JP2002099097A

JP2002099097A - 走査露光方法および走査型露光装置

Info

Publication number: JP2002099097A
Application number: JP2000291180A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Machino; 勝弥町野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】基板上の複数の露光領域に走査露光する際に
もステージ精度を容易に補正する。【解決手段】マスクＭと基板Ｐとを露光光に対して所
定の方向−Ｘに同期移動させて、マスクＭに形成された
パターンを基板Ｐ上の複数の露光領域Ａ１〜Ａ６に走査
露光する。露光領域の一つＡ１〜Ａ４に走査露光を行っ
た後、次の露光領域Ａ５、Ａ６に走査露光を行うまでの
間に、マスクＭと基板Ｐとの少なくとも一方を他方に対
して相対移動させるステップと、相対移動後に、相対移
動前の同期移動の方向と同じ方向に、マスクＭと基板Ｐ
とを同期移動させるステップと、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクと基板とを
所定方向に同期移動して、マスクに形成されたパターン
を基板に露光する走査露光方法および走査型露光装置に
関し、特に、マスクのパターンを基板上の複数の露光領
域に露光形成する際に用いて好適な走査露光方法および
走査型露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パソコンやテレビ等の表示デバイ
スとしては、薄型化を可能とする液晶表示デバイスが多
用されるようになっている。この種の液晶表示デバイス
は、平面視矩形状のガラスプレート上にＩＴＯ透明薄膜
電極と液晶分子配向素子を形成し、ガラスプレートで液
晶層を挟み込み、これらのガラスプレートの外周部を封
着材で気密に封着された構造になっている。上記のＩＴ
Ｏ透明薄膜電極当等は、ガラスプレート上にフォトリソ
グラフィの手法で所望の形状にパターニングすることに
より製造されている。

【０００３】そして、このフォトリソグラフィ装置とし
ては、特に露光領域よりも大きなマスク上に形成された
露光パターンをガラスプレート上のフォトレジスト層に
露光するミラープロジェクションタイプのアライナー
や、複数の投影光学系を有し、マスクとガラスプレート
とを走査移動（同期移動）させるレンズスキャンタイプ
の露光装置が多く用いられている。

【０００４】ところで、上記の液晶表示デバイスでは、
画面の見やすさ等から大面積化が進んでいるとともに、
更なるデザイン・ルールの微細化を取りつつ、スループ
ットの高速化による生産性の向上が要求されている。そ
のため、１枚のマスク上に複数のデバイスパターンを形
成し、ガラスプレート上の複数の露光領域に投影するこ
とにより、１枚のガラスプレートからより多くのデバイ
スを得る、いわゆる多面取りを行うことも求められてい
る。

【０００５】また、最近では、デバイスパターンの大面
積化や多数取りに対応するために、走査露光後とマスク
およびガラスプレートのステップ移動を繰り返す、いわ
ゆるステップ・アンド・スキャンタイプの露光装置も用
いられている。この種の走査型露光装置は、例えば、図
２２に示すように、デバイスパターン（パターン）Ａが
４つ形成されたマスクＭとガラスプレートＰとを投影光
学系ＰＬに対して同期移動することにより、ガラスプレ
ートＰ上にそれぞれ４つのデバイスパターンＡを有する
グループＧ１〜Ｇ４を順次露光して合計１６のデバイス
パターンＡを転写するものである。

【０００６】この場合、例えば走査方向をＸ方向とする
と、まずグループＧ１を走査露光した後に、マスクＭお
よびガラスプレートＰをＸ方向に相対移動させ、そして
これらを再度同期移動させてグループＧ２を走査露光す
る。次に、マスクＭとガラスプレートＰとをＹ方向に相
対的に相対移動させる。そして、上記と同様の手順でガ
ラスプレートＰ上にグループＧ３、Ｇ４を順次走査露光
する。なお、図示された複数のデバイスパターンＡは、
実際には接しておらず、互いに隙間をあけて配置され
る。また、同一のデバイスパターンではなく、互いに異
なるデバイスパターンが配置される場合もある。

【０００７】一方、上記の液晶表示デバイスや半導体デ
バイスは、レジストが塗布された基板上に多数層の回路
パターンを重ねて形成されるので、２層目以降の回路パ
ターンを上に投影露光する際には、基板、例えばガラス
プレート上に既に形成された回路パターンとこれから露
光するマスクのパターンとの位置合わせ（アライメン
ト）を各デバイスパターンで精確に行われる必要があ
る。そのため、従来では、２層目以降（以下、２ｎｄと
略称する）の回路パターンを露光する場合、まず２ｎｄ
のマスクＭに形成されたアライメントマークを計測（例
えば、ＥＧＡ計測）することで、このマスクにおける製
造誤差等の面内誤差を求め、この誤差を補正するための
補正パラメータ（シフト、スケーリング、ローテーショ
ン、直交度等）を算出し、算出された補正パラメータに
基づいて、マスクの位置や結像特性を補正する。

【０００８】そして、１層目（以後、１ｓｔと略称す
る）の回路パターンが形成されたマスクを用いてガラス
プレート上の１層目に形成されたアライメントマークを
検出し、検出された位置と設計置との位置ずれ量を求め
ることで、１層目のパターンに重ね合わせるべき２層目
以降のパターンを露光する際の結像特性等の補正パラメ
ータを算出している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の走査露光方法および走査型露光装置に
は、以下のような問題が存在する。マスクＭはマスクス
テージに保持され、ガラスプレートＰはプレートステー
ジに保持された状態でＸ方向に同期移動するが、これら
のステージは移動方向によっては必ずしも同一のステー
ジ精度を有しているとは限らない。換言すると、これら
のステージには、＋Ｘ方向への移動と−Ｘ方向への移動
とでステージ精度が異なる、いわゆるヒステリシスが存
在している。

【００１０】そのため、図２２に示したガラスプレート
Ｐのように、上記走査露光を複数回実行して、マスクＭ
のパターンを複数の露光領域に露光する場合、グループ
Ｇ１、Ｇ２間やグループＧ３、Ｇ４間等、走査方向に沿
った露光領域間で異なるステージ精度で走査露光される
可能性がある。従来では、ステージ精度に誤差が含まれ
ていても、走査露光時に投影光学系ＰＬの結像特性や走
査速度を調整する等の補正を行うことが可能であった
が、走査方向に沿った露光領域間でステージ精度が異な
ると補正が困難であるという問題があった。

【００１１】一方、上述したように、ガラスプレートＰ
上で回路パターンを複数層に亙って重ね合わせる場合、
各層毎の露光に用いるマスクの面内誤差を求めて補正す
る必要がある。ところが、上記のように複数のデバイス
パターンが形成されたマスクにおいて、重ね合わせるべ
きデバイスパターンが１ｓｔのマスクと２ｎｄのマスク
との間で誤差の傾向がリニア（一定）であれば、その傾
向に応じて補正が可能であるが、誤差の傾向が異なる、
すなわち誤差に非線形成分が含まれている場合は各層間
での補正ができない。

【００１２】具体的には、図２３に示すように、４つの
デバイスパターンＡ〜Ｄ（Ａ〜Ｄは同一パターンでも、
互いに異なるパターンでもよい）が形成されたマスクＭ
において、１ｓｔのマスクに形成されたパターンＡ１、
Ｂ１の製造倍率誤差が１０ｐｐｍ、パターンＣ１、Ｄ１
の製造倍率誤差が５ｐｐｍであり、２ｎｄのマスクに形
成されたパターンＡ２、Ｂ２の製造倍率誤差が１５ｐｐ
ｍ、パターンＣ２、Ｄ２の製造倍率誤差が５ｐｐｍであ
る場合、例えばパターンＣ、Ｄに合わせて製造倍率誤差
を補正すると、図２４に示すように、パターンＣ１、Ｃ
２およびパターンＤ１、Ｄ２では重ね合わせ精度が維持
されるが、パターンＡ１、Ａ２およびＢ１、Ｂ２では倍
率誤差が補正しきれずに重ね合わせ誤差として残存する
ことになる。これらパターンＡ１、Ａ２およびＢ１、Ｂ
２がゲート層およびソースドレイン層であれば、この重
ね合わせ誤差に起因する継ぎムラが生じ、デバイス品質
の低下を招いてしまう。

【００１３】従って、このように複数のマスク間で非線
形の誤差成分が存在する場合は、マスク上に形成された
複数のデバイスパターンを一括して露光することができ
ず、各デバイスパターンを４回に分けて個別に露光する
必要があった。そのため、スループットの高速化に対す
る要求に応えられないという問題があった。

【００１４】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、基板上の複数の露光領域に走査露光する際
にもステージ精度を容易に補正できる走査露光方法およ
び走査型露光装置を提供することを目的とする。また、
本発明の別の目的は、複数のパターンを有するマスクに
非線形の誤差成分が存在しても、デバイスの品質を低下
させることなくスループットの高速化に寄与する走査露
光方法および走査型露光装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、実施の形態を示す図１ないし図２０に対
応付けした以下の構成を採用している。本発明の走査露
光方法は、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを露光光に対し
て所定の方向に同期移動させて、マスク（Ｍ）に形成さ
れたパターン（Ａ、Ａ１１〜Ａ１４）を基板（Ｐ）上の
複数の露光領域（Ａ１〜Ａ９）に走査露光する走査露光
方法であって、露光領域の一つに走査露光を行った後、
次の露光領域に走査露光を行うまでの間に、マスク
（Ｍ）と基板（Ｐ）との少なくとも一方を他方に対して
相対移動させるステップと、相対移動後に、該相対移動
前の前記同期移動の方向と同じ方向に、マスク（Ｍ）と
基板（Ｐ）とを同期移動させるステップと、を有するこ
とを特徴とするものである。

【００１６】また、本発明の走査型露光装置は、マスク
（Ｍ）と基板（Ｐ）とを露光光に対して所定の方向に同
期移動させて、マスク（Ｍ）に形成されたパターン
（Ａ、Ａ１１〜Ａ１４）を基板（Ｐ）上の複数の露光領
域（Ａ１〜Ａ９）に走査露光する走査型露光装置（１）
であって、マスク（Ｍ）を保持するマスクステージ
（４）と、基板（Ｐ）を保持する基板ステージ（５）
と、マスクステージ（４）と基板ステージ（５）とを露
光光に対して所定の方向に同期移動させる第１の駆動装
置（１７）と、露光領域の一つに走査露光を行った後、
次の露光領域に走査露光を行うためにマスクステージと
基板ステージとの少なくとも一方を他方に対して相対移
動させる第２の駆動装置（１７）とを備え、第１の駆動
装置（１７）は、相対移動後に、相対移動前の同期移動
の方向と同じ方向に、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを同
期移動させることを特徴とするものである。

【００１７】従って、本発明の走査露光方法および走査
型露光装置では、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）との少なく
とも一方を他方に対して相対移動させることで、一つの
露光領域と次の露光領域との同期移動方向が同じになる
ので、ステージ精度にヒステリシスが存在しても、同一
傾向の誤差が含まれることになる。そのため、走査露光
時に投影光学系（３、３ａ〜３ｅ）の結像特性や走査速
度を調整して、この誤差の補正を容易に行うことができ
る。この相対移動させる対象としては、マスク（Ｍ）を
保持するマスクステージ（４）の重量と、基板（Ｐ）を
保持する基板ステージ（５）の重量とに基づいて、重量
が小さい方のステージを選択することが移動時間が短く
なるため好ましい。さらに、複数の露光領域のうち、同
期移動方向に沿って配列された列毎に、同一方向へ同期
移動して走査露光を行うことが望ましい。

【００１８】また、本発明の走査露光方法は、マスク
（Ｍ）と基板（Ｐ）とを露光光に対して所定の方向に同
期移動させて、マスク（Ｍ）に形成されたパターン
（Ａ）を基板（Ｐ）上の複数の露光領域に走査露光する
走査露光方法であって、マスク（Ｍ）のパターンは、互
いに独立したｍ（ｍは２以上の正の整数）個の単位パタ
ーン（Ａ〜Ｄ）を有し、単位パターン（Ａ〜Ｄ）に関す
る所定の誤差が許容値を満たしていないときに、パター
ンに対し、一つ以上ｍ個未満の単位パターンを有し、そ
れぞれの前記誤差が許容値を満たすグループ（Ｇ_AB、Ｇ
_CDまたはＧ_AC、Ｇ_BD）を複数設定し、設定したグループ
（Ｇ_AB、Ｇ_CDまたはＧ_AC、Ｇ_BD）毎に走査露光を行うこ
とを特徴とするものである。

【００１９】そして、本発明の走査型露光装置は、マス
ク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを露光光に対して所定の方向に
同期移動させて、マスク（Ｍ）に形成されたパターンを
基板（Ｐ）上の複数の露光領域に走査露光する走査型露
光装置（１）であって、マスク（Ｍ）のパターンは、互
いに独立したｍ（ｍは２以上の正の整数）個の単位パタ
ーン（Ａ〜Ｄ）を有し、マスク（Ｍ）を保持するマスク
ステージ（４）と、基板（Ｐ）を保持する基板ステージ
（５）と、単位パターン（Ａ〜Ｄ）に関する所定の誤差
が許容値を満たしていないときに、パターンに対し、一
つ以上ｍ個未満の単位パターンを有し、それぞれの前記
誤差が許容値を満たすグループ（Ｇ_AB、Ｇ_CDまたは
Ｇ_AC、Ｇ_BD）を複数設定するための演算装置（１７）
と、演算装置（１７）により設定されたグループ
（Ｇ_AB、Ｇ_CDまたはＧ_AC、Ｇ_BD）に基づいてマスクステ
ージ（４）および基板ステージ（５）を移動させるステ
ージ駆動装置（３７、４０）とを備えることを特徴とす
るものである。

【００２０】従って、本発明の走査露光方法および走査
型露光装置では、単位パターン（Ａ〜Ｄ）に関する所定
の誤差が許容値を満たすときには単位パターン（Ａ〜
Ｄ）をｍ個、一括して基板（Ｐ）に走査露光し、許容値
を満たさないときは、グループ（Ｇ_AB、Ｇ_CDまたは
Ｇ_AC、Ｇ_BD）毎に走査露光を行うことで、単位パターン
を１つずつ走査露光する場合に比較して、マスク（Ｍ）
に非線形の誤差成分が存在しても、この誤差成分を許容
できる範囲でスループットを高速化できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の走査露光方法およ
び走査型露光装置の第１の実施の形態を、図１ないし図
１５を参照して説明する。ここでは、基板として液晶表
示パネル製造に用いられる角形のガラスプレートを用
い、マスクに形成された液晶表示デバイスの回路パター
ンを走査露光によりガラスプレート上に転写する場合の
例を用いて説明する。これらの図において、従来例とし
て示した図２２ないし図２４と同一の構成要素には同一
符号を付し、その説明を省略する。

【００２２】図１は、本発明による走査型露光装置１の
概略的な構成を示す斜視図である。走査型露光装置１
は、照明光学系２と、複数の投影系モジュール３ａ〜３
ｅからなる投影光学系３と、マスク（レチクル）Ｍを保
持するマスクステージ４と、ガラスプレート（基板）Ｐ
を保持する基板ステージ５とを主体として構成されてい
る。なお、マスクＭおよびガラスプレートＰがＸＹ平面
に沿って配置され、ＸＹ平面のうち走査方向（同期移動
方向）をＸ方向、Ｘ方向と直交する非走査方向をＹ方向
とし、ＸＹ平面に直交する投影光学系３の光軸方向をＺ
方向として説明する。

【００２３】照明光学系２は、図２に示す超高圧水銀ラ
ンプ等の光源６から射出された光束（露光光）を並列す
る複数の光路でマスクＭ上に照明するものであって、リ
レー光学系、ファイバーボックス（ライトガイド）９お
よび投影系モジュール３ａ〜３ｅのそれぞれに対応して
配設された照明系モジュール１０ａ〜１０ｅ（ただし図
２においては、便宜上照明系モジュール１０ａに対応す
るもののみを示している）から構成されている。

【００２４】そして、楕円鏡６ａの第一焦点位置にある
光源６から射出した光束は、楕円鏡６ａで第二焦点位置
に集光される。リレー光学系は、この第二焦点位置の光
源像をファイバーボックス９の入射面に結像させるもの
であって、その光路中には、ダイクロイックミラー７と
波長選択フィルタ８と露光シャッタ１２とが配置されて
いる。このダイクロイックミラー７は、露光に必要な波
長の光束を反射し、その他の波長の光束を透過させるも
のである。ダイクロイックミラー７で反射された光束
は、波長選択フィルタ８に入射し、投影光学系３が露光
を行うのに適した波長（通常は、ｇ、ｈ、ｉ線の内、少
なくとも１つの帯域を含む）の光束となる。

【００２５】露光シャッタ１２は、光束の光路に対して
進退自在に配置され、非露光時には光路中に挿入される
ことにより光束のマスクＭへの照明を遮断し、逆に露光
時には光路から退避することで光束がマスクＭ上に照明
されるようになっている。また露光シャッタ１２には、
該露光シャッタ１２を光路に対して進退移動させるシャ
ッタ駆動部１６が付設されており、シャッタ駆動部１６
は制御装置１７によってその駆動を制御されている。フ
ァイバーボックス９は、入射した光束を五本に分岐して
反射ミラー１１を介して各照明系モジュール１０ａ〜１
０ｅに入射させるものである。

【００２６】各照明系モジュール１０ａ〜１０ｅは、イ
ンプット光学系とコンデンサ光学系とから概略構成され
ている。なお、本実施の形態では、照明系モジュール１
０ａと同じ構成の照明系モジュール１０ｂ〜１０ｅが、
Ｘ方向とＹ方向とに一定の間隔をもって配置されてい
る。そして、各照明系モジュール１０ａ〜１０ｅからの
光束は、マスクＭ上の異なる照明領域を照明する構成に
なっている。

【００２７】インプット光学系は、ファイバーボックス
９の射出面からの光束により照度の均一な第二の光源像
を形成する。インプット光学系中には、光量調整機構が
設けられている。この光量調整機構は、例えばガラス板
上にＣｒ等ですだれ状にパターニングされ透過率がＹ方
向に沿ってある範囲で線形に漸次変化するフィルタ２１
を備えている。そして、フィルタ駆動部２２によりフィ
ルタ２１を光軸に垂直な方向に移動させることで、任意
の透過率、すなわち任意の露光エネルギ量を得ることが
できる構成になっている。このフィルタ駆動部２２は、
制御装置１７によってその駆動が制御されている。

【００２８】光量調整機構を透過した光束は、リレーレ
ンズ１３を介してフライアイレンズ（オプティカルイン
テグレータ）１４に入射する。フライアイレンズ１４
は、照度を均一にするためのものであり、射出面側には
二次光源が形成される。フライアイレンズ１４を透過し
た光束は、コンデンサ光学系のコンデンサレンズ１５に
よりマスクＭの照明領域を均一な照度で照明する。

【００２９】また、コンデンサ光学系中には、光量モニ
タ機構が配設されている。この光量モニタ機構は、光路
中に配置されたハーフミラー１９が光束の一部を反射し
てディテクタ２０に入射させ、その光量を検出すること
で、光路中の照度をモニタするものである。検出した照
度信号は制御装置１７に出力される。制御装置１７は、
光量モニタ機構および光量調整機構を制御することによ
り、照明系モジュール毎に光束の光量を所定値に調整可
能になっている。

【００３０】マスクＭを透過した光束は、投影系モジュ
ール３ａ〜３ｅにそれぞれ入射する。そして、照明領域
のマスクＭのパターンは、所定の結像特性をもって、レ
ジストが塗布されたガラスプレートＰ上に転写される。
各投影系モジュール３ａ〜３ｅは、マスクＭのパターン
像をＸ方向もしくはＹ方向にシフトさせる像シフト機
構、マスクＭのパターンの中間像を形成する反射屈折型
光学系、ガラスプレートＰ上で台形状の投影領域を設定
する視野絞り、およびマスクＭのパターン像の倍率を変
化させる倍率調整機構（いずれも不図示）から構成され
ている。

【００３１】図１で示したように、各投影系モジュール
３ａ〜３ｅの投影領域ＰＡは、台形形状を呈しており、
隣り合う投影領域の端部同士がＹ方向で重複するように
並列配置され、Ｘ方向の幅の総計がほぼ等しくなるよう
に設定されている。すなわち、各投影領域は、Ｘ方向に
走査露光したときに重複領域の露光量の和と、非重複領
域の露光量とが等しくなるようになっている。このよう
に、ガラスプレートＰ上で投影領域が重複する重複領域
を設けることにより、重複領域における光学収差の変化
や照度変化を滑らかにすることができるようになってい
る。なお、本実施の形態の投影領域ＰＡの形状は、台形
であるが、六角形や菱形、平行四辺形等であっても構わ
ない。

【００３２】マスクステージ４は、マスクＭを保持する
ものであって、一次元の走査露光を行うべくＸ方向に長
いストロークと、走査方向と直交するＹ方向にステップ
移動するための長いストロークとを有している。図２に
示すように、マスクステージ４には、該マスクステージ
４をＸ方向およびＹ方向に駆動するマスクステージ駆動
部（ステージ駆動装置）３７が備えられている。このマ
スクステージ駆動部３７は、制御装置１７によって制御
されている。

【００３３】図１に示すように、マスクステージ４上の
端縁には、直交する方向に移動鏡３８ａ、３８ｂがそれ
ぞれ設置されている。移動鏡３８ａには、レーザ干渉計
３９ａが対向して配置されている。また、移動鏡３８ｂ
には、レーザ干渉計３９ｂが対向して配置されている。
これらレーザ干渉計３９ａ、３９ｂは、それぞれ移動鏡
３８ａ、３８ｂにレーザ光を射出して当該移動鏡３８
ａ、３８ｂとの間の距離を計測することにより、マスク
ステージ４のＸ方向、Ｙ方向の位置、すなわち、マスク
Ｍの位置を高分解能、高精度に検出することが可能にな
っている。そして、レーザ干渉計３９ａ、３９ｂの検出
結果は、図１には示していないが、制御装置１７に出力
される。

【００３４】基板ステージ５は、ガラスプレートＰを保
持して移動するものであって、マスクステージ４と同様
に、一次元の走査露光を行うべくＸ方向に長いストロー
クと、走査方向と直交するＹ方向にステップ移動するた
めの長いストロークとを有しており、複数のデバイスパ
ターンが露光されるガラスプレートＰに対応するため
に、マスクステージ４よりも大型で、且つ重量も大きく
なっている。また、基板ステージ５には、該基板ステー
ジ５をＸ方向およびＹ方向に駆動する基板ステージ駆動
部（ステージ駆動装置）４０が備えられている（図２参
照）。この基板ステージ駆動部４０は、制御装置１７に
よって制御されている。さらに、基板ステージ５は、基
板ステージ駆動部４０の制御により、Ｚ方向にも移動自
在になっている。なお、実際には、ガラスプレートＰ
は、基板ステージ５に支持されたホルダにより吸着保持
されるが、ここでは便宜上基板ステージ５に保持されて
いるものとしている。

【００３５】また、基板ステージ５上の端縁には、直交
する方向に沿って移動鏡４２ａ、４２ｂがそれぞれ設置
されている。移動鏡４２ａには、レーザー干渉計４３ａ
が対向して配置されている。また、移動鏡４２ｂには、
レーザー干渉計４３ｂが対向して配置されている。これ
らレーザー干渉計４３ａ、４３ｂは、それぞれ移動鏡４
２ａ、４２ｂにレーザー光を射出して当該移動鏡４２
ａ、４２ｂとの間の距離を計測することにより、基板ス
テージ５のＸ方向、Ｙ方向の位置、すなわち、ガラスプ
レートＰの位置を高分解能、高精度に検出することが可
能になっている。そして、レーザ干渉計４３ａ、４３ｂ
の検出結果は、図１には示していないが制御装置１７に
出力される。

【００３６】また、図２に示すように、基板ステージ５
上には、ガラスプレートＰの露光面とほぼ同等の高さで
照度を検出するディテクタ４１が配設されている。ディ
テクタ４１は、ガラスプレートＰ上の光束の照度を検出
し、検出した照度信号を制御装置１７へ出力する。

【００３７】マスクＭの上方には、マスクＭに形成され
たマスクマーク（後述）とガラスプレートＰに形成され
た基板マーク（不図示）とを検出するアライメント系
（計測装置）４９ａ、４９ｂが配設されている。アライ
メント系４９ａ、４９ｂは、マスクマークに検知光を照
射し、マスクマークの反射光と、マスクマークを介して
得られる基板マークの反射光とを受光することにより、
マスクＭとガラスプレートＰとの位置ずれ量を計測する
構成になっている。なお、アライメント系４９ａ、４９
ｂの計測結果は、制御装置１７に出力される。また、ア
ライメント系４９ａ，４９ｂは、Ｘ方向に移動する駆動
機構（不図示）を有しており、走査露光時には照明領域
内から退避可能な構成になっている。

【００３８】制御装置１７は、レーザ干渉計３９ａ、３
９ｂの出力からマスクステージ４のＸＹ平面内の位置を
モニターし、マスクステージ駆動部３７を制御すること
でマスクステージ４を所望の位置へ移動させるととも
に、レーザ干渉計４３ａ、４３ｂの出力から基板ステー
ジ５のＸＹ平面内の位置をモニターし、基板ステージ駆
動部４０を制御することで基板ステージ５を所望の位置
へ移動させる。

【００３９】すなわち、制御装置１７は、マスクステー
ジ４および基板ステージ５の位置をモニターしながら両
駆動部３７，４０を制御することにより、第１の駆動装
置として、マスクＭとガラス基板Ｐとを投影系モジュー
ル３ａ〜３ｅに対して、任意の走査速度（同期移動速
度）でＸ方向に同期移動させるようになっている。

【００４０】上記の構成の走査型露光装置１により、マ
スクＭに形成されたパターンをガラスプレートＰ上に走
査露光する手順について説明する。なお、以下において
は、マスクステージ４、基板ステージ５の移動および各
照明系モジュール１０ａ〜１０ｅにおける照明シャッタ
１２の駆動は、マスクステージ駆動部３７、基板ステー
ジ駆動部４０およびシャッタ駆動部１６を介して行わ
れ、それぞれの駆動はそれぞれの駆動部３７、４０、１
６を制御する制御装置１７の制御に基づいて行われるも
のとする。

【００４１】また、ここでは、図３に示すように、マス
クＭ上にＸ×Ｙ＝２×２マトリックス状に形成された、
互いに独立する同一の４つ（ｎ個）のデバイスパターン
（単位パターン）Ａ（適宜Ａ１１〜Ａ１４と称する）
を、ガラスプレートＰ上にＸ×Ｙ＝３×３で設定される
９つの露光領域に走査露光するものとする。なお、便宜
上、これらの露光領域をＡ１〜Ａ９とする。また、投影
系モジュール３ａ〜３ｅからなる投影光学系３を簡略的
に図示するものとする。

【００４２】まず、最初にアライメント系４９ａ、４９
ｂによりマスクＭに形成されたアライメントマーク（不
図示）の位置を検出し、この結果に基づいてマスクステ
ージ４を移動させることで、マスクＭのプリアライメン
ト（位置合わせ）を行う。次に、投影系モジュール３ａ
〜３ｅに対するレンズキャリブレーションを実施した後
に、アライメント系４９ａ、４９ｂでマスクマークを計
測して、統計計算処理によりシフト、スケーリング、ロ
ーテーション、直交度等の補正パラメータを算出する。
そして、これらのパラメータに基づいて投影光学系３の
結像特性等を調整する。

【００４３】投影光学系３等に対する調整が完了する
と、パターンＡ１１〜Ａ１４全部を有する全部領域とし
ての露光領域Ａ１〜Ａ４を露光対象として、マスクステ
ージ４および基板ステージ５を介してマスクＭおよびガ
ラスプレートＰを投影光学系３の＋Ｘ側の（助走距離お
よび整定距離を含めた）走査開始位置に移動させる。次
ぎに、露光シャッタ１２を開いて、マスクＭとガラスプ
レートＰとを露光光に対して、−Ｘ方向の同一方向に同
一速度で同期移動させる。これにより、図４に示すよう
に、露光光で照明されたデバイスパターンＡ１１、Ａ１
２がガラスプレートＰの露光領域Ａ１、Ａ２に走査露光
された後に、図５に示すように、デバイスパターンＡ１
３、Ａ１４が露光領域Ａ３、Ａ４に順次露光される。

【００４４】この走査露光時、マスクのパターン誤差等
により、パターンＡ１１、Ａ１２とパターンＡ１３、Ａ
１４に対する結像特性、例えばスケーリングが異なる場
合は、パターンＡ１１、Ａ１２を露光した後に、投影光
学系３の投影倍率と走査速度とを変更してパターンＡ１
３、Ａ１４を露光する。この結像特性の調整等は、以下
の走査露光においても、走査方向に沿って配列された露
光領域に対して同様に行うことができる。

【００４５】露光領域Ａ１〜Ａ４への走査露光が終了す
ると、制御装置１７は、露光シャッタ１２を閉じさせた
後に、パターンＡ１１〜Ａ１４の中、４個未満のパター
ンを有する部分領域として次の露光領域Ａ５、Ａ６に走
査露光する前に、第２の駆動装置として、マスクステー
ジ駆動部３７を介して、図６に示すように、マスクＭの
みをガラスプレートＰに対して＋Ｘ方向に相対移動させ
る。ここで、マスクＭ上の総パターン数（４つ）とガラ
スプレートＰ上に露光する必要パターン数（Ａ５、Ａ６
の２つ）とが異なっているため、制御装置１７は、走査
方向におけるこれらのパターン数の差異分（つまり１パ
ターン分）に相当する距離だけ＋Ｘ方向に相対移動させ
る。また、制御装置１７には、マスクステージ４の重量
と基板ステージ５の重量とが予め記憶されている。そし
て、制御装置１７は、両ステージ４、５の中、重量が小
さい方のマスクステージ４を選択して相対移動させるよ
うに制御する。

【００４６】そして、マスクＭが走査開始位置に戻った
後に、露光シャッタ１２を開いて、図７に示すように、
マスクＭとガラスプレートＰとを−Ｘ方向に同期移動さ
せる。これにより、図８に示すように、マスクＭの＋Ｘ
側に形成されているパターンＡ１３、Ａ１４がガラスプ
レートＰの露光領域Ａ５、Ａ６に露光される。なお、露
光シャッタ１２は、走査露光開始時に開かれ、走査露光
終了時に閉じられるが、以下の説明ではこの記載を省略
する。

【００４７】続いて、ガラスプレートＰ上の未露光領域
が投影光学系３の光軸下（投影領域）に位置するよう
に、両ステージ４、５を走査方向と直交する方向（Ｙ方
向）にステップ移動させ、部分領域としての露光領域Ａ
７〜Ａ９に対する露光工程に備える。

【００４８】ここで、この状態でマスクＭのパターンの
うち、−Ｙ側の２つのパターンＡ１２、Ａ１４を用いて
露光すると、照明光の漏れ光が＋Ｙ側のパターンＡ１
１、Ａ１３に照射され、ガラスプレートＰ上で既に露光
された領域Ａ２、Ａ４、Ａ６に重畳されて露光されてし
まう虞がある。そこで、これを防止するために、以下に
示す２つの方法により露光領域Ａ７〜Ａ９に走査露光す
る。

【００４９】〈遮光用ブラインドがない場合〉図１およ
び図２に示した、走査型露光装置１には、マスクＭを照
明する露光光を遮光するためのブラインドが設けられて
いない。そのため、ここでは、図９に示すように、ガラ
スプレートＰの露光領域Ａ７〜Ａ９が投影光学系３の光
軸下に位置するようにガラスプレートＰを＋Ｙ方向に移
動させるとともに、マスクＭの＋Ｙ側に位置するパター
ンＡ１１、Ａ１３が露光光の照明領域に位置するように
マスクＭを移動させる。これにより、マスクＭの−Ｙ側
に位置するパターンＡ１２、Ａ１４が露光光の照明領域
外へ移動する。また、露光領域Ａ７〜Ａ９に対する走査
露光は、マスクＭとガラスプレートＰとを＋Ｘ方向に同
期移動させて行うので、図１０に示すように、パターン
Ａ１３および露光領域Ａ７が走査開始位置にくるように
マスクＭおよびガラスプレートＰを移動させる。

【００５０】そして、マスクＭとガラスプレートＰとを
＋Ｘ方向に同期移動させて走査露光することにより、図
１０および図１１に示すように、パターンＡ１３が露光
領域Ａ７に、パターンＡ１１が露光領域Ａ８に順次露光
される。このとき、露光光の不要光（迷光）は、マスク
Ｍ上の不図示の遮光帯（分離用クロム蒸着部分）により
遮光されるので、ガラスプレートＰ上で既に露光された
領域Ａ２、Ａ４、Ａ６が重畳して露光されることを防止
できる。

【００５１】なお、最後に残った露光領域Ａ９について
は、マスクＭを１パターン分に相当する距離だけ−Ｘ方
向に相対移動させた後に、マスクＭとガラスプレートＰ
とを＋Ｘ方向に同期移動させることにより、パターンＡ
１１が露光される。

【００５２】〈遮光用ブラインドが有る場合〉この場
合、Ｘ方向およびＹ方向に移動して露光光を遮光するこ
とで、マスクＭに対する照明領域を任意に調整できるブ
ラインドが設けられているものとする。図１２に示すよ
うに、ガラスプレートＰの露光領域Ａ１〜Ａ６への露光
が終了すると、図１３に示すように、ガラスプレートＰ
をパターン１つ分に相当する距離だけ＋Ｙ方向に移動さ
せる。同時に、図１４に示すように、パターンＡ１１、
Ａ１３を遮光する位置にブラインド（遮光装置）１８を
移動させる。そして、マスクＭとガラスプレートＰとを
＋Ｘ方向に同期移動させて走査露光することにより、図
１４および図１５に示すように、パターンＡ１４が露光
領域Ａ７に、パターンＡ１２が露光領域Ａ８に順次露光
される。

【００５３】なお、最後に残った露光領域Ａ９について
は、マスクＭを１パターン分に相当する距離だけ−Ｘ方
向に相対移動させた後に、マスクＭとガラスプレートＰ
とを＋Ｘ方向に同期移動させることにより、パターンＡ
１２が露光される。かくして、ガラスプレートＰ上の露
光領域にマスクＭのパターンＡが露光される。

【００５４】本実施の形態の走査露光方法および走査型
露光装置では、次の露光領域に走査露光を行うまでの間
に、マスクＭを一旦走査方向と逆方向に相対移動させる
ことにより、走査方向に沿った列毎に同一の同期移動方
向で走査露光を行っているので、ステージ４、５の駆動
精度にヒステリシスが存在しても、投影光学系３の結像
特性を調整する際に一方の向きに対する誤差を考慮する
だけで済み、走査露光時の補正を容易に実施することが
できる。

【００５５】また、本実施の形態では、上記逆方向への
相対移動を基板ステージ５に比較して重量の小さいマス
クステージ４により行っているので、整定時間も含めて
移動に要する時間が短くなり、スループットを向上させ
ることができるとともに、制御性の向上に起因するタク
トタイムの向上にも寄与できる。さらに、本実施の形態
では、同期移動方向を同じに設定する露光領域は、走査
方向に沿った列毎としているので、ステップ移動後の列
に対しては、走査開始位置までにステージ４、５を移動
させる時間が短い方の向き（すなわち、走査方向を＋Ｘ
方向とするか、−Ｘ方向とするか）を適宜選択すること
が可能になり、スループットを一層向上させることがで
きる。

【００５６】加えて、本実施の形態では、マスクＭのパ
ターンＡ１１〜Ａ１４の全部を走査露光する場合と、部
分的に走査露光する場合との間で上記マスクＭの相対移
動を行っているので、マスクＭのパターン数に対して、
ガラスプレートＰ上に種々の露光領域数が設定された場
合であっても走査露光時の補正を容易に実施することが
できる。また、マスクＭのパターンを部分的に走査露光
する場合でも、露光光の一部を遮光したり、マスクＭの
一部を露光光の照明領域外で移動させることで、露光済
みの露光領域が重畳的に露光されてしまうことを容易に
防止することができる。

【００５７】なお、上記実施の形態では、次の露光領域
に走査露光を行うまでの間に、マスクＭを一旦走査方向
と逆方向に相対移動させる手順としたが、これに限られ
ず、ガラスプレートＰを相対移動させる手順や、マスク
ＭおよびガラスプレートＰの双方を相対移動させる手順
としてもよい。特に、概ね等倍系や拡大系の走査型露光
装置では、基板ステージ５の重量に比較してマスクステ
ージ４の重量の方が小さいため、マスクステージ４を移
動させた方が移動に要する時間が短く、スループットと
しては有利であるが、縮小系の走査型露光装置では、マ
スクステージ４の重量に比較して基板ステージ５の重量
の方が小さいため、基板ステージ５を介してガラスプレ
ートＰを相対移動させる方が好ましい。また、露光領域
で走査露光してから次の露光領域に走査露光するまでの
間に、マスクＭを一旦走査方向と逆方向に相対移動させ
るようにしているが、この間を利用して露光に必要な処
理を行ってもよい。例えば、ガラスプレートＰの表面位
置（露光面）を検出し、投影光学系３の焦点位置（パタ
ーン像の結像位置）上に前記露光面が位置するように基
板ステージ５をＺ方向に駆動させておいてもよい。

【００５８】図１６ないし図２０は、本発明の走査露光
方法および走査型露光装置の第２の実施の形態を示す図
である。これらの図において、図１ないし図１５に示す
第１の実施の形態の構成要素と同一の要素については同
一符号を付し、その説明を省略する。第２の実施の形態
と上記の第１の実施の形態とが異なる点は、マスクに形
成されたパターンの全部を走査露光するに当たって、パ
ターンの誤差が所定の許容値を満たしているかどうかを
計測するシーケンスを設け、計測結果に応じて露光する
グループを設定することである。

【００５９】すなわち、上述したように、マスクに形成
された複数のパターンに非線形成分を含む誤差が存在す
る場合は、これら複数のパターンを一括して走査露光す
るたの補正が困難であり、またその誤差が許容値を越え
た場合は、各層間で重ね合わせるべきパターンに重ね合
わせ誤差が発生する。そこで、本実施の形態では、各層
の露光に用いるマスクのパターンを計測し、各マスクで
パターンが一括して露光可能かを判断する。

【００６０】以下、この方法について詳細に説明する。
ここでは、図１６に示すように、マスクＭには、互いに
独立した４つ（ｍ個）のデバイスパターン（単位パター
ン）Ａ〜Ｄと、各デバイスパターンＡ〜Ｄの周囲に複数
配置されたマスクマークＭＭ（図１６では、十字形状で
示す）と、ガラスプレートＰに露光形成されガラスプレ
ートＰとの位置合わせに用いられる複数のプレートアラ
イメントマークＰＭ（図１６では、Ｌ字形状で示す）と
が形成されている。なお、デバイスパターンＡ〜Ｄは、
同一パターンであり、位置に対応して符号が付されてお
り、１層目の露光に用いられるマスクをＭ１、そのパタ
ーンをＡ１〜Ｄ１、２層目の露光に用いられるマスクを
Ｍ２、そのパターンをＡ２〜Ｄ２とする。

【００６１】続いて、マスクＭのマークを計測し、その
計測結果に応じて走査露光する手順を、図１７に示すフ
ローチャートを用いて具体的に説明する。まず、主にパ
ターン製造に起因するマスクのパターン誤差（マスクパ
ターン誤差）、および複数の層間で生じるパターンの重
ね合わせ誤差の許容値を、例えばパターン誤差δ１＝
０．３μｍ、重ね合わせ誤差（アライメント誤差）δ２
＝０．５μｍとして予め制御装置１７に入力しておく
（ステップＳ１）。なお、ここで入力される重ね合わせ
誤差は、液晶表示デバイス用回路パターンの中、ゲート
層とドレイン・ソース層との重ね合わせに対する誤差で
ある。

【００６２】次に、露光に用いる全て（全レイヤ）のマ
スクについて、マスクマークＭＭおよびプレートアライ
メントマークＰＭを計測し、計測結果に対してデータ処
理を行う（ステップＳ２）。このデータ処理では、マス
クマークＭＭ全体の計測結果から、マスク全体の理想格
子に対する誤差（パターン全体誤差）を求めるととも
に、パターンＡ、ＢやパターンＣ、Ｄ、さらにはパター
ンＡ、ＣやパターンＢ、Ｄをそれぞれグループ化し、各
グループの周囲のマスクマークＭＭの計測結果から、グ
ループに対応する理想格子に対する誤差（グループショ
ット誤差）を求め、それぞれの誤差をパターン誤差とし
て記憶する。これらのデータ処理および記憶は、演算装
置としての制御装置１７が実行する。

【００６３】なお、このパターン誤差は、マスクマーク
ＭＭの計測結果を統計処理して得られた理想格子に対す
る最大誤差として求められるが、図１８（ａ）に示すよ
うに、他のデータに対して突出したデータＫがある場合
は、このデータＫをデータ飛びとして削除し、その他の
データから理想格子Ｒに対する誤差の平均値を算出す
る。また、図１８（ｂ）に示すような歪曲したデータが
得られる場合には、統計処理によりデータ全体の理想格
子Ｒに対する誤差を算出する。また、重ね合わせ誤差に
ついては、プレートアライメントマークＰＭを計測した
結果を用いて、パターン誤差と同様の手順で算出される
ため、以下においては主にパターン誤差について説明す
る。

【００６４】ここで、マスクＭを４枚使用し、例えばマ
スクＭ１のパターン全体誤差が０．２μｍ、マスクＭ２
のパターン全体誤差が０．３μｍ、マスクＭ３のパター
ン全体誤差が０．２５μｍ、マスクＭ４のパターン全体
誤差が０．４５μｍと算出され、また、マスクＭ１およ
びＭ２間、Ｍ２およびＭ３の間、Ｍ３およびＭ４の間の
重ね合わせ誤差がいずれも０．４μｍと算出された場合
を考える。

【００６５】ステップＳ３においては、各層の露光に用
いられるマスクＭ１〜Ｍ４の誤差が予め記憶されている
許容値内かどうかを判断する。ここでは、各マスクのパ
ターン誤差および重ね合わせ誤差の双方が許容値内か否
かを判断する。そして、マスクＭ１〜Ｍ３については、
パターン誤差が許容値δ１以下であり、重ね合わせ誤差
も許容値δ２以下であるので、各マスク上に形成された
パターンＡ〜Ｄを一括で、いわゆる通常スキャンにより
ガラスプレートＰ上に露光する（ステップＳ４）。

【００６６】一方、マスクＭ４については、パターン全
体誤差が許容値δ１を越えているため、パターンＡ４〜
Ｄ４がゲート層またはドレイン・ソース層であるかを判
断する（ステップＳ５）。これらの層に重ね合わせ誤差
が生じた場合、表示品質が低下するため、この誤差は厳
守されるが、ゲート層またはドレイン・ソース層以外の
層（配線、ＴＡＢエリア等の層）は、それほど厳格に管
理する必要がない。従って、ゲート層またはドレイン・
ソース層以外の層については、パターン全体誤差（また
は重ね合わせ誤差）が許容値δ１（またはδ２）を越え
ていても通常スキャンにより露光する（ステップＳ
４）。

【００６７】しかしながら、パターンＡ４〜Ｄ４がゲー
ト層またはドレイン・ソース層であれば、制御装置１７
は記憶されたグループショット誤差に基づいて一括して
露光するためのグループ化を行う（ステップＳ６）。す
なわち、制御装置１７は、図１９に示すように、パター
ンＡ４、Ｂ４からなるグループＧ_AB、およびパターンＣ
４、Ｄ４からなるグループＧ_CDを設定し、各グループに
対応するグループショット誤差（およびグループ毎の重
ね合わせ誤差、以下省略）が許容値δ１（およびδ２、
以下省略）内か否かを判断する（ステップＳ７）。

【００６８】このグループ化により、パターン誤差算出
に用いられるマスクマークＭＭ（重ね合わせ誤差の場
合、プレートアライメントマークＰＭ）間のスパンが短
くなる。従って、パターン製造倍率誤差が、例えば１０
ｐｐｍであった場合、マーク間の距離が短くなること
で、パターン誤差の絶対値が相対的に小さくなり許容値
を満たす可能性が高くなる。同様に、重ね合わせ誤差も
小さくなるという利点がある。

【００６９】そして、制御装置１７は、グループショッ
ト誤差が許容値δ１内であれば、グループＧ_AB、Ｇ_CD毎
に一括して露光するように決定する（ステップＳ８）。
一方、グループショット誤差が許容値δ１を越えている
場合は、グループ化が３回以内か否かを判断し（ステッ
プＳ９）、３回以内であれば再度ステップＳ６、Ｓ７に
よりグループ化を行う。この場合、例えば図２０に示す
ように、パターンＡ４、Ｃ４からなるグループＧ_AC、お
よびパターンＢ４、Ｄ４からなるグループＧ_BDが設定さ
れる。

【００７０】そして、新たに形成されたグループＧ_AC、
Ｇ_BDに対応するグループショット誤差が許容値δ１以下
であれば、グループＧ_AC、Ｇ_BD毎に一括して露光するよ
うに決定する（ステップＳ８）が、なおも許容値δ１を
越え、さらに３回のグループ化でも許容値δ１を満たす
グループを設定できない場合、制御装置１７は不図示の
表示装置に誤差を表示するとともに、オペレータコール
を実施し（ステップＳ１０）、オペレータの指示がある
までスタンバイ状態に入る（ステップＳ１１）。この場
合、パターンＡ４〜Ｄ４が形成された別のマスクを使用
するか、パターンＡ４〜Ｄ４に対して単一パターン毎の
露光を実施する等の処理が指示される。

【００７１】なお、上記のように設定されたグループの
中、図２０に示すグループＧ_AC、Ｇ _BDのパターンを露光
する際には、グループＧ_ACのブロックに対応するパター
ン誤差を補正するように投影系モジュール３ａ〜３ｅの
結像特性等を調整してパターンＡ４、Ｃ４を走査露光し
た後に、グループＧ_BDのブロックに対応するパターン誤
差を補正するように投影系モジュール３ａ〜３ｅの結像
特性等を調整してパターンＢ４、Ｄ４を走査露光する。
また、露光量（Ｄｏｓｅ量）をグループ間で異ならせる
ときには、制御装置１７の指示により、マスクステージ
駆動部３７および基板ステージ駆動部４０を介して各ブ
ロックにおけるマスクステージ４および基板ステージ５
のスキャン速度（同期移動速度）が調整すべき露光量に
応じて適宜増減される。なお、本実施の形態では、３回
のグループ化で許容値δ１を満たすグループを設定でき
ない場合は表示装置に誤差を表示させてスタンバイ状態
となるようにしたが、本発明はこのような方法に限定さ
れるものではない。例えば、制御装置１７が、最終的に
Ａ４〜Ｄ４に対する単一パターン毎の露光が行われるま
でグループ化の作業を繰り返すように設定することもで
きる。

【００７２】また、図１９に示すグループＧ_AB、Ｇ_CDの
パターンを露光する際には、グループ毎の照明領域と、
投影系モジュール３ａ〜３ｅの複数の投影領域ＰＡとの
関係が一様でなく、投影系モジュール３ａ〜３ｅの結像
特性ではグループ毎の補正が極めて困難である。そこ
で、上記第１の実施の形態で示したように、露光しない
側のグループを露光光の照明領域外へ移動させたり、遮
光用ブラインドが設けられている場合はこのブラインド
で遮光する等の方法を採ることが好ましい。

【００７３】本実施の形態の走査露光方法および走査型
露光装置では、非線形の誤差成分が存在する等により、
パターン全体誤差が許容値を満たしていない場合でも、
グループショット誤差が許容値を満たすグループを設定
し、設定したグループ毎に一括して走査露光を行ってい
るので、従来のようにパターン毎に個別に走査露光を行
った場合に比較して露光回数が減り、スループットの高
速化を実現することができる。

【００７４】しかも、本実施の形態では、走査露光時に
設定したグループ毎に露光条件をそれぞれ決定している
ので、各グループのグループショット誤差に対応して投
影光学系３の結像特性を補正することが可能になり、ゲ
ート層やドレイン・ソース層のように、高精度に重ね合
わせが要求されるパターンをより正確にガラスプレート
Ｐ上に露光形成することができ、帯ムラのない良好な品
質の液晶表示デバイスを得ることができる。また、本実
施の形態では、ゲート層やドレイン・ソース層か否かを
判別する等、パターンに求められる精度に応じてグルー
プ化の有無を決定しているので、露光対象に応じた最適
（最短露光処理時間）なスキャン方法を選択することが
でき、スループットを一層高速化することができる。

【００７５】なお、上記実施の形態において、パターン
誤差および重ね合わせ誤差の双方が許容値を満たさない
ときにグループ化を実行するシーケンスとしたが、これ
に限られるものではなく、例えばパターン誤差が許容値
を越えていても、重ね合わせ誤差が許容値内であればマ
スク上の全てのパターンを一括して走査露光するような
構成としてもよい。

【００７６】また、上記実施の形態で示したマスク上の
パターン数やグループ内のパターン数、ガラスプレート
Ｐ上の露光領域数等は全て一例を示したものであり、マ
スク上のパターン数およびガラスプレートＰ上の露光領
域数が複数であれば、本発明の技術が適用可能である。

【００７７】なお、本実施の形態の基板としては、液晶
表示デバイス用のガラスプレートＰのみならず、半導体
デバイス用の半導体ウエハや、薄膜磁気ヘッド用のセラ
ミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクま
たはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が
適用される。

【００７８】走査型露光装置１の種類としては、ガラス
プレートＰに液晶表示デバイスパターンを露光する液晶
表示デバイス製造用の露光装置に限られず、ウエハに半
導体デバイスパターンを露光する半導体デバイス製造用
の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あ
るいはレチクルなどを製造するための露光装置などにも
広く適用できる。

【００７９】また、光源６として、超高圧水銀ランプか
ら発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．
７ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレー
ザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）を用いることができ
る。

【００８０】投影系モジュール３ａ〜３ｅの倍率は、等
倍系のみならず縮小系および拡大系のいずれでもよい。
また、投影系モジュール３ａ〜３ｅとしては、エキシマ
レーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や
蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ₂レーザ
やＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系
（マスクＭも反射型タイプのものを用いる）を用いれば
よい。また、投影系モジュール３ａ〜３ｅを用いること
なく、マスクＭとガラスプレートＰとを密接させてマス
クＭのパターンを露光するプロキシミティ露光装置やミ
ラープロジェクションタイプの露光装置にも適用可能で
ある。

【００８１】基板ステージ５やマスクステージ４にリニ
アモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）を用
いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型および
ローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型
のどちらを用いてもよい。また、各ステージ４、５は、
ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設け
ないガイドレスタイプであってもよい。

【００８２】各ステージ４、５の駆動機構３７、４０と
しては、二次元に磁石を配置した磁石ユニット（永久磁
石）と、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを
対向させ電磁力により各ステージ４、５を駆動する平面
モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機
子ユニットとのいずれか一方をステージ４、５に接続
し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方を各ステー
ジ４、５の移動面側（ベース）に設ければよい。

【００８３】基板ステージ５の移動により発生する反力
は、投影光学系３に伝わらないように、特開平８−１６
６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されているよう
に、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がし
てもよい。本発明はこのような構造を備えた露光装置に
おいても適用可能である。マスクステージ４の移動によ
り発生する反力は、投影光学系３に伝わらないように、
特開平８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）
に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的
に床（大地）に逃がしてもよい。本発明はこのような構
造を備えた露光装置においても適用可能である。

【００８４】以上のように、本願実施形態の基板処理装
置である走査型露光装置１は、本願特許請求の範囲に挙
げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の
機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組
み立てることで製造される。これら各種精度を確保する
ために、この組み立ての前後には、各種光学系について
は光学的精度を達成するための調整、各種機械系につい
ては機械的精度を達成するための調整、各種電気系につ
いては電気的精度を達成するための調整が行われる。各
種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種
サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接
続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシ
ステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシ
ステム個々の組み立て工程があることはいうまでもな
い。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終
了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各
種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およ
びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うこと
が望ましい。

【００８５】液晶表示デバイスや半導体デバイス等のデ
バイスは、図２１に示すように、液晶表示デバイス等の
機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステッ
プに基づいたマスクＭ（レチクル）を製作するステップ
２０２、石英等からガラスプレートＰ、またはシリコン
材料からウエハを製作するステップ２０３、前述した実
施の形態の走査型露光装置１によりマスクＭのパターン
をガラスプレートＰ（またはウエハ）に露光するステッ
プ２０４、液晶表示デバイス等を組み立てるステップ
（ウエハの場合、ダイシング工程、ボンディング工程、
パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等
を経て製造される。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る走
査露光方法は、次の露光領域に走査露光を行う間での間
にマスクと基板との少なくとも一方を他方に対して相対
移動させた後に、相対移動前の同期移動の方向と同じ方
向にマスクと基板とを同期移動させる手順となってい
る。これにより、この走査露光方法では、ステージの駆
動精度にヒステリシスが存在しても、一方の向きに対す
る誤差を考慮するだけで済み、走査露光時の補正を容易
に実施できるという効果が得られる。

【００８７】請求項２に係る走査露光方法は、露光光を
並列する複数の光路で照射する手順となっている。これ
により、この走査露光方法では、複数の投影光学系を用
いた、いわゆるマルチレンズ式の走査型露光装置で大面
積のパターンを露光する際にも、走査露光時の補正を容
易に実施できるという効果が得られる。

【００８８】請求項３に係る走査露光方法は、マスクス
テージの重量と基板ステージの重量とに基づいて、相対
移動させる対象を選択する手順となっている。これによ
り、この走査露光方法では、整定時間も含めてステージ
の移動に要する時間が短くなり、スループットを向上さ
せることができるとともに、制御性の向上に起因するタ
クトタイムの向上に寄与するという効果が得られる。

【００８９】請求項４に係る走査露光方法は、重量が小
さい方のステージを選択して相対移動を行う手順となっ
ている。これにより、この走査露光方法では、整定時間
も含めてステージの移動に要する時間が短くなり、スル
ープットを向上させることができるとともに、制御性の
向上に起因するタクトタイムの向上に寄与するという効
果が得られる。

【００９０】請求項５に係る走査露光方法は、同期移動
方向に沿って配列された列毎に、同一方向へ同期移動し
て走査露光を行う手順となっている。これにより、この
走査露光方法では、ステップ移動後の列に対しては、走
査開始位置までにステージを移動させる時間が短い方の
向きを適宜選択することが可能になり、スループットが
一層向上するという効果が得られる。

【００９１】請求項６に係る走査露光方法は、複数の露
光量域を、ｎ個の単位パターン全部を有する全部領域
と、ｎ個未満の単位パターンを有する部分領域との少な
くともいずれか一方に設定し、設定した領域の一つに走
査露光した後に、次の領域に走査露光するまでの間に相
対移動を行う手順となっている。これにより、この走査
露光方法では、マスクのパターン数に対して、基板上に
種々の露光領域数が設定された場合であっても走査露光
時の補正を容易に実施できるという効果が得られる。

【００９２】請求項７に係る走査露光方法は、露光光の
一部を遮光して、部分領域に対する走査露光を行う手順
となっている。これにより、この走査露光方法では、露
光済みの露光領域が重畳的に露光されてしまうことを容
易に防止できるという効果を奏する。

【００９３】請求項８に係る走査露光方法は、マスクの
一部を露光光の照明領域外へ移動させて、部分領域に対
する走査露光を行う手順となっている。これにより、こ
の走査露光方法では、露光済みの露光領域が重畳的に露
光されてしまうことを容易に防止できるという効果を奏
する。

【００９４】請求項９に係る走査露光方法は、単位パタ
ーンに関する所定の誤差が許容値を満たしていないとき
に、それぞれの誤差が許容値を満たし、一つ以上ｍ個未
満の単位パターンを有するグループを複数設定し、設定
したグループ毎に走査露光を行う手順となっている。こ
れにより、この走査露光方法では、非線形の誤差成分が
存在する等により、単位パターンに関する誤差が許容値
を満たしていない場合でも、従来のようにパターン毎に
個別に走査露光を行った場合に比較して露光回数が減
り、スループットの高速化を実現できるという効果が得
られる。

【００９５】請求項１０に係る走査露光方法は、所定の
誤差がマスクのパターン誤差、および基板上で重ね合わ
せて露光されるパターンの重ね合わせ誤差である構成と
なっている。これにより、この走査露光方法では、マス
クのパターン誤差および重ね合わせ誤差が許容値を満た
していない場合でも、従来のようにパターン毎に個別に
走査露光を行った場合に比較して露光回数が減り、スル
ープットの高速化を実現できるという効果が得られる。

【００９６】請求項１１に係る走査露光方法は、設定し
たグループ毎に露光条件を決定する手順となっている。
これにより、この走査露光方法では、各グループに対応
して補正することが可能になり、高精度に重ね合わせが
要求されるパターンをより正確に基板上に露光形成する
ことができ、良好な品質のデバイスが得られるという効
果を奏する。

【００９７】請求項１２に係る走査型露光装置は、第２
の駆動装置がマスクステージと基板ステージとの少なく
とも一方を他方に対して相対移動させ、第１の駆動装置
が相対移動後に、相対移動前の同期移動と同じ方向にマ
スクと基板とを同期移動させる構成となっている。これ
により、この走査型露光装置では、ステージの駆動精度
にヒステリシスが存在しても、一方の向きに対する誤差
を考慮するだけで済み、走査露光時の補正を容易に実施
できるという効果が得られる。

【００９８】請求項１３に係る走査型露光装置は、露光
光が並列する複数の光路で照射される構成となってい
る。これにより、この走査型露光装置では、複数の投影
光学系を用いた、いわゆるマルチレンズ式の走査型露光
装置で大面積のパターンを露光する際にも、走査露光時
の補正を容易に実施できるという効果が得られる。

【００９９】請求項１４に係る走査型露光装置は、第２
の駆動装置がマスクステージの重量と基板ステージの重
量とに基づいて、相対移動させる対象を選択する構成と
なっている。これにより、この走査型露光装置では、整
定時間も含めてステージの移動に要する時間が短くな
り、スループットを向上させることができるとともに、
制御性の向上に起因するタクトタイムの向上に寄与する
という効果が得られる。

【０１００】請求項１５に係る走査型露光装置は、遮光
装置がマスクを照明する露光光の一部を遮光する構成と
なっている。これにより、この走査型露光装置では、露
光済みの露光領域が重畳的に露光されてしまうことを容
易に防止できるという効果を奏する。

【０１０１】請求項１６に係る走査型露光装置は、マス
クの一部が露光光の照明領域外に位置するように、第２
の駆動装置がマスクステージを移動させる構成となって
いる。これにより、この走査型露光装置では、露光済み
の露光領域が重畳的に露光されてしまうことを容易に防
止できるという効果を奏する。

【０１０２】請求項１７に係る走査型露光装置は、単位
パターンに関する所定の誤差が許容値を満たしていない
ときに、それぞれの誤差が許容値を満たし、一つ以上ｍ
個未満の単位パターンを有するグループを演算装置が複
数設定し、設定されたグループに基づいてステージ駆動
装置がマスクステージおよび基板ステージを移動させる
構成となっている。これにより、この走査型露光装置で
は、非線形の誤差成分が存在する等により、単位パター
ンに関する誤差が許容値を満たしていない場合でも、従
来のようにパターン毎に個別に走査露光を行った場合に
比較して露光回数が減り、スループットの高速化を実現
できるという効果が得られる。

【０１０３】請求項１８に係る走査型露光装置は、計測
装置がマスクのパターン誤差およびパターンの重ね合わ
せ誤差を計測し、演算装置がこの計測結果に基づいてグ
ループを設定する構成となっている。これにより、この
走査型露光装置では、マスクのパターン誤差および重ね
合わせ誤差が許容値を満たしていない場合でも、従来の
ようにパターン毎に個別に走査露光を行った場合に比較
して露光回数が減り、スループットの高速化を実現でき
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、走
査型露光装置の概略的な構成を示す外観斜視図である。

【図２】同走査型露光装置の概略構成図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図であっ
て、複数のパターンが形成されたマスクと、複数の露光
領域を有するガラスプレートとが投影光学系を挟んで配
置された外観斜視図である。

【図４】走査露光時のマスクとガラスプレートとの
動作を説明するための外観斜視図である。

【図５】走査露光時のマスクとガラスプレートとの
動作を説明するための外観斜視図である。

【図６】走査露光時のマスクとガラスプレートとの
動作を説明するための外観斜視図である。

【図７】走査露光時のマスクとガラスプレートとの
動作を説明するための外観斜視図である。

【図８】走査露光時のマスクとガラスプレートとの
動作を説明するための外観斜視図である。

【図９】走査露光時のマスクとガラスプレートとの
動作を説明するための外観斜視図である。

【図１０】走査露光時のマスクとガラスプレートと
の動作を説明するための外観斜視図である。

【図１１】走査露光時のマスクとガラスプレートと
の動作を説明するための外観斜視図である。

【図１２】走査露光時のマスクとガラスプレートと
の動作を説明するための外観斜視図である。

【図１３】走査露光時のマスクとガラスプレートと
の動作を説明するための外観斜視図である。

【図１４】走査露光時のマスクとガラスプレートと
の動作を説明するための外観斜視図である。

【図１５】走査露光時のマスクとガラスプレートと
の動作を説明するための外観斜視図である。

【図１６】本発明の第２の実施の形態を示す図であ
って、複数のデバイスパターン、マスクマークおよびプ
レートアライメントマークが形成されたマスクの平面図
である。

【図１７】本発明の第２の実施の形態を示す図であ
って、走査露光を行うグループを決定するためのフロー
チャート図である。

【図１８】（ａ）はデータ飛びがある誤差データと
理想格子との関係図であり、（ｂ）は歪曲した誤差デー
タと理想格子との関係図である。

【図１９】マスク上のパターンがグループ化された
一例を示す平面図である。

【図２０】図１９に対して、別のグループ化の一例
を示す平面図である。

【図２１】液晶表示デバイスの製造工程の一例を示
すフローチャート図である。

【図２２】複数のパターンが形成されたマスクと、
複数の露光領域を有するガラスプレートとが投影光学系
を挟んで配置された外観斜視図である。

【図２３】４つのデバイスパターンが形成されたマ
スクの平面図である。

【図２４】従来技術の走査露光により、パターンに
重ね合わせ誤差が生じることを説明するためのマスクの
平面図である。

【符号の説明】

Ａ、Ａ１１〜Ａ１４、Ｂ〜Ｄデバイスパターン（パタ
ーン、単位パターン）Ｍマスク（レチクル）Ｐガラスプレート（基板）１走査型露光装置１７制御装置（第１の駆動装置、第２の駆動装置、演
算装置）１８ブラインド（遮光装置）３７マスクステージ駆動部（ステージ駆動装置）４０基板ステージ駆動部（ステージ駆動装置）４９ａ、４９ｂアライメント系（計測装置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクと基板とを露光光に対して所定
の方向に同期移動させて、前記マスクに形成されたパタ
ーンを前記基板上の複数の露光領域に走査露光する走査
露光方法であって、前記露光領域の一つに走査露光を行った後、次の露光領
域に走査露光を行うまでの間に、前記マスクと前記基板
との少なくとも一方を他方に対して相対移動させるステ
ップと、前記相対移動後に、該相対移動前の前記同期移動の方向
と同じ方向に、前記マスクと前記基板とを同期移動させ
るステップと、を有することを特徴とする走査露光方
法。
【請求項２】請求項１記載の走査露光方法におい
て、前記露光光を、並列する複数の光路で照射することを特
徴とする走査露光方法。
【請求項３】請求項１または２記載の走査露光方法
において、前記マスクを保持するマスクステージの重量と、前記基
板を保持する基板ステージの重量とに基づいて、前記相
対移動させる対象を選択することを特徴とする走査露光
方法。
【請求項４】請求項３記載の走査露光方法におい
て、前記重量が小さい方のステージを選択して前記相対移動
を行うことを特徴とする走査露光方法。
【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載の走
査露光方法において、前記複数の露光領域のうち、前記同期移動方向に沿って
配列された列毎に、同一方向へ前記同期移動して走査露
光を行うことを特徴とする走査露光方法。
【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の走
査露光方法において、前記マスクのパターンは、互いに独立して形成されたｎ
（ｎは２以上の正の整数）個の単位パターンからなり、前記複数の露光領域を、前記ｎ個の単位パターン全部を
有する全部領域と、ｎ個未満の前記単位パターンを有す
る部分領域との少なくともいずれか一方に設定し、該設定した領域の一つに走査露光した後に、次の領域に
走査露光するまでの間に前記相対移動を行うことを特徴
とする走査露光方法。
【請求項７】請求項６記載の走査露光方法におい
て、前記マスクを照明する前記露光光の一部を遮光して、前
記部分領域に対する走査露光を行うことを特徴とする走
査露光方法。
【請求項８】請求項６または７記載の走査露光方法
において、前記マスクの一部を前記露光光の照明領域外へ移動させ
て、前記部分領域に対する走査露光を行うことを特徴と
する走査露光方法。
【請求項９】マスクと基板とを露光光に対して所定
の方向に同期移動させて、前記マスクに形成されたパタ
ーンを前記基板上の複数の露光領域に走査露光する走査
露光方法であって、前記マスクのパターンは、互いに独立したｍ（ｍは２以
上の正の整数）個の単位パターンを有し、前記単位パターンに関する所定の誤差が許容値を満たし
ていないときに、前記パターンに対し、一つ以上ｍ個未
満の前記単位パターンを有し、それぞれの前記誤差が前
記許容値を満たすグループを複数設定し、設定したグループ毎に前記走査露光を行うことを特徴と
する走査露光方法。
【請求項１０】請求項９記載の走査露光方法におい
て、前記所定の誤差は、前記マスクのパターン誤差、および
前記基板上で重ね合わせて露光されるパターンの重ね合
わせ誤差であることを特徴とする走査露光方法。
【請求項１１】請求項９または１０記載の走査露光
方法において、前記設定したグループ毎に露光条件を決定することを特
徴とする走査露光方法。
【請求項１２】マスクと基板とを露光光に対して所
定の方向に同期移動させて、前記マスクに形成されたパ
ターンを前記基板上の複数の露光領域に走査露光する走
査型露光装置であって、前記マスクを保持するマスクステージと、前記基板を保持する基板ステージと、前記マスクステージと前記基板ステージとを露光光に対
して所定の方向に同期移動させる第１の駆動装置と、前記露光領域の一つに走査露光を行った後、次の露光領
域に走査露光を行うために前記マスクステージと前記基
板ステージとの少なくとも一方を他方に対して相対移動
させる第２の駆動装置とを備え、前記第１の駆動装置は、前記相対移動後に、該相対移動
前の前記同期移動の方向と同じ方向に、前記マスクと前
記基板とを同期移動させることを特徴とする走査型露光
装置。
【請求項１３】請求項１２記載の走査型露光装置に
おいて、前記露光光は、並列する複数の光路で照射されることを
特徴とする走査型露光装置。
【請求項１４】請求項１２または１３記載の走査型
露光装置において、前記第２の駆動装置は、前記マスクを保持するマスクス
テージの重量と、前記基板を保持する基板ステージの重
量とに基づいて、前記相対移動させる対象を選択するこ
とを特徴とする走査型露光装置。
【請求項１５】請求項１２から１４のいずれかに記
載の走査型露光装置において、前記マスクを照明する前記露光光の一部を遮光する遮光
装置を備えることを特徴とする走査型露光装置。
【請求項１６】請求項１２から１５のいずれかに記
載の走査型露光装置において、前記第２の駆動装置は、前記マスクの一部が前記露光光
の照明領域外に位置するように前記マスクステージを移
動させることを特徴とする走査型露光装置。
【請求項１７】マスクと基板とを露光光に対して所
定の方向に同期移動させて、前記マスクに形成されたパ
ターンを前記基板上の複数の露光領域に走査露光する走
査型露光装置であって、前記マスクのパターンは、互いに独立したｍ（ｍは２以
上の正の整数）個の単位パターンを有し、前記マスクを保持するマスクステージと、前記基板を保持する基板ステージと、前記単位パターンに関する所定の誤差が許容値を満たし
ていないときに、前記パターンに対し、一つ以上ｍ個未
満の前記単位パターンを有し、それぞれの前記誤差が前
記許容値を満たすグループを複数設定するための演算装
置と、前記演算装置により設定された前記グループに基づいて
前記マスクステージおよび前記基板ステージを移動させ
るステージ駆動装置と、を備えることを特徴とする走査
型露光装置。
【請求項１８】請求項１７記載の走査型露光装置に
おいて、前記マスクのパターン誤差、および前記基板上で重ね合
わせて露光されるパターンの重ね合わせ誤差を計測する
計測装置を備え、前記演算装置は、前記計測装置の計測結果に基づいて前
記グループを設定することを特徴とする走査型露光装
置。