JP3809095B2

JP3809095B2 - 露光装置用光源システムおよび露光装置

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Publication number: JP3809095B2
Application number: JP2001364324A
Authority: JP
Inventors: 臣友石橋; 正人原; 義則小林
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003163158A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、マスクに描かれた回路パターンを基板に露光するために用いられる露光装置、特に該基板に光を照射する光源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、露光装置は、超高圧水銀灯を光源として使用していた。そして、該超高圧水銀灯から照射された光によって露光台に固定された基板に回路パターンを露光していた。
【０００３】
しかし超高圧水銀灯は、一般に寿命が短い。そのためユーザは、交換作業、および交換に伴う光量調整作業を頻繁に行わなければならず、手間がかかるという問題があった。また超高圧水銀灯は、電源を入れた後、安定した光量の光が照射されるようになるまで時間がかかるため、装置の起動後すぐに露光動作を開始することができない。さらに超高圧水銀灯は、安定した光量の光が照射されつづけるように常時点灯しておく必要があるため、消費電力がどうしても大きくなってしまうという問題もあった。
【０００４】
また、基板露光面に高精細な回路パターンを露光するために、露光装置は、露光台全域を隙間なく略均一な積算露光量で露光できることが望ましい。そのため、従来の露光装置では、定期点検時などに、光源から照射される光量を検出して、該光量が所定の許容範囲内にあるように光量調整を行っていた。しかし、定期点検中は、必然的に基板生産ライン全体を停止しなければならず、効率の悪さが指摘されていた。さらに、該調整では、点検時に検出された光量変化に対する調整は可能ではあるが、実際の露光工程中における光量の変化、例えば、光源の経時的劣化に伴う光量損失等を検出して適切な補償を行うことができないといった問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の従来の問題点に鑑み、ユーザの負担を軽減し、消費電力を抑え、いつでもすぐに安定した光量の光を用いて基板の露光をすることができ、かつ該基板の露光工程時における光量の変化をリアルタイムで検出することができる露光装置用光源システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる露光装置用光源システムは、マスクに描かれた回路パターンを基板の露光面に露光する露光装置用の光源システムであって、離散的に二次元配列された複数の発光素子を有し、第一の方向に走査することにより、露光台全域を隙間なく略均一な積算露光量で露光する光束を照射する発光手段と、受光手段と、発光手段とマスクの保持位置との間に配設され、発光手段から照射される各光束の一部を受光手段に導く導光手段と、受光手段によって受光された光の光量を検出する検出手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
光源として、超高圧水銀灯よりも寿命が長い発光素子を使用することにより、光源の交換等に関するユーザの作業負担を軽減することができる。また該発光素子には、オンした直後の安定性が高いという特徴も兼ね備えることから、露光時のみ発光させる（オンさせる）ことが可能になる。つまり光源での消費電力を抑えることもできる。なお、発光素子単体で照射（露光）できる領域は狭いが、複数個を所定の配列で配置し、走査手段によって発光手段および露光面（マスク）を相対移動させることにより、露光面全域をくまなく露光することができる。また、各発光素子から照射される光束の光路中に設けられた導光手段によって該光束の一部を受光手段に導く構成にしたことにより、露光中の光量の変化をリアルタイムで検出することが可能になった。
【０００８】
ここで、導光手段は、各光束の露光面と平行な面での断面における一部領域の光を前記受光手段に導くことが好ましい。さらには、該一部領域は、各光束の断面において、略同一位置にあることがより好ましい。これにより、検出手段による光量検出処理が容易に行われる。
【０００９】
例えば、発光手段から照射される各光束が平行光束である場合、一部領域は、少なくとも前記断面の中心近傍を含む領域であることが望ましい。また、発光手段から照射される各光束は発散光束であってもよい。ただし、発散光束の場合、該発散光束中露光面に向かって略垂直に進む光、すなわち光束断面の中心近傍の光を導光手段に入射させるように導光手段を配置構成する。これにより、導光手段は、常に入射光を受光部が配設されている方向に確実に導くことができる、つまり発散光束の光量をリアルタイムに検出することが可能になる。
【００１０】
上記導光手段は、発光素子の配列に対応して配設された、発光素子と同数の光路偏向部材であってもよいし、発光素子の配列方向に延出し、発光手段から照射される複数の光束の光路にまたがって配設され、該複数の光束の光路を偏向する光路偏向部材であってもよい。光路偏向部材としては、全反射ミラー、ハーフミラーいずれであってもよい。同様に受光手段も、発光素子の配列に対応して配設された、発光素子と同数の受光素子で構成してもよいし、発光素子の配列方向に対応する所定の方向に延出する複数のＣＣＤラインセンサであってもよい。
【００１１】
上記光路偏向部材は、他の光路偏向部材により偏向された光を遮らないように、露光面と直交する方向において互いに所定量ずれて配置されている必要がある。これにより、全ての発光素子から照射された光束の光量を確実に検出することができる。
【００１２】
なお、発光素子は、第一の方向に直交する第二の方向に所定の間隔をおいて複数個配列され、第一および第二の方向によって規定される面内において第一の方向に対して所定角度傾斜した第三の方向に所定の間隔をおいて複数個配列されていることが望ましい。この配列であれば、光路偏向部材やＣＣＤラインセンサを使用する場合、それらは、第二または第三の方向に沿って配設されることになる。
【００１３】
なお、発光素子として、所定域の光を発光するＬＥＤを用いることができる。例えば、紫外光に最も高い感度を示す感光剤を基板に塗布した場合には、紫外ＬＥＤを使用することが望ましい。
【００１４】
なお、請求項１９に記載の露光装置は、請求項１から請求項１５のいずれかによって定義された様々な露光装置用光源システムと、該光源システムの検出手段によって検出された光量と所定の基準値とを比較する比較手段と、比較手段の比較結果に基づいて、光量が所定の基準値と一致するように発光手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。これにより、光量の変化をリアルタイムで検出できるだけでなく、検出された光量に基づいてフィードバック制御をかけて所定の光量で露光が行われるように、発光制御を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光源システムを備える露光装置の実施形態について説明する。図１は、実施形態の露光装置１００の光源部１、露光台２近傍を拡大した斜視図である。図２は露光台２近傍の上面図、図３は露光台２近傍の側面図である。実施形態の露光装置１００は、マスクＭに描かれた回路パターンを基板Ｓに露光するための装置であり、この露光装置１００では、マスクＭと基板Ｓをわずか（10μｍ〜20μｍ）に離して露光するプロキシミティー法を用いている。なお各図中、Ｘ方向（およびＸ方向の逆方向）は、光源部１および露光台２が相対的に移動する方向（第一の方向）、つまり露光装置１００における走査方向である。Ｙ方向は、基板の露光される面（露光面）において、Ｘ方向と直交する方向（第二の方向）である。Ｚ方向は、露光面と直交する方向、つまり光源部１から照射される光の直進方向である。
【００１６】
図１から図３に示すように、露光装置１００は、光源部１（図１中二点鎖線で示す）、露光台２、光源部駆動モータ３、第一レール４、ドライバ５、一対のレール（第二レール）６、第一ボールねじ７ａ、テーブル駆動モータ７ｂ、ベース８、マスクホルダ部９を備えている。
【００１７】
光源部１は、光源部駆動モータ３の駆動によって、第一レール４に沿ってＸ方向に移動する。光源部駆動モータ３は、ドライバ５を介して制御部１０によって制御されている。ここで光源部１から発光される光によって露光されるＹ方向の最大幅は、露光装置１００で露光可能な基板Ｓが有するＹ方向における最大長さよりも十分に長く構成される。つまり光源部１がＸ方向に平行移動することにより、どのようなサイズの基板Ｓの露光面も全域を露光されることになる。
【００１８】
基板Ｓが載置される露光台２は、ベース８上に設けられている。露光台２は、その下面がＸ方向に延びる第二レール６に沿ってガイドされた状態で、第一ボールねじ７ａをテーブル駆動モータ７ｂにより回転させることによって、Ｘ方向に駆動自在な状態にある。
【００１９】
各図中斜線部で示すマスクＭは、マスクホルダ部９によって保持されている。詳しくは、マスクホルダ部９は、図３に示すように凹字状の断面形状を有しており、凹部にマスクＭが載置される。該凹部に載置されるマスクＭは、Ｘ方向の位置決めを行うＸ調整機構９ａおよびＹ方向の位置決めを行う一対のＹ調整機構９ｂによって所定位置に固定される。具体的には、各調整機構９ａ、９ｂはＬ字状のマスク支持部材Ｌを備えており、それぞれのマスク支持部材がＸ、またはＹ方向に駆動することにより、マスクＭの位置決めが行われる。なお、位置決めの際に、一対のＹ調整機構９ｂの駆動量をそれぞれ異ならせれば、マスクＭをＸ−Ｙ平面内において回転させることもできる。マスクホルダ部９は、Ｚ軸ベース９ｃによって露光台２に取り付けられているため、露光台２とともにＸ方向に移動自在な状態にある。また、マスクホルダ部９は、昇降機構９ｄによってＺ方向に昇降自在な状態にある。
【００２０】
前工程において、感光材が表面に塗布された基板Ｓは、図示しない搬送路を介して露光装置１００に搬送されて、露光台２に載置、固定される。基板Ｓが露光台２に固定されるまでは、マスクホルダ部９は、基板Ｓの移動の妨げにならぬような高さまで、昇降機構９ｄによってＺ方向の逆方向（つまり光源部１方向）に上昇している。そして基板Ｓが、位置決めされて露光台２に固定されると、マスクホルダ部９は、マスクＭと基板Ｓの間隔が、10μｍ〜20μｍ程度になるまで昇降機構９ｄによってＺ方向（つまり露光台２方向）に下降する。マスクＭは、前述のＸ、Ｙ調整機構９ａ、９ｂにより、露光台２に固定された基板Ｓに対する相対的な位置決めをされる。
【００２１】
露光時は、まず、感光材が塗布された基板Ｓが前工程から露光装置１００に搬送される。搬送された基板Ｓは、マスクＭとの相対的位置決めが行われつつ露光台２上に載置、固定される。この状態で、光源１と露光台２（つまり基板ＳとマスクＭ）とを相対的にＸ方向へ移動させることにより、基板Ｓの露光面全域を隙間なく、かつ均一な光量で露光することができる。
【００２２】
図４は、本発明の光源システムの主要構成部である光源部１の内部構造の概略を示す図である。図４に示すように、光源部１は、プリント基板１１に所定の配列で取り付けられた複数の発光素子１２と、複数の凸レンズ１３ａが形成されたレンズパネル１３と、複数の開口１４ａが形成された開口パネル１４と、全反射ミラー１５と、受光部１６と、を有する。本実施形態では、基板Ｓに塗布される感光材にとって最も感度の高い紫外域の光を発光する紫外ＬＥＤを発光素子１２として使用している。なお、本明細書では、ＬＥＤ１２から照射される光束の、露光面と平行な面における光強度分布は、ガウス分布に略近似されるものとする
。
【００２３】
なお本明細書では、露光面の任意の場所に入射する光の強度を露光時間で積算することにより算出される値を、該任意の場所における積算露光量という。
【００２４】
図５は、光源部１の紫外ＬＥＤ１２から照射された各光束が露光面上で形成するスポットの配列を示した図である。ここで、露光期間中、回路パターンを正確に基板に焼き付けるために、基板Ｓの露光面の全域は、隙間なく略均一な積算露光量で露光される必要がある。そこで、紫外ＬＥＤ１２は、図５に示すようなスポット配列を形成できるようにプリント基板１１上に配設される。つまり、紫外ＬＥＤ１２は、Ｘ方向に注目すると、Ｘ−Ｙ面内でＸ方向に対して所定角度傾いた第三の方向に延びる線分上に沿って複数個配置される。ここで、第三の方向に延びる線分上に沿って配置された紫外ＬＥＤ１２は、隣接する他の紫外ＬＥＤ１２とのＹ方向におけるずれ量が互いに等しい。また、紫外ＬＥＤ１２は、Ｙ方向に注目すると、Ｙ方向に平行な線分上に等間隔で複数個配置されている。つまり、紫外ＬＥＤ１２は、Ｙ方向と第三の方向とによって規定される面（略平行四辺形状）に二次元配列されている。
【００２５】
ここで、露光面上のどの場所における積算露光量も略均一にするため、紫外ＬＥＤ１２は、下記の条件（１）と、条件（２）とをともに満たすように配設される。
（ａ×Ｋ）／ｂ≧２・・・（１）
Ｋ＝ｂ／ｄ・・・（２）
但し、ａは、各発光素子から発光されて前記露光台上に入射する光が形成するスポットの径を、
ｂは、第二の方向における前記スポット径の配列ピッチを、
Ｋは、第三の方向における前記発光素子の配列数を、
ｄは、第三の方向に沿って配置された紫外ＬＥＤ１２の、隣接する他の紫外ＬＥＤ１２との第二の方向におけるずれ量を、それぞれ表す。
【００２６】
上記条件（１）を満たすように紫外ＬＥＤ１２を配列すれば、露光台２に載置された基板Ｓの露光面上を通過するスポットの数が等しくなる。つまり、該任意の点における露光量が等しくなる。なお、左辺（ａ×Ｋ）／ｂが２であるとき、各スポットの軌跡のＹ方向における重複は、該スポットの略半径分になっている。
【００２７】
また、条件（２）は、第三の方向における紫外ＬＥＤ１２の配列数Ｋに関する条件である。条件（２）を満たさないと、露光面上における走査軌跡が略一致する紫外ＬＥＤ１２の数が場所によって異なってしまい、積算露光量の均一化が図れない。
【００２８】
上述した配列状態にある紫外ＬＥＤ１２から照射された光束を露光面に導くような配列状態で、各凸レンズ１３ａおよび各開口１４ａはそれぞれのパネル１３、１４に設けられる。つまり、各凸レンズ１３ａ、各開口１４ａは、それぞれのパネル１３、１４において、図５に示すのと略同一の配列状態にある。
【００２９】
またレンズパネル１３は、各凸レンズ１３ａの前側焦点と紫外ＬＥＤ１２の配置位置とが略一致するように配置される。このように配置することにより、各凸レンズ１３ａは、コリメータレンズとしての機能を有することになるため、複数の紫外ＬＥＤ１２から照射された各光束は、平行光束となって各凸レンズ１３ａから射出される。ここで、レンズパネル１３のように一枚の板状体に複数の凸レンズ１３ａを配置することにより、各紫外ＬＥＤ１２と、対応する凸レンズ１３ａとの位置調整を簡略化することができる。
【００３０】
開口パネル１４に設けられた各開口１４ａは、各凸レンズ１３ａを透過した平行光束の断面形状を該開口の形状に対応した所定形状に成形する。各開口１４ａによって光束を成形することにより、各光束の露光面におけるスポット形状を整えている。また、開口パネル１４を配設することにより、いわゆる迷光を遮る効果もある。開口１４ａも一枚の平面板である開口パネル１４に設けることにより、光源部１内における位置調整が容易になっている。
【００３１】
開口１４ａを透過した各光束は、後述するように一部の光が全反射ミラー１５を介して受光部１６に導かれ、残りの多くの光がマスクＭに入射する。マスクＭに入射する光によって基板Ｓへの露光が行われる。
【００３２】
図６は、紫外ＬＥＤ１２から照射された各光束の断面と全反射ミラー１５との位置関係を表す図である。全反射ミラー１５は、細い矩形状のガラス平面板の表面に鏡面を施したものを用いている。全反射ミラー１５は、その長手方向をＹ方向に沿ってかつＹ方向一列に並ぶ全ての光路をまたがるように配置される。また、全反射ミラー１５は、全反射ミラー１５のＹ方向に延出する仮想の中心線が、各光束の露光面と平行な面での断面と平行な位置関係にあるように配置される。これにより全反射ミラー１５は、Ｙ方向に配列された一列の各紫外ＬＥＤ１２から照射された光束の、露光面と平行な面での断面における所定領域の光を反射させて、受光部１６へと導く。本実施形態では、全反射ミラー１５は、入射光と反射光とによって規定される角度が略９０度になるように傾けて配置されている。また本実施形態では、図５や図６に示すように、Ｙ方向の紫外ＬＥＤ１２の配列は、４列（Ｋ＝４）に設定されているため、全反射ミラー１５も４枚使用されている。
【００３３】
なお図６中斜線領域で示すように、全反射ミラー１５は、後述する光量検出処理の簡易化を図るため、どの光束における所定領域も、上記光束断面の中央部を含む領域であるような位置に配置している。つまり、全反射ミラー１５で反射する光は、紫外ＬＥＤ１２から照射された光束のうち、光強度の最も高い領域を含んでいる。
【００３４】
さらに、図４に示すように各全反射ミラー１５は他の全反射ミラー１５からの反射光を遮ることがないように、Ｚ方向において所定量ずつずれた位置に配設される。このように配設された全反射ミラー１５で反射した光は、それぞれ受光部１６に入射する。
【００３５】
受光部１６は、各全反射ミラー１５で反射した光が入射する位置に、Ｙ方向に延出するＣＣＤラインセンサ１６ａを４つ備えている。上述のとおり、全反射ミラー１５は、各々Ｚ方向に所定量ずらして配設されているため、ＣＣＤラインセンサ１６ａも、各々Ｚ方向に該所定量だけずらした位置に配置されている。
【００３６】
ＣＣＤラインセンサ１６ａによって受光された光は、受光部１６内において光電変換された後、各紫外ＬＥＤ１２の光量データとして制御部１０に出力される。
【００３７】
図７は、光量制御に関するブロック図である。受光部１６から出力された紫外ＬＥＤ１２ごとの光量データに基づいて、制御部１０は、各紫外ＬＥＤ１２の光量を算出する。上記のとおり、全反射ミラー１５は、光束断面の略中央部を含む光を受光部１６に導くように配置されている。つまり、受光部１６から出力される紫外ＬＥＤ１２ごとの光量データは、各光束の該強度分布中におけるピーク値近傍に関するデータである。ここで、光強度分布はガウス分布に略近似されることにより、各光束全体の光量は、各光量データに基づいて容易に算出することができる。
【００３８】
ＥＥＰＲＯＭ１７には、高精細な露光を実現するために、各紫外ＬＥＤ１２から出力されるべき基準となる光量に関するデータ（基準データ）が予め記憶されている。制御部１０は、算出した各紫外ＬＥＤ１２の光量と基準データとを常時比較する。そして各紫外ＬＥＤ１２の光量が基準データと一致するように、各紫外ＬＥＤ１２一つずつに対して発光制御を行う。つまり、本実施形態によれば、紫外ＬＥＤ１２から照射される光量は、露光工程中にリアルタイムで検出されフィードバック制御される。従って光源システムを搭載する露光装置１００は、常に均一な積算露光量での露光が可能になる。
【００３９】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる様々な変形が可能である。
【００４０】
上記実施形態では、全反射ミラー１５は、光束断面における光強度が最も高い領域の光を受光部１６に導くと説明した。しかし、上記のとおり、紫外ＬＥＤ１２から照射される光束の露光面と平行な面での光強度はガウス分布に近似される。従って、各紫外ＬＥＤ１２の強度分布に関するデータをＥＥＰＲＯＭ１７に入力しておけば、全反射ミラー１５を、光強度が最も高い領域以外の光を受光部１６に導くように配置しても、制御部１が光量を算出することは可能である。あるいは、制御部１０は、受光部１６から送信される信号レベル、つまり電圧値自体をＥＥＰＲＯＭ１７内に記憶されている基準電圧値と比較することも可能である。この変形例によれば、上記実施形態のように光量データから各光束の光量を算出する処理が不要となる分、制御部１０の比較処理にかかる負担を軽減することができる。
【００４１】
上記実施形態では、紫外ＬＥＤ１２から照射された光束の一部を受光部１６に導く導光手段として、全反射ミラーを使用しているが、これに限定されるものではない。例えば、光ファイバによって受光部１６に導く構成であってもよい。また、ハーフミラーを使用すれば、光量検出用の光を抑え、極力露光に使用する光の光量を多くすることも可能である。但し、導光手段にハーフミラーを使用した場合、光量を算出する制御部１０は、該ハーフミラーの反射率を加味して光量を演算する必要がある。
【００４２】
また、上記実施形態では、位置調整の容易性やコストダウンを図るため、細長い矩形状の全反射ミラー１５を、Ｙ方向に配列された紫外ＬＥＤ１２からの光束間にまたがるように配置している。ここで、全反射ミラー１５は、Ｙ方向でなくとも、紫外ＬＥＤ１２の配列方向に延出する方向に配置すれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、上記実施形態において、全反射ミラー１５は、第三の方向に配列された紫外ＬＥＤ１２から照射される光束の光路間にまたがるように配置してもよい。
【００４３】
さらには、紫外ＬＥＤ１２からの光束一つに対して全反射ミラー等の光路偏向部材を一個、すなわち紫外ＬＥＤ１２の個数と同数の光路偏向部材を配置することも可能である。図８は、光束一つに対して一つの光路偏向部材を配置する場合に使用可能な光路偏向部材の一例を示す図である。図８Ａに示す光路偏向部材は、一枚のガラス平面板１５Ａの光束（図中破線で示す）が入射する面の一部に矩形状のミラー部１５ａを設けている。ガラス平面板１５Ａであれば、制御部１０は、上記実施形態と同様の処理によって各光束の光量を検出することができる。また、図８Ｂに示す光路偏向部材は、一枚のガラス平面板１５Ｂの光束入射面の一部に円形状のミラー部１５ｂを設けている。ガラス平面板１５Ｂを使用する場合、ミラー部１５ｂに該光束の中央部が入射するように配設すれば、光強度の最も高い領域を含む光を受光部１６に導くことができる。図８Ａに示すガラス平面板１５Ａを各光束の光路中に配置したり、図８Ｂに示すガラス平面板１５Ｂを各光束の光路中に配置したりすることにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
ここで、光源部１から照射される光束が発散光束であっても、図８Ｂに示すガラス平面板１５Ｂを各光束の光路中に配置すれば、ミラー部１５ｂには発散光束の中央部、つまり発散光束のうち略垂直に進む光が入射する。従って、入射光を確実に受光部１６に導くことができ、上記実施形態と同様に光量を検出することができる。
【００４５】
また、上記実施形態の受光部１６は、全反射ミラー１５の配置に対応して、Ｙ方向に延出するＣＣＤラインセンサ１６ａを４つ備えていると説明した。しかし、受光手段としては、上述した光路偏向手段の変形例と同様に、全反射ミラー１５で反射した光一つに対して一つの発光素子、すなわち紫外ＬＥＤ１２の個数と同数の受光素子を配設する構成にすることも可能である。
【００４６】
さらに上記実施形態では、光量データに基づいて算出された各紫外ＬＥＤ１２の光量は、光量調整を行うフィードバック制御に用いられると説明したが、他の用途に用いることも可能である。例えば、制御部１０は該光量が露光に最適な所定の許容範囲内にあるかどうかを判断する。そして、図７に示す警告部１８を介して、該許容範囲内にない光量の紫外ＬＥＤ１２をユーザに報知する構成にすることも可能である。この場合、上記所定の許容範囲は、ＥＥＰＲＯＭ１７に予め入力されている必要がある。
【００４７】
上記実施形態では、感光剤の感度が最も高い紫外光を発光する紫外ＬＥＤ１２を光源として使用しているが、半導体素子のように高速のオンオフ制御が可能なランプ素子やプラズマ（放電による発光）等を光源として使用することも可能である。
【００４８】
なお、上記実施形態では、便宜上、基板Ｓの片面のみを露光する露光装置を想定して説明したが、本発明は両面露光装置にも適用することができる。また、本発明は上記実施形態のようなプロキシミティー法以外の手法、例えば密着法や投影法などで露光を行う装置にも適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の露光装置は、超高圧水銀灯の代わりに所定の並びで配列された複数個の発光素子を使用することにより、光源の長寿命化が実現される。つまり、光源の交換作業等に関するユーザの負担をはるかに軽減することができる。
【００５０】
光源に使用される該発光素子は、電源を入れた後、すぐに安定した光量の光が照射されるようになる特徴を有することにより、装置の起動後すぐに露光動作を開始することができる。また上記特徴より、発光素子を使用すると、露光動作時のみ発光させれば足りるため、余分な電力の消費を抑えることができる。
【００５１】
さらに、上記各光源から照射された光束の一部を抽出して、その抽出結果に基づいて得られた各光源の現在の光量を検出することにより、露光工程中における光量をリアルタイムに検出することができる。従って、本発明に係る光源システムを搭載する露光装置は、露光工程中に経時的に変化する光量をフィードバック制御することにより、常に最適な光量で高精細な露光が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の露光装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態の露光装置の露光台近傍を示す上面図である。
【図３】本発明の実施形態の露光装置の露光台近傍を示す側面図である。
【図４】本発明の光源システムの主要構成部である光源部の内部構造の概略を示す図である。
【図５】紫外ＬＥＤから照射された各光束が露光面上で形成するスポットの配列を示した図である。
【図６】紫外ＬＥＤから照射された各光束の断面と全反射ミラーとの位置関係を表す図である。
【図７】光量制御に関するブロック図である。
【図８】光束一つに対して一つの光路偏向部材を配置する場合に使用可能な光路偏向部材の一例を示す図である。
【符号の説明】
１光源
２露光台
１０制御部
１２紫外ＬＥＤ
１３レンズパネル
１５全反射ミラー
１６受光部
１６ａＣＣＤラインセンサ
１００露光装置

Claims

マスクに描かれた回路パターンを基板の露光面に露光する露光装置用の光源システムであって、
離散的に二次元配列された複数の発光素子を有し、第一の方向に走査することにより、露光台全域を隙間なく略均一な積算露光量で露光する光束を照射する発光手段と、
前記発光手段から照射された前記光束による露光の妨げにならない所定位置に配置される受光手段と、
前記発光手段と前記マスクの保持位置との間に配設され、前記発光手段から照射される各光束の一部を前記受光手段に導く導光手段と、
前記受光手段によって受光された各光の光量をそれぞれ検出する検出手段と、を有することを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１に記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記導光手段は、各光束の露光面と平行な面での断面における一部領域の光を前記受光手段に導くことを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項２に記載の露光装置用光源システムにおいて、
各光束の前記一部領域は、各々の前記断面において、略同一位置にあることを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項３に記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記発光手段から照射される各光束は、平行光束であることを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項４に記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記一部領域は、少なくとも前記断面の中心近傍を含むことを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項３に記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記発光手段から照射される各光束は、発散光束であることを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項６に記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記一部領域は、前記断面の中心近傍の所定領域であることを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１から請求項７のいずれかに記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記導光手段は、前記発光素子の配列に対応して配設された、前記発光素子と同数の光路偏向部材を有することを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１から請求項５のいずれかに記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記導光手段は、前記発光素子の配列方向に延出し、前記発光手段から照射される複数の光束の光路にまたがって配設され、該複数の光束の光路を偏向する光路偏向部材を有することを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項８または請求項９に記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記光路偏向部材は、他の光路偏向部材により偏向された光を遮らないように、前記露光面と直交する方向において互いに所定量ずれて配置されていることを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記受光手段は、前記発光素子の配列に対応して配設された、前記発光素子と同数の受光素子を有することを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記受光手段は、前記発光素子の配列方向に対応する所定の方向に延出する複数のＣＣＤラインセンサを備えることを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記発光素子は、前記第一の方向に直交する第二の方向に所定の間隔をおいて複数個配列され、前記第一および第二の方向によって規定される面内において前記第一の方向に対して所定角度傾斜した第三の方向に所定の間隔をおいて複数個配列されていることを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の露光装置用光源システムは、
前記検出手段によって検出された光量に基づいて各発光素子から照射された各光束の基板における光量を算出する演算手段をさらに有することを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の露光装置用光源システムにおいて、前記発光素子は、紫外域の光を発光する紫外ＬＥＤであることを特徴とする露光装置用光源システム。
マスクに描かれた回路パターンを基板の露光面に露光する露光装置用の光源システムであって、
離散的に二次元配列された複数の光源を有し、第一の方向に走査することにより、露光台全域を隙間なく略均一な積算露光量で露光する光束を照射する発光手段と、
前記発光手段と前記マスクの保持位置との間に配設され、前記発光手段から照射される各光束の断面における所定領域の光を少なくとも一部抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された各光の光量を検出する検出手段と、を有することを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１６に記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記光束の断面とは、前記露光面と平行な面であることを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１７に記載の露光装置用光源システムにおいて、
前記所定領域は、前記断面での光強度分布における最大強度を含むような領域であることを特徴とする露光装置用光源システム。
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の露光装置用光源システムと、
前記露光装置用光源システムの検出手段によって検出された光量と所定の基準値とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記光量が所定の基準値と一致するように前記発光手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする露光装置。