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露光方法および露光装置 - 株式会社ニコン
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発明の名称 露光方法および露光装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−166496(P2001−166496A)
公開日 平成13年6月22日(2001.6.22)
出願番号 特願平11−348197
出願日 平成11年12月7日(1999.12.7)
代理人 【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 (外5名)
【テーマコード(参考)】
2H097
【Fターム(参考)】
2H097 AA11 BB01 KA28 LA12 
発明者 堀 和彦 / 堀越 崇広
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 複数のパターンを基板のショット領域につなぎ合わせて露光する露光方法において、前記基板の第n層(nは自然数)に第1パターンと第2パターンとをつなぎ合わせて露光する際に、前記第1パターンの一部と前記第2パターンの一部とを重複して露光し、前記基板の第n+1層に第3パターンと第4パターンとをつなぎ合わせて露光する際に、前記第3パターンの一部と前記第4パターンの一部とを重複して露光し、且つ前記第n+1層の前記重複露光部分を前記第n層の前記重複露光部分とずらして設定することを特徴とする露光方法。
【請求項2】 請求項1記載の露光方法において、前記第n+1層の前記重複露光部分は、前記第n層の前記重複露光部分とは重ならない位置に設定することを特徴とする露光方法。
【請求項3】 請求項1または2記載の露光方法において、前記第n層および第n+1層における前記重複露光部分を互いに略直交する方向にそれぞれ設定し、前記第n層の重複露光部分と前記第n+1層の重複露光部分とを前記略直交する方向のそれぞれでずらせることを特徴とする露光方法。
【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載の露光方法において、前記第1パターンは第1のマスクに形成されており、前記第2パターンは前記第1のマスクとは異なる第2のマスクに形成されていることを特徴とする露光方法。
【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の露光方法において、前記第1パターンの大きさと、前記第3パターンの大きさとは異なることを特徴とする露光方法。
【請求項6】 照明領域設定装置で設定された複数のパターンを基板のショット領域につなぎ合わせて露光する露光装置において、前記基板の第n層(nは自然数)に第1パターンと第2パターンとをつなぎ合わせて露光する際に、前記第1パターンの一部と前記第2パターンの一部とを重複させるとともに、前記基板の第n+1層に第3パターンと第4パターンとをつなぎ合わせて露光する際に、前記第3パターンの一部と前記第4パターンの一部とを重複させ、且つ前記第n+1層の前記重複露光部分を前記第n層の前記重複露光部分とずらせるように前記照明領域設定装置を制御する制御部を備えることを特徴とする露光装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスや液晶表示デバイス等の製造工程でマスクのパターンを基板上に露光する露光方法および露光装置に関し、特に複数の分割パターンの一部同士を基板上で互いにつなぎ合わせることによって大面積のパターンを露光する、いわゆる画面合成を行う露光方法および露光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の露光装置では、露光対象となる感光性基板の大型化に対応するために、感光性基板の露光領域を複数の単位領域に分割し、各単位露光領域に対する露光を複数回に亙って繰り返し、最終的に所望の大面積を有するパターンを合成する手法、いわゆる画面合成の手法が用いられている。画面合成を行う場合、パターン投影用のレチクルの描画誤差、投影光学系のディストーション、感光性基板を位置決めするステージの位置決め誤差等に起因して、各単位露光領域の境界位置においてパターンの切れ目が発生する事がある。そこで、パターンの切れ目の発生を防止するために、各単位露光領域の境界を微少量だけ重ね合わせることによって、すなわち、各単位露光領域を部分的に重複させることによって、画面合成のための露光を行っている。
【0003】しかしながら、各単位露光領域を部分的に重ね合わせると、重ね合わせた露光領域(以下、重複露光領域と称する)の露光光量が重複露光領域以外の露光領域の二倍(四重複露光領域では四倍)になり、感光剤の特性およびパターン形状によってはパターンの継ぎ目部分の線幅が大きく変化することになる。また、画面合成を行うと、隣接する二つの単位露光領域の間の相対位置ずれによってパターンの継ぎ目部分に段差が発生し、製造デバイスの特性が損なわれることがある。さらに、画面合成された単層のパターンを多層に重ね合わせる工程において各層のパターン形成を異なる露光装置に分担させた場合、各露光装置のレンズディストーションやステージの位置決め誤差の相違によって、各層における単位露光領域の重ね合わせ誤差がパターンの継ぎ目部分で不連続に変化することになる。この場合、特にアクティブマトリックス液晶デバイスでは、パターン継ぎ目部分でコントラストが不連続に変化して、デバイスの品質が低下することになる。
【0004】上記のような画面合成上の不都合を解決する露光装置としては、特開平6−244077号公報および特開平6−302501号公報に開示されているものがある。これらの公報に記載された露光装置では、レチクルとほぼ共役な位置に配置されてレチクルの照明領域を設定するためのレチクルブラインドに、露光量を制御する機能を付加している。そして、この露光量制御機能を用いて重複露光領域とそれ以外の露光領域とで露光光量がほぼ等しくなるように光学像を形成することにより、継ぎ目部分が漸次変化し、継ぎ目の不連続な変化を目立たなくしている。
【0005】また、上述した特開平6−302501号公報には、感光基板への露光中に、パターンを重複させるべき部分の範囲でレチクルブラインドを移動させることにより、継ぎ目部分での露光量がほぼ連続的に減光し、よって、パターンの重複部分での露光量が他の部分の露光量にほぼ等しくなるという技術が開示されている。
【0006】このように、つなぎ合わせ部の精度によって段差が発生する虞がある場合は、基板上の異なる領域に対してパターン像の一部がそれぞれ重複するように、露光量制御可能なレチクルブラインドを用いて光学像を形成することにより、パターン同士のつなぎ目を徐々に変化させる、いわゆる露光量制御継ぎ露光を実施して段差を目立たなくさせている。
【0007】ところで、上記画面合成においては、継ぎラインが見える可能性のある全レイヤーに上記露光量制御継ぎ露光を行う必要があるが、該当するレイヤーの一つ、例えばゲート層は1stレイヤーであることが多い。通常の露光処理では、1stレイヤーで画面をつなぎ合わせる際に下地に基準がなく、機械精度やパターンの製造精度に依存して露光が行われるため、継ぎ精度を高精度に追い込むことが困難である。
【0008】そこで、1stレイヤーでつなぎ合わせを高精度に行うためには、基板につなぎ合わされる一方のパターンの位置を検出するセンサを別途設け、検出されたパターンの位置に基づいて他方のパターンを露光するという方法も考えられるが、通常のパターン形状はレイヤー毎に、例えばX方向またはY方向にのみに延在することが多いため、上記一方のパターンの位置をX、Yの両方向で検出することは困難である。
【0009】これに対して2ndレイヤー、例えばソース・ドレイン層でつなぎ合わせ露光を行う際には、前レイヤーである1stレイヤーで露光されたアライメントマークという基準が存在するため、このアライメントマークをオフアクシス等のセンサで計測して、つなぎ合わされるソース・ドレイン層をそれぞれ1stレイヤーのゲート層と高精度に重ね合わせるように追い込むことで、結果として後レイヤーである2ndレイヤーでのつなぎ合わせが高精度に行われる。この際、1stレイヤーと2ndレイヤーとにおける重複露光部分は、通常同一位置にそれぞれ設定されている。
【0010】
【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露光方法および露光装置には、以下のような問題が存在する。後レイヤーにおいてつなぎ合わされる各パターンの継ぎ精度は、これら各パターンと重ね合わされる前レイヤーにおける各パターンの継ぎ精度に依存している。そのため、必要な精度がそれほど厳しくなく、位置決め精度がさほど高くないラフな前レイヤーに対して後レイヤーのショットを重ね合わせる場合、いくら後レイヤーを厳密な精度で前レイヤーに重ね合わせても、前レイヤーのラフな位置決め精度が残存することになる。
【0011】さらに、前レイヤーに必要とされる継ぎ精度がラフな場合は、上記露光量制御継ぎ露光を行わずに単に継ぎラインでつなぎ合わされる(通常露光と称する)が、この場合でも、高い継ぎ精度が要求される後レイヤーを、前レイヤーに高精度に重ね合わせることを行っていた。
【0012】露光量制御継ぎ露光は、つなぎ合わされるショット間の継ぎ精度がある程度確保されていないと、露光によって形成された基板上のパターンにおいて露光量制御継ぎ露光された部分と、他の通常露光部分との間に境界線が確認されることがある。これは、ショット間に継ぎ精度の差がある程度以上存在した状態で露光量制御継ぎ露光により形成されるパターンと、一回の露光で形成されたパターンの形状が異なることに起因するためである。
【0013】このように、継ぎ精度が十分確保されていない状態で露光量制御継ぎ露光が施された前レイヤーや、通常露光でつなぎ合わせた前レイヤーの継ぎ変化は、継ぎ部分において急激になる。例えば、上記ゲート層とソース・ドレイン層とで継ぎ精度に差がある状態で重ね合わせると、図12に示すように、ゲート線Gとソース・ドレイン線SDとの重なる面積が変動して画素間で輝度変化が生じる。そして、この輝度変化が重複露光部分に沿って存在することで、帯ムラとして認識される虞がある。
【0014】通常、装置の位置決め精度は比較的高いレベルにあるため、機械精度に依存した継ぎ精度であれば、露光量制御継ぎ露光を行っても帯ムラはほとんど気にならない。ところが、従来のように前レイヤーと後レイヤーとで重複露光部分が一致する場合は、このような前レイヤーに後レイヤーを露光量制御継ぎ露光して重ね合わせると、前レイヤーにおける帯ムラと後レイヤーにおける帯ムラとが重なって強調されることで人の目で認識されてしまうという欠点があった。
【0015】本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、後レイヤーのパターンをつなぎ合わせて露光する際にも、前レイヤーの継ぎ精度に影響されることなく、良好な画面合成が行える露光方法および露光装置を提供することを目的とする。
【0016】
【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10に対応付けした以下の構成を採用している。本発明の露光方法は、複数のパターンを基板(P)のショット領域につなぎ合わせて露光する露光方法において、基板(P)の第n層(nは自然数)に第1パターン(PG1)と第2パターン(PG2)とをつなぎ合わせて露光する際に、第1パターン(PG1)の一部と第2パターン(PG2)の一部とを重複して露光し、基板(P)の第n+1層に第3パターン(PSD1)と第4パターン(PSD2)とをつなぎ合わせて露光する際に、第3パターン(PSD1)の一部と第4パターン(PSD2)の一部とを重複して露光し、且つ第n+1層の重複露光部分(AY2)を第n層の重複露光部分(AY1)とずらして設定することを特徴とするものである。
【0017】従って、本発明の露光方法では、前レイヤーである第n層に露光された第1パターン(PG1)と第2パターン(PG2)との重複露光部分(AY1)と、後レイヤーである第n+1層に露光された第3パターン(PSD1)と第4パターン(PSD2)との重複露光部分(AY2)とがずれているので、後レイヤーの重複露光部分(AY2)を前レイヤーにおいて重複露光されていない第1パターン(PG1)または第2パターン(PG2)上に設定できる。そのため、各層で発生する帯ムラ同士が重ならず、帯ムラが強調されない。結果として、前レイヤーの継ぎ精度に影響されることなく、良好な画面合成を実施できる。
【0018】また、本発明の露光装置は、照明領域設定装置(11)で設定された複数のパターンを基板(P)のショット領域につなぎ合わせて露光する露光装置(1)において、基板(P)の第n層(nは自然数)に第1パターン(PG1)と第2パターン(PG2)とをつなぎ合わせて露光する際に、第1パターン(PG1)の一部と第2パターン(PG2)の一部とを重複させるとともに、基板(P)の第n+1層に第3パターン(PSD1)と第4パターン(PSD2)とをつなぎ合わせて露光する際に、第3パターン(PSD1)の一部と第4パターン(PSD2)の一部とを重複させ、且つ第n+1層の重複露光部分(AY2)を第n層の重複露光部分(AY1)とずらせるように照明領域設定装置(11)を制御する制御部(20)を備えることを特徴とするものである。
【0019】従って、本発明の露光装置では、前レイヤーである第n層に、照明領域設定装置(11)で設定された照明領域に対応する第1パターン(PG1)と第2パターン(PG2)との重複露光部分(AY1)と、後レイヤーである第n+1層に設定された照明領域に対応する第3パターン(PSD1)と第4パターン(PSD2)との重複露光部分(AY2)とがずれているので、後レイヤーの重複露光部分(AY2)を前レイヤーにおいて重複露光されていない第1パターン(PG1)または第2パターン(PG2)上に設定できる。そのため、各層で発生する帯ムラが同士が重ならず、帯ムラが強調されない。結果として、前レイヤーの継ぎ精度に影響されることなく、良好な画面合成を実施できる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の露光方法および露光装置の実施の形態を、図1ないし図10を参照して説明する。ここでは、ステッパ方式の露光装置により、液晶ディスプレイデバイス製造用のガラス基板に複数のレチクルのパターンを正立等倍で画面合成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12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。
【0021】図1は、露光装置1の光学系構成を示す概略図である。露光装置1は、レチクル(マスク)Rに形成されたパターン(例えば、液晶表示素子パターン)をレジスト等が塗布された感光性のガラス基板(基板)P上へ投影転写するものであって、光源2、照明光学系3、投影光学系4、基板ステージ5、およびレチクルステージ(不図示)から概略構成されている。ここで、投影光学系4の光軸に平行にZ軸が、光軸に垂直な面内において、図1の紙面に平行にX軸が、光軸に垂直な面内において図1の紙面に垂直にY軸がそれぞれ設定されている。
【0022】光源2は、露光光としてのビームBを発するものであり、超高圧水銀ランプ等で構成されている。この光源2には、回転楕円面からなる反射面を有し、光源2が発する露光光を集光する楕円鏡2aが付設されている。そして、光源2は、楕円鏡2aの第1焦点位置に位置決めされている。したがって、光源2から射出された照明ビームBは、反射ミラー6aを介して楕円鏡2aの第2焦点位置に光源像を形成する。
【0023】照明光学系3は、反射ミラー6a、6b、コレクターレンズ7、波長選択フィルタ8、フライアイレンズ等のオプティカルインテグレータ9、第1リレーレンズ10、レチクルブラインド(照明領域設定装置)11およびブラインドリレー系12、13から概略構成されている。そして、第2焦点位置に収けんした後に発散したビームBは、コレクターレンズ7によりほぼ平行な光束に変換された後、所望の波長域の光束のみを透過させる波長選択フィルタ8に入射する。波長選択フィルタ8を介して選択された露光波長のビームB(例えば、g線またはi線等)は、オプティカルインテグレータ9に入射する。
【0024】オプティカルインテグレータ9は、多数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸に沿って延びるように縦横に配列することにより構成されている。したがって、フライアイインテグレータ9に入射したビームBは、多数のレンズエレメントにより波面分割され、フライインテグレータ9の射出面近傍にレンズエレメントの数と同数の光源像からなる二次光源を形成する。すなわち、フライアイインテグレータ9の射出側には、実質的な面光源が形成される。
【0025】二次光源からのビームBは、第1リレーレンズ10に入射して集光され、レチクルブラインド11を照明する。レチクルブラインド11は、光源2とレチクルRとの間に配設されレチクルRの照明領域を設定するものであって、レチクルRと光学的にほぼ共役な位置に配置されている。なお、レチクルブラインド11の構成および作用については後述する。
【0026】投影光学系4は、レチクルRの照明領域に存在するパターンの像をガラス基板P上に倒立等倍で結像させるものである。基板ステージ5は、ガラス基板Pを保持するものであって、互いに直交する方向(X方向、Y方向)へ二次元的に移動自在とされている。この基板ステージ5上には、移動鏡14が設けられている。移動鏡14には、レーザ干渉計(不図示)からレーザ光Lが射出され、その反射光と入射光との干渉に基づいて移動鏡14とレーザ干渉計との間の距離、すなわち基板ステージ5の位置(ひいてはガラス基板Pの位置)が検出される構成になっている。
【0027】したがって、レチクルRを透過したビームBは、投影光学系4を介してガラス基板Pに結像する。そして、ガラス基板P上の露光領域には、レチクルRの照明領域にあるパターン像が形成される。そして、基板ステージ5の位置を検出しつつ、基板ステージ5を介してガラス基板Pを二次元的に移動させながら順次露光を行うことにより、感光基板Pの複数の露光領域にレチクルRのパターンを逐次転写することができる。
【0028】図2に示すように、レチクルブラインド11は、露光量制御用ブラインド17a、17bと通常露光用ブラインド18a、18bとから構成されており、各ブラインド17aと17b、および18aと18bとは、それぞれレチクルRの共役面を挟んで、且つこの共役面とほぼ平行に配置されている。ブラインド17aおよび18aは、駆動系19aの駆動により、ビームBの光軸と直交するYZ平面内でそれぞれ独立して2次元移動する構成になっており、またブラインド17bおよび18bは駆動系19bの駆動により、ビームBの光軸と直交するYZ平面内でそれぞれ独立して2次元移動する構成になっている。そして、ブラインド17a、17bまたは18a、18bが対でビームBの光路に位置することで、露光量制御継ぎ露光時または通常露光時にレチクルRの照明領域がそれぞれ設定される。なお、これら駆動系19a、19bの駆動は、制御部20によって制御される。
【0029】露光量制御用ブラインド17a、17bは、平面視矩形状に形成された透明なガラス板で構成されている。また、各ブラインド17a、17bが対向する面には、ビームBを100%透過させる透光部23a、23bと、ビームBを完全に遮光する遮光部24a、24bと、ビームBに対する透過率が線形的に変化することでビームBを線形的に減光させる減光部25a、25bとがそれぞれ設けられている。これら遮光部24a、24bおよび減光部25a、25bは、ビームBに対する反射率が10%程度の低反射金属膜でそれぞれ形成されている。
【0030】ブラインド17aでは、矩形状に形成された透光部23aに対して、遮光部24aが透光部23aの+Z側および+Y側に配置されたL字形状に形成されており、そして+Z側に位置する遮光部24aと透光部23aとの間には、Y方向に沿って延びる減光部25aが配置されている。この減光部25aにおけるビームBの透過率は、透光部23aから遮光部24aへ+Z方向に向かうに従って100%から0%まで連続的に減少するように設定されている。また、透光部23aの+Y側に位置する遮光部24aと透光部23aとの境界線は、Z方向に沿って延びるエッジパターン26aを構成している。
【0031】一方、ブラインド17bは、ブラインド17aと基本的に同じ構成を有するが、透光部23b、遮光部24b、減光部25b、エッジパターン26bがブラインド17aの透光部23a、遮光部24a、減光部25a、エッジパターン26aと上下左右に対称な位置関係で配置されている。そして、これらブラインド17a、17bがビームBの光路でYZ平面内で移動して、透光部23a、23bおよび減光部25a、25bが組み合わされることで、レチクルRの照明領域の位置、大きさが設定される構成になっている。
【0032】この露光量制御用ブラインド17a、17bを用いて露光する際には、露光中にブラインド17a、17bがY方向に移動することにより、エッジパターン26a、26bが一定量動作し、この動作部分の照明領域の露光量を制御することができる。また、Z方向に対しては減光部25a、25b自体により、減光部25a、25bに対応する照明領域の露光量を制御することができる。なお、重複露光により感光基板Pに画面合成を行う具体的な方法は、特願平10−103435号と同様なため、以下の説明では簡略化する。
【0033】通常露光用ブラインド18a、18bは、ビームBの透過をほぼ100%遮る材料をL字形状にそれぞれ屈曲させ、ビームBと直交させた状態で組み合わせることにより、矩形状の開口Sを形成するようになっている。ここで、ブラインド18aは開口Sの+Z側および+Y側を形成し、ブラインド18bは開口Sの−Z側および−Y側を形成している。そして、ブラインド18a、18bがビームBの光路でYZ平面内でそれぞれ独立して移動することにより開口Sが可変可能となり、この開口Sに応じてレチクルRに対するビームBの照明領域の大きさ、位置を設定する構成になっている。なお、通常露光用ブラインド18a、18bを用いても、特開平6−302501号等に示されるように、露光量制御継ぎ露光も可能であるが、ここでは、便宜上ブラインド18a、18bを露光量制御継ぎを伴わない露光に用いるものとしている。
【0034】上記の構成の露光装置を用いてレチクルRのパターンをガラス基板P上に露光して画面合成する方法について以下に説明するにあたり、まず露光に使用されるレチクルRとガラス基板Pについて説明する。図3に示すように、矩形のガラス基板P上に画面サイズが337.82mm(13.3インチ)のXGA(画素数;1024×768)液晶パネル用の回路パターン29を形成するものとする。各回路パターン29は、図4に示すように、複数の画素(ピクセル)に応じた複数の電極が規則正しく配列されたパターンで構成される表示部27と、表示部27を取り囲むように形成され、表示部27の各電極のパターンとこれら各電極を駆動するドライバ回路とをそれぞれ導通させる導通部を有する周辺部28とから構成されるものとする。
【0035】また、表示部27では、第1層(第n層)でゲート線Gが形成され、第2層(第n+1層)でソース・ドレイン線SDが形成され、各回路パターン29の中、第1層では、回路パターン29をX方向に二等分する分割ラインLY1および回路パターン29をY方向に二等分する分割ラインLX1により分割パターンPG1〜PG4に略等分に4分割される。
【0036】そして、これら分割パターンPG1〜PG4をガラス基板P上のショット領域に露光する際に用いられるレチクルとしては、図5(a)〜(d)に示すように、各分割パターンPG1〜PG4に対応する分割パターンG1〜G4が形成されたレチクルRG1〜RG4がそれぞれ使用される。(a)に示すレチクルRG1には、分割パターンG1の+Y側および−X側に隣接して、パターン領域外の露光光を遮光するL字形状の遮光帯CG1が形成されている。同様に、(b)に示すレチクルRG2には分割パターンG2の+Y側および+X側に位置するL字形状の遮光帯CG2が形成され、(c)に示すレチクルRG3には分割パターンG3の−Y側および+X側に位置するL字形状の遮光帯CG3が形成され、(d)に示すレチクルRG4には分割パターンG4の−Y側および−X側に位置するL字形状の遮光帯CG4が形成されている。
【0037】一方、図6に示すように、ガラス基板Pに形成される各回路パターン29の中、第2層のソース・ドレイン層では各回路パターン29をX方向に三等分する分割ラインLY2、LY3および回路パターン29をY方向に三等分する分割ラインLX2、3により分割パターンPSD1〜PSD9に略等分に9分割される。そして、これら分割PSD1〜PSD9をガラス基板P上のショット領域に露光する際に用いられるレチクルとしては、図7(a)〜(d)に示すように、第1層用の分割パターンG1〜G4とほぼ同等の大きさを有する分割パターンSD1〜SD4が形成されたレチクルRSD1〜RSD4がそれぞれ使用される。これらレチクルRSD1〜RSD4にも、レチクルRG1〜RG4と同様の配置でL字形状の遮光帯CSD1〜CSD4が形成されている。
【0038】次に、上記のレチクルRG1〜RG4、RSD1〜RSD4、ガラス基板P、レチクルブラインド11において、露光量制御継ぎ露光に係る寸法設定について説明する。ここでは、図3に示すように、第1層においてガラス基板P上でX方向に隣り合う分割パターンPG1とPG2、およびPG3とPG4が重複する分割ラインLY1に沿った重複露光部分AY1の幅WY1と、Y方向に隣り合う分割パターンPG1PとPG4、およびPG2とPG3が重複する分割ラインLX1に沿った重複露光部分AX1の幅WX1とを適正重複幅としてそれぞれ5mmに設定する。同様に、図6に示すように、第2層における分割ラインLY2、LY3に沿った重複露光部分AY2、AY3の幅WY2と、分割ラインLX2、LX3に沿った重複露光部分AX2、AX3の幅WX2とをそれぞれ5mmに設定する。
【0039】ここで、投影光学系4がレチクルのパターンをガラス基板P上に投影する倍率をnとし、上記ガラス基板P上での適正重複幅をWとすると、レチクルおよびレチクルブラインド11上での重複幅W’=W/nとなる。本実施の形態では、投影光学系4が等倍系(n=1)であるので、レチクルおよびレチクルブラインド11上でも適正重複幅は5mmとなる。したがって、重複露光部分AX1〜AX3を形成する際に用いられる露光量制御用ブラインド17a、17bの減光部25a、25bの幅W25も双方5mmに設定する。また、露光量制御継ぎ露光時にブラインド17a、17bが移動する量も5mmに設定する。
【0040】一方、例えば図5(a)に示すレチクルRG1において、ガラス基板P上の分割ラインLY1に対応するラインRY1よりも+X側のパターンは、ガラス基板P上で隣り合うパターンと重複する部分で、露光量制御継ぎ露光時に露光量制御用ブラインド17a、17bが+X方向に移動した際にビームBに照明される領域であり、ラインRY1からパターン端縁REまでの長さWGXはW’/2+α(α>0) …(1)になる。αは、ブラインド17a、17bの位置決め誤差等を考慮して設定されるもので、デバイス条件等で決定される。例えば、上記XGAの場合、表示部27においては、図4に示す画素ピッチpiは、0.264mmとなる。
【0041】通常、分割ラインは画素電極の品質悪化を最小限に抑えるために、例えば図4に示すように、ゲート線Gとソース・ドレイン線SDとが交差する部分を避けて設定されるため、パターン端縁REも同様の位置に設定されることが好ましい。従って、本実施の形態では、パターン端縁REの位置が確実に交差部分を避けるように、ラインRY1からパターン端縁REまでの長さWGXを画素ピッチの整数倍とする。そのため、(1)式において、これらの条件を満たす長さWGXの最小値は2.64mm(α=0.14mm)となる。
【0042】この長さ2.64mmは、レチクルRG2〜RG4におけるラインRY1とX方向直近のパターン端縁REとの距離WGXや、ガラス基板P上の分割ラインLX1に対応するレチクルRG1〜RG4のラインRX1とY方向直近のパターン端縁RFとの距離WGYにも適用される。なお、ガラス基板P上の第2層の回路パターン29は、分割パターンPSD1〜PSD9に9分割されるが、レチクルRSD1〜RSD4に形成された分割パターンSD1〜SD4は回路パターン29を4分割した大きさを有しているため、これら分割パターンSD1〜SD4におけるパターン端縁はレチクルRG1〜RG4ほど厳密に設定する必要はないが、レチクルブラインド11の照明領域が端部近傍に設定される可能性もあるため、上記同様の長さに設定しておくことが好ましい。
【0043】次に、遮光帯CG1〜CG4、CSD1〜CSD4の幅WCの設定について説明する。ここで、ブラインド17a、17bの移動時におけるレチクルのパターン領域周辺で遮光すべき長さはW’になるが、これにブラインド17a、17bの開口の位置決め誤差βを考慮して、WC=W’+β(β>0)とする。上述したように、W’=5mmとし、また位置決め誤差β=0.4mmとすると、遮光帯CG1〜CG4、CSD1〜CSD4の幅Wは5.4mmに設定される。
【0044】続いて、これらレチクルのパターンをガラス基板P上に露光して画面合成する方法について説明する。まず、レチクルRG1がレチクルステージ上にセットされ、レチクルアライメント系33でアライメントされると、制御部20が駆動系19a、19bを介して露光量制御用ブラインド17a、17bを駆動させる。これにより、レチクルRG1には、ブラインド17a、17bの透光部23a、23bおよび減光部25aに対応して、図5(a)の二点鎖線で示すように、ガラス基板P上の第1パターンとしての分割パターンPG1に対応する矩形状の照明領域SA1が設定される。
【0045】このとき、照明領域SA1は、右辺(+X側の辺)がラインRY1よりも−X方向に2.5mmの位置に設定され、左辺(−X側の辺)が分割パターンG1の左辺GLから−X方向に5mmの遮光帯CG1内の位置に設定される。また照明領域SA1の上辺(+Y側の辺)は、遮光帯CG1内に設定され、下辺(−Y側の辺)はラインRX1よりも−Y方向に2.5mmの位置に設定される。ここで、この下辺は、ブラインド17aの減光部25aの中、ビームBの透過率が0%になる位置で設定される(従って、ラインRX1は、遮光部25aの中、ビームBの透過率が50%の位置になる)。
【0046】照明領域SA1が設定され、ガラス基板Pのショット領域が所定位置になるように基板ステージ5が移動すると、光源2からビームBが射出される。射出されたビームBは、ブラインド17a、17bによってレチクルRG1への照明領域SA1が設定され、この照明領域SA1に存在するパターンの像を投影光学系4を介してガラス基板P上に結像する。この露光中に、制御部20の指示に基づき、ブラインド17a、17bが+X方向に5mm移動することで、照明領域SA1は、右辺がラインRY1を越えた2.5mmの位置へ所定の速度で5mm移動する。この移動によって、右辺で規定されるガラス基板P上のショット領域では、露光エネルギ量が100〜0%へ一定の比率で漸次減少した状態で露光される。
【0047】なお、この後、レチクル交換に要する時間よりも基板ステージ5の移動時間の方が通常短いため、このレチクルRG1を用いてガラス基板P上の−Y側に位置する回路パターン29にも順次露光するが、以下においては、便宜上この回路パターンに対する露光の説明を省略する。
【0048】続いて、レチクルRG1をレチクルRG2に交換してアライメントを実施した後、ブラインド17a、17bを駆動する。これにより、レチクルRG2には、ブラインド17a、17bの透光部23a、23bおよび減光部25aに対応して、図5(b)の二点鎖線で示すように、ガラス基板P上の第2パターンとしての分割パターンPG2に対応する矩形状の照明領域SA2が設定される。
【0049】このとき、照明領域SA2は、右辺(+X側の辺)が遮光帯CG2の右辺CRよりも−X方向に5mm以上離れた遮光帯CG2内の位置に設定され、左辺(−X側の辺)がラインRY1よりも−X方向に2.5mmの位置に設定される。また、照明領域SA2の上辺および下辺は、レチクルRG1の照明領域SA1における上辺および下辺と同一のY位置に設定される。
【0050】そして、照明領域SA2が設定され、ガラス基板Pのショット領域が所定位置になるように基板ステージ5が移動すると、光源2からのビームBにより、ブラインド17a、17bで設定された照明領域SA2に存在する分割パターンG2がガラス基板P上に露光される。この露光中に、制御部20の指示に基づき、ブラインド17a、17bが+X方向に5mm移動することで、照明領域SA2は、左辺がラインRY1を越えた2.5mmの位置へ所定の速度で5mm移動する。この移動によって、左辺で規定されるガラス基板P上のショット領域では、露光エネルギ量が0〜100%へ一定の比率で漸次増加した状態で露光される。
【0051】次に、レチクルRG2をレチクルRG3に交換してアライメントを実施する。ここでは、ビームBの光路上に次露光のショット領域を位置させる際に、基板ステージ5の移動距離がより短い分割パターンとしてPG3を選択してある。そして、ブラインド17a、17bを駆動することにより、レチクルRG3には、ブラインド17a、17bの透光部23a、23bおよび減光部25bに対応して、図5(c)の二点鎖線で示すように、ガラス基板P上の分割パターンPG3に対応する矩形状の照明領域SA3が設定される。照明領域SA3の設定位置については、上記と同様であるので詳述はしないが、左辺をラインRY1よりも−X方向に2.5mmの位置に、上辺をラインRX1よりも+Y方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。
【0052】そして、ガラス基板Pのショット領域が所定位置になるように基板ステージ5が移動した後に、ブラインド17a、17bを+X方向に5mm移動させながらビームBにより露光することで、照明領域SA3に存在する分割パターンG3がガラス基板P上に露光される。ブラインド17a、17bの移動により、照明領域SA3の左辺で規定されるガラス基板P上のショット領域では、露光エネルギ量が0〜100%へ一定の比率で漸次増加した状態で露光される。
【0053】この後、レチクルRG3をレチクルRG4に交換しアライメント後、ブラインド17a、17bにより、図5(d)に示すように、ガラス基板P上の分割パターンPG4に対応する照明領域SA4をレチクルRG4に設定する。ここでも照明領域SA4の詳述は避けるが、照明領域SA4の右辺をラインRY1よりも−X方向に2.5mmの位置に、上辺をラインRX1よりも+Y方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。
【0054】そして、ガラス基板Pのショット領域が所定位置になるように基板ステージ5が移動した後に、ブラインド17a、17bを+X方向に5mm移動させながらビームBにより露光することで、照明領域SA4に存在する分割パターンG4がガラス基板P上に露光される。ブラインド17a、17bの移動により、照明領域SA4の右辺で規定されるガラス基板P上のショット領域では、露光エネルギ量が100〜0%へ一定の比率で漸次減少した状態で露光される。
【0055】以上4枚のレチクルRG1〜RG4を用いた露光により、ガラス基板P上の重複露光部分AY1においては、レチクルRG1、RG4使用時に+X方向へ向けて露光エネルギ量が100〜0%へ一定の比率で漸次減少し、レチクルRG2、RG3使用時に+X方向へ向けて露光エネルギ量が0〜100%へ一定の比率で漸次増加することで合計の露光エネルギ量が非重複部分と同じ100%になる。同様に、重複露光部分AX1においては、レチクルRG1、RG2使用時に−Y方向へ向けて露光エネルギ量が100〜0%へ一定の比率で漸次減少し、レチクルRG3、RG4使用時に−Y方向へ向けて露光エネルギ量が0〜100%へ一定の比率で漸次増加することで合計の露光エネルギ量が非重複部分と同じ100%になる。
【0056】ただし、重複露光部分AY1、AX1が重複する部分、即ち、レチクルRG1〜RG4により4回露光される部分がある。この4重露光部分の露光エネルギ量について簡単に検証する。図8に示すように、重複露光部分AY1、AX1で囲まれた矩形領域の各コーナーを図のようにP1〜P4とし、点P4を原点とするxy座標系を設定すると、分割パターンPG1の露光時の露光エネルギ量D1(%)は次式で求められる。
D1(%)=(100×y/WX1)×(1−x/WY1) ……(2)
また、分割パターンPG2の露光時の露光エネルギ量D2(%)は次式で求められる。
D2(%)=(100×y/WX1)×(x/WY1) ……(3)
さらに、分割パターンPG3の露光時の露光エネルギ量D3(%)は次式で求められる。
D3(%)=100×(1−y/WX1)×(x/WY1) ……(4)
また、分割パターンPG4の露光時の露光エネルギ量D4(%)は次式で求められる。
D4(%)=100×(1−y/WX1)×(1−x/WY1)……(5)
そして、4重露光部分における露光量Dは、上記式(2)〜(5)で求められる露光エネルギ量D1〜D4の総和になる。

このように、4重露光部分においても露光エネルギ量が100%になり、ガラス基板Pの露光領域全面を一様の露光量に設定することができる。
【0057】これにより、図3に示すように、ガラス基板P上には、隣り合う分割パターンと重複露光部分AY1、AX1のいずれかにおいて互いに一部を重複させて第1層の分割パターンPG1〜PG4がつなぎ合わせて露光される。
【0058】このようにして第1層が露光されたガラス基板Pに現像等の後処理を施した後に第2層を露光する。この第2層では4枚のレチクルRSD1〜RSD4により9箇所の分割パターンを露光するため、1枚のレチクルで複数の分割パターンを露光する必要が生じる。ここでは、表示部27や周辺部28が複数の分割パターンPSD1〜PSD9で部分的に共通しているというパターン特性を利用して、レチクルRSD1により分割パターンPSD1〜PSD2、PSD5〜PSD6を露光し、レチクルRSD2により分割パターンPSD3、PSD4を露光し、レチクルRSD4により分割パターンPSD7、PSD8を露光し、レチクルRSD3により分割パターンPSD9を露光する。
【0059】まず、レチクルRSD1をレチクルステージ上にセットし、アライメントを実行した後に、ブラインド17a、17bによりガラス基板P上の第3パターンである分割パターンPSD1に対応する照明領域を設定する(なお、第2層用のレチクルRSD1〜RSD4においては、便宜上照明領域の図示を省略する、以下同じ)。
【0060】具体的には、まず、ガラス基板P上の分割パターンPSD1にレチクルRSD1の分割パターンSD1を対応させたときに、図7(a)に示すように、ガラス基板P上の分割ラインLY2に対応するラインRY2をレチクルRSD1上に設定する。同様に、ガラス基板P上の分割ラインLX2に対応するラインRX2をレチクルRSD1上に設定する。そして、照明領域の右辺をラインRY2よりも−X方向に2.5mmの位置に、下辺をラインRX2よりも−Y方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。また、照明領域の左辺をレチクルRG1と同様に、分割パターンSD1の左辺GLよりも−X方向に5mmの遮光帯CSD1内に設定し、上辺を遮光帯CSD1内に設定する。
【0061】そして、照明領域が設定され、ガラス基板Pのショット領域が所定位置になるように基板ステージ5が移動すると、光源2からのビームBにより、ブラインド17a、17bで設定された照明領域に存在する分割パターンSD1がガラス基板P上に露光される。この露光中に、制御部20の指示に基づき、ブラインド17a、17bが+X方向に5mm移動することで、照明領域は、右辺がラインRY2を越えた2.5mmの位置へ所定の速度で5mm移動する。この移動によって、右辺で規定されるガラス基板P上のショット領域では、露光エネルギ量が100〜0%へ一定の比率で漸次減少した状態で露光される。
【0062】以下、同様の手順でガラス基板P上の分割パターンに対応する照明領域を設定し露光するが、露光中のブラインド17a、17bの動作は上記と同様であるので、この後はブラインド17a、17b移動前の照明領域の設定についてのみ説明する。
【0063】第4パターンである分割パターンPSD2については、レチクルRSD1内の画素パターンが一致するように、ガラス基板P上の分割ラインLY2、LY3に対応させてラインRY3、RY4をそれぞれレチクルRSD1上に設定する。このとき、ラインRY3、RY4は、ラインRY3よりも−X方向に2.5mmおよびラインRY4よりも+X方向に2.5mmの範囲に画素パターンが存在するように設定される。そして、照明領域の右辺をラインRY4よりも−X方向に2.5mmの位置に、左辺をラインRY3よりも−X方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。照明領域の上辺、下辺は、分割パターンPSD1で設定した上辺、下辺と同じY位置に設定する。
【0064】分割パターンPSD6については、レチクルRSD1内の画素パターンが一致するように、ガラス基板P上の分割ラインLX2、LX3に対応させてラインRX3、RX4をそれぞれレチクルRSD1上に設定する。このとき、ラインRX3、RX4は、ラインRX3よりも+Y方向に2.5mmおよびラインRX4よりも−Y方向に2.5mmの範囲に画素パターンが存在するように設定される。そして、照明領域の上辺をラインRX3よりも+Y方向に2.5mmの位置に、下辺をラインRX4よりも−Y方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。照明領域の左辺、右辺は、分割パターンPSD1で設定した左辺、右辺と同じX位置に設定する。
【0065】分割パターンPSD5に対するレチクルRSD1上の照明領域については、右辺を上記ラインRY4よりも−X方向に2.5mmの位置に、左辺をラインRY3よりも−X方向に2.5mmの位置に、上辺をラインRX3よりも+Y方向に2.5mmの位置に、下辺をラインRX4よりも−Y方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。
【0066】分割パターンPSD3に対するレチクルRSD2の照明領域については、ガラス基板P上の分割パターンPSD3にレチクルRSD2の分割パターンSD2を対応させたときに、図7(b)に示すように、ガラス基板P上の分割ラインLY3、LX2に対応するラインRY5、RX5をレチクルRSD2上にそれぞれ設定する。そして、照明領域の左辺をラインRY5よりも−X方向に2.5mmの位置に、下辺をラインRX5よりも−Y方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。また、照明領域の右辺を遮光帯CSD2の右辺CRよりも−X方向に5mmの遮光帯CSD2内に設定し、上辺を遮光帯CSD2内に設定する。
【0067】分割パターンPSD4に対するレチクルRSD2の照明領域については、レチクルRSD2内の画素パターンが一致するように、ガラス基板P上の分割ラインLX2、LX3に対応させてラインRX6、RX7をそれぞれレチクルRSD2上に設定する。このとき、ラインRX6、RX7は、ラインRX6よりも+Y方向に2.5mmおよびラインRX7よりも−Y方向に2.5mmの範囲に画素パターンが存在するように設定される。そして、照明領域の上辺をラインRX6よりも+Y方向に2.5mmの位置に、下辺をラインRX7よりも−Y方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。照明領域の左辺、右辺は、分割パターンPSD3で設定した左辺、右辺と同じX位置に設定する。
【0068】分割パターンPSD7に対するレチクルRSD4の照明領域については、まず、ガラス基板P上の分割パターンPSD7にレチクルRSD4の分割パターンSD2を対応させたときに、図7(d)に示すように、ガラス基板P上の分割ラインLY2、LX3に対応するラインRY6、RX8をレチクルRSD4上にそれぞれ設定する。そして、照明領域の右辺をラインRY6よりも−X方向に2.5mmの位置に、上辺をラインRX8よりも+Y方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。また、照明領域の左辺を分割パターンSD4の左辺GLよりも−X方向に5mmの遮光帯CSD4内に設定し、下辺を遮光帯CSD4内に設定する。
【0069】分割パターンPSD8に対するレチクルRSD4の照明領域については、まず、レチクルRSD4内の画素パターンが一致するように、ガラス基板P上の分割ラインLY2、LY3に対応させてラインRY7、RY8をそれぞれレチクルRSD4上に設定する。このとき、ラインRY7、RY8は、ラインRY7よりも−X方向に2.5mmおよびラインRY8よりも+X方向に2.5mmの範囲に画素パターンが存在するように設定される。そして、照明領域の右辺をラインRY8よりも−X方向に2.5mmの位置に、左辺をラインRY7よりも−X方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。照明領域の上辺、下辺は、分割パターンPSD7で設定した上辺、下辺と同じY位置に設定する。
【0070】分割パターンPSD9に対するレチクルRSD3の照明領域については、まず、ガラス基板P上の分割パターンPSD9にレチクルRSD3の分割パターンSD3を対応させたときに、図7(c)に示すように、ガラス基板P上の分割ラインLY3、LX3に対応するラインRY9、RX9をレチクルRSD3上にそれぞれ設定する。そして、照明領域の左辺をラインRY9よりも−X方向に2.5mmの位置に、上辺をラインRX9よりも+Y方向に2.5mmの位置にそれぞれ設定する。また、照明領域の右辺を遮光帯CSD3の右辺CRよりも−X方向に5mmの遮光帯CSD3内に設定し、下辺を遮光帯CSD3内に設定する。
【0071】このように設定された照明領域が露光中に+X方向に5mm移動することにより、図6に示すように、ガラス基板P上には、第1層目における重複露光部分AY1、AX2とはX、Y方向毎にずれて、且つ重ならない位置に設定された重複露光部分AY2〜AY3、AX2〜AX3のいずれかにおいて、隣り合う分割パターンと互いに一部を重複させて第2層の分割パターンPSD1〜PSD9がつなぎ合わせて露光される。
【0072】なお、レチクルRSD1〜RSD4のアライメントについては、第1層を露光した際に各分割パターンPG1〜PG4近傍に複数のアライメントマークが形成されている。従って、第2層の分割パターンPSD1〜PSD9を露光する際には、これらのアライメントマークを検出して各種補正量を算出することで、各分割パターン毎に投影光学系4の結像特性等を補正することができる。
【0073】このとき、分割パターンPSD1、PSD3、PSD9、PSD7については、第1層の分割パターンPG1、PG2、PG3、PG4のそれぞれ近傍に形成されたアライメントマークを用いる。また、分割パターンPSD2については、第1層の分割パターンPG1、PG2の近傍に形成されたアライメントマークの中、分割パターンPSD2のショット領域近傍にあるアライメントマークを使用する。これにより、第1層で分割パターンPG1、PG2の継ぎ精度が良好でなく、第2層の分割パターンPSD1、PSD3がこの継ぎ精度に依存した状態で露光されても、分割パターンPSD2はこの継ぎ精度を補正するように分割パターンPSD1、PSD3につなぎ合わされるので、分割パターンPSD2における重ね合わせ精度が急激に変化することを防止できる。
【0074】同様に、分割パターンPSD4では、第1層の分割パターンPG2、PG3近傍のアライメントマークを、分割パターンPSD8では第1層の分割パターンPG3、PG4近傍のアライメントマークを、分割パターンPSD6では第1層の分割パターンPG1、PG4近傍のアライメントマークを、ショット領域に応じて選択して使用する。また、分割パターンPSD5については、例えば第1層の分割パターンPG1〜PG4近傍の全てのアライメントマークの中、分割パターンPSD5のショット領域近傍のアライメントマークを使用すればよい。
【0075】本実施の形態の露光方法および露光装置では、ガラス基板P上でゲート線Gが形成される第1層の重複露光部分AY1、AX1と、ソース・ドレイン線SDが形成される第2層の重複露光部分AY2、AY3およびAX2、AX3とをX、Y方向毎にずらして設定しているので、第2層の分割パターンPSD1〜PSD9を重複してつなぎ合わせる場合でも、重複部分の下地が単一の分割パターンで構成されることになる。従って、前レイヤーである第1層の継ぎ精度に影響されず、また重複露光部分に発生する帯ムラも強調されないので、良好な画面合成を行うことができる。また、これにより、図9に示すように、層間の重ね合わせ精度を徐々に変化させることが可能になる。結果として、ガラス基板Pをパネル化した際の分割ムラを発生させる可能性のある層間の重ね合わせ精度差も見かけ上、零にすることができ、分割ムラの抑制および帯ムラの減少を実現できる。
【0076】また、本実施の形態では、第1層の重複露光部分と第2層の重複露光部分とを重ならないようにずらして設定しているので、微小幅で帯ムラが強調されることがなく、より良好な画面合成を実施することができる。さらに、本実施の形態の露光方法および露光装置では、第1層の重複露光部分と第2層の重複露光部分とをX方向およびY方向のそれぞれでずらしているため、両方向とも帯ムラを強調させないことができるとともに、層間の重ね合わせ精度が両方向ともデバイス特性に影響を与えるような回路パターンでも、両方向で重ね合わせ精度を徐々に変化させることができ、優れたデバイス特性が得られることになる。
【0077】一方、本実施の形態では、投影光学系4の投影倍率に対応してブラインド17a、17bの移動量、減光部25a、25bの幅W25、レチクルRG1〜RG4、RSD1〜RSD4における遮光帯CG1〜CG4、CSD1〜CSD4の幅WC、重複露光を行うために延長して形成される分割パターンG1〜G4、SD1〜SD4の長さ等を設定しているので、各値をそれぞれ必要最低限に抑えることが可能になり、例えば一枚のレチクル内のパターン領域を最大限活用することができる。
【0078】そのため、レチクルの使用枚数が必要以上に多くなることを防止してコストダウンが実現するとともに、レチクル交換の回数を減少させることでスループットが向上する。また、投影倍率を考慮しない場合のように、ガラス基板P上での重複露光部分の幅が小さいと露光エネルギ量の変化が急激になり、継ぎ目部分のコントラスト変化を十分に抑えきれなくなることでデバイスの品質が低下してしまうという不都合を未然に回避することも可能になる。
【0079】なお、上記実施の形態では、投影光学系4を等倍系としたが、例えば投影倍率nが1.25倍の拡大系であってもよい。この場合、レチクルおよびレチクルブラインド上での重複幅W’=W/n=5/1.25=4mmとなる。従って、ブラインド17a、17bの移動量および減光部25a、25bの幅W25も双方4mmに設定する。また、1層目の露光に用いられるレチクルRG1〜RG4におけるラインRY1、RX1からパターン端縁までの長さWGX、WGYは、上記(1)式からW’/2+αになるが、画素ピッチpiはレチクル上では0.264/1.25=0.2112mmとなる。従って、長さWGX、WGYを画素ピッチpiの整数倍とするためには、WGX(WGY)=2.112mm(α=0.112mm)とする。また、遮光帯CG1〜CG4、CSD1〜CSD4の幅WCもW’+βで規定されることから、W’=4mm、β=0.4mmとすると、WC=4.4mmになる。このような適正寸法の設定は、投影倍率が1.25倍でない他の拡大系や縮小系にも適用できる。
【0080】なお、上記実施の形態において、第1層を4分割、第2層を9分割で画面合成する構成としたが、これは一例を示したものであり、各層間で重複露光部分がずれていれば分割数に限定されるものではない。また、層の順番も上記第1層、第2層に限定されるものではなく、露光量制御継ぎ露光が実施される層とこの前に露光される層との重複露光部分がずれて設定されていればよい。さらに、上記実施の形態では、第1層と第2層との分割数を異なる構成としたが、これに限定されるものではなく、一枚のレチクル内に分割パターンが納まれば、例えば図10に示すように、第2層の回路パターン29を分割パターンPSD11〜PSD14でつなぎ合わされる、等分割ではない4分割で画面合成してもよい。これは、第1層でも同様である。
【0081】また、上記実施の形態では、各層で複数枚のレチクルを使用する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば一枚のレチクルに形成されたパターンの照明領域を変更することで、各層毎に一枚のレチクルを使用するような構成であってもよい。
【0082】また、上記実施の形態では、露光量制御用ブラインド17a、17bにより露光量制御継ぎ露光を実施したが、上述したように、通常露光用ブラインド18a、18bを露光中に移動させることでも、同様に実施可能である(特願平11−160267号等参照)。
【0083】なお、本実施の形態の基板としては、液晶ディスプレイデバイス用のガラス基板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。
【0084】露光装置1としては、レチクルR(RG1〜RG4、RSD1〜RSD4)とガラス基板Pとを静止した状態でガラス基板Pのパターンを露光し、ガラス基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパー)の他に、レチクルRとガラス基板Pとを同期移動してレチクルRのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニング・ステッパー;USP5,473,410)にも適用することができる。
【0085】露光装置1の種類としては、ガラス基板Pに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限られず、半導体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R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。
【0086】また、光源2としては、超高圧水銀ランプから発生する輝線(g線(436nm)、h線(404.nm)、i線(365nm))、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、F2レーザ(157nm)のみならず、X線や電子線などの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト(LaB6)、タンタル(Ta)を用いることができる。また、YAGレーザや半導体レーザ等の高周波などを用いてもよい。
【0087】投影光学系4の倍率は、上述したように、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、投影光学系4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にし(レチクルRも反射型タイプのものを用いる)、また電子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればよい。なお、電子線が通過する光路は、真空状態にすることはいうまでもない。また、投影光学系4を用いることなく、レチクルRとガラス基板Pとを密接させてレチクルRのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用可能である。
【0088】基板ステージ5やレチクルRを保持するレチクルステージにリニアモータ(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。
【0089】各ステージの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、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に接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージの移動面側に設ければよい。
【0090】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4に伝わらないように、特開平8−166475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。レチクルステージの移動により発生する反力は、投影光学系4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。
【0091】以上のように、本願実施形態の露光装置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。
【0092】液晶表示デバイスや半導体デバイス等のデバイスは、図11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レチクルR(マスク)を製作するステップ202、石英等からガラス基板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露光装置1によりレチクルRのパターンをガラス基板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。
【0093】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る露光方法は、基板の第n+1層に第3パターンと第4パターンとをつなぎ合わせて露光する際に、第3パターンの一部と第4パターンの一部とを重複して露光し、且つ第n+1層の重複露光部分を第n層の重複露光部分とずらして設定する手順となっている。これにより、この露光方法では、前レイヤーである第n層の継ぎ精度に影響されず、また重複露光部分に発生する帯ムラも強調されないので、良好な画面合成を行うことができる。また、基板をパネル化した際の分割ムラを発生させる可能性のある層間の重ね合わせ精度差も見かけ上、零にすることができ、分割ムラの抑制および帯ムラの減少を実現できるという効果が得られる。
【0094】請求項2に係る露光方法は、第n+1層の重複露光部分が第n層の重複露光部分とは重ならない位置に設定される構成となっている。これにより、この露光方法では、微小幅でも帯ムラが強調されることがなく、より良好な画面合成を実施できるという効果が得られる。
【0095】請求項3に係る露光方法は、第n層の重複露光部分と第n+1層の重複露光部分とを略直交する方向のそれぞれでずらせる構成となっている。これにより、この露光方法では、両方向で帯ムラを強調させないことができるとともに、層間の重ね合わせ精度が両方向ともデバイス特性に影響を与えるような回路パターンでも、両方向で重ね合わせ精度を徐々に変化させることができ、優れたデバイス特性が得られるという効果が得られる。
【0096】請求項4に係る露光方法は、第1パターンが第1のマスクに形成され、第2パターンが第1のマスクとは異なる第2のマスクに形成される構成となっている。これにより、この露光方法では、複数のマスクを用いて重複露光を行う場合でも、分割ムラの抑制および帯ムラの減少を実現して良好な画面合成を実施できるという効果が得られる。
【0097】請求項5に係る露光方法は、第1パターンの大きさと、第3パターンの大きさとが異なる構成となっている。これにより、この露光方法では、層間で重複露光部分がずれることになり、分割ムラの抑制および帯ムラの減少を実現して良好な画面合成を実施できるという効果が得られる。
【0098】請求項6に係る露光装置は、制御部が第3パターンの一部と第4パターンの一部とを重複させ、且つ第n+1層の重複露光部分を第n層の重複露光部分とずらせるように前記領域設定装置を制御する構成となっている。これにより、この露光装置では、前レイヤーである第n層の継ぎ精度に影響されず、また重複露光部分に発生する帯ムラも強調されないので、良好な画面合成を行うことができる。また、基板をパネル化した際の分割ムラを発生させる可能性のある層間の重ね合わせ精度差も見かけ上、零にすることができ、分割ムラの抑制および帯ムラの減少を実現できるという効果が得られる。




 

 


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