投影曝光用掩模、投影曝光装置、及投影曝光方法

摘要

本发明公开一种用于将连续形状图案和不连续形状图案曝光到被曝光部件的小型而且低成本的投影曝光用掩模。投影曝光用掩模具有用于将连续图案曝光到被曝光部件的第一掩模图案和用于将不连续图案曝光到上述被曝光部件的第二掩模图案。上述第一和第二掩模图案中的一方的掩模图案为反射型掩模图案，另一方的掩模图案为透过型掩模图案。

说明书

技术领域

本发明涉及一种将图案曝光转印到被曝光部件的光掩模、标线片等投影曝光用掩模(原版)、使用该掩模的投影曝光装置、及投影曝光方法。

背景技术

图18示出用于电路图案在液晶显示板等大型被曝光基板的曝光转印的投影曝光装置。

图中符号51为掩模，符号52为梯形反射镜，符号53为凸面镜，符号54为凹面镜，符号55为被曝光基板。

在该曝光装置中，当将电路图案转印到被曝光基板55上时，将曝光光L照射到与在照相中所谓的负片相当的掩模51。透过形成于掩模51的图案(掩模图案)的曝光光L通过作为投影系的梯形反射镜52、凸面镜53、及凹面镜54形成该掩模图案的像。在掩模图案像的成像位置配置被曝光基板55，这样，将电路图案曝光到被曝光基板55。

在这里，设置可将所期望的电路图案一起曝光到大型的被曝光基板的大口径的投影系对于装置的面积、重量、稳定性、及成本方面带来的问题较多。为此，多使用将掩模图案的一部分的图像成像为狭缝状的投影系，相对投影系使掩模和被曝光基板同步移动(扫描驱动)，从而对掩模的曝光光的照射区域和被曝光基板上的曝光区域进行扫描，由小规模的投影系进行图案在大型被曝光基板的曝光。

在该场合，一边控制曝光光量一边按一定的速度使形成于被曝光基板55上的掩模图案像的大小和考虑了投影系的投影倍率的大小的掩模51和被曝光基板55进行扫描曝光。在图17所示曝光装置的场合，掩模51和被曝光基板55分别搭载到掩模台架57和基板台架56上，这些台架57、56被朝空白箭头方向驱动，对掩模51的曝光光L的照射区域和被曝光基板55上的曝光区域进行扫描。

图17所示那样的使用透过型的掩模的投影曝光装置许多被产品化，另外，作为将在掩模图案反射的曝光光引导至被曝光基板、对其进行曝光的反射型掩模的投影曝光装置，具有由日本特开平11-219900号公报提出的装置。

这样，对于在电路图案相对大型的被曝光基板的曝光时使掩模台架和基板台架移动的扫描型的曝光装置，存在以下那样的问题。

(1)随着被曝光基板的大型化，掩模也大型化，掩模的制作成本增大。

(2)掩模大型化，使得在曝光装置内由掩模的自重导致挠曲发生，难以获得所需要的曝光析像力。

(3)曝光装置整体大型化和大重量化。

下面详细说明上述(1)。在对液晶显示板等基板进行曝光的场合，曝光的电路图案由具有信号线或门引线等的连续形状的图案和例如控制极、源极、漏极、透明点电极、存贮电容等相互独立的图案反复出现的不连续周期图案构成。为此，所谓缝合曝光方法的采用在连续图案的生成上较困难。因此，作为曝光装置，一般按1对1的投影倍率进行曝光处理，随着液晶显示板用的基板的大型化，掩模也大型化。这在掩模制作所花费的时间、成本方面也成为大问题。

另外，另外，当在分离连续图案与不连续周期图案的工序中处理时，曝光工序增加，曝光工序增加，工序管理和校准发生问题，这也成为增加掩模制作所需要的时间和成本的原因。

另外，关于(2)进行详细说明。在扫描型曝光装置中，掩模仅在其周边部可支承。为此，当掩模大型化时，在掩模由自重导致挠曲，在掩模侧使用投影系的焦深的余量。因此，难以确保被曝光基板侧的平面度等的制作余量，结果，难以获得所需要的曝光解析力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种投影曝光装置和投影曝光方法，该投影曝光装置和投影曝光方法使用将连续形状图案和不连续形状图案曝光到被曝光部件的投影曝光装置和投影曝光方法。另外，本发明的目的还在于提供一种投影曝光用掩模的制作方法。

为了达到上述目的，本发明的第一方面的投影曝光用掩模具有用于将连续图案曝光到被曝光部件的第一掩模图案和用于将不连续图案曝光到上述被曝光部件的第二掩模图案。在这里，上述第一和第二掩模图案中的一方的掩模图案为反射型掩模图案，另一方的掩模图案为透过型掩模图案。

另外，本发明的第二方面涉及投影曝光用掩模的制造方法。该掩模具有用于将连续图案曝光到被曝光部件的第一掩模图案和将不连续图案曝光到上述被曝光部件的第二掩模图案，上述第一和第二掩模图案中的一方的掩模图案为反射型掩模图案，另一方的掩模图案为透过型掩模图案。

该制造方法具有准备在表面形成反射膜的的透明基板的第一步骤和用于在上述反射膜上涂覆光致抗蚀剂、进行用于形成相对该光致抗蚀剂的上述反射型掩模图案的基座部和上述透过型掩模图案的形状的曝光和显影的第二步骤。另外，还具有第三步骤、第四步骤、及第五步骤；在该第三步骤中，将光致抗蚀剂涂覆到具有由上述第二步骤显影的上述基座部和上述透过掩模图案的形状的反射膜上，将上述反射型掩模图案的形状曝光到上述基座部上的光致抗蚀剂，进行显影；在该第四步骤中，将反射防止膜形成到由上述第三步骤除去上述光致抗蚀剂的部分的反射膜上；在该第五步骤中，除去由在上述第三步骤的显影残存的上述反射型掩模图案的形状的光致抗蚀剂。

另外，本发明第三方面的投影曝光装置包含上述投影曝光用掩模和使用该掩模在被曝光部件进行连续图案和不连续图案的曝光的光学系。

另外，本发明第四方面的投影曝光装置包含以下内容。投影曝光用掩模：该掩模具有用于将连续图案曝光到被曝光部件的第一掩模图案和用于将不连续图案曝光到上述被曝光部件的第二掩模图案，上述第一和第二掩模图案中的一方的掩模图案为反射型掩模图案，另一方的掩模图案为透过型掩模图案。另外，包含将来自上述反射型掩模图案和上述透过型掩模图案的光投射到上述被曝光构件的投影系、从上述投影曝光用掩模的一方侧将光照射到上述反射型掩模图案的第一照明系、从相对上述投影曝光用掩模的与上述一方侧的相反侧将光照射到上述透过型掩模图案的第二照明系、及朝与上述投影系的投射光轴大体垂直的方向使上述被曝光部件移动的基板台架。

另外，本发明的第五方面的投影曝光方法包含准备上述投影曝光用掩模的步骤和使用该掩模将连续图案和不连续图案曝光到该掩模的步骤。

另外，本发明第六方面的投影曝光方法具有准备投影曝光用掩模的第一步骤。该掩模具有用于将连续图案曝光到被曝光部件的第一掩模图案和用于将不连续图案曝光到上述被曝光部件的第二掩模图案，上述第一和第二掩模图案中的一方的掩模图案为反射型掩模图案，另一方的掩模图案为透过型掩模图案。另外，包含使用上述投影曝光掩模从投影系将光投射到上述被曝光部件的第二步骤和朝与上述投影系的投射光轴大体垂直的方向使上述被曝光部件移动的第三步骤。在这里，在上述第二步骤中，从上述投影曝光用掩模的一方侧将光照射到上述反射型掩模图案，在上述透过型掩模图案从相对上述投影曝光用掩模的与上述一方侧的相反侧照射光。

本发明的特征可根据参照附图的以下的具体的实施例的说明而变得明确。

附图说明

图1为从表面侧观看本发明第一实施形式的投影曝光用掩模时的图。

图2为图1的A部放大图。

图3为图1所示掩模的制造工序的说明图。

图4为示出使用图1所示掩模的投影曝光装置的构成的图。

图5为示出图1所示投影曝光装置的曝光控制的流程图。

图6为从表面侧观看在图1所示掩模附加了微细掩模图案的掩模时的图。

图7为示出本发明第二实施形式的投影曝光装置的构成的图。

图8为示出本发明第三实施形式的投影曝光装置的构成的图。

图9为示出本发明第四实施形式的投影曝光装置的构成的图。

图10为示出图9所示投影曝光装置的构成的图。

图11为示出图9所示投影曝光装置的曝光控制的流程图。

图12为示出由图9所示投影曝光装置进行图案曝光的途中的被曝光基板的图。

图13为图12的B部的放大图。

图14为示出本发明第五实施形式的投影曝光装置的构成的图。

图15为从表面侧观看图14所示投影曝光装置中使用的掩模时的图。

图16为图15的C部放大图。

图17为示出由图14所示投影曝光装置进行图案曝光的途中的被曝光基板的图。

图18为示出已有反射型投影曝光装置的构成的图。

具体实施方式

(第一实施形式)

图1为本发明第一实施形式的投影曝光用掩模的构成(从表面侧观看时的构成)的图。另外，在图2中放大图示出图1的A部。

在这些图中，符号1为掩模。符号2为用于将连续图案曝光到图1和图2中未示出的被曝光基板的第一掩模图案，在本实施形式中，形成为按高反射率对从掩模1的背面侧照射的照明光进行反射的反射型掩模图案。在被曝光基板为液晶显示板的基板的场合，连续图案成为门引线或信号线等。

符号3为用于对不连续周期图案(独立反复图案)的第二掩模图案，在本实施形式中，作为使从掩模1的表面侧照射的照明光透过的透过型掩模图案形成。不连续周期图案(独立反复图案)具有各图案不相互连接的独立性，而且按预定间隔反复出现，在被曝光基板为液晶显示板的基板的场合，成为像素图案或门电极等。

符号4示出照明光相对掩模1的照射区域(照明区域)，在图1中，示出在反射扫描型的投影曝光装置中形成圆弧狭缝状的照明区域的场合。在透镜型的投影曝光装置中，上述照明区域成为矩形狭缝状。

如图2所示，第一掩模图案1和第二掩模图案3在照明区域的纵向交替配置。换言之，在第一掩模图案1的各线间配置第二掩模图案3。

另外，虽然在图2中未明确表示，但实际上第二掩模图案3与圆弧狭缝状的照明区域对应地排列成圆弧状。在照明区域为直线狭缝状的场合，第二掩模图案3与该照明区域对应地排列到直线上。

另外，如图1所示，在本实施形式中，第一掩模图案2的长度L1比设置第二掩模图案3的宽度L2在图中左方向更长。这为在后述的投影曝光装置中提高光利用效率的一实施形式，由该投影曝光装置在该第一掩模图案2的图中左侧的部分以圆弧状照射照明光，在该处的反射光也用于被曝光基板的曝光。

图3为由光刻工序制造图1所示掩模1的工序。

如图3(a)所示，首先，将相对曝光光的波长具有高反射率的材料(例如Al、Cu、Au、Ag等)蒸镀到后述的投影曝光装置的相对曝光光实质上透明的掩模基板(例如玻璃基板)1a的表面，准备形成反射膜5的基板(第一工序)。

然后，将光致抗蚀剂6涂覆到反射膜5的表面。然后，使用掩模制造用的第一掩模M将成为反射型的第一掩模图案2的基部的基座部的形状(像)和第二掩模图案(透过型掩模图案)3的形状(像)曝光，进行显影和腐蚀(第二工序)。这样，如图3(b)所示那样，反射膜5中的第一掩模图案2的基座部5a和具有第二掩模图案3的形状的部分5b(最终该部分成为第二掩模图案3)残存。

然后，如图3(c)所示那样，将光致抗蚀剂7再次涂覆到残存的反射膜5(5a、5b)上，使用图中未示出的掩模制造用的第二掩模，将第一掩模图案2的形状曝光到光致抗蚀剂7上进行显影(第三工序)。这样，如图3(d)所示那样，残存具有第一掩模图案2的形状的光致抗蚀剂7a。

然后，在反射膜5(5a、5b)上的除去了光致抗蚀剂7a残存的部分和掩模基板1a中的在图3(b)的状态下露出的部分蒸镀反射防止膜8(第四工序)。

此后，除去残存的光致抗蚀剂7a(第五工序)。这样，如图3(e)所示那样，仅露出由反射膜构成的第一掩模图案2、包含第二掩模图案3的其它部分由反射防止膜8涂覆的掩模1可仅由在掩模基板1的单侧的面上的工序容易地制造。

在由上述制造工序制造的掩模1中，仅从图3(e)的上方(背面侧)照射的光中的入射到未形成反射防止膜8(已露出)的第一掩模图案2的光按高反射率反射到上方。另外，从图3(e)的下方(表面侧)照射到掩模基板1、透过掩模基板1的光中的、透过与掩模基板1相接的反射防止膜8的部分(反射膜5a与5b间的部分)的光前进到上方。

图4为示出使用上述掩模1的反射镜扫描型投影曝光装置。在图4中，符号23、24、及25分别为凸面镜、凹面镜、及被曝光基板(大画面液晶显示板用基板)。

符号9为直角棱镜，具有反射面9a和2个透过面9b、透过面9c。在反射面9a形成相对曝光光的波长具有高反射率的反射膜。

符号10为偏光分光束镜，在接合到直角棱镜9的透过面9c的下侧的透过面形成偏光分离膜。

符号11为用于像差修正的修正棱镜，具有接合于偏光分光束镜10上侧的透过面的透过面11a和2个透过面11b、11c。

符号13为导光元件(棱镜)，具有接合于直角棱镜9的透过面9b上部的透过面13a、反射面13b、及透过面13c。在反射面13b形成相对曝光光的波长具有高反射率的反射膜。

符号12a、12b为λ/4板，分别接合到修正棱镜11的上面的透过面11b和导光棱镜13的透过面13c。

符号14为反射镜，在反射面14a形成相对曝光光的波长具有高反射率的反射膜。

从以上的直角棱镜9到平行平板14的光学元件相互接合，一体构成。另外，由这些光学元件与凸面镜53和凹面镜54构成投影系。

另外，符号15为第一照明系，作为光源具有超高压水银灯，进行掩模1的连续照明。该第一照明系15由光源16、椭圆反射镜17、球面反射镜18a～18c、反射镜19构成。

另一方面，符号20为可进行闪光照明或脉冲照明的第二照明系。

另外，符号28为搭载液晶显示板用的基板或半导体基板等被曝光基板25的基板台架，朝与来自投影系的投射光轴大体直交的方向驱动。该基板台架28的位置由位置测量器27测量。

符号26为控制第一和第二照明系的照明光的照射动作和基板台架28的扫描驱动等的控制电路。

如图4所示，掩模1固定到投影曝光装置内的掩模设置位置后，开始来自由控制电路26控制的第一照明系15的照明光的照射。

从第一照明系15的光源16发光的性质在时间上和空间上都为非相关光。从光源16发出的光束的一部分由椭圆反射镜17反射，在空中形成2次光源。来自该2次光源的光束由球面反射镜18a～18c反射，成为断面为圆弧状的狭缝照明光束。多个平面反射镜19将照明光束引导至投影系的直角棱镜9的透过面9b的下部。

入射到直角棱镜9的透过面9b下部的狭缝照明光束由该直角棱镜9的反射面(反射膜)9a反射到朝掩模1的方向(上方)。然后，该反射后的照明光束从直角棱镜9的透过面9c射出，同时，由偏光分光束镜10的偏光分离膜分离成S偏光光和P偏光光。S偏光光和P偏光光中的透过偏光分离膜的偏光光透过偏光分光束镜10，进一步透过修正棱镜11和λ/4板12a，在掩模1的背面形成圆弧状的第一照明区域(重合到图1所示照明区域4的区域)地照射。

另外，由S偏光光和P偏光光中的偏光分离膜反射的偏光光由偏光分光束镜10反射，入射到导光棱镜13，由该导光棱镜13的反射面13(反射膜)b反射，透过λ/4板12b，在掩模1的背面中的图1的左侧部分形成圆弧状的第二照明区域地照射。

其中，由于掩模1的第一掩模图案2具有高反射特性，所以，在掩模1的背面形成2个照明区域的偏光光的一部分分别由在第一掩模图案2的反射再次通过λ/4板12a、12b入射到修正棱镜11和导光棱镜13，将上述光路返回到偏光分光束镜10。

但是，在由掩模1进行反射的前后(往路和复路)，各偏光光2次通过λ/4板12a、12b，所以，这些偏光方向从在前面的偏光分离膜的反射和透过时的状态变化90°，为此，在往路，透过偏光分光束镜10的偏光分离膜的偏光光在复路由偏光分离膜大体100％地反射。另外，在往路由偏光分离膜反射的偏光光在复路透过偏光分离膜。

这样，由第一掩模图案2反射的2个偏光光合成，成为1个曝光光束。该曝光光束从修正棱镜11的透过面11c射出，入射到凹面镜24的上部。由凹面镜24的上部反射的曝光光束由凸面镜23反射，再次在凹面镜24的下部反射后，由反射镜14的反射面14a反射，投射到配置于该光束焦点位置的被曝光基板25的表面上。这样，第一掩模图案2的图像投影到被曝光基板25的表面，被曝光基板25被曝光。

在这里，被曝光基板25设置到基板台架28上，由该基板台架28朝相对来自反射镜14的曝光光束的光轴(投射光轴)大体直交的方向(第一掩模图案2的像的长度方向)受到扫描驱动。在该扫描驱动中，也在被曝光基板25的表面投影第一掩模图案2，所以，在被曝光基板25上进行在其扫描驱动方向具有良好连续性的连续图案的曝光。

另一方面，从由控制电路26控制的第二照明系20对每一被曝光基板25的预定的扫描驱动量将圆弧状的闪光照明光束或脉冲照明光束照射到掩模1的表面。这样，形成由图1中的符号4示出的照明区域。

在第二照明系20中可使用能够产生受激准分子激光器等直线偏光光而且能够照射脉冲的光源。另外，也可将超高压水银灯作为光源，组合EO元件和偏向反射镜和高速快门，可按高速间歇地照射照明光，而且在第二照明系20的内部设置偏光板，使照明光为直线偏光光。

照射到掩模1表面的照明光束(直线偏光光)中的透过第二掩模图案3的曝光光束透过λ/4板12a和修正棱镜11入射到偏光分光束镜10，由偏光分离膜反射。

来自由偏光分离膜反射后的第一掩模图案2的曝光光束通过修正棱镜11的透过面11c、凹面镜24的上部、凸面镜23、凹面镜24的下部和反射镜14的反射面14a投射到配置于该光束的焦点位置的被曝光基板25的表面上。这样，在被曝光基板25的表面间歇地投影第一掩模图案2的像，在被曝光基板25上进行与第一掩模图案2等倍(或相似形状)的不连续周期图案的曝光。

图5为示出本实施形式的投影曝光装置(控制电路26)的曝光控制方法的流程图。

首先，控制电路26开始基板台架28的扫描驱动。被曝光基板25(基板台架28)的驱动位置由位置测量器27时常测量，控制电路26根据该测量结果控制基板台架28。

在对圆弧状狭缝照明进行扫描的场合，虽然图中未示出，但实际上在第一照明系15内形成与掩模1共轭的面，在该共轭面上设置掩蔽板，从而获得第一掩模图案2的照射时刻，可统一被曝光基板25的连续图案。第二照明系20也同样。

在步骤(在图中省略成S)1，当被曝光基板25上的曝光开始目标位置与第一掩模图案像的投影位置一致时，控制电路26在步骤2使第一照明系15进行照射(on)动作，将照明光照射到第一掩模图案2。这样，开始连续图案在被曝光基板25的曝光。另外，控制电路26持续进行基板台架28的一定速度的扫描驱动。

然后，在第二掩模图案3中，控制电路26根据上述位置测量器27的测量结果，判别被曝光基板25是否到达第二掩模图案像的投影位置。当到达第二掩模图案像的投影位置时，控制电路26在步骤4使第二照明系20进行照射(on)动作，将照明光照射到第二掩模图案3。这样，在被曝光基板25进行不连续周期图案25b的曝光。

下面，控制电路26由步骤5判别是否不连续周期图案的曝光次数到达目标次数(是否存在下一不连续周期图案的曝光)。这根据每次进行不连续周期图案的曝光时进行加法运算的计数值是否达到预先通过投影曝光装置的输入操作部等输入的不连续图案的目标曝光次数。

在步骤5，当存在下一不连续周期图案的曝光时，控制电路26返回到第二掩模图案3，从被曝光基板25上的下一不连续周期图案的曝光位置到达第二掩模图案3的投影位置时开始使第二照明系20的光源再次照射(on)动作，将照明光照射到第二掩模图案3，从而对被曝光基板25进行下一不连续周期图案的曝光。此期间从第一照明系15将照明光照射到第一掩模图案2，在被曝光基板25进行连续图案的曝光。

反复进行不连续周期图案的曝光，在步骤5中，当下一不连续周期图案的曝光消失时，前进到步骤6，控制电路26使第一照明系15的光源关闭，结束作为一连串(1个)曝光工序的对连续图案和不连续周期图案的被曝光基板25的曝光。

根据以上情况，由一连串(1个)曝光工序使连续图案和不连续周期图案在被曝光基板25上的曝光结束。

在本实施形式中，如上述那样，掩模1固定支承到投影曝光装置内的掩模设置位置，如被曝光基板25那样，不进行扫描驱动。为此，可缩短掩模1的被曝光基板25的在扫描驱动方向的长度。因此，即使支承掩模1的周边区域(第一掩模图案2、3的形成区域外)，掩模1也基本上不产生自重变形。因此，可将投影系的焦点深度余量反映到像面侧(被曝光基板25的平面度等制造余量)，可实现高可靠性的基板曝光。

图6示出上述掩模的变形例。在图5所示掩模1′中，在图1所示的掩模1的仅形成第一掩模图案2的区域(图的左侧的部分)，在由导光棱镜13照射来自第一照明系15的照明光的区域，构成接近投影系的析像力限度的高频的(换言之，具有比第一掩模图案2的最小图案宽度小的最小图案宽度的微细图案曝光用的)反射型的第三掩模图案2a。

这用于由图4所示投影曝光装置实现所谓多重曝光(例如参照日本特开2000-91221号公报)。

这样，可由1连串(1个)曝光工序使已有的多重曝光工序需要2阶段的曝光工序结束。而且，通过将这样在掩模基板1a′上，将用于进行微细图案的曝光的掩模图案和不连续周期图案曝光的掩模图案分成反射型和透过型，从而可改善不连续周期图案的曝光轮廓，有效地提高液晶显示板用基板的高元件化对应和合格率等。

(第二实施形式)

图7示出本发明第二实施形式的投影曝光装置的构成。在第一实施形式中，说明了利用投影系的一部分将来自第一照明系的照明光引导由至掩模的第一掩模图案(反射型掩模图案)的场合，但在本实施形式中，从投影系外将来自第一照明系的照明光引导至掩模的第一掩模图案。

在本实施例中，与第一实施形式相同的构成要素采用与第一实施形式相同的符号。

在图7中，符号1″与在第一实施形式中说明的掩模1同样，为具有反射型的第一掩模图案和透过型的第二掩模图案的掩模。但是，本实施形式的掩模1″没有图1所示掩模1那样第一掩模图案比第二掩模图案的区域长的区域，仅有图1的掩模1的右侧(形成照明区域4的一侧)的部分。

在图7中，符号15a为第一照明系，具有超高压水银灯作为光源，从投影系侧对掩模1″的第一掩模图案进行照明。第一照明系15a由与第一实施形式的第一照明系同样的构成要素构成。另外，符号15b为第二照明系，具有超高压水银灯作为光源，从隔着掩模1″与投影系相反的一侧对掩模1″的第二掩模图案进行照明。该第二照明系15b也由与第一照明系15a同样的构成要素构成。这些第一和第二照明系15a、15b由控制电路26′进行照射控制。

符号22为反射构件，具有反射面22a和反射面22b，该反射面22a朝凹面镜24的上部反射来自掩模1的曝光光，该反射面22b从凹面镜24的上部反射通过凸面镜23和凹面镜24的下部入射的曝光光，投射到被曝光基板25。

在本实施形式中，具有与过去使用的反射镜反射型的狭缝扫描曝光装置大体同样的投影系，但掩模1相对与第二照明系15b的照射光轴直交的面构成角度θ地设置，该第二照明系15b与投影系的入射·投射光轴一致。这样，可顺利地从投影系外将来自第一照明系15a的照明光照射到掩模1，可简化投影系的构成。

在这里，第一照明系15a的照明轴按预定的角度2θ在物点位置与投影系的光轴交叉。掩模1的倾斜角θ设定为第一照明系15a的照明光轴与投影系的入射光轴所成角度2θ的1/2。

掩模1的倾斜角θ为不妨碍投影系的焦点深度余量的程度的小角度。

另外，在本实施形式中，控制电路26′对载置被曝光基板25的基板台架28进行分步重复驱动，每次该基板台架28停止时从第一和第二照明系15a、15b将照明光照射到掩模1″。按照本实施形式，特别是可容易地确保不连续周期图案的曝光时间。另外，在本实施形式中，可在各分割曝光区域，由一连串(1个)的曝光工序在被曝光基板25上进行连续图案和不连续周期图案的曝光。

(第三实施形式)

图8示出本发明第三实施形式的投影曝光装置的构成。本实施形式示出采用将ArF等受激准分子激光器21作为光源的第二照明系代替上述第二实施形式的投影曝光装置的第二照明系15b的场合。在本实施形式中，对与第二实施形式相同的构成要素采用与第二实施形式相同的符号。

在本实施形式中，未图示的控制电路对载置被曝光基板25的基板台架28进行分步重复驱动，每当该基板台架28停止时，从第一和第二照明系15a、20将照明光照射到掩模1″。

在本实施形式中，通过使用受激准分子激光器作为第二照明系20的光源，与将超高压水银灯作为光源的第二实施形式相比，共照明光的波长较短，即使投影系的开口数(NA)相同，也可提高不连续周期图案的曝光析像能力。

(第四实施形式)

图9和图10示出本发明第四实施形式的投影曝光装置中的投影系的构成。在上述第二和第三实施形式中，说明了对被曝光基板25进行分步重复驱动、在被曝光基板25逐次进行连续图案和不连续周期图案的曝光的场合，但也可能如由第一实施形式说明的那样一边对被曝光基板25进行扫描驱动，一边在被曝光基板25进行连续图案和不连续周期图案的曝光。

扫描型投影曝光装置的原来的一个重要目的在于尽可能地提高扫描驱动速度，提高处理量。但是，当提高被曝光基板的扫描驱动速度时，难以确保不连续周期图案的曝光时间。因此，本实施形式示出即使提高被曝光基板的扫描驱动速度也可确保不连续周期图案的曝光时间的投影曝光装置。

在本实施形式中，在与由上述第二和第三实施形式说明的场合相同的投影系中，示出在本实施形式中特有的追加了可摆动的平行平面板32的投影系。与第二和第三实施形式同样，即使在本实施形式中，虽然设置有第一和第二照明系，但在图9和图10中被省略。另外，平行平板32也可用于在第一实施形式中说明的投影系。

平行平面板32由相对曝光光实质透明的(透过率高的)材料形成，由包含驱动电路的驱动机构34按与被曝光基板25的扫描驱动速度相应的速度在该扫描驱动方向上摆动驱动。另外，驱动机构34由对图中未示出的第一和第二照明系的光源等和基板台架28的扫描驱动也实施控制的控制电路36进行控制。

其中，为了在被曝光基板25确实地进行不连续周期图案的间歇曝光，需要在各间歇曝光时确保最佳的曝光时间。为此，在本实施形式中，可提高被曝光基板25的扫描驱动速度、提高处理量，同时，在该扫描驱动中也可获得不连续周期图案的曝光所需要的曝光时间地在所需要的曝光时间的期间将掩模1″的第二掩模图案的图像保持于被曝光基板25上的同一位置。

具体地说，使第二掩模图案的像按与被曝光基板25的扫描驱动速度相等的速度朝扫描驱动方向移动地使平行平面板32摆动。这样，在平行平面板32朝上述摆动期间，可将第二掩模图案的像保持于被曝光基板25上的同一位置，可确保不连续周期图案的曝光所需要的曝光时间。

但是，在不连续周期图案曝光期间，由平行平面板32的摆动将用于进行连续图案的曝光的第一掩模图案的像也保持于被曝光基板25上的同一位置，所以，连续图案的连续性受到损害。因此，在本实施形式中，由以下的曝光方法消除上述问题。

图11的流程图示出本实施形式的投影曝光装置(控制电路36)的曝光控制方法。另外，图12和图13示出由该曝光控制方法进行图案的曝光的被曝光基板25。

首先，控制电路36开始基板台架28的扫描驱动。被曝光基板25(基板台架28)的驱动位置时常由位置测量器27测量，控制电路36根据该测量结果控制基板台架28。

在对圆弧状狭缝照明进行扫描的场合，虽然图中未示出，但实际上在第一照明系内形成与掩模1″共轭的面，在该共轭面上设置掩蔽板，从而获得第一掩模图案2的照射时刻，可统一被曝光基板25的连续图案。第二照明系也同样。

在步骤(在图中简写为S)11中，当被曝光基板25上的曝光开始目标位置与第一掩模图案像的投影位置一致时，控制电路36由步骤12使第一照明系照射(on)动作，将照明光照射到第一掩模图案。这样，如图12所示那样，开始连续图案25a在被曝光基板25的曝光。另外，控制电路36继续进行基板台架28的按一定速度的扫描驱动。

然后，在步骤13中，控制电路36根据上述位置测量器27的测量结果判别被曝光基板25是否达到第二掩模图案像的投影位置。当达到第二掩模图案像的投影位置时，控制电路36在步骤14使第二照明系进行照射(on)动作，将照明光照射到第二掩模图案。这样，在被曝光基板25开始图13所示不连续周期图案25b的曝光。

然后，与该不连续周期图案的曝光开始时刻对应地由控制电路36在步骤15开始从平行平面板32的初期位置的往路(与被曝光基板25的扫描驱动方向相同方向的)摆动。当使平行平面板32进行往路摆动时，由平行平面板32的厚度t、折射率n、曝光光波长λ和摆动角θ的变化，在维持投影光束相对被曝光基板25的入射角度的状态下，使两掩模图案像朝该往路摆动方向移动。然后，使扫描驱动中的被曝光基板25上的两掩模图案像的投影位置保持一定地控制该平行平面板32的往路摆动速度，而且在不连续周期图案的所需要曝光时间期间，进行平行平面板32的往路摆动，从而可在受到扫描驱动的被曝光基板25上确保不连续周期图案的适当的曝光时间。

控制电路36在步骤16判别平行平面板32的往路摆动时间(不连续周期图案的曝光时间)是否达到所需要曝光时间，当达到所需要曝光时间时，在步骤17，停止来自第二照明系的照明光的照射，另外，在步骤18中，使平行平面板32朝原来的摆动位置(初期位置)进行复路摆动。在该复路摆动过程中，第一照明系的对第一掩模图案的照明光的照射(即连续图案对被曝光基板25的曝光)继续进行。这样，第一掩模图案像朝与其扫描驱动方向相反的方向在被曝光基板25上移动，曝光到被曝光基板25上的连续图案接着与不连续周期图案一起延伸到曝光开始的位置。因此，可确保连续图案的连续性。

另外，平行平面板32的复路摆动在被曝光基板25上的下一不连续周期图案的曝光位置到达平行平面板32处于初期位置时的第二掩模图案的投影位置之前结束。这样，当由步骤19确认平行平面板32返回到初期位置时，控制电路36由步骤20使平行平面板32的复路摆动停止。

在步骤21中，由控制电路36判别不连续周期图案的曝光次数是否达到目标次数(是否存在下一不连续周期图案的曝光)。这根据每次进行不连续周期图案的曝光时进行加法运算的计数值是否达到预通过投影曝光装置的输入操作部等输入的不连续图案的目标曝光次数进行判别。

在步骤21中，当存在下一不连续周期图案的曝光时，控制电路36返回到步骤13，从被曝光基板25上的下一不连续周期图案的曝光位置达到平行平面板32处于初期位置的状态下的第二掩模图案的投影位置的时刻开始再次使第二照明系的光源进行照射(on)动作，将照明光照射到第二掩模图案，同时，开始平行平面板32的往路摆动(步骤14、15)。这样，在被曝光基板25开始下一不连续周期图案和连续图案的曝光。另外，当平行平面板32的往路摆动时间达到所需要曝光时间时(步骤16)，停止第二照明系的光源的发光(步骤17)，使平行平面板32复路摆动到初期位置(步骤18)。此时，从第一照明系相对第一掩模图案的照明光的照射即连续图案的曝光继续。

然后，在步骤21中，当下一不连续周期图案的曝光消失时，前进到步骤22，控制电路36停止第一照明系的光源，作为一连串的曝光工序的连续图案和不连续周期图案的被曝光基板25的曝光结束。

图12和图13(图12的B部放大图)示出以上说明的曝光工序的途中的状态的完成到步骤20的状态。

在这些图中，由符号25b示出被曝光基板25上的曝光结束的多个不连续周期图案，从该多个曝光结束的不连续周期图案25b延伸到图13中的右侧)与被曝光基板25的扫描驱动方向相反的方向)的连续图案25a在步骤8～10的平行平面板32的复路摆动中进行曝光。然后，与该伸出的连续图案25a相关地进行平行平面板32的往路摆动中的曝光，从而确保连续图案25a的连续性。

(第五实施形式)

图14示出本发明第五实施形式的投影曝光装置的构成。在上述各实施形式中，使用透镜投影系，但在本实施形式中，使用透镜投影系。即，本发明的具有反射型掩模图案和透过型图案的掩模不仅为具有反射投影系的投影曝光装置，而且也可用于具有透镜投影系的投影曝光装置。

在本实施形式中，对与上述各实施形式的投影曝光装置相同的构成要素采用相同符号进行说明。

在图14中，符号101为作为本发明一实施形式的投影曝光用掩模。图15和图16(图14的C部放大图)示出该掩模101的构成。

在该掩模101与由上述第二～第四实施形式说明的掩模1″同样，在背面侧形成用于将连续图案曝光到被曝光基板的反射型的第一掩模图案102，在表面侧形成用于将不连续周期图案曝光到表面侧的透过型的第二掩模图案103。另外，第一掩模图案102和第二掩模图案103交替地配置到照明光的照射区域104的纵向。

在由反射镜构成投影系的上述各实施形式的掩模中，照明区域成为圆弧狭缝形状，所以，与其对应地将第二掩模图案排列成圆弧状，但本实施形式的掩模101由透过镜构成投影系，由此将照明区域形成为直线(矩形)狭缝形状，所以，与其对应，将第二掩模图案103排列成矩形。

另外，在图14中，符号47为投影透镜，在本实施形式的场合，掩模侧为远心的一方较好。被曝光基板侧也可不为远心侧。在本实施形式中，说明了作为投影透镜47使用n倍的单侧远心透镜的场合。

符号45为偏光分光束镜。符号46a、46b为λ/4板，设于偏光分光束镜45的掩模101和与后述的高精细反射型掩模48相对的面。

符号41为第一照明系，包括由超高压水银灯构成的光源16、椭圆反射镜17、积分透镜43、及聚光镜44。第一照明系41通过偏光分光束镜45从投影系侧将照明光照射到设于掩模101的反射型的第一掩模图案102。

另外，第二照明系20′从相对掩模101的与投影系的相反侧将照明光照射到设于掩模101的透过型的第二掩模图案。该第一和第二照明系41、20′由控制搭载了被曝光基板25′的基板台架28的扫描驱动的控制电路(图中未示出)与扫描驱动同步地进行照射控制。

图17示出由本实施形式的投影曝光装置进行图案的曝光的途中的被曝光基板25′的状态。

在图17中，示出被曝光基板25′上的曝光结束的连续图案25a′和多次曝光后的不连续周期图案25b，在从该曝光结束的不连续周期图案25b′延伸到图17中的被曝光基板25的右侧(与被曝光基板25′的扫描驱动方向相反方向)的、曝光结束的连续图案25a′间进行下一不连续周期图案的曝光。

在这里，从本实施形式的第一和第二照明系41、20′照射到掩模101的照明光如上述那样成为直线(矩形)状的狭缝照明光，该狭缝照明光的纵向为相对示出投影曝光装置的图14的纸面垂直的方向。

因此，设于第一照明系41的聚光镜44具有取消两方不必要的部分的所谓小型形状。从该第一照明系41的光源16发出的照明光由椭圆反射镜17反射形成2次光源地一旦成像后，由积分透镜42使其照明强度的分布均匀化。光束以直线狭缝状入射到聚光镜44，聚光后入射到偏光分光束镜45。

入射到偏光分光束镜45的照明光束中的特定的偏光成分(P偏光光或S偏光光)由该偏光分光束镜45的偏光分离膜反射到掩模101侧，通过λ/4板46a，对掩模101的背面侧(投影透镜侧)的第一掩模图案102进行照明。由第一掩模图案102反射的曝光光再次通过λ/4板46a再次入射到偏光分光束镜45。这样，偏光光(照明光)往复(2次)通过λ/4板46a，从而使其偏光方向相对偏光分离膜的反射时变化90°。

这样，入射到偏光分光束镜45的偏光光透过偏光分离膜，透过投影透镜47，将预定的投影倍率的第一掩模图案像成到像面侧的焦点位置。

在上述像面侧的焦点位置配置被曝光基板25′的表面，进行由投影透镜47投影的第一掩模图案像的曝光。通过朝相对投影透镜47的投影光轴大体直交的方向对被曝光基板25′进行扫描驱动，从而不断地在被曝光基板25′上进行沿该扫描驱动方向延伸的连续图案的曝光。

另外，第二照明系20′每隔被曝光基板55的预定驱动量对掩模101的第二掩模图案103进行闪光或脉冲照明，从而将透过第二掩模图案103的曝光光透过λ/4板46a、偏光分光束镜45、及投影透镜47将不连续周期图案曝光到被曝光基板25′上。

这样，在被曝光基板25′按预定的间隔由一连串的(1个)曝光工序进行连续的连续图案25a′如果具有预定间隔的不连续周期图案的曝光。

另外，如在图14中用括弧示出的那样，在本实施形式中，与第四实施形式同样，投影系的最靠像面侧可摆动地配置平行平面板32。

在该场合，与由图中未示出的控制电路在上述第四实施形式中使用图11的流程图说明的场合相同，控制基板台架28、第一照明系41、20′、及平行平面板32。

另外，在本实施形式中，第一照明系41仅使用来自光源16的非相关的光束中的、在偏光分光束镜45的偏光分离面反射的特定的偏光方向的偏光光作为曝光光，但可利用透过偏光分离面的偏光光进行作为第一实施形式的变形例说明的多重曝光。

在该场合，如图14所示那样，通过λ/4板46b将透过偏光分光束镜45的偏光分离面的偏光光照射到高精细反射型掩模48。在该精细反射型掩模48与在图6中用符号2a示出的第三掩模图案同样形成具有比第一掩模图案102的最小图案宽度小的最小图案宽度的微细图案曝光用的反射型的掩模图案。

由该高精细反射型掩模48反射后的曝光光通过λ/4板46b返回到投影透镜47，但往复(2次)通过λ/4板46b使得偏光方向与先透过偏光分离面时改变90°。这样，来自高精细反射型掩模48的曝光光由偏光分光束镜45的偏光分离膜反射，被引导至投影透镜47。

该高精细反射型掩模48的图案像重叠到掩模101的第一掩模图案102的像和第二掩模图案103的像，在设于投影透镜47的焦点位置的被曝光基板25′的表面上成像。这样，与由第一掩模图案102形成的连续图案和由第二掩模图案103形成的不连续周期图案一起，由一连串(1个)曝光工序将高精细反射型掩模48的微细图案曝光到被曝光基板25′。

微细图案有利于改善连续图案和不连续周期图案的曝光轮廓这一点与在多个关于多重曝光的提案说明的场合相同。

在以上说明的第一～第五实施形式中，说明了将掩模的连续图案曝光用的第一掩模图案构成为反射型掩模图案、将不连续周期图案曝光用的第二掩模图案构成为透过型掩模图案的场合，但也可将第一掩模图案作为透过型掩模图案，将第二掩模图案作为反射型掩模图案。

另外，在上述各实施形式中，说明了用于将连续图案和按一定周期反复的不连续周期图案(独立反复图案)曝光到被曝光基板的掩模，但关于本发明中所谓的不连续图案未必需要按一定周期反复，分别为独立的(不连续的)图案即可。

另外，在上述各实施形式中，说明了扫描型和分步重复型投影曝光装置，但本发明也可适用于分步扫描型等其它类型的投影曝光装置。

如以上说明的那样，按照上述各实施形式，即使不进行掩模的驱动，也可由一连串的曝光工序结束连续图案的曝光和不连续周期图案的曝光。

另外，通过不进行掩模的驱动仅进行被曝光部件的驱动，从而可缩短掩模的被曝光部件的驱动方向上的长度，即使在利用其周边区域支承掩模的场合，也可抑制掩模的自重导致的变形。

另外，由于仅对被曝光部件进行驱动控制即可，所以，与使掩模和被曝光部件双方同步地进行驱动控制的场合相比，控制简单，可提高曝光性能的可靠性。而且，随着掩模的小型化，可使掩模低成本化。