する位置に位置決めされており、波長４３６ｎｍの光を含む波長域の光を反射する。即ち、プレートタイプダイクロイックミラー３３により合成された光を透過し、発光ダイオードアレイ光源３１から射出される光を反射する。従って、プレートタイプダイクロイックミラー３３により合成された光の光路と発光ダイオードアレイ光源３１から射出される光の光路は、プレートタイプダイクロイックミラー３４により合成される。プレートタイプダイクロイックミラー３４により合成された光束は、集光レンズ５によりほぼ平行な光束に変換される。その他の点については、第１の実施の形態と同一のため、詳細な説明を省略する。
【００７１】
この実施の形態においても、プレートＰ上に感度が２０ｍＪ／ｃｍ２のフォトレジスト又は感度が６０ｍＪ／ｃｍ２の樹脂レジストが塗布される場合を想定しており、このフォトレジスト及び樹脂レジストの分光特性を含むレシピデータが記憶装置１７に記憶されている。
【００７２】
ここで、この実施の形態においては、照度センサ１４ｂ及び射出端７ｂ以外の他の４つの射出端から射出された光の照度を計測する照度センサにより光源ユニット２７から射出される光の照度を計測し、その計測値が主制御系１５に入力される。また、照度センサ２１によりプレートＰ上の照明光の照度を計測し、その計測値も主制御系１５に入力される。主制御系１５は、記憶装置１７に記憶されているプレートＰに塗布されたレジストの分光特性に基づいて、光源ユニット２７から射出される光の照度がレジストの分光特性に応じた最適かつ一定の値になるように、電源装置１６を介して、光源ユニット２７に備えられている発光ダイオードアレイ光源２８、発光ダイオードアレイ光源２９、発光ダイオードアレイ光源３０、及び発光ダイオードアレイ光源３１に対する電力供給量を制御する。
【００７３】
例えば、発光ダイオードアレイ光源２８、発光ダイオードアレイ光源２９、発光ダイオードアレイ光源３０、及び発光ダイオードアレイ光源３１に対して供給する電力を制御することにより、光源ユニット２７から射出される光の波長を選択することができる。即ち、発光ダイオードアレイ光源２８から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源２８以外の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット２７から射出される光の波長は３６５ｎｍの光を含む波長域となる。また、発光ダイオードアレイ光源２８及び発光ダイオードアレイ光源２９から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源３０及び発光ダイオードアレイ光源３１から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット２７から射出される光の波長は３６５ｎｍ及び３８５ｎｍの光を含む波長域となる。このようにして、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーを維持又はゼロにすることにより、光源ユニット２７から必要な波長域の光を射出することができる。
【００７４】
また、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーを調整することもできる。例えば、発光ダイオードアレイ光源２８から射出される光のパワーを大きくし、発光ダイオードアレイ光源２９、発光ダイオードアレイ光源３０、及び発光ダイオードアレイ光源３１から射出される光のパワーを小さくする等により、光源ユニット２７から射出される光の分光特性の調整を行うことができる。
【００７５】
また、主制御部１５は、発光ダイオードアレイ光源２８を構成する個々の発光ダイオード２８ｂ、発光ダイオードアレイ光源２９を構成する個々の発光ダイオード２９ｂ、発光ダイオードアレイ光源３０を構成する個々の発光ダイオード３０ｂ、発光ダイオードアレイ光源３１を構成する個々の発光ダイオード３１ｂに供給される電力を独立して制御することもできる。従って、発光ダイオードアレイ光源２８を構成する個々の発光ダイオード２８ｂ、発光ダイオードアレイ光源２９を構成する個々の発光ダイオード２９ｂ、発光ダイオードアレイ光源３０を構成する個々の発光ダイオード３０ｂ、発光ダイオードアレイ光源３１を構成する個々の発光ダイオード３１ｂから射出される光の出力を個々に調整することにより、光源ユニット２７から射出される光のパワーをより高精度に制御することができる。
【００７６】
次に、図面を参照して、この発明の第４の実施の形態にかかる露光装置について説明する。なお、この第４の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の部材と同一の部材には、第１の実施の形態の説明で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。この発明の第４の実施の形態にかかる露光装置は、光源ユニット１を図６に示す光源ユニッ３５に変更したものであり、それ以外の部分については、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成を有する。
【００７７】
図６（ａ）は、光源ユニット３５の平面図であり、図６（ｂ）は、光源ユニット３５を構成する光路合成プリズムの斜視図である。図６に示すように、光源ユニット３５は、基板３６ａ上に発光ダイオード３６ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源３６、基板３７ａ上に発光ダイオード３７ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源３７、基板３８ａ上に発光ダイオード３８ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源３８、及び２つのプリズム部材３９，４０により構成される光路合成プリズムを備えている。なお、発光ダイオードアレイ光源３６，３７，３８においては、発光ダイオードを２次元アレイ状に配置しているが、１次元に配置または３次元アレイ状に配置してもよい。
【００７８】
発光ダイオード３６ｂは波長３６５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード３７ｂは波長３８５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード３８ｂは波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。光路合成プリズムは、三角柱形状を有するプリズム部材３９及びＬ字型柱状形状を有するプリズム部材４０により構成されている。プリズム部材３９のプリズム部材４０側の面３９ｂには、ダイクロイック膜が形成されており、また、プリズム部材４０のＬ字状屈曲部４０ｂにダイクロイック膜が形成されている。
【００７９】
この光路合成プリズムは、発光ダイオード３６から射出される光の光路、発光ダイオード３７から射出される光の光路及び発光ダイオード３８から射出される光の光路を合成する位置に位置決めされている。即ち、発光ダイオード３６から射出される光は、プリズム部材３９に入射した後、プリズム部材３９の集光レンズ５側の面３９ａで全反射され、更に、プリズム部材４０側の面３９ｂにより反射されてプリズム部材３９の集光レンズ５側の面３９ａから射出する。また、発光ダイオード３７から射出される光は、プリズム部材４０及びプリズム部材３９を透過して、プリズム部材３９の集光レンズ５側の面３９ａから射出する。更に、発光ダイオード３８から射出される光は、プリズム部材４０に入射した後、プリズム部材４０のプリズム部材３９側の面４０ａで全反射され、更に、プリズム部材４０のＬ字状屈曲部４０ｂに設けられているダイクロイック膜により反射されてプリズム部材３９を透過して、プリズム部材３９の集光レンズ５側の面３９ａから射出する。従って、発光ダイオードアレイ光源３６から射出される光の光路、発光ダイオードアレイ光源３７から射出される光の光路及び発光ダイオードアレイ光源３８から射出される光の光路は、光路合成プリズムにより合成される。この光路合成プリズムにより合成された光束は、集光レンズ５によりほぼ平行な光束に変換される。その他の点については、第１の実施の形態と同一のため、詳細な説明を省略する。
【００８０】
この実施の形態においても、プレートＰ上に感度が２０ｍＪ／ｃｍ２のフォトレジスト又は感度が６０ｍＪ／ｃｍ２の樹脂レジストが塗布される場合を想定しており、このフォトレジスト及び樹脂レジストの分光特性を含むレシピデータが記憶装置１７に記憶されている。
【００８１】
ここで、この実施の形態においては、照度センサ１４ｂ及び射出端７ｂ以外の他の４つの射出端から射出された光の照度を計測する照度センサにより光源ユニット３５から射出される光の照度を計測し、その計測値が主制御系１５に入力される。また、照度センサ２１によりプレートＰ上の照明光の照度を計測し、その計測値も主制御系１５に入力される。主制御系１５は、記憶装置１７に記憶されているプレートＰに塗布されたレジストの分光特性に基づいて、光源ユニット３５から射出される光の照度がレジストの分光特性に応じた最適かつ一定の値になるように、電源装置１６を介して、光源ユニット３５に備えられている発光ダイオードアレイ光源３６、発光ダイオードアレイ光源３７、及び発光ダイオードアレイ光源３８に対する電力供給量を制御する。
【００８２】
例えば、発光ダイオードアレイ光源３５、発光ダイオードアレイ光源３６、及び発光ダイオードアレイ光源３７に対して供給する電力を制御することにより、光源ユニット３５から射出される光の波長を選択することができる。即ち、発光ダイオードアレイ光源３５から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源３６及び発光ダイオードアレイ光源３７から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット３５から射出される光の波長は３６５ｎｍの光を含む波長域となる。また、発光ダイオードアレイ光源３５及び発光ダイオードアレイ光源３６から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源３７から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット３５から射出される光の波長は３６５ｎｍ及び３８５ｎｍの光を含む波長域となる。このようにして、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーを維持又はゼロにすることにより、光源ユニット３５から必要な波長域の光を射出することができる。
【００８３】
また、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーを調整することもできる。例えば、発光ダイオードアレイ光源３６から射出される光のパワーを大きくし、発光ダイオードアレイ光源３７及び発光ダイオードアレイ光源３８から射出される光のパワーを小さくする等により、光源ユニット３５から射出される光の分光特性の調整を行うことができる。
【００８４】
また、主制御部１５は、発光ダイオードアレイ光源３６を構成する個々の発光ダイオード３６ｂ、発光ダイオードアレイ光源３７を構成する個々の発光ダイオード３７ｂ、発光ダイオードアレイ光源３８を構成する個々の発光ダイオード３８ｂに供給される電力を独立して制御することができる。従って、発光ダイオードアレイ光源３６を構成する個々の発光ダイオード３６ｂ、発光ダイオードアレイ光源３７を構成する個々の発光ダイオード３７ｂ、発光ダイオードアレイ光源３８を構成する個々の発光ダイオード３８ｂから射出される光の出力を個々に調整することにより、光源ユニット３５から射出される光のパワーをより高精度に制御することができる。
【００８５】
次に、図面を参照して、この発明の第５の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図７は、この第５の実施の形態にかかる照明光学系ＩＬの側面図である。なお、この第５の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の部材と同一の部材には、第１の実施の形態の説明で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。
【００８６】
照明光学系ＩＬは、光源ユニット４１を備えている。図８に示すように、光源ユニット４１は、基板４２ａ上に発光ダイオード４２ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源４２、基板４３ａ上に発光ダイオード４３ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源４３、基板４４ａ上に発光ダイオード４４ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源４４、及び反射型回折格子４５を備えている。なお、発光ダイオードアレイ光源４２，４３，４４においては、発光ダイオードを２次元アレイ状に配置しているが、１次元に配置または３次元アレイ状に配置してもよい。
【００８７】
発光ダイオード４２ｂは波長３６５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード４３ｂは波長３８５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード４４ｂは波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。また、発光ダイオードアレイ４２，４３，４４は、それぞれの発光ダイオードから射出される光が反射型回折格子４５により同じ反射角で反射されるように位置決めされている。即ち、それぞれの発光ダイオードから射出される光は反射型回折格子４５にそれぞれ異なった入射角で入射し、同じ反射角で反射される。従って、発光ダイオードアレイ光源４２から射出される光の光路、発光ダイオードアレイ光源４３から射出される光の光路、及び発光ダイオードアレイ光源４４から射出される光の光路は、反射型回折格子４５により合成され、ほぼ平行な光束となり、集光レンズ６を介して集光する。その他の点については、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成を有するため、詳細な説明を省略する。
【００８８】
この実施の形態においても、プレートＰ上に感度が２０ｍＪ／ｃｍ２のフォトレジスト又は感度が６０ｍＪ／ｃｍ２の樹脂レジストが塗布される場合を想定しており、このフォトレジスト及び樹脂レジストの分光特性を含むレシピデータが記憶装置１７に記憶されている。
【００８９】
ここで、この実施の形態においては、照度センサ１４ｂ及び射出端７ｂ以外の他の４つの射出端から射出された光の照度を計測する照度センサにより光源ユニット４１から射出される光の照度を計測し、その計測値が主制御系１５に入力される。また、照度センサ２１によりプレートＰ上の照明光の照度を計測し、その計測値も主制御系１５に入力される。主制御系１５は、記憶装置１７に記憶されているプレートＰに塗布されたレジストの分光特性に基づいて、光源ユニット４１から射出される光の照度がレジストの分光特性に応じた最適かつ一定の値になるように、電源装置１６を介して、光源ユニット４１に備えられている発光ダイオードアレイ光源４２、発光ダイオードアレイ光源４３、及び発光ダイオードアレイ光源４４に対する電力供給量を制御する。
【００９０】
例えば、発光ダイオードアレイ光源４２、発光ダイオードアレイ光源４３、及び発光ダイオードアレイ光源４４に対して供給する電力を制御することにより、光源ユニット４１から射出される光の波長を選択することができる。即ち、発光ダイオードアレイ光源４２から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源４３及び発光ダイオードアレイ光源４４から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット４１から射出される光の波長は３６５ｎｍの光を含む波長域となる。また、発光ダイオードアレイ光源４２及び発光ダイオードアレイ光源４３から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源４４から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット４１から射出される光の波長は３６５ｎｍ及び３８５ｎｍの光を含む波長域となる。このようにして、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される個々の光のパワーを維持又はゼロにすることにより、光源ユニット４１から必要な波長域の光を射出することができる。
【００９１】
また、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーを調整することもできる。例えば、発光ダイオードアレイ光源４２から射出される光のパワーを大きくし、発光ダイオードアレイ光源４３及び発光ダイオードアレイ光源４４から射出される光のパワーを小さくする等により、光源ユニット４１から射出される光の分光特性の調整を行うことができる。
【００９２】
また、主制御部１５は、発光ダイオードアレイ光源４２を構成する個々の発光ダイオード４２ｂ、発光ダイオードアレイ光源４３を構成する個々の発光ダイオード４３ｂ、発光ダイオードアレイ光源４４を構成する個々の発光ダイオード４４ｂに供給される電力を独立して制御することもできる。従って、発光ダイオードアレイ光源４２を構成する個々の発光ダイオード４２ｂ、発光ダイオードアレイ光源４３を構成する個々の発光ダイオード４３ｂ、発光ダイオードアレイ光源４４を構成する個々の発光ダイオード４４ｂから射出される光の出力を個々に調整することにより、光源ユニット４１から射出される光のパワーをより高精度に制御することができる。
【００９３】
次に、図面を参照して、この発明の第６の実施の形態にかかる露光装置について説明する。なお、この第６の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の部材と同一の部材には、第１の実施の形態の説明で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。この発明の第６の実施の形態にかかる露光装置は、第５の実施の形態における光源ユニット４１を図９に示す光源ユニット４６に変更したものであり、それ以外の部分については、第５の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成を有する。
【００９４】
図９に示すように、光源ユニット４６は、基板４７ａ上に発光ダイオード４７ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源４７、基板４８ａ上に発光ダイオード４８ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源４８、基板４９ａ上に発光ダイオード４９ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源４９、及び透過型回折格子５０を備えている。なお、発光ダイオードアレイ光源４７，４８，４９においては、発光ダイオードを２次元アレイ状に配置しているが、１次元に配置または３次元アレイ状に配置してもよい。
【００９５】
発光ダイオード４７ｂは波長３６５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード４８ｂは波長３８５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード４９ｂは波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。発光ダイオードアレイ４７，４８，４９は、それぞれの発光ダイオードから射出される光が透過型回折格子５０の射出面に対し垂直方向に透過するようにそれぞれ位置決めされている。即ち、発光ダイオードアレイ光源４７、４８、４９より射出される光は透過型回折格子５０にそれぞれ異なった角度で入射し、透過型回折格子５０を透過し、透過型回折格子５０の射出面に対し垂直方向に射出する。従って、発光ダイオードアレイ光源４７から射出される光の光路、発光ダイオードアレイ光源４８から射出される光の光路、及び発光ダイオードアレイ光源４９から射出される光の光路は、透過型回折格子５０により合成され、ほぼ平行な光束となり、集光レンズ６を介して集光する。その他の点については、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成を有するため、詳細な説明を省略する。
【００９６】
この実施の形態においても、プレートＰ上に感度が２０ｍＪ／ｃｍ２のフォトレジスト又は感度が６０ｍＪ／ｃｍ２の樹脂レジストが塗布される場合を想定しており、このフォトレジスト及び樹脂レジストの分光特性を含むレシピデータが記憶装置１７に記憶されている。
【００９７】
ここで、この実施の形態においては、照度センサ１４ｂ及び射出端７ｂ以外の他の４つの射出端から射出された光の照度を計測する照度センサにより光源ユニット４６から射出される光の照度を計測し、その計測値が主制御系１５に入力される。また、照度センサ２１によりプレートＰ上の照明光の照度を計測し、その計測値も主制御系１５に入力される。主制御系１５は、記憶装置１７に記憶されているプレートＰに塗布されたレジストの分光特性に基づいて、光源ユニット４６から射出される光の照度がレジストの分光特性に応じた最適かつ一定の値になるように、電源装置１６を介して、光源ユニット４６に備えられている発光ダイオードアレイ光源４７、発光ダイオードアレイ光源４８、及び発光ダイオードアレイ光源４９に対する電力供給量を制御する。
【００９８】
例えば、発光ダイオードアレイ光源４７、発光ダイオードアレイ光源４８、及び発光ダイオードアレイ光源４９に対して供給する電力を制御することにより、光源ユニット４６から射出される光の波長を選択することができる。即ち、発光ダイオードアレイ光源４７から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源４８及び発光ダイオードアレイ光源４９から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット４６から射出される光の波長は３６５ｎｍの光を含む波長域となる。また、発光ダイオードアレイ光源４７及び発光ダイオードアレイ光源４８から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源４９から射出される光のパワーをゼロとした場合には、光源ユニット４６から射出される光の波長は３６５ｎｍ及び３８５ｎｍの光を含む波長域となる。このようにして、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーを維持又はゼロにすることにより、光源ユニット４６から必要な波長域の光を射出することができる。
【００９９】
また、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される光のパワーを調整することもできる。例えば、発光ダイオードアレイ光源４７から射出される光のパワーを大きくし、発光ダイオードアレイ光源４８及び発光ダイオードアレイ光源４９から射出される光のパワーを小さくする等により、光源ユニット４６から射出される光の分光特性の調整を行うことができる。
【０１００】
また、主制御部１５は、発光ダイオードアレイ光源４７を構成する個々の発光ダイオード４７ｂ、発光ダイオードアレイ光源４８を構成する個々の発光ダイオード４８ｂ、発光ダイオードアレイ光源４９を構成する個々の発光ダイオード４９ｂに供給される電力を独立して制御することができる。従って、発光ダイオードアレイ光源４７を構成する個々の発光ダイオード４７ｂ、発光ダイオードアレイ光源４８を構成する個々の発光ダイオード４８ｂ、発光ダイオードアレイ光源４９を構成する個々の発光ダイオード４９ｂから射出される光の出力を個々に調整することにより、光源ユニット４６から射出される光のパワーをより高精度に制御することができる。
【０１０１】
次に、図面を参照して、この発明の第７の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図１０は、この第７の実施の形態にかかる照明光学系ＩＬの側面図である。なお、この第７の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の部材と同一の部材には、第１の実施の形態の説明で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。この第７の実施の形態にかかる露光装置は、照明光学系ＩＬに３つの発光ダイオードアレイ光源５１ａ１、５１ａ２、５１ａ３を備えており、３つの光源からの照明光をランダム性の良好なライトガイド７を介して５つの照明光に分割する。なお、この実施の形態においてもプレートＰ上にフォトレジスト（感度：２０ｍＪ／ｃｍ２）又は樹脂レジスト（感度：６０ｍＪ／ｃｍ２）が塗布されるものとする。また、図１０中に示したＸＹＺ直交座標系は、第１の実施の形態で用いられているＸＹＺ直交座標系と同一のものである。
【０１０２】
図１０に示すように、照明光学系ＩＬには、基板５２ａ上に発光ダイオード５２ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源５１ａ１、基板５３ａ上に発光ダイオード５３ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源５１ａ２、基板５４ａ上に発光ダイオード５４ｂを２次元アレイ状に配置した発光ダイオードアレイ光源５１ａ３が備えられている。なお、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１、５１ａ２、５１ａ３においては、発光ダイオードを２次元アレイ状に配置しているが、１次元に配置または３次元アレイ状に配置してもよい。
【０１０３】
発光ダイオード５２ｂは、波長３６５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード５３ｂは波長３８５ｎｍの光を含む波長域の光を射出し、発光ダイオード５４ｂは波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する。発光ダイオードアレイ光源５１ａ１から射出される光は、集光レンズ５ａ１によってほぼ平行光束に変換され集光レンズ６ａ１によって集光し、ライトガイド７の入射端７ａ１に入射する。同様にして、発光ダイオードアレイ光源５１ａ２、５１ａ３から射出される光は、集光レンズ５ａ２、５ａ３によってほぼ平行光束に変換され集光レンズ６ａ２、６ａ３によって集光し、ライトガイド７の入射端７ａ２、７ａ３に入射する。
【０１０４】
図１０に示すライトガイド７は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであって、光源ユニットの数と同じ数の入射端７ａ１，７ａ２、７ａ３を備え，投影光学系ＰＬを構成する投影光学ユニットの数と同じ数の射出端（図１０では射出端７ｂだけを示す）とを備えている。ライトガイド７の入射端入射端７ａ１，７ａ２、７ａ３へ入射した光は、その内部を伝播した後、５つの射出端（射出端７ｂ及び他の４つの射出端）から分割されて射出される。
【０１０５】
このライトガイド７は、複数の光ファイバ束を有することが好ましい。即ち、この場合には、入射端７ａ１と射出端７ｂとを光学的に接続し入射端７ａ１から入射する光の一部を射出端７ｂに導く光ファイバ束、入射端７ａ２と射出端７ｂとを光学的に接続し入射端７ａ２から入射する光の一部を射出端７ｂに導く光ファイバ束、入射端７ａ３と射出端７ｂとを光学的に接続し入射端７ａ３から入射する光の一部を射出端７ｂに導く光ファイバ束を有する。同様に入射端７ａ１、入射端７ａ２、入射端７ａ３と他の４つの射出端とを光学的に接続し、入射端７ａ１、入射端７ａ２、入射端７ａ３から入射する光の一部を他の４つの射出端に導く光ファイバ束を有する。
【０１０６】
ライトガイド７の射出端７ｂから射出された発散光束は、コリメートレンズ８ｂ、フライアイ・インテグレータ９ｂ、開口絞り１０ｂを順に介して、ハーフミラー１１ｂを透過し、コンデンサレンズ系１２ｂを介してマスクＭを重畳的にそれぞれ照明する。なお、他の４つの射出端から射出された発散光束もコリメートレンズ、フライアイ・インテグレータ、開口絞りを順に介してハーフミラーを透過し、コンデンサレンズを介してマスクＭを重畳的にそれぞれ照明する。即ち、照明光学系ＩＬは、マスクＭ上においてＹ軸方向に並んだ複数（図１では合計で５つ）の台形状の領域を照明する。
【０１０７】
ハーフミラー１１ｂにより反射された光束は、レンズ１３ｂを介して照度センサ１４ｂに入射する。なお、照度センサ１４ｂにおいては、光の照度を検出し、その検出された検出値は、主制御系１５に入力される。なお、他の４つの射出端から射出された光も照度センサで光の照度が検出されて主制御部１５に入力される。
【０１０８】
主制御系１５は、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１〜５１ａ３から射出される光の照度がレジストの分光特性に応じた最適かつ一定の値になるように、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１〜５１ａ３にそれぞれ供給される電力量を制御する。
【０１０９】
この実施の形態においても、プレートＰ上に感度が２０ｍＪ／ｃｍ２のフォトレジスト又は感度が６０ｍＪ／ｃｍ２の樹脂レジストが塗布される場合を想定しており、このフォトレジスト及び樹脂レジストの分光特性を含むレシピデータが記憶装置１７に記憶されている。
【０１１０】
ここで、この実施の形態においては、照度センサ１４ｂ及び射出端７ｂ以外の他の４つの射出端から射出された光の照度を計測する照度センサにより発光ダイオードアレイ光源５１ａ１〜５１ａ３から射出される光の照度を計測し、その計測値が主制御系１５に入力される。また、照度センサ２１によりプレートＰ上の照明光の照度を計測し、その計測値も主制御系１５に入力される。主制御系１５は、記憶装置１７に記憶されているプレートＰに塗布されたレジストの分光特性に基づいて、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１〜５１ａ３から射出される光の照度がレジストの分光特性に応じた最適かつ一定の値になるように、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１〜５１ａ３に対する電力供給量を制御する。
【０１１１】
例えば、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１、発光ダイオードアレイ光源５１ａ２、及び発光ダイオードアレイ光源５１ａ３に対して供給する電力を制御することにより、ライトガイド７から射出される光の波長を選択することができる。例えば、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１及び発光ダイオードアレイ光源５１ａ２から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源５１ａ３から射出される光のパワーをゼロとした場合には、ライトガイド７から射出される光の波長は３６５ｎｍ及び４０５ｎｍの光を含む波長域となる。また、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１から射出される光のパワーを維持したまま発光ダイオードアレイ光源５１ａ２及び発光ダイオードアレイ光源５１ａ３から射出される光のパワーをゼロとした場合には、ライトガイド７から射出される光の波長は３６５ｎｍの光を含む波長域となる。このようにして、個々の発光ダイオードアレイ光源から射出される個々の光のパワーを維持又はゼロにすることにより、プレートＰに対して必要な波長域の光を供給することができる。
【０１１２】
また、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１から射出される光のパワーを大きくし、発光ダイオードアレイ光源５１ａ２及び発光ダイオードアレイ光源５１ａ３から射出される光のパワーを小さくする等により、プレートＰに対して供給される光の分光特性を調整することができる。
【０１１３】
また、主制御部１５は、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１を構成する個々の発光ダイオード５２ｂ、発光ダイオードアレイ光源５１ａ２を構成する個々の発光ダイオード５３ｂ、発光ダイオードアレイ光源５１ａ３を構成する個々の発光ダイオード５４ｂに供給される電力を独立して制御することもできる。従って、発光ダイオードアレイ光源５１ａ１を構成する個々の発光ダイオード５２ｂ、発光ダイオードアレイ光源５１ａ２を構成する個々の発光ダイオード５３ｂ、発光ダイオードアレイ光源５１ａ３を構成する個々の発光ダイオード５４ｂから射出される光の出力を個々に調整することにより、プレートＰに対して供給される光のパワーをより高精度に制御することができる。
【０１１４】
なお、上述の実施の形態においては、複数の投影光学ユニットにより構成される投影光学系を備えるステップ・アンド・スキャン型の投影露光装置を例にして説明したが、１つの投影光学系を有するステップ・アンド・リピート型の投影露光装置にこの発明を適用してもよい。また、プロキシミティ方式の露光装置にこの発明を適用してもよい。この場合には、投影光学系が存在しないことから像面照度を高くすることができる。
【０１１５】
なお、上述の第２〜第４の実施の形態において、ダイクロイックミラーによる別波長の光の合成の際の光源ユニットの配置は上述の例には限定されない。例えば、図４に示す第２の実施の形態においては、波長３６５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する発光ダイオード２３ｂからの光を反射側（発光ダイオード２４ｂまたは２５ｂの位置）に設定し、波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する発光ダイオード２４ｂを透過側（発光ダイオード２３ｂの位置）に設定しても良い。また、図５に示す第３の実施の形態においては、波長３６５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する発光ダイオード２８を発光ダイオード３１の位置に設定し、波長３８５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する発光ダイオード２９を発光ダイオード３０の位置に設定し、波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する発光ダイオード３０を発光ダイオード２９の位置に設定し、波長４３６ｎｍの光を含む波長域の光を射出する発光ダイオード３１を発光ダイオード２８の位置に設定しても良い。すなわち、短波長側と長波長側との反射の順番を入れ替えてもかまわない。そして、図６に示す第４の実施形態では、波長３８５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する発光ダイオード３７と波長４０５ｎｍの光を含む波長域の光を射出する発光ダイオード３８とを入れ替えてもかまわない。
【０１１６】
また、上述の各実施の形態においては、固体光源として発光ダイオードを用いているが、レーザダイオードなどの他の種類の固体光源を用いてもよい。
【０１１７】
なお、発光ダイオードとレーザダイオードとを組み合わせて用いてもよい。例えば第１のアレイ光源として発光ダイオードを用い、第２のアレイ光源としてレーザダイオードを用いてもよい。
【０１１８】
また、上述の各実施の形態において、複数の固体光源として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、さらに複数の発光点を一枚の基板に作り込んだタイプのものなどを用いても良い。なお、固体光源素子は無機、有機を問わない。
【０１１９】
また、上述の各実施の形態において、光源として、複数個の固体光源と各固体光源に対応して設けられた複数の光ファイバ等のライトガイド（ファイバ）とを組み合わせたファイバ光源を用いても良い。この場合には、第１の実施の形態の光源ユニット１の発光ダイオード光源２、３（図３参照）、第２の実施の形態の光源ユニット２２の発光ダイオード光源２３、２４、２５（図４参照）、第３の実施の形態の光源ユニット２７の発光ダイオード光源２８、２９、３０、３１（図５参照）、第４の実施の形態の光源ユニット３５の発光ダイオード光源３６、３７、３８（図６参照）、第５の実施の形態の光源ユニット４１の発光ダイオード光源４２、４３、４４（図８参照）、第６の実施の形態の光源ユニット４６の発光ダイオード光源４７、４８、４９（図９参照）がファイバ光源に変更される。なお、この場合には、全ての発光ダイオード光源をファイバ光源に変更してもよく、また一部の発光ダイオード光源をファイバ光源に変更してもよい。
【０１２０】
図１１は、固体光源７１と各固体光源７１に対応して設けられた光ファイバ７２とを複数個束ね合わせたファイバ光源６９を示す図である。図１１に示すファイバ光源６９においては、固体光源７１から射出される光は、光ファイバ７２の入射端に入射して、光ファイバ７２の射出端から射出する。即ち、光ファイバ７２のそれぞれの入射端は、固体光源７１と光学的に接続されている。また、図１２は、固体光源７１、各固体光源７１に対応して設けられたレンズ（集光光学系）７３及び光ファイバ７２を複数個束ね合わせたファイバ光源７０を示す図である。図１２に示すファイバ光源７０においては、固体光源７１から射出される光は、レンズ７３に入射して、レンズ７３により集光されて光ファイバ７２の入射端に入射し、光ファイバ７２の射出端から射出する。即ち、光ファイバ７２のそれぞれの入射端は、固体光源７１と光学的に接続されている。
【０１２１】
図１１に示すファイバ光源６９及び図１２に示すファイバ光源７０においては、適切な開口数を有する光ファイバ７２を用いることにより、通常楕円形である固体光源７１のビームプロファイル７５（図１３（ａ）参照）を円形のビームプロファイル７６（図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）参照）に成形することができる。
【０１２２】
また、複数個の光ファイバの射出端部分を任意の形に束ね合わせることにより光源の射出端の形状（射出端の配置形状）を最適な形状に成形することが可能である。例えば、図１４（ａ）に示すような矩形状に成形することもでき、図１４（ｂ）に示すような形状に成形することもできる。また、図１５に示すように、ファイバ光源６９、７０の光ファイバの射出端を束ねた形状とフライアイ・インテグレータ８０の１つのエレメント８１の形状とが相似形になるように、複数個の光ファイバの射出端部分の形状を成形することも極めて容易となる。
【０１２３】
ここで、図１６は、図１２に示すファイバ光源７０の１つの固体光源７１、それに対応して設けられたレンズ（集光光学系）７３及び光ファイバ７２を示す図である。図１２に示すファイバ光源７０においては、固体光源７１の発散光の内で最大の射出角度を持つ光の開口数（最大の射出角度（半角）の正弦（ｓｉｎ）、以下、最大開口数と呼ぶこととする）をＮＡ１、固体光源７１の発光部の大きさ（直径）の最大値をφ、光ファイバ７２が光を取り込むことが可能な角度範囲（半角）の正弦（ｓｉｎ）、いわゆる光ファイバ７２の開口数をＮＡ２、光ファイバ７２の入射端のコア直径をＤとしたとき、ＮＡ２≧φ／Ｄ×ＮＡ１の条件を満足している。この条件を満足することにより、固体光源７１から射出される光を無駄なく光ファイバ７２に取り込むことができ、固体光源７１から射出される光の光量を維持して、光ファイバ７２の射出端から射出させることができる。
【０１２４】
また、光ファイバとして石英ファイバを用いる場合、固体光源７１の最大開口数をＮＡ１、固体光源７１の発光部の大きさ（直径）の最大値をφ、石英ファイバの入射端のコア直径をＤとしたとき、０．３≧φ／Ｄ×ＮＡ１の条件を満足している。この条件を満足することにより、固体光源から射出される光を無駄なく石英ファイバに取り込むことができ、固体光源から射出される光の光量を維持して、光ファイバ７２の射出端から射出させることができる。
【０１２５】
また、図１７はファイバ光源６９、７０の射出端からフライアイ・インテグレータ８０までの構成を示す図、図１８はフライアイ・インテグレータ８０の１つのエレメント８１における入射面の形状を示す図、図１９はファイバ光源６９、７０の射出端８３の形状を示す図である。ここで、フライアイ・インテグレータ８０のエレメント８１の入射面の一方の長さをａ、他方の長さをｂ、複数個の光ファイバ７２を束ね合わせた射出端８３の形状において一方の長さをＡ、他方の長さをＢ、光ファイバ７２とフライアイ・インテグレータ８０との間に位置するコリメートレンズ８２の焦点距離をｆ１、フライアイ・インテグレータ８０の焦点距離をｆ２としたとき、Ａ×ｆ２／ｆ１≦ａ及びＢ×ｆ２／ｆ１≦ｂの関係が成り立つ。
【０１２６】
また、ファイバ光源がｍ組の光ファイバ光源６９、７０で構成される場合（ｍは自然数）、ｍ組の光ファイバ７２から射出される光出力の総量をＷ、光ファイバ７２の射出端のコア直径をｄとしたとき、［ｍ×｛ｄ（ｆ２／ｆ１）｝２π／（４×ａ×ｂ）］×Ｗ≧３０（ｍＷ）の条件を満足することが望ましい。この条件を満足することにより、フライアイ・インテグレータ８０の１つのエレメント８１に対する光源像の充填率を最適な状態にすることができ、露光装置として実用的な照度を得ることができる。なお、この場合において、光ファイバ７２の射出端を束ねた形状とフライアイ・インテグレータ８０のエレメント８１の形状とは相似形であることが望ましい。
【０１２７】
また、図１１に示すファイバ光源６９及び図１２に示すファイバ光源７０においては、光ファイバ７２の射出端における時間的に変化する光量の最大値をＰｍａｘ、最小値をＰｍｉｎとしたとき、その光ファイバ７２の射出端における光量の平均リップル幅ΔＰは、ΔＰ＝（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）／（Ｐｍａｘ＋Ｐｍｉｎ）により算出される。ここで、フライアイ・インテグレータ８０の入射端において要求される光量のリップル幅をΔＷとしたとき、固体光源７１の数ｎはｎ≧（ΔＰ／ΔＷ）２の条件を満たすことが望ましい。
【０１２８】
この条件を満足することにより、ファイバ光源６９、７０の射出端から射出される光出力のばらつきは、固体光源７１の数ｎを（ΔＰ／ΔＷ）２より多くすることにより平均化され、その平均化効果により安定した光出力を有するファイバ光源６９、７０を提供することができる。
【０１２９】
また、図１１に示すファイバ光源６９及び図１２に示すファイバ光源７０においては、それぞれの固体光源７１の波長、光量等の出力特性にばらつきがある場合、それら出力特性の異なる複数個の固体光源７１をファイバ光源の光源として用いることによりファイバ光源６９、７０の射出端において出力特性のばらつきが平均化される。ファイバ光源６９、７０の射出端において平均化された光は、さらにフライアイ・インテグレータ８０により平均化される。図２０は、各固体光源７１の出力特性のばらつきを平均化した状態をグラフ化した図である。それぞれ異なった出力特性を持つ固体光源７１を平均化して、グラフ化したものがＡＶＥである。このように、出力特性の異なる複数個の固体光源７１を組み合わせたものをファイバ光源６９、７０に使用した場合において、平均化効果により安定した光出力を有する照明光を得ることができる。
【０１３０】
また、露光装置が走査型露光装置である場合に、同期ブラインドを備えても良い。図２１は、走査型露光装置の構成図である。この露光装置は、１つの投影光学系を備え、投影光学系に対して、マスクステージ及び基板ステージが移動しつつ、マスクのパターンをプレート上に転写する走査型露光装置であり、同期ブラインド（可動ブラインド機構）９１を有する。その他の点においては、第１〜第４の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成を有する。
【０１３１】
図２１に示すように、マスクＭの近傍には、固定ブラインドＢＬ０と、可動ブラインド機構９１とが配置されており、図２２に示すように、この可動ブラインド機構９１は、４枚の可動ブレードＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３、ＢＬ４からなる。可動ブレードＢＬ１、ＢＬ２のエッジによって走査露光方向の開口ＡＰの幅が決定され、可動ブレードＢＬ３、ＢＬ４のエッジによって非走査方向の開口ＡＰの長さが決定される。また、４枚の可動ブレードＢＬ１〜ＢＬ４の各エッジで規定された開口ＡＰの形状は、投影レンズＰＬの円形イメージフィールドＩＦ内に包含されるように定められる。
【０１３２】
固定ブラインドＢＬ０の開口と可動ブランド機構９１の開口ＡＰとを通過した照明光はマスクＭを照射する。つまり、各可動ブレードＢＬ１〜ＢＬ４によって形成される開口ＡＰと固定ブラインドＢＬ０の開口とが重なっている領域についてのみ、マスクＭの照明が行われることになる。通常の露光状態においては、固定ブラインドＢＬ０の開口の像がマスクＭのパターン面に結像されるが、マスクＭ上の特定走査露光領域の周辺すなわち遮光部分の近傍領域の露光が行われる場合、４枚の可動ブレードＢＬ１〜ＢＬ４によって遮光部分の外側に照明光が入射することが防止される。即ち、マスクステージの走査に際して、照明光学系から射出される光束とマスクＭとの相対位置に関する情報が監視される。この監視情報に基づいて、マスクＭ上の特定走査露光領域の露光開始時や露光終了時において遮光部分の近傍領域について露光が始まると判断した場合、可動ブレードＢＬ１、ＢＬ２のエッジ位置を移動させ、走査露光方向の開口ＡＰの幅を制御する。これにより、不要なパターン等がプレートに対して転写されるのを防止することができる。なお、この露光装置においては、マスクＭ近傍に可動ブラインド機構９１を設けているが、マスクＭと共役な位置又はその近傍の位置であれば、他の位置に可動ブラインド機構を設けても良い。
【０１３３】
また、露光装置に帯電防止手段を設けるようにしても良い。図２３は、１つの投影光学系を備え、帯電防止手段を備えた非走査型露光装置の構成図である。その他の点においては、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成を有する。この露光装置においては、光源を収容する筐体９２と、照明光学系及び投影光学系等の露光装置本体を収容する筐体９３とが別々に設けられており、筐体９２と筐体９３とが電気的に接続され、更にアースされている。即ち、筐体９２と筐体９３とが同電位に保たれている。また、光源に電力を供給する電源部９４と露光装置本体に電力を供給する電源部９５とが別々に設けられており、それぞれアースされている。したがって、露光装置の光源及び露光装置本体に静電気が帯電するのを防止することができ、静電気による固体光源の破損を防止することができる。
【０１３４】
また、上述の各実施形態におけるマスクに替えて、投影すべきパターンを生成する可変パターン生成装置を用いても良い。このような可変パターン生成装置は、自発光型画像表示素子と、非発光型画像表示素子とに大別される。自発光型画像表示素子としては、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）が例としてあげられる。また、非発光型画像表示素子は、空間光変調器 （Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：以下ＳＬＭと略記する）とも呼ばれ、光の振幅、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器と反射型空間光変調器とに分けられる。透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）などが例としてあげられ、反射型空間光変調器としては、ＤＭＤ（Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ， またはＤｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：ＥｌｅｃｔｒｏＰｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）などが例としてあげられる。
【０１３５】
次に、この発明の実施の形態にかかる露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法について説明する。図２４は、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。まず、図２４のステップＳ４０において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ４２において、その１ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ４４において、この発明の実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスクＭ上のパターンの像がその投影光学系（投影光学ユニット）を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。即ち、照明装置を用いてマスクＭが照明され、投影光学系を用いてマスクＭ上のパターンの像が基板上に投影され露光転写される。
【０１３６】
その後、ステップＳ４６において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ４８において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。また、この発明の実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２５のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図２５は、この実施の形態の露光装置を用いてプレート上に所定のパターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を説明するためのフローチャートである。
【０１３７】
図２５のパターン形成工程Ｓ５０では、この実施の形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ５２へ移行する。
【０１３８】
次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ５２では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、又はＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ５２の後に、セル組み立て工程Ｓ５４が実行される。セル組み立て工程Ｓ５４では、パターン形成工程Ｓ５０にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形成工程Ｓ５２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。
【０１３９】
セル組み立て工程Ｓ５４では、例えば、パターン形成工程Ｓ５０にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ５２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組立工程Ｓ５６にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【０１４０】
【発明の効果】
この発明の露光装置によれば、第１のアレイ光源から射出される光の光路と第２のアレイ光源から射出される光の光路とを、ダイクロイック膜を備えた平行平面板、ダイクロイック膜を備えたプリズム、若しくは回折格子により合成するため、光源ユニットから射出される光パワーを増大させることができる。
【０１４１】
また、第１のアレイ光源から射出される光のパワーと第２のアレイ光源から射出される光のパワーを調整することができるため、光源ユニットから射出される光の波長を選択することができ、また、光源ユニットから射出される光の分光特性を調整することができる。
【０１４２】
この発明の露光方法によれば、感光性基板に塗布された感光性材料に適した波長、照度の光によりマスクのパターン像を露光するため、マスクのパターンを感光性基板に良好に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態にかかる露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態にかかる露光装置の照明光学系の側面図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態にかかる光源ユニットの構成図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態にかかる光源ユニットの構成図である。
【図５】この発明の第３の実施の形態にかかる光源ユニットの構成図である。
【図６】この発明の第４の実施の形態にかかる光源ユニットの構成図である。
【図７】この発明の第５の実施の形態にかかる露光装置の照明光学系の側面図である。
【図８】この発明の第５の実施の形態にかかる光源ユニットの構成図である。
【図９】この発明の第６の実施の形態にかかる光源ユニットの構成図である。
【図１０】この発明の第７の実施の形態にかかる露光装置の照明光学系の側面図である。
【図１１】この発明の実施の形態にかかるファイバ光源の構成を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態にかかる別のファイバ光源の構成を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態にかかる光源から射出されるビームプロファイルの形状を説明するための図である。
【図１４】この発明の実施の形態にかかるファイバ光源の射出端の形状を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態にかかるファイバ光源の射出端の形状とフライアイ・インテグレータのエレメントの形状とが相似形であることを示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態にかかるファイバ光源において、固体光源から射出される光を無駄なく光ファイバに取り込むための条件を説明するための図である。
【図１７】この発明の実施の形態にかかるファイバ光源の射出端からフライアイ・インテグレータまでの構成を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態にかかるフライアイ・インテグレータの１つのエレメントの形状を示す図である。
【図１９】この発明の実施の形態にかかるファイバ光源の射出端の形状を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態にかかる各固体光源の出力特性のばらつきを平均化した状態をグラフ化した図である。
【図２１】この発明の実施の形態にかかる走査型露光装置の構成を示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態にかかる走査型露光装置に設けられた４枚の可動ブレードを示す図である。
【図２３】この発明の実施の形態にかかる帯電防止手段を備えた露光装置の構成を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する方法のフローチャートである。
【図２５】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１，２２，２７，３５，４１，４６…光源ユニット、４，３２，３３，３４…プレートタイプダイクロイックミラー、７…ライトガイド、８ｂ…コリメートレンズ、９ｂ…フライアイ・インテグレータ、１０ｂ…開口絞り、１１ｂ…ハーフミラー、１２ｂ…コンデンサレンズ系、１４ｂ、２１…照度センサ、１５…主制御系、１６…電源装置、１７…記憶装置、２６…クロスタイプダイクロイックミラー、４５…反射型回折格子、５０…透過型回折格子、ＤＰ…パターン、Ｍ…マスク、Ｐ…プレート、ＩＬ…照明光学系、ＰＬ…投影光学系、ＰＬ１〜ＰＬ５…投影光学ユニット、ＭＳ…マスクステージ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method used in a manufacturing process of a semiconductor device, a liquid crystal display device, an imaging device, a thin film magnetic head, and other micro devices.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A liquid crystal display element, which is one of micro devices, is usually formed by patterning a transparent thin-film electrode on a glass substrate (plate) into a desired shape by a photolithography method, and switching elements such as a TFT (Thin Film Transistor) and an electrode. It is manufactured by forming wiring. In a manufacturing process using this photolithography method, a projection exposure apparatus that projects and exposes an original pattern formed on a mask onto a plate coated with a photosensitive agent such as a photoresist through a projection optical system is used. Used.
[0003]
Conventionally, after performing relative positioning between a mask and a plate, a pattern formed on the mask is collectively transferred to one shot area set on the plate, and the plate is step-moved after the transfer. A step-and-repeat type projection exposure apparatus (a so-called stepper) for performing exposure of another shot area by using the exposure apparatus is often used.
[0004]
In recent years, a liquid crystal display element has been required to have a large area, and accordingly, a projection exposure apparatus used in a photolithography process has been desired to have an enlarged exposure area. In order to enlarge the exposure area of the projection exposure apparatus, it is necessary to increase the size of the projection optical system. However, it becomes costly to design and manufacture a large projection optical system in which residual aberration is reduced as much as possible. Therefore, in order to minimize the size of the projection optical system, a slit-like illumination light whose length in the longitudinal direction is set to be substantially the same as the effective diameter of the projection optical system on the object plane side (mask side) of the projection optical system. Irradiates the mask, and while the slit-shaped light passing through the mask is irradiating the plate via the projection optical system, the mask and the plate are moved relative to the projection optical system and scanned, A so-called step-and-scan method in which a part of the pattern formed on the mask is sequentially transferred to one shot set on the plate, and after the transfer, the plate is step-moved and the other shot areas are similarly exposed. Projection exposure apparatus has been devised.
[0005]
In recent years, in order to further expand the exposure area, instead of using one large projection optical system, a small partial projection optical system is placed at a predetermined interval in a direction orthogonal to the scanning direction (non-scanning direction). A projection including a so-called multi-lens type projection optical system in which a plurality of first arrays and a second array in which a partial optical system is arranged between the partial projection optical systems are arranged in the scanning direction. An exposure apparatus has been devised (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-7-57986
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As a light source of the above-described projection exposure apparatus, a mercury lamp or the like is mainly used in an ultraviolet region having a wavelength of about 360 nm. Since the life of the mercury lamp is about 500 to 1000 hours, the lamp needs to be periodically replaced, which is a heavy burden on the exposure apparatus user. In addition, high power is required to ensure high illuminance, and accompanying heat generation measures are required.Therefore, there was a risk of high running costs and rupture due to factors such as deterioration over time. .
[0008]
On the other hand, light emitting diodes have higher luminous efficiency than mercury lamps and the like, and therefore have the features of power saving and small heat generation, and can realize a significant reduction in running cost. In addition, since there is a life of about 3000 hours, the burden of replacement is small and there is no danger of explosion due to factors such as deterioration with time. More recently, UV-LEDs and the like that have achieved a high light output of about 100 mw at a wavelength of 365 nm have been developed.
[0009]
In the production of the above-described liquid crystal display element, a photoresist is applied on a plate, a pattern formed on a mask is transferred to the plate using any of the above-described projection exposure apparatuses, development of the photoresist, etching, and By repeating steps such as peeling of the photoresist, an element substrate on which switching elements such as TFTs and electrode wirings are formed is formed. Then, the liquid crystal display element is manufactured by laminating the element substrate and a counter substrate provided with a color filter manufactured in a separate process, and sandwiching a liquid crystal therebetween.
[0010]
By the way, the conventional liquid crystal display device has been manufactured by separately forming and bonding an element substrate on which a TFT is formed and a counter substrate provided with a color filter as described above. As a result, a liquid crystal display device having a structure in which a color filter is formed on a substrate on which a TFT is formed has been devised. In the manufacturing process of a liquid crystal display element having such a structure, a resin resist in which a colored pigment is dispersed is applied to a substrate on which a TFT is formed, and the resin resist is exposed and developed using a projection exposure apparatus. Forming a color filter.
[0011]
Here, the sensitivity of a photoresist used when forming a TFT or the like is 15 to 30 mJ / cm. 2 On the other hand, the sensitivity of the resin resist is 50 to 100 mJ / cm. 2 And the energy required for exposing the resin resist may be several times to several tens times that of a normal photoresist. The resolution required when exposing the resin resist is sufficient to form a light-shielding layer disposed between pixels of the liquid crystal display element, and for example, about 5 μm is sufficient. That is, when a TFT or the like is formed using a normal photoresist, the exposure energy may be small because the sensitivity of the photoresist is high, but a resolution of about 3 μm is required. On the other hand, when a color filter is formed using a resin resist, more exposure energy is required than a photoresist, but the resolution may be about 5 μm. As described above, since the required exposure energy differs depending on the sensitivity of the resist applied to the substrate, the illuminance of the illumination light applied to the substrate is adjusted so that the exposure energy has a predetermined value corresponding to the resist sensitivity. Need to be controlled.
[0012]
An object of the present invention is to provide an exposure apparatus having a solid-state light source capable of controlling the power of the emitted light while improving the power of the emitted light, and an exposure method using the exposure apparatus.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light source unit guides a light beam emitted from a light source unit to a mask and transfers a pattern of the mask onto a photosensitive substrate, wherein the light source units are arranged in a plurality of arrays. A first array light source that includes a solid light source and emits light of a first wavelength; and a plurality of solid light sources that are arranged in an array and emits light of a second wavelength different from the first wavelength. A second array light source, and an optical path combining means for combining an optical path of light emitted from the first array light source and an optical path of light emitted from the second array light source. I do.
[0014]
An exposure apparatus according to a second aspect is characterized in that the optical path combining means includes a dichroic film obliquely provided with respect to the optical path.
[0015]
Further, in the exposure apparatus according to the third aspect, the optical path combining means includes a parallel plane plate obliquely provided with respect to the optical path, and the dichroic film is formed on the parallel plane plate. .
[0016]
An exposure apparatus according to a fourth aspect is characterized in that the optical path combining means includes another dichroic film provided at an angle different from that of the dichroic film.
[0017]
Further, in the exposure apparatus according to the fifth aspect, the optical path combining means includes at least one prism member, and the dichroic film is formed on an optical surface of the prism member.
[0018]
An exposure apparatus according to a sixth aspect is characterized in that the optical path combining means includes a diffraction grating.
[0019]
According to the exposure apparatus of the present invention, the optical path of the light emitted from the first array light source and the optical path of the light emitted from the second array light source are provided with a dichroic film. Since the light is combined using a plane-parallel plate, a prism having a dichroic film, or a diffraction grating, the light power emitted from the light source unit can be increased.
[0020]
The exposure apparatus according to claim 7 further includes an output measurement unit that measures an output of the light source unit.
[0021]
The exposure apparatus according to claim 8 is characterized in that the output measuring means includes an illuminance measuring means for measuring the illuminance on the photosensitive substrate.
[0022]
According to the exposure apparatus according to the seventh and eighth aspects, it is possible to measure illumination unevenness on the photosensitive substrate based on the illuminance on the photosensitive substrate.
[0023]
The exposure apparatus according to claim 9, wherein the first power control means for controlling the power of the light emitted from the first array light source, and the power of the light emitted from the second array light source And a second power control unit for controlling.
[0024]
According to the exposure apparatus of the ninth aspect, the power of light emitted from the first array light source and the power of light emitted from the second array light source can be individually controlled. Therefore, for example, the power of the light emitted from the second array light source is reduced to zero while maintaining the power of the light emitted from the first array light source, or the power of the light emitted from the second array light source Can be controlled such that the power of the light emitted from the first array light source is made zero while maintaining the above. In this case, the wavelength range of light emitted from the light source unit can be selected. Further, the spectral characteristics of the light emitted from the light source unit are set such that the power of the light emitted from the first array light source is set to a predetermined value and the power of the light emitted from the second array light source is set to a predetermined value. Can also be controlled.
[0025]
The exposure apparatus according to claim 10, wherein the third power control means independently controls power of the plurality of solid-state light sources in the first array light source, and the plurality of solid-state light sources in the second array light source. And a fourth power control means for independently controlling the power of the solid-state light source.
[0026]
According to the exposure apparatus of the tenth aspect, the power of each solid-state light source constituting the first array light source and the power of each solid-state light source constituting the second array light source are independently controlled. Control. Therefore, it is possible to adjust the power of light with high accuracy and fineness.
[0027]
The exposure apparatus according to claim 11, further comprising a power control unit that controls power of light emitted from the light source unit based on information about a photosensitive material applied on the photosensitive substrate. It is characterized by.
[0028]
According to the exposure apparatus of the eleventh aspect, since the power of the light emitted from the light source unit can be controlled, the photosensitive device can emit light with illuminance suitable for the photosensitive material applied on the photosensitive substrate. Exposure can be performed on the reactive substrate.
[0029]
The exposure apparatus according to claim 12 is characterized in that the light source unit further includes a plurality of fibers, and respective incident ends of the plurality of fibers are optically connected to the plurality of solid-state light sources. .
[0030]
According to the exposure apparatus of the twelfth aspect, the degree of freedom in the arrangement of the solid-state light sources of the light source unit can be increased, and the arrangement of the emission ends of the plurality of fibers can be easily made into an arbitrary shape. .
[0031]
The exposure apparatus according to claim 13 further includes a projection optical system that forms a pattern image of the mask on the photosensitive substrate.
[0032]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the exposure method using the exposure apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, the mask is illuminated using a light beam emitted from the light source unit. And a transfer step of transferring the pattern of the mask onto a photosensitive substrate.
[0033]
The exposure method according to claim 15, further comprising a power control step of controlling a power of light emitted from the light source unit based on information on a photosensitive material applied on the photosensitive substrate. It is characterized by.
[0034]
In an exposure method according to a sixteenth aspect, the power control step controls a spectral characteristic of light emitted from the light source unit, and adjusts a power of light emitted from the light source unit. And a power adjusting step.
[0035]
According to the exposure method of the present invention, the pattern image of the mask is exposed by light having a wavelength and an illuminance suitable for the photosensitive material applied to the photosensitive substrate. Transfer can be favorably performed on a flexible substrate.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an overall schematic configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the liquid crystal formed on the mask M while the mask M and the plate (substrate) P are relatively moved with respect to a projection optical system including a plurality of catadioptric projection optical units. An example in which the present invention is applied to a step-and-scan type exposure apparatus that transfers an image of a display element pattern DP (pattern) onto a plate P as a photosensitive substrate coated with a photosensitive material (resist). explain. In this embodiment, a photoresist (sensitivity: 20 mJ / cm) is placed on the plate P. 2 ) Or resin resist (sensitivity: 60 mJ / cm) 2 ) Is to be applied.
[0037]
In the following description, the XYZ rectangular coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to the XYZ rectangular coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the plate P, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the plate P. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set vertically upward. In this embodiment, the direction (scanning direction) for moving the mask M and the plate P is set in the X-axis direction.
[0038]
The exposure apparatus according to this embodiment is for uniformly illuminating a mask M supported in parallel to an XY plane via a mask holder (not shown) on a mask stage (not shown in FIG. 1) MS. An illumination optical system IL is provided. FIG. 2 is a side view of the illumination optical system IL, and the same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The illumination optical system IL includes a light source unit 1 including a plurality of solid light source arrays in which a plurality of light emitting diodes (solid light sources) are arranged in an array. Here, each solid-state light source array emits a different light wavelength. As shown in FIG. 3, the light source unit 1 includes a light emitting diode array light source 2 in which light emitting diodes 2b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 2a, and a light emitting diode in which light emitting diodes 3b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 3a. An array light source 3 and a plate type dichroic mirror 4 are provided. In the light emitting diode array light sources 2 and 3, the light emitting diodes are arranged in a two-dimensional array, but may be arranged in a one-dimensional or three-dimensional array.
[0039]
Here, the light emitting diode 2b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 365 nm, and the light emitting diode 3b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 385 nm. The plate type dichroic mirror 4 has a position where a dichroic film is formed on a substrate made of a plane-parallel plate, and an optical path of light emitted from the light emitting diode array light source 2 and an optical path of light emitted from the light emitting diode array light source 3 intersect. And is obliquely provided with respect to the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 2 and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 3. The plate type dichroic mirror 4 reflects light emitted from the light emitting diode array light source 2 and transmits light emitted from the light emitting diode array light source 3. Therefore, the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 2 and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 3 are combined by the plate type dichroic mirror 4. The light beam synthesized by the plate type dichroic mirror 4 is converted into a substantially parallel light beam by the condenser lens 5 and is condensed through the condenser lens 6.
[0040]
The light condensed by the condenser lens 6 is incident on an incident end 7a of a light guide 7 arranged in the vicinity thereof. The light guide 7 is, for example, a random light guide fiber configured by randomly bundling a large number of fiber strands, and has the same number of incident ends 7a as the number of light source units 1 (one in FIG. 1) and projection optics. It has the same number of emission ends (five in FIG. 1) as the number of projection optical units (five in FIG. 1) (only the emission end 7b is shown in FIG. 2). Thus, the light that has entered the incident end 7a of the light guide 7 propagates through the inside thereof, and is split and emitted from the five emission ends (the emission end 7b and the other four emission ends).
[0041]
A collimating lens 8b, a fly-eye integrator 9b, an aperture stop 10b, a half mirror 11b, and a condenser lens system 12b are arranged in this order between the exit end 7b of the light guide 7 and the mask M. Similarly, a collimating lens, a fly-eye integrator, an aperture stop, a half mirror, and a condenser lens system are provided between each emission end (the four emission ends other than the emission ends 7b and 7b) of the light guide 7 and the mask M. Each is arranged in order. Here, for the sake of simplicity, the configuration of the optical member provided between the emission end of the light guide 7 (four emission ends other than the emission end 7b) and the mask M will be described with reference to the emission end 7b of the light guide 7. The following description will be made exemplifying a collimating lens 8b, a fly-eye integrator 9b, an aperture stop 10b, a half mirror 11b, and a condenser lens system 12b provided between the lens and the mask M.
[0042]
The divergent light beam emitted from the emission end 7b of the light guide 7 is converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 8b, and then enters the fly-eye integrator (optical integrator) 9b. The fly-eye integrator 9b is configured by arranging a large number of positive lens elements vertically and horizontally and densely so that the central axis thereof extends along the optical axis AX2. Therefore, the light beam incident on the fly-eye integrator 9b is split into wavefronts by a large number of lens elements, and a secondary light source comprising the same number of light source images as the number of lens elements is provided on the rear focal plane (ie, near the exit plane). Form. That is, a substantial surface light source is formed on the rear focal plane of the fly-eye integrator 9b.
[0043]
The luminous flux from a number of secondary light sources formed on the rear focal plane of the fly-eye integrator 9b is restricted by an aperture stop 10b disposed near the rear focal plane of the fly-eye integrator 9b, and then becomes half. The light enters the mirror 11b. The light beam reflected by the half mirror 11b enters the illuminance sensor 14b via the lens 13b. The illuminance sensor 14b is a sensor for measuring the illuminance at a position optically conjugate with the plate P. The illuminance sensor 14b measures the illuminance on the plate P without reducing the throughput even during exposure. be able to. The illuminance sensor 14b measures the illuminance of light, and the measured value is input to the main control system 15.
[0044]
On the other hand, the light beam transmitted through the half mirror 11b enters the condenser lens system 12b. The aperture stop 10b is arranged at a position optically substantially conjugate with the pupil plane of the corresponding projection optical unit PL1, and has an opening for defining a range of a secondary light source that contributes to illumination. The aperture of the aperture stop 10b may have a fixed aperture diameter or a variable aperture diameter. Here, the description will be made on the assumption that the aperture of the aperture stop 10b is variable. By changing the aperture diameter of the variable aperture, the aperture stop 10b determines the σ value (the pupil plane relative to the aperture diameter of the pupil plane of each of the projection optical units PL1 to PL5 constituting the projection optical system PL). Is set to a desired value.
[0045]
The light beam having passed through the condenser lens system 12b illuminates the mask M on which the pattern DP is formed in a superimposed manner. Similarly, the divergent light beams emitted from the other four emission ends of the light guide 7 illuminate the mask M in a superimposed manner via a collimator lens, a fly-eye integrator, an aperture stop, a half mirror, and a condenser lens system. . That is, the illumination optical system IL illuminates a plurality (five in FIG. 1 in total) of trapezoidal regions arranged in the Y-axis direction on the mask M. The light emitted from the other four emission ends is also measured for the illuminance of each light by the illuminance sensor and input to the main control unit 15.
[0046]
The light from each illumination area on the mask M is projected by a plurality of (five in FIG. 1) projection optical units PL1 to PL5 arranged along the Y-axis direction so as to correspond to each illumination area. The light enters the system PL. Here, the configuration of each of the projection optical units PL1 to PL5 is the same as each other. In this manner, light passing through the projection optical system PL including the plurality of projection optical units PL1 to PL5 is transmitted to the plate P supported in parallel to the XY plane via a plate holder (not shown) on a plate stage (not shown). An image of the pattern DP is formed thereon.
[0047]
A storage device 17 such as a hard disk is connected to the main control system 15, and an exposure data file is stored in the storage device 17. The exposure data file stores the processes required for performing exposure of the plate P and the order of the processes. For each of the processes, information on the resist applied on the plate P (for example, resist spectral information) Characteristics), the required resolution, the mask M to be used, the solid light source to be used, the correction amount of the illumination optical system IL, the correction amount of the projection optical system PL, and information on the flatness of the substrate (so-called recipe data). Have been.
[0048]
It is preferable that the above-mentioned recipe data (exposure data file) can be updated or added by means such as communication. More specifically, the exposure apparatus of this embodiment is connected to a management system in a device manufacturing factory where the exposure apparatus is installed by a local area network (LAN), and the recipe data of the exposure apparatus is updated from the management system. Alternatively, an additional configuration is adopted. The management system includes a local area network (LAN) for manufacturing equipment for various processes other than the exposure apparatus, for example, a post-processing apparatus such as a resist processing apparatus, an etching apparatus, a pre-processing apparatus such as a film forming apparatus, an assembling apparatus, and an inspection apparatus. ). Therefore, in this management system, since it is possible to manage which rod is flowing to which apparatus, recipe data suitable for the rod is transmitted to the exposure apparatus, and the exposure apparatus transmits the recipe data. Control based on data can be performed.
[0049]
Referring back to FIG. 1, the above-described mask stage MS is provided with a scanning drive system (not shown) having a long stroke for moving the mask stage MS along the X-axis direction which is the scanning direction. Further, a pair of alignment drive systems (not shown) for moving the mask stage MS by a minute amount along the Y-axis direction which is a scanning orthogonal direction and rotating the mask stage MS by a minute amount about the Z-axis are provided. The position coordinates of the mask stage MS are measured by a laser interferometer (not shown) using the movable mirror 18 and the position is controlled.
[0050]
A similar drive system is provided on the plate stage. That is, a scanning drive system (not shown) having a long stroke for moving the plate stage along the X-axis direction which is the scanning direction, and moving the plate stage by a very small amount along the Y-axis direction which is the scanning orthogonal direction. And a pair of alignment drive systems (not shown) for rotating by a very small amount around the Z axis. The position coordinates of the plate stage are measured by a laser interferometer (not shown) using the movable mirror 19 and the position is controlled. Further, a pair of alignment systems 20a and 20b are arranged above the mask M as means for relatively positioning the mask M and the plate P along the XY plane. Further, an illuminance sensor 21 for measuring the illuminance of the illumination light on the plate P is provided on the plate stage, and the measured value is input to the main control system 15 of the illumination optical system IL.
[0051]
In this manner, the mask M and the plate P are integrally made identical to the projection optical system PL including the plurality of projection optical units PL1 to PL5 by the operation of the scan drive system on the mask stage MS side and the scan drive system on the plate stage side. By moving in the direction (X-axis direction), the entire pattern area on the mask M is transferred (scanned and exposed) to the entire exposure area on the plate P.
[0052]
Here, as described above, in this embodiment, light is emitted from the light source unit 1 by the illuminance sensor that measures the illuminance of the light emitted from the four emission ends other than the illuminance sensor 14b and the emission end 7b. The illuminance of light is measured, and the measured value is input to the main control system 15. The illuminance of the illumination light on the plate P is measured by the illuminance sensor 21, and the measured value is also input to the main control system 15. The main control system 15 adjusts the illuminance of light emitted from the light source unit 1 based on the spectral characteristics of the resist applied to the plate P stored in the storage device 17 to an optimum and constant value in accordance with the spectral characteristics of the resist. The amount of power supplied to the light emitting diode array light source 2 and the light emitting diode array light source 3 provided in the light source unit 1 is controlled via the power supply device 16 so as to have a value.
[0053]
For example, by controlling the power supplied to the light emitting diode array light source 2 and the light emitting diode array light source 3, the wavelength of the light emitted from the light source unit 1 can be selected. That is, when the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 3 is set to zero while the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 2 is maintained, the wavelength of the light emitted from the light source unit 1 is 365 nm. Wavelength range including the light of When the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 2 is set to zero while maintaining the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 3, the wavelength of the light emitted from the light source unit 1 is 385 nm. Wavelength range including the light of In this manner, by setting the power of light emitted from one of the light emitting diode array light sources to zero, light in a required wavelength range can be emitted.
[0054]
In addition, the power of light emitted from each light emitting diode array light source can be adjusted. For example, the power of light emitted from the light emitting diode array light source 2 is increased, and the power of light emitted from the light emitting diode array light source 3 is decreased. Alternatively, control such as increasing the power of light emitted from the light emitting diode array light source 3 and decreasing the power of light emitted from the light emitting diode array light source 2 can be performed. As described above, the spectral characteristics of the light emitted from the light source unit 1 can be adjusted.
[0055]
Further, the main control unit 15 can independently control the power supplied to the individual light emitting diodes 2b constituting the light emitting diode array light source 2 and the individual light emitting diodes 3b constituting the light emitting diode array light source 3. Accordingly, the light emitted from the light source unit 1 is adjusted by individually adjusting the output of light emitted from each of the light emitting diodes 2b constituting the light emitting diode array light source 2 and the individual light emitting diodes 3b constituting the light emitting diode array light source 3. Light power can be controlled with higher precision.
[0056]
According to the exposure apparatus of the first embodiment, by using a so-called solid-state light source such as a light emitting diode or a laser diode having advantages such as low running cost, there is a low running cost, a long life and a risk of rupture. It is possible to provide a projection exposure apparatus having no light source. In addition, since the optical paths of the light emitted from the two light emitting diode array light sources that emit light of different wavelengths are combined, the power of the light emitted from the light source unit can be increased. Further, since the power of light emitted from each light emitting diode array light source and the power of light emitted from each light emitting diode constituting the light emitting diode array light source can be controlled, the light emitted from the light source unit can be controlled. High-precision control can be performed so that the illuminance becomes an illuminance suitable for the spectral characteristics of the resist.
[0057]
Next, an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the second embodiment, the same members as those of the exposure apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment. A description will be given with reference to FIG. The exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention is obtained by changing the light source unit 1 to a light source unit 22 shown in FIG. 4, and the other parts are the exposure apparatus according to the first embodiment. Has the same configuration as
[0058]
As shown in FIG. 4, the light source unit 22 includes a light emitting diode array light source 23 in which light emitting diodes 23b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 23a, and a light emitting diode in which light emitting diodes 24b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 24a. An array light source 24, a light emitting diode array light source 25 in which light emitting diodes 25b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 25a, and a cross type dichroic mirror 26 are provided. In the light emitting diode array light sources 23, 24, and 25, the light emitting diodes are arranged in a two-dimensional array, but may be arranged in a one-dimensional or three-dimensional array.
[0059]
The light emitting diode 23b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 365 nm. The light emitting diode 24b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 405 nm. Further, the light emitting diode 25b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 436 nm. The cross type dichroic mirror 26 includes a dichroic film 26a and another dichroic film 26b provided at an angle different from the dichroic film 26a, that is, at an angle orthogonal to the dichroic film 26a. The optical path, the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 24, and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 25 intersect. The dichroic film 26a reflects light in a wavelength range including light with a wavelength of 436 nm. That is, the light emitted from the light emitting diode array light sources 23 and 24 is transmitted, and the light emitted from the light emitting diode array light source 25 is reflected.
[0060]
On the other hand, the dichroic film 26b reflects light in a wavelength range including light having a wavelength of 405 nm. That is, the light emitted from the light emitting diode array light sources 23 and 25 is transmitted, and the light emitted from the light emitting diode array light source 24 is reflected. The light beam synthesized by the cross-type dichroic mirror 26 is converted by the condenser lens 5 into a substantially parallel light beam. The other points are the same as those of the first embodiment, and the detailed description is omitted.
[0061]
Also in this embodiment, the sensitivity on the plate P is 20 mJ / cm. 2 Photoresist or sensitivity is 60mJ / cm 2 The recipe data including the spectral characteristics of the photoresist and the resin resist is stored in the storage device 17.
[0062]
Here, in this embodiment, the illuminance of the light emitted from the light source unit 22 is measured by an illuminance sensor that measures the illuminance of light emitted from the other four emission ends other than the illuminance sensor 14b and the emission end 7b. Then, the measured value is input to the main control system 15. The illuminance of the illumination light on the plate P is measured by the illuminance sensor 21, and the measured value is also input to the main control system 15. The main control system 15 adjusts the illuminance of light emitted from the light source unit 22 based on the spectral characteristics of the resist applied to the plate P stored in the storage device 17 in an optimal and constant manner in accordance with the spectral characteristics of the resist. The amount of power supplied to the light emitting diode array light source 23, the light emitting diode array light source 24, and the light emitting diode array light source 25 provided in the light source unit 22 is controlled via the power supply device 16 so as to obtain a value.
[0063]
For example, by controlling the power supplied to the light emitting diode array light source 23, the light emitting diode array light source 24, and the light emitting diode array light source 25, the wavelength of the light emitted from the light source unit 22 can be selected. That is, when the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 25 is reduced to zero while the power of the light emitted from the light emitting diode array light sources 23 and 24 is maintained, the light emitted from the light source unit 22 is emitted. The wavelength of the light is a wavelength range including light of 365 nm and 405 nm. When the power of the light emitted from the light emitting diode array light sources 24 and 25 is reduced to zero while maintaining the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 23, the light emitted from the light source unit 22 is emitted. The wavelength of the light is a wavelength range including light of 365 nm. In this way, by maintaining or eliminating the power of each light emitted from each light emitting diode array light source, light in a required wavelength range can be emitted from the light source unit 22.
[0064]
In addition, the power of light emitted from each light emitting diode array light source can be adjusted. For example, the light emitted from the light source unit 22 is increased by increasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 23 and decreasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 24 and the light emitting diode array light source 25. Can be adjusted.
[0065]
In addition, the main control unit 15 controls the individual light emitting diodes 23b forming the light emitting diode array light source 23, the individual light emitting diodes 24b forming the light emitting diode array light source 24, and the individual light emitting diodes 25b forming the light emitting diode array light source 25. The power supplied can also be controlled independently. Accordingly, the output of the light emitted from each of the light emitting diodes 23b constituting the light emitting diode array light source 23, the individual light emitting diodes 24b constituting the light emitting diode array light source 24, and the individual light emitting diodes 25b constituting the light emitting diode array light source 25. Is individually adjusted, the power of the light emitted from the light source unit 22 can be controlled with higher accuracy.
[0066]
Next, an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the third embodiment, the same members as those of the exposure apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment. A description will be given with reference to FIG. The exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention is obtained by changing the light source unit 1 to a light source unit 27 shown in FIG. 5, and the other parts are the exposure apparatus according to the first embodiment. Has the same configuration as
[0067]
As shown in FIG. 5, the light source unit 27 includes a light emitting diode array light source 28 in which light emitting diodes 28b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 28a, and a light emitting diode in which light emitting diodes 29b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 29a. An array light source 29, a light emitting diode array light source 30 in which light emitting diodes 30b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 30a, a light emitting diode array light source 31 in which light emitting diodes 31b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 31a, and a plate type dichroic Mirrors 32, 33 and 34 are provided. In the light emitting diode array light sources 28, 29, 30, and 31, the light emitting diodes are arranged in a two-dimensional array, but may be arranged in a one-dimensional or three-dimensional array.
[0068]
The light emitting diode 28b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 365 nm, and the light emitting diode 29b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 385 nm. The light emitting diode 30b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 405 nm, and the light emitting diode 31b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 436 nm. In the plate type dichroic mirrors 32, 33, and 34, a dichroic film is formed on a substrate formed of a plane-parallel plate. The plate type dichroic mirror 32 is positioned at a position where the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 28 and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 29 intersect, and a wavelength range including light having a wavelength of 385 nm. Reflects light. That is, the light emitted from the light emitting diode array light source 28 is transmitted, and the light emitted from the light emitting diode array light source 29 is reflected. Therefore, the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 28 and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 29 are combined by the plate type dichroic mirror 32.
[0069]
The plate-type dichroic mirror 33 is positioned at a position where the optical path of the light combined by the plate-type dichroic mirror 32 and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 30 intersect, and includes light having a wavelength of 405 nm. Reflects light in the wavelength range. That is, the light transmitted by the plate type dichroic mirror 32 is transmitted, and the light emitted from the light emitting diode array light source 30 is reflected. Therefore, the optical path of the light combined by the plate type dichroic mirror 32 and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 30 are combined by the plate type dichroic mirror 33.
[0070]
Further, the plate-type dichroic mirror 34 is positioned at a position where the optical path of the light combined by the plate-type dichroic mirror 33 and the optical path of the light emitted from the light-emitting diode array light source 31 intersect, and includes light with a wavelength of 436 nm. Reflects light in the wavelength range. That is, the light transmitted by the plate type dichroic mirror 33 is transmitted, and the light emitted from the light emitting diode array light source 31 is reflected. Therefore, the optical path of the light combined by the plate type dichroic mirror 33 and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 31 are combined by the plate type dichroic mirror 34. The light beam synthesized by the plate type dichroic mirror 34 is converted by the condenser lens 5 into a substantially parallel light beam. The other points are the same as those of the first embodiment, and the detailed description is omitted.
[0071]
Also in this embodiment, the sensitivity on the plate P is 20 mJ / cm. 2 Photoresist or sensitivity is 60mJ / cm 2 The recipe data including the spectral characteristics of the photoresist and the resin resist is stored in the storage device 17.
[0072]
Here, in this embodiment, the illuminance of the light emitted from the light source unit 27 is measured by the illuminance sensor that measures the illuminance of the light emitted from the other four emission ends other than the illuminance sensor 14b and the emission end 7b. Then, the measured value is input to the main control system 15. The illuminance of the illumination light on the plate P is measured by the illuminance sensor 21, and the measured value is also input to the main control system 15. The main control system 15 adjusts the illuminance of the light emitted from the light source unit 27 based on the spectral characteristics of the resist applied to the plate P stored in the storage device 17 so as to be optimal and constant according to the spectral characteristics of the resist. The amount of power supplied to the light emitting diode array light source 28, the light emitting diode array light source 29, the light emitting diode array light source 30, and the light emitting diode array light source 31 provided in the light source unit 27 via the power supply device 16 so as to be a value. Control.
[0073]
For example, by controlling the power supplied to the light emitting diode array light source 28, the light emitting diode array light source 29, the light emitting diode array light source 30, and the light emitting diode array light source 31, the wavelength of the light emitted from the light source unit 27 is selected. can do. That is, when the power of the light emitted from the light emitting diode array light sources other than the light emitting diode array light source 28 is reduced to zero while the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 28 is maintained, the light emitted from the light source unit 27 is emitted. The wavelength of the light is a wavelength range including light of 365 nm. When the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 30 and the light emitting diode array light source 31 is set to zero while maintaining the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 28 and the light emitting diode array light source 29, The wavelength of the light emitted from the light source unit 27 is a wavelength range including light of 365 nm and 385 nm. In this way, by maintaining or zeroing the power of the light emitted from the individual light emitting diode array light sources, light in the required wavelength range can be emitted from the light source unit 27.
[0074]
In addition, the power of light emitted from each light emitting diode array light source can be adjusted. For example, by increasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 28 and decreasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 29, the light emitting diode array light source 30, and the light emitting diode array light source 31, The spectral characteristics of the light emitted from the unit 27 can be adjusted.
[0075]
Further, the main control unit 15 includes an individual light emitting diode 28b constituting the light emitting diode array light source 28, an individual light emitting diode 29b constituting the light emitting diode array light source 29, an individual light emitting diode 30b constituting the light emitting diode array light source 30, The power supplied to the individual light emitting diodes 31b constituting the light emitting diode array light source 31 can be controlled independently. Accordingly, the individual light emitting diodes 28b forming the light emitting diode array light source 28, the individual light emitting diodes 29b forming the light emitting diode array light source 29, the individual light emitting diodes 30b forming the light emitting diode array light source 30, and the light emitting diode array light source 31 are formed. By individually adjusting the output of the light emitted from each of the constituent light emitting diodes 31b, the power of the light emitted from the light source unit 27 can be controlled with higher accuracy.
[0076]
Next, an exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the fourth embodiment, the same members as those of the exposure apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment. A description will be given with reference to FIG. The exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is obtained by changing the light source unit 1 to a light source unit 35 shown in FIG. 6, and the other parts are the exposure apparatus according to the first embodiment. Has the same configuration as
[0077]
FIG. 6A is a plan view of the light source unit 35, and FIG. 6B is a perspective view of an optical path combining prism included in the light source unit 35. As shown in FIG. 6, the light source unit 35 includes a light emitting diode array light source 36 in which light emitting diodes 36b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 36a, and a light emitting diode in which light emitting diodes 37b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 37a. An array light source 37, a light emitting diode array light source 38 in which light emitting diodes 38b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 38a, and an optical path combining prism composed of two prism members 39 and 40 are provided. In the light emitting diode array light sources 36, 37 and 38, the light emitting diodes are arranged in a two-dimensional array, but may be arranged in a one-dimensional or three-dimensional array.
[0078]
The light emitting diode 36b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 365 nm, the light emitting diode 37b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 385 nm, and the light emitting diode 38b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 405 nm. Inject. The optical path synthesis prism includes a prism member 39 having a triangular prism shape and a prism member 40 having an L-shaped column shape. A dichroic film is formed on a surface 39 b of the prism member 39 on the prism member 40 side, and a dichroic film is formed on the L-shaped bent portion 40 b of the prism member 40.
[0079]
The optical path combining prism is positioned at a position where the optical path of the light emitted from the light emitting diode 36, the optical path of the light emitted from the light emitting diode 37, and the optical path of the light emitted from the light emitting diode 38 are combined. That is, the light emitted from the light-emitting diode 36 enters the prism member 39, is totally reflected by the surface 39a of the prism member 39 on the side of the condenser lens 5, and is further reflected by the surface 39b of the prism member 40. The light exits from the surface 39a of the prism member 39 on the side of the condenser lens 5. Further, the light emitted from the light emitting diode 37 passes through the prism members 40 and 39 and exits from the surface 39 a of the prism member 39 on the side of the condenser lens 5. Further, the light emitted from the light emitting diode 38 is incident on the prism member 40, is totally reflected by the surface 40 a of the prism member 40 on the prism member 39 side, and is further provided on the L-shaped bent portion 40 b of the prism member 40. The light is reflected by the dichroic film, passes through the prism member 39, and exits from the surface 39a of the prism member 39 on the side of the condenser lens 5. Therefore, the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 36, the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 37, and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 38 are combined by the optical path combining prism. The light beam synthesized by the optical path synthesis prism is converted by the condenser lens 5 into a substantially parallel light beam. The other points are the same as those of the first embodiment, and the detailed description is omitted.
[0080]
Also in this embodiment, the sensitivity on the plate P is 20 mJ / cm. 2 Photoresist or sensitivity is 60mJ / cm 2 The recipe data including the spectral characteristics of the photoresist and the resin resist is stored in the storage device 17.
[0081]
Here, in this embodiment, the illuminance of the light emitted from the light source unit 35 is measured by the illuminance sensor that measures the illuminance of the light emitted from the other four emission ends other than the illuminance sensor 14b and the emission end 7b. Then, the measured value is input to the main control system 15. The illuminance of the illumination light on the plate P is measured by the illuminance sensor 21, and the measured value is also input to the main control system 15. The main control system 15 adjusts the illuminance of the light emitted from the light source unit 35 based on the spectral characteristics of the resist applied to the plate P stored in the storage device 17 so as to be optimal and constant according to the spectral characteristics of the resist. The amount of power supplied to the light-emitting diode array light source 36, the light-emitting diode array light source 37, and the light-emitting diode array light source 38 provided in the light source unit 35 is controlled via the power supply device 16 so as to have a value.
[0082]
For example, by controlling the power supplied to the light emitting diode array light source 35, the light emitting diode array light source 36, and the light emitting diode array light source 37, the wavelength of the light emitted from the light source unit 35 can be selected. That is, when the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 36 and the light emitted from the light emitting diode array light source 37 is reduced to zero while the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 35 is maintained, the light emitted from the light source unit 35 is emitted. The wavelength of the light is a wavelength range including light of 365 nm. When the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 37 is reduced to zero while the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 35 and the light emitting diode array light source 36 is maintained, the light emitted from the light source unit 35 is emitted. The wavelength of the light is a wavelength range including light of 365 nm and 385 nm. In this way, by maintaining or zeroing the power of the light emitted from each light emitting diode array light source, light in the required wavelength range can be emitted from the light source unit 35.
[0083]
In addition, the power of light emitted from each light emitting diode array light source can be adjusted. For example, the light emitted from the light source unit 35 is increased by increasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 36 and decreasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 37 and the light emitting diode array light source 38. Can be adjusted.
[0084]
In addition, the main control unit 15 controls the individual light emitting diodes 36b constituting the light emitting diode array light source 36, the individual light emitting diodes 37b constituting the light emitting diode array light source 37, and the individual light emitting diodes 38b constituting the light emitting diode array light source 38. The supplied power can be controlled independently. Accordingly, the output of light emitted from each of the light emitting diodes 36b forming the light emitting diode array light source 36, the individual light emitting diodes 37b forming the light emitting diode array light source 37, and the individual light emitting diodes 38b forming the light emitting diode array light source 38. Is individually adjusted, the power of the light emitted from the light source unit 35 can be controlled with higher accuracy.
[0085]
Next, an exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a side view of the illumination optical system IL according to the fifth embodiment. In the description of the fifth embodiment, the same members as those of the exposure apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment. A description will be given with reference to FIG.
[0086]
The illumination optical system IL includes a light source unit 41. As shown in FIG. 8, the light source unit 41 includes a light emitting diode array light source 42 in which light emitting diodes 42b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 42a, and a light emitting diode in which light emitting diodes 43b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 43a. An array light source 43, a light emitting diode array light source 44 in which light emitting diodes 44b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 44a, and a reflective diffraction grating 45 are provided. In the light emitting diode array light sources 42, 43 and 44, the light emitting diodes are arranged in a two-dimensional array, but may be arranged in a one-dimensional or three-dimensional array.
[0087]
The light emitting diode 42b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 365 nm, the light emitting diode 43b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 385 nm, and the light emitting diode 44b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 405 nm. Inject. The light emitting diode arrays 42, 43, and 44 are positioned so that light emitted from each light emitting diode is reflected by the reflective diffraction grating 45 at the same reflection angle. That is, the light emitted from each light emitting diode enters the reflection type diffraction grating 45 at different incident angles, and is reflected at the same reflection angle. Accordingly, the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 42, the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 43, and the optical path of the light emitted from the light emitting diode array light source 44 are combined by the reflective diffraction grating 45. The light beams are converted into substantially parallel light beams, and are condensed through the condensing lens 6. In other respects, the exposure apparatus according to the first embodiment has the same configuration as the exposure apparatus according to the first embodiment.
[0088]
Also in this embodiment, the sensitivity on the plate P is 20 mJ / cm. 2 Photoresist or sensitivity is 60mJ / cm 2 The recipe data including the spectral characteristics of the photoresist and the resin resist is stored in the storage device 17.
[0089]
Here, in this embodiment, the illuminance of the light emitted from the light source unit 41 is measured by the illuminance sensor that measures the illuminance of the light emitted from the other four emission ends other than the illuminance sensor 14b and the emission end 7b. Then, the measured value is input to the main control system 15. The illuminance of the illumination light on the plate P is measured by the illuminance sensor 21, and the measured value is also input to the main control system 15. The main control system 15 adjusts the illuminance of light emitted from the light source unit 41 based on the spectral characteristics of the resist applied to the plate P stored in the storage device 17 so as to be optimal and constant according to the spectral characteristics of the resist. The amount of power supplied to the light-emitting diode array light source 42, the light-emitting diode array light source 43, and the light-emitting diode array light source 44 provided in the light source unit 41 is controlled via the power supply device 16 so as to have a value.
[0090]
For example, by controlling the power supplied to the light emitting diode array light source 42, the light emitting diode array light source 43, and the light emitting diode array light source 44, the wavelength of the light emitted from the light source unit 41 can be selected. That is, when the power of light emitted from the light emitting diode array light sources 43 and 44 is reduced to zero while maintaining the power of light emitted from the light emitting diode array light source 42, the light emitted from the light source unit 41 is emitted. The wavelength of the light is a wavelength range including light of 365 nm. When the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 44 is set to zero while maintaining the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 42 and the light emitting diode array light source 43, the light emitted from the light source unit 41 is emitted. The wavelength of the light is a wavelength range including light of 365 nm and 385 nm. In this way, by maintaining or zeroing the power of each light emitted from each light emitting diode array light source, light in a required wavelength range can be emitted from the light source unit 41.
[0091]
In addition, the power of light emitted from each light emitting diode array light source can be adjusted. For example, the light emitted from the light source unit 41 is increased by increasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 42 and decreasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 43 and the light emitting diode array light source 44. Can be adjusted.
[0092]
In addition, the main control unit 15 controls the individual light emitting diodes 42b constituting the light emitting diode array light source 42, the individual light emitting diodes 43b constituting the light emitting diode array light source 43, and the individual light emitting diodes 44b constituting the light emitting diode array light source 44. The power supplied can also be controlled independently. Accordingly, the output of light emitted from each of the light emitting diodes 42b forming the light emitting diode array light source 42, the individual light emitting diodes 43b forming the light emitting diode array light source 43, and the individual light emitting diodes 44b forming the light emitting diode array light source 44. Are individually adjusted, the power of the light emitted from the light source unit 41 can be controlled with higher accuracy.
[0093]
Next, an exposure apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the sixth embodiment, the same members as those of the exposure apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment. A description will be given with reference to FIG. An exposure apparatus according to a sixth embodiment of the present invention is obtained by changing the light source unit 41 in the fifth embodiment to a light source unit 46 shown in FIG. 9, and the other parts are the same as those in the fifth embodiment. It has the same configuration as the exposure apparatus according to the embodiment.
[0094]
As shown in FIG. 9, the light source unit 46 includes a light emitting diode array light source 47 in which light emitting diodes 47b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 47a, and a light emitting diode in which light emitting diodes 48b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 48a. An array light source 48, a light emitting diode array light source 49 in which light emitting diodes 49b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 49a, and a transmission type diffraction grating 50 are provided. In the light emitting diode array light sources 47, 48, and 49, the light emitting diodes are arranged in a two-dimensional array, but may be arranged in a one-dimensional or three-dimensional array.
[0095]
The light emitting diode 47b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 365 nm, the light emitting diode 48b emits light in a wavelength range including light having a wavelength of 385 nm, and the light emitting diode 49b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 405 nm. Inject. The light emitting diode arrays 47, 48, and 49 are positioned so that light emitted from each light emitting diode is transmitted in a direction perpendicular to the emission surface of the transmission diffraction grating 50. That is, the light emitted from the light-emitting diode array light sources 47, 48, and 49 enters the transmission diffraction grating 50 at different angles, passes through the transmission diffraction grating 50, and reaches the emission surface of the transmission diffraction grating 50. Inject vertically. Accordingly, the optical path of light emitted from the light emitting diode array light source 47, the optical path of light emitted from the light emitting diode array light source 48, and the optical path of light emitted from the light emitting diode array light source 49 are combined by the transmission diffraction grating 50. The light beams are converted into substantially parallel light beams, and are condensed through the condensing lens 6. In other respects, the exposure apparatus according to the first embodiment has the same configuration as the exposure apparatus according to the first embodiment.
[0096]
Also in this embodiment, the sensitivity on the plate P is 20 mJ / cm. 2 Photoresist or sensitivity is 60mJ / cm 2 The recipe data including the spectral characteristics of the photoresist and the resin resist is stored in the storage device 17.
[0097]
Here, in this embodiment, the illuminance of the light emitted from the light source unit 46 is measured by an illuminance sensor that measures the illuminance of the light emitted from the other four emission ends other than the illuminance sensor 14b and the emission end 7b. Then, the measured value is input to the main control system 15. The illuminance of the illumination light on the plate P is measured by the illuminance sensor 21, and the measured value is also input to the main control system 15. The main control system 15 adjusts the illuminance of light emitted from the light source unit 46 based on the spectral characteristics of the resist applied to the plate P stored in the storage device 17 to an optimal and constant value in accordance with the spectral characteristics of the resist. The amount of power supplied to the light-emitting diode array light source 47, the light-emitting diode array light source 48, and the light-emitting diode array light source 49 provided in the light source unit 46 is controlled via the power supply device 16 so as to have a value.
[0098]
For example, by controlling the power supplied to the light emitting diode array light source 47, the light emitting diode array light source 48, and the light emitting diode array light source 49, the wavelength of the light emitted from the light source unit 46 can be selected. That is, when the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 48 and the light emitting diode array light source 49 is reduced to zero while maintaining the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 47, the light emitted from the light source unit 46 is emitted. The wavelength of the light is a wavelength range including light of 365 nm. When the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 49 is reduced to zero while the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 47 and the light emitting diode array light source 48 is maintained, the light emitted from the light source unit 46 is emitted. The wavelength of the light is a wavelength range including light of 365 nm and 385 nm. In this manner, by maintaining or zeroing the power of the light emitted from each light emitting diode array light source, light in a required wavelength range can be emitted from the light source unit 46.
[0099]
In addition, the power of light emitted from each light emitting diode array light source can be adjusted. For example, the light emitted from the light source unit 46 is increased by increasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 47 and decreasing the power of the light emitted from the light emitting diode array light source 48 and the light emitting diode array light source 49. Can be adjusted.
[0100]
In addition, the main control unit 15 controls the individual light emitting diodes 47b forming the light emitting diode array light source 47, the individual light emitting diodes 48b forming the light emitting diode array light source 48, and the individual light emitting diodes 49b forming the light emitting diode array light source 49. The supplied power can be controlled independently. Therefore, the individual light emitting diodes 47b forming the light emitting diode array light source 47, the individual light emitting diodes 48b forming the light emitting diode array light source 48, and the output of light emitted from the individual light emitting diodes 49b forming the light emitting diode array light source 49. Is individually adjusted, the power of the light emitted from the light source unit 46 can be controlled with higher accuracy.
[0101]
Next, an exposure apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a side view of the illumination optical system IL according to the seventh embodiment. In the description of the seventh embodiment, the same members as those of the exposure apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment. A description will be given with reference to FIG. The exposure apparatus according to the seventh embodiment includes three light emitting diode array light sources 51a in the illumination optical system IL. 1 , 51a 2 , 51a 3 And divides the illumination light from the three light sources into five illumination light via the light guide 7 having good randomness. In this embodiment, the photoresist (sensitivity: 20 mJ / cm) is also placed on the plate P. 2 ) Or resin resist (sensitivity: 60 mJ / cm) 2 ) Is to be applied. The XYZ rectangular coordinate system shown in FIG. 10 is the same as the XYZ rectangular coordinate system used in the first embodiment.
[0102]
As shown in FIG. 10, the illumination optical system IL includes a light emitting diode array light source 51a in which light emitting diodes 52b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 52a. 1 Light emitting diode array light source 51a in which light emitting diodes 53b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 53a 2 Light emitting diode array light source 51a in which light emitting diodes 54b are arranged in a two-dimensional array on a substrate 54a 3 Is provided. The light emitting diode array light source 51a 1 , 51a 2 , 51a 3 In the above, the light emitting diodes are arranged in a two-dimensional array, but may be arranged in a one-dimensional or three-dimensional array.
[0103]
The light emitting diode 52b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 365 nm, the light emitting diode 53b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 385 nm, and the light emitting diode 54b emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 405 nm. Emit light. Light emitting diode array light source 51a 1 Is emitted from the condenser lens 5a. 1 Is converted into a substantially parallel light beam by the condenser lens 6a. 1 And the light is condensed by the incident end 7a of the light guide 7. 1 Incident on. Similarly, the light emitting diode array light source 51a 2 , 51a 3 Is emitted from the condenser lens 5a. 2 , 5a 3 Is converted into a substantially parallel light beam by the condenser lens 6a. 2 , 6a 3 And the light is condensed by the incident end 7a of the light guide 7. 2 , 7a 3 Incident on.
[0104]
The light guide 7 shown in FIG. 10 is, for example, a random light guide fiber configured by randomly bundling a large number of fiber wires, and has the same number of incident ends 7a as the number of light source units. 1 , 7a 2 , 7a 3 And the same number of exit ends as the number of projection optical units constituting the projection optical system PL (only the exit end 7b is shown in FIG. 10). Incident end 7a of light guide 7 1 , 7a 2 , 7a 3 After the light that has entered the inside has propagated through the inside, the light is split from the five emission ends (the emission end 7b and the other four emission ends) and emitted.
[0105]
This light guide 7 preferably has a plurality of optical fiber bundles. That is, in this case, the incident end 7a 1 And the exit end 7b optically connected to the entrance end 7a 1 Optical fiber bundle that guides a part of the light incident from the 2 And the exit end 7b optically connected to the entrance end 7a 2 Optical fiber bundle that guides a part of the light incident from the 3 And the exit end 7b optically connected to the entrance end 7a 3 And a bundle of optical fibers for guiding a part of the light incident from the light source to the emission end 7b. Similarly, the incident end 7a 1 , Incident end 7a 2 , Incident end 7a 3 And the other four exit ends are optically connected, and the entrance end 7a 1 , Incident end 7a 2 , Incident end 7a 3 The optical fiber bundle guides a part of the light incident from the other to the other four exit ends.
[0106]
The divergent light beam emitted from the emission end 7b of the light guide 7 passes through the half mirror 11b through the collimator lens 8b, the fly-eye integrator 9b, and the aperture stop 10b in this order, and passes through the mask M via the condenser lens system 12b. Lighting is performed in a superimposed manner. The divergent light beams emitted from the other four emission ends also pass through the half mirror via the collimator lens, the fly-eye integrator and the aperture stop in that order, and illuminate the mask M in a superimposed manner via the condenser lens. That is, the illumination optical system IL illuminates a plurality (five in FIG. 1 in total) of trapezoidal regions arranged in the Y-axis direction on the mask M.
[0107]
The light beam reflected by the half mirror 11b enters the illuminance sensor 14b via the lens 13b. The illuminance sensor 14b detects the illuminance of light, and the detected value is input to the main control system 15. The illuminance of the light emitted from the other four emission ends is also detected by the illuminance sensor and input to the main control unit 15.
[0108]
The main control system 15 includes a light emitting diode array light source 51a. 1 ~ 51a 3 The light emitting diode array light source 51a so that the illuminance of the light emitted from the LED becomes an optimum and constant value according to the spectral characteristics of the resist. 1 ~ 51a 3 To control the amount of power supplied to each of them.
[0109]
Also in this embodiment, the sensitivity on the plate P is 20 mJ / cm. 2 Photoresist or sensitivity is 60mJ / cm 2 The recipe data including the spectral characteristics of the photoresist and the resin resist is stored in the storage device 17.
[0110]
Here, in this embodiment, the illuminance sensor 14b and the illuminance sensor that measures the illuminance of the light emitted from the other four emission ends other than the emission end 7b are used as the light emitting diode array light source 51a. 1 ~ 51a 3 The illuminance of light emitted from is measured, and the measured value is input to the main control system 15. The illuminance of the illumination light on the plate P is measured by the illuminance sensor 21, and the measured value is also input to the main control system 15. The main control system 15 controls the light emitting diode array light source 51a based on the spectral characteristics of the resist applied to the plate P stored in the storage device 17. 1 ~ 51a 3 The light emitting diode array light source 51a so that the illuminance of the light emitted from the LED becomes an optimum and constant value according to the spectral characteristics of the resist. 1 ~ 51a 3 To control the amount of power supplied to.
[0111]
For example, the light emitting diode array light source 51a 1 , Light emitting diode array light source 51a 2 , And light emitting diode array light source 51a 3 , The wavelength of light emitted from the light guide 7 can be selected. For example, the light emitting diode array light source 51a 1 And light emitting diode array light source 51a 2 LED array light source 51a while maintaining the power of light emitted from 3 When the power of the light emitted from the light guide 7 is set to zero, the wavelength of the light emitted from the light guide 7 is in a wavelength range including light of 365 nm and 405 nm. The light emitting diode array light source 51a 1 LED array light source 51a while maintaining the power of light emitted from 2 And light emitting diode array light source 51a 3 When the power of the light emitted from the light guide 7 is set to zero, the wavelength of the light emitted from the light guide 7 is a wavelength range including the light of 365 nm. In this way, by maintaining or eliminating the power of each light emitted from each light emitting diode array light source, it is possible to supply the plate P with light in a required wavelength range.
[0112]
The light emitting diode array light source 51a 1 Power of light emitted from the light emitting diode array light source 51a 2 And light emitting diode array light source 51a 3 The spectral characteristics of the light supplied to the plate P can be adjusted by reducing the power of the light emitted from the light source.
[0113]
Further, the main control unit 15 includes a light emitting diode array light source 51a. 1 Light emitting diodes 52b, light emitting diode array light sources 51a 2 Light emitting diode 53b, light emitting diode array light source 51a 3 Can be controlled independently of each other. Therefore, the light emitting diode array light source 51a 1 Light emitting diodes 52b, light emitting diode array light sources 51a 2 Light emitting diode 53b, light emitting diode array light source 51a 3 The power of the light supplied to the plate P can be controlled with higher precision by individually adjusting the output of the light emitted from the individual light emitting diodes 54b constituting the light emitting diode 54b.
[0114]
In the above embodiment, a step-and-scan type projection exposure apparatus including a projection optical system including a plurality of projection optical units has been described as an example. The present invention may be applied to an AND repeat type projection exposure apparatus. The present invention may be applied to a proximity type exposure apparatus. In this case, since there is no projection optical system, the image plane illuminance can be increased.
[0115]
In the above-described second to fourth embodiments, the arrangement of the light source units when combining light of different wavelengths by the dichroic mirror is not limited to the above example. For example, in the second embodiment shown in FIG. 4, light from the light emitting diode 23b that emits light in a wavelength range including light with a wavelength of 365 nm is set on the reflection side (the position of the light emitting diode 24b or 25b), The light emitting diode 24b that emits light in the wavelength range including the light having the wavelength of 405 nm may be set on the transmission side (the position of the light emitting diode 23b). In the third embodiment shown in FIG. 5, the light emitting diode 28 that emits light in the wavelength range including the light with the wavelength of 365 nm is set at the position of the light emitting diode 31, and the light in the wavelength range including the light with the wavelength of 385 nm is set. The light emitting diode 29 that emits light is set at the position of the light emitting diode 30, the light emitting diode 30 that emits light in the wavelength range including the light of 405 nm is set at the position of the light emitting diode 29, and the wavelength that includes the light of 436 nm is set. The light emitting diode 31 that emits light in the region may be set at the position of the light emitting diode 28. That is, the order of reflection on the short wavelength side and the long wavelength side may be switched. In the fourth embodiment shown in FIG. 6, the light emitting diode 37 that emits light in a wavelength range including light of 385 nm and the light emitting diode 38 that emits light in a wavelength range including light of 405 nm are replaced. It doesn't matter.
[0116]
Further, in each of the above embodiments, a light emitting diode is used as a solid state light source, but other types of solid state light sources such as a laser diode may be used.
[0117]
Note that a light emitting diode and a laser diode may be used in combination. For example, a light emitting diode may be used as the first array light source and a laser diode may be used as the second array light source.
[0118]
Further, in each of the above-described embodiments, as the plurality of solid-state light sources, a solid-state light source chip having a plurality of light-emitting points, a solid-state light source chip array in which a plurality of chips are arranged in an array, and a plurality of light-emitting points on one substrate It is also possible to use a type made in the above. The solid-state light source element may be inorganic or organic.
[0119]
Further, in each of the above embodiments, a fiber light source combining a plurality of solid light sources and a plurality of light guides (fibers) such as optical fibers provided corresponding to the respective solid light sources may be used as the light source. good. In this case, the light emitting diode light sources 2, 3 (see FIG. 3) of the light source unit 1 of the first embodiment, and the light emitting diode light sources 23, 24, 25 of the light source unit 22 of the second embodiment (see FIG. 4). ), The light emitting diode light sources 28, 29, 30, 31 of the light source unit 27 of the third embodiment (see FIG. 5), and the light emitting diode light sources 36, 37, 38 of the light source unit 35 of the fourth embodiment (see FIG. 5). 6), the light emitting diode light sources 42, 43, 44 of the light source unit 41 of the fifth embodiment (see FIG. 8), and the light emitting diode light sources 47, 48, 49 of the light source unit 46 of the sixth embodiment (see FIG. 8). 9) is changed to a fiber light source. In this case, all the light emitting diode light sources may be changed to fiber light sources, or some of the light emitting diode light sources may be changed to fiber light sources.
[0120]
FIG. 11 is a diagram showing a fiber light source 69 in which a plurality of solid light sources 71 and a plurality of optical fibers 72 provided corresponding to each solid light source 71 are bundled. In the fiber light source 69 shown in FIG. 11, light emitted from the solid-state light source 71 enters the incident end of the optical fiber 72 and exits from the exit end of the optical fiber 72. That is, each incident end of the optical fiber 72 is optically connected to the solid-state light source 71. FIG. 12 is a view showing a solid-state light source 71, a lens (condensing optical system) 73 provided corresponding to each solid-state light source 71, and a fiber light source 70 in which a plurality of optical fibers 72 are bundled. In the fiber light source 70 shown in FIG. 12, light emitted from the solid-state light source 71 enters the lens 73, is condensed by the lens 73, enters the incidence end of the optical fiber 72, and exits the optical fiber 72. Inject from That is, each incident end of the optical fiber 72 is optically connected to the solid-state light source 71.
[0121]
In the fiber light source 69 shown in FIG. 11 and the fiber light source 70 shown in FIG. 12, by using the optical fiber 72 having an appropriate numerical aperture, the beam profile 75 of the solid light source 71 which is usually elliptical (FIG. 13A) 13) can be shaped into a circular beam profile 76 (see FIGS. 13 (b) and 13 (c)).
[0122]
Also, by bundling the emission end portions of the plurality of optical fibers into an arbitrary shape, it is possible to shape the shape of the emission end of the light source (arrangement shape of the emission end) into an optimal shape. For example, it can be formed into a rectangular shape as shown in FIG. 14A, or into a shape as shown in FIG. 14B. Further, as shown in FIG. 15, a plurality of light sources are arranged such that the shape of the bundle of the optical fiber emission ends of the fiber light sources 69 and 70 and the shape of one element 81 of the fly-eye integrator 80 are similar. It is also very easy to shape the shape of the fiber exit end.
[0123]
Here, FIG. 16 is a diagram showing one solid-state light source 71 of the fiber light source 70 shown in FIG. 12, a lens (condensing optical system) 73 and an optical fiber 72 provided corresponding thereto. In the fiber light source 70 shown in FIG. 12, the numerical aperture of the light having the maximum emission angle (sine (sin) of the maximum emission angle (half angle) of the divergent light of the solid-state light source 71, hereinafter referred to as the maximum numerical aperture). NA), the maximum value of the size (diameter) of the light-emitting portion of the solid-state light source 71 is φ, and the sine of the angle range (half angle) within which the optical fiber 72 can take in light, a so-called optical fiber When the numerical aperture of the optical fiber 72 is NA2 and the core diameter of the incident end of the optical fiber 72 is D, the condition NA2 ≧ φ / D × NA1 is satisfied. By satisfying this condition, light emitted from the solid-state light source 71 can be taken into the optical fiber 72 without waste, and the amount of light emitted from the solid-state light source 71 is maintained, and Can be injected.
[0124]
When a quartz fiber is used as the optical fiber, the maximum numerical aperture of the solid-state light source 71 is NA1, the maximum value of the size (diameter) of the light emitting portion of the solid-state light source 71 is φ, and the core diameter of the incident end of the quartz fiber is D. Then, the condition of 0.3 ≧ φ / D × NA1 is satisfied. By satisfying this condition, light emitted from the solid-state light source can be taken into the quartz fiber without waste, and the amount of light emitted from the solid-state light source can be maintained and emitted from the emission end of the optical fiber 72. Can be.
[0125]
FIG. 17 is a diagram showing the configuration from the emission ends of the fiber light sources 69 and 70 to the fly-eye integrator 80, FIG. 18 is a diagram showing the shape of the incident surface of one element 81 of the fly-eye integrator 80, and FIG. FIG. 7 is a view showing the shape of the emission end 83 of the fiber light sources 69 and 70. Here, one length of the incident surface of the element 81 of the fly-eye integrator 80 is a, the other length is b, and one of the lengths in the shape of the exit end 83 in which the plurality of optical fibers 72 are bundled. A, B is the other length, f1 is the focal length of the collimating lens 82 located between the optical fiber 72 and the fly-eye integrator 80, and f2 is the focal length of the fly-eye integrator 80. / F1 ≦ a and B × f2 / f1 ≦ b hold.
[0126]
When the fiber light source is composed of m sets of optical fiber light sources 69 and 70 (m is a natural number), the total amount of light output from the m sets of optical fibers 72 is W, and the core at the exit end of the optical fiber 72 is W. When the diameter is d, [m × {d (f2 / f1)} 2 It is preferable to satisfy the condition of π / (4 × a × b)] × W ≧ 30 (mW). By satisfying this condition, the filling rate of the light source image with respect to one element 81 of the fly-eye integrator 80 can be made optimal, and practical illuminance as an exposure apparatus can be obtained. In this case, it is desirable that the shape of the bundle of the emitting ends of the optical fibers 72 and the shape of the element 81 of the fly-eye integrator 80 be similar.
[0127]
In the fiber light source 69 shown in FIG. 11 and the fiber light source 70 shown in FIG. 12, when the maximum value of the time-varying light amount at the exit end of the optical fiber 72 is Pmax and the minimum value is Pmin, the optical fiber The average ripple width ΔP of the light amount at the 72 emission ends is calculated by ΔP = (Pmax−Pmin) / (Pmax + Pmin). Here, assuming that the ripple width of the amount of light required at the incident end of the fly-eye integrator 80 is ΔW, the number n of the solid-state light sources 71 is n ≧ (ΔP / ΔW) 2 It is desirable to satisfy the following conditions.
[0128]
By satisfying this condition, the dispersion of the light output emitted from the emission ends of the fiber light sources 69 and 70 can be reduced by the number n of the solid-state light sources 71 (ΔP / ΔW). 2 By increasing the number, the fiber light sources 69 and 70 can be provided which are averaged and have a stable optical output due to the averaging effect.
[0129]
In the fiber light source 69 shown in FIG. 11 and the fiber light source 70 shown in FIG. 12, when the output characteristics such as the wavelength and light amount of each solid light source 71 vary, a plurality of solid light sources 71 having different output characteristics are used. Is used as the light source of the fiber light source, the variation in output characteristics at the emission ends of the fiber light sources 69 and 70 is averaged. The light averaged at the exit ends of the fiber light sources 69 and 70 is further averaged by the fly-eye integrator 80. FIG. 20 is a graph showing a state in which variations in output characteristics of each solid-state light source 71 are averaged. AVE is a graph obtained by averaging the solid light sources 71 having different output characteristics. As described above, when a combination of a plurality of solid-state light sources 71 having different output characteristics is used for the fiber light sources 69 and 70, illumination light having a stable light output can be obtained by the averaging effect.
[0130]
When the exposure apparatus is a scanning exposure apparatus, a synchronization blind may be provided. FIG. 21 is a configuration diagram of a scanning exposure apparatus. This exposure apparatus is a scanning type exposure apparatus that includes one projection optical system and transfers a mask pattern onto a plate while moving a mask stage and a substrate stage with respect to the projection optical system. (Blind mechanism) 91. In other respects, it has the same configuration as the exposure apparatuses according to the first to fourth embodiments.
[0131]
As shown in FIG. 21, a fixed blind BL0 and a movable blind mechanism 91 are arranged near the mask M. As shown in FIG. 22, the movable blind mechanism 91 has four movable blades BL1. , BL2, BL3, and BL4. The width of the opening AP in the scanning exposure direction is determined by the edges of the movable blades BL1 and BL2, and the length of the opening AP in the non-scanning direction is determined by the edges of the movable blades BL3 and BL4. The shape of the opening AP defined by each edge of the four movable blades BL1 to BL4 is determined so as to be included in the circular image field IF of the projection lens PL.
[0132]
The illumination light passing through the opening of the fixed blind BL0 and the opening AP of the movable brand mechanism 91 irradiates the mask M. That is, illumination of the mask M is performed only in a region where the opening AP formed by the movable blades BL1 to BL4 and the opening of the fixed blind BL0 overlap. In the normal exposure state, an image of the opening of the fixed blind BL0 is formed on the pattern surface of the mask M. However, when exposure around the specific scanning exposure area on the mask M, that is, the area near the light-shielding portion is performed. The four movable blades BL1 to BL4 prevent illumination light from entering the outside of the light-shielding portion. That is, at the time of scanning of the mask stage, information on the relative position between the light beam emitted from the illumination optical system and the mask M is monitored. Based on this monitoring information, when it is determined that exposure starts in the vicinity of the light-shielding portion at the start of exposure or at the end of exposure of the specific scanning exposure area on the mask M, the edge positions of the movable blades BL1 and BL2 are moved. The width of the opening AP in the scanning exposure direction is controlled. This can prevent unnecessary patterns and the like from being transferred to the plate. In this exposure apparatus, the movable blind mechanism 91 is provided in the vicinity of the mask M, but the movable blind mechanism may be provided in another position as long as the movable conjugate mechanism is located at a position conjugate with the mask M or in the vicinity thereof.
[0133]
Further, an antistatic means may be provided in the exposure apparatus. FIG. 23 is a configuration diagram of a non-scanning type exposure apparatus including one projection optical system and antistatic means. In other respects, it has the same configuration as the exposure apparatus according to the first embodiment. In this exposure apparatus, a housing 92 for housing a light source and a housing 93 for housing an exposure device body such as an illumination optical system and a projection optical system are separately provided. Are electrically connected and are further grounded. That is, the housing 92 and the housing 93 are kept at the same potential. Further, a power supply unit 94 for supplying power to the light source and a power supply unit 95 for supplying power to the exposure apparatus main body are separately provided, and are each grounded. Therefore, it is possible to prevent static electricity from being charged in the light source of the exposure apparatus and the exposure apparatus main body, and to prevent damage to the solid light source due to the static electricity.
[0134]
Further, instead of the mask in each of the above-described embodiments, a variable pattern generation device that generates a pattern to be projected may be used. Such a variable pattern generation device is roughly classified into a self-luminous image display device and a non-luminous image display device. Examples of the self-luminous image display device include a cathode ray tube (CRT), an inorganic EL display, an organic EL display (OLED: Organic Light Emitting diode), an LED display, an LD display, a field emission display (FED: field emission display), and a plasma. A display (PDP: Plasma Display Panel) is an example. The non-emission type image display element is also called a spatial light modulator (hereinafter, abbreviated as SLM), and is an element that spatially modulates the amplitude, phase or polarization state of light, and is a transmission type. It is divided into a spatial light modulator and a reflective spatial light modulator. Examples of the transmissive spatial light modulator include a transmissive liquid crystal display (LCD) and an electrochromic display (ECD). The reflective spatial light modulator includes a DMD (Deformable Micro-mirror). Device or Digital Micro-mirror Device), reflective mirror array, reflective liquid crystal display element, electrophoretic display (EPD: Electrophoretic Display), electronic paper (or electronic ink), optical diffraction light valve (Grating Light Valve), etc. An example is given.
[0135]
Next, a method for manufacturing a micro device using the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention in a lithography process will be described. FIG. 24 is a flowchart of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device. First, in step S40 of FIG. 24, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step S42, a photoresist is applied on the metal film on the wafer of the one lot. Thereafter, in step S44, using the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, the image of the pattern on the mask M is transferred to each shot on the wafer of the lot through the projection optical system (projection optical unit). It is sequentially exposed and transferred to the area. That is, the mask M is illuminated using the illuminating device, and the image of the pattern on the mask M is projected onto the substrate using the projection optical system, and is exposed and transferred.
[0136]
Thereafter, in step S46, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step S48, etching is performed on the one lot of wafers using the resist pattern as a mask, thereby forming a pattern on the mask. A corresponding circuit pattern is formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer and the like. According to the above-described semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput. In the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). . Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart in FIG. FIG. 25 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display element as a micro device by forming a predetermined pattern on a plate using the exposure apparatus of this embodiment.
[0137]
In the pattern forming step S50 of FIG. 25, a so-called photolithography step of transferring and exposing a mask pattern onto a photosensitive substrate (eg, a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of this embodiment is performed. By this photolithography step, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes each of a developing process, an etching process, a resist stripping process, and the like, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to a next color filter forming process S52.
[0138]
Next, in a color filter forming step S52, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or three R, G, B Are formed in a horizontal scanning line direction to form a color filter. Then, after the color filter forming step S52, a cell assembling step S54 is performed. In the cell assembling step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step S50, the color filters obtained in the color filter forming step S52, and the like.
[0139]
In the cell assembling step S54, for example, a liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step S50 and the color filter obtained in the color filter forming step S52, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is formed. ) To manufacture. Thereafter, in a module assembling step S56, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal display device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
[0140]
【The invention's effect】
According to the exposure apparatus of the present invention, the optical path of the light emitted from the first array light source and the optical path of the light emitted from the second array light source are provided with a parallel plane plate having a dichroic film and a dichroic film. Since the light is synthesized by the prism or the diffraction grating, the light power emitted from the light source unit can be increased.
[0141]
Further, since the power of the light emitted from the first array light source and the power of the light emitted from the second array light source can be adjusted, the wavelength of the light emitted from the light source unit can be selected. Further, the spectral characteristics of light emitted from the light source unit can be adjusted.
[0142]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the exposure method of this invention, since the pattern image of a mask is exposed by the light of the wavelength and illuminance suitable for the photosensitive material applied to the photosensitive substrate, the pattern of the mask can be well transferred to the photosensitive substrate. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall schematic configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of an illumination optical system of the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a light source unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a light source unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a light source unit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a light source unit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view of an illumination optical system of an exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a light source unit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of a light source unit according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side view of an illumination optical system of an exposure apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a fiber light source according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of another fiber light source according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram for explaining a shape of a beam profile emitted from the light source according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a shape of an emission end of the fiber light source according to the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing that the shape of the exit end of the fiber light source according to the embodiment of the present invention is similar to the shape of the element of the fly-eye integrator.
FIG. 16 is a diagram for explaining conditions for taking light emitted from a solid-state light source into an optical fiber without waste in the fiber light source according to the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing a configuration from the exit end of the fiber light source to the fly-eye integrator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing a shape of one element of the fly-eye integrator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing a shape of an emission end of the fiber light source according to the embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a graph showing a state in which variations in output characteristics of the solid-state light sources according to the embodiment of the present invention are averaged.
FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing four movable blades provided in the scanning exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of an exposure apparatus including an antistatic unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a flowchart of a method for manufacturing a semiconductor device as a micro device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a flowchart of a method for manufacturing a liquid crystal display element as a micro device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 22, 27, 35, 41, 46: light source unit, 4, 32, 33, 34: plate type dichroic mirror, 7: light guide, 8b: collimating lens, 9b: fly-eye integrator, 10b: aperture stop, 11b: half mirror, 12b: condenser lens system, 14b, 21: illuminance sensor, 15: main control system, 16: power supply device, 17: storage device, 26: cross type dichroic mirror, 45: reflection type diffraction grating, 50 ... Transmission diffraction grating, DP: pattern, M: mask, P: plate, IL: illumination optical system, PL: projection optical system, PL1 to PL5: projection optical unit, MS: mask stage.

Claims (16)

光源ユニットから射出される光束をマスクへ導き、前記マスクのパターンを感光性基板上に転写する露光装置において、
前記光源ユニットは、
アレイ状に配置された複数の固体光源を備え、第１の波長の光を射出する第１のアレイ光源と、
アレイ状に配置された複数の固体光源を備え、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を射出する第２のアレイ光源と、
前記第１のアレイ光源から射出された光の光路と、前記第２のアレイ光源から射出された光の光路とを合成する光路合成手段と
を備えることを特徴とする露光装置。In an exposure apparatus for guiding a light beam emitted from a light source unit to a mask and transferring the pattern of the mask onto a photosensitive substrate,
The light source unit,
A first array light source that includes a plurality of solid-state light sources arranged in an array and emits light of a first wavelength;
A second array light source that includes a plurality of solid-state light sources arranged in an array and emits light having a second wavelength different from the first wavelength;
An exposure apparatus comprising: an optical path combining unit that combines an optical path of light emitted from the first array light source and an optical path of light emitted from the second array light source. 前記光路合成手段は、前記光路に対して斜設されたダイクロイック膜を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical path combining means includes a dichroic film obliquely provided with respect to the optical path. 前記光路合成手段は、前記光路に対して斜設された平行平面板を備え、
該平行平面板上に前記ダイクロイック膜が形成されることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。The optical path synthesizing means includes a parallel flat plate obliquely provided with respect to the optical path,
The exposure apparatus according to claim 2, wherein the dichroic film is formed on the plane parallel plate. 前記光路合成手段は、前記ダイクロイック膜とは異なる角度で設けられた別のダイクロイック膜を備えることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。3. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the optical path combining unit includes another dichroic film provided at an angle different from that of the dichroic film. 前記光路合成手段は少なくとも１つのプリズム部材を含み、該プリズム部材の光学面上に前記ダイクロイック膜が形成されることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか一項に記載の露光装置。The exposure apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the optical path combining unit includes at least one prism member, and the dichroic film is formed on an optical surface of the prism member. . 前記光路合成手段は、回折格子を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical path combining unit includes a diffraction grating. 前記光源ユニットの出力を計測する出力計測手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 1, further comprising an output measurement unit that measures an output of the light source unit. 前記出力計測手段は、前記感光性基板上の照度を計測する照度計測手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 7, wherein the output measuring unit includes an illuminance measuring unit that measures illuminance on the photosensitive substrate. 前記第１のアレイ光源から射出される光のパワーを制御する第１のパワー制御手段と、
前記第２のアレイ光源から射出される光のパワーを制御する第２のパワー制御手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の露光装置。First power control means for controlling the power of light emitted from the first array light source;
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8, further comprising a second power control unit configured to control power of light emitted from the second array light source. 前記第１のアレイ光源中の前記複数の固体光源のパワーを独立に制御する第３のパワー制御手段と、
前記第２のアレイ光源中の前記複数の固体光源のパワーを独立に制御する第４のパワー制御手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の露光装置。Third power control means for independently controlling the power of the plurality of solid-state light sources in the first array light source;
10. The power supply according to claim 1, further comprising: fourth power control means for independently controlling the power of the plurality of solid-state light sources in the second array light source. Exposure equipment. 前記感光性基板上に塗布される感光性材料に関する情報に基づいて、前記光源ユニットから射出される光のパワーを制御するパワー制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の露光装置。The power supply device according to claim 1, further comprising a power control unit configured to control a power of light emitted from the light source unit based on information about a photosensitive material applied on the photosensitive substrate. The exposure apparatus according to claim 1. 前記光源ユニットは、複数のファイバを更に備え、
前記複数のファイバのそれぞれの入射端は前記複数の固体光源と光学的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置。The light source unit further includes a plurality of fibers,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein each incident end of the plurality of fibers is optically connected to the plurality of solid-state light sources. 前記マスクのパターン像を前記感光性基板上に形成する投影光学系をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a projection optical system configured to form a pattern image of the mask on the photosensitive substrate. 請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載の露光装置を用いた露光方法において、
前記光源ユニットから射出される光束を用いてマスクを照明する照明工程と、
前記マスクのパターンを感光性基板上に転写する転写工程と
を含むことを特徴とする露光方法。An exposure method using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 13,
An illumination step of illuminating a mask using a light beam emitted from the light source unit,
A transfer step of transferring the pattern of the mask onto a photosensitive substrate. 前記感光性基板上に塗布される感光性材料に関する情報に基づいて、前記光源ユニットから射出される光のパワーを制御するパワー制御工程をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の露光方法。The exposure method according to claim 14, further comprising a power control step of controlling a power of light emitted from the light source unit based on information on a photosensitive material applied on the photosensitive substrate. . 前記パワー制御工程は、前記光源ユニットから射出される光の分光特性を制御する分光特性制御工程と、
前記光源ユニットから射出される光のパワーを調整するパワー調整工程と
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の露光方法。The power control step, a spectral characteristic control step of controlling the spectral characteristic of light emitted from the light source unit,
The exposure method according to claim 15, further comprising: a power adjustment step of adjusting a power of light emitted from the light source unit.
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