JP2000227663A

JP2000227663A - 露光方法およびマスク

Info

Publication number: JP2000227663A
Application number: JP2792099A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Murakami; 雅一村上; Masanori Kato; 正紀加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-02-04
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 2000-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】マークを用いてマスクと基板とをアライメン
トする際にも高精度な補正を可能にする。【解決手段】マスクＲのパターン領域１７に露光光を
照射して、パターン領域１７に形成されたパターンを基
板Ｐに露光する露光方法において、パターン領域１７に
前記パターンとは異なるマーク１８を形成し、パターン
とマーク１８とに露光光を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パターンが形成さ
れたマスクおよびマスクのパターンを露光する露光方法
に関し、特に、マスクのパターンを複数合成して基板に
露光する際に用いて好適な露光方法およびマスクに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示素子等を製造する露光
装置としては、マスク上に形成されたパターンを感光基
板の所定露光領域に露光した後、感光基板を一定距離だ
けステッピングさせて、再びマスクのパターンを露光す
ることを繰り返す、いわゆるステップ・アンド・リピー
ト方式のもの（ステッパー）がある。

【０００３】従来、例えば大面積の液晶表示素子用のＬ
ＣＤパターンをステッパーで形成する際には、通常画面
合成法が用いられている。この画面合成法は、例えば、
分割されたＬＣＤパターンのそれぞれに対応する複数の
パターンを有するマスクを用い、マスクの照明領域に対
応するガラス基板の露光領域に該マスクのパターンを露
光した後に、ガラス基板をステップさせるとともにマス
クの照明領域を変更し、この照明領域に対応する露光領
域に該マスクのパターンを露光することにより、ガラス
基板に複数のパターンが合成されたＬＣＤパターンを形
成するものである。

【０００４】ところで、上記画面合成法を行う際には、
マスクのパターン描画誤差や投影光学系のレンズの収
差、ガラス基板をステップ移動させるステージの位置決
め誤差等に起因してパターンの継ぎ目部に段差が発生
し、デバイスの特性が損なわれたり、さらに、画面合成
された分割パターンを多層に重ね合わせた場合、各層の
露光領域の重ね誤差やパターンの線幅差がパターンの継
ぎ目部分で不連続に変化し、デバイスの品質が低下する
ことを回避するために、いわゆる、つなぎ合わせ露光が
行われている。

【０００５】このつなぎ合わせ露光は、隣接する露光領
域でこの継ぎ目部分をつなぎ合わせ、且つ各露光領域
で、例えば、露光時間を変化させることでこの継ぎ目部
分の露光量（露光エネルギ量）を境界へ向けて比例的に
減少させることによって、重ね合わせて露光した際に、
この部分の露光量を他の部分の露光量と略一致させるも
のであり、例えば、特開平６−２４４０７７号公報や特
開平７−２３５４６６号公報に開示されている。

【０００６】一方、パターンの繰り返し性という特長と
上記のつなぎ合わせ露光とを用いて、遮光帯を使わずに
パターン内部で露光位置を変更するという方法も考えら
れている。この方法は、ガラス基板の位置を変更するこ
とにより、マスクのパターンの内、繰り返しパターンを
複数の露光領域に露光するものである。

【０００７】上記のように、マスクのパターンをガラス
基板上に高精度に重ね合わせるためには、マスクのパタ
ーン近傍に形成されたマークとガラス基板に形成された
マークとを観察する観察システムを用いることで、マス
クとガラス基板とを位置決めしている。

【０００８】

【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マスクには、以下のよう
な問題が存在する。一枚のマスクに複数のパターンを形
成する場合、各パターン毎に、且つガラス基板上に露光
されない位置にマークを形成する必要がある。そのた
め、マスク上のパターン間隔が大きくなってしまい、マ
スク上の有効露光領域が減少するという問題があった。

【０００９】また、マスク上の繰り返しパターンを複数
の露光領域に露光する場合、繰り返しパターンの近傍に
は他のパターンが存在するため、マークを配置する位置
が制限されてしまう。特に、パターンを継ぐための分割
ライン近傍には、マークをほとんど形成できないので、
ラインから離間した位置、例えば、ライン両端の外側に
しか配置できなかった。

【００１０】この場合、マスクとガラス基板とをアライ
メントする際に得られる情報、例えば、マスク製造誤差
を含む投影レンズのディストーション誤差等の情報が少
なくなってしまう。そのため、マスクとガラス基板との
間で行われる補正の精度が低下して、良好な重ね合わせ
精度および重ね合わせ精度差を得ることが困難になって
しまう。

【００１１】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、マークを用いてマスクと基板とをアライメ
ントする際にも高精度な補正が可能な露光方法およびマ
スクを提供することを目的とする。また、本発明は、マ
スクにマークを形成してもマスク上の有効露光領域を拡
大することを可能にする露光方法およびマスクを提供す
ることも目的とする。

【００１２】

【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４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、マスク（Ｒ）のパターン領域（１７）に露光光を照
射して、パターン領域（１７）に形成されたパターン
（１９）を基板（Ｐ）に露光する露光方法において、パ
ターン領域（１７）にパターン（１９）とは異なるマー
ク（１８、１８ａ）を形成し、パターン（１９）とマー
ク（１８、１８ａ）とに露光光を照射することを特徴と
するものである。

【００１３】従って、本発明の露光方法では、マーク
（１８、１８ａ）をパターン（１９）と離間させること
なく、パターン（１９）の近傍に配置することが可能に
なるので、マーク（１８、１８ａ）を用いてマスク
（Ｒ）と基板（Ｐ）とをアライメントする際の情報をよ
り多く、且つ高精度に得ることができる。そのため、マ
スク（Ｒ）と基板（Ｐ）との間で行われる補正が高精度
になり、良好な重ね合わせ精度および重ね合わせ精度差
を得ることができる。

【００１４】また、本発明のマスクは、パターン領域
（１７）に形成されたパターン（１９）を有するマスク
（Ｒ）において、パターン領域（１７）にパターン（１
９）とは異なるマーク（１８、１８ａ）を形成したこと
を特徴とするものである。

【００１５】従って、本発明のマスクでは、マスク
（Ｒ）のアライメントに用いるマーク（１８、１８ａ）
をパターン領域（１７）外に形成する必要がなくなるの
で、従来マーク（１８、１８ａ）を形成していた領域に
もパターン（１９）を形成することができるようにな
り、マスク（Ｒ）上の有効露光領域を拡大することがで
きる。また、マスク（Ｒ）と基板（Ｐ）とをアライメン
トする際にも、マーク（１８、１８ａ）をパターン（１
９）と離間させることなく、パターン（１９）の近傍に
配置することが可能になるので、マーク（１８、１８
ａ）を用いてマスク（Ｒ）と基板（Ｐ）とをアライメン
トする際の情報をより多く、且つ高精度に得ることがで
きるようになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光方法およびマ
スクの第１の実施の形態を、図１および図２を参照して
説明する。ここでは、例えば、液晶ディスプレイデバイ
スを製造するためのマスクおよびガラス基板を用いた露
光装置の例を用いて説明する。

【００１７】図１は、露光装置１の概略構成図である。
露光装置１は、レチクル（マスク）Ｒに形成された液晶
デバイスパターン（パターン）を感光剤（不図示）が塗
布された角形のガラス基板（基板）Ｐ上へ投影転写する
ものであって、水銀ランプ２、照明光学系３、投影光学
系（投影系）４、基板ステージ５およびレチクルステー
ジ（不図示）を主体として構成されるものである。

【００１８】水銀ランプ２は、露光光としてのビームＢ
を発するものである。この水銀ランプ２には、楕円鏡６
が付設されている。楕円鏡６は、水銀ランプ２が発する
露光光を集光するものである。また、水銀ランプ２から
発生するビームＢは、ライトガイド等の光伝搬手段によ
って基板ステージ５に導かれる構成になっている。

【００１９】照明光学系３は、反射ミラー７，８と、波
長選択フィルタ（不図示）と、フライアイインテグレー
タ９と、レチクルブラインド１０と、レンズ系１１と、
ハーフミラー１２とから概略構成されている。反射ミラ
ー７は、楕円鏡６で集光されたビームＢを波長選択フィ
ルタへ向けて反射するものである。反射ミラー８は、レ
チクルブラインド１０を通過したビームＢをレンズ系１
１へ向けて反射するものである。

【００２０】波長選択フィルタは、ビームＢのうち露光
に必要な波長（ｇ線やｉ線）のみを通過させるものであ
る。フライアイインテグレータ９は、波長選択フィルタ
を通過したビームＢの照度分布を均一にするものであ
る。レチクルブラインド１０は、フライアイインテグレ
ータ１０を通過したビームＢがレチクルＲを照明する照
明領域を設定するものであって、ビームＢと直交する平
面内で露光毎に開口の大きさをそれぞれ切り替え可能、
且つ、開口を一定に維持しながらこの互いに直交する方
向にそれぞれ移動自在になっている。レンズ系１１は、
レチクルブラインド１０の開口で設定された照明領域の
像をレチクルＲで結像させるものである。

【００２１】ハーフミラー１２は、反射ミラー７で反射
したビームＢをレチクルブラインド１０へ向けて通過さ
せるとともに、光伝搬手段１２によって基板ステージ５
に導かれ、該基板ステージ５側から投影光学系４を介し
て入射するビームＢを、光量計（不図示）を備えた受光
部１３へ向けて反射するものである。光量計は、入射し
たビームＢの光量を検出するものである。

【００２２】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へ移動自在とされて
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、不図示のレーザ干渉計から
レーザ光１５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の位置が検出される構成になって
いる。また、基板ステージ５には、光伝搬手段１２で導
かれたビームＢを光軸に沿って投影光学系４へ向けて反
射する反射ミラー１６が設けられている。

【００２３】レチクルＲは、投影光学系４側の面に上記
液晶デバイスパターンが形成されたパターン領域１７を
有している。このパターン領域１７には、液晶デバイス
パターンとは異なり、レチクルＲをアライメントするた
めの遮光性のマーク１８が形成されている。

【００２４】図２は、レチクルＲのパターン領域１７に
おける液晶デバイスパターンおよびマークの配置図であ
る。液晶デバイスパターン（パターン）１９は、画素電
極２０、ゲート線２１、信号線２２、ドレイン２３およ
びＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２４からそれぞれなるほ
ぼ同一の画素パターン（部分パターン）２５がＸ方向お
よびＹ方向にそれぞれ一定のピッチで複数配列された構
成になっている。これら画素電極２０、ゲート線２１、
信号線２２、ドレイン２３は、複数の異なるレチクルＲ
に形成されたパターンがレイヤー毎に重ね合わされるこ
とにより形成されるものである。

【００２５】一例として、パーソナルコンピュータに用
いられるこれら画素パターン２５は、Ｘ方向に７０〜１
００μｍのピッチで順次Ｒ・Ｇ・Ｂに対応するように、
且つＹ方向に２００〜３００μｍのピッチで配列されて
いる。

【００２６】ゲート線２１は、液晶ディスプレイの走査
線に対応するものであって、Ｙ方向に上記２００〜３０
０μｍピッチで配置されている。信号線２２は、特定の
ＴＦＴ２４を駆動するものであって、Ｘ方向に上記７０
〜１００μｍのピッチで配置されている。これらゲート
線２１、信号線２２およびドレイン線２３は、その線幅
が８〜２０μｍ程度に設定されており、短絡を防ぐため
に二次元的に離間して配置されている。

【００２７】液晶デバイスパターン１９には、場所によ
って１０μｍ程度の隙間が存在している。そして、上記
マーク１８は、各画素パターン２５近傍に位置する隙間
に納まるように、且つ画素パターン２５の大きさに対し
て極微小の５μｍ程度の大きさを有する十字形状に形成
され、画素パターン２５毎にほぼ同じ位置関係で配置さ
れている。

【００２８】また、マーク１８は、上記複数のレチクル
Ｒのパターンが重ね合わされたときに、各画素パターン
２５近傍に形成されるように、各画素パターン２５毎に
いずれかのレチクルＲに、且つ隣接する画素パターン２
５ではレイヤーが異なるように形成されている。

【００２９】上記の構成の露光装置およびレチクルの作
用について以下に説明する。始めに、レチクルＲとガラ
スプレートＰとをアライメントする手順について説明す
る。ます、図１に示すように、水銀ランプ２から発生す
る露光光のビームＢを光伝搬手段１２および反射ミラー
１６を介して基板ステージ５側から投影光学系４へ向け
て投射する。

【００３０】次に、レチクルＲ上のマークの内、パター
ン領域１７の外側に形成されたマーク（不図示）を、投
射されたビームＢをアライメント光として投影光学系４
を通して観察する。具体的には、基板ステージ５を移動
させながら投影光学系４、ハーフミラー１２を介して受
光部１３に入射したビームＢの光量を検出する。

【００３１】基板ステージ５の移動により、ビームＢが
レチクルＲのマーク１８を通過すると、光量が低下す
る。このマークの位置および基板ステージ５におけるビ
ームＢの投射位置は既知である。また、基板ステージ５
の位置は、レーザ干渉計によって検出されている。その
ため、受光部１３に入射したビームＢの光量が低下した
ときの基板ステージ５の位置を検出することによって、
レチクルＲを一旦アライメントする。

【００３２】次に、上記と同様の手順でパターン領域１
７内のマーク１８を通過するビームＢの光量を複数回計
測することにより、計測されたマーク１８の位置と、各
マーク１８の設計上あるべき理想点とのずれ量を求める
ことができる。ここで、つなぎ合わせ露光を行う際に
は、レチクルＲ上に仮想設定される分割ライン近傍に位
置するマーク１８を用いて計測を実施する。

【００３３】そして、このずれ量を用いて、レチクルＲ
のパターニング誤差を含む投影光学系４のディストーシ
ョン誤差に対するレチクルＲの回転補正量、ＸＹシフト
補正量、ＸＹ倍率オフセット量を最小二乗近似やｎ次式
による近似などで求めることができる。そして、これら
の補正量に基づいてレチクルＲを最終的に位置決めし、
投影光学系４の結像特性を変更して露光処理に入る。

【００３４】レチクルＲが、レチクルステージにアライ
メントされてセットされると、レチクルブラインド１０
を移動させる。これにより、レチクルＲには、レチクル
ブラインド１０の開口に対応して画素パターン２５を含
む照明領域が設定される。レチクルブラインド１０を移
動させると同時に、該レチクルブラインド１０で設定さ
れた照明領域に対応する位置に基板ステージ５を移動さ
せる。

【００３５】この基板ステージ５の移動の際には、レー
ザ干渉計が基板ステージ５上の移動鏡１４に向けてレー
ザ光１５を射出し、その反射光と入射光との干渉に基づ
いて距離を測定し、基板ステージ５の位置を正確に検出
する。

【００３６】レチクルブラインド１０および基板ステー
ジ５が所定位置にセットされると、露光装置１では、水
銀ランプ２からの露光光であるビームＢが楕円鏡６で集
光され、反射ミラー７から波長選択フィルタに入射す
る。波長選択フィルタで露光に必要な波長のみが通過し
たビームＢは、フライアイインテグレータ９で均一な照
度分布に調整された後、レチクルブラインド１０に到達
する。

【００３７】レチクルブラインド１０の開口を通過した
ビームＢは、レンズ系１１に入射する。このレンズ系１
１によりレチクルブラインド１０の開口の像が反射ミラ
ー８で反射した後、レチクルＲで結像し、開口に対応す
るレチクルＲの照明領域が照明される。レチクルＲの照
明領域に存在する画素パターン２５を含む液晶デバイス
パターン１９およびマーク１８の像は、投影光学系４に
よりガラス基板Ｐ上に結像する。これにより、ガラス基
板Ｐ上に画素パターン２５を含む液晶デバイスパターン
１９の一部が転写される。このとき、ガラス基板Ｐ上に
は、画素パターン２５と同時に、いくつかの画素パター
ン２５にマーク１８も転写される。

【００３８】この露光中においては、レチクルブライン
ド１０が移動することで、レチクルブラインド１０の開
口を形成する辺の内、変位した辺により設定されたガラ
ス基板Ｐ上の露光領域では、露光される露光エネルギ量
が一定の比率で漸次減少した状態で露光される。

【００３９】続いて、ガラス基板Ｐ上において部分的に
重なり合う露光領域に露光する。上記と同様に、レチク
ルブラインド１０および基板ステージ５を移動させる。
これにより、レチクルＲには、レチクルブラインド１０
の開口に対応して、画素パターン２５を含む照明領域が
設定される。また、基板ステージ５は、レチクルブライ
ンド１０で設定された照明領域に対応する位置にガラス
基板Ｐがセットされるように移動する。具体的には、上
記露光エネルギ量が漸次減少した状態で露光された露光
領域が重複して露光される位置に、ガラス基板Ｐをセッ
トする。

【００４０】そして、上記と同様に露光処理が行われる
と、レチクルブラインド１０の開口に対応するレチクル
Ｒの照明領域が照明される。レチクルＲの照明領域に存
在する液晶デバイスパターン１９の像が、投影光学系４
によりガラス基板Ｐ上に結像することにより、ガラス基
板Ｐ上に画素パターン２５を含む液晶デバイスパターン
１９が転写される。

【００４１】ここでも、露光処理の際、レチクルブライ
ンド１０が所定の速度で移動して、重複して露光される
露光領域の露光エネルギ量を一定の比率で漸次減少させ
る。この結果、重複露光領域は、二回の露光によって他
の露光領域とほぼ同一の露光エネルギ量で露光される。

【００４２】そして、上記と同様に、レチクルブライン
ド１０および基板ステージ５を順次移動させて露光する
ことにより、ガラス基板Ｐ上に一層目のレイヤーに対応
する液晶デバイスパターン１９が転写される。

【００４３】一枚目のレチクルＲを用いての露光処理が
完了すると、二層目のレイヤーを露光する際に用いるレ
チクルＲに交換して上記と同様のアライメントを行う。
ガラス基板Ｐは、コータ・デベロッパに搬送され、現
像、エッチング等の処理が施された後に再度感光剤を塗
布され、二層目のレイヤーを露光するために露光装置１
の基板ステージ５へ搬送される（このときの露光装置
は、一層目のレイヤーを露光する際に用いた露光装置と
別であってもよい）。

【００４４】ここで、ガラス基板Ｐは、一層目のパター
ンと二層目のパターンとを高精度に重ね合わせるため
に、例えばオフアクシス系等の基板アライメント系によ
ってアライメント（位置決め）される。このとき、基板
アライメント系は、一層目の露光処理によって形成され
たガラス基板Ｐ上のマーク１８を用いて、当該ガラス基
板Ｐのアライメントを実施する。

【００４５】そして、レチクルＲとガラス基板Ｐとのア
ライメントが完了すると、上記のように、レチクルブラ
インド１０および基板ステージ５を順次移動させて露光
することにより、ガラス基板Ｐ上に二層目のレイヤーに
対応する液晶デバイスパターン１９を転写する。そし
て、この動作を繰り返し、複数のレチクルＲを用いての
露光処理が完了すると、ガラス基板Ｐ上に所定の液晶デ
バイスパターン１９およびマーク１８が転写される。

【００４６】このマーク１８は、画素パターン２５に対
して極微小であり、且つ全画素パターン２５に一様に転
写されている。人間は、複数のパターンが配列されてい
る中で部分的に欠陥がある場合にこの欠陥を認識するこ
とができるが、本実施の形態のようにマーク１８が微細
で、且つ一様に形成されている場合には異常であると認
識できない。そのため、マーク１８がガラス基板Ｐ上の
液晶デバイスパターン１９とともに転写されていても、
品質上の問題になることはない。

【００４７】本実施の形態の露光方法およびマスクで
は、レチクルＲのアライメントを行う際に、パターンか
ら離間した位置に形成されたマークを用いるのではな
く、パターン領域１７内に、且つ画素パターン２５毎に
形成されたマーク１８を用いるので、つなぎ合わせ露光
する際にも、分割ライン近傍のマーク１８を多数計測す
ることで、レチクル製造誤差を含む投影光学系４のディ
ストーション誤差等の情報を高精度に得ることができ、
各種補正量を正確に求めることができる。そのため、こ
のレチクルＲを用いた露光処理では、良好な重ね合わせ
精度および重ね合わせ精度差を得ることができる。

【００４８】また、本実施の形態の露光方法およびマス
クでは、パターン領域１７内にマーク１８を形成してい
るので、従来、パターン領域外にあったマーク用の領域
にも液晶デバイスパターン１９を形成することができ、
レチクルＲ上の有効露光領域を拡大することが可能にな
るとともに、有効露光領域を同等とした場合にはレチク
ルを小さくできるという効果も奏する。

【００４９】さらに、本実施の形態の露光方法およびマ
スクでは、ガラス基板Ｐに液晶デバイスパターン１９と
ともに転写されたマーク１８を用いてガラス基板Ｐのア
ライメントを行っているので、従来のように液晶デバイ
スパターン１９の周辺に形成されたマークを用いていた
ために誤検出していた感光剤の塗布班やガラス基板Ｐの
反り等の悪影響を排除することができ、複数層のレイヤ
ーを重ね合わせる際にも良好な重ね合わせ精度および重
ね合わせ精度差を得ることができる。

【００５０】加えて、本実施の形態の露光方法およびマ
スクでは、ガラス基板Ｐに転写されるマーク１８を、複
数のレチクルＲのパターンが重ね合わされたときに、各
画素パターン２５近傍に形成されるように、各画素パタ
ーン２５毎にいずれかのレチクルＲに配置してあるの
で、複数層のレイヤーを重ね合わせて露光した際にも、
マーク１８が多重に露光されることがない。そのため、
マーク１８の多重露光によりマーク変形が発生すること
を未然に防ぐこともでき、ガラス基板Ｐのアライメント
を一層高精度に行うことができる。

【００５１】また、本実施の形態の露光方法およびマス
クでは、ガラス基板Ｐにおいても液晶デバイス１９の周
辺にアライメント用のマークを形成する必要がないの
で、従来設定していたマーク領域も液晶デバイスパター
ン１９の領域として活用することが可能になり、上記レ
チクルＲと同様に、ガラス基板Ｐの有効露光領域も拡大
することができる。

【００５２】図３および図４は、本発明の露光方法およ
びマスクの第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および図２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、受光部およびマークの構成であ
る。

【００５３】すなわち、図３に示すように、受光部１３
ａは、基板ステージ５に設けられている。受光部１３ａ
は、反射ミラー１６を介して入射したビームＢをＣＣＤ
等により受光して電気信号に変換するものである。

【００５４】また、マーク１８ａは、図４（ａ）に示す
ように、幅Ｗが０．５μｍ、長さＬが５μｍ程度の二本
のラインを間隔Ｓが３μｍになるように形成されてい
る。このマーク１８ａは、上記第１の実施の形態のマー
ク１８と同様に、各画素パターン２５近傍に位置する隙
間に納まるように、且つ画素パターン２５毎にほぼ同じ
位置関係で配置されている。さらに、マーク１８ａは、
複数のレチクルＲのパターンが重ね合わされたときに、
各画素パターン２５毎にいずれかのレチクルＲに、且つ
隣接する画素パターン２５ではレイヤーが異なるように
形成されている。他の構成は、上記第１の実施の形態と
同様である。

【００５５】上記の構成の露光装置およびレチクルの作
用について以下に説明する。まず、水銀ランプ２からの
ビームＢを照明光学系３を介してレチクルＲ上のマーク
１８ａを照明する。そして、投影光学系４、反射ミラー
１６を介して入射したビームＢを受光部１３ａで受光、
観察することで、上記第１の実施の形態と同様に、マー
ク１８ａの位置を計測する。そして、マーク１８ａの実
際の位置と、設計上の位置とのずれ量を用いて、レチク
ルＲの製造誤差を含む投影光学系４のディストーション
誤差に対する各種補正量を求めることができる。

【００５６】ここで、投影光学系４の分解能は、ビーム
Ｂの波長と開口率とで決定される。水銀ランプ２から発
生するビームＢの露光波長＝４２０ｎｍ、Ｎ．Ａ＝０．
１、σ＝０．６とし、投影光学系４により、図４（ａ）
に示すマーク１８ａを投影したときの強度分布Ｔを図４
（ｂ）に示す。

【００５７】この図に示すように、マーク１８ａによる
暗像の強度は、投影光学系４の光学特性に基づいて約６
０％（０．６）になっている。そのため、受光部１３ａ
を用いてのアライメントを充分実施することができる。

【００５８】ここで、感光剤は、現像後レジスト像とし
て残る強度が最大約３０％（０．３）のものが選択され
ている。そのため、レチクルＲのマーク１８ａにビーム
Ｂを照明してガラス基板Ｐ上に投影しても、ガラス基板
Ｐに塗布された感光剤は若干変質するものの、エッチン
グしてもマーク１８ａが残らず、マーク１８ａはガラス
基板Ｐに転写されないことになる。

【００５９】本実施の形態の露光方法およびマスクで
は、上記第１の実施と同様に、レチクルＲのアライメン
トを行う際に各種補正量を正確に求めることができ、良
好な重ね合わせ精度および重ね合わせ精度差を得ること
ができるとともに、レチクルＲ上の有効露光領域を拡大
することが可能になることに加えて、投影光学系４の特
性と、感光剤の特性との少なくとも一方に基づいてマー
ク１８ａの大きさを決定することで、レチクルＲのアラ
イメントに用いることができ、且つガラス基板Ｐ上に転
写されないマークを設定することができる。

【００６０】そのため、液晶デバイスパターン１９のサ
イズによっては、パターン間隔が充分でなくマークを形
成するためのスペースを確保できない、或いは開口率が
低下してしまう等の理由によりマーク１８ａをガラス基
板Ｐ上に転写しない場合には、マーク１８ａの線幅を上
記両特性に基づいて適宜選択することが可能になる。

【００６１】なお、上記実施の形態において、ガラス基
板Ｐ上の露光領域の一部を重ね合わせる、いわゆるつな
ぎ合わせ露光の例を用いて説明したが、これに限定され
るものではなく、例えば、単に露光領域を継ぐ場合や、
複数の露光で画面を合成することなく、一回の露光でガ
ラス基板Ｐの画面を形成する場合にも充分に適用可能で
ある。

【００６２】また、投影光学系４の特性および感光剤の
特性に応じてマーク１８ａの線幅を決定する構成とした
が、これに限られるものではなく、どちらか一方でもよ
く、さらに、投影光学系４の特性およびマーク１８ａの
線幅に応じて感光剤の特性を決定したり、感光剤の特性
およびマーク１８ａの線幅に応じて投影光学系４の特性
を決定することもできる。

【００６３】さらに、マークの形状として十字形状や間
隔をおいて配置した二本のラインを用いる構成とした
が、転写されない幅を有する十字形状や転写される線幅
を有するラインでもよく、また、他の形状であっても何
ら問題はない。

【００６４】また、上記実施の形態における液晶デバイ
スパターン１９、画素パターン２５の形状、数等は、一
例を示したもので、これらに限定されるものではなく、
各種形状、数等に適用することができる。

【００６５】なお、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、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。

【００６６】露光装置１としては、レチクルＲとガラス
基板Ｐとを静止した状態でレチクルＲ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・リピート方式の露光装置（ステッパー）でも、
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
のパターンを露光するステップ・アンド・スキャン方式
の走査型投影露光装置（スキャニング・ステッパー）に
も適用することができる。

【００６７】露光装置１の種類としては、上記液晶ディ
スプレイデバイス製造用のみならず、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。

【００６８】また、照明光学系３の光源として、水銀ラ
ンプ２から発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線
（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂レー
ザ（１５７ｎｍ）、Ｘ線など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。

【００６９】投影光学系４の倍率は、縮小系のみならず
等倍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レーザを用いる場合は反射屈折系または
屈折系の光学系にする。

【００７０】基板ステージ５やレチクルステージにリニ
アモータを用いる場合は、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。

【００７１】基板ステージ５の移動により発生する反力
は、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、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。

【００７２】複数の光学素子から構成される照明光学系
３および投影光学系４をそれぞれ露光装置本体に組み込
んでその光学調整をするとともに、多数の機械部品から
なるレチクルステージや基板ステージ５を露光装置本体
に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気
調整、動作確認等）をすることにより本実施の形態の露
光装置１を製造することができる。なお、露光装置１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。

【００７３】液晶ディスプレイデバイスや半導体デバイ
ス等のデバイスは、各デバイスの機能・性能設計を行う
ステップ、この設計ステップに基づいたレチクルＲを製
作するステップ、ガラス基板Ｐ、ウエハ等を製作するス
テップ、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、ウエハに露光するステ
ップ、各デバイスを組み立てるステップ、検査ステップ
等を経て製造される。

【００７４】

【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、パターン領域にパターンとは異なるマークを
形成し、これらパターンとマークとに露光光を照射する
構成となっている。これにより、この露光方法では、つ
なぎ合わせ露光する際にも、分割ライン近傍のマークを
多数計測することで、マスク製造誤差を含む投影系のデ
ィストーション誤差等の情報並びに各種補正量を正確に
求めることができる。そのため、このマスクを用いた露
光処理では、良好な重ね合わせ精度および重ね合わせ精
度差を得ることができるという効果が得られる。また、
従来、パターン領域外にあったマーク用の領域にもパタ
ーンを形成することができ、マスク上の有効露光領域を
拡大することが可能になるとともに、有効露光領域を同
等とした場合にはマスクを小さくできるという効果も奏
する。

【００７５】請求項２に係る露光方法は、マークが、ほ
ぼ同一の部分パターンの近傍にそれぞれ設けられる構成
となっている。これにより、この露光方法では、つなぎ
合わせ露光する際にも、分割ライン近傍のマークを多数
計測することができるので、アライメントに関する各種
補正量を正確に求めることが可能になり、良好な重ね合
わせ精度および重ね合わせ精度差を得られるという効果
を奏する。

【００７６】請求項３に係る露光方法は、基板上に転写
したマークを基板の位置決めに用いる構成となってい
る。これにより、この露光方法では、基板の位置決めの
際に、従来のようにパターンの周辺に形成されたマーク
を用いていたために誤検出していた感光剤の塗布班や基
板の反り等の悪影響を排除することができ、複数層のレ
イヤーを重ね合わせる際にも良好な重ね合わせ精度およ
び重ね合わせ精度差を得ることができるとともに、従来
設定していた基板のマーク領域もパターンの領域として
活用することが可能になり、基板の有効露光領域も拡大
できるという効果が得られる。

【００７７】請求項４に係る露光方法は、投影系の特性
と感光剤の特性との少なくとも一方に基づいて、マーク
の大きさを決定する構成となっている。これにより、こ
の露光方法では、マスクのアライメントに用いることが
でき、且つ基板上に転写されないマークを設定すること
ができ、パターンのサイズによっては、パターン間隔が
充分でなくマークを形成するためのスペースを確保でき
ない、或いは開口率が低下してしまう等の理由によりマ
ークを基板上に転写しない場合には、マークの大きさを
上記両特性に基づいて適宜選択できるという効果が得ら
れる。

【００７８】請求項５に係るマスクは、パターン領域に
パターンとは異なるマークを形成した構成となってい
る。これにより、このマスクでは、従来、パターン領域
外にあったマーク用の領域にもパターンを形成すること
ができ、マスク上の有効露光領域を拡大することが可能
になるという効果が得られる。

【００７９】請求項６に係るマスクは、マークの大きさ
が部分パターンよりも小さい構成となっている。これに
より、このマスクでは、マークを部分パターンが形成さ
れる領域に配置することができ、従来、パターン領域外
にあったマーク用の領域にもパターンを形成することが
できるようになり、マスク上の有効露光領域を拡大する
ことが可能になるとともに、基板の部分パターン領域に
マークを形成しても人に異常と認識されず、品質上の問
題になることを防止できるいう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図であっ
て、パターン領域にマークが形成されたレチクルがセッ
トされた露光装置の概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図であっ
て、パターン領域にマークが形成された液晶デバイスパ
ターンの配置図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図であっ
て、パターン領域にマークが形成されたレチクルがセッ
トされた露光装置の概略構成図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図であっ
て、（ａ）はマークの平面図、（ｂ）はこのマークを投
影した際の強度分布図である。

【符号の説明】

Ｐガラス基板（基板）Ｒレチクル（マスク）４投影光学系（投影系）１７パターン領域１８、１８ａマーク１９液晶デバイスパターン（パターン）２５画素パターン（部分パターン）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスクのパターン領域に露光光を照射し
て、前記パターン領域に形成されたパターンを基板に露
光する露光方法において、前記パターン領域に前記パターンとは異なるマークを形
成し、前記パターンと前記マークとに前記露光光を照射
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、前記パターンは、ほぼ同一の部分パターンを複数有し、前記それぞれの部分パターンの近傍に前記マークが設け
られていることを特徴とする露光方法。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の露光方法
において、前記マークを前記基板上に転写し、該転写されたマーク
を該基板の位置決めに用いることを特徴とする露光方
法。
【請求項４】請求項１または請求項２記載の露光方法
において、前記パターンを前記基板に投影する投影系の特性と、前
記基板に塗布された感光剤の特性との少なくとも一方に
基づいて、前記マークの大きさを決定することを特徴と
する露光方法。
【請求項５】パターン領域に形成されたパターンを有
するマスクにおいて、前記パターン領域に前記パターンとは異なるマークを形
成したことを特徴とするマスク。
【請求項６】請求項５記載のマスクにおいて、前記マークの大きさは、前記パターンを構成する部分パ
ターンよりも小さいことを特徴とするマスク。