JP2000321784A

JP2000321784A - 露光方法および露光装置

Info

Publication number: JP2000321784A
Application number: JP11126592A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kato; 正紀加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】投影光学系を大型化することなくスループッ
トを向上させ、且つデバイスの切り替え時間を短縮す
る。【解決手段】投影光学系（１６）の物体側視野よりも
大きいパターン領域を有するレチクル（１３）を用い
る。そして、パターン領域に形成された第１パターン部
分領域を投影光学系に対して位置決めし、そのパターン
を感光性基板（１７）上の第１単位露光領域に露光す
る。次いで、パターン領域に形成された第２パターン部
分領域を投影光学系に対して位置決めし、そのパターン
を第１単位露光領域と隣り合う第２単位露光領域に露光
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は露光方法および露光
装置に関し、特に大型の液晶表示パネル等の製造に好適
な露光方法および露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子の製造のためのフォトリソ
グラフィ工程においては、フォトマスクあるいはレチク
ル（以下、「レチクル」という）に形成されたパターン
をフォトレジスト等の感光材が塗布されたガラスプレー
ト等の感光性基板上に転写し、現像処理を経て形成され
たレジストパターンをマスク（保護膜）としてフォトエ
ッチングを行う。レチクルのパターンは、例えばステッ
プ・アンド・リピート方式の露光装置を用いて、感光性
基板に高精度に露光される。この場合、露光が行われる
感光性基板は、レーザー干渉計等により高精度に計測さ
れ且つ制御された基板ステージ上に載置され、各露光領
域が所定の関係になるように基板ステージをステッピン
グ移動させることにより露光を繰り返す。

【０００３】すなわち、露光対象となる感光性基板の大
型化に対処するために、感光性基板の露光領域を複数の
単位露光領域に分割し、各単位露光領域に対する露光を
複数回に亘って繰り返し、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、すなわち画面合成の手法が
用いられている。この種の露光装置では、１２インチ超
のサイズの液晶表示パネルが通常６インチ角の大きさを
有するレチクルを用いて露光されるため、レチクルを高
速に交換するためのレチクルチェンジャが搭載されてい
る。つまり、レチクルを交換しつつ基板ステージをステ
ッピング移動させて画面合成を行いながら、１枚のデバ
イスを形成している。

【０００４】なお、セカンド露光以降の露光において
は、レチクルと感光性基板との位置合わせ（アライメン
ト）をし、感光性基板上に既に形成されているパターン
に次のレチクルパターンを重ね合わせて投影露光する。
このアライメント精度に対する要求は形成すべきパター
ンの微細化に伴ってますます厳しくなってきており、露
光装置にはパターンの最小線幅の数分の１乃至数十分の
１程度の位置合わせ精度（アライメント精度）を有する
アライメント系が備えられている。

【０００５】また一方では、感光性基板自体の大型化が
進んでおり、１枚の基板で液晶表示パネルを多面取りす
ることにより生産性を向上させ、高スループットで露光
を行うことが要求されている。この種の露光装置では、
基板に対する露光回数を減らすために大きな像側視野を
有する投影光学系を搭載することにより、高スループッ
トの実現を図っている。さらに近年では、デバイスパタ
ーンの少量多品種化に対する要求も多くなってきている
ため、各種のデバイスの切り替え操作のための時間を短
縮しなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術において、スループットを向上させるには、レ
チクルを高速に交換することが必然的に要求される。ま
た、デバイスパターンが大型化した場合、高いスループ
ットを確保するには、投影光学系の物体側視野および像
側視野を拡大しなければならない。その結果、投影光学
系のレンズ径が大きくなったり、収差設計上の観点によ
りレンズ長が大きくなったりするため、設備コストを含
めた大幅なコストアップおよび長期に亘る開発期間が必
要となってしまう。換言すると、従来技術では、スルー
プットを向上させることが困難であるという不都合があ
った。

【０００７】また、露光するデバイスを切り替える際に
は、現行のデバイス用の複数枚のレチクルを次のデバイ
ス用の複数枚のレチクルとすべて交換しなければならな
い。その結果、従来技術では、デバイスの切り替え時間
が大幅にかかってしまうという不都合があった。

【０００８】さらに、液晶表示パネルの高精細化等の要
求に対応して、レチクルに要求されるパターン精度もま
すます厳しくなり、レチクル自体の製造コストも高くな
る傾向がある。また、１つのレチクル内では製造誤差な
どによる線幅精度のばらつきが少ないが、２つのレチク
ル間では線幅精度のばらつきが比較的大きく発生する場
合がある。従来技術では、上述したように、１つのデバ
イスパターンの露光に際して複数枚のレチクルを用いる
ので、複数のレチクル間で線幅の平均値すなわち中心値
にオフセットが発生していると、結果として製造される
デバイスの不良原因になりかねないという不都合があっ
た。

【０００９】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、レチクルの交換速度を増大させたり投影光学
系を大型化することなくスループットを向上させること
ができ、且つデバイスの切り替え時間を短縮することの
でき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。また、レチクルコストを含めたランニングコスト
を低減することができ、且つレチクル間の線幅精度のば
らつきに起因する画面合成精度の低下を良好に回避する
ことのでき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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１発明では、所望の合成パターンを得る
ために、投影光学系を用いて感光性基板に互いに隣り合
う複数の単位露光領域を形成する露光方法において、前
記投影光学系の物体側視野よりも大きいパターン領域を
有するレチクルを前記投影光学系の物体面に設定するレ
チクル設定工程と、前記投影光学系の物体面に設定され
た前記レチクルの前記パターン領域の一部を構成する第
１パターン部分領域を前記投影光学系に対して位置決め
する第１位置決め工程と、前記第１位置決め工程後にお
いて、前記第１パターン部分領域に形成されたパターン
を前記複数の単位露光領域のうちの第１単位露光領域に
露光する第１露光工程と、前記パターン領域の一部を構
成するパターン部分領域であって前記第１パターン部分
領域とは異なる第２パターン部分領域を前記投影光学系
に対して位置決めするために前記投影光学系に対して前
記レチクルを相対的に移動させる第２位置決め工程と、
前記第２位置決め工程後において、前記第２パターン部
分領域に形成されたパターンを前記複数の単位露光領域
のうちの前記第１単位露光領域と隣り合う第２単位露光
領域に露光する第２露光工程とを含むことを特徴とする
露光方法を提供する。

【００１１】第１発明の第１態様によれば、前記レチク
ルの前記パターン領域において、前記第１パターン部分
領域と前記第２パターン部分領域とは互いに一部重複し
ていることが好ましい。また、第１発明の第２態様によ
れば、第１発明およびその第１態様において、前記感光
性基板上において、前記第１単位露光領域と前記第２単
位露光領域とは互いに一部重複し、前記第１露光工程お
よび前記第２露光工程は、前記第１単位露光領域と前記
第２単位露光領域との間で重複した重複露光領域での露
光量と該重複露光領域以外の非重複露光領域での露光量
とをほぼ等しくするために、各単位露光領域への露光に
際して前記重複露光領域への露光量分布を調整する工程
を有することが好ましい。

【００１２】さらに、第１発明の第３態様によれば、第
１発明並びにその第１態様および第２態様において、前
記第１露光工程および前記第２露光工程は、前記第１単
位露光領域および前記第２単位露光領域に対して前記第
１パターン部分領域に形成されたパターンおよび前記第
２パターン部分領域に形成されたパターンをそれぞれ走
査露光するために、前記投影光学系に対して前記レチク
ルと前記感光性基板とを所定の走査方向に沿って相対的
に移動させる走査工程を有することが好ましい。あるい
は、前記第１露光工程および前記第２露光工程は、前記
第１単位露光領域および前記第２単位露光領域に対して
前記第１パターン部分領域に形成されたパターンおよび
前記第２パターン部分領域に形成されたパターンをそれ
ぞれ一括的に静止露光する工程を有することが好まし
い。さらに、第１発明において、前記レチクルは一辺が
約９インチの正方形状に形成され、前記投影光学系は、
一辺が約６インチのレチクルのパターン領域全体を包含
するように規定された物体側視野を有することが好まし
い。

【００１３】また、本発明の第２発明では、感光性基板
に単位露光領域を形成するための投影光学系を備え、所
望の合成パターンを得るために、前記感光性基板に互い
に隣り合う複数の単位露光領域を形成する露光装置にお
いて、前記投影光学系の物体側視野よりも大きいパター
ン領域を有するレチクルを保持して移動するレチクルス
テージと、前記レチクルステージの移動を制御するステ
ージ制御系とを備え、前記ステージ制御系は、前記パタ
ーン領域の一部を構成する第１パターン部分領域に形成
されたパターンを前記複数の単位露光領域のうちの第１
単位露光領域に露光するために前記レチクルの前記第１
パターン部分領域を前記投影光学系に対して位置決め
し、前記パターン領域の一部を構成するパターン部分領
域であって前記第１パターン部分領域とは異なる第２パ
ターン部分領域に形成されたパターンを前記複数の単位
露光領域のうちの前記第１単位露光領域と隣り合う第２
単位露光領域に露光するために前記レチクルを移動させ
て前記レチクルの前記第２パターン部分領域を前記投影
光学系に対して位置決めすることを特徴とする露光装置
を提供する。なお、以上の第１発明および第２発明で
は、前記複数の単位露光領域の合成によって前記感光性
基板に形成されるデバイスパターンの大きさ（サイズま
たは面積等）よりも前記レチクルの大きさ（サイズまた
は面積等）が小さいことが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明では、投影光学系の物体側
視野よりも大きいパターン領域を有するレチクルを用い
て、画面合成によりデバイスパターンを形成する。この
ため、レチクルのパターン領域に複数のパターン部分領
域を形成している。ここで、各パターン部分領域の大き
さは、投影光学系の物体側視野によって包含され得る大
きさである。こうして、感光性基板上において隣り合う
複数の単位露光領域の各々に対して各パターン部分領域
のパターンを順次露光することによって、１つのデバイ
スの合成パターンを形成する。

【００１５】従来技術では、投影光学系の物体側視野に
よって包含され得る大きさのパターン領域を有するレチ
クルを用い、このパターン領域に形成されたパターン全
体を各単位露光領域に露光している。したがって、Ｎ個
の単位露光領域への露光によって１つのデバイスパター
ンを画面合成する場合、Ｎ個のレチクルを順次交換しな
がら使用する必要があった。換言すると、従来技術にお
いて、レチクル数およびその交換回数を低減して高いス
ループットを実現するには、投影光学系を大型化する必
要があった。また、投影光学系を大型化することなく高
いスループットを実現するには、レチクルの交換速度を
増大させる必要があった。

【００１６】これに対し、本発明では、投影光学系の物
体側視野によって包含され得る大きさのパターン部分領
域が複数形成されたパターン領域を有するレチクルを用
いている。したがって、従来技術と同じ物体側視野を有
する投影光学系を介して従来技術と同じ数の単位露光領
域への露光によってデバイスパターンを形成する場合、
従来技術よりも本発明の方が１つのデバイスへの露光に
必要なレチクルの数を、ひいてはレチクルの交換回数を
少なくすることができる。たとえば、後述する各実施例
を参照すると、４つのパターン部分領域が形成されたパ
ターン領域を有する１枚のレチクルを用いて、レチクル
交換を全く行うことなく、感光性基板上において隣り合
う４つの単位露光領域へ順次露光することにより、１つ
のデバイスパターンを画面継ぎ露光により形成すること
も可能になる。

【００１７】以上のように、本発明では、投影光学系を
大型化することなく、１つのデバイスパターンを画面継
ぎ露光により形成するのに必要なレチクルの枚数を大幅
に低減することができる。すなわち、本発明では、レチ
クルの交換速度を増大させたり、投影光学系を大型化す
ることなく、スループットを向上させることができる。
さらに、従来技術と比較して、１つのデバイスパターン
の画面継ぎ露光に際して必要なレチクルの枚数を大幅に
低減することができるので、デバイスの切り替え時間を
大幅に短縮することができる。

【００１８】加えて、本発明では、１つのデバイスパタ
ーンの画面継ぎ露光に際して必要なレチクルの枚数を大
幅に低減することができるので、１つのデバイスパター
ンに要するレチクルコストを低減し、ひいては露光装置
のランニングコストを低減することができる。また、本
発明では、１つのデバイスパターンの画面継ぎ露光に際
して必要なレチクルの枚数を大幅に低減することができ
るので、レチクル間の線幅精度のばらつきに起因する画
面合成精度の低下を良好に回避することができ、高精度
なデバイスを製造することが可能となる。

【００１９】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の第１実施例にかかる露光装置
の構成を概略的に示す図である。また、図２は、第１実
施例にかかる露光装置の構成を立体的に示す斜視図であ
る。第１実施例では、大型の液晶表示素子の製造に用い
られるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置
に本発明を適用している。図１および図２では、投影光
学系１６の光軸ＡＸに平行にＺ軸が、Ｚ軸に垂直な面内
において図１の紙面に平行にＸ軸が、図１の紙面に垂直
にＹ軸がそれぞれ設定されている。なお、図１において
図示を省略した構成要素を図２に示し、図２において図
示を省略した構成要素を図１に示している。

【００２０】図１および図２に示す投影露光装置は、た
とえば超高圧水銀ランプからなる光源１を備えている。
光源１は、回転楕円面からなる反射面を有する楕円鏡２
の第１焦点位置に位置決めされている。したがって、光
源１から射出された照明光束は、ミラー３を介して、楕
円鏡２の第２焦点位置Ｐ１に光源像を形成する。なお、
楕円鏡２の第２焦点位置Ｐ１の近傍にはシャッター４が
設けられ、このシャッター４は露光状態と非露光状態と
の間で切換えを行う。

【００２１】楕円鏡２の第２焦点位置Ｐ１に形成された
光源像からの光束は、コレクターレンズ５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ー６に入射する。波長選択フ
ィルター６を介して選択された露光波長の光は、フライ
アイインテグレータ７に入射する。フライアイインテグ
レータ７は、たとえば矩形状の断面を有する多数の正レ
ンズエレメントをその中心軸線が光軸ＡＸに沿って延び
るように縦横に配列することによって構成されている。

【００２２】したがって、フライアイインテグレータ７
に入射した光束は、多数のレンズエレメントにより二次
元的に分割され、フライアイインテグレータ７の後側焦
点面（すなわち射出面の近傍）にレンズエレメントの数
と同数の光源像を形成する。すなわち、フライアイイン
テグレータ７の後側焦点面には、二次光源として実質的
な面光源が形成される。フライアイインテグレータ７の
後側焦点面に形成された二次光源からの光束は、その後
側焦点面の近傍に配置された開口絞り８により制限され
た後、リレーレンズ９を介して集光され、レチクルブラ
インド１０に入射する。

【００２３】開口絞り８は、後述する投影光学系１６の
入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、照明に
寄与する二次光源の範囲を規定するための可変開口部を
有する。開口絞り８は、この可変開口部の開口径を変化
させることにより、照明条件を決定するσ値（投影光学
系の瞳面の開口径に対するその瞳面上での光源像の口径
の比）を所望の値に設定する。また、レチクルブライン
ド１０は、後述するレチクル１３のパターン面と光学的
に共役な面の近傍に配置され、通過光束を制限すること
によりレチクル１３上での照明領域の形状および大きさ
を適宜変更する機能を有する。

【００２４】レチクルブラインド１０を介した光束は、
ブラインドリレー系１１およびその光路中に配置された
折り曲げミラー１２を介して、転写すべきパターンが形
成されたレチクル１３を重畳的に照明する。レチクル１
３は、レチクルホルダ（不図示）を介して、レチクルス
テージ１４上においてＸＹ平面に平行に保持されてい
る。レチクルステージ１４は、図示を省略した駆動系の
作用によりレチクル面（すなわちＸＹ平面）に沿って二
次元的に移動可能であり、その位置座標はレチクル移動
鏡を用いたレチクル干渉計１５によって計測され、且つ
ステージ制御系２３によって位置制御されるように構成
されている。

【００２５】レチクル１３を透過した光束は、投影光学
系１６を介して、感光性基板であるプレート１７に達す
る。こうして、プレート１７上には、レチクル１３のパ
ターン像が形成される。ここで、上述したようにフライ
アイインテグレータ７の後側焦点面近傍の開口絞り８と
投影光学系１６の入射瞳面とがほぼ共役に配置されてい
るので、投影光学系１６の入射瞳面上に二次光源の像が
形成され、レチクル１３およびプレート１７がいわゆる
ケーラー照明されることになる。

【００２６】プレート１７は、プレートホルダ（不図
示）を介して、プレートステージ１８上においてＸＹ平
面に平行に保持されている。プレートステージ１８は、
図示を省略した駆動系の作用によりプレート面（すなわ
ちＸＹ平面）に沿って二次元的に移動可能であり、その
位置座標はプレート移動鏡を用いたプレート干渉計１９
によって計測され、且つステージ制御系２３によって位
置制御されるように構成されている。

【００２７】図３は、第１実施例においてレチクルステ
ージ上に載置されたレチクルと投影光学系の物体側視野
との関係を示す図である。図３に示すように、レチクル
１３の中央には転写用のパターンが描かれた矩形状のパ
ターン領域（図中破線で包囲された矩形状のレチクル描
画エリア）ＰＡが形成され、その周囲には遮光領域ＳＡ
が形成されている。遮光領域ＳＡには、露光光の透過を
ほぼ１００％遮るように、たとえばクロム膜が蒸着され
ている。また、レチクル１３の遮光領域ＳＡにおいてＹ
方向に沿って一対のレチクルアライメントマークＲＭ１
およびＲＭ２が形成されている。

【００２８】なお、レチクル１３の中央において投影光
学系１６の光軸ＡＸを中心として示す円形は、投影光学
系１６の物体側視野ＯＦを表している。このように、第
１実施例では、レチクル１３が投影光学系１６の物体側
視野ＯＦよりも大きなパターン領域ＰＡを有している。
さらに、具体的には、投影光学系１６の物体側視野ＯＦ
が６インチ角の従来のレチクルのパターン領域をカバー
（包含）するように規定されているのに対し、第１実施
例のレチクル１３はたとえば９インチ角のサイズを有す
る。

【００２９】以下、第１実施例におけるアライメント動
作および露光の基本動作について説明する。まず、プレ
ート１７への露光の開始に先立って、レチクルステージ
１４の上方にレチクル１３が搬入され、レチクルホルダ
上に載置される。レチクルステージ１４の上方には、Ｙ
方向に沿って一対のレチクルアライメント系２０ａおよ
び２０ｂが配置されている。なお、図３に示すように、
レチクル１３上においてレチクルアライメント系２０ａ
の光軸ＡＸ１およびレチクルアライメント系２０ｂの光
軸ＡＸ２が投影光学系１６の物体側視野ＯＦの範囲内に
おいてＹ方向に沿った両端部に位置するように、一対の
レチクルアライメント系２０ａおよび２０ｂが位置決め
されている。

【００３０】各レチクルアライメント系２０は、非露光
光でマークを照明するための落射照明系と、マークの像
を形成するための顕微鏡と、マークの像を光電検出する
ためのＣＣＤとから構成され、画像処理によりマークの
位置を計測する。アライメント動作では、レチクルステ
ージ１４を駆動することにより第１のレチクルアライメ
ント系２０ａの検出視野（光軸ＡＸ１の位置）へ第１の
レチクルアライメントマークＲＭ１を移動させるととも
に、プレートステージ１８を駆動することにより第１の
レチクルアライメントマークＲＭ１の位置に対応する位
置へ基準マークＳＭを移動させる。

【００３１】こうして、第１のレチクルアライメント系
２０ａにより、第１のレチクルアライメントマークＲＭ
１を観察するとともに、プレートステージ１８上に形成
された基準マークＳＭを投影光学系１６を介して観察す
る。すなわち、第１のレチクルアライメント系２０ａに
より、第１のレチクルアライメントマークＲＭ１と基準
マークＳＭとを同時観察し、画像処埋により第１のレチ
クルアライメントマークＲＭ１と基準マークＳＭとの相
対位置計測を行う。そして、このときのレチクル干渉計
１５の位置情報とプレート干渉計１９の位置情報とを用
いることにより、基準マークＳＭに対する第１のレチク
ルアライメントマークＲＭ１の相対位置が正確に計測さ
れる。

【００３２】次に、レチクルステージ１４を駆動するこ
とにより第２のレチクルアライメント系２０ｂの光軸Ａ
Ｘ２の位置へ第２のレチクルアライメントマークＲＭ２
を移動させるとともに、プレートステージ１８を駆動す
ることにより第２のレチクルアライメントマークＲＭ２
の位置に対応する位置へ基準マークＳＭを移動させる。
こうして、第２のレチクルアライメント系２０ｂによ
り、第２のレチクルアライメントマークＲＭ２と基準マ
ークＳＭとを同時観察する。その結果、基準マークＳＭ
に対する第２のレチクルアライメントマークＲＭ２の相
対位置が正確に計測される。以上により、基準マークＳ
Ｍを用いて、レチクル１３の載置された状態や位置を計
測することができる。

【００３３】一方、プレートステージ１８の上方には、
たとえば複数（たとえば３つ）のプレートアライメント
系２１が配置されている。プレートアライメント系２１
もレチクルアライメント系２０と同様に、非露光光でマ
ークを照明するための落射照明系と、マークの像を形成
するための顕微鏡と、マーク像を光電検出するためのＣ
ＣＤとから構成され、画像処理によりプレート１７に形
成されたプレートアライメントマーク（不図示）の位置
を計測する。このプレートアライメント系２１で基準マ
ークＳＭを観察し、このときのプレート干渉計１９の位
置情報を用いることにより、基準マークＳＭに対するプ
レートアライメント系２１の相対位置が正確に計測され
る。

【００３４】こうして、基準マークＳＭを介してレチク
ル１３とプレートアライメント系２１との相対位置が計
測され、いわゆるベースラインが求まったことになる。
なお、上述の説明では、基準マークＳＭに対する一対の
レチクルアライメントマークＲＭ１およびＲＭ２の相対
位置を計測した後に、基準マークＳＭに対するプレート
アライメント系２１の相対位置を計測している。しかし
ながら、ベースラインを求めるのに際して、基準マーク
ＳＭに対するプレートアライメント系２１の相対位置を
計測した後に、基準マークＳＭに対する一対のレチクル
アライメントマークＲＭ１およびＲＭ２の相対位置を計
測することもできる。

【００３５】続いて、プレートステージ１８の上方にプ
レート１７が搬入され、プレートホルダ上に載置され
る。なお、ファースト露光の場合には、プレートアライ
メントの動作は必要としないので、後述するようにステ
ップ・アンド・リピート方式にしたがって、レチクルス
テージ１４上に載置されたレチクル１３のパターンがプ
レート１７の各単位露光領域に順次露光される。セカン
ド露光以降の露光においては、レチクル１３とプレート
１７との位置あわせ、すなわちプレートアライメントを
行った後に、プレート１７上に既に形成されているパタ
ーンに次のレチクルパターンを重ね合わせて投影露光す
る。

【００３６】次に、第１実施例における具体的な露光動
作について説明する。図４は、第１実施例において用い
られるレチクルのパターン領域の構成を概略的に示す図
であって、（ａ）はレチクルのパターン領域の全体を示
し、（ｂ）は各単位露光領域への露光に際して使用され
るパターン部分領域を示している。また、図５は、１枚
のレチクルのパターン領域に形成された４つのパターン
部分領域を用いた画面継ぎ露光によりプレート上に形成
されるデバイスパターンを示す図である。

【００３７】図４に示すように、レチクル１３のパター
ン領域ＰＡには、４つのパターン部分領域ＰＡ１〜ＰＡ
４が互いに一部重複するように形成されている。各パタ
ーン部分領域において、Ｌ字状の領域４１はデバイスと
しての液晶表示素子のオンオフを行う周辺部のドライバ
ー回路に対応するパターンが形成された領域である。ま
た、各パターン部分領域において、Ｌ字状の領域４１以
外の矩形状の領域４２は、液晶表示素子の画面に対応す
る規則正しい繰り返しパターンが形成された領域であ
る。なお、投影光学系１６の物体側視野ＯＦが各パター
ン部分領域の全体を包含することができるように各パタ
ーン部分領域の大きさが規定されていることはいうまで
もない。換言すると、各パターン部分領域の大きさは、
６インチ角の従来のレチクルのパターン領域全体の大き
さにほぼ対応している。

【００３８】第１実施例では、ステージ制御系２３は、
レチクル１３のパターン領域ＰＡのうちの第１パターン
部分領域ＰＡ１を露光転写することができるように、レ
チクルステージ１４をＸＹ平面に沿って移動させ、第１
パターン部分領域ＰＡ１を投影光学系１６の物体側視野
に対して位置決めする。また、ステージ制御系２３は、
プレートステージ１８をＸＹ平面に沿って移動させて、
プレート１７の第１デバイスの第１単位露光領域Ｐ１０
１を投影光学系１６の露光視野（像側視野内において選
択された露光のためのフィールド）に対して位置決めす
る。このとき、たとえば斜入射方式のオートフォーカス
系２２（図２参照）により、プレート１７の露光面が投
影光学系１６の像面とほぼ一致するように、プレートス
テージ１８がＺ方向に沿って予め位置決め調整されてい
る。こうして、レチクル１３の第１パターン部分領域Ｐ
Ａ１のパターンを、プレート１７の第１デバイスの第１
単位露光領域Ｐ１０１に一括的に露光転写する。

【００３９】次いで、ステージ制御系２３は、レチクル
１３の第２パターン部分領域ＰＡ２を投影光学系１６の
物体側視野に対して位置決めするためにレチクルステー
ジ１４をステッピング移動させるとともに、プレート１
７の第１デバイスの第２単位露光領域Ｐ２０１を投影光
学系１６の露光視野に対して位置決めするためにプレー
トステージ１８をステッピング移動させる。こうして、
レチクル１３の第２パターン部分領域ＰＡ２のパターン
を、プレート１７の第１デバイスの第２単位露光領域Ｐ
２０１に一括的に露光転写する。同様に、ステージ制御
系２３によりレチクルステージ１４およびプレートステ
ージ１８をステッピング移動させながら、レチクル１３
の第３パターン部分領域ＰＡ３および第４パターン部分
領域ＰＡ４のパターンを、プレート１７の第１デバイス
の第３単位露光領域Ｐ３０１および第４単位露光領域Ｐ
４０１に順次露光する。

【００４０】次に、第１デバイスへの画面継ぎ露光と同
様に、プレート１７の第２デバイスの第１単位露光領域
Ｐ１０２〜第４単位露光領域Ｐ４０２に対して、レチク
ル１３の第１パターン部分領域ＰＡ１〜第４パターン部
分領域ＰＡ４のパターンを順次露光する。また、プレー
ト１７の第３デバイスの第１単位露光領域Ｐ１０３〜第
４単位露光領域Ｐ４０３に対して、レチクル１３の第１
パターン部分領域ＰＡ１〜第４パターン部分領域ＰＡ４
のパターンを順次露光する。最後に、プレート１７の第
４デバイスの第１単位露光領域Ｐ１０４〜第４単位露光
領域Ｐ４０４に対して、レチクル１３の第１パターン部
分領域ＰＡ１〜第４パターン部分領域ＰＡ４のパターン
を順次露光する。こうして、１枚のレチクル１３を用い
て、プレート１７に４つのデバイスパターンが画面継ぎ
露光により形成される。

【００４１】ここで、図５を参照すると、第１デバイス
において、第１単位露光領域Ｐ１０１と第２単位露光領
域Ｐ２０１との間には重複（オーバーラップ）した重複
露光領域５１（図中斜線で示す）が存在する。また、第
１単位露光領域Ｐ１０１と第４単位露光領域Ｐ４０１と
の間、第２単位露光領域Ｐ２０１と第３単位露光領域Ｐ
３０１との間、および第３単位露光領域Ｐ３０１と第４
単位露光領域Ｐ４０１との間にも重複露光領域５２〜５
４が存在する。この点は、他のデバイスにおいても同様
である。以上のように、第１実施例では、デバイスへの
画面継ぎ露光に際して、いわゆるオーバーラップ露光を
行っている。

【００４２】オーバーラップ露光により画面合成を行う
場合、隣り合う２つの単位露光領域の間の重複露光領域
での露光量分布を一定にし、且つ重複露光領域での露光
量とそれ以外の非重複露光領域での露光量とをほぼ等し
くする必要がある。このため、第１実施例では、たとえ
ば第１パターン部分領域ＰＡ１のパターンを第１単位露
光領域に静止露光する際に、重複露光領域における露光
量分布が非重複露光領域とのエッジ５５および５６から
自由エッジ５７および５８にかけて次第に減少するよう
に構成している。このような露光量分布は、第１パター
ン部分領域ＰＡ１のうち重複露光領域５１および５２に
対応する領域（図４で破線と実線エッジとで囲まれた矩
形状の領域）４３および４４での照度分布を所望の露光
量分布と同じように規定することによって実現すること
ができる。上述のオーバーラップ露光に関連する技術
は、たとえば特開平６−２４４０７７号公報、特開平６
−３０２５０１号公報、特開平７−２３５４６６号公報
などに開示されている。

【００４３】以上のように、第１実施例では、投影光学
系１６の物体側視野よりも大きいパターン領域ＰＡを有
する１枚のレチクル１３を用いて、レチクル交換を全く
行うことなく、１枚のプレート１７に４つのデバイスパ
ターンを画面継ぎ露光により形成することができる。す
なわち、レチクルの交換をすることなく、且つ投影光学
系を大型化することなく、露光装置のスループットを向
上させることができる。しかも、第１実施例では、複数
のパターン部分領域ＰＡ１〜ＰＡ４を有するレチクル１
３のサイズ（大きさまたは面積等）は、複数の単位露光
領域（Ｐ１０１〜Ｐ４０１、Ｐ１０２〜Ｐ４０２、Ｐ１
０３〜Ｐ４０３、Ｐ１０４〜Ｐ４０４）の合成によって
感光性基板１７に形成される各デバイスパターンのサイ
ズ（大きさまたは面積等）よりも小さくなっている。従
って、感光性基板１７に形成されるデバイスパターンよ
りも相対的に小さいレチクル１３を用いることができ
る。換言すれば、比較的小さなサイズのレチクル１３を
用いたとしても感光性基板１７上に大きなサイズのデバ
イスパターンを形成することができるという利点があ
る。さらに、１つのデバイスパターンの画面継ぎ露光に
際して複数のレチクルを用いていた従来技術とは異な
り、１つのデバイスパターンの画面継ぎ露光に際して１
枚のレチクルしか用いないので、デバイスの切り替え時
間を大幅に短縮することができる。

【００４４】加えて、１つのデバイスパターンの画面継
ぎ露光に際して１枚のレチクルしか用いないので、１つ
のデバイスパターンに要するレチクルコストを低減し、
ひいては露光装置のランニングコストを低減することが
できる。また、１つのデバイスパターンの画面継ぎ露光
に際して１枚のレチクルしか用いないので、レチクル間
の線幅精度のばらつきに起因する画面合成精度の低下を
実質的に回避することができ、高精度なデバイスを製造
することが可能となる。

【００４５】図６は、本発明の第２実施例にかかる露光
装置の構成を概略的に示す斜視図である。第２実施例で
は、大型の液晶表示素子の製造に用いられるステップ・
アンド・スキャン方式の投影露光装置に本発明を適用し
ている。図２と図６とを比較するとわかるように、第２
実施例は第１実施例と類似の構成を有する。しかしなが
ら、第１実施例ではプレートの各単位露光領域に対して
レチクルパターンを静止露光するのに対し、第２実施例
ではプレートの各単位露光領域に対してレチクルパター
ンを走査露光する点が第１実施例と基本的に相違してい
る。図６において第１実施例の構成要素と同様の機能を
有する要素には、図２と同じ参照符号を付している。以
下、第１実施例との相違点に着目して第２実施例を説明
する。

【００４６】図６に示す投影露光装置において、たとえ
ば超高圧水銀ランプからなる光源１から射出された照明
光束は、ミラー３を介して楕円鏡２の第２焦点位置Ｐ１
に光源像を形成する。楕円鏡２の第２焦点位置Ｐ１に形
成された光源像からの光束は、コレクターレンズ５によ
りほぼ平行な光束に変換された後、第１フライアイイン
テグレータ６１に入射する。第１フライアイインテグレ
ータ６１は、たとえば正方形状の断面を有する多数の正
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って構成されている。し
たがって、第１フライアイインテグレータ６１に入射し
た光束は、多数のレンズエレメントにより二次元的に分
割され、第１フライアイインテグレータ６１の後側焦点
面（すなわち射出面の近傍）にレンズエレメントの数と
同数の光源像を形成する。

【００４７】第１フライアイインテグレータ６１の後側
焦点面に形成された多数の光源像からの光束は、第１リ
レーレンズ６２を介した後、第２フライアイインテグレ
ータ６３を重畳的に照明する。こうして、第２フライア
イインテグレータ６３の入射面には、第１フライアイイ
ンテグレータ６１の各レンズエレメントの断面形状に相
似な正方形状の照野が形成される。なお、第１リレーレ
ンズ６２は、第１フライアイインテグレータ６１の後側
焦点面と第２フライアイインテグレータ６３の後側焦点
面とを光学的にほぼ共役に結んでいる。

【００４８】第２フライアイインテグレータ６３は、正
の屈折力を有する多数のシリンドリカルレンズエレメン
トをその中心軸線が光軸に沿って延びるように縦横配列
することによって構成されている。そして、第２フライ
アイインテグレータ６３を構成する各シリンドリカルレ
ンズエレメントは、その入射面と光学的に共役に配置さ
れたレチクル１３上において形成すべき照野の形状（ひ
いてはプレート１７上において形成すべき露光視野の形
状）とほぼ相似なスリット状（細長い矩形状）の断面を
有する。

【００４９】したがって、第２フライアイインテグレー
タ６３に入射した光束は多数のシリンドリカルレンズエ
レメントにより二次元的に分割され、その後側焦点面
（すなわち射出面の近傍）には第１フライアイインテグ
レータ６１のレンズエレメントの数と第２フライアイイ
ンテグレータ６３のシリンドリカルレンズエレメントの
数との積に等しい数の多数の光源像が形成される。すな
わち、第２フライアイインテグレータ６３の後側焦点面
には、実質的な面光源が形成される。第２フライアイイ
ンテグレータ６３の後側焦点面に形成された面光源から
の光束は、その近傍に配置された開口絞り（不図示）に
より制限された後、第２リレーレンズ６４を介して集光
され、レチクルブラインド６５に入射する。

【００５０】図７は、図６のレチクルブラインド６５の
要部構成を示す図である。図７（ａ）に示すように、レ
チクルブラインド６５は、Ｙ方向に平行な長辺（台形の
上底および下底のうち長い方の辺を長辺という）７１ａ
および短辺７１ｂ（台形の上底および下底のうち短い方
の辺を短辺という）を有するＹ方向に細長い台形状の開
口部（光透過部）を有する台形ブラインド７１と、Ｙ方
向に平行な直線エッジ７２ａが形成された遮光部を有す
る直線エッジブラインド７２とを備えている。台形ブラ
インド７１および直線エッジブラインド７２は、レチク
ル１３のパターン面と（ひいてはプレート１７の露光面
と）光学的に共役な面の近傍に配置されている。

【００５１】なお、図７（ｂ）に示すように、台形ブラ
インド７１は、走査露光中において移動することのない
固定ブラインドであって、レチクル１３およびプレート
１７上での照明領域の形状を規定する視野絞りを構成し
ている。一方、直線エッジブラインド７２は、Ｚ方向に
沿って移動可能に構成された可動ブラインドであって、
露光視野の形状を変化させるための露光視野可変部材を
構成している。直線エッジブラインド７２の直線エッジ
７２ａは、台形ブラインド７１の台形状の開口部の長辺
７１ａおよび短辺７１ｂに平行な状態を保持しつつＺ方
向に移動する。なお、直線エッジブラインド７２の走査
露光中における具体的な移動については後述する。

【００５２】レチクルブラインド６５を介した光束は、
ブラインドリレー系１１および折り曲げミラー１２を介
して、レチクル１３を重畳的に照明する。レチクル１３
は、レチクルホルダ（不図示）を介して、レチクルステ
ージ１４上においてＸＹ平面に平行に保持されている。
レチクル１３には転写すべきパターンが形成されてお
り、パターン領域全体のうちＹ方向に沿って長辺を有す
る細長い台形状のパターン領域が照明される。レチクル
１３を透過した光束は、投影光学系１６を介して、感光
性基板であるプレート１７に達する。こうして、レチク
ル１３上の照明領域に光学的に対応するように、プレー
ト１７上ではＹ方向に沿って長辺を有する細長い台形状
の領域にパターン像が形成される。

【００５３】上述したように、レチクル１３上の照明領
域およびプレート１７上の露光視野は、Ｙ方向に沿って
長辺を有する細長い台形状である。したがって、駆動系
および干渉計（１５、１９）などを用いてレチクル１３
およびプレート１７の位置制御を行いながら、Ｘ方向に
沿ってレチクルステージ１４とプレートステージ１８と
を、ひいてはレチクル１３とプレート１７とを同期的に
移動（走査）させることにより、プレート１７上には台
形状の露光視野のＹ方向の長さに応じた幅を有し且つプ
レート１７の走査量に応じた長さを有する単位露光領域
に対してレチクルパターンが走査露光される。

【００５４】第２実施例では、第１実施例と同様に、図
４に示す構成を有するレチクル１３を用いて、図５に示
すプレート１７上の各デバイスの各単位露光領域への走
査露光を行う。以下、第１デバイスの各単位露光領域へ
の走査露光に着目して、第２実施例の走査露光動作を説
明する。まず、第１単位露光領域Ｐ１０１への走査露光
では、台形ブラインド７１を介して形成される台形状の
照明領域で第１パターン部分領域ＰＡ１を照明しなが
ら、レチクル１３をＸ方向に沿って一定の速度で移動さ
せるとともに、プレート１７をＸ方向に沿ってレチクル
１３とは逆向きに一定の速度で移動させる。こうして、
第１パターン部分領域ＰＡ１のパターンが第１単位露光
領域Ｐ１０１へ走査露光される。

【００５５】このとき、第１単位露光領域Ｐ１０１の一
方の重複露光領域５２では、台形状の照明領域のうちの
一端の三角形状の照明領域の作用により、非重複露光領
域とのエッジ５６から自由エッジ５８にかけて線形的に
変化する露光量分布を得ることができる。しかしなが
ら、台形ブラインド７１だけを使用する構成では、他方
の重複露光領域５１のエッジ５５から自由エッジ５７に
かけて所望の露光量分布を得ることができない。そこ
で、第２実施例では、台形状の照明領域の長辺が第１パ
ターン領域ＰＡ１のエッジ４５に達したときに、図７
（ｂ）に示すように直線エッジブラインド７２で台形ブ
ラインド７１の台形状の開口部の幅（開口部のＸ方向に
沿った長さ）を線形的に減少させて遮る動作を開始す
る。

【００５６】直線エッジブラインド７２はＺ方向に沿っ
て一定の速度（たとえばレチクル上での照明領域の走査
速度と同じ速度）で移動し、やがて直線エッジブライン
ド７２の遮光エッジ７２ａが台形ブラインド７１の台形
状の開口部の短辺７１ｂと重なって開口部が完全に塞が
れたとき、台形状の照明領域の短辺が第１パターン領域
ＰＡ１の破線４６の位置に達する。こうして、第１単位
露光領域Ｐ１０１の重複露光領域５１においても、非重
複露光領域とのエッジ５５から自由エッジ５７にかけて
線形的に変化する所望の露光量分布を得ることができ
る。

【００５７】次いで、第１単位露光領域Ｐ１０１への走
査露光と同様に、第２単位露光領域Ｐ２０１〜第４単位
露光領域Ｐ４０１に対しても、第２パターン領域ＰＡ２
〜第４パターン領域ＰＡ４のパターンを順次走査露光す
る。以上の第１デバイスの各単位露光領域への走査露光
動作は、第２デバイス〜第４デバイスの各単位露光領域
に対しても同様に繰り返される。こうして、プレート１
７の各デバイスの露光領域において、重複露光領域と非
重複露光領域とでほぼ一致する均一分布の露光量を得る
ことができる。なお、オーバーラップ走査露光において
重複露光領域と非重複露光領域とでほぼ一致する均一分
布の露光量を得る技術については、特願平１１−７７７
０１号明細書および図面にさらに詳細に開示されてい
る。

【００５８】以上のように、第２実施例においても第１
実施例と同様に、投影光学系１６の物体側視野よりも大
きいパターン領域ＰＡを有する１枚のレチクル１３を用
いて、レチクル交換を全く行うことなく、１枚のプレー
ト１７に４つのデバイスパターンを画面継ぎ露光により
形成することができる。したがって、第２実施例におい
ても第１実施例と同様に、レチクルの交換をすることな
く且つ投影光学系を大型化することなくスループットを
向上させることができるとともに、デバイスの切り替え
時間を大幅に短縮することができる。また、レチクルコ
ストを含めたランニングコストを低減することができる
とともに、レチクル間の線幅精度のばらつきに起因する
画面合成精度の低下を実質的に回避することができる。

【００５９】なお、第２実施例では、ステップ・アンド
・スキャン方式を用いているので、露光視野としてほぼ
一次元的な形状であるスリット状の視野を利用すること
により、投影光学系のディストーション等の収差の影響
も小さく抑えられる。また、スリット状の露光視野の幅
で平均された像がプレートに露光されることになるた
め、収差も平均化される。その結果、パターンの転写の
忠実性が飛躍的に向上するだけでなく、投影光学系のレ
ンズ全長を小型化することができる。また、１回の走査
露光により焼き付けられる露光領域の大きさが投影光学
系の像側視野の直径によって規定されるので、結果的に
投影光学系のレンズ径を小さくすることができ、コスト
的に非常に有利である。

【００６０】第２実施例では、細長い台形状の開口部
（光透過部）が固定的に形成された台形ブラインド７１
に対して直線エッジブラインド７２を移動させている。
しかしながら、使用するレチクルのパターンによって
は、台形状の開口部の長辺方向の長さを変更しなければ
ならない場合がある。したがって、走査露光時には直線
エッジブラインド７２を移動させるだけでよいが、台形
状の開口部の長辺方向（レチクル上では走査直交方向）
の長さを任意に設定することができるように台形ブライ
ンド７１を構成することが望ましい。

【００６１】また、固定ブラインド７１の開口部の形状
も台形だけでなく長方形や他の形状に適宜変更すること
ができれば、隣り合う単位露光領域との間でオーバーラ
ップの有る場合と無い場合とが混在しても、投影光学系
の像側視野を最大限に活用することができる。この目的
のため、台形状の開口部の斜辺（台形の上底と下底とを
結ぶ２つの辺を斜辺という）部分を直線エッジを有する
別の可動ブラインドで規定する構成を採ってもよい。さ
らに、第２実施例では、固定ブラインドの開口部の形状
を台形状に設定しているが、最終的にプレート上で得ら
れる露光領域の全体に亘る露光量分布が均一になるよう
な形状であれば、台形状に限定することなく、平行四辺
形や六角形等の形状を有する開口部を設定することがで
きることは言うまでもない。

【００６２】図８は、本発明の第３実施例にかかる露光
装置の構成を概略的に示す図である。第３実施例におい
ても第２実施例と同様に、大型の液晶表示素子の製造に
用いられるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光
装置に本発明を適用している。第３実施例は第２実施例
と類似の構成を有するが、投影光学系の構成だけが第２
実施例と基本的に相違している。したがって、図８にお
いて第２実施例の構成要素と同様の機能を有する要素に
は、図６と同じ参照符号を付している。以下、第２実施
例との相違点に着目しながら、第３実施例を説明する。

【００６３】図８に示すように、第３実施例の走査型露
光装置には、プリズムミラー１００と屈折レンズ１０１
と凹面反射鏡１０２とからなる反射屈折型の投影光学系
が搭載されている。したがって、第３実施例において、
レチクル１３からの光は、プリズムミラー１００の第１
反射面１００ａで反射された後、屈折レンズ１０１を介
して凹面反射鏡１０２に入射する。凹面反射鏡１０２で
反射された光は、屈折レンズ１０１を介した後、プリズ
ムミラー１００の第２反射面１００ｂで反射され、プレ
ート１７上にレチクルパターンの等倍正立像を形成す
る。したがって、走査露光に際して、第２実施例ではレ
チクルとプレートとを逆の向きに走査するが、第３実施
例ではレチクルとプレートとを同じ向きに同じ速度で走
査することになる。

【００６４】図９は、本発明の第４実施例にかかる露光
装置の構成を概略的に示す図である。第４実施例におい
ても第２実施例および第３実施例と同様に、大型の液晶
表示素子の製造に用いられるステップ・アンド・スキャ
ン方式の投影露光装置に本発明を適用している。第４実
施例は第３実施例と類似の構成を有するが、照明光学系
の構成および投影光学系の構成だけが第３実施例と基本
的に相違している。したがって、図９において第３実施
例の構成要素と同様の機能を有する要素には、図８と同
じ参照符号を付している。以下、第３実施例との相違点
に着目しながら、第４実施例を説明する。

【００６５】図９に示すように、第４実施例の露光装置
には、第３実施例の投影光学系と同じ構成を有する２つ
の反射屈折型結像光学系Ｋ１およびＫ２からなる投影光
学系が搭載されている。したがって、第４実施例におい
て、レチクル１３からの光は、第１結像光学系Ｋ１のプ
リズムミラー１１０の第１反射面１１０ａで反射された
後、屈折レンズ１１１を介して凹面反射鏡１１２に入射
する。凹面反射鏡１１２で反射された光は、屈折レンズ
１１１を介した後、プリズムミラー１１０の第２反射面
１１０ｂで反射され、レチクルパターンの中間像を形成
する。

【００６６】レチクルパターンの中間像からの光は、第
２結像光学系Ｋ２のプリズムミラー１２０の第１反射面
１２０ａで反射された後、屈折レンズ１２１を介して凹
面反射鏡１２２に入射する。凹面反射鏡１２２で反射さ
れた光は、屈折レンズ１２１を介した後、プリズムミラ
ー１２０の第２反射面１２０ｂで反射され、プレート１
７上にレチクルパターンの等倍正立正像を形成する。し
たがって、走査露光に際して、第４実施例においても第
３実施例と同様に、レチクルとプレートとを同じ向きに
同じ速度で走査することになる。

【００６７】この種の投影光学系では、像側視野（収差
補正されたフィールド）がほぼ半円形状となり、露光視
野の形状を台形状に設定すれば投影光学系の像側視野を
有効に利用することができる。また、この種の投影光学
系では、中間像の形成位置がレチクルおよびプレートと
共役な位置となるので、投影光学系内において中間像の
形成位置の近傍に視野絞りを配置することができ、照明
光学系内に特にレチクルブラインドを設ける必要がな
い。その代わりに、投影光学系内において中間像が形成
される位置の近傍に固定ブラインド７１と可動ブライン
ド７２とを設け、第２実施例および第３実施例と同様の
手順にしたがってブラインドの駆動動作を行えばよい。

【００６８】また、第３実施例では、正立正像を形成す
る投影光学系用いているので、以下のように照明光学系
の構成を簡素化することができる。図９を参照すると、
照明光学系において、光源１から射出された照明光束
は、ミラー３を介して、楕円鏡２の第２焦点位置Ｐ１に
光源像を形成する。楕円鏡２の第２焦点位置Ｐ１に形成
された光源像からの光束は、集光レンズ１３１を介し
て、光ファイバーのようなライドガイド１３２の入射面
に入射する。ライドガイド１３２の内部を伝搬してその
射出面から射出された光は、コレクターレンズ１３３に
よりほぼ平行な光束に変換された後、フライアイインテ
グレータ１３４に入射する。フライアイインテグレータ
１３４に入射した光束は、多数のレンズエレメントによ
り二次元的に分割され、フライアイインテグレータ１３
４の後側焦点面（すなわち射出面の近傍）にレンズエレ
メントの数と同数の光源像を形成する。フライアイイン
テグレータ１３４の後側焦点面に形成された多数の光源
像からの光束は、折り曲げミラー１３５およびリレーレ
ンズ１３６を介した後、レチクル１３を重畳的に照明す
る。

【００６９】なお、第４実施例では、投影光学系内にブ
ラインド６５を配置する構成としているが、当然に照明
光学系内においてプレートまたはレチクルとほぼ共役な
位置にレチクルブラインドを配置してもよい。この場
合、ブラインドの駆動系を投影光学系の外部に設けるこ
とができるため、駆動系による振動等の影響を投影光学
系に与えずに済むという利点がある。

【００７０】なお、上述の各実施例では、デバイスパタ
ーンの画面継ぎ露光に際して隣り合う単位露光領域を一
部重複させているが、隣り合う単位露光領域を正確に隣
接させることにより重複のない画面合成を行うこともで
きる。また、上述の各実施例では、４つのパターン部分
領域を順次用いて１つのデバイスのパターンを形成した
後に、再び４つのパターン部分領域を順次用いて次のデ
バイスのパターンを形成している。しかしながら、たと
えば第１パターン部分領域を用いて４つのデバイスの第
１単位露光領域を順次露光した後に、第２パターン部分
領域を用いて４つのデバイスの第２単位露光領域を順次
露光し、この露光動作を第３単位露光領域および第４単
位露光領域に対して繰り返すこともできる。また、必要
に応じて、露光の順序をさらに変更することもできる。

【００７１】さらに、上述の各実施例では、１枚のレチ
クルのパターン領域に４つのパターン部分領域を形成
し、各パターン部分領域のパターンを１つのデバイスの
４つの単位露光領域の各々に順次露光している。しかし
ながら、１つのデバイスパターンを構成する単位露光領
域の数、レチクルの枚数、および１枚のレチクルのパタ
ーン領域に形成するパターン部分領域の数は各実施例に
限定されることなく本発明の範囲内において様々な変形
例が可能である。

【００７２】また、上述の各実施例では、レチクル１３
のパターン領域ＰＡにおいて、４つのパターン部分領域
ＰＡ１〜ＰＡ４が互いに一部重複するように形成されて
いる。製造すべきデバイスの中央部に規則正しい繰り返
しパターンが存在する場合、各実施例のレチクル構成は
レチクル自体のサイズを小さく抑える上で有利である。
実際に、所定の描画精度を確保するには、レチクルのサ
イズを５インチ角〜９インチ角程度に抑えることが現状
では好ましい。また、半導体製造装置用に大量に出回っ
ている５インチ角〜９インチ角程度のサイズのレチクル
を使用することが、レチクルの製造コストの観点からも
好ましい。

【００７３】しかしながら、たとえば製造すべきデバイ
スの中央部に規則正しい繰り返しパターンが存在しない
場合や、デバイスのオンオフを行う周辺部のドライバー
回路などに規則正しい繰り返しパターンが存在しない場
合には、４つのパターン部分領域ＰＡ１〜ＰＡ４が互い
に正確に隣接するようにレチクル１３のパターン領域Ｐ
Ａを形成することもできる。また、一般に、レチクルの
パターン領域において複数のパターン部分領域を間隔を
隔てて形成することもできる。いずれにしても、従来技
術ではレチクルのパターン領域全体の大きさが投影光学
系の物体側視野によって規定されるが、本発明ではパタ
ーン部分領域の大きさが投影光学系の物体側視野によっ
て規定されるので、投影光学系の視野を最大限に利用す
ることができる。また、以上の各実施例において、比較
的小さなサイズのレチクル１３を用いたとしても感光性
基板１７上に大きなサイズのデバイスパターンを形成す
るには、複数の単位露光領域の合成によって感光性基板
に形成されるデバイスパターンの大きさ（サイズまたは
面積等）よりもレチクルの大きさ（サイズまたは面積
等）が小さいことが好ましい。

【００７４】また、上述の各実施例では、屈折型の投影
光学系または正立像を形成する屈折反射型の投影光学系
を用いているが、いわゆるオフナー型の一回結像方式の
反射光学系などを投影光学系として用いることもでき
る。さらに、上述の各実施例では、液晶表示素子を製造
する露光方法および露光装置に本発明を適用している
が、半導体素子を製造する露光方法および露光装置に対
して本発明を適用することもできる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１つのデバイスパターンの画面継ぎ露光に際して必要な
レチクルの枚数を大幅に低減することができるので、レ
チクルの交換速度を増大させたり投影光学系を大型化す
ることなく、スループットを向上させることができる。
また、デバイスの切り替え時間を短縮することができ
る。さらに、１つのデバイスパターンに要するレチクル
のコストを低減し、ひいては露光装置のランニングコス
トを低減することができる。加えて、レチクル間の線幅
精度のばらつきに起因する画面合成精度の低下を良好に
回避することができ、高精度なデバイスを製造すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる露光装置の構成を
概略的に示す図である。

【図２】第１実施例にかかる露光装置の構成を立体的に
示す斜視図である。

【図３】第１実施例においてレチクルステージ上に載置
されたレチクルと投影光学系の物体側視野との関係を示
す図である。

【図４】第１実施例において用いられるレチクルのパタ
ーン領域の構成を概略的に示す図であって、（ａ）はレ
チクルのパターン領域の全体を示し、（ｂ）は各単位露
光領域への露光に際して使用されるパターン部分領域を
示している。

【図５】１枚のレチクルのパターン領域に形成された４
つのパターン部分領域を用いた画面継ぎ露光によりプレ
ート上に形成されるデバイスパターンの構成を示す図で
ある。

【図６】本発明の第２実施例にかかる露光装置の構成を
概略的に示す斜視図である。

【図７】図６のレチクルブラインド６５の要部構成を示
す図である。

【図８】本発明の第３実施例にかかる露光装置の構成を
概略的に示す図である。

【図９】本発明の第４実施例にかかる露光装置の構成を
概略的に示す図である。

【符号の説明】

１光源２楕円反射鏡３ミラー４シャッター５コレクターレンズ６波長選択フィルター７フライアイインテグレータ８開口絞り９リレーレンズ１０レチクルブラインド１１ブラインドリレー系１２ミラー１３レチクル１４レチクルステージ１５レチクル干渉計１６投影光学系１７プレート１８プレートステージ１９プレート干渉計２０レチクルアライメント系２１プレートアライメント系２２オートフォーカス系２３ステージ制御系６１第１フライアイインテグレータ６２第１リレーレンズ６３第２フライアイインテグレータ６４第２リレーレンズ６５レチクルブラインド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所望の合成パターンを得るために、投影
光学系を用いて感光性基板に互いに隣り合う複数の単位
露光領域を形成する露光方法において、前記投影光学系の物体側視野よりも大きいパターン領域
を有するレチクルを前記投影光学系の物体面に設定する
レチクル設定工程と、前記投影光学系の物体面に設定された前記レチクルの前
記パターン領域の一部を構成する第１パターン部分領域
を前記投影光学系に対して位置決めする第１位置決め工
程と、前記第１位置決め工程後において、前記第１パターン部
分領域に形成されたパターンを前記複数の単位露光領域
のうちの第１単位露光領域に露光する第１露光工程と、前記パターン領域の一部を構成するパターン部分領域で
あって前記第１パターン部分領域とは異なる第２パター
ン部分領域を前記投影光学系に対して位置決めするため
に前記投影光学系に対して前記レチクルを相対的に移動
させる第２位置決め工程と、前記第２位置決め工程後において、前記第２パターン部
分領域に形成されたパターンを前記複数の単位露光領域
のうちの前記第１単位露光領域と隣り合う第２単位露光
領域に露光する第２露光工程とを含むことを特徴とする
露光方法。
【請求項２】前記レチクルの前記パターン領域におい
て、前記第１パターン部分領域と前記第２パターン部分
領域とは互いに一部重複していることを特徴とする請求
項１に記載の露光方法。
【請求項３】前記感光性基板上において、前記第１単
位露光領域と前記第２単位露光領域とは互いに一部重複
し、前記第１露光工程および前記第２露光工程は、前記第１
単位露光領域と前記第２単位露光領域との間で重複した
重複露光領域での露光量と該重複露光領域以外の非重複
露光領域での露光量とをほぼ等しくするために、各単位
露光領域への露光に際して前記重複露光領域への露光量
分布を調整する工程を有することを特徴とする請求項１
または２に記載の露光方法。
【請求項４】感光性基板に単位露光領域を形成するた
めの投影光学系を備え、所望の合成パターンを得るため
に、前記感光性基板に互いに隣り合う複数の単位露光領
域を形成する露光装置において、前記投影光学系の物体側視野よりも大きいパターン領域
を有するレチクルを保持して移動するレチクルステージ
と、前記レチクルステージの移動を制御するステージ制御系
とを備え、前記ステージ制御系は、前記パターン領域の一部を構成
する第１パターン部分領域に形成されたパターンを前記
複数の単位露光領域のうちの第１単位露光領域に露光す
るために前記レチクルの前記第１パターン部分領域を前
記投影光学系に対して位置決めし、前記パターン領域の
一部を構成するパターン部分領域であって前記第１パタ
ーン部分領域とは異なる第２パターン部分領域に形成さ
れたパターンを前記複数の単位露光領域のうちの前記第
１単位露光領域と隣り合う第２単位露光領域に露光する
ために前記レチクルを移動させて前記レチクルの前記第
２パターン部分領域を前記投影光学系に対して位置決め
することを特徴とする露光装置。