JP2002258489A

JP2002258489A - 露光装置および露光方法

Info

Publication number: JP2002258489A
Application number: JP2001121211A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Kubota; 泰仁窪田; Akihito Shirato; 章仁白戸
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】基板上で一部を重複して露光してもデバイス
の品質低下を防止する。【解決手段】複数の光源像を形成するオプティカルイ
ンテグレータ１４を射出した露光光によりマスクを照明
し、マスクのパターンの一部を基板上で重複露光する。
オプティカルインテグレータ１４のマスクとの共役面に
配置され、重複露光部分の照度を調節する照度調節装置
ＰＦと、照度調節装置ＰＦを共役面内で移動する移動装
置５１、５２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクに形成され
たパターンを基板に露光する露光装置および露光方法に
関し、特に、オプティカルインテグレータを用いて複数
の光源像を形成する露光装置および露光方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パソコンやテレビ等の表示素子と
しては、薄型化を可能とする液晶表示パネルが多用され
るようになっている。この種の液晶表示パネルは、平面
視矩形状の感光基板、例えばガラス基板上に透明薄膜電
極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニ
ングすることにより製造されている。そして、このフォ
トリソグラフィの装置として、マスク（レチクル）上に
形成されたパターンを投影光学系を介してガラス基板上
のフォトレジスト層に露光する露光装置が用いられてい
る。

【０００３】上記の液晶表示パネルは、画面の見やすさ
から大面積化が進んでいる。この要請に応える露光装置
としては、例えば、特開平７−５７９８６号に開示され
ているように、マスクのパターンを正立像で基板上に投
影する複数の投影光学系を組み合わせ、マスクとガラス
基板とを所定方向に同期移動して、投影光学系に対して
走査することによって、同期移動方向と直交する方向に
大きな露光領域を有する、すなわち、マスクに形成され
たＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌ
ａｙ）等のパターンをガラス基板上の露光領域に順次転
写する走査型露光装置が考案されている。

【０００４】この際、投影領域が大きくても装置を大型
化させず、且つ良好な結像特性を得る投影光学系とし
て、複数の投影光学系を、図２２に示すように、隣り合
う投影領域ＰＡ同士が走査方向（Ｘ方向）で所定量変位
するように、且つ隣り合う投影領域ＰＡの端部同士が二
点鎖線で示すように、走査方向と直交する方向（Ｙ方
向）に一部重複するように配置されたものが使用されて
いる。

【０００５】この場合、各投影光学系の視野絞りは、例
えば長方形部Ｔの端部に三角形の継ぎ部Ｊが配置された
台形形状で、走査方向の視野絞りの開口幅の合計は常に
等しくなるように設定されている。そのため、上記のよ
うな走査型露光装置は、隣り合う投影光学系の継ぎ部Ｊ
がガラス基板Ｐ上で重複して露光され、投影光学系の光
学収差や露光照度が滑らかに変化するという利点を持っ
ている。

【０００６】

【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装置および露光方法には、以下のよ
うな問題が存在する。従来では、投影領域ＰＡの中、長
方形部Ｔで露光された場合でも、継ぎ部Ｊで露光された
場合でも、トータルの露光面積が同一であれば、図２３
（ａ）に示すように、長方形部Ｔ１、Ｔ２で露光された
非重複領域の露光量と継ぎ部Ｊ１、Ｊ２で露光された重
複領域のトータル露光量が図２３（ｂ）に示すように同
一になるため、ガラス基板Ｐに与える照度パワー（露光
エネルギ量）も等しくなり、露光されたパターンの線幅
等のプロファイル傾向も一定になると考えられていた。

【０００７】ところが、全てではないが、レジスト処理
を施した一部のガラス基板Ｐにおいては、図２４に示す
ように、長方形部（非重複領域）Ｔで露光されたライン
・アンド・スペースパターンと、継ぎ部（重複領域）Ｊ
で露光されたライン・アンド・スペースパターンとで、
線幅Ａ、Ｂ間や高さＣ、Ｄ間に差が生じたり、二点鎖線
で示されるように、ライン頂部のエッジがなくなった
り、底部においても裾が広がるような台形状のプロファ
イルになり、エッジの傾きが異なる等、条件によっては
断面形状（パターン像プロファイルの傾向）が異なる現
象が発生する（図２３（ｃ）参照）。

【０００８】この現象は、継ぎ部Ｊで重複露光されるガ
ラス基板Ｐ上の点が第一列の投影領域から第二列の投影
領域に移動するまでの間に時間差が存在することや、ガ
ラス基板Ｐに塗布されたレジストの特性に起因して、各
部で与えられた照度パワーに対するレジストの化学反応
量に差があるために生じたものと考えられる。実際に
は、重複露光部分に与えられる照度パワーによる化学反
応量が非重複部分に比べて大きい現象が多く生じてい
る。このように、長方形部Ｔと継ぎ部Ｊで露光されたパ
ターンに線幅や高さ、ピッチの差が生じていると、図２
５に示すように、ガラス基板Ｐ上には、走査方向に沿っ
て帯ムラができてしまい、製造された液晶ディスプレイ
デバイスの品質が著しく低下するという問題があった。

【０００９】この問題は、投影光学系を複数使用するも
のに限られず、単一の投影領域を有する投影光学系を用
い、マスクとガラス基板とを同期移動して第１走査露光
を行った後に、マスクとガラス基板とを同期移動と直交
する方向に投影領域の長さ分の距離だけステップ移動
し、再度マスクとガラス基板とを同期移動して第２走査
露光を行う工程を一回または数回繰り返すことにより、
複数の分割パターンを互いに一部重複させた状態で継ぎ
合わせを行う場合も、上記帯ムラが同様に発生する虞が
あった。

【００１０】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、基板上で一部を重複して露光してもデバイ
スの品質低下を防止する露光装置および露光方法を提供
することを目的とする。

【００１１】

【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２２に対
応付けした以下の構成を採用している。本発明の露光装
置は、複数の光源像を形成するオプティカルインテグレ
ータ（１４）を射出した露光光によりマスク（Ｍ）を照
明し、マスク（Ｍ）のパターンの一部を基板（Ｐ）上で
重複露光する露光装置（１）において、オプティカルイ
ンテグレータ（１４）のマスク（Ｍ）との共役面に配置
され、重複露光部分（Ｊ）の照度を調節する照度調節装
置（ＰＦ）と、照度調節装置（ＰＦ）を共役面内で移動
する移動装置（５１、５２）とを備えたことを特徴とす
るものである。

【００１２】また、本発明の露光方法は、複数の光源像
を形成するオプティカルインテグレータ（１４）を射出
した露光光によりマスク（Ｍ）を照明し、マスク（Ｍ）
のパターンの一部を基板（Ｐ）上で重複露光する露光方
法において、オプティカルインテグレータ（１４）のマ
スク（Ｍ）との共役面に重複露光部分（Ｊ）の照度を調
節する照度調節装置（ＰＦ）を配設するステップと、照
度調節装置（ＰＦ）を共役面内で移動するステップとを
含んでいることを特徴とするものである。

【００１３】従って、本発明の露光装置および露光方法
では、照度調節装置（ＰＦ）を共役面内で移動させるこ
とによって、基板（Ｐ）上の重複露光部分（Ｊ）におけ
る照度を調節することができる。そのため、重複露光部
分（Ｊ）での露光によるレジストの化学反応量が非重複
露光部分（Ｔ）に比較して大きい場合には、重複露光部
分（Ｊ）の照度を低下させることにより、重複露光部分
（Ｊ）でのレジストの化学反応量と非重複露光部分
（Ｔ）でのレジストの化学反応量とを同一にすることが
可能になり、各部分におけるパターンの形状も同一にす
ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光装置および露
光方法の第１の実施の形態を、図１ないし図１３、およ
び図２２を参照して説明する。ここでは、基板として液
晶表示パネル製造に用いられる角形のガラス基板を用
い、マスクに形成された液晶表示デバイスの回路パター
ンを走査露光によりガラス基板上に転写する場合の例を
用いて説明する。また、ここでは、オプティカルインテ
グレータとして、複数の小レンズからなるフライアイレ
ンズを使用する場合の例を用いて説明する。

【００１５】図１は、本発明による走査型の露光装置１
の概略的な構成を示す斜視図である。露光装置１は、照
明光学系２と、複数の投影系モジュール３ａ〜３ｅから
なる投影光学系３と、マスク（レチクル）Ｍを保持する
マスクステージ４と、ガラス基板（基板）Ｐを保持する
基板ステージ５とを主体として構成されている。なお、
マスクＭおよびガラス基板ＰがＸＹ平面に沿って配置さ
れ、ＸＹ平面のうち走査方向（同期移動方向）をＸ方
向、Ｘ方向と直交する非走査方向をＹ方向とし、ＸＹ平
面に直交する投影光学系３の光軸方向をＺ方向として説
明する。

【００１６】照明光学系２は、図２に示す超高圧水銀ラ
ンプ等の光源６から射出された光束（露光光）をマスク
Ｍ上に照明するものであって、リレー光学系、ファイバ
ーボックス（ライトガイド）９および投影系モジュール
３ａ〜３ｅのそれぞれに対応して配設された照明系モジ
ュール１０ａ〜１０ｅ（ただし図２においては、便宜上
照明系モジュール１０ａに対応するもののみを示してい
る）から構成されている。

【００１７】そして、楕円鏡６ａの第一焦点位置にある
光源６から射出した光束は、楕円鏡６ａで第二焦点位置
に集光される。リレー光学系は、この第二焦点位置の光
源像をファイバーボックス９の入射面に結像させるもの
であって、その光路中にはダイクロイックミラー７と波
長選択フィルタ８と露光シャッタ１２とが配置されてい
る。このダイクロイックミラー７は、露光に必要な波長
の光束を反射し、その他の波長の光束を透過させるもの
である。ダイクロイックミラー７で反射された光束は、
波長選択フィルタ８に入射し、投影光学系３が露光を行
うのに適した波長（通常は、ｇ、ｈ、ｉ線の内、少なく
とも１つの帯域を含む）の光束となる。

【００１８】露光シャッタ１２は、光束の光路に対して
進退自在に配置され、非露光時には光路中に挿入される
ことにより光束のマスクＭへの照明を遮断し、逆に露光
時には光路から退避することで光束がマスクＭ上に照明
されるようになっている。また露光シャッタ１２には、
該露光シャッタ１２を光路に対して進退移動させるシャ
ッタ駆動部１６が付設されており、シャッタ駆動部１６
は制御装置１７によってその駆動を制御されている。フ
ァイバーボックス９は、入射した光束を五本に分岐して
反射ミラー１１を介して各照明系モジュール１０ａ〜１
０ｅに入射させるものである。なお、ファイバーボック
ス９に入射した光束を五本に分岐して、各照明系モジュ
ール１０ａ〜１０ｅに入射させるようにしてもよい。

【００１９】各照明系モジュール１０ａ〜１０ｅは、イ
ンプット光学系とコンデンサ光学系とから概略構成され
ている。なお、本実施の形態では、照明系モジュール１
０ａと同じ構成の照明系モジュール１０ｂ〜１０ｅが、
Ｘ方向とＹ方向とに一定の間隔をもって配置されてい
る。そして、各照明系モジュール１０ａ〜１０ｅからの
光束は、マスクＭ上の異なる照明領域を照明する構成に
なっている。

【００２０】インプット光学系は、ファイバーボックス
９の射出面からの光束により照度の均一な第二の光源像
を形成する。インプット光学系中には、光量調整機構が
設けられている。この光量調整機構は、例えばガラス板
上にＣｒ等ですだれ状にパターニングされ透過率がＹ方
向に沿ってある範囲で線形に漸次変化するフィルタ２１
を備えている。そして、フィルタ駆動部２２によりフィ
ルタ２１を光軸に垂直な方向に移動させることで、任意
の透過率、すなわち任意の露光エネルギ量を得ることが
できる構成になっている。このフィルタ駆動部２２は、
制御装置１７によってその駆動が制御されている。

【００２１】光量調整機構を透過した光束は、リレーレ
ンズ１３を介してパターンドフィルタ（照度調節装置）
ＰＦおよびフライアイレンズ（オプティカルインテグレ
ータ）１４に順次入射する。フライアイレンズ１４は、
照度を均一にするためのものであり、射出面側には二次
光源が形成される。なお、パターンドフィルタＰＦおよ
びフライアイレンズ１４の詳細については後述する。フ
ライアイレンズ１４を透過した光束は、不図示のσ絞り
（開口絞り）で制限（規定）され、コンデンサ光学系の
コンデンサレンズ１５によりマスクＭの照明領域を均一
な照度で照明する。

【００２２】また、コンデンサ光学系中には、光量モニ
タ機構が配設されている。この光量モニタ機構は、光路
中に配置されたハーフミラー１９が光束の一部を反射し
てディテクタ２０に入射させ、その光量を検出すること
で、光路中の照度をモニタするものである。検出した照
度信号は制御装置１７に出力される。制御装置１７は、
光量モニタ機構および光量調整機構を制御することによ
り、照明系モジュール毎に光束の光量を所定値に調整可
能になっている。

【００２３】マスクＭを透過した光束は、投影系モジュ
ール３ａ〜３ｅにそれぞれ入射する。そして、照明領域
のマスクＭのパターンは、所定の結像特性をもって、レ
ジストが塗布されたガラス基板Ｐ上に転写される。各投
影系モジュール３ａ〜３ｅは、マスクＭのパターン像を
Ｘ方向もしくはＹ方向にシフトさせる像シフト機構、マ
スクＭのパターンの中間像を形成する反射屈折型光学
系、ガラス基板Ｐ上で台形状の投影領域を設定する視野
絞り、およびマスクＭのパターン像の倍率を変化させる
倍率調整機構（いずれも不図示）から構成されている。

【００２４】図２２で示したように、各投影系モジュー
ル３ａ〜３ｅの投影領域ＰＡは、ガラス基板Ｐ上で重複
して露光される継ぎ部（重複露光部分）Ｊと、重複せず
に露光される長方形部（非重複露光部分）Ｔとを有して
おり、Ｘ方向に走査露光したときに継ぎ部Ｊにおける露
光エネルギ量の和と、長方形部Ｔの露光エネルギ量とが
等しくなるようになっている。なお、本実施の形態の投
影領域ＰＡの形状は、台形であるが、六角形や菱形、平
行四辺形等であっても構わない。

【００２５】マスクステージ４は、マスクＭを保持する
ものであって、一次元の走査露光を行うべくＸ方向に長
いストロークと、走査方向と直交するＹ方向に数ｍｍ程
度の微小量のストロークとを有している。図２に示すよ
うに、マスクステージ４には、該マスクステージ４をＸ
方向およびＹ方向に駆動するマスクステージ駆動部３７
が備えられている。このマスクステージ駆動部３７は、
制御装置１７によって制御されている。

【００２６】図１に示すように、マスクステージ４上の
端縁には、直交する方向に移動鏡３８ａ、３８ｂがそれ
ぞれ設置されている。移動鏡３８ａには、レーザ干渉計
３９ａが対向して配置されている。また、移動鏡３８ｂ
には、レーザ干渉計３９ｂが対向して配置されている。
これらレーザ干渉計３９ａ、３９ｂは、それぞれ移動鏡
３８ａ、３８ｂにレーザ光を射出して当該移動鏡３８
ａ、３８ｂとの間の距離を計測することにより、マスク
ステージ４のＸ方向、Ｙ方向の位置、すなわち、マスク
Ｍの位置を高分解能、高精度に検出することが可能にな
っている。そして、レーザ干渉計３９ａ、３９ｂの検出
結果は、図１には示していないが、制御装置１７に出力
される。

【００２７】基板ステージ５は、ガラス基板Ｐを保持し
て移動するものであって、マスクステージ４と同様に、
一次元の走査露光を行うべくＸ方向に長いストローク
と、走査方向と直交するＹ方向にステップ移動するため
の長いストロークとを有している。また、基板ステージ
５には、該基板ステージ５をＸ方向およびＹ方向に駆動
する基板ステージ駆動部４０が備えられている（図２参
照）。この基板ステージ駆動部４０は、制御装置１７に
よって制御されている。さらに、基板ステージ５は、基
板ステージ駆動部４０の制御により、Ｚ方向にも移動自
在になっている。なお、実際には、ガラス基板Ｐは、基
板ステージ５に支持されたホルダにより吸着保持される
が、ここでは便宜上基板ステージ５に保持されているも
のとしている。

【００２８】また、基板ステージ５上の端縁には、直交
する方向に沿って移動鏡４２ａ、４２ｂがそれぞれ設置
されている。移動鏡４２ａには、レーザー干渉計４３ａ
が対向して配置されている。また、移動鏡４２ｂには、
レーザー干渉計４３ｂが対向して配置されている。これ
らレーザー干渉計４３ａ、４３ｂは、それぞれ移動鏡４
２ａ、４２ｂにレーザー光を射出して当該移動鏡４２
ａ、４２ｂとの間の距離を計測することにより、基板ス
テージ５のＸ方向、Ｙ方向の位置、すなわち、ガラス基
板Ｐの位置を高分解能、高精度に検出することが可能に
なっている。そして、レーザ干渉計４３ａ、４３ｂの検
出結果は、図１には示していないが制御装置１７に出力
される。

【００２９】また、図２に示すように、基板ステージ５
上には、ガラス基板Ｐの露光面とほぼ同等の高さで照度
を検出するディテクタ（照度検出装置）４１が配設され
ている。ディテクタ４１は、ガラス基板Ｐ上の光束の照
度を検出し、検出した照度信号を制御装置１７へ出力す
る。

【００３０】マスクＭの上方には、マスクＭに形成され
たマスクアライメントマーク（不図示）とガラス基板Ｐ
に形成された基板アライメントマーク（不図示）とを検
出するアライメント系４９ａ、４９ｂが配設されてい
る。アライメント系４９ａ、４９ｂは、マスクアライメ
ントマークに検知光を照射し、マスクアライメントマー
クの反射光と、マスクアライメントマークを介して得ら
れる基板アライメントマークの反射光とを受光すること
により、マスクＭとガラス基板Ｐとの位置ずれ量を計測
する構成になっている。なお、アライメント系４９ａ、
４９ｂの計測結果は、制御装置１７に出力される。ま
た、アライメント系４９ａ，４９ｂは、Ｘ方向に移動す
る駆動機構（不図示）を有しており、走査露光時には照
明領域内から退避可能な構成になっている。

【００３１】図３（ａ）は、５つの照明系モジュールの
中、中央に位置する照明系モジュール１０ｃのフライア
イレンズ１４を入射光側からみた平面図であり、図３
（ｂ）は、一つの小レンズの拡大図である。これらの図
に示すように、各フライアイレンズ１４は、それぞれが
ガラス基板Ｐに投影される投影領域ＰＡに対応し、且つ
断面が四角形状の複数（図では１６６ヶ）の小レンズが
組み合わされた構成になっている。

【００３２】各小レンズの入射光側レンズ面の後側焦点
はほぼ射出光側レンズ面の位置にあり、射出光側レンズ
面の前側焦点は入射光側レンズ面の位置にある。このた
め、フライアイレンズ１４に入射する平行光束は、各小
レンズの射出光側レンズ面の近傍に集光され、フライア
イレンズ１４の射出面近傍には、小レンズの数に等しい
数の二次光源（光源像）が形成される。従って、フライ
アイレンズ１４の射出面近傍に形成される多数の二次光
源から射出した光束がそれぞれマスクＭおよびガラス基
板Ｐを照明することにより、ガラス基板Ｐ上の露光面は
重畳的に均一に照明される。

【００３３】パターンドフィルタＰＦは、ガラス基板Ｐ
上の投影領域ＰＡの照度を調節するものであって、図４
に示すように、Ｃｒ等で形成された六角形の複数の遮光
パターン（遮光部）ＳＰと、フライアイレンズ１４の外
形輪郭に対応する複数のＬ字状の位置合わせマークＡＭ
とが形成された円形の石英ガラス板から構成されてお
り、この遮光パターンＳＰ（および位置合わせマークＡ
Ｍ）がマスクＭおよびガラス基板Ｐとの共役面に位置す
るようにフライアイレンズ１４の光源側に共役面内でＸ
方向に移動自在に配置されている。

【００３４】また、遮光パターンＳＰは、複数の小レン
ズの配列と同一ピッチでＸ方向およびＹ方向に沿って配
置され、図５に示すように、Ｙ方向に関しては互いに隣
接する小レンズ間に跨って配置される。なお、Ｙ方向端
部に位置する各遮光パターンＳＰは、１つの小レンズの
みと重複するように配置される。また、各遮光パターン
ＳＰの大きさは、図５に示すニュートラル位置では投影
領域ＰＡから離間して遮光せず、図６に示す遮光位置で
はＹ方向両側に位置する投影領域ＰＡの双方を、具体的
には投影領域ＰＡの中、継ぎ部Ｊを所定量遮光するよう
に設定されている。

【００３５】図７は、フライアイレンズ１４およびパタ
ーンドフィルタＰＦの組立構成を示す断面図であり、図
８は入射面側からの部分側面図である。図７に示すよう
に、フライアイレンズ１４は、円筒状の金物２４内にシ
リコーンで接着保持されており、光束Ｂの入射面側はカ
バーガラス２５によって覆われている。金物２４の入射
面側（＋Ｚ側）の側部には、互いに密接する矩形の支持
板２６、２７が＋Ｘ方向に突出して固定されている。そ
して、支持板２６の＋Ｚ側には、リニアガイド２８を介
して移動テーブル２９がＸ方向に移動自在に取り付けら
れている。

【００３６】支持板２６、２７は４つの固定ビス３２に
より、図９に示すように、＋Ｚ側から締結固定される。
この際、固定ビス３２は、支持板２７に形成された貫通
孔２７ａを介して支持板２６に螺着する。なお、図示し
ていないが、貫通孔２７ａは、Ｙ方向に延びる長孔に形
成されている。また、固定ビス３２の４つの取付位置の
中、−Ｘ側の２箇所については、移動テーブル２９に形
成された貫通孔３３を介して固定ビス３２の締結・締結
解除が自在に行えるようになっている。また、支持板２
６、２７には、フライアイレンズ１４とパターンドフィ
ルタＰＦとのＹ方向における相対位置関係を微調整する
微調整部３４が設けられている。

【００３７】図１０に示すように、微調整部３４は、支
持板２６に形成された円形の孔部３５と、支持板２７に
Ｘ方向に延びて形成されＹ方向の幅が孔部３５より僅か
に大きく、且つ孔部３５に連通する長孔部３６とから構
成されている。この微調整部３４における微調整には、
図１１に示す位置決め用工具４４が用いられる。位置決
め用工具４４には、先端に位置して孔部３５に回転自在
に嵌合する嵌合部４４ａと、この嵌合部４４ａに対して
ほぼ同径で、且つ嵌合部４４ａよりも基端側で偏心して
配置された偏心部４４ｂとが形成されている。また、移
動テーブル２９には、微調整部３４に開口し、位置決め
用工具４４により微調整を行うための貫通孔４５が形成
されている。

【００３８】一方、移動テーブル２９には、上記パター
ンドフィルタＰＦを保持し、且つＺ軸周りに回転自在に
嵌合し、図８に示すように、平面視円形で断面が略Ｚ状
の金物３０が固定ビス３１で締結固定される。この際、
固定ビス３２は、金物３０に周方向に等間隔で成された
三つの貫通孔３０ａを介して移動テーブル２９に螺着す
る。なお、各貫通孔３０ａは、周方向（Ｚ軸周りのθ方
向）に延びる長孔に形成されている。

【００３９】また、移動テーブル２９および金物３０に
は、フライアイレンズ１４とパターンドフィルタＰＦと
のθ方向における相対位置関係を微調整する微調整部４
６が設けられている。図１２に示すように、微調整部４
６は、移動テーブル２９に形成された円形の孔部４７
と、金物３０にＸ方向に延びて形成されＹ方向の幅が孔
部４７より僅かに大きく、且つ孔部４７に連通する長孔
部４８とから構成されている。この微調整部４６におけ
る微調整には、図１１に示す位置決め用工具５０が用い
られる。位置決め用工具５０には、先端に位置して孔部
４７に回転自在に嵌合する嵌合部５０ａと、この嵌合部
５０ａに対してほぼ同径で、且つ嵌合部５０ａよりも基
端側に偏心して配置された偏心部５０ｂとが形成されて
いる。

【００４０】また、移動テーブル２９には、モータ５１
の回転軸５１ａに一体的に取り付けられた偏心カム５２
が長孔部５３において嵌合している。図１３に示すよう
に、偏心カム５２は、平面視円形を呈し、回転軸５１ａ
に対して偏心して取り付けられている。長孔部５３は、
Ｘ方向の幅が偏心カム５２の外径とほぼ同一に、Ｙ方向
に延在して形成されている。これらモータ５１および偏
心カム５２によって、パターンドフィルタＰＦをＸ方向
に移動する移動装置が構成される。

【００４１】なお、モータ５１には、エンコーダ（不図
示）が付設されており、その回転数はエンコーダのゼロ
位置からのパルス数で管理される。さらに、移動テーブ
ル２９には、軸部５４を介して移動テーブル２９を＋Ｘ
方向へ付勢する（引っ張る）予圧バネ５５が付設されて
いる。

【００４２】制御装置１７は、レーザ干渉計３９ａ、３
９ｂの出力からマスクステージ４のＸＹ平面内の位置を
モニターし、マスクステージ駆動部３７を制御すること
でマスクステージ４を所望の位置へ移動させるととも
に、レーザ干渉計４３ａ、４３ｂの出力から基板ステー
ジ５のＸＹ平面内の位置をモニターし、基板ステージ駆
動部４０を制御することで基板ステージ５を所望の位置
へ移動させる。

【００４３】すなわち、制御装置１７は、マスクステー
ジ４および基板ステージ５の位置をモニターしながら両
駆動部３７，４０を制御することにより、マスクＭとガ
ラス基板Ｐとを投影系モジュール３ａ〜３ｅに対して、
任意の走査速度（同期移動速度）でＸ方向に同期移動さ
せるようになっている。さらに、制御装置１７は、エン
コーダのパルス数に基づいて、モータの回転を制御する
ことで、パターンドフィルタＰＦの位置を制御する構成
になっている。

【００４４】上記の構成の露光装置１のうち、フライア
イレンズ１４とパターンドフィルタＰＦとは、例えば±
０．１ｍｍ以内の高い位置合わせ精度が必要である。そ
のため、顕微鏡を見ながらパターンドフィルタＰＦの位
置合わせマークＡＭをフライアイレンズ１４の外形輪郭
に合わせて位置決めする。

【００４５】ここで、パターンドフィルタＰＦのＹ方向
の位置を微調整するには、固定ビス３２を緩めた状態
で、位置決め用工具４４の嵌合部４４ａを＋Ｚ側から支
持板２７の長孔部３６を介して支持板２６の孔部３５に
嵌合させた後に、工具４４をＺ軸周りに回転させる。位
置決め用工具４４の偏心部４４ｂは、嵌合部４４ａに対
して偏心しているので、図１０に示すように、回転に伴
ってその外周面が支持板２７を押圧して＋Ｙ方向（回転
方向が逆の場合は−Ｙ方向）に移動させる。このとき、
固定ビス３２が貫通する支持板２７の貫通孔２７ａは、
Ｙ方向に延びる長孔になっているので、支持板２７は支
障なく＋Ｙ方向（または−Ｙ方向）へ移動する。

【００４６】従って、位置決め用工具４４の回転量を調
整することで、支持板２６に対する支持板２７の、Ｙ方
向における相対位置関係を微調整できる。支持板２６
は、金物２４を介してフライアイレンズ１４と一体構成
であり、支持板２７は、リニアガイド２８、移動テーブ
ル２９および金物３０を介してパターンドフィルタＰＦ
とＹ方向について一体構成であるので、位置決め用工具
４４を用いることで、フライアイレンズ１４に対するパ
ターンドフィルタＰＦの、Ｙ方向における相対位置関係
を微調整することができる。なお、位置合わせ終了後に
は、固定ビス３２により支持板２６、２７を締結固定す
る。

【００４７】また、パターンドフィルタＰＦのθ方向の
位置を微調整するには、固定ビス３１を緩めた状態で、
位置決め用工具５０の嵌合部５０ａを＋Ｚ側から金物３
０の長孔部４８を介して移動テーブル２９の孔部４７に
嵌合させた後に、工具５０をＺ軸周りに回転させる。位
置決め用工具５０の偏心部５０ｂは、嵌合部５０ａに対
して偏心しているので、図１２に示すように、回転に伴
ってその外周面が金物３０を押圧して反時計回り方向
（回転方向が逆の場合は時計回り方向）に移動させる。
このとき、固定ビス３１が貫通する金物３０の貫通孔３
０ａは、θ方向に延びる長孔になっているので、金物３
０は支障なく＋θ方向（または−θ方向）へ移動する。

【００４８】従って、位置決め用工具５０の回転量を調
整することで、移動テーブル２９に対する金物３０の、
θ方向における相対位置関係を微調整できる。すなわ
ち、微調整部４６において位置決め用工具５０を用いる
ことで、フライアイレンズ１４に対するパターンドフィ
ルタＰＦの、θ方向における相対位置関係を微調整する
ことができる。なお、位置合わせ終了後には、固定ビス
３１により移動テーブル２９と金物３０とを締結固定す
る。

【００４９】そして、上記のように組み立てられたフラ
イアイレンズ１４、パターンドフィルタＰＦ等を、パタ
ーンドフィルタＰＦの遮光パターンＳＰがフライアイレ
ンズ１４のマスクＭとの共役面に位置するように照明系
モジュール１０ａ〜１０ｅのそれぞれに取り付ける。

【００５０】続いて、モータ５１の駆動によるパターン
ドフィルタＰＦの動作を説明する。モータ５１の回転軸
５１ａが回転すると偏心カム５２も回転するが、偏心カ
ム５２は回転軸５１ａに対して偏心しているため、その
外周面が移動テーブル２９をＸ方向に押圧して移動させ
る。例えば、図１３に示す位置から回転軸５１ａが時計
回りに回転すると、移動テーブル２９は＋Ｘ方向に移動
し、回転軸５１ａが反時計回りに回転すると、移動テー
ブル２９は−Ｘ方向に移動する。従って、偏心カム５２
の回転量を制御することで、移動テーブル２９のＸ方向
における位置を調整できる。すなわち、モータ５１の駆
動を制御することで、フライアイレンズ１４に対するパ
ターンドフィルタＰＦのＸ方向における相対位置関係を
微調整することができる。

【００５１】なお、移動テーブル２９のＸ方向の位置調
整においては、予圧バネ５５が常時移動テーブル２９を
＋Ｘ方向に付勢しているため、移動テーブル２９の長孔
部５３と偏心カム５２との間に隙間があっても、常に、
移動テーブル２９は偏心カム５２の外周面の−Ｘ側に当
接することになる。そのため、移動テーブル２９は、偏
心カム５２の回転に伴って、Ｘ方向に安定して追従移動
することになり、パターンドフィルタＰＦとフライアイ
レンズ１４との相対位置関係が不安定に変動することを
防止できる。

【００５２】次に、上記の構成の露光装置１によりガラ
ス基板Ｐ上の投影領域ＰＡにおける照度を調節する手順
について説明する。なお、以下においては、マスクステ
ージ４、基板ステージ５の移動および各照明系モジュー
ル１０ａ〜１０ｅにおける照明シャッタ１２の駆動は、
マスクステージ駆動部３７、基板ステージ駆動部４０お
よびシャッタ駆動部１６を介して行われ、それぞれの駆
動はそれぞれの駆動部３７、４０、１６を制御する制御
装置１７の制御に基づいて行われるものとする。また、
モータ５１の回転駆動も制御装置１７の制御に基づいて
行われるものとする。

【００５３】まず、露光処理を実行する前に、実露光に
用いられるレジストを塗布したガラス基板に対して予め
テスト露光等を行うことにより、調節すべき長方形部Ｔ
と継ぎ部Ｊとの間の照度差、すなわち照度ムラを計測し
ておく。この計測方法としては、例えば長方形部Ｔで露
光されたパターンと継ぎ部Ｊで露光されたパターンとの
線幅差をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope；走査
型電子顕微鏡）等で計測することで求められる。

【００５４】次に、アライメント系４９ａ、４９ｂでマ
スクアライメントマークおよび基板アライメントマーク
を計測して、マスクＭとガラス基板Ｐとの位置ずれ量を
求め、この結果からマスクステージ４または基板ステー
ジ５を微動させて位置合わせするとともに、マスクＭと
ガラス基板Ｐとに対する各投影系モジュール３ａ〜３ｅ
毎の相対的なシフト、回転、スケーリング補正量を算出
し、この補正量に基づいて各投影系モジュール３ａ〜３
ｅの像シフト機構、倍率調整機構、反射屈折型光学系の
補正を行う。

【００５５】続いて、基板ステージ５を移動して、各投
影領域ＰＡにディテクタ４１を位置させて照度を順次計
測するとともに、計測された照度に基づいてフィルタ駆
動部２２を介してフィルタ２１を駆動して、各投影領域
ＰＡの照度を所定値に調整する。なお、このとき、ディ
テクタ４１により照度を計測するのではなく、予めディ
テクタ４１、２０で計測される照度差の対応関係を求め
ておいて、ディテクタ２０で計測された照度に基づいて
フィルタ２１を駆動してもよい。

【００５６】この後、調節対象となる投影領域ＰＡにデ
ィテクタ４１を位置させて、長方形部Ｔおよび継ぎ部Ｊ
における照度をそれぞれ数カ所ずつ計測して照度ムラを
求める。そして、モータ５１を駆動して、パターンドフ
ィルタＰＦを上記共役面内でＸ方向に所定量ずつ移動さ
せ、そのときの継ぎ部Ｊにおける照度を計測し、各位置
における照度ムラを求める。

【００５７】ここで、例えばパターンドフィルタＰＦを
小レンズのＸ方向の配列ピッチ分移動させ、照度ムラが
最小になるとき、すなわち、遮光パターンＳＰが図５に
示したニュートラル位置にあるときのエンコーダの位置
をゼロ位置として記憶する。そして、この位置を基準と
してモータ５１を所定量ずつ回転させてパターンドフィ
ルタＰＦを移動させる。

【００５８】これにより、図６に示すように、遮光パタ
ーンＳＰが投影領域ＰＡの継ぎ部Ｊに対応する位置を部
分的に遮光する。このため、遮光パターンＳＰの作用を
受けた基板ステージ５上の領域では、照度が低下して照
度ムラが発生する。従って、計測された照度ムラが規格
値に入るパターンドフィルタＰＦの位置を、エンコーダ
のゼロ位置からのパルス数を用いてモータ５１の回転量
により制御することで、ガラス基板Ｐ上の投影領域ＰＡ
における照度ムラを規格値に設定することができる。な
お、パターンドフィルタＰＦの位置制御については、モ
ータ５１をサイン（ｓｉｎ）状の駆動で駆動させること
で移動テーブル２９を高いリニアリティで駆動させるこ
とができる。

【００５９】そして、他の投影領域ＰＡについても同様
の照度調節を行った後に、マスクステージ４および基板
ステージ５を駆動して、走査開始位置にマスクＭおよび
ガラス基板Ｐを移動させ、マスクＭとガラス基板Ｐとを
投影系モジュール３ａ〜３ｅに対して同一の速度で同一
方向、例えば−Ｘ方向に同期移動することにより、マス
クＭの回路パターンがガラス基板Ｐ上で一部重複して露
光される。

【００６０】本実施の形態の露光装置および露光方法で
は、ガラス基板Ｐ上の投影領域ＰＡの中、継ぎ部Ｊの照
度をパターンドフィルターＰＦにより任意に調節できる
ので、ガラス基板Ｐ上でマスクＭのパターンを一部重複
させて露光する際にも、長方形部Ｔにより露光される領
域と継ぎ部Ｊで露光される領域とでのレジストの化学反
応量を同一にすることができる。そのため、各部で露光
されたパターン同士をほぼ同一線幅で同一形状に形成す
ることが可能になり、いかなる露光エネルギ量で露光さ
れるガラス基板Ｐに対しても帯ムラの発生を抑えること
でデバイスの品質低下を防止することができる。

【００６１】また、本実施の形態では、ディテクタ４１
で検出した照度ムラに基づいてモータ５１に回転を制御
しているため、継ぎ部Ｊにおける照度を迅速、且つ容易
に調節することができる。しかも、上記実施の形態で
は、モータ５１および偏心カム５２を用いた簡単な機構
でパターンドフィルタＰＦの移動を実現しているので、
装置の小型軽量化、低価格化に寄与できる。

【００６２】図１４ないし図１７は、本発明の露光装置
および露光方法の第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ないし図１３、および図２２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、パター
ンドフィルタＰＦにおける遮光パターンＳＰの構成、お
よび制御装置１７の構成である。

【００６３】本実施の形態における遮光パターンＳＰ
は、図１４および図１５に示されるように、複数の小レ
ンズにおける各継ぎ部Ｊ毎に形成されており、Ｘ方向に
ついては小レンズの配列と同一ピッチで配置され、Ｙ方
向については継ぎ部Ｊと同一の配列パターンで配置され
ている。また、各遮光パターンＳＰの大きさは、図１４
に示すニュートラル位置では投影領域ＰＡから離間して
遮光せず、例えば図１５に示す遮光位置では投影領域Ｐ
Ａの中、継ぎ部Ｊを所定量遮光するように設定されてい
る。

【００６４】図１６に示すように、各遮光パターンＳＰ
は、継ぎ部ＪのＹ方向における中心を通る直線６０上に
中心を有する円弧６１と、直線６０および円弧６１の双
方に交叉し直線６０に対して線対称に配置された円弧６
２、６２とで囲まれた略イチョウ状の輪郭形状を有して
いる。すなわち、遮光パターンＳＰは、継ぎ部Ｊの中央
から（隣接する投影領域ＰＡも含めて）長方形部Ｔへ向
けて漸次縮径する輪郭形状を有するものである。そし
て、円弧６１、６２が交叉する点のＹ方向の位置は、継
ぎ部Ｊの−Ｘ方向側端縁の両端よりも若干内側にそれぞ
れ設定されているのを示したが、プロファイルに合わせ
て端を一致させるようにしてもよい。なお、この遮光パ
ターンＳＰの形状詳細（円弧６１、６２の径や円弧６
１、６２の中心位置等）は、レジストの感光特性や重複
露光領域の露光手法等に応じた後述するパターン像プロ
ファイルに基づいて設定されるものであり、円弧ではな
く、楕円形状や半楕円形状であってもよい。

【００６５】また、本実施の形態では、制御装置１７に
不図示の記憶装置が付設されている。この記憶装置に
は、ガラス基板Ｐ上に露光されたパターンの像プロファ
イルに基づいて求められたパターンドフィルタＰＦとフ
ライアイレンズ１４との相対位置関係、具体的には遮光
パターンＳＰと投影領域ＰＡの継ぎ部Ｊとの相対位置関
係が記憶される。他の構成は、上記第１の実施の形態と
同様である。

【００６６】上記の構成の露光装置では、露光処理に先
立ってテスト露光を実施する。これを詳述すると、例え
ば図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、継ぎ部Ｊに対す
る遮光量が異なるように遮光パターンＳＰの位置を段階
的に移動させ、各位置でマスクＭのパターンをガラス基
板Ｐにそれぞれ露光する。そして、ガラス基板Ｐを現像
後、継ぎ部Ｊで重複露光された重複部におけるパターン
像のプロファイル形状と、長方形部Ｔで露光された非重
複部におけるパターン像のプロファイル形状とを重ね合
わせ測定器等の計測器で計測する。

【００６７】ここで、遮光パターンＳＰが図１６（ａ）
に示す位置にある場合には、ガラス基板Ｐ上の投影領域
ＰＡにおいては、図１７（ａ）に示すように、遮光パタ
ーンＳＰが継ぎ部Ｊを遮光しないため、重複部のドーズ
量ａは非重複部のドーズ量と同一の１００％になる。一
方、図１６（ｂ）、（ｃ）に示すように、遮光パターン
ＳＰが継ぎ部Ｊを部分的に遮光した場合には、図１７
（ｂ）、（ｃ）に示すように、継ぎ部Ｊで重複露光され
た重複部のドーズ量ｂ、ｃは継ぎ部Ｊに対する遮光量に
応じて減少する。

【００６８】このとき、ドーズ量ａで露光した場合は照
度パワーに対するレジストの化学反応量がＹ方向中央部
で大きくなることが多いため、図１７（ｂ）に示すよう
に、ガラス基板Ｐに露光されたパターン像のプロファイ
ルの中、線幅は非重複露光部分に対して細くなり、図１
７（ｃ）に示すように、膜厚は薄くなる。逆に、遮光パ
ターンＳＰが図１６（ｃ）に示す位置に配置され、遮光
量が多いドーズ量ｃで露光した場合には、特にＹ方向中
央部において照度パワーが低下することで、図１７
（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｐに露光されたパター
ン像のプロファイルの中、線幅は非重複露光部分に対し
て太くなり、図１７（ｃ）に示すように、膜厚は厚くな
る。

【００６９】そして、遮光パターンＳＰが図１６（ｂ）
に示す適正位置に配置され、非重複露光部分に対してド
ーズ量ｂは低いものの、照度パワーに対するレジストの
化学反応量が同一の状態で露光した場合は、線幅および
膜厚が非重複露光部分と同一の像プロファイル形状とな
る。そのため、レジストの化学反応量が重複部と非重複
部とで同一となる遮光パターンＳＰの継ぎ部Ｊに対する
相対位置関係（この場合、図１６（ｂ）に示す位置）を
算出して記憶装置に記憶しておく。

【００７０】また、上記のテスト露光では、上記重複部
と非重複部との照度パワー調整以外にも、ドーズ量を段
階的（例えば１％ずつ）に変えた場合の線幅の変化を計
測し、これらを関係づける関数を求め記憶装置に記憶し
ておく。

【００７１】そして、露光処理を実行する際には、上記
第１の実施の形態と同様に、予め制御装置１７がモータ
５１を回転駆動することで、遮光パターンＳＰが所定位
置に位置決めされるようにパターンドフィルタＰＦを移
動させる。このとき、制御装置１７は、記憶装置に記憶
されている遮光パターンＳＰの適正位置を読み出して、
モータ５１の駆動を制御する。これにより、遮光パター
ンＳＰは、継ぎ部Ｊに対して図１６（ｂ）に示した位置
に位置決めされ、ガラス基板Ｐに対しては重複部におけ
る像プロファイル形状と非重複部における像プロファイ
ル形状とが一致する照度パワーによりパターンが露光さ
れる。なお、このときのドーズ量は、記憶装置に記憶さ
れた関数を用いて求められる。

【００７２】本実施の形態の露光装置および露光方法で
は、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られること
に加えて、遮光パターンＳＰが継ぎ部Ｊの中央から長方
形部Ｔへ向けて漸次縮径する輪郭形状を有しているの
で、重複露光部の中央において照度パワーが最大となる
パワー分布で露光された際にも、この露光による化学反
応量の分布を均一に均すことができ、線幅および膜厚が
一定のパターンを露光形成することが可能になる。ま
た、本実施の形態では、フライアイレンズ１４に対する
遮光パターンＳＰの相対位置を、ガラス基板Ｐ上に形成
されるパターンの像プロファイルに基づいて予め求めて
いるので、露光処理中に遮光パターンＳＰの位置を算出
することなく適正な位置にパターンドフィルタＰＦを迅
速に移動させることができ、スループットの向上に寄与
することができる。

【００７３】なお、上記実施の形態では、遮光パターン
ＳＰが移動可能であるので、重複露光の際には、１回目
の露光時と２回目の露光時とで遮光パターンＳＰの位置
を異ならせてもよい。また、１回目の露光時にのみ遮光
パターンＳＰで継ぎ部Ｊを遮光し、２回目の露光時には
遮光パターンＳＰを継ぎ部Ｊから退避させて遮光しない
ようにしてもよい。

【００７４】図１８および図１９は、本発明の露光装置
および露光方法の第３の実施の形態を示す図である。こ
れらの図において、図１４ないし図１７に示す第２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３の実施の形態と上記の
第２の実施の形態とが異なる点は、パターンドフィルタ
ＰＦの構成である。

【００７５】すなわち、本実施の形態では、光軸方向に
積層状態で配置された２枚の石英ガラス板に、図１８
（ａ）〜（ｃ）に示されるように、略楕円形状を有する
遮光パターン（遮光部）ＳＰ１、ＳＰ２がそれぞれ形成
されている。これら遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２は、マ
スクＭおよびガラス基板Ｐとの共役面近傍に位置するよ
うにフライアイレンズ１４の光源側に配置されており、
短径方向（Ｙ方向）の中心線が継ぎ部ＪにおけるＹ方向
の中心線６０と合致するように、且つ図１８（ａ）に示
すように、遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２同士が重なるよ
うに配置されている。

【００７６】また、各遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２は、
不図示の駆動装置により中心線６０上に位置する回転中
心６３を中心にしてＺ軸回りに（共役面に沿って）回転
自在となっており、図１８（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、回転角及びシフト量を調整することで長径側の一端
が継ぎ部Ｊの−Ｘ側端縁を越えて継ぎ部Ｊを遮光する位
置や、図１８（ｃ）に示すように、継ぎ部Ｊを遮光しな
い位置に移動する構成になっている。そして、図１８
（ａ）、（ｂ）で明らかなように、継ぎ部Ｊは遮光パタ
ーンＳＰ１、ＳＰ２の双方で遮光され、その遮光領域の
形状は遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２の回転角に応じて非
線形で変形する。この場合も、遮光領域の形状は、継ぎ
部Ｊの中央から（隣接する投影領域ＰＡも含めて）長方
形部Ｔへ向けて漸次縮径する輪郭を有し、Ｙ方向におい
て継ぎ部Ｊの若干内側に位置するようにそれぞれ設定さ
れている。なお、遮光領域の形状は、Ｙ方向において継
ぎ部Ｊの若干内側に位置するように示したが、形状のプ
ロファイルに合わせて端を一致させるようにしてもよ
い。他の構成は、上記第２の実施の形態と同様である。

【００７７】上記の構成の露光装置でも、露光処理に先
立ってテスト露光を実施する。例えば遮光パターンＳＰ
１、ＳＰ２をそれぞれ段階的に回転させ、図１８（ａ）
〜（ｃ）に示した位置に位置決めする。これにより、図
１９（ａ）〜（ｃ）に示すように、投影領域ＰＡ内の継
ぎ部Ｊが遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２の回転角に応じて
それぞれ遮光される。そして、継ぎ部Ｊに対する遮光量
が異なる各位置でマスクＭのパターンをガラス基板Ｐに
それぞれ露光する。この後、第２の実施の形態と同様
に、ガラス基板Ｐを現像後、重ね合わせ測定器等の計測
器により、継ぎ部Ｊで重複露光された重複部におけるパ
ターン像のプロファイル形状と、長方形部Ｔで露光され
た非重複部におけるパターン像のプロファイル形状とを
計測する。

【００７８】そして、図１７に示したように、レジスト
の化学反応量が重複部と非重複部とで同一となる遮光パ
ターンＳＰ１、ＳＰ２の継ぎ部Ｊに対する形状（例え
ば、図１９（ｂ）に示す位置）または遮光パターンＳＰ
１、ＳＰ２の各位置（回転角＋シフト量）を算出して記
憶装置に記憶しておき、露光処理を実行する際には記憶
装置に記憶されている遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２の適
正形状（回転角＋シフト量）を読み出して、駆動装置を
制御する。これにより、遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２が
形成する遮光領域は、継ぎ部Ｊに対して図１８（ｂ）に
示した形状に変形され、ガラス基板Ｐに対しては重複部
における像プロファイル形状と非重複部における像プロ
ファイル形状とが一致する照度パワーによりパターンが
露光され、上記第２の実施の形態と同様の効果を奏する
ことになる。

【００７９】なお、本実施の形態でも、１回目の露光時
と２回目の露光時とで遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２の回
転角を異ならせてもよく、また、１回目の露光時にのみ
遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２で継ぎ部Ｊを遮光し、２回
目の露光時には遮光パターンＳＰ１、ＳＰ２を継ぎ部Ｊ
から退避させて遮光しないようにしてもよい。また、遮
光領域を変形させる構成としては、上記実施の形態に限
られず、他の構成を採用してもよい。

【００８０】なお、上記実施の形態において、オプティ
カルインテグレータとしてフライアイレンズを用いる構
成としたが、これに限られず、内面反射型のロッドタイ
プのものを用いる構成としてもよい。この場合、パター
ンドフィルタＰＦをロッドの射出側に設ければよい。ま
た、パターンドフィルタＰＦを共役面内で移動させる移
動装置をモータ５１および偏心カム５２を用いる構成と
したが、これに限定されるものではなく、例えばピエゾ
素子等の他の構成を用いてもよい。

【００８１】また、上記実施の形態では、パターンドフ
ィルタＰＦにより重複露光部分のみの照度を調節する構
成としたが、これに限られず、例えば非重複露光部分に
対応する遮光パターンを有するパターンドフィルタを別
途設け、重複露光部分の照度が大きい際には、上記の方
法でこの部分の照度を低下させ、逆に、重複露光部分よ
りも非重複露光部分の方が照度が大きい場合には、非重
複露光部分のみ照度を低下させてもよい。さらに、遮光
パターンＳＰをフライアイレンズ１４の全ての小レンズ
に対応して配列する構成としたが、一部の小レンズに対
応させて配列してもよい。この場合、照度低下の量が減
少するが、減少量に見合った遮光を行えばよい。

【００８２】また、上記実施の形態では、投影領域ＰＡ
の一部が互いに重複する複数の投影系モジュール３ａ〜
３ｅを使用する、いわゆるマルチレンズ式の例を用いて
説明したが、これに限られず、例えば図２０に示すよう
に、単一の投影領域ＰＡを有する投影系モジュール（投
影光学系）を使用して、第１パターン５６と第２パター
ンと５７が重複部５８で重複するＬＣＤパターンＬＰを
走査露光する際にも適用できる。この場合、第１露光で
第１パターンを走査露光した後に、マスクステージ４を
Ｙ方向にステップ移動させてマスクＭに対する照明領域
の位置を調整するとともに、基板ステージ５をＹ方向に
ステップ移動させてガラス基板Ｐ上の投影領域の位置を
調整し、第２露光で第２パターンを走査露光するが、上
記と同様の方法で、露光処理前に継ぎ部Ｊにおける照度
を調節することにより、ガラス基板Ｐ上に与えられる重
複部５８のレジストの化学反応量と、他の部分のレジス
トの化学反応量とを同一にすることができ、帯ムラのな
い良好な品質の液晶表示デバイスを得ることができる。

【００８３】なお、本実施の形態の基板としては、液晶
表示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や、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。

【００８４】露光装置１の種類としては、ガラス基板Ｐ
に液晶表示デバイスパターンを露光する液晶表示デバイ
ス製造用の露光装置に限られず、ウエハに半導体デバイ
スパターンを露光する半導体デバイス製造用の露光装置
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。

【００８５】また、光源６として、超高圧水銀ランプか
ら発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．
７ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレー
ザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎ
ｍ）、Ｆ₂レーザ（１５７ｎｍ）を用いることができ
る。

【００８６】投影系モジュール３ａ〜３ｅの倍率は、等
倍系のみならず縮小系および拡大系のいずれでもよい。
また、投影系モジュール３ａ〜３ｅ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
やＸ線を用いる場合は反射屈折系または反射系の光学系
（マスクＭも反射型タイプのものを用いる）を用いれば
よい。また、投影系モジュール３ａ〜３ｅを用いること
なく、マスクＭとガラス基板Ｐとを密接させてマスクＭ
のパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用
可能である。

【００８７】基板ステージ５やマスクステージ４にリニ
アモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）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４、５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。

【００８８】各ステージ４、５の駆動機構３７、４０と
しては、二次元に磁石を配置した磁石ユニット（永久磁
石）と、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを
対向させ電磁力により各ステージ４、５を駆動する平面
モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機
子ユニットとのいずれか一方をステージ４、５に接続
し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方を各ステー
ジ４、５の移動面側（ベース）に設ければよい。

【００８９】基板ステージ５の移動により発生する反力
は、投影光学系３に伝わらないように、特開平８−１６
６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されているよう
に、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。本発明はこのような構造を備えた露光装置に
おいても適用可能である。マスクステージ４の移動によ
り発生する反力は、投影光学系３に伝わらないように、
特開平８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）
に記載されているように、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。本発明はこのような構
造を備えた露光装置においても適用可能である。

【００９０】以上のように、本願実施形態の露光装置１
は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む
各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、
光学的精度を保つように、組み立てることで製造され
る。これら各種精度を確保するために、この組み立ての
前後には、各種光学系については光学的精度を達成する
ための調整、各種機械系については機械的精度を達成す
るための調整、各種電気系については電気的精度を達成
するための調整が行われる。各種サブシステムから露光
装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機
械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等
が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組
み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程
があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光
装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行わ
れ、露光装置全体としての各種精度が確保される。な
お、露光装置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。

【００９１】液晶表示デバイスや半導体デバイス等のデ
バイスは、図２１に示すように、液晶表示デバイス等の
機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステッ
プに基づいたマスクＭ（レチクル）を製作するステップ
２０２、石英等からガラス基板Ｐ、またはシリコン材料
からウエハを製作するステップ２０３、前述した実施の
形態の走査型露光装置１によりマスクＭのパターンをガ
ラス基板Ｐ（またはウエハ）に露光するステップ２０
４、液晶表示デバイス等を組み立てるステップ（ウエハ
の場合、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケー
ジ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製
造される。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る露
光装置は、照度調整装置がオプティカルインテグレータ
のマスクとの共役面に配置されて重複露光部分の照度を
調節し、移動装置が照度調整装置を共役面内で移動させ
る構成となっている。これにより、この露光装置では、
基板上でマスクのパターンを一部重複させて露光する際
にも、非重複露光部分と重複露光部分におけるレジスト
の化学反応量を同一にすることができるため、各部で露
光されたパターン同士をほぼ同一線幅で同一形状に露光
することが可能になり、いかなる露光エネルギ量で露光
される基板に対しても帯ムラの発生を抑えることでデバ
イスの品質低下を防止できるという効果が得られる。

【００９３】請求項２に係る露光装置は、照度調節装置
が重複露光部分におけるパターンの像プロファイルに基
づいて露光光を遮光する遮光部を有する構成となってい
る。これにより、この露光装置ではパターンの像プロフ
ァイルに基づいてレジストの化学反応量の分布を均一に
均して、線幅および膜厚が一定のパターンを露光形成で
きるという効果が得られる。

【００９４】請求項３に係る露光装置は、遮光部が重複
露光部分の中央から非重複露光部分へ向けて漸次縮径す
る輪郭形状を有する構成となっている。これにより、こ
の露光装置では、重複露光部の中央において照度パワー
が最大となるパワー分布で露光された際にも、この露光
によるレジストの化学反応量の分布を均一に均して、線
幅および膜厚が一定のパターンを露光形成できるという
効果が得られる。

【００９５】請求項４に係る露光装置は、移動装置が遮
光部を移動して遮光部の形状を変形させる構成となって
いる。これにより、この露光装置では、遮光部の変形に
より、オプティカルインテグレータで形成される光源像
の遮光量を調整して、非重複露光部分と重複露光部分に
与えられる露光エネルギ量を同一にできるという効果が
得られる。

【００９６】請求項５に係る露光装置は、記憶装置が基
板上のパターンの像プロファイルに基づいて求められた
形状を予め記憶し、制御装置が記憶装置に記憶された形
状に基づいて移動装置を制御する構成となっている。こ
れにより、この露光装置では、露光処理中に遮光部の形
状を算出することなく適正な位置に照度調節装置を迅速
に移動させることができ、スループットの向上に寄与で
きるという効果を奏する。

【００９７】請求項６に係る露光装置は、移動装置が照
度調節装置とオプティカルインテグレータとの相対位置
関係を調整する構成となっている。これにより、この露
光装置では、オプティカルインテグレータで形成される
光源像の遮光量を調整することで、非重複露光部分と重
複露光部分に与えられる露光エネルギ量を同一にできる
という効果が得られる。

【００９８】請求項７に係る露光装置は、記憶装置が基
板上のパターンの像プロファイルに基づいて求められた
相対位置関係を予め記憶し、制御装置が記憶装置に記憶
された相対位置関係に基づいて移動装置を制御する構成
となっている。これにより、この露光装置では、露光処
理中に遮光部の位置を算出することなく適正な位置に照
度調節装置を迅速に移動させることができ、スループッ
トの向上に寄与できるという効果を奏する。

【００９９】請求項８に係る露光装置は、照度検出装置
が重複露光部分の照度と、重複露光部分以外の照度とを
検出し、制御装置が照度検出装置の検出結果に基づいて
移動装置を制御する構成となっている。これにより、こ
の露光装置では、重複露光部分の照度と、重複露光部分
以外の照度とを迅速、且つ容易に調節できるという効果
が得られる。

【０１００】請求項９に係る露光装置は、露光がマスク
と基板との同期移動中に行われる構成となっている。こ
れにより、この露光装置では、マスクのパターンを逐次
基板に露光する、いわゆる走査露光を行う際にも、各部
で露光されたパターン同士をほぼ同一線幅で同一形状に
露光することが可能になり、デバイスの品質低下を防止
できるという効果が得られる。

【０１０１】請求項１０に係る露光装置は、露光がマス
クと基板との間に配設された複数の投影光学系を用いて
行われる構成となっている。これにより、この露光装置
では、投影光学系で投影されたパターンの像を一部重複
させて露光する際にも、非重複露光部分と重複露光部分
とで露光されたパターン同士をほぼ同一線幅で同一形状
に露光することが可能になり、デバイスの品質低下を防
止できるという効果が得られる。

【０１０２】請求項１１に係る露光装置は、複数の投影
光学系が投影領域の一部を重複させて配置される構成と
なっている。これにより、この露光装置では、いわゆる
マルチレンズ方式で露光する際にも、各投影光学系の投
影領域が重複する部分と重複しない部分とで露光された
パターン同士をほぼ同一線幅で同一形状に形成すること
が可能になり、デバイスの品質低下を防止できるという
効果が得られる。

【０１０３】請求項１２に係る露光方法は、オプティカ
ルインテグレータのマスクとの共役面に重複露光部分の
照度を調節する照度調節装置を配設するステップと、照
度調節装置を共役面内で移動するステップとを含む手順
となっている。これにより、この露光方法では、基板上
でマスクのパターンを一部重複させて露光する際にも、
非重複露光部分と重複露光部分に与えられる露光エネル
ギ量を同一にすることができるため、各部で露光された
パターン同士をほぼ同一線幅で同一形状に露光すること
が可能になり、いかなる露光エネルギ量で露光される基
板に対しても帯ムラの発生を抑えることでデバイスの品
質低下を防止できるという効果が得られる。

【０１０４】請求項１３に係る露光方法は、照度調節装
置の移動により、照度調節装置とオプティカルインテグ
レータとの相対位置関係を調整する手順となっている。
これにより、この露光方法では、オプティカルインテグ
レータで形成される光源像の遮光量を調整することで、
非重複露光部分と重複露光部分に与えられる露光エネル
ギ量を同一にできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、露
光装置の概略的な構成を示す外観斜視図である。

【図２】パターンドフィルタが設けられた露光装置
の概略構成図である。

【図３】同露光装置に設けられた（ａ）はフライア
イレンズの平面図であり、（ｂ）は部分拡大図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図であっ
て、パターンドフィルタに配列された遮光パターンの平
面図である。

【図５】ニュートラル位置におけるフライアイレン
ズと遮光パターンとの関係を示す平面図である。

【図６】遮光位置におけるフライアイレンズと遮光
パターンとの関係を示す平面図である。

【図７】フライアイレンズおよびパターンドフィル
タの組立構成を示す断面図である。

【図８】図７における部分側面図である。

【図９】固定ビスで締結固定される支持板と移動テ
ーブルとの位置関係を示す正面図である。

【図１０】移動テーブルをＹ方向に微調整する微調
整部の要部の拡大図である。

【図１１】微調整部における微調整に用いられる位
置決め用工具の正面図である。

【図１２】金物をθ方向に微調整する微調整部の要
部の拡大図である。

【図１３】移動テーブルの長孔部に偏心カムが嵌合
する要部の拡大図である。

【図１４】本発明の第２の実施の形態を示す図であ
って、ニュートラル位置におけるフライアイレンズと遮
光パターンとの関係を示す平面図である。

【図１５】遮光位置におけるフライアイレンズと遮
光パターンとの関係を示す平面図である。

【図１６】（ａ）は遮光パターンが継ぎ部を遮光し
ない位置に配置され、（ｂ）、（ｃ）は遮光パターンが
継ぎ部を遮光する位置に配置された部分拡大図である。

【図１７】（ａ）は投影領域とドーズ量との関係
図、（ｂ）は線幅に関するドーズ量とパターンの像プロ
ファイルとの関係特性図、（ｃ）は膜厚に関するドーズ
量とパターンの像プロファイルとの関係特性図である。

【図１８】遮光パターンの回転角と継ぎ部に対する
遮光領域との関係を示す関係図であって、（ａ）、
（ｂ）は遮光領域が継ぎ部に位置し、（ｃ）は遮光領域
が継ぎ部に位置しない図である。

【図１９】（ａ）は遮光パターンが継ぎ部を遮光し
ない形状に変形し、（ｂ）、（ｃ）は遮光パターンが継
ぎ部を遮光する形状に変形した部分拡大図である。

【図２０】本発明の別の実施の形態を示す図であっ
て、単一の投影領域とガラス基板とを示す平面図であ
る。

【図２１】液晶表示デバイスの製造工程の一例を示
すフローチャート図である。

【図２２】ガラス基板上に複数の投影領域が設定さ
れた平面図である。

【図２３】（ａ）は二つの投影領域を示す平面図、
（ｂ）は投影領域と露光量との関係図、（ｃ）は投影領
域とパターン像プロファイルとの関係特性図である。

【図２４】長方形部で露光されたパターンと、継ぎ
部で露光されたパターンとを示す部分断面図である。

【図２５】帯ムラが生じたガラス基板の平面図であ
る。

【符号の説明】

Ｊ継ぎ部（重複露光部分）Ｍマスク（レチクル）Ｐガラス基板（基板）ＰＦパターンドフィルタ（照度調節装置）ＳＰ、ＳＰ１、ＳＰ２遮光パターン（遮光部）Ｔ長方形部（非重複露光部分）１露光装置３投影光学系３ａ〜３ｅ投影系モジュール１４フライアイレンズ（オプティカルインテグレー
タ）１７制御装置４１ディテクタ（照度検出装置）５１モータ（移動装置）５２偏心カム（移動装置）

フロントページの続きＦターム(参考） 2H097 AB09 BB00 BB01 CA06 CA07 CA08 CA12 GB00 GB02 LA12 5F046 AA11 BA05 CB05 CB06 CB08 CB13 CB23 CC01 CC02 CC03 CC15 CC16 DA01 DA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光源像を形成するオプティカル
インテグレータを射出した露光光によりマスクを照明
し、該マスクのパターンの一部を基板上で重複露光する
露光装置において、前記オプティカルインテグレータの前記マスクとの共役
面に配置され、前記重複露光部分の照度を調節する照度
調節装置と、該照度調節装置を前記共役面内で移動する移動装置とを
備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】請求項１記載の露光装置において、前記照度調節装置は、前記重複露光部分における前記パ
ターンの像プロファイルに基づいて前記露光光を遮光す
る遮光部を有することを特徴とする露光装置。
【請求項３】請求項２記載の露光装置において、前記遮光部は、前記重複露光部分の中央から非重複露光
部分へ向けて漸次縮径する輪郭形状を有することを特徴
とする露光装置。
【請求項４】請求項２または３記載の露光装置にお
いて、前記移動装置は、前記遮光部を移動して該遮光部の形状
を変形させることを特徴とする露光装置。
【請求項５】請求項４記載の露光装置において、前記基板上の前記パターンの像プロファイルに基づいて
求められた前記形状を予め記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶された前記形状に基づいて前記移動装
置を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする露光
装置。
【請求項６】請求項１から３のいずれか１項記載の
露光装置において、前記移動装置は、前記照度調節装置と前記オプティカル
インテグレータとの相対位置関係を調整することを特徴
とする露光装置。
【請求項７】請求項６記載の露光装置において、前記基板上の前記パターンの像プロファイルに基づいて
求められた前記相対位置関係を予め記憶する記憶装置
と、該記憶装置に記憶された前記相対位置関係に基づいて前
記移動装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴と
する露光装置。
【請求項８】請求項１から７のいずれか１項記載の
露光装置において、前記重複露光部分の照度と、前記重複露光部分以外の照
度とを検出する照度検出装置と、該照度検出装置の検出結果に基づいて、前記移動装置を
制御する制御装置とを備えたことを特徴とする露光装
置。
【請求項９】請求項１から８のいずれか１項記載の
露光装置において、前記露光は、前記マスクと前記基板との同期移動中に行
われることを特徴とする露光装置。
【請求項１０】請求項１から９のいずれか１項記載
の露光装置において、前記露光は、前記マスクと前記基板との間に配設された
複数の投影光学系を用いて行われることを特徴とする露
光装置。
【請求項１１】請求項１０記載の露光装置におい
て、前記複数の投影光学系は、該複数の投影光学系の投影領
域の一部が重複するように配置されていることを特徴と
する露光装置。
【請求項１２】複数の光源像を形成するオプティカ
ルインテグレータを射出した露光光によりマスクを照明
し、該マスクのパターンの一部を基板上で重複露光する
露光方法において、前記オプティカルインテグレータの前記マスクとの共役
面に前記重複露光部分の照度を調節する照度調節装置を
配設するステップと、該照度調節装置を前記共役面内で移動するステップとを
含んでいることを特徴とする露光方法。
【請求項１３】請求項１２記載の露光方法におい
て、前記照度調節装置の移動により、前記照度調節装置と前
記オプティカルインテグレータとの相対位置関係が調整
されることを特徴とする露光方法。