JPH07295230A - 拡大投影型露光装置における投影像のアライメント方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】非セントリックな光学系を有する拡大投影型露
光装置において、カラー液晶表示パネルの各回路パター
ンを高い重ね合わせ精度で露光できるようにする。 【構成】テスト用ガラス基板上にアライメントマーク像
Ｐ’１〜Ｐ’４’を仮投影し、それらの位置をアライメ
ントスコープで観察して、位置データとして記憶保持し
ておく。次に、その基板を本番用ガラス基板と差し替
え、その基板上で観察される実際のアライメントマーク
の位置と、先の記憶保持されたアライメントマークの像
の位置との誤差を演算し、誤差が所定の許容範囲に収ま
るように、ステージ１０７を少なくともＺ軸方向（投影
レンズ１０２の光軸と平行な方向）に移動させる。これ
によって、このような光学系を有する露光装置において
も各回路パターン間の精度を高精度に保つことができ
る。またアライメント時にアライメント光が移動するこ
とがないため、不所望な領域の露光を防止することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、拡大投影型露光装置に
おける投影像のアライメント方法に関し、より特定的に
は、カラー液晶表示パネルを作製するために用いられる
拡大投影型露光装置において、当該基板上に投影される
像の露光位置をアライメントする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示パネルにおける回路パ
ターンの形成は、ガラス基板上に膜付け・レジスト塗布
・露光・現像・エッチング等の工程を繰り返すことによ
り行われる。特に、カラー液晶表示パネルの場合は、画
素数の増加、開口率の改善、カラーフィルタとの高い貼
り合わせ精度の実現等のため、回路パターンの高精細化
が図られ、多層構造の回路パターン間の高い重ね合わせ
精度と、高い絶対寸法精度が要求されている。以下、カ
ラー液晶表示パネルの場合に要求される精度についてよ
り詳細に説明する。

【０００３】図１２は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔ
ｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いたカ
ラー液晶表示パネルの一般的な積層構造を示す分解斜視
図である。図１２において、ＴＦＴパネル１は、ガラス
基板上に多層構造の回路パターンが形成されて構成され
ている。また、カラーフィルタ２は、ガラス基板上に
Ｒ，Ｇ，Ｂ画素フィルタがマトリクス状に配列されて構
成されている。これらＴＦＴパネル１およびカラーフィ
ルタ２は、それぞれのトランジスタ形成位置と画素フィ
ルタ形成位置とが一致するように所定の間隙をおいて貼
り合わせられる。このとき、両者間の間隙には、液晶が
封入される。さらに、カラーフィルタ２の上面およびＴ
ＦＴパネル１の下面に偏光板３を配置することにより、
カラー液晶表示パネル１０が完成する。

【０００４】上記のような構造のカラー液晶表示パネル
１０において、ＴＦＴパネル１の回路パターンを露光す
る際には、多層構造の各回路パターン間で高い重ね合わ
せ精度が要求される。また、各回路パターンについて高
い絶対寸法精度が要求される。もし、回路パターン間で
位置ずれが生じると、所望のスイッチング動作を行わな
い薄膜トランジスタが形成され、その部分で表示が不能
となる。また、回路パターンの絶対寸法精度が低いと、
ＴＦＴパネル１とカラーフィルタ２とを貼り合わせると
きに、両者間で、薄膜トランジスタ形成位置とＲ，Ｇ，
Ｂ画素フィルタの形成位置とがずれ、薄膜トランジスタ
素子により透過・遮断が制御されるバックライト（背面
照明光）が対応する色の画素フィルタを通過せず、色ず
れが発生する。特に、カラーフィルタ２は、ＴＦＴパネ
ル１と全く別工程で製造されるため、両者間の位置合わ
せを正確に行うためには、両者間で高い絶対寸法精度が
要求される。さらに言うと、最近では、量産性を向上さ
せるために、複数パネル分の回路パターンを形成したガ
ラス基板と、複数パネル分のカラーフィルタパターンを
形成したガラス基板とを貼り合わせ、後にカットして複
数のカラー液晶パネルを同時に形成することが行われて
おり、このような場合、絶対寸法が少しでも狂うと、大
量の不良品が発生する恐れがあった。

【０００５】上記のような技術的事情に鑑み、カラー液
晶表示パネルの回路パターンをガラス基板上に露光する
ための露光装置（以下、単に露光装置と称する）にも、
高い位置決め精度が要求されている。従来の露光装置
は、このような要求を満たすために、半導体素子の製造
過程で使用される露光技術を応用したものが多い。

【０００６】図１３は、従来の露光装置における光学系
の構成を示す図である。図１３において、レチクル（回
路パターンのマスク図形が描画された原板）１０１を透
過した光源からの光は、投影レンズ１０２によって収束
され、ガラス基板１０３上で結像される。図１３に示す
ように、従来の露光装置では、出射側すなわち投影レン
ズ１０２とガラス基板１０３との間で主光線（結像に寄
与する光束の内、開口絞りの中心を通る光線）が投影レ
ンズ１０２の光軸に対して平行な、いわゆるテレセント
リックな光学系を採用している。従来の露光装置がこの
ようなテレセントリックな光学系を採用するのは、厚み
の個体差等によってガラス基板１０３の上面位置が、焦
点深度内で多少上下方向に変動しても、ガラス基板上に
形成される像の倍率すなわち大きさが変化しないためで
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なテレセントリックな光学系を用いた露光装置では、投
影レンズ１０２の口径は、１ショットの露光サイズ、す
なわちガラス基板１０３上に投影される像のサイズより
も大きくなければならない。しかしながら、１０インチ
クラスの液晶表示パネルの回路パターンを１ショットで
露光しようとすると、投影レンズの口径が４００ｍｍ程
度にもなってしまい、製造コストおよび重量の点で実現
が困難である。

【０００８】したがって、従来の露光装置は、１ショッ
トの露光サイズを小さくせざるを得ず、１０インチクラ
スの回路パターンを１回で露光することができなかっ
た。そのため、従来の露光装置では、図１４に示すよう
に、１つの回路パターン１０４を点線で示すような複数
のエリアに分割し、分割されたそれぞれのエリアで部分
的な露光を行うことにより、全体としての回路パターン
を得るようにしていた。しかしながら、このような方法
では、１つの回路パターンを形成するために露光作業を
繰り返して行わなければならず、多大な労力と手間がか
かる。また、各エリア間で高いつなぎ精度が要求される
ため、各エリアにおいて正確な位置決め作業を行わなけ
ればならず、さらに多大な労力と手間がかかる。

【０００９】そこで、図１５に示すように、出射側で非
テレセントリックな光学系を採用することにより、口径
の小さな投影レンズを用いて大きな露光サイズを得るこ
とが考えられる。すなわち、図１５の光学系では、投影
レンズ１０２とガラス基板１０３との間の主光線が投影
レンズの光軸に対して傾いているため、レチクル１０１
の像を投影レンズ１０２の口径以上に拡大投影すること
が可能である。したがって、小口径の投影レンズを用い
ても大きな露光サイズを得ることができる。しかしなが
ら、このような非テレセントリックな光学系を採用した
拡大投影型露光装置では、以下のような別の問題点が生
ずる。

【００１０】（１）露光エリア周辺部の主光線が傾いて
いるため、投影レンズ１０２とガラス基板１０３との間
の距離がガラス基板１０３の厚みの個体差等で変わる
と、ガラス基板１０３に投影されるレチクル１０１の像
の寸法が変動する。そのため、露光される回路パターン
の寸法精度が低下する。また、１層目の回路パターンを
露光する際は、ガラス基板１０３上に重ね合わせるべき
アライメントマークが無く、ガラス基板１０３の表面に
垂直な方向の位置により、回路パターンの投影像の絶対
寸法が大きく変動してしまう。

【００１１】（２）前述したように、カラー液晶表示パ
ネルの回路パターンは、カラーフィルタ２（図１２参
照）と貼り合わせるために、正しい絶対寸法で製作され
なければならないが、上記のように絶対寸法が変動する
と、カラーフィルタとの貼り合わせ精度が著しく低下す
る。

【００１２】それゆえに、本発明の目的は、非テレセン
トリックな光学系を有する拡大投影型露光装置におい
て、カラー液晶表示パネルの各回路パターンを高い重ね
合わせ精度で露光できるようにすることである。

【００１３】本発明の他の目的は、非テレセントリック
な光学系を有する拡大投影型露光装置において、カラー
液晶表示パネルの回路パターンを高い絶対寸法精度で露
光できるようにすることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
カラー液晶表示パネルの製造のために用いられる拡大投
影型露光装置において、基板上に投影される像の露光位
置をアライメントするための方法であって、拡大投影型
露光装置は、その上面に基準マークが形成され、かつ基
板が載置されるステージと、レチクルを透過した光パタ
ーンをステージ上の基板に拡大投影し、少なくとも当該
基板との間の主光線がその光軸に対して傾いている非テ
レセントリックな投影レンズと、ステージを投影レンズ
の光軸と直交するＸＹ平面内で駆動する第１の駆動手段
と、ステージを、少なくとも３カ所において、投影レン
ズの光軸と平行なＺ軸方向に独立的に駆動する第２の駆
動手段と、基板上に形成されたまたは投影されたアライ
メントマークまたはその像を観察する複数のアライメン
トスコープと、ステージのＸＹ平面内での位置を検出す
るＸＹ位置検出手段と、Ｚ軸方向に沿った基板の上面位
置を、複数の箇所において検出する上面位置検出手段と
を備えており、ステージ上にテスト用基板を供給する第
１のステップと、ステージ上のテスト用基板が所定の露
光位置にセットされるように、第１および第２の駆動手
段を制御する第２のステップと、レチクルに形成された
複数のアライメントマークを、テスト用基板上に拡大投
影する第３のステップと、テスト用基板上に投影された
各アライメントマーク像の位置を各アライメントスコー
プで観察し、その観察結果を位置データとして記憶保持
する第４のステップと、ステージ上のテスト用基板を本
番用基板と差し替える第５のステップと、本番用基板上
に既に形成されている各アライメントマークを各アライ
メントスコープで観察し、その位置を測定する第６のス
テップと、第４のステップで記憶保持された各アライメ
ントマーク像の位置データと６のステップで得られた各
アライメントマークの位置との間の誤差を演算する第７
のステップと、第７のステップで得られた誤差が予め定
められた所定の許容範囲内に収まるように、少なくとも
第２の駆動手段を制御する第８のステップとを備えてい
る。

【００１５】請求項２に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、第４のステップの終了後、第５のステップの開
始前に、テスト用基板をＺ軸方向に所定距離ずつ平行移
動して、それぞれの場所における各アライメントマーク
像の位置を各アライメントスコープで観察し、当該観察
結果に基づいて、各アライメントマーク像を形成する光
束の主光線が空間上で描く軌跡を表す式を演算して記憶
保持する第９のステップをさらに備え、第８のステップ
は、第９のステップで記憶保持された式に基づいて、本
番用基板のＺ軸方向の補正量を演算し、当該演算された
補正量に基づいて第２の駆動手段を制御することを特徴
とする。

【００１６】請求項３に係る発明は、請求項１または２
の発明において、本番用基板に第１層目の回路パターン
およびそれに付随するアライメントマークを露光するス
テップとして、第１のステップの前に、各アライメント
スコープでステージ上の基準マークを順次に観察し、そ
れぞれの場合におけるＸＹ位置検出手段の計測値から各
アライメントスコープ間の絶対距離を演算する第１０の
ステップと、ステージ上にテスト用基板を供給する第１
１のステップと、ステージ上のテスト用基板が所定の露
光位置にセットされるように、第１および第２の駆動手
段を制御する第１２のステップと、レチクルに形成され
た複数のアライメントマークを、テスト用基板上に拡大
投影する第１３のステップと、テスト用基板上の各アラ
イメントマーク像を各アライメントスコープで観察し、
その観察結果と、第１０のステップで得られた各アライ
メントスコープ間の絶対距離とに基づいて、各アライメ
ントマーク像間の絶対距離を測定する第１４のステップ
と、第１４のステップで得られた各アライメントマーク
像間の絶対距離が理想的な値に近づくように少なくとも
第２の駆動手段を制御する第１５のステップと、第１５
のステップ終了後、ＸＹ位置検出手段および上面位置検
出手段による検出を行い、それらの計測値を記憶保持す
る第１６のステップと、ステージ上のテスト用基板を本
番用基板と差し替える第１７のステップと、第１６のス
テップで記憶保持されたＸＹ位置検出手段および上面位
置検出手段の計測値に基づいて、第１および第２の駆動
手段を制御することにより、本番用基板の露光位置を調
整する第１８のステップと、第１８のステップで露光位
置が調整された本番用基板上に第１層目の回路パターン
およびそれに付随するアライメントマークを露光する第
１９のステップとを備えている。

【００１７】

【作用】請求項１に係る発明においては、テスト用基板
上に仮投影されたアライメントマーク像をアライメント
スコープで観察し、それらの観察結果を位置データとし
て記憶保持しておき、本番用基板上で観測される現実の
アライメントマークの位置との誤差が所定の許容範囲内
に収まるように、ステージを少なくともＺ軸方向に移動
させるようにしている。そのため、非テレセントリック
な光学系を有する拡大投影型露光装置においても、各回
路パターン間の重ね合わせ精度を高精度に保つことがで
きる。また、アライメント時に本番用基板上でアライメ
ント光が移動することがないため、不所望な領域が露光
されるのを防止することができる。

【００１８】請求項２に係る発明においては、各アライ
メントマーク像を形成する光束の主光線が空間上で描く
軌跡をテスト基板上で離散的に測定し、この測定結果に
基づいて当該軌跡を表す式を演算して記憶保持してお
き、この記憶保持された式に基づいて本番用基板のＺ軸
方向の補正量を演算して、その露光位置を調整するよう
にしている。そのため、Ｚ軸方向の補正量が正確に演算
でき、より高精度なアライメントが行える。

【００１９】請求項３に係る発明においては、第１層目
の回路パターンを露光する前に、テスト用基板上に各ア
ライメントマークの像を仮投影し、これら仮投影された
された各アライメントマーク像間の絶対距離が理想値に
近づくように、ステージを少なくともＺ軸方向に移動さ
せるようにしている。これによって、テスト用基板と各
光学系との位置関係を理想的な状態に較正することがで
きる。また、較正後のステージのＸＹ平面内での位置
と、Ｚ軸方向に沿うテスト用基板の上面位置とを測定し
て記憶しておき、この記憶されたデータに基づいて、本
番用基板の露光位置を調整するようにしている。これに
よって、較正後の理想的な位置関係を本番用基板でも再
現することができ、本番用基板上に露光される第１層目
の回路パターンおよびそれに付随するアライメントマー
クの絶対寸法が高精度に保たれる。

【００２０】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係るアライメ
ント方法を実行する拡大投影型露光装置の構成を示す外
観斜視図である。図１において、投影レンズ１０２の上
方には、レチクル１０１が図示しないホルダに収納され
て配置されている。このレチクル１０１の中央部には、
回路パターンのためのマスク図形１０５が描画されてい
る。また、マスク図形１０５の周辺の４隅には、位置決
めのためのアライメントマークＰ１〜Ｐ４が描画されて
いる。なお、レチクル１０１の上方には、図示しない
が、マスク１０５を照射するための主光源と、各アライ
メントマークＰ１〜Ｐ４を個別に照射するための複数の
アライメント光源とが配置されている。

【００２１】投影レンズ１０２の下方には、図示しない
ベース上にステージ１０７が配置され、このステージ１
０７の上には、テスト用または本番用ガラス基板１０３
が載置される。ステージ１０７は、３次元直交座標系
Ｘ，Ｙ，Ｚ内で６つの駆動軸Ｘ１，Ｘ２，Ｙ，Ｚ１，Ｚ
２，Ｚ３を有し、これら各駆動軸に沿って移動が可能な
ように構成されている。Ｘ軸に平行な駆動軸Ｘ１，Ｘ２
は、投影レンズ１０２の光軸およびステージ１０７の第
１の辺（図示では、短辺）と直交している。このように
Ｘ軸方向について２つの駆動軸Ｘ１，Ｘ２を持つことに
より、ステージ１０７を、投影レンズ１０２の光軸回
り、すなわちθ軸方向に回転させることが可能となる。
また、駆動軸Ｙは、投影レンズ１０２の光軸およびステ
ージ１０７の第２の辺（上記第１の辺と直交する辺であ
り、図示では、長辺）と直交している。Ｚ軸方向に平行
な駆動軸Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３は、投影レンズ１０２の光軸
に対して平行である。なお、駆動軸Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３
は、好ましくは、正三角形または２等辺三角形の各頂点
上に配置されている。また、Ｚ軸方向について、４つ以
上の駆動軸を設けるようにしてもよい。

【００２２】ステージ１０７の上記第１および第２の辺
には、それぞれ、ミラー１０８および１０９が取り付け
られる。ミラー１０８の近傍には、２つのレーザ干渉計
１１０および１１１が図示しないベース上に固定的に設
けられる。これらレーザ干渉計１１０および１１１は、
ミラー１０８と協動し、レーザ光の干渉作用を利用し
て、駆動軸Ｘ１に沿うステージ１０７の位置および駆動
軸Ｘ２に沿うステージ１０７の位置を高精度に測定す
る。また、ミラー１０９の近傍には、レーザ干渉計１１
２が図示しないベース上に固定的に設けられる。このレ
ーザ干渉計１１２は、ミラー１０９と協動し、レーザ光
の干渉作用を利用して、駆動軸Ｙに沿うステージ１０７
の位置を高精度に測定する。これらレーザ干渉計１１０
〜１１２によって、ステージ１０７のＸ−Ｙ平面内での
位置およびθ軸方向の回転角を高精度に計測することが
できる。なお、ステージ１０７の上面であって上記第１
の辺の近傍には、基準マーク１１３が形成されている。

【００２３】ステージ１０７の上方には、ステージ１０
７上の基準マーク１１３またはガラス基板１０３上に拡
大投影される各アライメントマークＰ１〜Ｐ４の像Ｐ’
１〜Ｐ’４を観察するために、４つのアライメントスコ
ープ１１４〜１１７が設けられている。各アライメント
スコープ１１４〜１１７は、対物レンズ１１４ａ〜１１
７ａと、ＣＣＤ素子等を含むテレビカメラ１１４ｂ〜１
１７ｂとを備えている。また、ステージ１０７の上方に
は、Ｚ軸方向に沿うガラス基板１０３の上面位置を非接
触で検出するためのレーザ変位計１１９〜１２２が設け
られている。なお、アライメントスコープ１１４〜１１
７は、露光するレチクル１０１のサイズに応じて、それ
ぞれ独立に移動させることが可能である。また、ガラス
基板１０３の上面位置を非接触で検出する装置として
は、上記のようなレーザ変位計１１９〜１２２に代え
て、空気マイクロメータや静電変位計を用いてもよい。
なお、投影レンズ１０２，レチクル１０１のホルダ，ア
ライメントスコープ１１４〜１１７，レーザ変位計１１
９〜１２２は、図示しない支持部材によって支持されて
いる。

【００２４】図２は、図１の拡大投影型露光装置の電気
的な構成を示すブロック図である。図２において、ＣＰ
Ｕ１３１は、メモリ１３２、キーボード等の操作器１３
３、ディスプレイ装置１３４と協動して、ワークステー
ション１３０を構成している。また、ＣＰＵ１３１に
は、システムバス１３５を介して、照明制御部１４１，
各軸制御部１４２，アライメントスコープ１１４〜１１
７，レーザ変位計１１９〜１２２，レーザ干渉計１１０
〜１１２が接続されている。照明制御部１４１は、前述
の主光源およびアライメント光源の点灯／消灯を制御す
る。各軸制御部１４２は、各駆動軸Ｘ１，Ｘ２，Ｙ，Ｚ
１，Ｚ２，Ｚ３に対応して設けられた各駆動モータ（図
示せず）を制御する。

【００２５】図３は、図１および図２に示す拡大投影型
露光装置において、第１層目の回路パターンを露光する
際の較正動作を示すフローチャートである。以下、この
図３を参照して、第１層目の回路パターンについての較
正動作を説明する。なお、１枚のガラス基板１０３上に
は、一例として、４パネル分の回路パターンが形成され
るものとする。したがって、ガラス基板１０３上では、
図４に示すように、第１〜第４露光位置で露光が行われ
る。また、レチクル１０１上の各アライメントマークＰ
１〜Ｐ４は、電子ビーム描画装置で描画されているの
で、その精度は十分高く、また座標データも予め正確に
分かっている。したがって、図５に示すような、アライ
メントマークＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の座標（Ｒｘ１，
Ｒｙ１），（Ｒｘ２，Ｒｙ２），（Ｒｘ３，Ｒｙ３），
（Ｒｘ４，Ｒｙ４）と、アライメントマークＰ１，Ｐ２
間の距離Ｌ１と、アライメントマークＰ２，Ｐ３間の距
離Ｌ２と、アライメントマークＰ３，Ｐ４間の距離Ｌ３
と、アライメントマークＰ４，Ｐ１間の距離Ｌ４とは、
予めメモリ１３２内に格納されているものとする。ま
た、各アライメントスコープ１１４〜１１７は、作製す
る液晶表示パネルのサイズに応じて適当な位置に移動さ
れ、それらのピント面は、投影レンズ１０２のピント面
と一致するように調整されているものとする。そして、
ピント面の位置は、４個のレーザ変位計１１９〜１２２
で予め計測されており、その計測値は基板上面基準位置
データとしてメモリ１３２内に格納されている。

【００２６】まず、各アライメントスコープ１１４〜１
１７間の絶対距離が測定される（ステップＳ１０１）。
この絶対距離の測定は、以下のようにして行われる。ま
ず、ＣＰＵ１３１は、基準マーク１１３がアライメント
スコープ１１４の視野中心に来るように、ステージ１０
７を駆動軸Ｘ１，Ｘ２，Ｙ方向に移動し、このときのレ
ーザ干渉計１１０〜１１２の測定値をメモリ１３２内に
格納しておく。以下同様にして、基準マーク１１３が各
アライメントスコープ１１５，１１６，１１７の視野中
心に来るように、ステージ１０７を駆動軸Ｘ１，Ｘ２，
Ｙ方向に移動し、それぞれの場合におけるレーザ干渉計
１１０〜１１２の測定値をメモリ１３２内に格納してお
く。次に、ＣＰＵ１３１は、メモリ１３２に格納された
レーザ干渉計１１０〜１１２の測定値に基づいて、図６
に示されるような、各アライメントスコープ１１４〜１
１７間の絶対距離Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４を演算する。
例えば、絶対距離Ｋ１は、２回目のレーザ干渉計１１０
の測定値から１回目のレーザ干渉計１１０の測定値を減
算することにより求められる。また、絶対距離Ｋ２は、
３回目のレーザ干渉計１１２の測定値から２回目のレー
ザ干渉計１１２の測定値を減算することにより求められ
る。

【００２７】次に、テスト用ガラス基板がステージ１０
７に供給される（ステップＳ１０２）。なお、テスト用
ガラス基板の上面には、後に投影されるアライメントマ
ークの像が視認できるように、不透明の膜が塗布されて
いる。当該不透明の膜は、通常は、レジスト膜である
が、テスト用ガラス基板上では露光を行う必要がないの
で、感光性の膜でなくてもよい。次に、ＣＰＵ１３１
は、各軸制御部１４２を起動し、アライメントスコープ
１１４〜１１７がテスト用ガラス基板の第１露光位置
（図４参照）に来るように、ステージ１０７を駆動軸Ｘ
１，Ｘ２，Ｙ方向に移動させる（ステップＳ１０３）。
次に、ＣＰＵ１３１は、照明制御部１４１を介して、各
アライメント光源を点灯させる。これによって、レチク
ル１０１上の４個のアライメントマークＰ１〜Ｐ４の像
Ｐ’１〜Ｐ’４がテスト用ガラス基板上に投影される
（ステップＳ１０４）。このとき、各アライメントスコ
ープ１１４〜１１７の視野内には、それぞれアライメン
トマーク像Ｐ’１〜Ｐ’４が入っているものとする。

【００２８】次に、アライメントスコープ１１４〜１１
７によって各アライメントマーク像Ｐ’１〜Ｐ’４が観
察され、各アライメントマーク像Ｐ’１〜Ｐ’４間の絶
対距離Ｌ’１〜Ｌ’４（図８参照）が測定される（ステ
ップＳ１０５）。なお、各アライメントスコープ１１４
〜１１７間の絶対距離Ｋ１〜Ｋ４は、上記ステップＳ１
０１で測定されてメモリ１３２内に格納されているた
め、各アライメントスコープ１１４〜１１７の視野中心
からの各アライメントマーク像Ｐ’１〜Ｐ’４のずれを
測定すれば、各アライメントマーク像Ｐ’１〜Ｐ’４間
の絶対距離Ｌ’１〜Ｌ’４は、演算により容易に求めら
れる。

【００２９】次に、ＣＰＵ１３１は、各アライメントマ
ーク像間の距離について、理論値と実測値とを比較する
ことにより、誤差を求める（ステップＳ１０６）。ここ
で、投影レンズ１０２の倍率をｍとすると、各アライメ
ントマークＰ１〜Ｐ４の理想的な投影図形Ｑ１Ｑ２Ｑ３
Ｑ４（図７参照）は、図形Ｐ１Ｐ２Ｐ３Ｐ４と相似形
で、かつ図形Ｐ１Ｐ２Ｐ３Ｐ４をｍ倍した図形と合同と
なる。したがって、理想的な各アライメントマーク像Ｑ
１〜Ｑ４間の距離も、それぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４
をｍ倍したｍＬ１，ｍＬ２，ｍＬ３，ｍＬ４となる。し
かしながら、ガラス基板１０３の厚みの個体差等によ
り、図８に示す実際のアライメントマーク像Ｐ’１〜
Ｐ’４は、理想的なアライメントマーク像Ｑ１〜Ｑ４と
一致しない。そのため、実測距離Ｌ’１〜Ｌ’４も理想
距離ｍＬ１〜ｍＬ４と一致しない。ところで、理想距離
ｍＬ１〜ｍＬ４は、レチクル１０１上の各アライメント
マークＰ１〜Ｐ４間の距離Ｌ１〜Ｌ４と、投影レンズ１
０２の倍率ｍとが分かれば演算により求められる。距離
Ｌ１〜Ｌ４は、予め測定されてメモリ１３２に格納され
ているため、ＣＰＵ１３１は、当該格納データに基づい
て、理想距離ｍＬ１〜ｍＬ４を予め演算し、メモリ１３
２内に格納している。そして、ＣＰＵ１３１は、メモリ
１３２内に格納された理想距離ｍＬ１〜ｍＬ４と、実測
により求めた絶対距離Ｌ’１〜Ｌ’４とをそれぞれ比較
することにより、各絶対距離Ｌ’１〜Ｌ’４についての
誤差を演算する。

【００３０】上記のことを式で表すと、下式（１）〜
（４）のようになる。なお、下式（１）〜（４）におい
て、α，β，γ，δは、誤差を示している。 Ｌ’１＝ｍＬ１＋α …（１） Ｌ’２＝ｍＬ２＋β …（２） Ｌ’３＝ｍＬ３＋γ …（３） Ｌ’４＝ｍＬ４＋δ …（４） 後述するように、本実施例は、上記誤差α，β，γ，δ
を０に近づけるようにステージ１０７のＺ軸方向の位置
を較正することを特徴とする。

【００３１】次に、ＣＰＵ１３１は、演算した各誤差
α，β，γ，δが許容範囲内（十分０に近い）か否かを
判断する（ステップＳ１０７）。各誤差α，β，γ，δ
の内、１つでも許容範囲内を外れていると、ＣＰＵ１３
１は、各誤差α，β，γ，δが０に近づくように駆動軸
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３の補正量を演算する（ステップＳ１０
８）。このとき、ＣＰＵ１３１は、メモリ１３２に予め
記憶されている最良のピント面（基板上面基準位置デー
タ）からの変位が最小になるように補正量を演算する。
次に、ＣＰＵ１３１は、各軸制御部１４２を起動し、演
算した補正量だけステージ１０７を駆動軸Ｚ１，Ｚ２，
Ｚ３に沿って移動させる（ステップＳ１０９）。次に、
ＣＰＵ１３１は、再び上記ステップＳ１０５の動作に戻
り、各アライメントマーク像Ｐ’１〜Ｐ’４間の絶対距
離Ｌ’１〜Ｌ’４を測定し、理論値ｍＬ１〜ｍＬ４と比
較して、誤差α，β，γ，δを求める。このとき、誤差
α，β，γ，δが未だ許容範囲外の場合は、ＣＰＵ１３
１は再び補正量を演算し、ステージ１０７をＺ軸方向に
移動させる。上記ステップＳ１０５〜Ｓ１０９の動作
は、全ての誤差α，β，γ，δが許容範囲内に入るまで
繰り返される。

【００３２】全ての誤差α，β，γ，δが許容範囲内に
入ると、ＣＰＵ１３１は、各レーザ干渉計１１０〜１１
２でステージ１０７のＸ−Ｙ平面内での位置を測定する
（ステップＳ１１０）。また、ＣＰＵ１３１は、各レー
ザ変位計１１９〜１２２でテスト用ガラス基板の上面位
置を測定する（ステップＳ１１１）。次に、ＣＰＵ１３
１は、上記ステップＳ１１０およびＳ１１１における測
定結果を、較正データとしてメモリ１３２内に格納する
（ステップＳ１１２）。

【００３３】次に、ＣＰＵ１３１は、テスト用ガラス基
板上に較正の終了していない露光位置が存在するか否か
を判断する（ステップＳ１１３）。もし、較正の終了し
ていない露光位置が存在する場合、ＣＰＵ１３１は、ス
テージ１０７を次の露光位置（例えば、第２露光位置）
に移動させ（ステップＳ１１４）、前述のステップＳ１
０４〜Ｓ１１２の動作（Ｚ軸方向の較正動作）を繰り返
す。

【００３４】一方、テスト用ガラス基板上の第１〜第４
の全ての露光位置で較正動作が終了すると、テスト用ガ
ラス基板が排出され（ステップＳ１１５）、本番用ガラ
ス基板がステージ１０７上に供給される（ステップＳ１
１６）。このように、本番用ガラス基板上で較正動作を
行わないのは以下の理由による。すなわち、本番用ガラ
ス基板上で較正動作を行うと、較正動作中（より具体的
には、ステージ１０７の移動中）にアライメント光源に
よって投影されたアライメントマーク像が本番用ガラス
基板の上面に形成されたレジスト膜上を移動し、その移
動した軌跡に沿ってレジスト膜が不所望に露光されてし
まうからである。したがって、テスト用ガラス基板上で
較正動作を行い、本番用ガラス基板は、較正後の位置に
セットしてからアライメントマークを露光する必要があ
る。

【００３５】そのため、ＣＰＵ１３１は、次に、メモリ
１３２に格納された較正データに従って、各駆動軸Ｘ
１，Ｘ２，Ｙ，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３の駆動モータを制御
し、ステージ１０７を所定の露光位置（最初は第１露光
位置）に移動させる（ステップＳ１１７）。より詳細に
説明すると、例えば第１露光位置では、ＣＰＵ１３１
は、現在の各レーザ干渉計１１０〜１１２および各レー
ザ変位計１１９〜１２２の測定値が、前述のステップＳ
１１０およびＳ１１１においてテスト用ガラス基板の第
１露光位置で採取した較正データ（各レーザ干渉計１１
０〜１１２および各レーザ変位計１１９〜１２２の測定
データであり、ステップＳ１１２でメモリ１３２内に格
納されている）と一致するように、各駆動軸Ｘ１，Ｘ
２，Ｙ，Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３の駆動モータを制御する。こ
のように、較正データに基づいて、較正後のテスト用ガ
ラス基板と光学系とのＸＹＺ方向の位置関係が、本番用
ガラス基板上でも再現される。次に、ＣＰＵ１３１は、
本番用ガラス基板上で本番の露光作業を行う（ステップ
Ｓ１１８）。まず、ガラス基板１０３のレジスト膜上に
アライメントマークと第１層目の回路パターンが露光さ
れる。このとき露光されたアライメントマークは、第２
層目以降の回路パターンを露光する際の位置決めのため
に用いられる。なお、上記ステップＳ１１７およびＳ１
１８の動作は、他の露光位置においても同様に行われ
る。

【００３６】上記のようにして、ガラス基板１０３上に
は、極めて高い絶対寸法精度で第１層目の回路パターン
および４個のアライメントマークが露光される。次に、
本番用ガラス基板は、ステージ１０７から排出され、現
像，エッチング工程を経て第１層目の回路パターンおよ
びアライメントマークが形成される。

【００３７】図９および図１０は、図１および図２に示
す拡大投影型露光装置において、第２層目の回路パター
ンを露光する場合の動作を示すフローチャートであり、
特に、図９は前工程を示し、図１０は露光工程を示して
いる。

【００３８】最初に、図９を参照して、前工程について
説明する。まず、レチクル１０１が第２層目の回路パタ
ーンのマスク図形を描画したものと取り替えられ、テス
ト用ガラス基板がステージ１０７に供給される（ステッ
プＳ２０１）。次に、ＣＰＵ１３１は、各軸制御部１４
２を起動し、アライメントスコープ１１４〜１１７がテ
スト用ガラス基板の第１露光位置（図４参照）上に位置
するように、ステージ１０７を駆動軸Ｘ１，Ｘ２，Ｙ方
向に移動させる（ステップＳ２０２）。次に、ＣＰＵ１
３１は、レーザ変位計１１９〜１２２を用いて、テスト
用ガラス基板の上面位置を検出する（ステップＳ２０
３）。次に、ＣＰＵ１３１は、メモリ１３２から前述の
基板上面基準位置データ（最良のピント面を示すデー
タ）を読み出す（ステップＳ２０４）。次に、ＣＰＵ１
３１は、上記ステップＳ２０３で検出したテスト用ガラ
ス基板の上面位置のデータと、上記ステップＳ２０４で
メモリ１３２から読み出した基板上面基準位置データと
を比較し、その誤差を演算する（ステップＳ２０５）。
次に、ＣＰＵ１３１は、ステップＳ２０５で演算された
誤差が、予め定められた許容範囲内に入っている（十分
０に近い）か否かを判断し（ステップＳ２０６）、当該
誤差が許容範囲から外れている場合は、テスト用ガラス
基板の上面位置が基板上面基準位置データと一致するよ
うに、ステージ１０７をＺ軸方向に移動させる（ステッ
プＳ２０７）。その後、ＣＰＵ１３１は、上記誤差が許
容範囲内に入るまで、上記ステップＳ２０３〜Ｓ２０７
の動作を繰り返す。

【００３９】上記誤差が許容範囲内に入ると、ＣＰＵ１
３１は、図示しないアライメント光源を点灯してテスト
用ガラス基板上にアライメントマーク像を投影し、この
アライメントマーク像のＸＹ座標をアライメントスコー
プ１１４〜１１７を用いて測定し、当該測定結果をメモ
リ１３２に格納する（ステップＳ２０８）。次に、ＣＰ
Ｕ１３１は、カウンタｎ（初期値は０に設定されてい
る）に１を加算する（ステップＳ２０９）。次に、ＣＰ
Ｕ１３１は、カウンタｎのカウント値が予め設定された
繰り返し回数Ｎと一致するか否かを判断する（ステップ
Ｓ２１０）。カウンタｎのカウント値がＮ未満の場合、
ＣＰＵ１３１は、ステージ１０７をＺ軸方向に沿って所
定距離だけ平行移動させる（ステップＳ２１１）。すな
わち、ステージ１０７を各駆動軸Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３に沿
って同じ距離だけ移動させる。その後、ＣＰＵ１３１
は、上記ステップＳ２０８〜Ｓ２１１の動作をＮ回繰り
返し、メモリ１３２にはＮ回分の測定結果が格納され
る。Ｎ回分の測定が終了すると、ＣＰＵ１３１は、メモ
リ１３２に格納されたＮ回分の測定結果に基づいて、各
アライメントマークの主光線が空間上で描く軌跡の式を
演算する（ステップＳ２１２）。

【００４０】図１１は、アライメントマークＰ１〜Ｐ４
と、それらの像Ｐ’１〜Ｐ’４との光学的関係を示す模
式図である。この図１１に示すように、各アライメント
マーク像Ｐ’１〜Ｐ’４は、それぞれの主光線Ａ〜Ｄに
沿って焦点深度の範囲内で空間上に連続的に並んでいる
ものと考えられる。したがって、テスト用ガラス基板を
Ｚ軸方向に少しずつ平行移動し、各位置でのアライメン
トマーク像Ｐ’１〜Ｐ’４の空間位置を測定すれば、各
主光線Ａ〜Ｄの空間上での座標位置を離散的に測定する
ことができる。そして、測定された各離散点座標データ
から、各主光線Ａ〜Ｄが空間上で描く軌跡の式を演算す
ることができる。例えば、主光線Ａの軌跡は、離散点Ａ
１，Ａ２，Ａ３の座標データから演算される。

【００４１】次に、ＣＰＵ１３１は、上記ステップＳ２
１２の演算結果をメモリ１３２に格納する（ステップＳ
２１３）。次に、ＣＰＵ１３１は、テスト用ガラス基板
上に前工程の終了していない露光位置が存在するか否か
を判断する（ステップＳ２１４）。もし、前工程の終了
していない露光位置が存在する場合、ＣＰＵ１３１は、
ステージ１０７を次の露光位置（例えば、第２露光位
置）に移動させ（ステップＳ２１５）、前述のステップ
Ｓ２０３〜Ｓ２１４の動作を繰り返す。一方、テスト用
ガラス基板上の全ての露光位置（すなわち、第１〜第４
の露光位置）での測定および演算動作が終了すると、ス
テージ１０７からテスト用ガラス基板が排出される（ス
テップＳ２１６）。

【００４２】次に、図１０を参照して、第２層目の回路
パターンの露光工程について説明する。まず、ステージ
１０７に本番用ガラス基板が供給される（ステップＳ３
０１）。次に、ＣＰＵ１３１は、各軸制御部１４２を起
動し、アライメントスコープ１１４〜１１７が本番用ガ
ラス基板１０３の第１露光位置上に位置するように、ス
テージ１０７を駆動軸Ｘ１，Ｘ２，Ｙ方向に移動させる
（ステップＳ３０２）。次に、ＣＰＵ１３１は、レーザ
変位計１１９〜１２２を用いて、本番用ガラス基板の上
面位置を測定する（ステップＳ３０３）。次に、ＣＰＵ
１３１は、メモリ１３２から前述の基板上面位置基準デ
ータを読み出し、本番用ガラス基板の上面位置がこの基
板上面位置基準データと一致するように、ステージ１０
７をＺ軸方向に移動させる（ステップＳ３０４）。次
に、ＣＰＵ１３１は、アライメントスコープ１１４〜１
１７を用いて、本番用ガラス基板上に既に形成されてい
る各アライメントマークのＸＹ座標を測定する（ステッ
プＳ３０５）。次に、ＣＰＵ１３１は、前工程（図９参
照）のステップＳ２０８で得た各アライメントマーク像
のＸＹ座標データの内、対応する露光位置上で測定され
たＸＹ座標データ（最初は、テスト用ガラス基板の第１
露光位置において測定されたＸＹ座標データ）をメモリ
１３２から読み出す（ステップＳ３０６）。なお、この
ときメモリ１３２から読み出される各アライメントマー
ク像のＸＹ座標データは、テスト用ガラス基板の上面
を、基板上面基準位置データに従って最適ピント面に配
置したときに測定されたＸＹ座標データ、すなわちＮ回
の測定作業において最初に測定された座標データであ
る。

【００４３】次に、ＣＰＵ１３１は、上記ステップＳ３
０５における測定結果（本番用ガラス基板上での測定結
果）と、ステップＳ３０６でメモリ１３２から読み出さ
れたＸＹ座標データ（テスト用ガラス基板上での測定結
果）とを比較し、その誤差を演算する（ステップＳ３０
７）。次に、ＣＰＵ１３１は、演算された誤差が予め定
められた許容範囲内に入っている（十分０に近い）か否
かを判断する（ステップＳ３０８）。もし、当該誤差が
許容範囲から外れている場合、ＣＰＵ１３１は、メモリ
１３２から第１露光位置についての各アライメントマー
ク像の主光線Ａ〜Ｄの軌跡の式を読み出し（ステップＳ
３０９）、当該読み出した式に基づいて、上記誤差が許
容範囲内に入るような本番用ガラス基板の上面の空間位
置を演算する（ステップＳ３１０）。次に、ＣＰＵ１３
１は、上記ステップＳ３１０の演算結果に基づいて、ス
テージ１０７のＺ軸方向の補正量を各駆動軸Ｚ１〜Ｚ３
のそれぞれについて演算する（ステップＳ３１１）。次
に、ＣＰＵ１３１は、各軸制御部１４２を起動し、ステ
ージ１０７をステップＳ３１１で演算した補正量だけ駆
動軸Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３に沿って移動させる（ステップＳ
３１２）。なお、このとき必要に応じて、ステージ１０
７をＸ軸および／またはＹ軸方向に移動させてもよい。

【００４４】上記ステップＳ３１２の後、または前述の
ステップＳ３０８で誤差が許容範囲内に入っている場
合、ＣＰＵ１３１は、本番用ガラス基板上に第２層目の
回路パターンを露光する（ステップＳ３１３）。次に、
ＣＰＵ１３１は、本番用ガラス基板上に露光の終了して
いない露光位置が存在するか否かを判断する（ステップ
Ｓ３１４）。もし、露光の終了していない露光位置が存
在する場合、ＣＰＵ１３１は、ステージ１０７を次の露
光位置（例えば、第２露光位置）に移動させ（ステップ
Ｓ３１５）、前述のステップＳ３０３〜Ｓ３１４の動作
を繰り返す。一方、本番用ガラス基板上の全ての露光位
置（すなわち、第１〜第４の露光位置）での露光作業が
終了すると、ステージ１０７から本番用ガラス基板が排
出される（ステップＳ３１６）。

【００４５】上記のようにして、本番用ガラス基板に
は、第１層目の回路パターンの上に極めて高い重ね合わ
せ精度で第２層目の回路パターン（必要に応じて、アラ
イメントマーク）が露光される。次に、本番用ガラス基
板は、現像，エッチング等の工程を経て、その上面に第
２層目の回路パターン（およびアライメントマーク）が
形成される。

【００４６】なお、第３層目以降の回路パターンの露光
は、上述した第２層目の回路パターンの露光と同様にし
て行われる。すなわち、第ｉ（ｉ＝３以上の整数）層目
の回路パターンの露光は、概略的には、以下のようにし
て行われる。まず、第ｉ層目の回路パターンのマスク図
形が描画されたレチクル１０１を用いて、テスト用ガラ
ス基板上に第ｉ層目の回路パターンに付随するアライメ
ントマークの像が仮投影され、各アライメントマーク像
のＸＹ座標位置が測定される。この測定結果は、座標位
置データとしてメモリ１３２内に格納される。次に、テ
スト用ガラス基板が、本番用ガラス基板（既に第ｉ−１
層目の回路パターンまで形成されている）と差し替えら
れ、当該本番用ガラス基板上に既に形成されているアラ
イメントマークのＸＹ座標位置が測定される。次に、位
置データとして格納されたテスト用基板１０３上でのア
ライメントマーク像のＸＹ座標位置と、本番用ガラス基
板上で観測される実際のアライメントマークのＸＹ座標
位置との差が演算され、当該差が許容範囲内に収まるよ
うに、ステージ１０７がＺ軸方向（必要に応じて、ＸＹ
軸方向）に移動される。このように、本実施例では、位
置データとして保持された座標位置に現実のアライメン
トマークの座標位置を合わせ込むようにしているので、
非テレセントリックな光学系を有する拡大投影型露光装
置においても、各回路パターン間の重ね合わせ精度を高
精度に保つことができる。また、アライメント時に本番
用ガラス基板上でアライメント光が移動することがない
ので、不所望な領域が露光されるのを防止することがで
きる。

【００４７】なお、第ｉ層目の回路パターンのアライメ
ント時に本番用ガラス基板上で観測の対象となるアライ
メントマークは、第１層目の回路パターンと共に形成さ
れたアライメントマークを引き続き使用してもよいし、
第２層目〜第ｉ−１層目のいずれかの回路パターンと共
に形成されたアライメントマークを使用してもよい。実
際のカラー液晶表示パネルでは、重ね合わせ精度が厳し
い層間とそれほど厳しくない層間とが有るので、重ね合
わせ精度が厳しい層間については、アライメントマーク
の比較をダイレクトに行うようにしてもよい。

【００４８】また、上記実施例では、第１層目の回路パ
ターンを露光する際に、その絶対寸法精度を較正するよ
うにしているので、その上に厳しい重ね合わせ精度で露
光される２層目以降の回路パターンも高い絶対寸法精度
を有することになる。従って、カラーフィルタとの貼り
合わせ精度も良好なものとなる。ただし、そのような厳
しい絶対精度が要求されない場合は、第１層目の回路パ
ターンを露光する際に上記のような絶対寸法の較正を行
わないようにしてもよい。この場合でも、各回路パター
ンの層間の重ね合わせ精度は高く保たれる。

【００４９】また、本発明では、少なくとも投影レンズ
１０２とステージ１０７との間の主光線（出射側の主光
線）が非テレセントリックであればよく、レチクル１０
１と投影レンズ１０２との間の主光線（入射側の主光
線）は、テレセントリックまたは非テレセントリックの
いずれであってもよい。

【００５０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、テスト用基板
上に仮投影されたアライメントマーク像をアライメント
スコープで観察してその位置を測定し、その観察結果を
位置データとして記憶保持しておき、本番用基板上で測
定される実際のアライメントマークの位置との誤差が所
定の許容範囲内に収まるように、ステージを少なくとも
Ｚ軸方向に移動させるようにしているので、非テレセン
トリックな光学系を有する拡大投影型露光装置において
も、各回路パターンの層間の重ね合わせ精度を高精度に
保つことができる。また、アライメント時に本番用基板
上でアライメント光が移動することがないため、不所望
な領域が露光されるのを防止することができる。

【００５１】請求項２の発明によれば、各アライメント
マーク像を形成する光束の主光線が空間上で描く軌跡を
テスト用基板上で離散的に測定し、この測定結果に基づ
いて当該軌跡を表す式を演算して記憶保持しておき、こ
の記憶保持された式に基づいて本番用基板のＺ軸方向の
補正量を演算するようにしているので、Ｚ軸方向の補正
量を正確に演算できる。その結果、より高精度なアライ
メントが行える。

【００５２】請求項３の発明によれば、第１層目の回路
パターンを露光する前に、テスト用基板上に各アライメ
ントマークの像を仮投影し、これら仮投影されたされた
各アライメントマーク像間の絶対距離が理想値に近づく
ように、ステージを少なくともＺ軸方向に移動させるよ
うにしているので、テスト用基板と各光学系との位置関
係を理想的な状態に較正することができる。また、較正
後のステージのＸＹ平面内での位置と、Ｚ軸方向に沿う
テスト用基板の上面位置とを測定して記憶しておき、こ
の記憶されたデータに基づいて、本番用基板の露光位置
を調整するようにしているので、較正後の理想的な位置
関係を本番用基板でも再現することができる。その結
果、本番用基板上において、第１層目の回路パターンお
よびそれに付随するアライメントマークを高い絶対寸法
精度で露光することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るアライメント方法を
実行する拡大投影型露光装置の構成を示す外観斜視図で
ある。

【図２】図１の拡大投影型露光装置の電気的構成を示す
ブロック図である。

【図３】図１の拡大投影型露光装置において、第１層目
の回路パターンを露光する際の較正動作を示すフローチ
ャートである。

【図４】ガラス基板上に複数パネル分の回路パターンを
露光する場合において、ガラス基板上の各露光位置を示
す図である。

【図５】レチクルの構成の一例を示す図である。

【図６】図１の拡大投影型露光装置において、投影レン
ズと各アライメントスコープとの配置関係を示す図であ
る。

【図７】図１の拡大投影型露光装置において、ガラス基
板上に拡大投影されるアライメントマーク像の理想的な
位置を示す図である。

【図８】図１の拡大投影型露光装置において、ガラス基
板上に拡大投影されるアライメントマーク像の実際の位
置を示す図である。

【図９】図１の拡大投影型露光装置において、第２層目
の回路パターンを露光する際のアライメントのための前
工程を示すフローチャートである。

【図１０】図１の拡大投影型露光装置において、第２層
目の回路パターンを露光する際の露光工程を示すフロー
チャートである。

【図１１】各アライメントマークＰ１〜Ｐ４と、それら
の像Ｐ’１〜Ｐ’４との光学的関係を示す模式図であ
る。

【図１２】カラー液晶表示パネルの積層構造の一例を示
す分解斜視図である。

【図１３】従来の露光装置で採用されているテレセント
リック光学系の構成を示す図である。

【図１４】従来の露光装置で実行されている回路パター
ンの分割露光を説明するための図である。

【図１５】非テレセントリック光学系の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０１…レチクル １０２…投影レンズ １０３…ガラス基板 １１０〜１１２…レーザ干渉計 １１３…基準マーク １１４〜１１７…アライメントスコープ １１９〜１２２…レーザ変位計 １３０…ワークステーション １３１…ＣＰＵ １３２…メモリ １３３…操作器 １３４…ディスプレイ装置 １４１…照明制御部 １４２…各軸制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー液晶表示パネルの製造のために用
   いられる拡大投影型露光装置において、基板上に投影さ
   れる像の露光位置をアライメントするための方法であっ
   て、 前記拡大投影型露光装置は、 その上面に基準マークが形成され、かつ基板が載置され
   るステージと、 レチクルを透過した光パターンを前記ステージ上の基板
   に拡大投影し、少なくとも当該基板との間の主光線がそ
   の光軸に対して傾いている非テレセントリックな投影レ
   ンズと、 前記ステージを前記投影レンズの光軸と直交するＸＹ平
   面内で駆動する第１の駆動手段と、 前記ステージを、少なくとも３カ所において、前記投影
   レンズの光軸と平行なＺ軸方向に独立的に駆動する第２
   の駆動手段と、 前記基板上に形成されたまたは投影されたアライメント
   マークまたはその像を観察する複数のアライメントスコ
   ープと、 前記ステージの前記ＸＹ平面内での位置を検出するＸＹ
   位置検出手段と、 前記Ｚ軸方向に沿った前記基板の上面位置を、複数の箇
   所において検出する上面位置検出手段とを備えており、 前記ステージ上にテスト用基板を供給する第１のステッ
   プと、 前記ステージ上のテスト用基板が所定の露光位置にセッ
   トされるように、前記第１および第２の駆動手段を制御
   する第２のステップと、 前記レチクルに形成された複数のアライメントマーク
   を、前記テスト用基板上に拡大投影する第３のステップ
   と、 前記テスト用基板上に投影された各アライメントマーク
   像の位置を前記各アライメントスコープで観察し、その
   観察結果を位置データとして記憶保持する第４のステッ
   プと、 前記ステージ上のテスト用基板を本番用基板と差し替え
   る第５のステップと、 前記本番用基板上に既に形成されている各アライメント
   マークを前記各アライメントスコープで観察し、それら
   の位置を測定する第６のステップと、 前記第４のステップで記憶保持された各アライメントマ
   ーク像の位置データと前記６のステップで得られた各ア
   ライメントマークの位置との間の誤差を演算する第７の
   ステップと、 前記第７のステップで得られた誤差が予め定められた所
   定の許容範囲内に収まるように、少なくとも前記第２の
   駆動手段を制御する第８のステップとを備える、投影像
   のアライメント方法。
2. 【請求項２】 前記第４のステップの終了後、前記第５
   のステップの開始前に、前記テスト用基板を前記Ｚ軸方
   向に所定距離ずつ平行移動して、それぞれの場所におけ
   る前記各アライメントマーク像の位置を前記各アライメ
   ントスコープで観察し、当該観察結果に基づいて、前記
   各アライメントマーク像を形成する光束の主光線が空間
   上で描く軌跡を表す式を演算して記憶保持する第９のス
   テップをさらに備え、 前記第８のステップは、前記第９のステップで記憶保持
   された式に基づいて、前記本番用基板の前記Ｚ軸方向の
   補正量を演算し、当該演算された補正量に基づいて前記
   第２の駆動手段を制御する、請求項１に記載の投影像の
   アライメント方法。
3. 【請求項３】 前記本番用基板上に第１層目の回路パタ
   ーンおよびそれに付随するアライメントマークを露光す
   るステップとして、前記第１のステップの前に、 前記各アライメントスコープで前記ステージ上の基準マ
   ークを順次に観察し、それぞれの場合における前記ＸＹ
   位置検出手段の計測値から各アライメントスコープ間の
   絶対距離を演算する第１０のステップと、 前記ステージ上にテスト用基板を供給する第１１のステ
   ップと、 前記ステージ上のテスト用基板が所定の露光位置にセッ
   トされるように、前記第１および第２の駆動手段を制御
   する第１２のステップと、 前記レチクルに形成された複数のアライメントマーク
   を、前記テスト用基板上に拡大投影する第１３のステッ
   プと、 前記テスト用基板上の各アライメントマーク像を前記各
   アライメントスコープで観察し、その観察結果と、前記
   第１０のステップで得られた各アライメントスコープ間
   の絶対距離とに基づいて、各アライメントマーク像間の
   絶対距離を測定する第１４のステップと、 前記第１４のステップで得られた各アライメントマーク
   像間の絶対距離が理想的な値に近づくように少なくとも
   前記第２の駆動手段を制御する第１５のステップと、 前記第１５のステップ終了後、前記ＸＹ位置検出手段お
   よび前記上面位置検出手段による検出を行い、それらの
   計測値を記憶保持する第１６のステップと、 前記ステージ上のテスト用基板を本番用基板と差し替え
   る第１７のステップと、 前記第１６のステップで記憶保持された前記ＸＹ位置検
   出手段および前記上面位置検出手段の計測値に基づい
   て、前記第１および第２の駆動手段を制御することによ
   り、前記本番用基板の露光位置を調整する第１８のステ
   ップと、 前記第１８のステップで露光位置が調整された本番用基
   板上に前記第１層目の回路パターンおよびそれに付随す
   るアライメントマークを露光する第１９のステップとを
   備える、請求項１または２に記載の投影像のアライメン
   ト方法。