マイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置
【課題】マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、重ね合わせ露光時に複数のレイヤーで熱処理が行われてガラス基板が変形して従前のパターンに歪みが発生しても、高精度で重ね露光することができるマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置を提供する。
【解決手段】露光パターン５０ｆの領域を上層レイヤーが露光する際、基板１の熱歪みに合わせて、マスク３を露光光の光軸の周りに回転させ、マイクロレンズアレイ２をスキャン方向５に垂直の面内で傾動させる。これにより、スキャン方向及びスキャン方向に垂直の方向に関して、上層レイヤーのパターンの倍率を調節して、高精度で重ね露光することができる。
【解決手段】露光パターン５０ｆの領域を上層レイヤーが露光する際、基板１の熱歪みに合わせて、マスク３を露光光の光軸の周りに回転させ、マイクロレンズアレイ２をスキャン方向５に垂直の面内で傾動させる。これにより、スキャン方向及びスキャン方向に垂直の方向に関して、上層レイヤーのパターンの倍率を調節して、高精度で重ね露光することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズを２次元的に配列したマイクロレンズアレイによりマスクパターンを基板上に露光するスキャン露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ液晶基板及びカラーフィルタ基板等は、ガラス基板上に形成されたレジスト膜等を、数回、重ね合わせ露光して、所定のパターンを形成する。これらの被露光基板は、その膜形成過程で、延び縮みすることがあり、重ね合わせ露光の下層パターンが、製造条件（露光装置特性及び温度条件）により、設計上のピッチと異なってくることがある。このような重ね合わせ露光において、露光位置のピッチの変化が生じると、このピッチの変化は、露光装置側で倍率補正をして、吸収せざるを得なかった。即ち、被露光基板の寸法変動が生じた場合、ピッチがずれた分を、像の倍率を調整することにより、この像を変動後のピッチの基板上の所定位置の中央に配置する必要がある。
【０００３】
一方、近時、マイクロレンズを２次元的に配置したマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置が提案されている（特許文献１）。このスキャン露光装置においては、複数個のマイクロレンズアレイを一方向に配列し、この配列方向に垂直の方向に基板及びマスクを、マイクロレンズアレイ及び露光光源に対して、相対的に移動させることにより、露光光がマスクをスキャンして、マスクに形成された露光パターンを基板上に結像させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３８２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この従来のスキャン露光装置においては、以下に示す問題点がある。通常のレンズを組み合わせて使用した投影光学系を使用した露光装置においては、レンズの間隔を調整する等により、倍率を調整することは容易である。しかし、マイクロレンズの場合は、例えば４ｍｍの厚さの中に、８個のレンズを光軸方向に配置することにより、正立等倍像を基板上に結像させるようにしたものであるので、倍率の調整ができない。即ち、従来のマイクロレンズアレイによる場合は、正立等倍像しか露光することができない。よって、従来のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置においては、被露光基板のピッチ変更に対応することができないという問題点がある。
【０００６】
特に、液晶表示パネルの製造工程においては、複数のレイヤーで熱処理が行われている。このため、各レイヤーの熱処理後にガラス基板が収縮する。特に、このガラス基板の収縮は、図２０に示すように、ガラス基板の中心に向かって収縮することが多い。図２０（ａ）は１枚のガラス基板上に形成された１６個の理想的な格子状パターンを示す図であり、図２０（ｂ）はこの格子状パターンが、熱処理後の収縮により歪みが発生した状態を示すパターンである。このように、複数のレイヤーにおける熱処理により、ガラス基板は中心に向かって収縮することが多く、次順のパターニング露光時にこの歪みを補正する必要がある。しかし、通常のレンズを組み合わせた露光装置では、倍率を変更しながら、パターン変形を補正することができるが、マイクロレンズアレイを使用したスキャンニング露光装置では、倍率の変更ができないという難点がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、重ね合わせ露光時に複数のレイヤーで熱処理が行われてガラス基板が変形し、従前のパターンに歪みが発生しても、高精度で重ね露光することができるマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置は、露光すべき基板の上方に配置され、夫々複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、
このマイクロレンズアレイをその周辺部で保持するホルダと、
このマイクロレンズアレイの上方に配置され所定の露光パターンが形成されたマスクと、
このマスクに対して露光光を照射する露光光源と、
前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとを相対的に第１方向に移動させる移動装置と、
前記ホルダに対して、前記マイクロレンズアレイを前記第１方向に直交する面内で傾斜させる第１駆動部材と、
前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させる第２駆動部材と、
前記第１の駆動部材による前記マイクロレンズアレイの傾動と、前記第２駆動部材による前記マスクの回転又は移動を、前記移動装置による前記マイクロレンズアレイの相対的移動の位置に応じて制御する制御装置と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
このマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置において、例えば、前記マイクロレンズアレイは、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置された複数個の単位マイクロレンズアレイが積層して構成されており、
前記単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置には、６角形等の多角形の開口を有する多角（６角）視野絞りが配置され、
前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部には、その少なくとも一部に、円形の開口を有する開口絞りが配置されており、
前記多角（６角）視野絞り及び開口絞りは、前記単位マイクロレンズアレイ間で、前記第１の方向に傾斜する方向又は直交する方向に線上に列をなして配置されている。
【００１０】
また、このマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置において、更に、前記基板上の基準アライメントパターンを検出するアライメントパターン検出部を有し、
前記第２駆動部材は、前記マスクに設けたマスクアライメントパターンが前記基準アライメントパターンに整合するように、前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させるように構成することができる。
【００１１】
この場合に、前記基準アライメントパターンは、前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとの相対的スキャン方向（第１方向）に垂直の方向に延びる線状パターンであり、
前記マスクアライメントパターンも、前記第１方向に垂直の方向に延びる線状パターンであり、
前記第２駆動部材は、前記基準アライメントパターンと、前記マスクアライメントパターンとが平行になるように前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させることが好ましい。
【００１２】
更にまた、前記マイクロレンズアレイは前記第１の方向に垂直の方向に複数個配置されており、前記第１駆動部材は、前記複数個のマイクロレンズアレイを相互に相関関係をもって独立した角度で傾斜させるように構成することができる。
【００１３】
また、第１駆動部材の代わりに、前記単位マイクロレンズアレイの少なくとも一部を他の単位マイクロレンズアレイに対してその構成マイクロレンズの光軸が偏倚するように移動させる第３駆動部材を設け、
前記単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置にて、そのマイクロレンズの光軸を偏倚させることにより、マイクロレンズアレイによる基板上の露光位置を調整するように構成することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、下層レイヤーの膜の熱処理等により基板に歪み変形が生じた場合に、それを、露光中に、又は露光前に、検出して、第１駆動部材によりマイクロレンズアレイを第１方向に直交する面内で傾斜させて第１方向に直交する方向のマイクロレンズアレイの倍率を調整し、第２駆動部材によりマスクを露光光の光軸の周りに回転させて又は光軸に垂直の方向に移動させて、光軸に垂直な面内におけるマスクパターンの露光位置を調整するので、基板に２次元的な歪みが発生しても、その歪みに合わせて露光位置を調整することができる。このように、オンラインで露光の位置ずれをリアルタイムで検出し、解消するので、重ね合わせ露光における露光位置の寸法精度を効率的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る露光装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る露光装置の１個のマイクロレンズアレイの部分を示す縦断面図である。
【図３】このマイクロレンズアレイが複数個配列されている状態を示す斜視図である。
【図４】マイクロレンズを示す図である。
【図５】その６角視野絞りを示す図である。
【図６】マイクロレンズの６角視野絞りの配置を示す平面図である。
【図７】マスクとマイクロレンズアレイとの配置関係を示す斜視図である。
【図８】マイクロレンズアレイがホルダに配置された状態を示す断面図である。
【図９】アクチュエータである圧電素子によりマイクロレンズアレイを傾動させる動作を示す断面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態のマスク３と基板上の下層レイヤーのパターンとの関係を示す図である。
【図１１】同じくその動作を示す図である。
【図１２】同じくその動作を示す図である。
【図１３】同じくその動作を示す図である。
【図１４】マイクロレンズアレイを傾動させる動作を示す図である。
【図１５】複数個のマイクロレンズアレイの傾動による倍率補正を示す図である。
【図１６】同じく光軸偏倚がない状態のマイクロレンズアレイを示す断面図である。
【図１７】同じく光軸を偏倚させた状態のマイクロレンズアレイを示す断面図である。
【図１８】同じく光軸偏倚がない状態のマイクロレンズアレイを示す斜視図である。
【図１９】同じく光軸偏倚により露光位置が偏倚し、露光領域が拡大されたときのマイクロレンズアレイを示す斜視図である。
【図２０】（ａ）、（ｂ）は従来の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る露光装置を示す模式図、図２は同じくその１個のマイクロレンズアレイの部分を示す縦断面図、図３はこのマイクロレンズアレイが複数個配列されている状態を示す斜視図、図４はマイクロレンズを示す図、図５はその６角視野絞りを示す図、図６はマイクロレンズの６角視野絞りの配置を示す平面図、図７は本発明の実施形態に係る露光装置を示す斜視図、図８及び図９はマイクロレンズアレイの傾動による倍率補正方法を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、露光光源４から出射された露光光は、平面ミラーを含む光学系２１を介して、マスク３に導かれ、マスク３を透過した露光光は、マイクロレンズアレイ２に照射され、マスク３に形成されているパターンがマイクロレンズアレイ２により、基板１上に結像する。この光学系２１の光路上にダイクロイックミラー２２が配置されており、カメラ２３からの観察光が、ダイクロイックミラー２２で反射して、露光光源４からの露光光と同軸的にマスク３に向かう。また、この観察光はマイクロレンズアレイ２にて基板１上に収束し、基板１に既に形成されている基準パターンを反射して、この基準パターンの反射光がマイクロレンズアレイ２、マスク３及びダイクロイックミラー２２を介してカメラ２３に入射するようになっている。カメラ２３は、この基準パターンの反射光を検出し、この検出信号を画像処理部２４に出力する。画像処理部２４は基準パターンの検出信号を画像処理し、基準パターンの検出画像を得る。画像処理部２４にて得られた基準パターンの画像信号は制御部２５に入力され、制御部２５がこの検出された基準パターンに基づき、マスクの位置と基準パターンとの間のずれを演算し、このずれ量を解消するためのマイクロレンズアレイ２の傾斜角度及びマスク３の回転角度又は移動量を演算する。そして、制御部２５は、このマイクロレンズアレイ２の傾斜角度に応じた信号を、このマイクロレンズアレイ２の傾斜を駆動するピエゾ圧電素子１４，１５からなるアクチュエータ２０（マイクロレンズアレイの第１駆動部材）に出力し、アクチュエータ２０（圧電素子１４，１５）はこの信号に基づいてマイクロレンズアレイ２を傾斜駆動する。また、制御部２５は、マスク３を光軸の周りに回転させる回転角度又は光軸に垂直の方向の移動量に応じた信号を、マスクの第２駆動部材（図示せず）に出力する。移動装置（図示せず）は、基板１とマスク３とを一体とし、マイクロレンズアレイ２と露光光源４及び光学系２１とを一体として、両者を相対的にスキャン方向５（第１方向）に移動させ、マスクパターンを透過した露光光を、基板１上でスキャンする。
【００１８】
次に、マイクロレンズアレイによる露光態様について、更に詳細に説明する。図２に示すように、ガラス基板等の被露光基板１の上方に、マイクロレンズ２ａが２次元的に配置されて構成されたマイクロレンズアレイ２が配置され、更に、このマイクロレンズアレイ２の上にマスク３が配置され、マスク３の上方に露光光源４が配置されている。マスク３は透明基板３ａの下面にＣｒ膜３ｂからなる遮光膜が形成されていて、露光光はこのＣｒ膜３ｂに形成された孔を透過してマイクロレンズアレイ２により基板上に収束する。本実施形態においては、例えば、基板１及びマスク３が固定されていて、マイクロレンズアレイ２及び露光光源４が同期して矢印５方向に移動することにより、露光光源４からの露光光がマスク３を透過して基板１上を矢印５方向にスキャンされる。このマイクロレンズアレイ２及び露光光源４の移動は、適宜の移動装置の駆動源により駆動される。なお、マイクロレンズアレイ２及び露光光源４を固定して、基板１及びマスク３を移動させることとしてもよい。
【００１９】
図３に示すように、マイクロレンズアレイ２は、ホルダとしての支持基板６に、スキャン方向５に垂直の方向に例えば４個ずつ２列に配置されており、これらのマイクロレンズアレイ２は、スキャン方向５にみて、前段の４個のマイクロレンズアレイ２の相互間に、後段の４個のマイクロレンズアレイ２のうち３個が夫々配置されて、２列のマイクロレンズアレイ２が千鳥になるように配列されている。これにより、２列のマイクロレンズアレイ２により、基板１におけるスキャン方向５に垂直の方向の露光領域の全域が露光される。
【００２０】
図４に示すように、各マイクロレンズアレイ２の各マイクロレンズ２ａは、例えば、４枚８レンズ構成であり、４枚の単位マイクロレンズアレイ２−１，２−２，２−３，２−４が積層された構造を有する。各単位マイクロレンズアレイ２−１等は２個のレンズから構成されている。これにより、露光光は単位マイクロレンズアレイ２−２と単位マイクロレンズアレイ２−３との間で一旦収束し、更に単位マイクロレンズアレイ２−４の下方の基板上で結像する。そして、単位マイクロレンズアレイ２−２と単位マイクロレンズアレイ２−３との間に図５に示す６角視野絞り１２が配置され、単位マイクロレンズアレイ２−３と単位マイクロレンズアレイ２−４との間に円形の開口絞り１０が配置されている。
【００２１】
図６は、各マイクロレンズアレイ２における各マイクロレンズ２ａの配置態様を示すために、マイクロレンズ２ａの配置態様を、マイクロレンズ２ａの６角視野絞り１２の位置として示す図である。この図６は後述のマイクロレンズ２ａの光軸の偏倚（シフト）は行っていない状態である。この図６に示すように、マイクロレンズ２ａは、スキャン方向５に垂直の方向に直線上に配列されており、スキャン方向５に隣接するマイクロレンズ列同士は、若干、横方向（スキャン方向に垂直の方向）にずれて配置されている。６角視野絞り１２は、その開口部が、中央の矩形部分１２ａと、そのスキャン方向５に見て両側の三角形部分１２ｂ、１２ｃとに分かれる。図６において、破線は、６角視野絞り１２の６角形の各角部をスキャン方向５に結ぶ線分である。この図６において、スキャン方向５に垂直の方向に延びる各マイクロレンズ列に関し、スキャン方向５について３列の６角視野絞り１２の列をみると、ある特定の１列目の６角視野絞り１２の右側の三角形部分１２ｃが、スキャン方向後方に隣接する２列目の６角視野絞り１２の左側の三角形部分１２ｂと重なり、１列目の６角視野絞り１２の左側の三角形部分１２ｂが、３列目の６角視野絞り１２の右側の三角形部分１２ｃと重なるように、これらのマイクロレンズ２ａが配置されている。このようにして、スキャン方向５に関し、３列のマイクロレンズ２ａが１セットとなって配置される。つまり、４列目のマイクロレンズ２ａは、スキャン方向５に垂直の方向に関し、１列目のマイクロレンズ２ａと同一位置に配置される。このとき、３列の６角視野絞り１２において、スキャン方向５に隣接する２列の６角視野絞り１２の三角形部分１２ｂの面積と三角形部分１２ｃの面積とを加算すると、このスキャン方向５に重なる２個の三角形部分１２ｂ、１２ｃの合計面積の線密度は、中央の矩形部分１２ａの面積の線密度と同一になる。なお、この線密度とは、スキャン方向５に垂直の方向における単位長あたりの６角視野絞り１２の開口面積である。つまり、三角形部分１２ｂ、１２ｃの合計面積は、三角形部分１２ｂ、１２ｃの底辺を長さとし、三角形部分１２ｂ、１２ｃの高さを幅とする想定矩形部分の面積になる。この想定矩形部分は、矩形部分１２ａの長さと同一の長さであるから、スキャン方向５に垂直の方向に関する単位長あたりの開口面積（線密度）で比べると、三角形部分１２ｂ、１２ｃの線密度と、矩形部分１２ａの線密度とは同一になる。このため、基板１が３列のマイクロレンズ２ａのスキャンを受けると、このスキャン方向５に垂直の方向に関し、その全域で均一な光量の露光を受けたことになる。従って、各マイクロレンズアレイ２には、スキャン方向５に関し、３の整数倍の列のマイクロレンズ２ａが配置されており、これにより、基板は、１回のスキャンによりそのスキャン領域の全域で均一な光量の露光を受けることになる。
【００２２】
このように構成されたマイクロレンズアレイ２においては、露光光源４から露光光が照射されている間に、この露光光及びマイクロレンズアレイ２を基板１に対して相対的に移動させて、露光光により基板を走査することにより、基板１の露光対象領域の全域で、基板１は均一な光量の露光を受ける。つまり、基板１はマイクロレンズ２ａの位置に応じてスポット的な露光を受けるのではなく、１列のマイクロレンズ２ａの相互間の領域は、他列のマイクロレンズ２ａにより露光されて、基板１は、あたかも、平面露光を受けた場合と同様に、露光対象領域の全域で均一な露光を受ける。そして、基板１上に投影されるパターンは、マイクロレンズ２ａの６角視野絞り１２及び開口絞り１０の形状ではなく、マスク３のＣｒ膜（遮光膜）３ｂの孔に形成されたマスクパターン（露光パターン）により決まるパターンである。なお、反転結像位置に設けられる絞りは、６角形の開口部を有する６角視野絞りに限らず、多角形であれば良い。
【００２３】
図７は図３に示す複数個のマイクロレンズアレイ２の配置態様の変形例を示す。図７に示すように、マイクロレンズアレイ２は、支持板６に、マイクロレンズアレイ２ｂ及びマイクロレンズアレイ２ｃの２列に分かれて配置されており、スキャン方向５に垂直の方向に列をなすように、またマイクロレンズアレイ２ｂとマイクロレンズアレイ２ｃとがスキャン方向５に相互にずれて配置されている。マイクロレンズアレイ２は、図８及び図９に示すように、支持板６に設けた孔６ａ内に嵌合して配置されており、各孔６ａは各マイクロレンズアレイ２の外形に見合う大きさを有している。マイクロレンズアレイ２は、そのスキャン方向５に直交する方向については、隣接するマイクロレンズアレイ２同士（マイクロレンズアレイ２ｂとマイクロレンズアレイ２ｃ）が相互に接近するように連なって配置されている。そして、このスキャン方向５に直交する方向に隣接するマイクロレンズアレイ２間の支持板６の部分は、極めて細く、また、マイクロレンズアレイ２におけるスキャン方向５に直交する方向の端部はこの端部のマイクロレンズ２ａと端縁との間の間隔がマイクロレンズ２ａの配列ピッチの１／２未満に短くなっている。このため、各マイクロレンズアレイ２は、図７に示すように、スキャン方向５に直交する方向に連なっていても、このスキャン方向５に直交する方向の全てのマイクロレンズアレイ２のマイクロレンズ２ａ間の間隔を同一にすることができる。即ち、マイクロレンズ２ａのスキャン方向５に直交する方向のピッチは、全てのマイクロレンズアレイ２について一定である。スキャン方向５については、１個のマイクロレンズアレイ２が配置されており、そのマイクロレンズアレイ２内のマイクロレンズ２ａのピッチは一定である。
【００２４】
なお、マイクロレンズアレイ２は、支持板６に対し、図３に示すように、スキャン方向５及びスキャン方向５に直交する方向の双方に相互に離隔するように配置することもできる。この場合は、スキャン方向５に見た場合に、マイクロレンズアレイ２をその端部同士が重なるように設けることができ、従って、スキャン方向５に直交する方向に関し、各マイクロレンズアレイ２の端部におけるマイクロレンズ２ａと端縁との間隔をマイクロレンズ２ａのピッチの１／２未満になるように、短くする必要がなく、各マイクロレンズアレイ２の端部の幅を十分大きくとることができる。また、支持板６の孔６ａは、スキャン方向５に直交する方向の相互間隔を、図７に示すような短いものにする必要がなく、十分広くとることができる。なお、図７及び図３は、マイクロレンズアレイ２をスキャン方向５に直交する方向について、千鳥状に配置しているが、図７に示すように、マイクロレンズアレイ２が相互に近接している場合は、マイクロレンズアレイ２をスキャン方向５に一直線状に整列させて配置することも可能である。
【００２５】
図７に示す実施形態では、各マイクロレンズアレイ２ｂは、例えば、スキャン方向５に対向する２辺で、一方は２個の圧電素子１４ａ，１４ｂに支持され、他方は１個の圧電素子１５ａに支持されており、マイクロレンズアレイ２ｃは、例えば、スキャン方向５に対向する２辺で、一方は１個の圧電素子１４ｃに支持され、他方は２個の圧電素子１５ｂ、１５ｃに支持されている。図３に示す実施形態では、各マイクロレンズアレイ２は、スキャン方向５に垂直の方向に対向する２辺で、図７と同様に、一方は２個の圧電素子により、他方は１個の圧電素子により支持されている。
【００２６】
図８及び図９に示すように、支持板６におけるマイクロレンズアレイ２の配置位置には、前述のごとく、マイクロレンズアレイ２の形状に対応する形状の孔６ａが形成されており、マイクロレンズアレイ２はこの孔６ａ内に嵌合されている。また、この孔６ａの周囲は、支持板６の上面が切り欠かれて、段差６ｂが形成されており、この段差６ｂの低い部分、即ち、孔６ａの周辺部分に、圧電素子１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ），１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）が配置されている。そして、マイクロレンズアレイ２はその上方部分に水平方向に張り出すフランジ部９が形成されており、このフランジ部９が、支持板６の孔６ａの周囲部分の段差６ｂに位置する。
【００２７】
圧電素子１４，１５は、夫々、その基部１４１、１５１が支持板６の段差６ｂの低い部分に固定されており、その先端１４２、１５２がマイクロレンズアレイ２のフランジ部９の下面に固定されている。そして、圧電素子１４，１５は引出線７により制御装置２５に接続されており、圧電素子１４，１５は、この引出線７を介して制御装置から駆動電圧を供給されて、図９に示すように、変形する。即ち、図８においては、圧電素子１４，１５が変形していないので、マイクロレンズアレイ２の光軸は鉛直（支持板６の表面に垂直）方向を向いているが、図９においては、図示の左側の圧電素子１４がその先端１４２が上向くように変形しており、これにより、マイクロレンズアレイ２はその光軸が鉛直方向に対し傾斜する方向に向いている。このようにして、マイクロレンズアレイ２の光軸の方向を、圧電素子に対する印加電圧を調整することにより調整できるので、基板上の基準パターンに位置ずれがある場合は、露光中に位置ずれを検出し、１又は複数のマイクロレンズアレイの傾斜角度を調節することにより、この位置ずれを解消することができる。なお、圧電素子１４，１５による支持点は、上述の３点に限らず、４点以上設けても良いことは勿論である。この場合、４点以上の圧電素子の変形量は、相互に規制する必要がある。
【００２８】
このように構成されたマイクロレンズアレイ２の支持機構においては、圧電素子１４，１５に印加する電圧を制御することにより、圧電素子１４，１５の変形量を制御することができ、３点で支持されたマイクロレンズアレイ２の圧電素子１４，１５の変形量の組合せを調整することにより、マイクロレンズアレイ２を任意の方向に傾斜させることができる。
【００２９】
即ち、制御部２５は、このマイクロレンズアレイ２の傾斜角度に応じた信号を、このマイクロレンズアレイ２の傾斜を駆動するピエゾ圧電素子１４，１５からなるアクチュエータ２０に出力し、アクチュエータ２０（圧電素子１４，１５）はこの信号に基づいてマイクロレンズアレイを傾斜駆動する。即ち、アクチュエータ２０（圧電素子１４，１５）はこのマイクロレンズアレイ２の傾斜角度に基づき、圧電素子１４，１５に印加する電圧を調整して、マイクロレンズアレイ２を所定の傾斜角度になるように駆動する。
【００３０】
この場合に、図３に示すマイクロレンズアレイ２の配置態様の場合は、圧電素子１４，１５をマイクロレンズアレイ２におけるスキャン方向５に垂直の方向に対向する２辺に設置したので、圧電素子１４と圧電素子１５との間の相対的変形量を異ならせることにより、図１５に示すように、マイクロレンズアレイ２をスキャン方向５に垂直の方向に傾動させることができる。なお、図１５において、スキャン方向は紙面に垂直の方向である。一方、図７に示すマイクロレンズアレイ２ｂの配置態様の場合は、圧電素子１５ａを駆動せず、圧電素子１４ａと圧電素子１４ｂとの間の駆動変形量を異ならせることにより、マイクロレンズアレイ２ｂをスキャン方向５に垂直の方向に傾動させることができる。また、図７に示すマイクロレンズアレイ２ｃの配置態様の場合も、圧電素子１４ｃは駆動せず、圧電素子１５ｂと圧電素子１５ｃとの間の駆動変形量を異ならせることにより、マイクロレンズアレイ２ｃをスキャン方向５に垂直の方向に傾動させることができる。よって、図３及び図７のいずれの配置態様においても、図１５に示すように、マイクロレンズアレイをスキャン方向に垂直の方向に傾動させることができる。
【００３１】
図１０は本発明の実施形態に係るスキャン露光装置におけるマスクと従前の工程における露光により基板が変形した下層レイヤーの露光パターン５０ａ〜５０ｐとの関係を示す。なお、図１０（ａ）は基板１の全体を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の２点鎖線にて示す領域を拡大して示す。マスク３はフレーム３０の内側にマスクパターン３１が形成されている。基板１は、例えば、１６分割されて、各領域に露光パターンが形成されることにより、１６枚の液晶表示基板を採取することができる。即ち、１６個の露光パターン５０ａ〜５０ｐは、製造せんとする１６枚の液晶表示基板に対応する。本実施形態のスキャン露光装置は、この基板１の１６分割された領域を、例えば、４ヘッド構成のマスク３により露光するので、基板１上を４分割された領域は、各領域毎に、１個のマスク３により露光され、１個のマスク３には、１個の領域に対応する露光パターンが形成されている。
【００３２】
具体的には、例えば、基板１をその中心を通る線分で４分割し、各分割領域から４枚の液晶表示基板を採取する。そして、各分割領域に１個のマスクヘッドを配置し、この１個のマスクヘッドを、各分割領域内で、４個の露光パターンの領域に順次移動させながら、これらの４個の露光パターンの領域を露光する。即ち、１個のマスクヘッドを、図１０（ａ）の露光パターン５０ａ、５０ｂ、５０ｆ、５０ｅの位置にこの順に移動させて、各位置にてマイクロレンズアレイをマスク３に対して相対的にスキャン移動させてマスク３のパターンを基板に転写し、この動作を４個の領域に順次繰り返す。また、露光パターン５０ｃ、５０ｄ、５０ｈ、５０ｇについても、別の２番目のヘッドのマスク（図示せず）により、この順に順次露光する。更に、３番目のヘッドのマスク（図示せず）により、露光パターン５０ｉ、５０ｊ、５０ｎ、５０ｍを順次露光する。更に、４番目のヘッドのマスク（図示せず）により、露光パターン５０ｋ、５０ｌ、５０ｐ、５０ｏを順次露光する。このようにして、第１工程においては、４個のヘッドにより、露光パターン５０ａ、５０ｃ、４０ｉ、５０ｋの領域を同時に露光し、第２工程においては、４個のヘッドにより、露光パターン５０ｂ、５０ｄ、５０ｊ、５０ｌを同時に露光するというように、各ヘッドを連動させて移動配置し、４個のヘッドを使用して１６個の領域を４工程で順次露光する。各工程においては、例えば、基板１及びマスク３を固定しておき、支持基板６に支持されたマイクロレンズアレイ２と、このマイクロレンズアレイ２の全透過領域に露光光を照射する光源４とを、スキャン方向５に移動させる。このとき、図１５に示すように、１個のマスク３に対し、複数個のマイクロレンズアレイ２が配置される（図１５の図示例は、４個）。
【００３３】
而して、基板１上の膜には、従前の露光による露光パターン５０ａ〜５０ｐが形成されている。この基板１上の膜は、当初、図２０（ａ）に示すように、基板１上の１６分割された領域（１６枚の製品を取得する場合）に、例えば、横に延びる直線状のパターンが形成されている。そして、複数のレイヤーを露光したことにより、図２０（ｂ）及び図１０（ａ）に示すように、ガラス基板１が熱応力により歪み、従前の露光パターン５０ａ〜５０ｐが４コーナー部で拡大し、中央部で縮むように変形している。そして、図１０（ｂ）に示すように、例えば、マスク３が基板１上の露光パターン５０ｆの領域にマスクパターンを重ね露光しようとする場合、例えば、基板１及びマスク３に対して、支持基板６に支持されたマイクロレンズアレイ２と、このマイクロレンズアレイ２の全透過領域に露光光を照射する光源４とを、スキャン方向５に移動させる。又は、マイクロレンズアレイ２及び光源４に対して、基板１及びマスク３をスキャン方向５の反対方向に移動させてもよい。いずれの場合も、マスク３を透過した露光光が、マイクロレンズアレイ２により基板１上の膜に収束して、露光光がスキャン方向５へスキャンされて、マスクパターンが前記膜に転写される。
【００３４】
このとき、マスク３は、そのフレーム３０内に、露光すべきパターン３１（図示例は、横方向に延びる線状のパターン）が形成されている。そして、マスク３は、露光光の光軸（図１０の紙面に垂直の方向）の周りに回転させ、又は光軸に垂直の方向に移動させることができ、従前のレイヤーの歪みの程度に応じて、マスク３の回転の角度又は移動量が設定される。また、このマスク３の露光光の光軸の周りの回転は、４ヘッドのマスクの全体を回転させてもよいし、４ヘッドのうち、各マスク３を個別に回転させ、この回転角度を、マスク毎に適切な角度に調整することもできる。
【００３５】
基板１には、図１１に示すように、露光パターン５０ｆの露光開始地点において、マイクロレンズアレイ２の長手方向（スキャン方向５に垂直の方向）に離隔した２点に、マークＡが形成されている。この２つのマークＡを結ぶ線分は、基板１が歪むと、図２０（ａ）に示すように基板に歪みがないときの線分の方向から離脱して、微小な角度をなして傾斜している。そこで、制御装置（図示せず）は、従前の露光により下層レイヤーに形成された基準パターンＡ−Ａとマスク３の露光パターン３１とが平行になるように、マスク３を露光光の光軸の周りに回転させる。
【００３６】
このような下層レイヤーに対するマスク位置の調整は、マスク３を露光光の光軸の周りに回転させることに限らず、マスク３を露光光の光軸に垂直の面内で、光軸に垂直の方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動させる（シフトさせる）ことによって、行ってもよい。
【００３７】
この基準線（マークＡ−Ａを結ぶ線分）の他に、基板１には、図１２に示すように、露光領域５０ｆにおけるマイクロレンズアレイ２によるスキャンの途中の位置に、マークＢ―Ｂが設けられており、図１３に示すように、マイクロレンズアレイ２によるスキャンの最終位置に、マークＣ−Ｃが設けられている。
【００３８】
図１４は、図８及び図９に示すように、マイクロレンズアレイ２をその支持基板６（ホルダ）に対して傾斜させることにより、スキャン方向５に垂直の方向における倍率の調整を行うことを示す図である。即ち、図１４（ａ）に示すように、露光パターン５０ａにおいて、その基板コーナー部に近い部分は、従前の露光パターンがスキャン方向５に垂直の方向により広く広がっており、基板の中央部に近い部分は、この従前の露光パターンの広がりがより小さい。このため、この基板中央寄りの下層レイヤーの露光パターンの上に重ね露光する場合は、図１４（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ２の傾斜角度は小さく、図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）に示すように、基板コーナー寄りの下層レイヤーの露光パターンの上に重ね露光する場合は、基板コーナーに近いほど、マイクロレンズアレイ２の傾斜角度を大きくする。これにより、スキャン方向５に垂直の方向についてのマイクロレンズアレイ２の倍率を調節して、基板１の歪みに対応したパターンを、下層レイヤーの上に重ね露光することができる。
【００３９】
次に、上述のごとく構成された本実施形態のスキャン露光装置の動作について説明する。先ず、図１及び図２に示すように、基板１及びマスク３に対して、マイクロレンズアレイ２及び光源４を、相対的にスキャン方向５に移動させて、マスク３の孔を透過した露光光により、基板１をスキャンする。このマイクロレンズアレイ２は基本的にはマスク３に形成された露光パターンの正立等倍像を基板上の膜に転写する。この１回のスキャンにより、例えば、図１０（ａ）に示す露光パターン５０ｆが基板上の膜に形成される。他の露光パターン５０ａ等も、同様にして露光光の１回のスキャンで形成される。即ち、例えば、マスク３及び基板１が固定されている状態で、マイクロレンズアレイ２及び光源をマスク３の一方の端部側から、他方の端部側に向けて、スキャン方向５に移動させる。これにより１レイヤーが露光される。
【００４０】
そして、このようにして下層レイヤーの露光が終了した後、図１０（ａ）に示すように、下層レイヤーの露光パターンが、基板に対する熱歪みで、歪んでいるので、その上に、マスク３のパターンを重ね露光したのでは、下層レイヤーのパターンと、上層レイヤーのパターンとが不一致となってしまい、目的とするパターンを基板上の膜に形成することができない。そこで、本発明においては、図１１に示すように、カメラ２３が基板１の表面に形成された２個のマークＡを検出し、その２個のマークＡ−Ａ線を結ぶ線分を求め、このＡ−Ａ線を基板歪みの程度を認識する指標とする。即ち、本発明においては、制御装置が、この基準アライメントパターンであるＡ−Ａ線と、マスク３における横方向に延びるマスクアライメントパターンとが平行になるように、マスク３をその露光光の光軸の周りに回転させる。これにより、下層レイヤーのパターンが基板の熱歪みにより歪んでいたとしても、その歪みに合わせてマスク３のマスクパターンの方向を整合させることができる。
【００４１】
そして、上述のごとく基準アライメントパターンＡ−Ａに基づいてマスク３の光軸の周りの回転角度が設定された状態で、マイクロレンズアレイ２及び光源が、マスク３に対してスキャン移動して、図１１にて基準アライメントパターンＡ−Ａを検出したカメラもマイクロレンズアレイ２と共に移動し、このカメラが図１２に示すマスク３の中間位置に対応する位置の基板１に形成されている基準アライメントパターンＢ−Ｂを検出したときに、このＢ−Ｂ線を基板歪みの程度を認識する指標として、制御装置が、基準アライメントパターンであるＢ−Ｂ線と、マスク３における横方向に延びるマスクアライメントパターンとが平行になるように、マスク３をその露光光の光軸の周りに更に回転させる。つまり、基準アライメントパターンＡ−Ａに基づいて設定されたマスク３の回転角度を、基準アライメントパターンＢ−Ｂに基づいて再調整する。勿論、露光する前に、基準アライメントパターンＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃを事前にアライメントカメラにて確認し、それに基づいてマスクの回転とマイクロレンズアレイの移動を連動させてもよい。
【００４２】
そして、マイクロレンズアレイ２及び光源が、更にマスク３に対してスキャン移動すると、今度は、カメラがマスク３の他方の端部側の位置に対応する位置の基板１に形成された基準アライメントパターンである２個のマークＣを検出する。そうすると、このＣ−Ｃ線を基板歪みの程度を認識する指標として、制御装置が、基準アライメントパターンであるＣ−Ｃ線と、マスク３における横方向に延びるマスクアライメントパターンとが平行になるように、マスク３をその露光光の光軸の周りに回転させる。つまり、基準アライメントパターンＢ−Ｂに基づいて設定されたマスク３の回転角度を、基準アライメントパターンＣ−Ｃに基づいて再調整する。なお、基準アライメントパターンＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃの検出は、光源４と同軸的に基板上を観察するカメラ２３によらず、マイクロレンズアレイ２と一体的に移動するように露光光の光軸よりもスキャン方向の先方にラインセンサを設け、このラインセンサにより基準アライメントパターンＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃを検出することとしても良い。
【００４３】
このようにして、マイクロレンズアレイ２及び光源のスキャン移動の間に、カメラ２３又はマイクロレンズアレイ２よりもスキャン方向の前方に設けられたラインセンサが、マイクロレンズアレイ２による露光領域におけるスキャン方向の前端にて、又はマイクロレンズアレイ２よりも先行位置にて、基板１に形成されている基準アライメントパターンＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃを先取りして順次検出し、この検出結果に基づいて、基板１上の基準アライメントパターンとマスク３の横方向に延びるマスクアライメントパターンとが平行になるようにマスク３の光軸周りの回転角度を調整する。これにより、基板１に熱歪みが生じていて、下層レイヤーのパターンが歪んでいても、また、基板の歪みの程度が基板位置により異なっていても、上層レイヤーのパターンを高精度で下層レイヤー上に重ね露光することができる。このようにして、基板の熱歪みにより、下層レイヤーパターンが変形している場合に、スキャン方向５について、この変形に見合う位置に上層レイヤーのパターンを重ね露光することができ、スキャン方向５についての基板歪みにより露光不良を解消することができる。
【００４４】
一方、この基板の熱歪みによる露光パターンの歪みは、図２０（ｂ）に示すように、スキャン方向５に垂直の方向にも生じているので、図１４に示すように、マイクロレンズアレイ２をその支持基板６に対して、スキャン方向５に垂直の面内で傾動させ、このスキャン方向５に垂直の方向のパターン歪みを解消する。図１４（ａ）に示すように、基板１のコーナー部近傍においては、下層レイヤーのパターンが、基板中心をスキャン方向５に貫く線分に対し、この線分からより遠くに位置しており、マイクロレンズアレイ２を支持基板６に対してより大きな角度で傾斜させ、マスク３の露光パターンをこの下層レイヤーの上に高精度で重ねる。一方、基板１のより中央部側の位置においては、下層レイヤーのパターンと基板中心をスキャン方向５に貫く線分との間の距離はより小さくなるので、マイクロレンズアレイ２の傾動角度はより小さくする。従って、マイクロレンズアレイ２が露光している位置に応じて、このマイクロレンズアレイ２の傾動角度を変更し、歪みが生じている下層レイヤーの露光パターンの位置に高精度で合わせて上層のレイヤーのパターンを重ねる。これにより、基板の熱歪みにより、下層レイヤーパターンが変形している場合に、スキャン方向５に垂直の方向について、この変形に見合う位置に上層レイヤーの露光パターンを重ね露光することができ、より高精度で基板歪みに合わせ上層のレイヤーを露光することができる。なお、図１４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）においては、図示の簡略化のために、１個の露光領域に対して、１個のマイクロレンズアレイのみ図示されているが、実際は、図１５に示すように、複数個のマイクロレンズアレイ２が連動して１個の露光領域を露光する。
【００４５】
このスキャン方向５に関する上層レイヤーの露光位置の調整（マスク回転）と、スキャン方向５に垂直方向に関する上層レイヤーの露光位置の調整（マイクロレンズアレイ傾動）とを同時に制御しつつ、上層レイヤーを露光することにより、基板１に２次元的な熱歪みが生じても、高精度で重ね露光することができる。
【００４６】
図１５は、スキャン方向５に垂直の方向に複数個配置されたマイクロレンズアレイ２を、隣接するマイクロレンズアレイ２に対して徐々にその傾斜角度を大きくしていった場合の露光光と基板１との関係を示す図である。この図１５に示すように、マイクロレンズアレイ２の傾斜角度が大きくなると、基板１に対する露光光の入射角度が９０°から次第に小さくなっていく（鋭角になっていく）。これにより、隣接するマイクロレンズアレイ２間の露光領域の間隔ｂ１，ｂ２，ｂ３が徐々に大きくなり、水平配置のマイクロレンズアレイ２の端部（基準点）のパターンに対して、傾斜角度が最も大きなマイクロレンズアレイ２の最も前記基準点から離れた位置のパターンは、全てのマイクロレンズアレイ２が水平の場合の露光位置に比して、基準点から遠いものとなる。このように、一列に並んだマイクロレンズアレイ２の傾斜角度を徐々に大きくしていくだけで、基板上の露光位置を調整することができ、基板上の露光領域を拡大することができる。逆に、露光領域を縮小する場合も、マイクロレンズアレイ２を逆方向に傾斜させればよい。
【００４７】
なお、上記実施形態においては、図１５に示すように、マイクロレンズアレイを傾斜させることにより、本来、正立等倍像の露光しかできないマイクロレンズアレイにおいて、その倍率の調整又は露光位置の調整を可能としているが、本発明はこれに限らず、図１６乃至図１９（他の実施形態）に示すように、マイクロレンズの光軸を偏倚させることによっても、マイクロレンズアレイの倍率の調整及び露光位置の調整を行うことができる。
【００４８】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、マイクロレンズアレイの傾動によりスキャン方向５に垂直の方向の倍率を調整するのではなく、マイクロレンズの光軸の偏倚により、スキャン方向５に垂直の方向の倍率を調整するものである。図１６は、単位マイクロレンズアレイ２-１，２-２，２−３，２−４の積層状態を示す模式図である。これらの４枚の単位マイクロレンズアレイ２−１等の各マイクロレンズ２ａの構成は、各単位マイクロレンズアレイ２−１毎に２枚の凸レンズからなるものである。常態では、図１６に示すように、単位マイクロレンズアレイ２−１，２-２，２−３，２−４の各マイクロレンズ２ａの光軸は、いずれも一致している。従って、露光光は図１８に示すように、基板に対して垂直に入射する。
【００４９】
而して、本実施形態においては、図１７に示すように、第１層目の単位マイクロレンズアレイ２−１及び第２層目の単位マイクロレンズアレイ２−２のマイクロレンズ２ａの光軸と、第３層目の単位マイクロレンズアレイ２−３及び第４層目の単位マイクロレンズアレイ２−４のマイクロレンズ２ａの光軸とを、ｄの大きさで偏倚（シフト）させることができるようになっている。この偏倚量ｄは例えば０．３μｍである。このように、単位マイクロレンズアレイ２−３，２−４のマイクロレンズの光軸が偏倚することにより、図１９に示すように、露光光は単位マイクロレンズアレイ２−２と単位マイクロレンズアレイ２−３との間で屈曲し、この露光光は、図１８に比して、若干ずれた位置で基板に入射する。第３層の単位マイクロレンズアレイ２−３のマイクロレンズの光軸の偏倚量ｄに対し、最下層の第４の単位マイクロレンズアレイ２-４を出射する露光光の光軸は約２倍の２ｄだけ偏倚し、露光光の基板上における偏倚量は約２ｄとなる。即ち、マイクロレンズの光軸を偏倚量ｄだけ偏倚させると、投影パターンは基板上で約２ｄだけ偏倚し、上述のｄ＝０．３μｍの場合には、基板上の投影パターンは０．６μｍだけ偏倚する。
【００５０】
このようにして、単位マイクロレンズアレイ２-１等のマイクロレンズ２ａの光軸を偏倚（シフト）させることにより、マイクロレンズアレイによる基板上の露光位置を調整することができる。
【００５１】
マイクロレンズの光軸の偏倚は、一部の単位マイクロレンズアレイを他の単位マイクロレンズアレイに対して光軸に垂直の方向に移動させればよい。この単位マイクロレンズアレイの移動は、例えば、圧電素子に電圧を印加することにより、その電圧変化で圧電素子が歪んだ量だけ単位マイクロレンズアレイを光軸に垂直の方向に押し出すようにすれば良い。この場合は、圧電素子が駆動部材となるが、駆動部材としては、圧電素子に限らず、種々の装置又は部材を使用することができる。
【００５２】
なお、倍率を縮小する場合も、同様に露光位置の調整で行うことができる。また、上記実施形態では、第１及び第２層の単位マイクロレンズアレイ２−１，２−２と、第３及び第４層の単位マイクロレンズアレイ２−３，２−４との間で、そのマイクロレンズ２ａの光軸を偏倚させることにより、露光位置調整を行ったが、これは、マイクロレンズアレイの反転結像位置で単位マイクロレンズアレイのマイクロレンズの光軸をずらすものである。このため、マイクロレンズアレイ２における単位マイクロレンズアレイの枚数も、上記実施形態のように、４枚に限定されるものではないが、その場合も、単位マイクロレンズアレイのマイクロレンズの光軸の偏倚は、マイクロレンズアレイの反転結像位置で行う必要がある。
【００５３】
本実施形態においても、重ね合わせ露光において、基板の寸法の変動が生じても、これをリアルタイムで検出して、その露光位置を下層の露光パターンに高精度で合わせることができる。即ち、本実施形態においては、露光装置内で、露光中に下層パターンと露光パターンとの位置ずれを、マイクロレンズアレイにおける単位マイクロレンズアレイの移動によるマイクロレンズの光軸の位置調整により修正することができ、リアルタイムに位置ずれを修正して、高精度の重ね露光を行うことができる。
【００５４】
しかも、本実施形態においては、マイクロレンズ２ａの光軸を偏倚（シフト）させることにより、基板上における露光位置の調整、ひいては露光パターンの倍率調整を行っているので、露光光の焦点深度は各マイクロレンズアレイについて変動しない。即ち、全てのマイクロレンズの焦点深度の範囲内に、基板上の露光すべき面を位置させることができる。通常、マイクロレンズアレイの焦点深度は５０μｍであるが、この焦点深度内に、基板上の露光面を位置させることができるという利点がある。
【符号の説明】
【００５５】
１：基板
２：マイクロレンズアレイ
２ａ：マイクロレンズ
２−１〜２−４：単位マイクロレンズアレイ
３：マスク
３ａ：透明基板
３ｂ：Ｃｒ膜
４：露光光源
５：スキャン方向
６：支持基板
１０：レンズ視野領域
１２：６角視野絞り
１２ａ：矩形部分
１２ｂ、１２ｃ：三角形部分
１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ），１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）：圧電素子
２０：アクチュエータ
２１：光学系
２２：ダイクロイックミラー
２３：ラインＣＣＤカメラ
２４：画像処理部
２５：制御部
５０ａ〜５０ｐ：露光パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズを２次元的に配列したマイクロレンズアレイによりマスクパターンを基板上に露光するスキャン露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ液晶基板及びカラーフィルタ基板等は、ガラス基板上に形成されたレジスト膜等を、数回、重ね合わせ露光して、所定のパターンを形成する。これらの被露光基板は、その膜形成過程で、延び縮みすることがあり、重ね合わせ露光の下層パターンが、製造条件（露光装置特性及び温度条件）により、設計上のピッチと異なってくることがある。このような重ね合わせ露光において、露光位置のピッチの変化が生じると、このピッチの変化は、露光装置側で倍率補正をして、吸収せざるを得なかった。即ち、被露光基板の寸法変動が生じた場合、ピッチがずれた分を、像の倍率を調整することにより、この像を変動後のピッチの基板上の所定位置の中央に配置する必要がある。
【０００３】
一方、近時、マイクロレンズを２次元的に配置したマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置が提案されている（特許文献１）。このスキャン露光装置においては、複数個のマイクロレンズアレイを一方向に配列し、この配列方向に垂直の方向に基板及びマスクを、マイクロレンズアレイ及び露光光源に対して、相対的に移動させることにより、露光光がマスクをスキャンして、マスクに形成された露光パターンを基板上に結像させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３８２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この従来のスキャン露光装置においては、以下に示す問題点がある。通常のレンズを組み合わせて使用した投影光学系を使用した露光装置においては、レンズの間隔を調整する等により、倍率を調整することは容易である。しかし、マイクロレンズの場合は、例えば４ｍｍの厚さの中に、８個のレンズを光軸方向に配置することにより、正立等倍像を基板上に結像させるようにしたものであるので、倍率の調整ができない。即ち、従来のマイクロレンズアレイによる場合は、正立等倍像しか露光することができない。よって、従来のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置においては、被露光基板のピッチ変更に対応することができないという問題点がある。
【０００６】
特に、液晶表示パネルの製造工程においては、複数のレイヤーで熱処理が行われている。このため、各レイヤーの熱処理後にガラス基板が収縮する。特に、このガラス基板の収縮は、図２０に示すように、ガラス基板の中心に向かって収縮することが多い。図２０（ａ）は１枚のガラス基板上に形成された１６個の理想的な格子状パターンを示す図であり、図２０（ｂ）はこの格子状パターンが、熱処理後の収縮により歪みが発生した状態を示すパターンである。このように、複数のレイヤーにおける熱処理により、ガラス基板は中心に向かって収縮することが多く、次順のパターニング露光時にこの歪みを補正する必要がある。しかし、通常のレンズを組み合わせた露光装置では、倍率を変更しながら、パターン変形を補正することができるが、マイクロレンズアレイを使用したスキャンニング露光装置では、倍率の変更ができないという難点がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、重ね合わせ露光時に複数のレイヤーで熱処理が行われてガラス基板が変形し、従前のパターンに歪みが発生しても、高精度で重ね露光することができるマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置は、露光すべき基板の上方に配置され、夫々複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、
このマイクロレンズアレイをその周辺部で保持するホルダと、
このマイクロレンズアレイの上方に配置され所定の露光パターンが形成されたマスクと、
このマスクに対して露光光を照射する露光光源と、
前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとを相対的に第１方向に移動させる移動装置と、
前記ホルダに対して、前記マイクロレンズアレイを前記第１方向に直交する面内で傾斜させる第１駆動部材と、
前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させる第２駆動部材と、
前記第１の駆動部材による前記マイクロレンズアレイの傾動と、前記第２駆動部材による前記マスクの回転又は移動を、前記移動装置による前記マイクロレンズアレイの相対的移動の位置に応じて制御する制御装置と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
このマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置において、例えば、前記マイクロレンズアレイは、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置された複数個の単位マイクロレンズアレイが積層して構成されており、
前記単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置には、６角形等の多角形の開口を有する多角（６角）視野絞りが配置され、
前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部には、その少なくとも一部に、円形の開口を有する開口絞りが配置されており、
前記多角（６角）視野絞り及び開口絞りは、前記単位マイクロレンズアレイ間で、前記第１の方向に傾斜する方向又は直交する方向に線上に列をなして配置されている。
【００１０】
また、このマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置において、更に、前記基板上の基準アライメントパターンを検出するアライメントパターン検出部を有し、
前記第２駆動部材は、前記マスクに設けたマスクアライメントパターンが前記基準アライメントパターンに整合するように、前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させるように構成することができる。
【００１１】
この場合に、前記基準アライメントパターンは、前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとの相対的スキャン方向（第１方向）に垂直の方向に延びる線状パターンであり、
前記マスクアライメントパターンも、前記第１方向に垂直の方向に延びる線状パターンであり、
前記第２駆動部材は、前記基準アライメントパターンと、前記マスクアライメントパターンとが平行になるように前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させることが好ましい。
【００１２】
更にまた、前記マイクロレンズアレイは前記第１の方向に垂直の方向に複数個配置されており、前記第１駆動部材は、前記複数個のマイクロレンズアレイを相互に相関関係をもって独立した角度で傾斜させるように構成することができる。
【００１３】
また、第１駆動部材の代わりに、前記単位マイクロレンズアレイの少なくとも一部を他の単位マイクロレンズアレイに対してその構成マイクロレンズの光軸が偏倚するように移動させる第３駆動部材を設け、
前記単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置にて、そのマイクロレンズの光軸を偏倚させることにより、マイクロレンズアレイによる基板上の露光位置を調整するように構成することもできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、下層レイヤーの膜の熱処理等により基板に歪み変形が生じた場合に、それを、露光中に、又は露光前に、検出して、第１駆動部材によりマイクロレンズアレイを第１方向に直交する面内で傾斜させて第１方向に直交する方向のマイクロレンズアレイの倍率を調整し、第２駆動部材によりマスクを露光光の光軸の周りに回転させて又は光軸に垂直の方向に移動させて、光軸に垂直な面内におけるマスクパターンの露光位置を調整するので、基板に２次元的な歪みが発生しても、その歪みに合わせて露光位置を調整することができる。このように、オンラインで露光の位置ずれをリアルタイムで検出し、解消するので、重ね合わせ露光における露光位置の寸法精度を効率的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る露光装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る露光装置の１個のマイクロレンズアレイの部分を示す縦断面図である。
【図３】このマイクロレンズアレイが複数個配列されている状態を示す斜視図である。
【図４】マイクロレンズを示す図である。
【図５】その６角視野絞りを示す図である。
【図６】マイクロレンズの６角視野絞りの配置を示す平面図である。
【図７】マスクとマイクロレンズアレイとの配置関係を示す斜視図である。
【図８】マイクロレンズアレイがホルダに配置された状態を示す断面図である。
【図９】アクチュエータである圧電素子によりマイクロレンズアレイを傾動させる動作を示す断面図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態のマスク３と基板上の下層レイヤーのパターンとの関係を示す図である。
【図１１】同じくその動作を示す図である。
【図１２】同じくその動作を示す図である。
【図１３】同じくその動作を示す図である。
【図１４】マイクロレンズアレイを傾動させる動作を示す図である。
【図１５】複数個のマイクロレンズアレイの傾動による倍率補正を示す図である。
【図１６】同じく光軸偏倚がない状態のマイクロレンズアレイを示す断面図である。
【図１７】同じく光軸を偏倚させた状態のマイクロレンズアレイを示す断面図である。
【図１８】同じく光軸偏倚がない状態のマイクロレンズアレイを示す斜視図である。
【図１９】同じく光軸偏倚により露光位置が偏倚し、露光領域が拡大されたときのマイクロレンズアレイを示す斜視図である。
【図２０】（ａ）、（ｂ）は従来の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る露光装置を示す模式図、図２は同じくその１個のマイクロレンズアレイの部分を示す縦断面図、図３はこのマイクロレンズアレイが複数個配列されている状態を示す斜視図、図４はマイクロレンズを示す図、図５はその６角視野絞りを示す図、図６はマイクロレンズの６角視野絞りの配置を示す平面図、図７は本発明の実施形態に係る露光装置を示す斜視図、図８及び図９はマイクロレンズアレイの傾動による倍率補正方法を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、露光光源４から出射された露光光は、平面ミラーを含む光学系２１を介して、マスク３に導かれ、マスク３を透過した露光光は、マイクロレンズアレイ２に照射され、マスク３に形成されているパターンがマイクロレンズアレイ２により、基板１上に結像する。この光学系２１の光路上にダイクロイックミラー２２が配置されており、カメラ２３からの観察光が、ダイクロイックミラー２２で反射して、露光光源４からの露光光と同軸的にマスク３に向かう。また、この観察光はマイクロレンズアレイ２にて基板１上に収束し、基板１に既に形成されている基準パターンを反射して、この基準パターンの反射光がマイクロレンズアレイ２、マスク３及びダイクロイックミラー２２を介してカメラ２３に入射するようになっている。カメラ２３は、この基準パターンの反射光を検出し、この検出信号を画像処理部２４に出力する。画像処理部２４は基準パターンの検出信号を画像処理し、基準パターンの検出画像を得る。画像処理部２４にて得られた基準パターンの画像信号は制御部２５に入力され、制御部２５がこの検出された基準パターンに基づき、マスクの位置と基準パターンとの間のずれを演算し、このずれ量を解消するためのマイクロレンズアレイ２の傾斜角度及びマスク３の回転角度又は移動量を演算する。そして、制御部２５は、このマイクロレンズアレイ２の傾斜角度に応じた信号を、このマイクロレンズアレイ２の傾斜を駆動するピエゾ圧電素子１４，１５からなるアクチュエータ２０（マイクロレンズアレイの第１駆動部材）に出力し、アクチュエータ２０（圧電素子１４，１５）はこの信号に基づいてマイクロレンズアレイ２を傾斜駆動する。また、制御部２５は、マスク３を光軸の周りに回転させる回転角度又は光軸に垂直の方向の移動量に応じた信号を、マスクの第２駆動部材（図示せず）に出力する。移動装置（図示せず）は、基板１とマスク３とを一体とし、マイクロレンズアレイ２と露光光源４及び光学系２１とを一体として、両者を相対的にスキャン方向５（第１方向）に移動させ、マスクパターンを透過した露光光を、基板１上でスキャンする。
【００１８】
次に、マイクロレンズアレイによる露光態様について、更に詳細に説明する。図２に示すように、ガラス基板等の被露光基板１の上方に、マイクロレンズ２ａが２次元的に配置されて構成されたマイクロレンズアレイ２が配置され、更に、このマイクロレンズアレイ２の上にマスク３が配置され、マスク３の上方に露光光源４が配置されている。マスク３は透明基板３ａの下面にＣｒ膜３ｂからなる遮光膜が形成されていて、露光光はこのＣｒ膜３ｂに形成された孔を透過してマイクロレンズアレイ２により基板上に収束する。本実施形態においては、例えば、基板１及びマスク３が固定されていて、マイクロレンズアレイ２及び露光光源４が同期して矢印５方向に移動することにより、露光光源４からの露光光がマスク３を透過して基板１上を矢印５方向にスキャンされる。このマイクロレンズアレイ２及び露光光源４の移動は、適宜の移動装置の駆動源により駆動される。なお、マイクロレンズアレイ２及び露光光源４を固定して、基板１及びマスク３を移動させることとしてもよい。
【００１９】
図３に示すように、マイクロレンズアレイ２は、ホルダとしての支持基板６に、スキャン方向５に垂直の方向に例えば４個ずつ２列に配置されており、これらのマイクロレンズアレイ２は、スキャン方向５にみて、前段の４個のマイクロレンズアレイ２の相互間に、後段の４個のマイクロレンズアレイ２のうち３個が夫々配置されて、２列のマイクロレンズアレイ２が千鳥になるように配列されている。これにより、２列のマイクロレンズアレイ２により、基板１におけるスキャン方向５に垂直の方向の露光領域の全域が露光される。
【００２０】
図４に示すように、各マイクロレンズアレイ２の各マイクロレンズ２ａは、例えば、４枚８レンズ構成であり、４枚の単位マイクロレンズアレイ２−１，２−２，２−３，２−４が積層された構造を有する。各単位マイクロレンズアレイ２−１等は２個のレンズから構成されている。これにより、露光光は単位マイクロレンズアレイ２−２と単位マイクロレンズアレイ２−３との間で一旦収束し、更に単位マイクロレンズアレイ２−４の下方の基板上で結像する。そして、単位マイクロレンズアレイ２−２と単位マイクロレンズアレイ２−３との間に図５に示す６角視野絞り１２が配置され、単位マイクロレンズアレイ２−３と単位マイクロレンズアレイ２−４との間に円形の開口絞り１０が配置されている。
【００２１】
図６は、各マイクロレンズアレイ２における各マイクロレンズ２ａの配置態様を示すために、マイクロレンズ２ａの配置態様を、マイクロレンズ２ａの６角視野絞り１２の位置として示す図である。この図６は後述のマイクロレンズ２ａの光軸の偏倚（シフト）は行っていない状態である。この図６に示すように、マイクロレンズ２ａは、スキャン方向５に垂直の方向に直線上に配列されており、スキャン方向５に隣接するマイクロレンズ列同士は、若干、横方向（スキャン方向に垂直の方向）にずれて配置されている。６角視野絞り１２は、その開口部が、中央の矩形部分１２ａと、そのスキャン方向５に見て両側の三角形部分１２ｂ、１２ｃとに分かれる。図６において、破線は、６角視野絞り１２の６角形の各角部をスキャン方向５に結ぶ線分である。この図６において、スキャン方向５に垂直の方向に延びる各マイクロレンズ列に関し、スキャン方向５について３列の６角視野絞り１２の列をみると、ある特定の１列目の６角視野絞り１２の右側の三角形部分１２ｃが、スキャン方向後方に隣接する２列目の６角視野絞り１２の左側の三角形部分１２ｂと重なり、１列目の６角視野絞り１２の左側の三角形部分１２ｂが、３列目の６角視野絞り１２の右側の三角形部分１２ｃと重なるように、これらのマイクロレンズ２ａが配置されている。このようにして、スキャン方向５に関し、３列のマイクロレンズ２ａが１セットとなって配置される。つまり、４列目のマイクロレンズ２ａは、スキャン方向５に垂直の方向に関し、１列目のマイクロレンズ２ａと同一位置に配置される。このとき、３列の６角視野絞り１２において、スキャン方向５に隣接する２列の６角視野絞り１２の三角形部分１２ｂの面積と三角形部分１２ｃの面積とを加算すると、このスキャン方向５に重なる２個の三角形部分１２ｂ、１２ｃの合計面積の線密度は、中央の矩形部分１２ａの面積の線密度と同一になる。なお、この線密度とは、スキャン方向５に垂直の方向における単位長あたりの６角視野絞り１２の開口面積である。つまり、三角形部分１２ｂ、１２ｃの合計面積は、三角形部分１２ｂ、１２ｃの底辺を長さとし、三角形部分１２ｂ、１２ｃの高さを幅とする想定矩形部分の面積になる。この想定矩形部分は、矩形部分１２ａの長さと同一の長さであるから、スキャン方向５に垂直の方向に関する単位長あたりの開口面積（線密度）で比べると、三角形部分１２ｂ、１２ｃの線密度と、矩形部分１２ａの線密度とは同一になる。このため、基板１が３列のマイクロレンズ２ａのスキャンを受けると、このスキャン方向５に垂直の方向に関し、その全域で均一な光量の露光を受けたことになる。従って、各マイクロレンズアレイ２には、スキャン方向５に関し、３の整数倍の列のマイクロレンズ２ａが配置されており、これにより、基板は、１回のスキャンによりそのスキャン領域の全域で均一な光量の露光を受けることになる。
【００２２】
このように構成されたマイクロレンズアレイ２においては、露光光源４から露光光が照射されている間に、この露光光及びマイクロレンズアレイ２を基板１に対して相対的に移動させて、露光光により基板を走査することにより、基板１の露光対象領域の全域で、基板１は均一な光量の露光を受ける。つまり、基板１はマイクロレンズ２ａの位置に応じてスポット的な露光を受けるのではなく、１列のマイクロレンズ２ａの相互間の領域は、他列のマイクロレンズ２ａにより露光されて、基板１は、あたかも、平面露光を受けた場合と同様に、露光対象領域の全域で均一な露光を受ける。そして、基板１上に投影されるパターンは、マイクロレンズ２ａの６角視野絞り１２及び開口絞り１０の形状ではなく、マスク３のＣｒ膜（遮光膜）３ｂの孔に形成されたマスクパターン（露光パターン）により決まるパターンである。なお、反転結像位置に設けられる絞りは、６角形の開口部を有する６角視野絞りに限らず、多角形であれば良い。
【００２３】
図７は図３に示す複数個のマイクロレンズアレイ２の配置態様の変形例を示す。図７に示すように、マイクロレンズアレイ２は、支持板６に、マイクロレンズアレイ２ｂ及びマイクロレンズアレイ２ｃの２列に分かれて配置されており、スキャン方向５に垂直の方向に列をなすように、またマイクロレンズアレイ２ｂとマイクロレンズアレイ２ｃとがスキャン方向５に相互にずれて配置されている。マイクロレンズアレイ２は、図８及び図９に示すように、支持板６に設けた孔６ａ内に嵌合して配置されており、各孔６ａは各マイクロレンズアレイ２の外形に見合う大きさを有している。マイクロレンズアレイ２は、そのスキャン方向５に直交する方向については、隣接するマイクロレンズアレイ２同士（マイクロレンズアレイ２ｂとマイクロレンズアレイ２ｃ）が相互に接近するように連なって配置されている。そして、このスキャン方向５に直交する方向に隣接するマイクロレンズアレイ２間の支持板６の部分は、極めて細く、また、マイクロレンズアレイ２におけるスキャン方向５に直交する方向の端部はこの端部のマイクロレンズ２ａと端縁との間の間隔がマイクロレンズ２ａの配列ピッチの１／２未満に短くなっている。このため、各マイクロレンズアレイ２は、図７に示すように、スキャン方向５に直交する方向に連なっていても、このスキャン方向５に直交する方向の全てのマイクロレンズアレイ２のマイクロレンズ２ａ間の間隔を同一にすることができる。即ち、マイクロレンズ２ａのスキャン方向５に直交する方向のピッチは、全てのマイクロレンズアレイ２について一定である。スキャン方向５については、１個のマイクロレンズアレイ２が配置されており、そのマイクロレンズアレイ２内のマイクロレンズ２ａのピッチは一定である。
【００２４】
なお、マイクロレンズアレイ２は、支持板６に対し、図３に示すように、スキャン方向５及びスキャン方向５に直交する方向の双方に相互に離隔するように配置することもできる。この場合は、スキャン方向５に見た場合に、マイクロレンズアレイ２をその端部同士が重なるように設けることができ、従って、スキャン方向５に直交する方向に関し、各マイクロレンズアレイ２の端部におけるマイクロレンズ２ａと端縁との間隔をマイクロレンズ２ａのピッチの１／２未満になるように、短くする必要がなく、各マイクロレンズアレイ２の端部の幅を十分大きくとることができる。また、支持板６の孔６ａは、スキャン方向５に直交する方向の相互間隔を、図７に示すような短いものにする必要がなく、十分広くとることができる。なお、図７及び図３は、マイクロレンズアレイ２をスキャン方向５に直交する方向について、千鳥状に配置しているが、図７に示すように、マイクロレンズアレイ２が相互に近接している場合は、マイクロレンズアレイ２をスキャン方向５に一直線状に整列させて配置することも可能である。
【００２５】
図７に示す実施形態では、各マイクロレンズアレイ２ｂは、例えば、スキャン方向５に対向する２辺で、一方は２個の圧電素子１４ａ，１４ｂに支持され、他方は１個の圧電素子１５ａに支持されており、マイクロレンズアレイ２ｃは、例えば、スキャン方向５に対向する２辺で、一方は１個の圧電素子１４ｃに支持され、他方は２個の圧電素子１５ｂ、１５ｃに支持されている。図３に示す実施形態では、各マイクロレンズアレイ２は、スキャン方向５に垂直の方向に対向する２辺で、図７と同様に、一方は２個の圧電素子により、他方は１個の圧電素子により支持されている。
【００２６】
図８及び図９に示すように、支持板６におけるマイクロレンズアレイ２の配置位置には、前述のごとく、マイクロレンズアレイ２の形状に対応する形状の孔６ａが形成されており、マイクロレンズアレイ２はこの孔６ａ内に嵌合されている。また、この孔６ａの周囲は、支持板６の上面が切り欠かれて、段差６ｂが形成されており、この段差６ｂの低い部分、即ち、孔６ａの周辺部分に、圧電素子１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ），１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）が配置されている。そして、マイクロレンズアレイ２はその上方部分に水平方向に張り出すフランジ部９が形成されており、このフランジ部９が、支持板６の孔６ａの周囲部分の段差６ｂに位置する。
【００２７】
圧電素子１４，１５は、夫々、その基部１４１、１５１が支持板６の段差６ｂの低い部分に固定されており、その先端１４２、１５２がマイクロレンズアレイ２のフランジ部９の下面に固定されている。そして、圧電素子１４，１５は引出線７により制御装置２５に接続されており、圧電素子１４，１５は、この引出線７を介して制御装置から駆動電圧を供給されて、図９に示すように、変形する。即ち、図８においては、圧電素子１４，１５が変形していないので、マイクロレンズアレイ２の光軸は鉛直（支持板６の表面に垂直）方向を向いているが、図９においては、図示の左側の圧電素子１４がその先端１４２が上向くように変形しており、これにより、マイクロレンズアレイ２はその光軸が鉛直方向に対し傾斜する方向に向いている。このようにして、マイクロレンズアレイ２の光軸の方向を、圧電素子に対する印加電圧を調整することにより調整できるので、基板上の基準パターンに位置ずれがある場合は、露光中に位置ずれを検出し、１又は複数のマイクロレンズアレイの傾斜角度を調節することにより、この位置ずれを解消することができる。なお、圧電素子１４，１５による支持点は、上述の３点に限らず、４点以上設けても良いことは勿論である。この場合、４点以上の圧電素子の変形量は、相互に規制する必要がある。
【００２８】
このように構成されたマイクロレンズアレイ２の支持機構においては、圧電素子１４，１５に印加する電圧を制御することにより、圧電素子１４，１５の変形量を制御することができ、３点で支持されたマイクロレンズアレイ２の圧電素子１４，１５の変形量の組合せを調整することにより、マイクロレンズアレイ２を任意の方向に傾斜させることができる。
【００２９】
即ち、制御部２５は、このマイクロレンズアレイ２の傾斜角度に応じた信号を、このマイクロレンズアレイ２の傾斜を駆動するピエゾ圧電素子１４，１５からなるアクチュエータ２０に出力し、アクチュエータ２０（圧電素子１４，１５）はこの信号に基づいてマイクロレンズアレイを傾斜駆動する。即ち、アクチュエータ２０（圧電素子１４，１５）はこのマイクロレンズアレイ２の傾斜角度に基づき、圧電素子１４，１５に印加する電圧を調整して、マイクロレンズアレイ２を所定の傾斜角度になるように駆動する。
【００３０】
この場合に、図３に示すマイクロレンズアレイ２の配置態様の場合は、圧電素子１４，１５をマイクロレンズアレイ２におけるスキャン方向５に垂直の方向に対向する２辺に設置したので、圧電素子１４と圧電素子１５との間の相対的変形量を異ならせることにより、図１５に示すように、マイクロレンズアレイ２をスキャン方向５に垂直の方向に傾動させることができる。なお、図１５において、スキャン方向は紙面に垂直の方向である。一方、図７に示すマイクロレンズアレイ２ｂの配置態様の場合は、圧電素子１５ａを駆動せず、圧電素子１４ａと圧電素子１４ｂとの間の駆動変形量を異ならせることにより、マイクロレンズアレイ２ｂをスキャン方向５に垂直の方向に傾動させることができる。また、図７に示すマイクロレンズアレイ２ｃの配置態様の場合も、圧電素子１４ｃは駆動せず、圧電素子１５ｂと圧電素子１５ｃとの間の駆動変形量を異ならせることにより、マイクロレンズアレイ２ｃをスキャン方向５に垂直の方向に傾動させることができる。よって、図３及び図７のいずれの配置態様においても、図１５に示すように、マイクロレンズアレイをスキャン方向に垂直の方向に傾動させることができる。
【００３１】
図１０は本発明の実施形態に係るスキャン露光装置におけるマスクと従前の工程における露光により基板が変形した下層レイヤーの露光パターン５０ａ〜５０ｐとの関係を示す。なお、図１０（ａ）は基板１の全体を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の２点鎖線にて示す領域を拡大して示す。マスク３はフレーム３０の内側にマスクパターン３１が形成されている。基板１は、例えば、１６分割されて、各領域に露光パターンが形成されることにより、１６枚の液晶表示基板を採取することができる。即ち、１６個の露光パターン５０ａ〜５０ｐは、製造せんとする１６枚の液晶表示基板に対応する。本実施形態のスキャン露光装置は、この基板１の１６分割された領域を、例えば、４ヘッド構成のマスク３により露光するので、基板１上を４分割された領域は、各領域毎に、１個のマスク３により露光され、１個のマスク３には、１個の領域に対応する露光パターンが形成されている。
【００３２】
具体的には、例えば、基板１をその中心を通る線分で４分割し、各分割領域から４枚の液晶表示基板を採取する。そして、各分割領域に１個のマスクヘッドを配置し、この１個のマスクヘッドを、各分割領域内で、４個の露光パターンの領域に順次移動させながら、これらの４個の露光パターンの領域を露光する。即ち、１個のマスクヘッドを、図１０（ａ）の露光パターン５０ａ、５０ｂ、５０ｆ、５０ｅの位置にこの順に移動させて、各位置にてマイクロレンズアレイをマスク３に対して相対的にスキャン移動させてマスク３のパターンを基板に転写し、この動作を４個の領域に順次繰り返す。また、露光パターン５０ｃ、５０ｄ、５０ｈ、５０ｇについても、別の２番目のヘッドのマスク（図示せず）により、この順に順次露光する。更に、３番目のヘッドのマスク（図示せず）により、露光パターン５０ｉ、５０ｊ、５０ｎ、５０ｍを順次露光する。更に、４番目のヘッドのマスク（図示せず）により、露光パターン５０ｋ、５０ｌ、５０ｐ、５０ｏを順次露光する。このようにして、第１工程においては、４個のヘッドにより、露光パターン５０ａ、５０ｃ、４０ｉ、５０ｋの領域を同時に露光し、第２工程においては、４個のヘッドにより、露光パターン５０ｂ、５０ｄ、５０ｊ、５０ｌを同時に露光するというように、各ヘッドを連動させて移動配置し、４個のヘッドを使用して１６個の領域を４工程で順次露光する。各工程においては、例えば、基板１及びマスク３を固定しておき、支持基板６に支持されたマイクロレンズアレイ２と、このマイクロレンズアレイ２の全透過領域に露光光を照射する光源４とを、スキャン方向５に移動させる。このとき、図１５に示すように、１個のマスク３に対し、複数個のマイクロレンズアレイ２が配置される（図１５の図示例は、４個）。
【００３３】
而して、基板１上の膜には、従前の露光による露光パターン５０ａ〜５０ｐが形成されている。この基板１上の膜は、当初、図２０（ａ）に示すように、基板１上の１６分割された領域（１６枚の製品を取得する場合）に、例えば、横に延びる直線状のパターンが形成されている。そして、複数のレイヤーを露光したことにより、図２０（ｂ）及び図１０（ａ）に示すように、ガラス基板１が熱応力により歪み、従前の露光パターン５０ａ〜５０ｐが４コーナー部で拡大し、中央部で縮むように変形している。そして、図１０（ｂ）に示すように、例えば、マスク３が基板１上の露光パターン５０ｆの領域にマスクパターンを重ね露光しようとする場合、例えば、基板１及びマスク３に対して、支持基板６に支持されたマイクロレンズアレイ２と、このマイクロレンズアレイ２の全透過領域に露光光を照射する光源４とを、スキャン方向５に移動させる。又は、マイクロレンズアレイ２及び光源４に対して、基板１及びマスク３をスキャン方向５の反対方向に移動させてもよい。いずれの場合も、マスク３を透過した露光光が、マイクロレンズアレイ２により基板１上の膜に収束して、露光光がスキャン方向５へスキャンされて、マスクパターンが前記膜に転写される。
【００３４】
このとき、マスク３は、そのフレーム３０内に、露光すべきパターン３１（図示例は、横方向に延びる線状のパターン）が形成されている。そして、マスク３は、露光光の光軸（図１０の紙面に垂直の方向）の周りに回転させ、又は光軸に垂直の方向に移動させることができ、従前のレイヤーの歪みの程度に応じて、マスク３の回転の角度又は移動量が設定される。また、このマスク３の露光光の光軸の周りの回転は、４ヘッドのマスクの全体を回転させてもよいし、４ヘッドのうち、各マスク３を個別に回転させ、この回転角度を、マスク毎に適切な角度に調整することもできる。
【００３５】
基板１には、図１１に示すように、露光パターン５０ｆの露光開始地点において、マイクロレンズアレイ２の長手方向（スキャン方向５に垂直の方向）に離隔した２点に、マークＡが形成されている。この２つのマークＡを結ぶ線分は、基板１が歪むと、図２０（ａ）に示すように基板に歪みがないときの線分の方向から離脱して、微小な角度をなして傾斜している。そこで、制御装置（図示せず）は、従前の露光により下層レイヤーに形成された基準パターンＡ−Ａとマスク３の露光パターン３１とが平行になるように、マスク３を露光光の光軸の周りに回転させる。
【００３６】
このような下層レイヤーに対するマスク位置の調整は、マスク３を露光光の光軸の周りに回転させることに限らず、マスク３を露光光の光軸に垂直の面内で、光軸に垂直の方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動させる（シフトさせる）ことによって、行ってもよい。
【００３７】
この基準線（マークＡ−Ａを結ぶ線分）の他に、基板１には、図１２に示すように、露光領域５０ｆにおけるマイクロレンズアレイ２によるスキャンの途中の位置に、マークＢ―Ｂが設けられており、図１３に示すように、マイクロレンズアレイ２によるスキャンの最終位置に、マークＣ−Ｃが設けられている。
【００３８】
図１４は、図８及び図９に示すように、マイクロレンズアレイ２をその支持基板６（ホルダ）に対して傾斜させることにより、スキャン方向５に垂直の方向における倍率の調整を行うことを示す図である。即ち、図１４（ａ）に示すように、露光パターン５０ａにおいて、その基板コーナー部に近い部分は、従前の露光パターンがスキャン方向５に垂直の方向により広く広がっており、基板の中央部に近い部分は、この従前の露光パターンの広がりがより小さい。このため、この基板中央寄りの下層レイヤーの露光パターンの上に重ね露光する場合は、図１４（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ２の傾斜角度は小さく、図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）に示すように、基板コーナー寄りの下層レイヤーの露光パターンの上に重ね露光する場合は、基板コーナーに近いほど、マイクロレンズアレイ２の傾斜角度を大きくする。これにより、スキャン方向５に垂直の方向についてのマイクロレンズアレイ２の倍率を調節して、基板１の歪みに対応したパターンを、下層レイヤーの上に重ね露光することができる。
【００３９】
次に、上述のごとく構成された本実施形態のスキャン露光装置の動作について説明する。先ず、図１及び図２に示すように、基板１及びマスク３に対して、マイクロレンズアレイ２及び光源４を、相対的にスキャン方向５に移動させて、マスク３の孔を透過した露光光により、基板１をスキャンする。このマイクロレンズアレイ２は基本的にはマスク３に形成された露光パターンの正立等倍像を基板上の膜に転写する。この１回のスキャンにより、例えば、図１０（ａ）に示す露光パターン５０ｆが基板上の膜に形成される。他の露光パターン５０ａ等も、同様にして露光光の１回のスキャンで形成される。即ち、例えば、マスク３及び基板１が固定されている状態で、マイクロレンズアレイ２及び光源をマスク３の一方の端部側から、他方の端部側に向けて、スキャン方向５に移動させる。これにより１レイヤーが露光される。
【００４０】
そして、このようにして下層レイヤーの露光が終了した後、図１０（ａ）に示すように、下層レイヤーの露光パターンが、基板に対する熱歪みで、歪んでいるので、その上に、マスク３のパターンを重ね露光したのでは、下層レイヤーのパターンと、上層レイヤーのパターンとが不一致となってしまい、目的とするパターンを基板上の膜に形成することができない。そこで、本発明においては、図１１に示すように、カメラ２３が基板１の表面に形成された２個のマークＡを検出し、その２個のマークＡ−Ａ線を結ぶ線分を求め、このＡ−Ａ線を基板歪みの程度を認識する指標とする。即ち、本発明においては、制御装置が、この基準アライメントパターンであるＡ−Ａ線と、マスク３における横方向に延びるマスクアライメントパターンとが平行になるように、マスク３をその露光光の光軸の周りに回転させる。これにより、下層レイヤーのパターンが基板の熱歪みにより歪んでいたとしても、その歪みに合わせてマスク３のマスクパターンの方向を整合させることができる。
【００４１】
そして、上述のごとく基準アライメントパターンＡ−Ａに基づいてマスク３の光軸の周りの回転角度が設定された状態で、マイクロレンズアレイ２及び光源が、マスク３に対してスキャン移動して、図１１にて基準アライメントパターンＡ−Ａを検出したカメラもマイクロレンズアレイ２と共に移動し、このカメラが図１２に示すマスク３の中間位置に対応する位置の基板１に形成されている基準アライメントパターンＢ−Ｂを検出したときに、このＢ−Ｂ線を基板歪みの程度を認識する指標として、制御装置が、基準アライメントパターンであるＢ−Ｂ線と、マスク３における横方向に延びるマスクアライメントパターンとが平行になるように、マスク３をその露光光の光軸の周りに更に回転させる。つまり、基準アライメントパターンＡ−Ａに基づいて設定されたマスク３の回転角度を、基準アライメントパターンＢ−Ｂに基づいて再調整する。勿論、露光する前に、基準アライメントパターンＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃを事前にアライメントカメラにて確認し、それに基づいてマスクの回転とマイクロレンズアレイの移動を連動させてもよい。
【００４２】
そして、マイクロレンズアレイ２及び光源が、更にマスク３に対してスキャン移動すると、今度は、カメラがマスク３の他方の端部側の位置に対応する位置の基板１に形成された基準アライメントパターンである２個のマークＣを検出する。そうすると、このＣ−Ｃ線を基板歪みの程度を認識する指標として、制御装置が、基準アライメントパターンであるＣ−Ｃ線と、マスク３における横方向に延びるマスクアライメントパターンとが平行になるように、マスク３をその露光光の光軸の周りに回転させる。つまり、基準アライメントパターンＢ−Ｂに基づいて設定されたマスク３の回転角度を、基準アライメントパターンＣ−Ｃに基づいて再調整する。なお、基準アライメントパターンＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃの検出は、光源４と同軸的に基板上を観察するカメラ２３によらず、マイクロレンズアレイ２と一体的に移動するように露光光の光軸よりもスキャン方向の先方にラインセンサを設け、このラインセンサにより基準アライメントパターンＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃを検出することとしても良い。
【００４３】
このようにして、マイクロレンズアレイ２及び光源のスキャン移動の間に、カメラ２３又はマイクロレンズアレイ２よりもスキャン方向の前方に設けられたラインセンサが、マイクロレンズアレイ２による露光領域におけるスキャン方向の前端にて、又はマイクロレンズアレイ２よりも先行位置にて、基板１に形成されている基準アライメントパターンＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃを先取りして順次検出し、この検出結果に基づいて、基板１上の基準アライメントパターンとマスク３の横方向に延びるマスクアライメントパターンとが平行になるようにマスク３の光軸周りの回転角度を調整する。これにより、基板１に熱歪みが生じていて、下層レイヤーのパターンが歪んでいても、また、基板の歪みの程度が基板位置により異なっていても、上層レイヤーのパターンを高精度で下層レイヤー上に重ね露光することができる。このようにして、基板の熱歪みにより、下層レイヤーパターンが変形している場合に、スキャン方向５について、この変形に見合う位置に上層レイヤーのパターンを重ね露光することができ、スキャン方向５についての基板歪みにより露光不良を解消することができる。
【００４４】
一方、この基板の熱歪みによる露光パターンの歪みは、図２０（ｂ）に示すように、スキャン方向５に垂直の方向にも生じているので、図１４に示すように、マイクロレンズアレイ２をその支持基板６に対して、スキャン方向５に垂直の面内で傾動させ、このスキャン方向５に垂直の方向のパターン歪みを解消する。図１４（ａ）に示すように、基板１のコーナー部近傍においては、下層レイヤーのパターンが、基板中心をスキャン方向５に貫く線分に対し、この線分からより遠くに位置しており、マイクロレンズアレイ２を支持基板６に対してより大きな角度で傾斜させ、マスク３の露光パターンをこの下層レイヤーの上に高精度で重ねる。一方、基板１のより中央部側の位置においては、下層レイヤーのパターンと基板中心をスキャン方向５に貫く線分との間の距離はより小さくなるので、マイクロレンズアレイ２の傾動角度はより小さくする。従って、マイクロレンズアレイ２が露光している位置に応じて、このマイクロレンズアレイ２の傾動角度を変更し、歪みが生じている下層レイヤーの露光パターンの位置に高精度で合わせて上層のレイヤーのパターンを重ねる。これにより、基板の熱歪みにより、下層レイヤーパターンが変形している場合に、スキャン方向５に垂直の方向について、この変形に見合う位置に上層レイヤーの露光パターンを重ね露光することができ、より高精度で基板歪みに合わせ上層のレイヤーを露光することができる。なお、図１４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）においては、図示の簡略化のために、１個の露光領域に対して、１個のマイクロレンズアレイのみ図示されているが、実際は、図１５に示すように、複数個のマイクロレンズアレイ２が連動して１個の露光領域を露光する。
【００４５】
このスキャン方向５に関する上層レイヤーの露光位置の調整（マスク回転）と、スキャン方向５に垂直方向に関する上層レイヤーの露光位置の調整（マイクロレンズアレイ傾動）とを同時に制御しつつ、上層レイヤーを露光することにより、基板１に２次元的な熱歪みが生じても、高精度で重ね露光することができる。
【００４６】
図１５は、スキャン方向５に垂直の方向に複数個配置されたマイクロレンズアレイ２を、隣接するマイクロレンズアレイ２に対して徐々にその傾斜角度を大きくしていった場合の露光光と基板１との関係を示す図である。この図１５に示すように、マイクロレンズアレイ２の傾斜角度が大きくなると、基板１に対する露光光の入射角度が９０°から次第に小さくなっていく（鋭角になっていく）。これにより、隣接するマイクロレンズアレイ２間の露光領域の間隔ｂ１，ｂ２，ｂ３が徐々に大きくなり、水平配置のマイクロレンズアレイ２の端部（基準点）のパターンに対して、傾斜角度が最も大きなマイクロレンズアレイ２の最も前記基準点から離れた位置のパターンは、全てのマイクロレンズアレイ２が水平の場合の露光位置に比して、基準点から遠いものとなる。このように、一列に並んだマイクロレンズアレイ２の傾斜角度を徐々に大きくしていくだけで、基板上の露光位置を調整することができ、基板上の露光領域を拡大することができる。逆に、露光領域を縮小する場合も、マイクロレンズアレイ２を逆方向に傾斜させればよい。
【００４７】
なお、上記実施形態においては、図１５に示すように、マイクロレンズアレイを傾斜させることにより、本来、正立等倍像の露光しかできないマイクロレンズアレイにおいて、その倍率の調整又は露光位置の調整を可能としているが、本発明はこれに限らず、図１６乃至図１９（他の実施形態）に示すように、マイクロレンズの光軸を偏倚させることによっても、マイクロレンズアレイの倍率の調整及び露光位置の調整を行うことができる。
【００４８】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、マイクロレンズアレイの傾動によりスキャン方向５に垂直の方向の倍率を調整するのではなく、マイクロレンズの光軸の偏倚により、スキャン方向５に垂直の方向の倍率を調整するものである。図１６は、単位マイクロレンズアレイ２-１，２-２，２−３，２−４の積層状態を示す模式図である。これらの４枚の単位マイクロレンズアレイ２−１等の各マイクロレンズ２ａの構成は、各単位マイクロレンズアレイ２−１毎に２枚の凸レンズからなるものである。常態では、図１６に示すように、単位マイクロレンズアレイ２−１，２-２，２−３，２−４の各マイクロレンズ２ａの光軸は、いずれも一致している。従って、露光光は図１８に示すように、基板に対して垂直に入射する。
【００４９】
而して、本実施形態においては、図１７に示すように、第１層目の単位マイクロレンズアレイ２−１及び第２層目の単位マイクロレンズアレイ２−２のマイクロレンズ２ａの光軸と、第３層目の単位マイクロレンズアレイ２−３及び第４層目の単位マイクロレンズアレイ２−４のマイクロレンズ２ａの光軸とを、ｄの大きさで偏倚（シフト）させることができるようになっている。この偏倚量ｄは例えば０．３μｍである。このように、単位マイクロレンズアレイ２−３，２−４のマイクロレンズの光軸が偏倚することにより、図１９に示すように、露光光は単位マイクロレンズアレイ２−２と単位マイクロレンズアレイ２−３との間で屈曲し、この露光光は、図１８に比して、若干ずれた位置で基板に入射する。第３層の単位マイクロレンズアレイ２−３のマイクロレンズの光軸の偏倚量ｄに対し、最下層の第４の単位マイクロレンズアレイ２-４を出射する露光光の光軸は約２倍の２ｄだけ偏倚し、露光光の基板上における偏倚量は約２ｄとなる。即ち、マイクロレンズの光軸を偏倚量ｄだけ偏倚させると、投影パターンは基板上で約２ｄだけ偏倚し、上述のｄ＝０．３μｍの場合には、基板上の投影パターンは０．６μｍだけ偏倚する。
【００５０】
このようにして、単位マイクロレンズアレイ２-１等のマイクロレンズ２ａの光軸を偏倚（シフト）させることにより、マイクロレンズアレイによる基板上の露光位置を調整することができる。
【００５１】
マイクロレンズの光軸の偏倚は、一部の単位マイクロレンズアレイを他の単位マイクロレンズアレイに対して光軸に垂直の方向に移動させればよい。この単位マイクロレンズアレイの移動は、例えば、圧電素子に電圧を印加することにより、その電圧変化で圧電素子が歪んだ量だけ単位マイクロレンズアレイを光軸に垂直の方向に押し出すようにすれば良い。この場合は、圧電素子が駆動部材となるが、駆動部材としては、圧電素子に限らず、種々の装置又は部材を使用することができる。
【００５２】
なお、倍率を縮小する場合も、同様に露光位置の調整で行うことができる。また、上記実施形態では、第１及び第２層の単位マイクロレンズアレイ２−１，２−２と、第３及び第４層の単位マイクロレンズアレイ２−３，２−４との間で、そのマイクロレンズ２ａの光軸を偏倚させることにより、露光位置調整を行ったが、これは、マイクロレンズアレイの反転結像位置で単位マイクロレンズアレイのマイクロレンズの光軸をずらすものである。このため、マイクロレンズアレイ２における単位マイクロレンズアレイの枚数も、上記実施形態のように、４枚に限定されるものではないが、その場合も、単位マイクロレンズアレイのマイクロレンズの光軸の偏倚は、マイクロレンズアレイの反転結像位置で行う必要がある。
【００５３】
本実施形態においても、重ね合わせ露光において、基板の寸法の変動が生じても、これをリアルタイムで検出して、その露光位置を下層の露光パターンに高精度で合わせることができる。即ち、本実施形態においては、露光装置内で、露光中に下層パターンと露光パターンとの位置ずれを、マイクロレンズアレイにおける単位マイクロレンズアレイの移動によるマイクロレンズの光軸の位置調整により修正することができ、リアルタイムに位置ずれを修正して、高精度の重ね露光を行うことができる。
【００５４】
しかも、本実施形態においては、マイクロレンズ２ａの光軸を偏倚（シフト）させることにより、基板上における露光位置の調整、ひいては露光パターンの倍率調整を行っているので、露光光の焦点深度は各マイクロレンズアレイについて変動しない。即ち、全てのマイクロレンズの焦点深度の範囲内に、基板上の露光すべき面を位置させることができる。通常、マイクロレンズアレイの焦点深度は５０μｍであるが、この焦点深度内に、基板上の露光面を位置させることができるという利点がある。
【符号の説明】
【００５５】
１：基板
２：マイクロレンズアレイ
２ａ：マイクロレンズ
２−１〜２−４：単位マイクロレンズアレイ
３：マスク
３ａ：透明基板
３ｂ：Ｃｒ膜
４：露光光源
５：スキャン方向
６：支持基板
１０：レンズ視野領域
１２：６角視野絞り
１２ａ：矩形部分
１２ｂ、１２ｃ：三角形部分
１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ），１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）：圧電素子
２０：アクチュエータ
２１：光学系
２２：ダイクロイックミラー
２３：ラインＣＣＤカメラ
２４：画像処理部
２５：制御部
５０ａ〜５０ｐ：露光パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光すべき基板の上方に配置され、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、
このマイクロレンズアレイをその周辺部で保持するホルダと、
このマイクロレンズアレイの上方に配置され所定の露光パターンが形成されたマスクと、
このマスクに対して露光光を照射する露光光源と、
前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとを相対的に第１方向に移動させる移動装置と、
前記ホルダに対して、前記マイクロレンズアレイを前記第１方向に直交する面内で傾斜させる第１駆動部材と、
前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させる第２駆動部材と、
前記第１の駆動部材による前記マイクロレンズアレイの傾動と、前記第２駆動部材による前記マスクの回転又は移動を、前記移動装置による前記マイクロレンズアレイの相対的移動の位置に応じて制御する制御装置と、
を有することを特徴とするマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項２】
前記マイクロレンズアレイは、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置された複数個の単位マイクロレンズアレイが積層して構成されており、
前記単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置には、多角形の開口を有する多角視野絞りが配置され、
前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部には、その少なくとも一部に、円形の開口を有する開口絞りが配置されており、
前記多角視野絞り及び開口絞りは、前記単位マイクロレンズアレイ間で、前記第１の方向に傾斜する方向又は直交する方向に線上に列をなして配置されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項３】
前記基板上の基準アライメントパターンを検出するアライメントパターン検出部を有し、
前記第２駆動部材は、前記マスクに設けたマスクアライメントパターンが前記基準アライメントパターンに整合するように、前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項４】
前記基準アライメントパターンは、前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとの相対的スキャン方向である前記第１方向に垂直の方向に延びる線状パターンであり、
前記マスクアライメントパターンも、前記第１の方向に垂直の方向に延びる線状パターンであり、
前記第２駆動部材は、前記基準アライメントパターンと、前記マスクアライメントパターンとが平行になるように前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させることを特徴とする請求項３に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項５】
前記マイクロレンズアレイは前記第１の方向に垂直の方向に複数個配置されており、前記第１駆動部材は、前記複数個のマイクロレンズアレイを相互に相関関係をもって独立した角度で傾斜させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項６】
露光すべき基板の上方に配置され、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、
このマイクロレンズアレイをその周辺部で保持するホルダと、
このマイクロレンズアレイの上方に配置され所定の露光パターンが形成されたマスクと、
このマスクに対して露光光を照射する露光光源と、
前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとを相対的に第１方向に移動させる移動装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置された複数個の単位マイクロレンズアレイが積層して構成されており、
前記単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置には、多角形の開口を有する多角視野絞りが配置され、
前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部には、その少なくとも一部に、円形の開口を有する開口絞りが配置されており、
前記多角視野絞り及び開口絞りは、前記単位マイクロレンズアレイ間で、前記第１の方向に傾斜する方向又は直交する方向に線上に列をなして配置されており、
更に、
前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させる第２駆動部材と、
前記単位マイクロレンズアレイの少なくとも一部を他の単位マイクロレンズアレイに対してその構成マイクロレンズの光軸が偏倚するように移動させることにより、マイクロレンズアレイによる基板上の露光位置を調整する第３駆動部材と、
前記第２駆動部材による前記マスクの回転又は移動と、前記第３駆動部材による前記マイクロレンズの光軸の偏倚を、前記移動装置による前記マイクロレンズアレイの相対的移動の位置に応じて制御する制御装置と、
を有することを特徴とするマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項１】
露光すべき基板の上方に配置され、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、
このマイクロレンズアレイをその周辺部で保持するホルダと、
このマイクロレンズアレイの上方に配置され所定の露光パターンが形成されたマスクと、
このマスクに対して露光光を照射する露光光源と、
前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとを相対的に第１方向に移動させる移動装置と、
前記ホルダに対して、前記マイクロレンズアレイを前記第１方向に直交する面内で傾斜させる第１駆動部材と、
前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させる第２駆動部材と、
前記第１の駆動部材による前記マイクロレンズアレイの傾動と、前記第２駆動部材による前記マスクの回転又は移動を、前記移動装置による前記マイクロレンズアレイの相対的移動の位置に応じて制御する制御装置と、
を有することを特徴とするマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項２】
前記マイクロレンズアレイは、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置された複数個の単位マイクロレンズアレイが積層して構成されており、
前記単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置には、多角形の開口を有する多角視野絞りが配置され、
前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部には、その少なくとも一部に、円形の開口を有する開口絞りが配置されており、
前記多角視野絞り及び開口絞りは、前記単位マイクロレンズアレイ間で、前記第１の方向に傾斜する方向又は直交する方向に線上に列をなして配置されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項３】
前記基板上の基準アライメントパターンを検出するアライメントパターン検出部を有し、
前記第２駆動部材は、前記マスクに設けたマスクアライメントパターンが前記基準アライメントパターンに整合するように、前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項４】
前記基準アライメントパターンは、前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとの相対的スキャン方向である前記第１方向に垂直の方向に延びる線状パターンであり、
前記マスクアライメントパターンも、前記第１の方向に垂直の方向に延びる線状パターンであり、
前記第２駆動部材は、前記基準アライメントパターンと、前記マスクアライメントパターンとが平行になるように前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させることを特徴とする請求項３に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項５】
前記マイクロレンズアレイは前記第１の方向に垂直の方向に複数個配置されており、前記第１駆動部材は、前記複数個のマイクロレンズアレイを相互に相関関係をもって独立した角度で傾斜させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【請求項６】
露光すべき基板の上方に配置され、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置されたマイクロレンズアレイと、
このマイクロレンズアレイをその周辺部で保持するホルダと、
このマイクロレンズアレイの上方に配置され所定の露光パターンが形成されたマスクと、
このマスクに対して露光光を照射する露光光源と、
前記マイクロレンズアレイと前記基板及び前記マスクとを相対的に第１方向に移動させる移動装置と、
を有し、
前記マイクロレンズアレイは、複数個のマイクロレンズが２次元的に配置された複数個の単位マイクロレンズアレイが積層して構成されており、
前記単位マイクロレンズアレイ間の反転結像位置には、多角形の開口を有する多角視野絞りが配置され、
前記単位マイクロレンズアレイ間の露光光の最大拡大部には、その少なくとも一部に、円形の開口を有する開口絞りが配置されており、
前記多角視野絞り及び開口絞りは、前記単位マイクロレンズアレイ間で、前記第１の方向に傾斜する方向又は直交する方向に線上に列をなして配置されており、
更に、
前記マスクを前記露光光の光軸の周りに回転させるか、又は前記光軸に垂直の方向に移動させる第２駆動部材と、
前記単位マイクロレンズアレイの少なくとも一部を他の単位マイクロレンズアレイに対してその構成マイクロレンズの光軸が偏倚するように移動させることにより、マイクロレンズアレイによる基板上の露光位置を調整する第３駆動部材と、
前記第２駆動部材による前記マスクの回転又は移動と、前記第３駆動部材による前記マイクロレンズの光軸の偏倚を、前記移動装置による前記マイクロレンズアレイの相対的移動の位置に応じて制御する制御装置と、
を有することを特徴とするマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−３３０７１（Ｐ２０１３−３３０７１Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７８２３（Ｐ２０１１−１６７８２３）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
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