JP2000347416A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 要求される解像度がそれぞれ異なるパターン
が混在しても、高いスループットで基板に光学的パター
ンを転写できる露光装置を提供する。 【解決手段】 異なるデザインルールに応じてパターン
が形成される基板を載置する基板ステージと、第１の解
像度を有する第１の露光光学系と、前記第１の解像度と
は異なる第２の解像度を有する第２の露光光学系と、前
記基板ステージと前記第１の露光光学系と前記第２の露
光光学系とを制御する制御部とを備える露光装置におい
て、高解像度のステッパ方式と低解像度のミラープロジ
ェクション方式、高解像度のステッパ方式と低解像度の
ステッパ方式、または高解像度のミラープロジェクショ
ン方式と低解像度のミラープロジェクション方式のいず
れかにより、上記第１の露光光学系および第２の露光光
学系を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置に関する
ものであって、特に液晶表示装置の製造に使用される。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は軽量かつ低消費電
力を達成するフラットパネルディスプレイとして注目を
集めている。これらの中でもアクティブマトリクス型液
晶表示装置は薄型、軽量、低電圧駆動が可能で、さらに
カラー化も容易であるなどの特徴を備えているので、近
年、パーソルコンピュータ、ワープロ、携帯情報端末に
用いられる。

【０００３】上記アクティブマトリクス型液晶表示装置
の画素部のスイッチング素子として薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓ
ｔｏｒ）ともいう）を用いたものは表示品位が高く、消
費電力が低いため、開発が盛んに行われている。

【０００４】ＴＦＴはアモルファスシリコンを用いたア
モルファスシリコンＴＦＴと、ポリシリコンを用いたポ
リシリコンＴＦＴの２種類がある。ポリシリコンＴＦＴ
はアモルファスシリコンＴＦＴよりも移動度が１０〜１
００倍程度高いという利点がある。このため、ポリシリ
コンＴＦＴは画素スイッチング素子として最適なもので
ある。またポリシリコンＴＦＴは、近年、周辺駆動回路
の構成素子としても用いられるようになり、この結果、
図１９に示すような画素部１２０と周辺駆動回路１３０
ａ、１３０ｂとを同一基板１０１上に形成するという画
素部・駆動回路一体型の液晶表示装置１００の開発が盛
んに行われている。

【０００５】一般に液晶表示装置を製造する際には、液
晶制御するのに必要な回路パターンをガラス基板上に転
写するための露光装置が使用される。この露光装置は、
微細なパターンを基板上に転写するための露光光学系、
レチクル（露光マスク）と基板を高精度に位置合わせす
るためのアライメント系、レチクルと基板を自動的に搬
送する自動搬送系から構成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の画素部・駆動回
路一体型の液晶表示装置１００においては、画素部１２
０や端子部１４０は比較的単純な回路パターンであるた
め、低解像度（例えば２μｍ程度）の露光光学系を用い
て１ショット当たりの露光面積を大きく取ることが可能
である。これに対して周辺駆動回路１３０ａ，１３０ｂ
は比較的複雑な回路パターンであるが現在のところ低解
像度の露光光学系が用いられている。しかし制御部１５
０および将来同一基板上に設けられることになると思わ
れるメモリ（図４参照）や論理回路（図４参照）は複雑
な回路パターンであって、高解像度（例えば０．６μｍ
程度）の露光光学系を用いる必要があり、１ショット当
たりの露光面積が小さい。なお将来的にはＴＦＴが微細
化されれば駆動回路１３０ａ，１３０ｂも高解像度が必
要となる。

【０００７】このため、高解像度の露光装置を用いて画
素部１２０や端子部１４０をも露光する場合は、１ショ
ット当たりの露光面積が小さく、スループットが低いと
いう問題がある。例えば、基板サイズが５５０ｍｍ×６
５０ｍｍとした場合、スループットは１枚８分程度あ
る。

【０００８】スループットを向上させるために、低解像
度の露光装置と、高解像度の露光装置を使用することが
考えられるが、各露光装置のステージに基板を載置して
位置決めするための時間が各々必要であり、依然として
スループットが低いという問題があった。

【０００９】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、高解像度と低解像度のパターンが混在してい
てもスループットが可及的に高い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】本発明にかかる露光装置
は、基板を載置する基板ステージと、第１の解像度を有
する第１の露光光学系と、上記第１の解像度とは異なる
第２の解像度を有する第２の露光光学系と、上記基板ス
テージと上記第１の露光光学系と上記第２の露光光学系
とを制御する制御部と、を備え、上記第１の露光光学系
および上記第２の露光光学系のそれぞれから、異なるデ
ザインルールに基づく光学的なパターンをそれぞれのデ
ザインルールに応じた異なる解像度で上記基板に投影さ
せることを可能とする。

【００１１】上記露光装置において、上記第１の露光光
学系および上記第２の露光光学系は、ステッパ方式の露
光光学系のみで構成しても、また、ミラープロジェクシ
ョン方式の露光光学系のみで構成しても良い。

【００１２】また、上記第１の露光光学系をステッパ方
式の露光光学系で構成し、上記第２の露光光学系をミラ
ープロジェクション方式の露光光学系で構成しても良
い。

【００１３】上記露光装置において、上記第１の露光光
学系は、第１の位置に配置され、上記第２の露光光学系
は、第２の位置に配置され、上記基板ステージは、上記
第１の露光光学系により上記光学パターンが投影可能と
なる第１の基板ステージと上記第２の露光光学系により
上記光学パターンが投影可能となる第２の基板ステージ
とを含み、上記制御部は、上記第１および第２の基板ス
テージを駆動するステージ駆動部と、上記第１および第
２の基板ステージを上記第１および第２の露光光学系の
位置に停止するように上記ステージ駆動部を制御する駆
動制御部と、上記第１および第２の露光光学系のうちの
一方の露光光学系側に設けられ、上記一方の露光光学系
の基板ステージ上に載置された基板の位置を検出する基
板位置検出部と、この基板位置検出部の出力および上記
基板の露光データが記憶される露光データ記憶部と、上
記露光データ記憶部に記憶されているデータに基づい
て、上記第１および第２の露光光学系を制御してパター
ンを上記基板上に転写する露光制御部とを有することが
好ましい。

【００１４】上記基板ステージは、上記第１の露光光学
系により上記光学パターンが投影可能となる上記第１の
位置と上記第２の露光光学系により上記光学パターンが
投影可能となる上記第２位置との間を移動可能とすると
良い。

【００１５】また、上記第１の露光光学系と上記第２の
露光光学系のそれぞれは、上記基板ステージの上に載置
された上記基板に対して上記光学パターンが投影可能と
なる位置に移動可能であるものでも良い。

【００１６】上記露光装置は、露光マスクを保持する保
持手段をさらに備え、この保持手段により保持される露
光マスクの第１の部分を用いて上記第１の露光光学系よ
り投影される上記光学パターンを形成し、上記保持手段
により保持される露光マスクの第２の部分を用いて上記
第２の露光光学系より投影される上記光学パターンを形
成すると、さらに好適である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ説明する。

【００１８】図１は、本発明にかかる露光装置の第１の
実施の形態の要部構成のうち、露光光学系を示す概念図
である。同図に示すように、本実施形態の特徴は、低解
像度の露光光学系２と高解像度の露光光学系４とを備え
る点にある。

【００１９】本実施形態においては、低解像度の露光光
学系２として、ミラープロジェクション方式の露光光学
系を用い、また、高解像度の露光光学系４として、ステ
ッパ方式の露光光学系を用いている。しかし、これらの
組合わせは選択的であり、後述するように、異なる解像
度を有するものであれば、レンズ・ステッパ方式のみで
も、また、ミラープロジェクション方式のみで露光光学
系を構成することもできる。

【００２０】ここで、ステッパ方式の露光光学系につい
て簡単に説明する。図５は、ステッパ方式の露光光学系
の一例を示す概略構成図である。同図に示す露光光学系
は、紫外線を放射する高圧水銀灯などからなる光源５１
と、楕円ミラー５２と、ミラー５３，５５と、フライア
イレンズ５４と、コンデンサレンズ５６と、投影レンズ
５７とを備えている。光源５１から放射される紫外光
は、楕円ミラー５２で集光された後、ミラー５３で反射
されて光路が偏向され、フライアイレンズ５４を通過す
ることにより面内照度が均一化される。その後、紫外光
は、ミラー５５で再び反射されてコンデンサレンズ５６
を介してレチクルＲ１に入射する。レチクルＲ１に形成
されたパターンに応じた紫外光がレチクルＲ１を透過
し、投影レンズ５７を透過した後、基板ステージ上に載
置された基板Ｓ上のフォトレジスト膜に投影される。

【００２１】ステッパ方式の露光光学系の利点として、
レチクルと基板とが投影光学系を介して離れているの
で、レチクルと基板とが接触することなく、このため高
歩留りが得られ、比較的安価な小型レチクルを使用でき
る他、高解像力レンズを用いることにより、優れた解像
度を実現しやすいことが挙げられる。この一方、短所と
しては１ショット当たりの露光面積が小さいため、スル
ープットが低いことや、基板のサイズが大きい場合は分
割露光が必要であり、ショット間のつなぎ部分で色むら
が発生しやすい点が挙げられる。

【００２２】次に、ミラープロジェクション方式の露光
光学系について説明する。図６は、ミラープロジェクシ
ョン方式の露光光学系の一例を示す概略構成図である。
同図に示す露光光学系は、光源を含む照明光学系（図示
せず）と、台形ミラー６１と、凹面鏡６２および凸面鏡
６３と、を備えている。光源から放射された紫外光は、
照明光学系を経て光学収差の少ない円弧状の照明光束と
なりレチクルＲ２を照射する。レチクルＲ２上のパター
ンに応じて紫外光は選択的に透過し、台形ミラー６１の
反射面によりその光路が９０°偏向され、凹面鏡６２お
よび凸面鏡６３を介して凹面鏡６２に再び照射して反射
される。反射光は、その後台形ミラー６１の反射面によ
りその光路が再び９０°偏向され、基板Ｓ上のフォトレ
ジスト膜に投影されてレチクルＲ２のパターン像を形成
する。このミラープロジェクション方式では、レチクル
Ｒ２上に結像する照明光束が所定幅Ｗの円弧形状をなす
ため、レチクルの全体像を基板Ｓ上に転写させるために
レチクルＲ２と基板Ｓとは一体で走査される。

【００２３】ミラープロジェクション方式の利点として
は、まず、ステッパ方式と同様にレチクルと基板とが非
接触なので、高歩留りが得られる他、反射光学系を用い
るため、色収差が発生しない点が挙げられる。また、多
波長の光源が使用でき、これによりレジストの表面と基
板膜表面との干渉を平均化できるので、レジスト膜厚や
成膜条件の制御が困難な大型基板の露光には特に有利で
ある。さらに、倍率補正が縦と横の両方で可能であるた
め、高い重ね合せ精度が得られる。また、解像度と１シ
ョット当りの照射面積は、円弧スリットの幅Ｗに大きく
依存し、Ｗを狭くすると解像度が向上し、またＷを広く
すると照射面積が大きくなる。このため、スリット幅を
適宜選択することによりデザインルールに応じて有効に
装置を使用することができる。この一方、結像される領
域が限られた幅の円弧形状のみなので、レチクル全体の
像を基板上に転写するために、レチクルと基板とを一体
として走査させる必要がある。

【００２４】一般的に、光源波長をλ、投影レンズの開
口数をＮＡとすると、露光光学系の解像力Ｒとは、

【数１】 で示される関係を有する。

【００２５】従って、光源から放射される紫外光の波長
λを短くすることにより、または投影レンズの開口数Ｎ
Ａを大きくすることにより、解像力Ｒを向上させること
ができる。

【００２６】一方、これとは逆に、紫外光の波長λを長
くし、または投影レンズの開口数ＮＡを小さくすること
により、解像力Ｒは劣化するが、一度に露光可能な面
積、即ちショットサイズを大きくすることができる。こ
のため、高解像度が要求されないパターンについては、
露光処理のスループットを向上させることができる。

【００２７】上述したステッパ方式と、ミラープロジェ
クション方式のいずれについても、紫外光の波長を変更
させることにより、異なる解像度を有する露光光学系を
取得することができる。例えば、紫外光に関して説明す
ると、要求仕様に応じてｇ線（λ＝４３６ｎｍ）、ｈ線
（λ＝４０５ｎｍ）またはｉ線（λ＝３６５ｎｍ）など
を放射する水銀灯を選択すれば良い。また、光源とし
て、ＫｒＦエキシマレーザ（λ＝２４８ｎｍ）やＡｒＦ
エキシマレーザを用いれば、スループットは低下する
が、解像度はさらに向上させることができる。また、ス
テッパ方式については、投影レンズの開口数ＮＡを変更
することにより、また、ミラープロジェクション方式に
ついては、スリット幅Ｗを変更することにより、異なる
解像度を有する露光光学系を取得することができる。

【００２８】本発明にかかる露光装置の第１の実施の形
態の全体構成を図２に示す。本実施の形態の露光装置１
Ａは、ミラープロジェクション方式の低解像度の露光光
学系２と、ステッパ方式の高解像度の露光光学系４と、
基板ステージ５，７と、基板位置検出部１０と、露光制
御部１２と、露光データ記憶部１４と、ステージ位置検
出部１６，１８と、ステージ駆動部２０と、駆動制御部
２２とを備えている。

【００２９】低解像度露光光学系２は所定の位置に設け
られており、低解像度の回路パターンを露光するのに用
いられる。高解像度露光光学系４は、低解像度露光光学
系２とは異なる位置、図２上ではステージ駆動部２０を
中心としたとき、低解像度露光光学系２とは１８０度ず
れた位置に設けられ、高解像度の回路パターンを露光す
るのに用いられる。例えば図１９に示す液晶表示装置１
００においては、画素部１２０、端子部１４０は低解像
度露光光学系２によって露光され、駆動回路１３０ａ、
１３０ｂ、制御部１５０は高解像度露光光学系４によっ
て露光される。

【００３０】基板ステージ５，７は各々、パターンが転
写されるガラス基板Ｓが載置されてステージ駆動部２０
によって回転可能に駆動されるとともに各露光光学系の
基準位置に停止するように駆動される。なお、基板ステ
ージ５，７は水平方向（図面上では紙面と平行となる方
向）に所定距離平行移動可能なように構成されている。

【００３１】基板位置検出部１０は低解像度露光光学系
２の近くに設けられて、この低解像度露光光学系の基準
位置２ｐに停止している基板ステージ５または基板ステ
ージ７に載置されたガラス基板Ｓの上記基板ステージに
対する位置を検出する。この位置検出は図３に示すガラ
ス基板Ｓにおいては、アライメントマーク８５の位置検
出に基づいて行う。アライメントマーク８５の検出は例
えば画像処理技術を用いて行う。なお、図３に示すガラ
ス基板Ｓには、図１９に示す液晶表示装置１００が６個
形成される。

【００３２】露光データ記憶部１４には、上記基板位置
検出部１０によって検出された基板の位置データ（アラ
イメントデータ）および１ショットの位置データ等の露
光を実行するのに必要なデータや、基板Ｓの伸縮データ
も記憶されている。

【００３３】露光制御部１２は露光データ記憶部１４に
記憶されているデータに基づいて低解像度露光光学系２
および高解像度露光光学系４のレチクルの位置を制御す
るとともに、駆動制御部２２に指令信号を送り、各基板
ステージ５，７を水平方向に微小移動させるように動作
する。

【００３４】ステージ位置検出部１６，１８は各々低解
像度露光光学系２、高解像度露光光学系４の基準位置２
ｐ，４ｐと基板ステージの停止位置との差を検出する。

【００３５】駆動制御部２２は、露光制御部１２からの
指令信号を受信しないときは、ステージ位置検出部１
６，１８の検出結果に基づいて、各基板ステージを低解
像度露光光学系２および高解像度露光光学系４の基準位
置２ｐ，４ｐに停止させるようにステージ駆動部２０を
制御する。そして露光制御部１２からの指令信号を受信
したときにはこの指令信号およびステージ位置検出部１
６，１８の検出出力に基づいて基板ステージ５，７を水
平方向に微小移動させるようにステージ駆動部２０を制
御する。

【００３６】次に本実施形態の露光装置１Ａの動作を説
明する。まず、駆動制御部２２によってステージ駆動部
２０を制御して基板ステージ５を低解像度露光光学系２
の基準位置２ｐに停止させる。続いて基板ステージ５上
にガラス基板Ｓを載置した後、基板位置検出部１０によ
って基板ステージ５上のガラス基板Ｓの位置を検出す
る。この検出データ（アライメントデータ）は露光制御
部１２を介して露光データ記憶部１４に記憶される。そ
して、露光データ記憶部１４に記憶されている上記アラ
イメントデータおよび露光テータに基づいて露光制御部
１２が低解像度露光光学系２を制御して、低解像度の回
路パターンがガラス基板Ｓ上に転写される。

【００３７】低解像度の回路パターンの転写が終了する
と、基板ステージ５は高解像度露光光学系４の基準位置
４ｐに停止するようにステージ駆動部２０を介して駆動
制御部２２によって制御される。このとき、基板ステー
ジ７は低解像度露光光学系２の基準位置２ｐに停止する
ようにステージ駆動部２０を介して駆動制御部２２によ
って制御される。

【００３８】次に露光データ記憶部１４に記憶されてい
る、基板ステージ５上に載置されているガラス基板Ｓの
アライメントデータおよび露光データに基づいて露光制
御部１２によって高解像度露光光学系４が制御され、高
解像度の回路パターンが基板ステージ５上のガラス基板
Ｓ上に転写される。その後、ガラス基板Ｓが基板ステー
ジ５から取り外される。

【００３９】一方、基板ステージ７には低解像度の回路
パターンを転写すべきガラス基板Ｓが載置された後、基
板位置検出部１０によって基板ステージ７上のガラス基
板Ｓの位置が検出される。この検出されたデータ（アラ
イメントデータ）は上述したように露光制御部１２を介
して露光データ記憶部１４に記憶される。そして上記ア
ライメントデータおよび露光データに基づいて露光制御
部１２によって低解像度露光光学系２が制御され、低解
像度の回路パターンが基板ステージ７上のガラス基板Ｓ
上に転写される。

【００４０】低解像度の回路パターンの転写が終了する
と、基板ステージ７は高解像度露光光学系４の基準位置
４ｐに停止するように駆動され、基板ステージ５は低解
像度露光光学系２の基準位置に停止するように駆動され
る。その後、基板ステージ５には回路パターンを転写す
べき新しいガラス基板Ｓが載置されて上述したと同様に
して低解像度の回路パターンが転写され、基板ステージ
７上のガラス基板Ｓ上には高解像度の回路パターンが転
写される。高解像度の回路パターンが転写されたガラス
基板Ｓは基板ステージ７から取り外される。以降上述し
たことが繰り返される。

【００４１】図４は、本発明にかかる露光装置により製
造することができる液晶表示装置の平面構成を例示する
概念図である。すなわち、同図の例においては、基板Ｓ
の中央付近に画素領域２１０が設けられ、その上下には
Ｘドライバ２１２、２１４が設けられている。また、画
素領域の左右には、Ｙドライバ２２０、２２２が設けら
れている。Ｘドライバの上下には、メモリ部２３０、２
３２が設けられている。さらに、これらの周囲には、配
線部２２４〜２２７が設けられている。また、基板の左
下には、ロジック部２４０が設けられ、さらに右上には
接続部２５０とＴＡＢ（tape automated bonding）用の
端子部２５２が設けられている。

【００４２】以上説明した液晶表示装置において、例え
ば、画素領域、配線部、接続部、端子部などの部分は、
高精細型表示が要求される場合であっても、例えば２〜
３μｍ程度のデザインルールにより形成することができ
る。

【００４３】これに対して、Ｘドライバ２１２、２１
４、Ｙドライバ２２０、２２２、画像データなどを蓄積
するメモリ部２３０、２３２や、画像信号の処理を行う
ロジック部２４０は、例えば、各種の画像データのバッ
ファや、画像データ処理あるいは論理演算処理などを実
行する。従って、これらの領域のデザインルールを、例
えば０．６μｍ程度と高集積化すれば、データ蓄積容量
や論理演算機能を強化させ、従来よりもはるかに高機能
の液晶表示装置を小型軽量に実現することができる。

【００４４】本実施形態の露光装置においては、低解像
度露光光学系２と、この光学系２の基準位置２ｐに停止
しているときの基板ステージ、例えば基板ステージ５と
の相対的位置関係は、高解像度露光光学系４と、この光
学系４の基準位置４ｐに停止している基板ステージ５と
の相対的位置関係と同一であるかまたは所定の関係にあ
るように構成されているため、低解像度露光光学系２側
で基板ステージ（例えば基板ステージ５）上での基板Ｓ
の位置を基板位置検出部１０によって検出すれば、この
検出されたアライメントデータは、上記基板ステージ５
が回転移動して高解像度露光光学系４の基準位置４ｐに
位置しているときにはこの基板ステージ５上の基板のア
ライメントデータとして用いることが可能となる。この
ため、高解像度露光光学系４において再度アライメント
データを測定する必要がなくなり、スループットを向上
させることができる。

【００４５】またスループットが向上したことにより、
従来よりもスループットを低下させることなく駆動回路
等を構成するＴＦＴを微細化することが可能となる。こ
れにより単位機能当たりの基板面積が低減し、省資源化
を実現できるとともに低消費電力化を実現することがで
きる。

【００４６】また上記実施の形態においては、低解像度
露光光学系２における１ショットの面積は高解像度露光
光学系４における１ショットの面積よりも広く、低解像
度露光光学系２における焦点深度は高解像度露光光学系
４のそれに比べて深い。

【００４７】異なる解像度を有する露光光学系を用いて
本発明にかかる露光装置を構成した他の実施形態を図７
および図８に示す。

【００４８】図７は、本発明にかかる露光装置の第２の
実施形態の光学系を示す概念図である。同図に示す露光
装置は、それぞれ解像度を異にするステッパ方式の露光
光学系２Ｂ，４Ｂで露光光学系を構成した形態である。

【００４９】このように、２つのステッパ方式で露光光
学系を構成することにより、装置全体の構成が簡素にな
り露光処理が容易になる。例えば、ＬｉＮｂＯ３ 結晶
を材料とするフィルタを用いて波長変換を行うことによ
り光源を共有することが可能になる。また、レチクルの
保持部や搬送系の設計が容易になる他、レチクル材料や
倍率を同一のものにすることができるので、後述する第
４および第５の実施形態のように、レチクルを共有化す
る場合は、レチクルの設計を容易にすることができる。

【００５０】また、図８は、本発明にかかる露光装置の
第３の実施形態の光学系を示す概念図である。同図に示
す露光装置は、それぞれ解像度を異にするミラープロジ
ェクション方式の露光光学系２Ｃ，４Ｃで露光光学系を
構成した形態である。

【００５１】本実施形態によっても、上述したとおり、
レチクルの保持部や搬送系の設計が容易になる他、レチ
クルを共有化し易くなるので、装置全体の構成を簡素に
して露光処理を容易にすることができる。

【００５２】なお、上述した３つの実施形態において
は、基板位置検出部１０は低解像度露光光学系２側に設
けたが、高解像度露光光学系４側に設けても良い。

【００５３】また、基板位置検出部１０を図９に示す露
光装置１Ｂのように両方の露光光学系２，４に設けれ
ば、低解像度と高解像度の回路パターンの転写が先に完
了した基板を載置している基板ステージからこの基板を
取り外して、回路パターンを転写すべき新しい基板を載
置してこの基板のアライメントデータを検出することが
可能となり、無駄な待ち時間を減らすことができ、更に
スループットを向上させることができる。

【００５４】また、上述した３つの実施形態において
は、２つの露光光学系の間を２つの基板ステージ５，７
は回転移動するように構成されていたが、図１０に示す
ように平行移動するように構成しても良い。また、平行
移動と回転移動とを組合せるように構成しても良い。

【００５５】また、上述した３つの実施形態においては
基板のアライメントデータの検出はどちらかの露光光学
系の基準位置に基板ステージが停止しているときに行っ
たが、基板ステージを１個他に設け、上記露光光学系
２，４が位置しているところとは異なる位置（例えば、
図２においては「Ａ」の位置）に上記基板ステージを停
止させ、新しい基板を載置してアライメントデータをこ
の位置で検出しても良い。こうすることにより、更にス
ループットを向上させることができる。

【００５６】上記実施形態においては、いずれも解像度
が異なる露光光学系毎に基板ステージを備える形態につ
いて説明したが、基板ステージを１個とし、２つの露光
光学系で単一の基板ステージを共有することもできる。

【００５７】図１１は、本発明にかかる露光装置の第４
の実施の形態の要部構成を表すブロック図である。同図
に示す露光装置１Ｃは、第１の露光光学系２、第２の露
光光学系４の他、本実施形態において特徴的な単一の基
板ステージ１７を備える。

【００５８】基板ステージ１７は、ステージ駆動部２０
によりｘｙｚおよびθ方向に移動可能とされ、位置検出
部４２によりその位置が検出される。位置検出部４２に
より検出された基板ステージ１７の位置に関する情報
は、露光データ取得部２４において蓄積される。

【００５９】一方、露光光学系２、４と基板ステージ１
７との間には、それぞれレチクルホルダ２６、２８が設
けられ、レチクル調節部３０、３２によって移動可能と
されている。それぞれのレチクルホルダには、レチクル
Ｒ１、Ｒ２を着脱自在にセットすることができる。

【００６０】露光光学系２、４、ステージ駆動部２０、
露光データ取得部２４およびレチクル調整部３０、３２
は、それぞれ制御部４０により制御され連携動作が可能
とされている。

【００６１】また、図１２は、本発明にかかる露光装置
の第５の実施形態の要部構成を表すブロック図である。
同図に示す露光装置１Ｄは、第１の露光光学系２、第２
の露光光学系４、基板ステージ１７の他に、各露光光学
系に駆動部３６、３８が設けられている。すなわち、基
板ステージ１７を固定し、露光光学系とレチクルを切り
替えて用いることが可能とされている。

【００６２】このように、図１１および図１２にそれぞ
れ示す第４および第５の実施形態においては、互いに異
なる解像度を有する２つの露光光学系２、４が、単一の
基板ステージ１７を共有するという独特の構成を有す
る。これにより、これら２つの露光光学系の間の移送を
円滑且つ速やかに行うことができる。

【００６３】次に、露光装置１Ｃ、１Ｄの動作について
説明する。ここでは、一例として、図４に表した液晶表
示装置の基板の露光プロセスについて説明する。

【００６４】まず、基板Ｓを第１の露光光学系２の露光
可能領域に配置する。図１１に示す露光装置１Ｃの場合
には、基板Ｓを載置した基板ステージ１７を第１の露光
光学系２の下に移動すれば良い。また、図１２に示す露
光装置１Ｄの場合には、第１の露光光学系２を駆動部３
６により駆動して基板ステージ１７の上に移動させれば
良い。

【００６５】次に、基板ＳとレチクルＲ１とのアライメ
ントを調節する。すなわち、基板Ｓの所定の位置にパタ
ーンが形成されるように基板ＳとレチクルＲ１との位置
関係を調節する。このアライメントの調節に際しては、
前述した「アライメントマーク」を用いると良い。

【００６６】次に、露光データ取得部２４により、レチ
クルＲ１と基板Ｓとのアライメントに関する情報を入力
し、露光データとして格納する。

【００６７】次に、第１の露光光学系２により露光を実
行する。第１の露光光学系２と第２の露光光学系４の解
像度の関係は、いずれが高くても良いが、ここでは、一
例として第１の露光光学系の解像度が低い場合について
説明する。この場合には、第１の露光光学系２によっ
て、図４に表した液晶表示装置の画素領域２１０および
配線部２２４〜２２７などの領域を露光する。

【００６８】図３に例示したように、基板Ｓの上に複数
のデバイスＤを形成する場合には、基板ステージ１７を
順次移動させ、それぞれのデバイス領域においてレチク
ルＲ１による露光を実行することができる。

【００６９】次に、基板ステージ１７を第２の露光光学
系４の露光可能領域に移動させ、基板ＳとレチクルＲ２
とのアライメントを調節する。この場合においても、基
板ＳとレチクルＲ２にそれぞれ設けられたアライメント
マークに基づいてレーザ光や画像処理システムにより両
者の位置関係を調節することができる。

【００７０】次に、露光データ取得部２４により、レチ
クルＲ２と基板Ｓとのアライメントに関する情報を入力
し、露光データとともに格納する。

【００７１】次に、第２の露光光学系４により露光を実
行する。ここで、第２の露光光学系４として、高解像度
のステッパ方式の光学系などを用いる場合には、基板Ｓ
に形成するドライバ２１２、２１４、ロジック部２４０
やメモリ部２３０、２３２を複数の領域に分割して高い
解像度で露光することができる。ステッパによる場合
は、これらの分割されたパターンのそれぞれについて順
次つなぎながら露光を実行する。

【００７２】以上説明したように、第４および第５の実
施の形態によっても、解像度がそれほど要求されない領
域は低解像度の露光光学系により迅速に露光し、解像度
が要求される領域は高解像度を有する露光光学系により
精密に露光することができる。

【００７３】さらに、第４および第５の実施の形態によ
れば、これらの露光光学系が基板ステージ１７を共有し
ているので、基板の取り外しの必要がない。この結果、
基板のハンドリングに伴う「ダスト」や「ＥＳＤ（elec
trostatic discharge ：静電気）」の発生を抑制し、製
造歩留まりを顕著に改善することも可能となる。

【００７４】ところで、本発明においては、２つの露光
光学系が、基板ステージだけでなくレチクルも共有する
ことが可能である。以下、この具体例について説明す
る。

【００７５】図１３は、本発明にかかる露光装置の第６
の実施形態の要部構成を表すブロック図である。同図に
示す露光装置１Ｅも、第１の露光光学系２、第２の露光
光学系４、基板ステージ１７、ステージ駆動部２０、位
置検出部４２、露光データ取得部２４、制御部４０を有
する。これらの詳細については、図１１に関して前述し
たものと同様とすることができるので、同一の符号を付
して詳細な説明は省略する。

【００７６】本実施形態にかかる露光装置が有する特徴
的点のひとつは、２つの露光光学系の間でレチクルを共
有できる点である。すなわち、レチクルホルダ２８が設
けられ、レチクル制御部３０により、第１の露光光学系
２と第２の露光光学系４との間を移動可能とされてい
る。さらに、レチクルホルダ２８の位置に関する情報が
位置検出部３４により検出され、制御部４０に出力可能
とされている。

【００７７】また、図１４は、露光光学系 ２、４にそ
れぞれ駆動部３６、３８が設けられた例を表す。すなわ
ち、基板ステージ１７を静止させ、光学系の方を移動さ
せて切り替えることが可能とされている。

【００７８】以上の露光装置１Ｅ、１Ｆにおけるレチク
ルホルダ２８には、第１の露光光学系２と第２の露光光
学系４においてそれぞれ用いる露光パターンが一体にさ
れたレチクルＲが設置される。

【００７９】図１５および図１６は、このような一体型
レチクルの平面構成を例示する概念図である。これらの
レチクルは、図４に表した液晶表示装置に用いるもので
ある。

【００８０】図１５に表した例においては、レチクルＲ
の上側領域において、液晶表示装置の画素領域に対応す
るパターン２１０Ｒ、配線部に対応するパターン２２４
Ｒ〜２２７Ｒなどがそれぞれ設けられている。これらの
パターンは、例えば２〜３μｍ程度のデザインルールに
合わせて形成されている。これらの部分は、例えば、低
解像度のミラープロジェクション方式の露光光学系によ
り一括スキャン露光することが可能である。

【００８１】これに対して、レチクルＲの下側には、液
晶表示装置のドライバに対応するパターン２１２Ｒ、２
１４Ｒ、ロジック部を分割したパターン２４０Ａ〜２４
０Ｃとメモリ部を分割したパターン２３０Ａ、２３０
Ｂ、２３２Ａ、２３２Ｂが、それぞれ形成されている。
これらのパターンは、高集積化のため、例えば０．６μ
ｍあるいはそれ以下のデザインルールに対応して形成さ
れている。そして、これらの部分は、例えば、高解像度
のステッパ方式の露光光学系により精密に露光すること
ができる。

【００８２】一方、図１６に例示したレチクルにおいて
は、液晶表示装置の画素領域、ドライバおよび配線部も
分割したパターンとして形成されている。なお、図１６
において各パターンに付した符号の番号は、図４に表し
た各部の符号に対応する。例えば、画素領域２１０は、
４分割したパターン２１０Ａを４回露光してつなげるこ
とにより形成する。これらのパターンのうちでデザイン
ルールが微細でないものは、例えば低解像度のステッパ
方式の露光光学系を用いて露光することができる。

【００８３】しかも、図１５や図１６に表したように、
レチクルを一体とした場合には、レチクルと基板とのア
ライメントデータも２つの露光光学系の間で共有するこ
とができるという効果がえられる。以下、この点に言及
しつつ露光装置１Ｅ、１Ｆの動作について説明する。

【００８４】まず、基板Ｓとレチクルを第１の露光光学
系２に配置する。すなわち、露光装置１Ｅにおいては、
基板Ｓを載置した基板ステージ１７とレチクルＲをセッ
トしたレチクルホルダ２８を第１の露光光学系２の露光
可能領域に配置する。また、露光装置１Ｆにおいては、
駆動部３６によって第１の露光光学系２を基板Ｓの上に
移動させる。

【００８５】次に、基板ＳとレチクルＲとのアライメン
トを調節する。すなわち、基板Ｓの所定の位置にパター
ンが形成されるように基板ＳとレチクルＲとの位置関係
を調節する。このアライメントの調節は、前述したよう
な「アライメントマーク」を利用し、図示しないレーザ
や画像認識システムを用いて行うことができる。

【００８６】次に、取得部２４により、レチクルＲと基
板Ｓとのアライメントに関する情報を入力し、露光デー
タとともに格納する。ここで、基板Ｓの位置に関する情
報は位置検出手段２２により検出し、レチクルＲの位置
に関する情報はレチクルホルダに設けられた位置検出手
段３４により検出することができる。これらの情報は、
制御部４０を適宜介して露光データ取得部２４に格納さ
れる。なお、前述したように、「露光データ」には、ガ
ラス基板Ｓの加熱などによるサイズが変化に起因した
「ずれ」に関する情報も含むことができる。

【００８７】次に、第１の露光光学系２により露光を実
行する。例えば、第１の露光光学系の解像度が相対的に
低い場合について説明すると、図１５や図１６において
表したパターンのうちで、画素領域などの部分のみを選
択的に露光する。前述したように、第１の露光光学系が
低解像度のミラープロジェクション方式の光学系を採用
している場合には、図１５のレチクルを用い、第１の露
光光学系が低解像度のステッパ方式の光学系を採用して
いる場合には、図１６のレチクルを用いる。

【００８８】次に、基板ＳとレチクルＲを第２の露光光
学系に配置する。すなわち、すなわち、露光装置１Ｅに
おいては、基板Ｓを載置した基板ステージ１７とレチク
ルＲをセットしたレチクルホルダ２８を第２の露光光学
系４の露光可能領域に移動する。また、露光装置１Ｆに
おいては、駆動部３８によって第２の露光光学系４を基
板Ｓの上に移動させる。

【００８９】次に、第２の露光光学系４により露光を実
行する。ここでは、例えば、液晶表示装置のドライバ領
域、論理部やメモリ部などの微細なデザインルールが要
求される部分を正確に露光することができる。第２の露
光光学系４として、高解像度のステッパ方式の光学系を
用いる場合には、図１５や図１６に表したようにレチク
ルＲに分割パターンを設けておき、分割露光する。

【００９０】露光装置１Ｅ、１Ｆを用いた場合には、こ
の第２の露光光学系による露光に先立って、基板とレチ
クルとのアライメントを調節しなおす必要がない。すな
わち、基板ＳとレチクルＲとの最適な位置関係に関する
アライメントデータは、露光データの一部として露光デ
ータ取得部２４に取得されている。従って、格納されて
いる露光データを読み出して、そのアライメントデータ
に基づいて基板ＳとレチクルＲを配置するだけで良い。
つまり、第２の露光光学系４の下でレーザや画像認識シ
ステムによるアライメントの調節を行う必要がなくな
る。その結果として、アライメントの調節に要する時間
を半減させ、露光工程のスループットをさらに向上させ
ることが可能となる。

【００９１】なお、図１５および図１６に示すレチクル
Ｒにおいては、メモリ部とロジック部を微細なデザイン
ルールで形成する場合について説明したが、これらに加
えてドライバをも微細なデザインルールで形成する場合
は、レチクルＲの下側領域にＸドライバに対応するパタ
ーン２１２Ｒ，２１４Ｒ、およびＹドライバに対応する
パターン２２０Ｒ，２２２Ｒを設けることも可能であ
る。

【００９２】ところで、本発明の露光装置は、解像度が
異なる２つの露光光学系を有するので、それぞれの光学
系をどのような順番で用いるかに関しても独特の特徴が
生ずる。以下では、簡単のために、構成を簡略化した液
晶表示装置を例に挙げて説明する。

【００９３】図１７は、液晶表示装置の一例の回路配置
を示す概念図である。すなわち、同図の液晶表示装置
は、画素領域３１０、端子部３２０、Ｘドライバ３４
０、Ｙドライバ３５０、制御部３６０の他、メモリ部３
７０を有する。また、画素領域３１０と端子部３２０を
低解像度、残りの部分を高解像度で露光すると仮定す
る。また、全ての領域を分割して分割露光方式により露
光を行う場合を例に挙げる。

【００９４】図１８（ａ）は、このような液晶表示装置
の基板の露光を「場所順次方式」で行う場合の露光順序
を例示する説明図である。

【００９５】すなわち、基板上で所定の開始位置（図１
８において「」と表す）から、、、・・・・と
隣接する領域を順次露光する。この露光シーケンスは、
図１２に示す露光装置１Ｄのように、光学系を移動させ
て切り替える方式の露光装置において実施すると、基板
ステージの移動量を抑制することができるという効果を
奏する。

【００９６】一方、図１８（ｂ）は、「解像度順次方
式」により露光する場合の一例を表す説明図である。す
なわち、基板上で、例えば、、、・・・のように
低解像度の領域を全て露光し、その後に、、・・
・のように高解像度の領域を順番に露光する。このシー
ケンスによれば、露光光学系の切り替え回数を少なくす
ることができる。また、隣接する部分を連続的に露光す
ることにより、「つなぎ精度」を高く維持し、パターン
の「ずれ」に起因する「色ずれ」などの問題を解消する
ことができる。

【００９７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば高解
像度と低解像度のパターンが混在していてもスループッ
トを可及的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる露光装置の第１の実施の形態が
有する露光光学系を示す概念図である。

【図２】本発明にかかる露光装置の第１の実施の形態の
構成を示すブロック図である。

【図３】ガラス基板とアライメントマークとの関係を示
す図である。

【図４】本発明にかかる露光装置により製造することが
できる液晶表示装置の平面構成を例示する概念図であ
る。

【図５】ステッパ方式の露光光学系の一例を示す概略構
成図である。

【図６】ミラープロジェクション方式の露光光学系の一
例を示す概略構成図である。

【図７】本発明にかかる露光装置の第２の実施の形態が
有する露光光学系を示す概念図である。

【図８】本発明にかかる露光装置の第３の実施の形態が
有する露光光学系を示す概念図である。

【図９】図２に示す実施の形態の変形例の構成を示すブ
ロック図である。

【図１０】図２に示す実施の形態の他の変形例の構成を
示すブロック図である。

【図１１】本発明にかかる露光装置の第４の実施の形態
の構成を示すブロック図である。

【図１２】本発明にかかる露光装置の第５の実施の形態
の構成を示すブロック図である。

【図１３】本発明にかかる露光装置の第６の実施の形態
の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明にかかる露光装置の第７の実施の形態
の構成を示すブロック図である。

【図１５】一体型レチクルの平面構成を例示する概念図
である。

【図１６】一体型レチクルの平面構成を例示する概念図
である。

【図１７】液晶表示装置の一例の回路配置を示す概念図
である。

【図１８】液晶表示装置の基板の露光を「場所順次方
式」および「解像度順次方式」で行う場合の露光順序を
それぞれ例示する説明図である。

【図１９】画素部・駆動回路一体型の液晶表示装置の他
の一例の回路配置を示す模式図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｆ 露光装置 ２，２Ａ〜２Ｄ 低解像度露光光学系 ２ｐ，４ｐ 基準位置 ４，４Ａ〜４Ｄ 高解像度露光光学系 ５，７，１７ 基板ステージ ６ 基板ステージの微小移動方向 １０ 基板位置検出部 １２ 露光制御部 １４ 露光データ記憶部 １６，１８ ステージ位置検出部 ２０ ステージ駆動部 ２２ 駆動制御部 ２８ レチクルホルダ ３０ レチクル制御部 ３４ 位置検出部 ４０ 制御部 ３６，３８ 駆動部 ５１ 光源 ５２ 楕円ミラー ５３，５５ ミラー ５４ フライアイレンズ ５６ コンデンサレンズ ５７ 投影レンズ ６１ 台形ミラー ６２ 凹面鏡 ６３ 凸面鏡 Ｒ，Ｒ１，Ｒ２ レチクル（露光マスク） Ｓ ガラス基板

フロントページの続き (72)発明者 井 上 聡 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 宮 坂 光 敏 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 湯田坂 一 夫 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 宇都宮 純 夫 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 松 枝 洋二郎 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H097 AA05 CA12 CA17 5F046 BA04 BA05 DA12 DB05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板を載置する基板ステージと、 第１の解像度を有する第１の露光光学系と、 前記第１の解像度とは異なる第２の解像度を有する第２
   の露光光学系と、 前記基板ステージと前記第１の露光光学系と前記第２の
   露光光学系とを制御する制御部と、を備え、 前記第１の露光光学系および前記第２の露光光学系のそ
   れぞれから、異なるデザインルールに基づく光学的なパ
   ターンをそれぞれのデザインルールに応じた異なる解像
   度で前記基板に投影させることを可能とする露光装置。
2. 【請求項２】前記第１の露光光学系および前記第２の露
   光光学系は、ステッパ方式の露光光学系であることを特
   徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 【請求項３】前記第１の露光光学系および前記第２の露
   光光学系は、ミラープロジェクション方式の露光光学系
   であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 【請求項４】前記第１の露光光学系は、ステッパ方式の
   露光光学系であり、 前記第２の露光光学系は、ミラープロジェクション方式
   の露光光学系であることを特徴とする請求項１に記載の
   露光装置。
5. 【請求項５】前記第１の露光光学系は、第１の位置に配
   置され、 前記第２の露光光学系は、第２の位置に配置され、 前記基板ステージは、前記第１の露光光学系により前記
   光学パターンが投影可能となる第１の基板ステージと前
   記第２の露光光学系により前記光学パターンが投影可能
   となる第２の基板ステージとを含み、 前記制御部は、 前記第１および第２の基板ステージを駆動するステージ
   駆動部と、 前記第１および第２の基板ステージを前記第１および第
   ２の露光光学系の位置に停止するように前記ステージ駆
   動部を制御する駆動制御部と、 前記第１および第２の露光光学系のうちの一方の露光光
   学系側に設けられ、前記一方の露光光学系の基板ステー
   ジ上に載置された基板の位置を検出する基板位置検出部
   と、 この基板位置検出部の出力および前記基板の露光データ
   が記憶される露光データ記憶部と、 前記露光データ記憶部に記憶されているデータに基づい
   て、前記第１および第２の露光光学系を制御してパター
   ンを前記基板上に転写する露光制御部とを有することを
   特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の露光装
   置。
6. 【請求項６】前記第１の露光光学系は、第１の位置に配
   置され、 前記第２の露光光学系は、第２の位置に配置され、 前記基板ステージは、前記第１の露光光学系により前記
   光学パターンが投影可能となる前記第１の位置と前記第
   ２の露光光学系により前記光学パターンが投影可能とな
   る前記第２位置との間を移動可能とされたことを特徴と
   する請求項２ないし４のいずれかに記載の露光装置。
7. 【請求項７】前記第１の露光光学系と前記第２の露光光
   学系のそれぞれは、前記基板ステージの上に載置された
   前記基板に対して前記光学パターンが投影可能となる位
   置に移動可能とされたことを特徴とする請求項２ないし
   ４のいずれかに記載の露光装置。
8. 【請求項８】露光マスクを保持する保持手段をさらに備
   え、 前記保持手段により保持される露光マスクの第１の部分
   を用いて前記第１の露光光学系より投影される前記光学
   パターンを形成し、 前記保持手段により保持される露光マスクの第２の部分
   を用いて前記第２の露光光学系より投影される前記光学
   パターンを形成することを特徴とする請求項２ないし４
   のいずれかに記載の露光装置。