JP2002365810A - 分割逐次近接露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラットパネルディスプレイの多面取り露光
において、決められた大きさの基板に高精度且つ高スル
ープットでステップ露光する。 【解決手段】 ステージ送り機構７のステップ回数を２
回以上として各ステップ毎に基板Ｗより小さいマスクＭ
のマスクパターンＰを基板Ｗ上に露光転写するようにし
た分割逐次近接露光装置において、マスクステージ１に
保持されるマスクＭの大きさ及びステップ回数を、マス
クＭの許容たわみ量、マスクＭのパターン領域の大きさ
及び最もタクト時間が短く且つ必要な露光精度が得られ
る露光照度とレジスト感度との関係に基づいて設定し、
更に、基板Ｗにパターン露光用の光を照射する照射手段
３が、該設定ステップ回数での露光条件に応じて露光用
の光のステップ方向の照射領域を切替え可能な照射領域
切替手段２００Ａ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、例えば液晶ディス
プレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネ
ルディスプレイに使用されるガラス等の材料の基板上に
マスクのマスクパターンを分割逐次露光方式で近接（プ
ロキシミティ）露光転写するのに好適な分割逐次近接露
光装置及び露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近接露光は、表面に感光剤を塗布した透
光性の基板（被露光材）を近接露光装置のワークステー
ジ上に保持すると共に、該基板をマスクステージに保持
されたマスクに接近させて両者のすき間を数１０μｍ〜
数１００μｍにし、次いで、マスクの基板から離間する
側から照射装置によって基板上に露光用の光を照射する
ことにより該基板上に該マスクに描かれたマスクパター
ンを露光転写するようにしたものである。

【０００３】ところで、最近では大型の液晶ディスプレ
イやプラズマディスプレイ等の量産化への対応が要請さ
れており、この場合、露光の高精度化及び高能率化が必
要となる。高能率化の一例としては、例えば、図８に示
すように、一枚の基板Ｗで複数のディスプレイを作る、
いわゆる多面取りという方法がある。この例では、１０
００ｍｍ×１２００ｍｍの基板Ｗで１８インチディスプ
レイ用材ＤＰを９面分作れるようにしている。

【０００４】また、同じ大きさの基板（１０００ｍｍ×
１２００ｍｍ）Ｗで例えば１５インチディスプレイ用材
ＤＰを１２面分（長辺方向４×短辺方向３）作ることも
でき、更には、１７インチのディスプレイ用材ＤＰを９
面分、１４インチのディスプレイ用材ＤＰを１２面分作
ることもできる。一方、マスク（例えば石英ガラス）の
大きさには、マスクパターンの精度やコスト面等から限
界があり、基板と同じ大きさにして一括で露光するよう
なマスクを作ることは現状では合理的とはいえない。

【０００５】このような事情から、従来においては、基
板Ｗより小さいマスクを用い、該マスクを基板Ｗに近接
して対向配置した状態で該基板Ｗをマスクに対してステ
ップ移動させて各ステップ毎に基板Ｗに向けてパターン
露光用の光を照射し、これにより、マスクに描かれた複
数のマスクパターンを基板Ｗ上に露光転写して一枚の基
板Ｗに複数のディスプレイ用材ＤＰを作成する、分割逐
次近接露光方式が提案されている（例えば特開２０００
−３５６７６号公報及び特開平９−１２７７０２号公報
参照）。

【０００６】この場合のマスクＭとしては、１０００ｍ
ｍ×１２００ｍｍの基板Ｗとすると、図９（ａ）に示す
ように、基板Ｗの短手方向に３個のマスクパターンＰが
描かれたものや、図９（ｂ）に示すように、基板Ｗの短
手方向に３個描かれたマスクパターンＰが基板Ｗの長手
方向に二列（合計６個）配置されたものが考えられ、前
者では基板Ｗのステップ回数（基板の長手方向）は３回
（一回目の露光位置を１ステップとする。）となり、後
者では２回となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
分割逐次近接露光装置においては、どのようなマスクの
大きさを選択し、どのような露光条件とした場合に露光
の高精度化と高スループット化を両立できるかについて
の開示はなく、更なる改良の余地があった。本発明はこ
のような技術的課題に着目してなされたものであり、フ
ラットパネルディスプレイの多面取り露光において、決
められた大きさの基板に高精度且つ高スループットでス
テップ露光する分割逐次近接露光装置及び露光方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【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、請求項１に係る分割逐次近接露光装置は、被露光
材としての基板を保持するワークステージと、前記基板
に対向配置されて該基板より小さいマスクを保持するマ
スクステージと、前記基板に対してパターン露光用の光
を前記マスクを介して照射する照射手段と、該マスクの
マスクパターンを前記基板上の複数の所定位置に対向さ
せるように前記ワークステージと前記マスクステージと
を相対的にステップ移動させるワークステージ送り機構
と、前記マスクと前記基板との対向面間のすき間を調整
するギャップ調整手段とを備え、前記ワークステージ送
り機構のステップ回数を２回以上として各ステップ毎に
前記マスクパターンを前記基板上に露光転写するように
した分割逐次近接露光装置において、前記マスクの大き
さ及び前記ステップ回数を、前記マスクの許容たわみ
量、該マスクのパターン領域の大きさ及び最もタクト時
間が短く且つ必要な露光精度が得られる露光照度とレジ
スト感度との関係に基づいて設定し、更に、前記照射手
段が、該設定ステップ回数での露光条件に応じて露光用
の光のステップ方向の照射領域を切替え可能な照射領域
切替手段を備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る分割逐次近接露光装置は、
請求項１において、前記照射領域切替手段は、射出角の
異なる複数種のオプチカルインテグレータと、各オプチ
カルインテグレータの中心を前記照射手段の光軸に対し
て選択的に位置決め配置する切替え機構とを備えたこと
を特徴とする。請求項３に係る分割逐次近接露光方法
は、被露光材としての基板より小さいマスクを該基板に
近接して対向配置し、前記基板を前記マスクに対して相
対的にステップ移動させて該マスクのマスクパターンを
前記基板上の複数の所定位置に対向させると共に、ステ
ップ回数を２回以上として各ステップ毎に基板に対して
パターン露光用の光を前記マスクを介して照射して該マ
スクのマスクパターンを前記基板上に露光転写するよう
にした分割逐次近接露光方法において、前記マスクの大
きさ及び前記ステップ回数を、前記マスクの許容たわみ
量、該マスクのパターン領域の大きさ及び最もタクト時
間が短く且つ必要な露光精度が得られる露光照度とレジ
スト感度との関係に基づいて設定し、更に、該設定ステ
ップ回数での露光条件に応じて露光用の光のステップ方
向の照射領域を設定することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態で
ある分割逐次近接露光装置を説明するための一部を分解
した説明的斜視図、図２はマスクステージ部分の拡大斜
視図、図３（ａ）は図２のIII − III線断面図、図３
（ｂ）は（ａ）のｂ矢視で示す平面図、図４はアライメ
ントカメラと該アライメントカメラのピント調整機構の
基本構造を示す側面図、図５はワーク側アライメントマ
ークの照射光学系を説明するための説明図、図６はアラ
イメント画像のフォーカス調整機構を示す構成図、図７
はステップ露光を説明するための説明図、図８は１８イ
ンチディスプレイ用材ＤＰを９面取りした基板Ｗ（１０
００ｍｍ×１２００ｍｍ）の平面図、図９は図８の基板
に対向配置されるマスクを示す図であり、（ａ）は３ス
テップ露光の場合に用いるマスクの平面図、（ｂ）は２
ステップ露光の場合に用いるマスクの平面図、図１０は
１５インチディスプレイ用材ＤＰを１２面取り（長辺方
向４×短辺方向３）した基板Ｗ（１０００ｍｍ×１２０
０ｍｍ）に対向配置されるマスクを示す平面図、図１１
はマスクの横（短辺）寸法を一定にした場合の該マスク
の縦（長辺）寸法と自重による最大たわみ量との関係を
示すグラフ図、図１２は図９（ａ），（ｂ）の各マスク
を用いた場合の光源照度とレジスト感度とステップ数と
タクト時間との関係を示すグラフ図、図１３は図１０の
マスクと図示しない４ステップ露光用マスクとを用いた
場合の光源照度とレジスト感度とステップ数とタクト時
間との関係を示すグラフ図、図１４は照射領域切替手段
による照射領域の切替え操作を説明するための図、図１
５は二種類のオプチカルインテグレータを示す図、図１
６は照射領域切替手段の切替え機構の一例を説明するた
めの斜視図、図１７は切替え機構の変形例を説明するた
めの斜視図、図１８〜図２１は本発明の他の実施の形態
である分割逐次近接露光装置を説明するための説明図で
ある。

【００１１】まず、第１の実施の形態から説明すると、
図１〜図７において符号１はマスクＭを保持するマスク
ステージ、２はガラス基板（被露光材）Ｗを保持するワ
ークステージ、３はパターン露光用の照射手段としての
照明光学系、４はマスクステージ１及びワークステージ
２を支持する装置ベースであり、ガラス基板Ｗ（以下、
単に基板Ｗという。）は、マスクＭに対向配置されて該
マスクＭに描かれたマスクパターンＰを露光転写すべく
表面（マスクＭの対向面）に感光剤が塗布されている。

【００１２】説明の便宜上、照明光学系３から説明する
と、照明光学系３は、紫外線照射用の光源である例えば
高圧水銀ランプ３１と、該高圧水銀ランプ３１から照射
された光を集光する凹面鏡３２と、凹面鏡３２の焦点近
傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテ
グレータ３３ａ，３３ｂと、平面ミラー３５，３６及び
これらを経由して入射する光束を平行な光束として露光
面に導く曲面ミラー３７と、平面ミラー３６とオプチカ
ルインテグレータ３３ａ，３３ｂとの間に配置されて照
射光路を開閉制御する露光制御用シャッター３４とを備
えている。

【００１３】露光時に露光制御用シャッター３４を開制
御されると、高圧水銀ランプ３１から照射された光が、
図１に示す光路Ｌを経て、マスクステージ１に保持され
るマスクＭひいてはワークステージ２に保持される基板
Ｗ（図１では共に図示せず。）の表面に対して垂直にパ
ターン露光用の平行光として照射され、これにより、マ
スクＭのマスクパターンＰが基板Ｗ上に露光転写される
ようになっている。

【００１４】次に、マスクステージ１及びワークステー
ジ２の順に説明する。マスクステージ１はマスクステー
ジベース１１を備えており、該マスクステージベース１
１は装置ベース４から突設されたマスクステージ支持台
１２に支持されてワークステージの上方に配置されてい
る。マスクステージベース１１は、図２に示すように、
長方形状とされて中央部に開口１１１を有しており、該
開口１１１にはマスク保持枠１３がＸ，Ｙ方向に移動可
能に装着されている。

【００１５】図３（ａ）に示すように、マスク保持枠１
３はマスクステージベース１１の開口１１１の内周との
間に所定のすき間を介して挿入されており、その上端外
周にフランジ１３１が設けられると共に、下端面にはフ
ランジ１３２が外側に張出して固着されており、各フラ
ンジ１３１，１３２間でマスクステージベース１１の肉
厚を上下に挟むようにして前記すき間分だけＸ，Ｙ方向
に移動可能に取り付けられている。マスク保持枠１３の
下端面のフランジ１３２の内側に、マスクパターンＰが
描かれているマスクＭが真空式吸着装置（図示せず。）
を介して着脱自在に保持されるようになっている。かか
る保持状態では、マスクＭの下面はマスクステージベー
ス１１の下面より下に位置しているので、ワークステー
ジ２をＹ軸方向に移動させる場合、該ワークステージ２
のＺ軸方向の退避を必要最小限とすることができる。

【００１６】また、マスクステージベース１１の上面に
は、マスク保持枠１３をＸ，Ｙ平面内で移動させて該マ
スク保持枠１３に保持されたマスクＭの基板Ｗに対する
位置を調整するマスク位置調整手段１４が設けられてお
り、該マスク位置調整手段１４は、マスク保持枠１３の
Ｙ軸方向に沿う一辺に取り付けられたＸ軸方向駆動装置
１４ｘと、マスク保持枠１３のＸ軸方向に沿う一辺に取
り付けられた二台のＹ軸方向駆動装置１４ｙとを備えて
いる。

【００１７】Ｘ軸方向駆動装置１４ｘは、Ｘ軸方向に伸
縮するロッド１４１ｒを有する駆動用アクチュエータ
（例えば電動アクチュエータ）１４１と、マスク保持枠
１３のＹ軸方向に沿う辺部に取り付けられたリニアガイ
ド（直動軸受案内）１４３とを備えており、該リニアガ
イド１４３の案内レール１４３ｒはＹ軸方向に延びてマ
スク保持枠１３に固定され、該案内レール１４３ｒに移
動可能に取り付けられたスライダ１４３ｓはロッド１４
１ｒの先端にピン支持機構１４２を介して連結されてい
る。

【００１８】一方、Ｙ軸方向駆動装置１４ｙは、Ｙ軸方
向に伸縮するロッド１４１ｒを有する駆動用アクチュエ
ータ（例えば電動アクチュエータ）１４１と、マスク保
持枠１３のＸ軸方向に沿う辺部に取り付けられたリニア
ガイド（直動軸受案内）１４３とを備えており、該リニ
アガイド１４３の案内レール１４３ｒはＸ軸方向に延び
てマスク保持枠１３に固定され、該案内レール１４３ｒ
に移動可能に取り付けられたスライダ１４３ｓはロッド
１４１ｒの先端にピン支持機構１４２を介して連結され
ている。そして、Ｘ軸方向駆動装置１４ｘによりマスク
保持枠１３のＸ軸方向の調整を、二台のＹ軸方向駆動装
置１４ｙによりマスク保持枠１３のＹ軸方向及びθ軸方
向（Ｚ軸まわりの揺動）の調整を行う。

【００１９】マスク保持枠１３のＸ軸方向に互いに対向
する二辺の内側には、マスクＭと基板Ｗとの対向面間の
すき間を測定する手段としてのギャップセンサ１５と、
マスクＭと基板Ｗとの平面ずれ量を検出する手段として
のアライメントカメラ１６とが配設されており、ギャッ
プセンサ１５及びアライメントカメラ１６は共に移動機
構１７を介してＸ軸方向に移動可能とされている。

【００２０】移動機構１７は、マスク保持枠１３のＸ軸
方向に互いに対向する二辺の上面側にはそれぞれギャッ
プセンサ１５及びアライメントカメラ１６を保持する保
持架台１７１がＹ軸方向に延びて配置されており、該保
持架台１７１の前記Ｙ軸方向駆動装置１４ｙから離間す
る側の端部はリニアガイド１７２によって支持されてい
る。リニアガイド１７２は、マスクステージベース１１
上に設置されてＸ軸方向に沿って延びる案内レール１７
２ｒと、該案内レール１７２ｒ上を移動するスライダ
（図示せず。）とを備えており、該スライダに保持架台
１７１の前記端部が固定されている。

【００２１】そして、スライダをモータ及びボールねじ
からなる駆動用アクチュエータ１７３によって駆動する
ことにより、、保持架台１７１を介してギャップセンサ
１５及びアライメントカメラ１６がＸ軸方向に移動する
ようになっている。なお、マスクステージベース１１の
開口１１１のＹ軸方向の両端部にはマスクＭの両端部を
必要に応じて遮蔽するマスキングアパーチャ（遮蔽板）
１８がマスクＭより上方に位置して配置されており、こ
のマスキングアパーチャ１８はモータ，ボールねじ及び
リニアガイドよりなるマスキングアパーチャ駆動装置１
８１によりＹ軸方向に移動可能とされてマスクＭの両端
部の遮蔽面積を調整できるようになっている。

【００２２】ワークステージ２は、装置ベース４上に設
置されており、マスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間
を所定量に調整するＺ軸送り台（ギャップ調整手段）６
と、該Ｚ軸送り台６上に配設されてワークステージ２を
Ｙ軸方向に移動させるワークステージ送り機構７とを備
えている。Ｚ軸送り台６は、装置ベース４上に立設され
た上下粗動装置６１によってＺ軸方向に粗動可能に支持
されたＺ軸粗動ステージ６２と、該Ｚ軸粗動ステージ６
２の上に上下微動装置６３を介して支持されたＺ軸微動
ステージ６４とを備えている。上下粗動装置６１には例
えば空圧シリンダが用いられ、単純な上下動作を行うこ
とによりＺ軸粗動ステージ６２を予め設定した位置まで
マスクＭと基板Ｗとのすき間の計測を行うことなく昇降
させる。

【００２３】一方、上下微動装置６３は、モータとボー
ルねじとくさびとを組み合わせてなる可動くさび機構を
備えており、この実施の形態では、例えばＺ軸粗動ステ
ージ６２の上面に設置したモータ６３１によってボール
ねじのねじ軸６３２を回転駆動させるようにすると共に
ボールねじナット６３３をくさび状に形成してそのくさ
び状ナット６３３の斜面をＺ軸微動ステージ６４の下面
に突設したくさび６４１の斜面と係合させ、これによ
り、可動くさび機構を構成している。

【００２４】そして、ボールねじのねじ軸６３２を回転
駆動させると、くさび状ナット６３３がＹ軸方向に水平
微動し、この水平微動運動が両くさび６３３，６４１の
斜面作用により高精度の上下微動運動に変換される。こ
の可動くさび機構からなる上下微動装置６３は、Ｚ軸微
動ステージ６４のＹ軸方向の一端側（図１の手前側）に
２台、他端側に１台合計３台設置され、それぞれが独立
に駆動制御されるようになっており、これにより、上下
微動装置６３は、マスクＭと基板Ｗとのすき間を計測し
つつ目標値までＺ軸微動ステージ６４の高さを微調整す
る機能に加えて、水平面に対する傾斜の微調整を行うチ
ルト機能をも有するものになっている。

【００２５】ワークステージ送り機構７は、Ｚ軸微動ス
テージ６４の上面にＸ軸方向に互いに離間配置されてそ
れぞれＹ軸方向に沿って延設された二組のリニアガイド
７１と、該リニアガイド７１のスライダ（図示せず。）
に取り付けられたＹ軸送り台７２と、Ｙ軸送り台７２を
Ｙ軸方向に移動させるＹ軸送り駆動装置７３とを備えて
おり、Ｙ軸送り駆動装置７３のモータ７３１によって回
転駆動されるボールねじ軸７３２に螺合されたボールね
じナット（図示せず。）にＹ軸送り台７２が連結されて
いる。

【００２６】そして、このＹ軸送り台７２の上には、ワ
ークステージ２が取り付けられ、また、該ワークステー
ジ２のＹ軸送り誤差を検出する送り誤差検出手段７４と
してのレーザ干渉計７４３，７４４のミラー７４１，７
４２が設置されている。ミラー７４１はＹ軸送り台７２
の幅方向の一側でＹ軸方向に沿って延びており、ミラー
７４２はＹ軸送り台７２のＹ軸方向の一端側にＸ軸方向
に互いに離間して二か所配置されている。

【００２７】送り誤差検出手段７４は、ミラー７４１に
対向配置されて装置ベース４に支持された真直度検出用
のレーザ干渉計７４３と、２個のミラー７４２にそれぞ
れ対向配置されて装置ベース４支持された２台の傾斜及
びＹ軸方向距離検出用のレーザ干渉計７４４とを備えて
いる。各レーザ干渉計７４３，７４４よりＹ軸送り台７
２ひいては第１の分割パターンの露光に続いて第２の分
割パターンをつなぎ露光する際に基板Ｗを次のエリアに
送る段階で発生するワークステージ２の送り誤差を検出
してその検出信号を補正制御手段（図示せず。）に出力
するようにしている。補正制御手段はこの検出信号に基
づいてつなぎ露光のための位置決め補正量を算出して、
その算出結果をマスク位置調整手段１４（及び必要に応
じて上下微動装置６３）の駆動回路に出力し、これによ
り、該補正量に応じてマスク位置調整手段１４等が駆動
されて位置ずれが補正される。

【００２８】次に、ワークステージ２の送り誤差につい
て説明すると、ワークステージ２をＹ軸方向に所定の距
離だけ送る場合の送り誤差としては、送り位置（距離）
の誤差以外に、真直度とワークステージ面の傾きとがあ
る。真直度とは、送り始点を通るＹ軸と実際の送り進行
方向直線との間の送り終点におけるずれ量（Ｘ−Ｚ平面
内の）であり、Ｘ軸方向成分ΔＸとＺ軸方向成分ΔＺと
からなる。一方、ワークステージ面の傾きは、ワークス
テージ２の移動時のヨーイング（Ｚ軸回りの回動），ピ
ッチング（Ｘ軸回りの回動），ローリング（Ｙ軸回りの
回動）等により発生するものであり、ヨーイングではワ
ークステージ面が水平のまま左右いずれかに首振りして
Ｙ軸に対し角度θだけずれ、ピッチングではワークステ
ージ面が進行方向の前後に所定角度傾斜し、ローリング
ではワークステージ面が水平に対し左右に所定角度傾斜
する。これらの誤差は、例えば直動軸受案内装置である
リニアガイドの精度等に起因して発生する。

【００２９】送り誤差のうち、ヨーイングと真直度のＸ
軸方向成分ΔＸとは、送り誤差検出手段７４により知る
ことができる。すなわち、Ｙ軸方向の二台のレーザ干渉
計７４４，７４４の計測値の差からヨーイングを検出で
き、その結果とＸ方向のレーザ干渉計７４３により真直
度を求めることができる。また、Ｙ軸方向位置の誤差
は、Ｙ軸方向の二台のレーザ干渉計７４４，７４４の平
均値で求めることができる。その他、真直度のＺ軸方向
成分ΔＺ，ピッチング，ローリングは三台のギャップセ
ンサ１５により知ることができる。

【００３０】ところで、分割逐次露光を行う場合には、
仮にワークステージ２の送り誤差が全くないときでも、
マスクＭのマスクパターンＰの向きがワークステージ２
の送り方向（Ｙ軸方向）とずれていると、つなぎ露光で
基板Ｗ上に分割形成されたパターン同士の継ぎ目がずれ
て整合しない。また、上述したようにマスクＭは真空式
吸引装置を介してマスク保持枠１３の下面に吸着保持さ
せるのであるが、この吸着保持させる際にマスクＭのマ
スクパターンＰの向きとワークステージ送り機構７によ
るワークステージ２の移動方向（Ｙ軸方向）とを精度よ
く合わせることは困難である。

【００３１】そこで、この実施の形態では、図７に示す
ように、ワークステージ２（実際にはワークステージ２
上に設置されているワークチャック）の上面の少なくと
も２か所に、例えば十字形状を有するワーク側アライメ
ントマーク７５をＸ軸方向に互いに離間して形成し、一
方、マスクＭの方にはワーク側アライメントマーク７５
に対応させたマスク側アライメントマーク７６を形成し
ている。

【００３２】そして、Ｘ軸方向駆動装置１４ｘ及びＹ軸
方向駆動装置１４ｙによってマスク保持枠１３の位置を
調整することにより、ワーク側アライメントマーク７５
とマスク側アライメントマーク７６との中心同士が実質
的にＸＹ平面内で一致して整合するようにしている。次
に、一層目のつなぎ露光で分割形成されたパターン同士
のアライメントの高精度化について述べる。

【００３３】この実施の形態では、Ｙ軸方向をＸ軸方向
のレ−ザ干渉計７４３用のミラー７４１の反射面に平行
な方向としてＹ軸方向の真直度の基準をミラー７４１に
よって定めている。そして、ワーク側アライメントマー
ク７５とマスク側アライメントマーク７６とを整合させ
た状態のときに、マスクＭのマスクパターンＰの向きが
Ｙ軸方向、換言すればミラー７４１の反射面に平行な方
向に対し傾きがない状態となるように設定されている。
このため、２ヵ所のマスク側アライメントマーク７６の
中心同士を結ぶ線と、Ｙ軸方向と一致させるべき方向
（マスクパターンＰの向き：図７の矩形のパターンＰの
場合では短辺の方向）とがなす角度が、２ヵ所のワーク
側アライメントマーク７５の中心同士を結ぶ線と、ミラ
ー７４１の反射面とのなす角度と等しくなるようにして
いる。

【００３４】また、この実施の形態では、Ｘ軸方向のレ
ーザ干渉計７４３用のミラー７４１の反射面を、ワーク
ステージ２上の二か所のワーク側アライメントマーク７
５の中心同士を結んだ線と厳密に直交するように設定
し、二か所のマスク側アライメントマーク７６の中心同
士を結んだ線とマスクパターンＰの向きとの関係も同様
とした。そして、ワーク側アライメントマーク７５を基
準にしてマスクＭとのアライメントを行い、一回目のス
テップ露光が行われる。

【００３５】なお、ワーク側アライメントマーク７５と
マスク側アライメントマーク７６との整合については、
アライメントマーク検出手段であるアライメントカメラ
１６によって高精度に且つ容易に行えるようにしてい
る。アライメントカメラ１６は、図４に示すように、マ
スクステージ１の下面に保持されているマスクＭの表面
のマスクマーク７６をマスク裏面側から光学的に検出す
るものであり、ピント調整機構１６１によりマスクＭに
対して接近離間移動してピント調整がなされるようにな
っている。

【００３６】ピント調整機構１６１はリニアガイド１６
２，ボールねじ１６３，モータ１６４を備えており、リ
ニアガイド１６２の案内レール１６２ｒはマスクステー
ジ１の移動機構１７の保持架台１７１に上下方向に延び
て取り付けられ、該リニアガイド１６２のスライダ１６
２ｓにアライメントカメラ１６１がテーブル１６２ｔを
介して固定されている。そして、ボールねじ１６３のね
じ軸に螺合されたナットをテーブル１６２ｔに連結する
と共に、該ねじ軸をモータ１６４で回転駆動するように
している。

【００３７】また、この実施の形態では、図５に示すよ
うに、ワークステージ２に設けてあるワークチャック８
の下方には、光源７８１及びコンデンサーレンズ７８２
を有してワーク側アライメントマーク７５を下から投影
する投影光学系７８がアライメントカメラ１６の光軸に
合わせてＺ軸微動ステージ６４と一体に配設されてい
る。なお、ワークステージ２、Ｙ軸送り台７２には投影
光学系７８の光路に対応する貫通孔が形成されている。

【００３８】さらに、この実施の形態では、図６に示す
ように、マスクＭのマスク側アライメントマーク７６を
有する面（マスクマーク面Ｍm ）位置を検出してアライ
メントカメラ１６のピントずれを防止するアライメント
画像のベストフォーカス調整機構９を設けている。この
ベストフォーカス調整機構９は、アライメントカメラ１
６及びピント調整機構１６１に加えて、ピントずれ検出
手段としてギャップセンサ１５を利用しており、このギ
ャップセンサ１５で計測したマスク下面位置の計測値
を、計算機９２で予め設定したピント位置と比較して差
を求め、その差から設定ピント位置からの相対ピント位
置変化量を計算し、該計算変化量に応じてピント調整機
構１６１のモータ１６４を制御してアライメントカメラ
１６を移動させ、これにより、アライメントカメラ１６
のピントを調整するようにしている。

【００３９】このベストフォーカス調整機構９を用いる
ことにより、マスクＭの板厚変化や板厚のばらつきとは
無関係に、アライメント画像の高精度のフォーカス調整
が可能となる。なお、ピント調整機構１６１、投影光学
系７８、ベストフォーカス調整機構９等は、１層目分割
パターンのアライメントの高精度化に対応するものであ
るばかりでなく、２層目以降のアライメントの高精度化
にも寄与するものであり、また、マスクＭの厚さがわか
っていれば、ベストフォーカス調整機構９を省略して厚
さに応じてピント調整機構を動かすようにしても良い。

【００４０】ここで、この実施の形態では、マスクパタ
ーンＰが描かれたマスクＭの大きさ及びステップ露光す
る際の基板Ｗ（ワークステージ２）のステップ回数を次
のようにして定めている。まず、マスクＭのたわみ量と
得るべき露光精度からマスクＭの大きさを決定する。

【００４１】即ち、マスクＭの自重によるたわみの最大
値δｍａｘが許容値以内となるようなマスクＭのステッ
プ方向寸法( Ｙ軸方向寸法) を選択する。なお、マスク
Ｍの幅寸法（Ｘ軸方向寸法）は一定とする。また、たわ
みの最大値δｍａｘの計算はマスクステージ１へのマス
クＭの保持の仕方によって異なる（４辺拘束、４辺支持
あるいはこれらの中間）が、この実施の形態では、マス
クＭを４辺拘束で吸着保持しているため、４辺拘束した
場合の垂直等分布荷重を受ける長方形板のたわみの最大
値δｍａｘの計算例を次式（１）に示す。

【００４２】 δｍａｘ＝α×Ｐ×ａ⁴ ／（Ｅ×ｔ³ ） …（１） 但し、 α: 最大たわみ係数（長方形の固定辺の縦横比できまる
値で、マスクの縦横比が１．２５の場合で、αは０．０
２０であるが、この値は縦横比が多少変わっても殆ど変
化しないのでα＝０．０２０としてよい。） Ｐ: 等分布荷重（＝Ｗ／Ｓ） Ｗ：重量（＝Ｖ×ρ＝ａ×ｂ×ｔ×ρ） Ｖ: 体積 ρ: 材料密度（石英２．２ｇ／ｃｍ ³） ａ: ステップ方向寸法 ｂ：幅寸法（ｘ軸方向寸法） ｔ: 厚み Ｅ: 縦弾性係数係数（石英７４１３ｋｇ／ｍｍ ²） 図１１及び表１にマスクＭの厚みｔを８ｍｍとした場合
にステップ方向寸法ａが５００〜１２００ｍｍ（１００
ｍｍ毎で８種類））までのマスクＭのたわみ最大値δｍ
ａｘの計算結果を示す。そして、たわみ最大値δｍａｘ
が許容値以下のステップ方向寸法ａのマスクＭを選択す
る。

【００４３】

【表１】

【００４４】なお、この実施の形態では、基板Ｗとし
て、図８に示す１０００ｍｍ×１２００ｍｍの基板Ｗで
１８インチディスプレイ用材ＤＰを９面取りするもの
と、図示は省略するが図８と同じ大きさの基板Ｗで１５
インチディスプレイ用材ＤＰを１２面取り（ステップ方
向４×幅方向３）するものを用いる。図８に示す１８イ
ンチディスプレイ用材ＤＰを９面取りする基板Ｗに用い
るマスクＭ及び該マスクＭのパターン領域の大きさとし
ては、図９（ａ）に示すように、基板Ｗの幅方向に３個
のマスクパターンＰ（１８インチディスプレイ用材ＤＰ
に対応する）が描かれた１１００ｍｍ×７００ｍｍ（ス
テップ方向寸法ａ）のものや、図９（ｂ）に示すよう
に、基板Ｗの幅方向に３個描かれたマスクパターンＰが
基板Ｗのステップ方向に二列（合計６個）配置された１
１００ｍｍ×９００ｍｍ（ステップ方向寸法ａ）ものが
考えられ、前者では基板Ｗのステップ回数は３回（一回
目の露光位置を１ステップとする。）となり、後者では
基板Ｗのステップ回数は２回となる。

【００４５】ここで、露光精度等の兼ね合いからたわみ
最大値δｍａｘの許容値を６０μｍとすると、図１１及
び表１から、ステップ方向寸法ａが９００ｍｍの図９
（ｂ）のマスクＭは適用できず、ステップ方向寸法ａが
７００ｍｍの図９（ａ）のマスクＭを選択することにな
る。一方、１５インチディスプレイ用材ＤＰを１２面取
りする基板Ｗに用いるマスクＭ及び該マスクＭのパター
ン領域の大きさとしては、図示は省略するが、基板Ｗの
幅方向に３個のマスクパターンＰ（１５インチディスプ
レイ用材ＤＰに対応する）が描かれたのものや、図１０
に示すように、基板Ｗの幅方向に３個描かれたマスクパ
ターンＰが基板Ｗのステップ方向に二列（合計６個）配
置された１１００ｍｍ×７００ｍｍ（ステップ方向寸法
ａ）ものや、図示は省略するが、基板Ｗの幅方向に３個
描かれたマスクパターンＰが基板Ｗのステップ方向に三
列（合計９個）配置されたものが考えられ、前者では基
板Ｗのステップ回数は４回（１回目の露光位置を１ステ
ップとする。）、後者の２つでは基板Ｗのステップ回数
は２回となる。

【００４６】ここで、上記同様に露光精度等の兼ね合い
からたわみ最大値δｍａｘの許容値を６０μｍとする
と、図１１及び表１から、ステップ方向寸法ａが９００
ｍｍを越える９個のマスクパターンＰが描かれたマスク
Ｍは適用できず、ステップ回数が４回となるマスクＭと
ステップ回数が２回となる図１０のマスクの二種類を選
択することになる。

【００４７】また、この実施の形態では、図１０に示す
ように、基板Ｗの幅方向に３個描かれたマスクパターン
Ｐが基板Ｗのステップ方向に二列（合計６個）配置され
たマスクＭの寸法を１１００ｍｍ×７００ｍｍ（ステッ
プ方向寸法ａ）とすることにより、１８インチディスプ
レイ用材ＤＰを９面取りする場合と１５インチディスプ
レイ用材ＤＰを１２面取りする場合とで、基板Ｗ及びマ
スクＭの大きさを同一にすることができる。

【００４８】次に、選択されたマスクＭの大きさ及び基
板Ｗのステップ回数について、最もタクトタイムが短く
なり、且つ、必要な露光精度が得られる露光条件を露光
照度とレジスト（基板に塗布された感光剤）感度との関
係に基づいて選択する。まず、タクトタイムの求め方に
ついて説明する。基板ロード・ アンロード時間をＡ（ｓ
ｅｃ／ｃｙｃｌｅ）＝ｃｏｎｓｔ、プロキシミティギャ
ップ制御時間及びパターンアライメント制御時間をＢ
（ｓｅｃ／ステップ) ＝ｃｏｎｓｔ、ステップ時のワー
クテーブル移動時間をＣ（ｓｅｃ／ステップ) 、露光時
間をＤ（ｓｅｃ／ステップ) 、基板Ｗのステップ回数を
ｎとした場合に、ステップ回数がｎのときのタクトタイ
ムＴ_n は次式（２）で求められる。なお、ＡおよびＢは
ステップ回数によらず一定値であり、ＣおよびＤはステ
ップ回数により変化する。したがって、以下、ステップ
回数により異なるものには添字を付けて表す。

【００４９】 Ｔ_n ＝Ａ＋Ｂ＋Ｄ_n ＋Ｃ_n ＋Ｂ＋Ｄ_n ＋Ｃ_n ＋……＋Ｄ_n ＝Ａ＋Ｂ＋Ｄ_n ＋( ｎ−１)(Ｃ_n ＋Ｂ＋Ｄ_n ) …（２） また、ステップ時のワークテーブル移動時間Ｃは次式
（３）で求められる。 Ｃ＝２ｖ／α_w ＋（ｘ−ｖ2 ／α_w ）／ｖ＝ｖ／α_w ＋ｘ／ｖ…（３） 但し、 ｖ：ワークテーブル移動速度（ｃｏｎｓｔ） α_w ：ワークテーブル加減速値（ｃｏｎｓｔ） ｘ：ステップ量（ステップ回数により異なる） 次に、図９（ａ）のマスクＭ（ステップ回数ｎ＝３）を
用いた場合のタクトタイムＴ_n が図９（ｂ）のマスクＭ
（ステップ回数ｎ＝２）を用いた場合のタクトタイムＴ
_n より短くなる条件を次式（４）により求める。なお、
ステップ回数ｎ＝３の場合の基板Ｗのステップ量ｘ₃ は
３７７ｍｍ、ステップ回数ｎ＝２の場合の基板Ｗのステ
ップ量ｘ₂ は７５４ｍｍとする。

【００５０】 △Ｔ_n ＝Ｔ₃ −Ｔ₂ ＝( ２Ｃ₃ −Ｃ₂ ) ＋( ３Ｄ₃ −２Ｄ₂ ) ＋Ｂ ＝ｖ／α_w ＋１／ｖ( ２ｘ₃ −ｘ₂ ) ＋３Ｄ₃ −２Ｄ₂ ＋Ｂ ＝３Ｄ₃ −２Ｄ₂ ＋ｖ／α_w ＋Ｂ …（４） ここで、△Ｔ_n ＝３Ｄ₃ −２Ｄ₂ ＋ｖ／α_w ＋Ｂ＜０、
即ち、Ｄ₂ ＞３／２Ｄ ₃ ＋Ｖ／２α_w ＋Ｂ／２の関係を
満足すれば、基板Ｗのステップ回数ｎ＝３となるマスク
Ｍの方が基板Ｗのステップ回数ｎ＝２となるマスクＭよ
りタクトタイムＴ_n が速くなる。

【００５１】（４）式を用いてステップ回数ｎ＝２とな
るマスクＭの方がタクトタイムＴ_nが速くなる（△Ｔ_n
＞０）場合とステップ回数ｎ＝３となるマスクＭの方が
タクトタイムＴ_n が速くなる（△Ｔ_n ＜０）場合の光源
照度とレジスト感度との関係を計算により求めた結果を
図１２に示す。なお、プロキシミティギャップ制御時間
及びパターンアライメント制御時間Ｂを７ｓｅｃ、ワー
クテーブル移動速度ｖを３５０ｍｍ／ｓｅｃ、ワークテ
ーブル加減速値α_w を１４００ｍｍ／ｓｅｃ ²として計
算した。

【００５２】図８に示す１８インチディスプレイ用材Ｄ
Ｐを９面取りする基板Ｗに用いるマスクＭとしては、既
に図９（ａ）のステップ回数ｎ＝３となるマスクＭ（ス
テップ方向寸法ａが７００ｍｍ）を選択しているので、
図１２の３ステップ有利の領域内でできるだけ照度及び
レジスト感度の大きな組み合わせを選択する。照度及び
レジスト感度が定まれば対応する露光時間（（４）式の
Ｄ₂ ，Ｄ₃ ) が定まる。これにより、ステップ回数が３
回と多いにもかかわらず、タクトタイムＴ_n も２ステッ
プの場合より短くすることができる。

【００５３】一方、１５インチディスプレイ用材ＤＰを
１２面取りする基板Ｗに用いるマスクＭとしては、ステ
ップ回数が４回となるマスクＭとステップ回数が２回と
なる図１０のマスクＭの二種類が選択されているが、上
記同様に（４）式を用いて光源照度とレジスト感度とス
テップ回数とタクトタイムとの関係を計算により求めた
ところ、図１３に示すように、照度にかかわらずステッ
プ回数が２回となる図１０のマスクＭの方がステップ回
数が４回となるマスクＭより常に有利であることが判っ
た。従って、ステップ回数が２回となる図１０のマスク
Ｍを選択する。

【００５４】次に、図９（ａ）のステップ回数ｎ＝３と
なるマスクＭと図１０のステップ回数ｎ＝２となるマス
クＭ毎にマスクＭ上の露光すべき領域の広さ（ステップ
方向）に応じてステップ露光の照射領域Ｓ（図９及び図
１０で２点鎖線で示す）を確保し且つ照度が大きくなる
オプチカルインテグレータを選択する。そして、図１に
示すように、選択された二種類のオプチカルインテグレ
ータ３３ａ，３３ｂを照明光学系３の凹面鏡３２の焦点
近傍に配置し、マスクＭの種類の応じて照射領域切替手
段２００Ａを用いて互いに切替えて露光を行う。

【００５５】なお、照射領域Ｓは図９（ａ）のマスクＭ
の場合で１０００ｍｍ×４００ｍｍ（ステップ方向寸
法）、図１０のマスクＭの場合で１０００ｍｍ×６００
ｍｍ（ステップ方向寸法）としている。また、二種類の
オプチカルインテグレータ３３ａ，３３ｂは、ステップ
方向（Ｙ軸方向）のみの照射領域が変わるような関係と
なっており、従って、Ｘ軸方向の照射領域は一定であ
る。

【００５６】図１５に示すように、各オプチカルインテ
グレータ３３ａ，３３ｂの内で一方のオプチカルインテ
グレータ３３ａのレンズ面の曲率半径Ｒ１は、他方のオ
プチカルインテグレータ３３ｂのレンズ面の曲率半径Ｒ
２より大きくされており（Ｒ１＞Ｒ２）、オプチカルイ
ンテグレータ３３ａの射出角はオプチカルインテグレー
タ３３ｂの射出角より大きくなっている。従って、オプ
チカルインテグレータ３３ａを用いた場合のステップ方
向（Ｙ軸方向）の照射領域Ｓ_y1はオプチカルインテグレ
ータ３３ｂを用いた場合のステップ方向（Ｙ軸方向）の
照射領域Ｓ_y2より広くなり、前者が図１０のステップ回
数が２回となるマスクＭに対応し、後者が図９（ａ）の
ステップ回数ｎ＝３となるマスクＭに対応している。

【００５７】照射手段切替手段２００Ａは、二種類のオ
プチカルインテグレータ３３ａ，３３ｂと、切替機構２
００とによって構成されている。切替え機構２００は、
図１６に示すように、２種類のオプチカルインテグレー
タ３３ａ，３３ｂがそれぞれ支持部２０１ａ，２０１ｂ
を介して固定される交換用ステージ２０２を備えてお
り、該交換用ステージ２０２はガイドレール２０３とス
ライダ２０４とを具備するリニアガイド２０５のスライ
ダ２０４に固定されてスライダ２０４と一体となってガ
イドレール２０３に沿って移動可能とされている。

【００５８】交換用ステージ２０２の移動方向の一端に
は把手２０６が設けられており、該把手２０６を押し引
きすることにより、オプチカルインテグレータ３３ａ又
はオプチカルインテグレータ３３ｂの中心が照明光学系
３の光軸Ｌと一致するように位置決めされる。そして、
図１０のステップ回数ｎ＝２となるマスクＭの場合に
は、射出角の大きいオプチカルインテグレータ３３ａの
中心を照明光学系３の光軸Ｌに位置決めし、この状態で
露光を行うことにより、図１４（ａ）に示すように、ス
テップ方向に広い照射領域Ｓ_y1が得られ、図９（ａ）の
ステップ回数ｎ＝３となるマスクＭの場合には、射出角
の小さい側のオプチカルインテグレータ３３ｂの中心を
照明光学系３の光軸Ｌに位置決めし、この状態で露光を
行うことにより、図１４（ｂ）に示すように、ステップ
方向に狭い照射領域Ｓ_y2が得られる。

【００５９】なお、この実施の形態では、オプチカルイ
ンテグレータ３３ａ，３３ｂとしてフライアイレンズを
用いて、フライアイレンズ全体を切り替えるようにして
いるが、これに代えて、オプチカルインテグレータ３３
ａ，３３ｂとして組レンズ、あるいはフライアイレンズ
と組レンズの組合せ等を用いて、一部のレンズのみを切
り替えるようにしてもよい。

【００６０】図１７に切替え機構の変形例を示す。この
切り替え機構３００は、互いに射出角の異なる４種類の
オプチカルインテグレータ３３ａ〜３３ｄを保持する回
転ホルダ３０１と、照明光学系３の本体（図示せず。）
に固定され回転ホルダ１５を所定角ずつ回転させて各オ
プチカルインテグレータ３３ａ〜３３ｄをマスクサイズ
の変更に応じて照明光学系３の光軸Ｌと一致するように
位置決めする回転駆動モータ３０２とを備えたもので、
３種類以上のマスクＭを用いる場合に有効なものであ
る。

【００６１】次に、上記構成の分割逐次近接露光装置の
作動を説明する。例えば、カラーフィルタ形大型液晶デ
ィスプレイ用のＲＧＢカラーフィルタに所定のパターン
を形成する場合、ガラス基板Ｗ上に先ず各画素間を仕切
るブラックマトリックスのパターンをレジスト塗布した
後に酸素遮断膜を塗布し、次いで、露光、現像の各工程
を経る。このようにブラックマトリックスのパターンが
形成された基板Ｗ上に、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）
の三原色の個々のパターンを各色毎にブラックマトリッ
クスのパターン形成と同様の工程を繰り返しながら形成
していく。ここでは、基板Ｗ上に最初に形成するブラッ
クマトリックスのパターンを「一層目」、一層目の上に
形成する三原色のいずれかのパターンを「二層目」、次
に形成する三原色の他のいずれかのパターンを「三層
目」、更にその次に形成する三原色の残りのパターンを
「四層目」という。

【００６２】ここでは、一層目のステップ露光に際し
て、図８に示す１８インチディスプレイ用材ＤＰを９面
取りする基板Ｗでステップ回数ｎ＝３とし、マスクとし
て図９（ａ）のマスクＭを用いる場合を例に取り、大型
液晶ディスプレイ用のカラーフィルタのガラス基板Ｗの
上に一層目のブラックマトリックスのパターンを三分割
逐次近接露光により形成する。

【００６３】分割逐次近接露光装置のマスクステージ１
の下面には、一層目のパターンが描かれたマスクＭが予
め真空吸着により装着されている。また、ワークステー
ジ２は、Ｙ軸方向の前進限近傍に位置し且つＺ軸方向の
最下限迄下降している。 （１）アライメントのためのギャップ調整 まず、ギャップ調整手段６を構成するＺ軸送り台６の上
下粗動装置６１を駆動してワークステージ２を予め設定
してある粗動上限目標位置（例えばマスクＭの表面から
数ｍｍ程度の位置）まで急速上昇させる。この粗動時に
は、ギャップセンサ１５によるワークチャック８の上面
（実際にはその上に固定されたガラス製の被検部８ｍ上
面）とマスクＭとのすき間間隔（ギャップ）の計測は行
わない。

【００６４】次に、Ｚ軸送り台６の３台の上下微動装置
６３を駆動してそのクサビ作用によりワークステージ２
を微動で上昇させ、これにより、ワークステージ２とマ
スクＭとを近接させる。この微動時には、図５に示すよ
うに、マスク側アライメントマーク７６を有するマスク
Ｍの表面と、ワーク側アライメントマーク７５を有する
ワークチャック８の面との間のギャップをギャップセン
サ１５により計測し、その計測結果を上下微動装置６３
の制御装置（図示せず。）に出力し、該制御装置は予め
設定してあるアライメント時の目標ギャップ量と一致す
るように上下微動装置６３を制御してワークステージ２
を上昇させる。

【００６５】このように、ギャップ調整手段６の上下動
の速度を二速に分けて、ワークステージ２の上昇距離の
大部分を上下粗動装置６１で高速上昇させるとともに、
最終的には上下微動装置６３でワークステージ２を微動
且つ高精度で上昇させるようにしているため、分割逐次
近接露光におけるギャップ調整作業の高速化と高精度化
を同時に達成することができる。 （２）アライメント調整 このようにして、ワークステージ２とマスクＭとを近接
させた状態においては、基板Ｗのステップ方向（Ｙ軸方
向）とマスクＭとの相対位置及び姿勢が正しく整合して
いない場合、例えば図７（ａ）に示すように、ワークス
テージ２に対してマスクパターンＰを有するマスクＭが
角度θだけ傾斜している場合（ワークステージ２の向き
とＹ軸方向の向きとは一致しているとして）には、ワー
ク側アライメントマーク７５とマスク側アライメントマ
ーク７６とは整合せず、ずれてしまう。従って、このま
ま１ステップ目のマスクパターンＰの露光転写を行う
と、次ステップ目で同一の基板Ｗ上に形成される分割パ
ターンＰとのずれが生じて、精度の良いブラックマトリ
ックスのパターンが得られない。

【００６６】そこで、ワーク側アライメントマーク７５
とマスク側アライメントマーク７６との整合作業（アラ
イメント）をアライメントカメラ１６を用いて行い、こ
のときピント調整機構１６１によって両マーク７５，７
６の双方にピントを合わせる。一層目のステップ露光で
は、アライメントの際に、図５を参照して、投影用光学
系７８でワーク側アライメントマーク７５を下から照射
すると共に、露光時に用いるギャップセンサ１５を利用
してワーク側アライメントマーク７５を有するワークチ
ャック８の表面（被検部）８ｍとマスク側アライメント
マーク７６を有するマスクＭの表面（マスクマーク面Ｍ
m ）との間のギャップを設定することにより、両マーク
７５，７６にアライメントカメラ１６のピントをほぼ合
わせて両マーク７５，７６のずれを検出する。

【００６７】なお、通常、マスクＭの板厚は５ｍｍ，８
ｍｍ，１０ｍｍなどと規格化されているため、従来のア
ライメントカメラのように一つの固定焦点を持つもので
はマスク厚の変更もしくはばらつきに対して即応でき
ず、アライメントマークの検出精度が低下するという問
題を有するが、この実施の形態では、ピント調整機構１
６１に予め種々のマスク板厚に対応するアライメントカ
メラ１６のフォーカス位置を予めセットしておくことに
より、マスクＭの交換によるマスク厚の大幅な変化に即
応して、アライメントカメラ１６のピントをベストフォ
ーカス位置であるマスクマーク面Ｍm に位置決めするこ
とができる。

【００６８】また、ピントずれを検出するのにギャップ
センサ１５で実際のマスク下限位置を計測し、その計測
値を計算機９２に出力して予めマスク下面（マスクマー
ク面Ｍm ）に設定しておいたピント位置（目標位置）か
らの相対ピント位置変化量を計算してその分だけピント
調整機構１６１を操作してアライメントカメラ１６の位
置を補正しているので、例えばマスク厚のばらつきによ
るピントずれを調整してマスクマーク７６に対するベス
トフォーカスを保証することができる。

【００６９】そして、ピントが適正に調整されたアライ
メントカメラ１６によってワーク側アライメントマーク
７５とマスク側アライメントマーク７６との間にずれが
検出されると〔図７（ａ）〕、その検出信号をマスク位
置調整手段１４の制御装置（図示せず。）に出力し、該
制御装置によってＸ方向駆動装置１４ｘ及び二つのＹ方
向駆動装置１４ｙの駆動を制御することにより、マスク
保持枠１３の姿勢を修正して両マーク７５，７６を図７
（ｂ）に示すように整合させる。これにより、マスクＭ
とＹ軸方向との傾きθ（同図は、基板Ｗの長辺方向とＹ
軸方向と、マスクＭの短辺方向とマスクパターンＰの短
辺方向とが、それぞれ平行である場合を示している）が
解消される。 （３）基板Ｗの挿入及び１ステップ目の露光 アライメント終了後、ギャップ調整手段６により一旦ワ
ークステージ２を必要なだけ下降させる。この状態で、
ワークステージ２とマスクステージ１との間隔（例えば
６０ｍｍ程度）を利用して、ワーク自動供給装置（図示
せず。）により基板Ｗをワークステージ２上に投入し、
該ワークステージ２上のワークチャック８に保持する。
その後、再度ギャップ調整手段６により、マスクＭの下
面とワークＷ上面とのすき間を、露光する際に必要な所
定の値となるように調整する。その手順は、ギャップセ
ンサ１５により計測されるのがマスクＭの下面と基板Ｗ
上面とのギャップである点を除けば、前記（１）と同じ
手順である。

【００７０】なお、ギャップ調整手段６によりワークス
テージ２を上下動させる際に、わずかではあるがワーク
ステージ２がＸＹ平面内でも多少動いてしまう場合もあ
る。このような場合のために、上記（２）のアライメン
ト終了後での各レーザ干渉計７４３、７４４、７４４に
よる位置データを、前記補正制御手段により記憶してお
き、ギャップ調整後の位置データが記憶されているデー
タとは変わっている場合には、マスク位置調整手段１４
で変化分だけ補正することにより、マスクＭの向きとＹ
軸方向との傾きのない状態に戻すことができる。

【００７１】次に、切替え機構２００を操作して射出角
の小さい側のオプチカルインテグレータ３３ｂの中心を
照明光学系３の光軸Ｌに位置決めし、この状態で照明光
学系３の露光制御用シャッター３４を開制御して１ステ
ップ目の露光を行い、マスクＭのマスクパターンＰを基
板Ｗの所定位置に焼き付けて、基板Ｗ上に第１の分割パ
ターンＰ1 を得る。 （４）２ステップ目の露光位置へのワークステージ２の
移動 続いて、第２の分割パターンＰ2 のつなぎ露光を行うた
めに、ワークステージ送り機構７の送り駆動装置７３を
駆動してワークステージ２を移動させることにより、ワ
ークステージ２をマスクＭに対して図７（ｂ）の矢印Ｙ
方向に１ステップ量だけ送り、基板Ｗを２ステップ目の
露光位置に配置する。このとき、基板ＷとマスクＭとの
干渉を避けるため、ワークステージ２を必要な分だけＺ
軸方向に下降させるようにしてもよい。 （５）ワークステージ２の送り誤差によるアライメント
調整 上記のようにワークステージ２をマスクＭに対して図７
（ｂ）の矢印Ｙ方向に１ステップ量だけ送る際には、先
にのべた要因による送り誤差が生じるため、そのまま２
ステップ目の露光をすると第２の分割パターンＰ2 がわ
ずかではあるが位置ずれをおこす。例えば、ワークステ
ージ２のステップ送り中にワークステージ２のヨーイン
グと真直度のエラーにより、図７（ｃ）のように真直度
Δｘ、傾斜角度θ’だけ正規位置からずれてしまう。

【００７２】そこで、基板Ｗ上に第２の分割パターンＰ
2 を露光転写する前に、基板Ｗの送り誤差を送り誤差検
出手段７４で検出してその検出結果をつなぎ露光位置を
補正する補正制御手段に出力し、該補正制御手段では該
検出結果に基づいてつなぎ露光のための位置決め補正量
を算出し、その算出結果に基づいてマスク位置調整手段
１４（及び送り時のピッチング補正など、必要に応じて
ギャップ調整を行うために上下微動装置６３）のＸ軸方
向駆動装置１４ｘ及びＹ軸方向駆動装置１４ｙを制御し
てマスク保持枠１３の位置を調整し、マスクＭの位置ず
れを補正するアライメント調整を行う。なお、ギャップ
調整手段６によるマスクＭと基板Ｗとのギャップ調整を
行った場合は、その後の状態でのヨーイング及び真直度
のデータに基づいて前記アライメント調整を行う。 （６）２ステップ目の露光 その後、照明光学系３の露光制御用シャッター３４を開
制御して２ステップ目の露光を行い、マスクＭのマスク
パターンＰを基板Ｗの所定位置に焼き付けて、基板Ｗ上
に位置ずれが修正された第２の分割パターンＰ２を得る
（図７（ｄ）参照）。 （７）３ステップ目の露光 ３ステップ目の露光については、前記（４），（５）及
び（６）ど同様にして２ステップ目の露光位置へのワー
クステージ２の移動、ワークステージ２の送り誤差によ
るアライメント調整及び３ステップ目の露光を行い、基
板Ｗ上に位置ずれが修正された第３の分割パターンＰ３
（図示せず。）を得る。

【００７３】上記の説明から明らかなように、この実施
の形態では、マスクＭの大きさ及び基板Ｗのステップ回
数を、マスクＭのたわみ量、得るべき露光精度及びマス
クＭのパターン領域の大きさから選択し、更に、選択さ
れたマスクＭの大きさ及び基板Ｗのステップ回数につい
て、最もタクトタイムが短くなり、且つ、必要な露光精
度が得られる露光条件を露光照度とレジスト感度との関
係に基づいて選択し、更に、選択されたマスクＭ毎にマ
スクＭ上の露光すべき領域の広さ（ステップ方向）に応
じてステップ露光の照射領域Ｓを確保し且つ照度が大き
くなるオプチカルインテグレータを選択してステップ露
光を行うようにしているので、フラットパネルディスプ
レイの多面取り露光において、決められた大きさの基板
に高精度且つ高スループットでステップ露光することが
できる。

【００７４】なお、上記実施の形態では、レーザ干渉計
７４３，７４４等の送り誤差検出手段７４を備えた分割
逐次近接露光装置に本発明を適用した場合を例に採った
が、これに限定されず、送り誤差検出手段７４を備えて
いない分割逐次近接露光装置にも本発明を適用できるの
は勿論である。また、上記実施の形態では、１層目のス
テップ露光を例に採ったが、これに限定されず、２層目
以降のステップ露光を主とするアライメントマークのみ
による位置決めを行うタイプにも本発明を適用してもよ
い。

【００７５】図１８は本発明の第２の実施形態を示す図
である。なお、このものは、本発明の分割逐次近接露光
装置におけるアライメントマークの投影結像に係わる構
造、特にワーク側アライメントマーク７５をワークチャ
ックの下からマスクアライメントマーク面に投影する光
学系の変形例であり、その他の上記第１の実施形態と同
様の構成部分の重複する説明は省略する。即ち、本実施
形態の投影光学系７８Ａは、ワークチャック８の下方
に、光源７８１，コンデンサーレンズ７８２，ワーク側
アライメントマーク７５を配設すると共に更にそのワー
ク側アライメントマーク７５の上位に結像レンズ７８３
を配してある点が上記第１の実施形態の投影光学系７８
と異なっている。

【００７６】結像レンズ７８３を、その一方の焦点上に
ワーク側アライメントマーク７５が位置し、他方の焦点
上にマスクＭのマスクマーク面Ｍm が位置するように配
設することにより、ワーク側アライメントマーク７５を
マスク側アライメントマーク７６と同一レベルに投影結
像することができる。上記第２の実施形態によれば、こ
のように、アライメント時にワーク側アライメントマー
ク７５を外部から光学的にマスク側アライメントマーク
７６上に一致させてピントを合わせることができて、ワ
ーク側アライメントマーク７５とマスク側アライメント
マーク７６とが検出光学系からデフォーカスされること
が全くなく、理想的なパターンを検出できるので、より
高精度に１層目の分割逐次近接露光が可能になるという
効果がある。

【００７７】図１９は本発明の第３の実施形態を示す図
である。このものは、本発明の分割逐次近接露光装置に
おけるアライメントマークの投影結像に係わる構造のう
ち、特にアライメント画像のベストフォーカス調整機構
の変形例であり、その他の上記第１の実施形態と同様の
構成部分の重複する説明は省略する。即ち、本実施形態
のアライメント画像のベストフォーカス調整機構９Ａ
は、アライメントカメラ１６及びピント調整機構１６１
と計算機９２Ａからなり、アライメントカメラ１６で撮
像されたマスクＭのマスクマーク面Ｍm にあるマスク側
アライメントマーク７６のパターンの像７６ｚのコント
ラストを検出走査線で計測し、その画像コントラストの
微分波形７７の波高Ｄ，Ｄ’が最大となる状態をピント
調整機構１６１でカメラ１６を動かしながら探す。これ
により、パターン像７６ｚが最もシャープに写るカメラ
位置を得て、より一層高精度のアライメントが実現でき
るという利点がある。また、上記第２の実施形態と同じ
く、任意のマスク厚及びマスク厚のばらつきに対しての
検出光学系への影響が全く無く、いずれのマスク厚に対
しても高精度の検出が可能という効果が得られる。

【００７８】なお、以上のようにして一層目（すなわち
ブラックマトリックス）のパターン露光が終了すると、
現像などの所定の工程を経て、二層目、三層目…とそれ
ぞれのパターン露光を含む工程を経て仕上げられる。通
常、カラーフィルタ等はライン設備で生産され、露光装
置も一層目、二層目…とそれぞれ専用の装置が用いられ
る。

【００７９】二層目以降のための露光装置としても勿
論、本発明の装置すなわちワーク側アライメントマーク
７５を用いたマスク位置調整手段を備えて、ワークステ
ージの送り誤差を検出し、補正してつなぎ露光をする分
割逐次近接露光装置を用いることができる。しかし、一
層目の露光パターンの中に二層目以降のアライメントの
ために用いるマークのパターンを含ませておけば、二層
目以降の露光時には、ワークに形成されたこのマークを
基準にアライメントを行えばよく、この場合には、二層
目以降のための露光装置には、ワーク上のアライメント
マークとマスク上のアライメントマークとのアライメン
トを行う機能を備えた従来の露光装置であればよい。

【００８０】しかしながら、このような従来の露光装置
では、前記のとおり一層目の分割パターン同士のつなぎ
目の高精度な整合のための仕組が考慮されていない。一
層目の露光装置として本発明のものを用いたライン設備
で生産することにより、高精度なつなぎ目の整合が実現
できるのである。すなわち、一層目の露光装置にワーク
側アライメントマークを用いた前記のようなマスク位置
調整装置手段を使用することにより、ワークステージの
送り方向とマスクパターンの向きとをそろえることがで
き、つなぎ目の整合が可能となる。そして、その際にワ
ークスデージの送り誤差を検出し、これを補正すること
で更に高精度なつなぎ目の整合が可能となる。

【００８１】以下に、第４の実施形態として、二層目以
降の露光専用の機能を付加した本発明の分割逐次近接露
光装置により、二層目露光を行う場合のアライメント調
整について説明する。従来の露光装置を用いて二層目以
降のつなぎ露光を行う場合、第１ステップ目の露光のワ
ークアライメント完了後に、ワークステージ２を第２ス
テップ目の露光位置に向かってＹ方向に送り移動させる
際には、ワークステージ２の送り精度を頼りにしてその
まま送るか、もしくはワークステージ２の送り誤差（Ｙ
軸の進行方向の傾き）に基板Ｗの搭載姿勢をできるだけ
合わせて送ってから、第２ステップ目のアライメントを
行うという方法がとられている。

【００８２】しかし、そうした方法では、第２ステップ
目のワーク側アライメントマーク７５を検出する際に、
ワークステージ２上に基板Ｗを投入して搭載した時の基
板Ｗの傾き精度（傾斜角θw の大きさ）とワークステー
ジ送り量ｙの大きさ如何によっては、第２ステップ目の
位置におけるワーク側アライメントマーク７５がアライ
メントカメラ１６の視野内に入らない場合があり、ワー
ク側アライメントマーク７５を視野内に捕捉するのに時
間がかかりワークアライメントに相当長時間を要した
り、最悪の場合第２ステップ目のワークアライメントが
不可能になるという問題がある。

【００８３】本実施形態は、二層目以降の露光における
このような問題を解決することができるものであり、図
２０（ａ）〜（ｄ）を参照しつつ具体的に説明する。装
置は、先に説明した本願発明の分割逐次近接露光装置を
適用する。なお、第２ステップ目までを説明している
が、それ以降のステップにおいても同様に適用できるも
のである。

【００８４】第１工程〔図２０（ａ）〕：二層目露光の
前準備の段階である。二層目露光用のマスクＭをマスク
ステージ１に装着する。装着した二層目露光用のマスク
Ｍのマスクマーク７６，７６を、それぞれ各アライメン
トカメラ１６の視野Ａ，Ａの中心に合わせる。そして、
ワークステージ２を第２ステップ目の位置へ送る前に、
ワークステージ２の実際の送り方向（Ｙ’方向）に対す
るアライメントカメラ１６の視野Ａの中心軸（すなわ
ち、左右２台のアライメントカメラ１６の視野Ａ，Ａの
中心同士を結んだ軸線）ＸA の直交度のずれ角θm （以
下マスクずれ角θm という）を予め求めておく。

【００８５】このマスクずれ角θm は、マスクＭのＹ軸
とその実際の相対的送り方向Ｙ’とのずれ角度であり、
一層目の露光時においてのＹ軸の走り方向とワーク側ア
ライメントマーク７５との傾き角θ（図７参照）と同様
であり、その場合のワーク側アライメントマーク７５を
カメラ視野Ａに置き換えたと同じである。マスクずれ角
θm の具体的な求め方の例を後述する。

【００８６】第２工程〔図２０（ｂ）〕：一層目露光の
終わった基板Ｗを、ワークステージ２上に投入して装着
する。基板Ｗは通常、ワークステージ２の実際の送り方
向Ｙ’に対して時計回り（プラス）又は反時計回り（マ
イナス）方向に相対的に傾斜した状態で装着される。図
２０（ｂ）はこの基板Ｗの装着直後の状態を示してい
る。送り方向Ｙ’に対する基板Ｗの傾斜角θW は、十字
形のワーク側アライメントマーク７７の中心同士を結ん
だ軸線（以下、ワークアライメント軸線という）ＸW と
ワークステージ２の実際の送り方向Ｙ’に直交する軸Ｘ
Y とのなす角（以下、ワーク傾斜角θW という）であ
る。

【００８７】この場合、ワーク側アライメントマーク７
７とマスク側アライメントマーク７６７６とは未だずれ
があり、そのずれ角度（マスク傾斜角度）αはワークア
ライメント軸線ＸW とカメラ視野Ａの中心軸線ＸA との
なす角に相当している。すなわち、この場合のワーク傾
斜角θW はθW ＝θm ＋（マイナスα）となり、マスク
Ｍの前記ずれ角θm よりマスクＭと基板Ｗとのずれ角α
だけ反時計方向に小さくなる。

【００８８】第３工程〔図２０（ｃ）〕：二層目露光の
第１ステップ目である。装着した基板ＷとマスクＭとの
アライメントを行い、両者のずれを無くす。すなわち、
基板Ｗに対してマスクＭを移動しずれを解消する。具体
的には、マスク位置調整手段１４の操作によりマスクＭ
をＺ軸回りに反時計方向に旋回させて、十字のワーク側
アライメントマーク７７に対し方形のマスク側アライメ
ントマーク７６を合わせる。その時のマスクＭの旋回角
度すなわちマスク傾斜角度αを露光位置補正制御手段の
記憶装置に記憶させる。図２０（ｃ）は、二層目露光に
おける第１ステップ目のワーク側アライメントマーク７
７とマスク側アライメントマーク７６とのアライメント
完了時の状態を示している。この後、第１ステップ目の
露光が行われる。

【００８９】第４工程〔図２０（ｄ）〕：第１ステップ
目の露光完了後、ワークステージ送り機構７により第２
ステップ目の露光位置にワークステージ２を送る。その
送り操作において、Ｙ軸方向送りを検出するレーザ干渉
計７４４で送り量（距離）ｙが計測される。次いで、マ
スクＭを反時計方向にワーク傾斜角θW だけ旋回させて
第２ステップ目のアライメントを開始するのであるが、
その前に、マスクステージ１のマスク位置調整手段１４
によりマスクＭの位置補正を行う。具体的には、前記ワ
ークステージ２の送り量（距離）ｙ及び第１工程で求め
たマスクずれ角θm ，第３工程で求めたマスク傾斜角度
αを用いて、次式によりマスクステージ１のＸ軸方向の
補正量ΔＸを算出する。

【００９０】ΔＸ＝ｙ・ｓｉｎ（θm ＋α） そして、このΔＸの距離だけマスクステージ１をＸ方向
に移動させてその位置を補正する。このマスク位置補正
により、第２ステップ目用の十字のワーク側アライメン
トマーク７７及び方形のマスク側アライメントマーク７
６がアライメントカメラ１６の視野内に必ず入ることに
なる。したがって、第２ステップ目以降のワーク側アラ
イメンントマークの検出において、基板Ｗ搭載時の傾斜
角θW の大きさや、Ｙ方向送り量の如何にかかわらずア
ライメントエラーが全く発生しなくなる。かつまた、装
置のタクトタイムが大幅に短縮される。

【００９１】さらに、理論的には、２ステップ目以降の
ワークアライメントは、上記計算とその補正を正確に行
うことにより、視野に入った時点でアライメント完了位
置にマスクステージが移動するので、第２ステップ目の
アライメントが必要なくなる（即ち、補正制御手段の指
令でマスク位置調整手段１４を作動させて自動的にアラ
イメントが行われ、１回のアライメントで、２ステップ
更にはｎステップの露光が可能となる。） かくして、第２ステップ目以降のワークアライメントが
必要でないグローバルアライメント露光が可能となり、
装置タクトタイムの一層の短縮と、精度向上との両立が
できる。

【００９２】上記第４の実施の形態では、二層目露光に
おける第２ステップ目以降のワーク側アライメントマー
ク７７を検出するに当たり、一層目露光時に予め求めて
おいたワークステージ２の実際の送り方向Ｙ’と二層目
露光時の第１ステップ目のワークアライメントの結果か
ら基板Ｗ姿勢を認識して、マスクステージの位置を修正
することにより、二層目露光の第２ステップ目以降はワ
ーク側アライメントマークを必ずアライメントカメラの
視野内に捕捉するように制御する場合を説明したが、こ
のような制御方法は必ずしも二層目露光以降にのみ適用
するとは限らない。ワークステージ２の実際の送り方向
Ｙ’を予め試験的に把握しておくことで、一層目露光の
ワーク側アライメントマークの傾斜角θとワークステー
ジの走り方向の傾きθの場合にも適用可能である。

【００９３】ここで、前記マスクずれ角θm の求め方の
一例を述べる。図２１（ａ）は、二層目露光における第
１ステップ目の状態である。すなわち、前記図２０
（ａ）と同じく、マスクＭのマスク側アライメントマー
ク（□印）７７A ，７７B を、それぞれ各アライメント
カメラの視野ＣＡ，ＣＢ（○印）の中心に合わせる。こ
の時の、ワークステージの実際の走り方向Ｙ’と直交す
る軸ＸY に対するカメラの視野中心軸線ＸA のずれ角θ
m を、予め次の方法で測定する。

【００９４】ワークステージを送り、マスクＭを第２
ステップ目の位置に相対移動させる。その実際の送り方
向はＹ’方向であるから、第１ステップ目の位置Ｉにあ
るワーク側アライメントマーク７７AI及び７７BIは、
Ｙ’方向に沿った位置ＩＩに移動してワーク側アライメ
ントマーク７７AII 及び７７BII になる〔図２１
（ｂ）〕。

【００９５】測定基準を７７BI−７７BII を結ぶ線Ｌ
ｓとし、この基準線ＬｓがＸ方向になるように基板Ｗを
水平旋回する。そして、基準線Ｌｓに対する直線７７BI
−７７AI及び７７BII −７７AII の傾き角θm1，θm2を
求める〔図２１（ｃ）〕。 θm ＝（θm1＋θm2）／２ ＝（ｔａｎ-1ｇ1 ／Ｇ1 ＋ｔａｎ-1ｇ2 ／Ｇ2 ）／２ である。

【００９６】なお、高精度化のために、ｎステップまで
行ってその平均をとっても良い。 θm ＝（θm1＋θm2＋……＋θmn）／ｎ なお、上記各実施形態では、マスクステージ１をマスク
ステージ支持台１２で装置ベース４に固定して取り付
け、ワークステージ２の方のみギャップ調整手段６で昇
降させる構造を示したが、これに限らず、例えばマスク
ステージ支持台１２をシリンダで構成してマスクステー
ジ１の方を昇降させる構造にしてもよい。その場合に
は、上下粗動装置を有するＺ軸粗動ステージ６２を省略
することができる。

【００９７】また、上記各本実施の形態ではワークステ
ージをＹ軸方向に移動可能な構成としたが、代わりにマ
スクステージと露光手段とをＹ軸方向に移動可能な構成
としても良い。

【００９８】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、フラットパネルディスプレイの多面取り露光
において、決められた大きさの基板に高精度且つ高スル
ープットでステップ露光することができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である分割逐次近接
露光装置を説明するための一部を分解した説明的斜視図
である。

【図２】マスクステージ部分の拡大斜視図である。

【図３】（ａ）は図２のIII − III線断面図、（ｂ）は
（ａ）のｂ矢視で示す平面図である。

【図４】アライメントカメラと該アライメントカメラの
ピント調整機構の基本構造を示す側面図である。

【図５】ワーク側アライメントマークの照射光学系を説
明するための説明図である。

【図６】アライメント画像のフォーカス調整機構を示す
構成図である。

【図７】ステップ露光を説明するための説明図である。

【図８】１８インチディスプレイ用材ＤＰを９面取りし
た基板Ｗ（１０００ｍｍ×１２００ｍｍ）の平面図であ
る。

【図９】図８の基板に対向配置されるマスクを示す図で
あり、（ａ）は３ステップ露光の場合に用いるマスクの
平面図、（ｂ）は２ステップ露光の場合に用いるマスク
の平面図である。

【図１０】１５インチディスプレイ用材ＤＰを１２面取
り（長辺方向４×短辺方向３）した基板Ｗ（１０００ｍ
ｍ×１２００ｍｍ）に対向配置されるマスクを示す図で
あり、２ステップ露光の場合に用いるマスクの平面図で
ある。

【図１１】マスクの横（短辺）寸法を一定にした場合の
該マスクの縦（長辺）寸法と自重による最大たわみ量と
の関係を示すグラフ図である。

【図１２】図９（ａ），（ｂ）の各マスクを用いた場合
の光源照度とレジスト感度とステップ数とタクト時間と
の関係を示すグラフ図である。

【図１３】図１０のマスクと図示しない４ステップ露光
用マスクとを用いた場合の光源照度とレジスト感度とス
テップ数とタクト時間との関係を示すグラフ図である。

【図１４】照射領域切替手段による照射領域の切替え操
作を説明するための図であり、（ａ）は照射領域を広げ
た状態を示す図、（ｂ）は照射領域を狭めた状態を示す
図である。

【図１５】二種類のオプチカルインテグレータを示す図
であり、（ａ）はレンズ面の曲率半径が大きいタイプの
側面図、（ｂ）はレンズ面の曲率半径が小さいタイプの
側面図である。

【図１６】照射領域切替手段の切替え機構の一例を説明
するための斜視図である。

【図１７】切替え機構の変形例を説明するための斜視図
である。

【図１８】本発明の第２の実施の形態である分割逐次近
接露光装置を説明するための説明図である。

【図１９】本発明の第３の実施の形態である分割逐次近
接露光装置を説明するための説明図である。

【図２０】本発明の第４の実施の形態である分割逐次近
接露光装置を説明するための図であり、（ａ）は露光前
準備とマスクロード後のアライメントを示す模式図、
（ｂ）はワークロード直後を示す模式図、（ｃ）は第１
ステップ目のアライメントメント完了状態を示す模式
図、（ｄ）は第２ステップ目のアライメントメントに移
動後の状態を示す模式図である。

【図２１】マスクずれ角θm の求め方を説明する図で、
（ａ）は二層目露光における第１ステップ目の状態を示
す平面図、（ｂ）はマスクＭを第２ステップ目の位置に
相対移動させた状態を示す平面図、（ｃ）はマスクずれ
角θm1，θm2の測定時の状態を示す平面図である。

【符号の説明】

Ｗ…基板 Ｍ…マスク Ｐ…マスクパターン １…マスクステージ ２…ワークステージ ３…照明光学系（照射手段） ６…ギャップ調整手段 ７…ワークステージ送り機構 ３３ａ，３３ｂ…オプチカルインテグレータ ２００Ａ…照射領域切替手段 ２００…切替え機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被露光材としての基板を保持するワーク
   ステージと、前記基板に対向配置されて該基板より小さ
   いマスクを保持するマスクステージと、前記基板に対し
   てパターン露光用の光を前記マスクを介して照射する照
   射手段と、該マスクのマスクパターンを前記基板上の複
   数の所定位置に対向させるように前記ワークステージと
   前記マスクステージとを相対的にステップ移動させるワ
   ークステージ送り機構と、前記マスクと前記基板との対
   向面間のすき間を調整するギャップ調整手段とを備え、
   前記ワークステージ送り機構のステップ回数を２回以上
   として各ステップ毎に前記マスクパターンを前記基板上
   に露光転写するようにした分割逐次近接露光装置におい
   て、 前記マスクの大きさ及び前記ステップ回数を、前記マス
   クの許容たわみ量、該マスクのパターン領域の大きさ及
   び最もタクト時間が短く且つ必要な露光精度が得られる
   露光照度とレジスト感度との関係に基づいて設定し、更
   に、前記照射手段が、該設定ステップ回数での露光条件
   に応じて露光用の光のステップ方向の照射領域を切替え
   可能な照射領域切替手段を備えたことを特徴とする分割
   逐次近接露光装置。
2. 【請求項２】 前記照射領域切替手段は、射出角の異な
   る複数種のオプチカルインテグレータと、各オプチカル
   インテグレータの中心を前記照射手段の光軸に対して選
   択的に位置決め配置する切替え機構とを備えたことを特
   徴とする請求項１記載の分割逐次近接露光装置。
3. 【請求項３】 被露光材としての基板より小さいマスク
   を該基板に近接して対向配置し、前記基板を前記マスク
   に対して相対的にステップ移動させて該マスクのマスク
   パターンを前記基板上の複数の所定位置に対向させると
   共に、ステップ回数を２回以上として各ステップ毎に基
   板に対してパターン露光用の光を前記マスクを介して照
   射して該マスクのマスクパターンを前記基板上に露光転
   写するようにした分割逐次近接露光方法において、 前記マスクの大きさ及び前記ステップ回数を、前記マス
   クの許容たわみ量、該マスクのパターン領域の大きさ及
   び最もタクト時間が短く且つ必要な露光精度が得られる
   露光照度とレジスト感度との関係に基づいて設定し、更
   に、該設定ステップ回数での露光条件に応じて露光用の
   光のステップ方向の照射領域を設定することを特徴とす
   る分割逐次近接露光方法。