JPH07297105A - 拡大投影型露光装置における投影像の絶対寸法較正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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。 【構成】 テスト用ガラス基板上に拡大投影された各ア
ライメントマーク像Ｐ’１〜Ｐ’４間の絶対距離を測定
し、これら絶対距離が理想値から外れている場合は、ス
テージ１０７をＺ軸方向に移動させ、各アライメントマ
ーク像Ｐ’１〜Ｐ’４間の絶対距離を理想値に近づけ
る。これによって、テスト用ガラス基板上に投影される
像の絶対寸法を適正な寸法に較正することができる。ま
た、較正後のステージ１０７のＸＹ平面内での位置と、
Ｚ軸方向に沿うテスト用ガラス基板の上面位置とを記憶
しておく。これによって、その後に本番用ガラス基板に
対して行われる本番露光において、本番用ガラス基板の
位置をテスト用ガラス基板の較正後の位置と同じ位置に
再現することができる。その結果、本番用ガラス基板に
おいても、絶対寸法の正しい投影像が露光されることに
なる。

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
おける投影像の絶対寸法較正方法に関し、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、基板上に投影される像の
絶対寸法を較正する方法に関する。

【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９は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈ
ｉｎ 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９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ＴＦＴ
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１０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１０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１０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１１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合わせ精度が要求
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１２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１２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９参照）
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。

【００１３】

【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絶対寸
法を較正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、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１のステップと、ステージ上にテスト
用基板を供給する第２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３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４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１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
５のステップと、第５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
第２の駆動手段を制御する第６のステップと、第６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する第７の
ステップとを備えている。

【００１４】請求項２に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、テスト用基板は、複数パネル分の回路パターン
を露光するための複数の露光位置を有し、第３〜第７の
ステップは、テスト基板上の各露光位置において繰り返
し実行されることを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１に係る発明においては、まず各アライ
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ステージのＸＹ平面内での
位置から各アライメントスコープ間の絶対距離を演算し
ておく（第１のステップ）。次に、ステージ上にテスト
用基板を供給し（第２のステップ）、当該テスト用基板
が所定の露光位置にセットされるように、ステージを移
動させる（第３のステップ）。次に、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４のステップ）。次に、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１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５のス
テップ）。次に、第５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
ステージをＺ軸方向に移動させる（第６のステップ）。
そして、第６のステップ終了後、ステージのＸＹ平面内
での位置と、Ｚ軸方向に沿うガラス基板の上面位置とを
記憶する（第７のステップ）。このように請求項１の発
明では、テスト用基板上に拡大投影された各アライメン
トマーク像間の絶対距離が理想値から外れている場合、
ステージをＺ軸方向に移動させ、各アライメントマーク
像間の絶対距離を理想値に近づけるようにしているた
め、投影レンズとテスト用基板の上面との間の距離が適
正な距離に較正される。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
位置とを記憶するようにしているため、その後に本番用
基板に対して行われる本番の露光において、テスト用基
板の較正後の位置を本番用基板上で容易に再現すること
ができる。

【００１６】請求項２に係る発明においては、テスト用
基板が複数パネル分の回路パターンを露光するための複
数の露光位置を有しており、上記第３〜第７のステップ
が、テスト基板上の各露光位置において繰り返し実行さ
れる。

【００１７】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係る較正方法
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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】図３は、図１および図２に示す拡大投影型
露光装置における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、本発明の一実施例の動
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Ｐ１〜Ｐ
４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，Ｒｙ
１），（Ｒｘ２，Ｒｙ２），（Ｒｘ３，Ｒｙ３），（Ｒ
ｘ４，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Ｌ
２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、その値はメモリ１３２内に格納されて
いる。

【００２３】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、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１０７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、ＣＰＵ
１３１は、メモリ１３２に格納されたレーザ干渉計１１
０〜１１２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１１４〜１１７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。

【００２４】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、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。

【００２５】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。

【００２６】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ｍ
Ｌ１〜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１０２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１３２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。

【００２７】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。

【００２８】次に、ＣＰＵ１３１は、演算した各誤差
α，β，γ，δが予め定めた許容範囲内（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、ＣＰＵ１３１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Ｓ１０８）。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からの
変位が最小になるように補正量を演算する。次に、ＣＰ
Ｕ１３１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、ＣＰＵ１３
１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、ＣＰＵ１３１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。

【００２９】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）。

【００３０】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。

【００３１】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露光されてしまうから
である。したがって、テスト用のガラス基板上で較正動
作を行い、本番用のガラス基板は、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。

【００３２】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）。本番用ガラス基板のレジスト膜上にアライ
メントマークと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、２層目以下の
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Ｓ１１８の動作
は、他の露光位置においても同様に行われる。

【００３３】なお、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、テレセントリックであっても非テレセントリッ
クであってもよい。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、テスト用基板
上に拡大投影された各アライメントマーク像間の絶対距
離が理想値から外れている場合、ステージをＺ軸方向に
移動させ、各アライメントマーク像間の絶対距離を理想
値に近づけるようにしているので、テスト用基板上に投
影される像の絶対寸法を適正な寸法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記憶す
るようにしているので、その後に本番用基板に対して行
われる本番露光において、本番用基板の位置をテスト用
基板の較正後の位置と同じ位置に再現することができ
る。その結果、本番用基板上においても、絶対寸法の正
しい投影像が露光されることになる。

【００３５】請求項２の発明によれば、テスト用基板上
の各露光位置において、較正動作が繰り返し行われるた
め、各露光位置で露光される回路パターンの絶対寸法を
正しい寸法に較正することができる。したがって、１枚
の基板上に複数パネル分の回路パターンを形成する場合
であっても、カラーフィルタとの貼り合わせ精度を高く
保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る較正方法を実行する
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ける較正動作を
示すフローチャートである。

【図４】複数パネル露光用のガラス基板上の露光位置を
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】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１０】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１１】従来の露光装置におけ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１２】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 (2)

【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
   れる像の絶対寸法を較正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１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２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３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４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１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５のステップと、 前記第５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前記第２の駆
   動手段を制御する第６のステップと、 前記第６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
   測値を記憶する第７のステップとを備える、投影像の絶
   対寸法較正方法。
2. 【請求項２】 前記テスト用基板は、複数パネル分の回
   路パターンを露光するための複数の露光位置を有し、 前記第３〜第７のステップは、前記テスト基板上の各露
   光位置において繰り返し実行される、請求項１に記載の
   投影像の絶対寸法較正方法。