JPH1010746A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は露光装置に関し、露光転写に要する時
間を短縮し、スループツトを向上させる。 【解決手段】光源（２）からの光束（Ｌ１）を所定形状
に成形して回路パターンを有した原板（４）を照明する
照明光学系（３）と、原板（４）を透過した光束（Ｌ
２）を感光基板（７）に投影する投影光学系（８）とを
備えた露光装置（１）において、原板（４）と感光基板
（７）との相対的な回転ずれを補正することができる回
転ステージ（５）によつて原板（４）を保持し、さらに
該原板（４）を照明する所定形状の光束を回転して原板
（４）上の露光領域に対する回転ずれを補正する回転手
段（３５、３６）を照明光学系（３）に含むようにした
ことにより、感光基板（７）を戴置するステージの構造
を簡素化及び軽量化することができると共に、露光時の
位置ずれを容易に補正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は露光装置に関し、例
えば液晶デイスプレイ用の液晶パネルを作成する際に用
いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶デイスプレイに用いる液晶パ
ネルは露光装置によつて、表面にフオトレジストが塗布
された感光基板（以下、プレートという）にマスク（レ
チクル）に描かれた回路パターンを露光転写して作成し
ている。露光転写の工程では露光転写に先立つて、まず
基板搬送系によつて露光装置のステージ上に搬送された
プレートとレチクルとの位置合わせ（以下アライメント
という）を行う必要がある。この場合、ステージ上に搬
送されてきたプレートとレチクルとのｘｙｚ方向及びθ
（回転）方向の相対的な位置ずれはｘｙｚ方向及びθ方
向にそれぞれ微動可能な４層構造のステージにおいて各
層のステージをそれぞれ位置ずれ量に応じて微動調整す
ることにより補正している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、液晶デ
イスプレイの大型化が進むにつれて、液晶デイスプレイ
を形成する個々のパネル、すなわちパネルを形成するプ
レートが大型化されてきている。このようにプレートが
大型化して重量が増大すれば、当然プレートを載せて移
動するステージ自体もそれに見合うように大型化される
必要があり、重量も増大するようになる。実際、露光工
程においてプレート上にレチクルの回路パターンを露光
転写する場合、重量のかさんだプレートを上述したよう
な４層構造のステージによつて高速に移動してアライメ
ントしたり、さらにステツプアンドリピート方式により
露光処理することは、ステージの強度や制御方式等の点
で技術的な難しさを増してきている。このため液晶パネ
ルの大型化に伴う露光工程におけるプレートのアライメ
ント及び露光転写に要する処理時間の短縮が困難になつ
てきているという問題がある。本発明は以上の点を考慮
してなされたもので、プレートを載せるステージを軽量
化して、プレートの露光工程における処理時間を短縮し
得る露光装置を提案しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、光源（２）からの光束（Ｌ１）を
所定形状に成形して回路パターンを有したマスク（４）
を照明する照明光学系（３）と、マスク（４）を透過し
た光束を感光基板（７）に投影する投影光学系（８）と
を備えた露光装置（１）において、マスク（４）と感光
基板との相対的な回転ずれを検出する検出手段（３０
Ａ、３０Ｂ、３１Ａ、３１Ｂ）と、マスク（４）を戴置
して、マスク（４）を回転する回転ステージ（５）と、
照明光学系（３）の少なくとも一部を回転することによ
り、マスク（４）を照明する所定形状の光束を回転させ
る回転手段（３５、３６）と、検出手段（３０Ａ、３０
Ｂ、３１Ａ、３１Ｂ）の検出結果に基づいて、回転ステ
ージ（５）と回転手段とを制御する制御部（２０）とを
備える。

【０００５】ここでマスク（４）と感光基板（７）との
相対的な回転ずれを補正することができる回転ステージ
（５）によつてマスク（４）を保持し、さらに該マスク
（４）を照明する所定形状の光束を回転してマスク
（４）上の露光領域に対する回転ずれを補正する回転手
段（３５、３６）を照明光学系（３）に含むようにした
ことにより、感光基板（７）を戴置するステージ（６）
の構造を簡素化及び軽量化することができ、露光時の位
置ずれを容易に補正することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【０００７】図１において、１は全体としてステツプア
ンドリピート方式の露光装置を示しており、超高圧水銀
ランプ等の光源２から射出される露光光Ｌ１は、楕円鏡
２２によつて集光された後、ミラー２３によつて反射さ
れ、インプツトレンズ２４を介してフライアイレンズ系
２５に入射する。フライアイレンズ系２５の射出側には
多数の２次光源像が形成され、この各２次光源像からの
露光光Ｌ１は、レチクル４のパターン面と光学的に共役
な面に配置されたブラインド２６に入射する。

【０００８】ブラインド２６は、矩形状の開口部を有し
ており、レチクル４に入射する露光光の照明領域を設定
するために矩形状の開口の大きさを任意に設定する。ま
た、ブラインド２６は、アクチユエータ３５、３６の駆
動により光軸中心に回転可能である。ブラインド２６の
矩形状の開口を通過した露光光Ｌ１は、レンズ系２７、
ミラー２８、メインコンデンサレンズ２９を経て、レチ
クル４のパターン面に結像する。レチクル４は、回路パ
ターンとともに、レチクル４の位置決めのためのレチク
ルアライメントマークＲＭが形成されており、不図示の
吸着機構によりレチクルステージ５に載置されている。
レチクルステージ５はアクチユエータ１８、１９、２０
によりｘ、ｙ、θ方向に移動可能である。

【０００９】投影光学系８は、レチクル４を通過した露
光光を例えば１／５に縮小して、プレート７上に投影す
る。プレート７には、サーチアライメントのためのサー
チアライメントマークと、プレート７の位置決めのため
のアライメントマークＰＭが形成されている。プレート
７は、光軸ＡＸ方向（ｚ方向）に移動可能に設けられた
ｚステージ９上の不図示のホルダによつて真空吸着され
ている。また、ｚステージ９とベース１２との間には、
ｙ方向に移動可能なｙステージ１１とｘ方向に移動可能
なｘステージ１０とが配設されている。また、ｙステー
ジ１１には、基準マークを有した基準部材１３と不図示
の移動鏡が固設されている。基準部材１３は、プレート
７の上面とほぼ同じ高さになるように設定されている。

【００１０】不図示の移動鏡及びレーザ干渉系により、
プレート７のｘ座標、ｙ座標、回転座標系が常時計測さ
れ、この計測結果は、後述の制御部１５とステージ駆動
系１６に供給される。ステージ駆動系１６は、ｚステー
ジ９、ｘステージ１０、ｙステージ１１の駆動を制御す
るものである。また、本露光装置１には、レチクル４と
プレート７との位置決めをするための、ＴＴＲ（Throug
h The Reticle ）アライメント系３０（３０Ａ、３０
Ｂ）とＴＴＬ（Through The Lens）アライメント系３１
（３１Ａ、３１Ｂ）とが設けられている。なお、ＴＴＲ
アライメント系３０とＴＴＬアライメント系３１との動
作については後述する。

【００１１】さらに、本露光装置１には、投光部３２Ａ
と受光部３２Ｂとから構成されるフオーカスセンサ３２
が設けられている。投光部３２Ａ中には送光用のスリツ
ト板が設けられており、このスリツト板を透過した光束
が投光部３２Ａから射出する。投光部３２Ａから射出し
た光束は、光軸ＡＸと交差するプレート７上の露光面に
斜めから入射する。プレート７上の露光面で反射したス
リツト状の光束は、受光部３２Ｂに入射し、受光部３２
Ｂの受光器に結像する。受光器は、受光したスリツト状
の光束を光電検出する。

【００１２】制御部１５は、露光装置全体を制御すると
ともに、特に、ブラインド２６、レチクルステージ５、
ステージ駆動系１６、ＴＴＲアライメント系３０、ＴＴ
Ｌアライメント系３１、フオーカスセンサ３２を制御す
る。ここで、制御部１５の制御によるＴＴＲアライメン
ト系３０とＴＴＬアライメント系３１との動作について
説明する。制御部１５は、不図示のレチクルアライメン
ト顕微鏡とステージ駆動系１６とを制御して、ｙステー
ジ１１上に設けられた基準部材１３の基準マークとレチ
クル４上に形成されたレチクルアライメントマークＲＭ
とを観察する。制御部１５は、レチクルステージ５の位
置を微調整することにより、基準マークの中心とレチク
ルアライメントマークＲＭの中心とを合致させる。

【００１３】次に、制御部１５は、ＴＴＲアライメント
系３０を制御して、基準部材１３の基準マークからの回
析光と、レチクルアライメントマークＲＭからの回析光
とから位相差を求め、基準部材１３の基準マークとレチ
クルアライメントマークＲＭとの位置ずれ量を求める。
なお、ＴＴＲアライメント系３０から射出されるレーザ
光は、レチクル４の不図示の透明部を通過した後、投影
レンズ８を介して基準部材１３の基準マークに入射す
る。この位置ずれ量は、目標追い込み値としてＴＴＲア
ライメント系３０内の記憶部に記憶される。制御部１５
は、レチクルアライメント完了後のレチクルステージ５
の位置を記憶している。

【００１４】次に、制御部１５は、ＴＴＬアライメント
系３１を制御して、プレート７上のサーチアライメント
マークを検出して、プレート７のサーチアライメントを
行う。これにより、制御部１５は、プレート７の各シヨ
ツト領域の大まかな配置を認識することができる。制御
部１５は、ＴＴＲアライメント系３１とステージ駆動系
１６とを制御して、レチクルアライメントマークＲＭ
と、このレチクルアライメントマークＲＭに対応して設
けられているプレート７上のアライメントマークＲＭと
を検出して、レチクルアライメントマークＲＭからの回
析光とプレート７上のアライメントマークＰＭからの回
析光とから位相差を求め、レチクルアライメントマーク
ＲＭとプレート７上のアライメントマークＰＭとの位置
ずれ量を求める。

【００１５】ＴＴＲアライメント系３０内の処理系で
は、ＴＴＲアライメント系３０内の記憶部で記憶してい
る目標追い込み値と、レチクルアライメントマークＲＭ
とプレート７上のアライメントマークＰＭとの位置ずれ
量との差を制御部１５へ出力する。制御部１５は、ＴＴ
Ｒアライメント系３０内の記憶部で記憶している目標追
い込み値と、レチクルアライメントマークＲＭとプレー
ト７上のアライメントマークＰＭとの位置ずれ量との差
に基づいてレチクルステージ５をｘ、ｙ、θ方向に位置
決めする。

【００１６】かくしてレチクル４のプレート７に対する
ｘｙｚ及びθ方向における相対位置の位置ずれは、ＴＴ
Ｒアライメント系３０及びＴＴＬアライメント系３１
と、フオーカスセンサ３２により検出される相対位置の
位置ずれ量に基づいて制御部１５が補正量を算出して、
アクチユエータ１８、１９及び２０と、ステージ駆動系
１６とを駆動制御することによつて補正され得る。この
場合、レチクル４のｘ方向の位置ずれはアクチユエータ
１８を押し引き駆動することにより、又ｙ方向の位置ず
れはアクチユエータ１９及び２０を同方向に同量、押し
引き駆動することによつて補正するようになされてい
る。

【００１７】さらにレチクル４とプレート７との間のθ
方向に関する相対的な回転ずれについては、位置ずれ量
に応じてアクチユエータ１９及び２０の一方を押し、他
方を引くような動作をさせることにより、レチクルステ
ージ５を回転駆動して回転ずれを補正するようになされ
ている。かくしてレチクル４とプレート７との相対的な
θ方向の回転ずれをレチクルステージ５の回転制御によ
つて補正するようにして、ステージ６よりθステージを
省いた分、ステージ６全体の重量を軽減し得、ステージ
６のアライメント制御及びステツプアンドリピート方式
による露光動作を容易になし得る。

【００１８】ここでθ方向の回転ずれに関して、ブライ
ンド２６で成形された光束の矩形照明領域とレチクル４
の露光領域との間で生じる回転ずれ量が大きく、レチク
ル４を回転させたことによつて矩形照明領域がレチクル
４の露光領域からずれてしまう場合がある。この場合、
制御部１５はレチクル４の回転に加えて、さらにブライ
ンド２６をレチクル４に対してθ方向に回転させること
によつて矩形照明領域がレチクル４の露光領域全体を漏
れなく照明するように設定するようになされている。

【００１９】前述のように、ブラインド２６には、ブラ
インド２６を回転駆動させるためのアクチユエータ３５
及び３６が設置されており、制御部１５の制御によつて
プレート７の許容回転誤差を越えたレチクル４に対して
補正量に応じてアクチユエータ３５及び３６を駆動させ
ることにより、θ方向に回転ずれをもつた光束による矩
形照明領域をレチクル４の露光領域に合致するように補
正し得る。このθ方向の回転ずれ補正は、照明領域の最
終的な位置制御をレチクルステージ５を回転させること
によつて行なうようにするため、ブラインド２６の回転
による位置制御はある程度大まかでよく、これによりア
ライメントの高速化が容易になし得、プレート７の露光
転写におけるスループツトを向上し得る。

【００２０】以上の構成において、レチクル４に形成さ
れた回路パターンをプレート７上に露光転写するときの
制御部１５の制御によるアライメント及び露光の工程を
図２に示すｘｙθ位置制御シーケンスに従つて説明す
る。まずステツプＳＰ１において、露光装置１に搬送系
（図示せず）によつてプレート７が搬送されて、ｚステ
ージ９上に戴置され（ローデイング）、真空吸着される
（ステツプＳＰ２）。

【００２１】制御部１５は、ｚステージ９上に真空吸着
されたプレート７とレチクル４とのｘｙθ方向に関する
相対位置を前述のようにＴＴＲアライメント系３０及び
ＴＴＬアライメント系３１によつて検出する（ステツプ
ＳＰ３）。ここで制御部１５は、ＴＴＲアライメント系
３０及びＴＴＬアライメント系３１からの位置情報から
レチクル４とプレート７との相対位置に基づいてｘｙθ
方向の位置ずれ量を算出し、さらにｘ、ｙ及びθ方向の
補正量を算出する（ステツプＳＰ４）。制御部１５は、
ステツプＳＰ５において、フイードバツクされるθ方向
の回転ずれから補正量を算出して、これに基づいてアク
チユエータ１９及び２０をそれぞれ押し引き制御するこ
とによりレチクルステージ５をθ方向に回転させて回転
ずれを補正する。

【００２２】ここでθ方向の回転ずれに関して、ブライ
ンド２６で成形された光束の矩形照明領域とレチクル４
の露光領域との間で生じる回転ずれ量が大きく、レチク
ル４を回転させることによつて矩形照明領域がレチクル
４の露光領域からずれてしまう場合がある。この場合、
制御部１５はレチクル４の回転に加えて、さらにθ方向
の補正量に応じてアクチユエータ３５及び３６を介して
ブラインド２６をレチクル４に対して回転させる。これ
により制御部１５の回転ずれ量に応じた駆動制御によ
り、露光光Ｌ１の光束による矩形照明領域のレチクル４
の露光領域に対する回転ずれを補正することができる。

【００２３】このようにしてｚステージ９上に戴置され
たプレート７とレチクル４とのθ方向に関するアライメ
ントが完了すると、制御部１５はＳＰ４にて算出された
ｘ及びｙ方向の補正量を用いてプレート７上にレチクル
４面に形成された回路パターンをプレート７上に順次、
露光転写していく（ステツプＳＰ６）。これによりｘｙ
θ位置制御シーケンスを終了する。尚、ｘｙθ位置制御
シーケンスによる位置ずれの補正は１枚のプレート処理
毎に１回又は数回、或いは１回の露光毎等、設定される
アライメントモードに応じて実行することができる。

【００２４】以上の構成によれば、プレート７の露光領
域に対して照射される光束の矩形照明領域がθ方向に回
転ずれを有している場合、ＴＴＲアライメント系３０及
びＴＴＬアライメント系３１より得られるレチクル４と
プレート７とのθ方向の相対的な回転ずれ量から、制御
部１５において補正量を算出して、この補正量に基づい
てアクチユエータ１９及び２０を駆動制御し、レチクル
ステージ５をθ方向に回転させることにより、回転ずれ
を補正することができる。このようにレチクル４とプレ
ート７とのθ方向の相対的な回転ずれをレチクルステー
ジ５を回転制御することによつて補正するようにしたこ
とにより、θステージをプレート７側に設けずともよ
く、その分、重量を軽減し得るので比較的大型のプレー
トについてもアライメント動作及びステツプアンドリピ
ート動作を高速になし得る。

【００２５】ここで、レチクル４のプレート７に対する
θ方向の回転ずれ量が大きく、レチクル４を回転制御す
ることによつて、レチクル４の露光領域に対する露光光
Ｌ１の照明領域がずれてしまう場合、制御部１５は、さ
らにブラインド２６をレチクル４に対してθ方向に回転
させることによつて回転ずれを補正するとともに、矩形
照明領域がレチクル４の露光領域に合致するようにさせ
ることができる。これによりレチクル４のプレート７に
対するθ方向の回転ずれを制御部１５によるレチクル４
及びブラインド２６の回転制御によつて容易に補正し得
る。この場合、制御部１５においては、照明領域の最終
的なθ方向の回転ずれの補正をレチクルステージ５の回
転で実行するため、ブラインド２６の回転制御はある程
度大まかでよい。これにより露光装置１においてアライ
メントを高速になし得、プレートへ回路パターンを露光
転写するときのスループツトを向上し得る。

【００２６】なお上述の実施例においては、露光光Ｌ1
による矩形照明領域とレチクル４の露光領域との間の回
転ずれ量がレチクル４を回転制御して修正できる回転誤
差を超えてしまうとき、ブラインド２６を回転すること
によつて矩形照明領域の回転ずれを補正した場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、例えば反射鏡２８
等、照明光学系３の少なくとも一部を回転することによ
つて矩形照明領域の回転ずれを補正するようにしても良
い。

【００２７】また上述の実施例においては、ｘｙｚθ方
向の回転ずれを補正する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、プレート７のレベリング、いわゆるｚ
θ方向の位置ずれを補正する場合にも適用し得る。また
上述の実施例においては、ステツプアンドリピート方式
の露光装置においてレチクル４を照明する矩形照明領域
の位置ずれを補正する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、走査型の露光装置において、走査する光
束のθ方向の位置ずれを補正する際にも適用し得る。

【００２８】さらに上述の実施例においては、液晶パネ
ルに回路パターンを露光転写する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、例えば半導体装置に回路パ
ターンを露光転写するものに用いても良い。

【００２９】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、光源か
らの光束を所定形状に成形して回路パターンを有したマ
スクを照明する照明光学系と、マスクを透過した光束を
感光基板に投影する投影光学系とを備えた露光装置にお
いて、マスクと感光基板との相対的な回転ずれを補正す
ることができる回転ステージによつてマスクを保持し、
さらに該マスクを照明する所定形状の光束を回転してマ
スク上の露光領域に対する回転ずれを補正する回転手段
を照明光学系に含むようにしたことにより、回転ずれを
補正するステージを設けない分、感光基板を戴置するス
テージの構造を簡素化及び、軽量化することができ、露
光時の回転ずれを容易に補正することができる。かくし
てステージを高速に駆動制御して感光基板の露光転写に
おけるスループツトを向上し得る露光装置を実現し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による露光装置の全体構成を示す斜視図
である。

【図２】ｘｙθ方向の位置制御シーケンスを示すフロー
チヤートである。

【符号の説明】

１……露光装置、２……光源、３……照明光学系、４…
…レチクル、５……レチクルステージ、７……プレー
ト、８……投影光学系、９……ｚステージ、１０……ｘ
ステージ、１１……ｙステージ、１２……ベース、１３
……基準部材、１５……制御部、１６……ステージ駆動
系、１８、１９、２０、３５、３６……アクチユエー
タ、２３、２８……反射鏡、２６……ブラインド、３０
……ＴＴＲアライメント系、３１……ＴＴＬアライメン
ト系、３２……フオーカス及びレベリングセンサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光束を所定形状に成形して回路
   パターンを有したマスクを照明する照明光学系と、前記
   マスクを透過した光束を感光基板に投影する投影光学系
   とを備えた露光装置において、 前記マスクと前記感光基板との相対的な回転ずれを検出
   する検出手段と、 前記マスクを戴置して、前記マスクを回転する回転ステ
   ージと、 前記照明光学系の少なくとも一部を回転することによ
   り、前記マスクを照明する前記所定形状の光束を回転さ
   せる回転手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて、前記回転ステージ
   と前記回転手段とを制御する制御部とを備えることを特
   徴とする露光装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、前記回転ステージの回転
   量に応じて、前記回転手段の回転量を制御することを特
   徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 【請求項３】前記照明光学系は、前記光源からの光束を
   所定形状に成形するブラインド機構を含んでおり、前記
   回転手段は前記ブラインド機構を回転することを特徴と
   する請求項１又は請求項２に記載の露光装置。