JP2922958B2 - 拡大投影露光方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体、液晶素子等の電子デバイスの製造
工程において、大面積露光に適した拡大投影露光方法及
びその装置に関する。

〔従来の技術〕

液晶表示素子はその形状から、電子管（CRT）に比べ
ると薄型かつ小型であり、将来有望なディスプレイであ
る。液晶表示素子の内でも、画質の良さからアクティブ
マトリックス方式で薄膜トランジスタ（TFT）を用いた
ものが主流を占めつつある。

TFTを形成するためには、半導体用装置並みの性能を
持つ露光装置が必要であり、1:1のミラーあるいはレン
ズを用いたプロジェクション方式、またはプロキシミテ
ィ方式の装置が用いられている。

一方、ディスプレイのサイズとしては、CRTと同程度
の大画面のものも出現する見通しであり、その場合前記
した現状の露光装置においては種々の問題を生じる。

プロジェクション方式は、一回で露光できる範囲が狭
いため画面内に必ず継ぎ合せ部を生じ、継ぎ合せ部にお
いて精度及び電気特性的に満足な値を得られるか、また
分割露光となるためスループットが低く、かつその形式
から装置を低コストにすることが難しいという問題があ
る。

一方、プロキシミティ方式における大面積露光の課題
としては、大面積高精度マスクの製作、マスクと基板間
の高精度ギャップ出し、及びピッチ誤差の低減等があ
る。

上記した現状の露光方式の問題点を解決する一方式と
して、電子ビーム描画装置で描画したマスクを投影光学
系で拡大して大面積を露光する方式が考えられる。この
拡大投影露光方式の例としては、特開昭62−122126号が
ある。本例は、マスクのパターンを投影光学系により拡
大して基板上に転写するものであり、投影光学系は基板
側において平行光としている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記した拡大投影露光方式における光学系は、基板側
において平行光としてパターンを投影する構成としてい
る。通常の半導体用縮小投影露光装置も被投影側のウエ
ハ側において平行光としており、本方法は焦点方向のズ
レに対して形状誤差が起こりにくい。

しかしながら、投影光学系に用いるレンズは高精度に
製作しても理想値に対して必ず誤差を生じる。誤差とし
ては、像歪、倍率誤差、波面収差等を生じ、拡大投影と
した場合には、その誤差の絶対値も大きくなる。

例えば、像歪0.01％のレンズを製作したとしても500m
m^□の画面においては、周辺部において50μｍの歪とな
り、パターンを形成する各層間の合せ精度としては前記
値よりも１桁以下の値が必要である。またレンズの特性
は各々異なっており、しかも同一のものはできないた
め、複数台の装置でパターンを重ね合せることは不可能
である。ただし、像歪、倍率誤差が各レンズ固有であっ
ても、変動がないかあるいは極微小な場合には、同一装
置で全工程のパターンを形成することが考えられるが、
装置と製品の関係が限定されるため、量産性が低下する
という課題がある。また、さらに大きな面積を継ぎ合せ
で露光する場合は、歪により継ぎ合せ部が重ならないと
いう課題を生じる。

また、被投影側のウエハ側において平行光となるよう
なレンズでは、例えば、500mm^□の画面を一回で投影す
る場合はレンズ口径がφ700mm以上となり、大口径の高
精度なレンズの開発が必要となる。

一方、投影する範囲をそのレンズの解像力で割った値
を情報伝達量と定義すると、半導体用縮小投影露光装置
のレンズではφ20mm/0.8μｍ＝25000、上記拡大投影レ
ンズの場合はφ700mm/5μｍ＝140000となり、拡大投影
レンズの方が現状レンズで最高水準を行く縮小投影露光
装置のレンズよりもさらに高い性能が要求される。

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、大きな視野
を有する投影光学系を用いてマスク原版に形成された回
路パターンを正確に且つ高解像度で大面積の基板に転写
露光できるようにした露光方法及びその装置を提供する
ことにある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、マスク上に形
成されたパターンを既にパターンが形成されており表面
に感光剤の層が形成された基板上に拡大投影露光する方
法において、マスク上に形成されたパターンのうち位置
合せ用パターンの像を拡大投影光学系を介して拡大して
結像させ、この拡大して結像させた位置合せ用パターン
の像と基板上に既に形成されているパターンのうちの位
置合せ用パターンとを拡大投影光学系の光軸とは異なる
光軸の方向から光学的に検出し、この検出した拡大して
結像させた位置合せマスクの像と基板上に既に形成され
ている位置合せ用パターンとの相対的な位置のずれ量を
算出して基板の位置を算出したずれ量に基いて補正し、
マスクに露光光を照射してマスクのパターンを拡大投影
光学系を介して位置を補正した基板上に拡大投影露光す
ることを特徴とする拡大投影露光方法とした。

また、本発明は、上記目的を達成するために、位置合
せ用パターンと回路パターンとを形成したマスクにレー
ザ光源から発射した露光光を照射する露光光照射手段
と、この露光光照射手段により露光光を照射されたマス
クの回路パターンの像を前工程において位置合せ用パタ
ーンと回路パターンとが予め形成されて表面に感光剤の
層が形成された基板上に拡大して投影する拡大投影光学
系手段と、この拡大投影光学系手段を介してマスク上の
位置合せ用パターンの像を拡大して結像する位置合せパ
ターン拡大結像手段と、この位置合せパターン拡大結像
手段により拡大して結像されたマスク上の位置合せ用パ
ターンの像と基板上に予め形成されている位置合せ用パ
ターンとを拡大投影光学系の光軸とは異なる光軸の方向
から光学的に検出する検出手段と、この検出手段で光学
的に検出した結果に基づいて拡大して結像されたマスク
上の位置合せ用パターンと基板上に予め形成されている
位置合せ用パターンとの相対的な位置のずれ量を算出し
て基板の位置を該算出したずれ量に基いて補正する位置
補正手段とを備えて拡大投影露光装置を構成した。

〔作用〕

本発明はマスク原版からのホログラム回路パターンの
マスクへの記録（作成）と、該マスクに記録されたホロ
グラム回路パターンを基板上に転写露光する露光とを同
じ波面収差を有する投影光学系（投影レンズ他）を用い
ているが、大面積の基板への回路パターンの露光を、像
歪みなく、所望の寸法で正確に、且つ波面収差がなく高
解像度で露光することができるようにしたものである。

また投影レンズを拡大光学系とすることにより、小さ
な口径のレンズで大面積を投影露光でき、更に投影レン
ズを非テレセントリック系の拡大光学系にして基板を投
影レンズの焦点深度範囲内において投影レンズの光軸方
向に移動させることによって拡大率（回路パターンのピ
ッチ誤差）を補正して転写露光することができる。

〔実施例〕

従来からの投影露光方式は、第11図に示すように、マ
スク101の回路パターンを投影レンズ103を通して基板10
4上に転写するものであり、転写された回路パターンは
投影レンズ３の精度により、必ずしも正規の形状及び倍
率とはならない。

第10図は投影レンズの代表的な誤差である糸巻き状の
歪の例を示す。これは４隅が拡大して各辺の中央部が縮
小されて結像されるものである。例えば、マスク101の
格子状パターンが投影レンズ103で基板104上に投影され
ると、本来投影レンズ103に誤差がない場合は破線で示
した様に所定の倍率で歪がない形状で投影される。しか
し実際には実線で示した様な糸巻き状の誤差として全体
の大きさが異なる倍率誤差と像形状が変わる像歪を生じ
る。

ここで、現在の投影レンズの最高水準にある縮小投影
露光装置における像歪は0.001％であり、また投影フイ
ールドが20mmとすると歪の大きさが0.2μｍとなる。こ
の値は１μｍ幅程度のパターンにおける層間合せでは問
題にはならない。しかし、対象製品を液晶表示素子の様
に大面積を一度に露光できるような、例えばφ700mmの
投影フイールドで同じ割合の像歪とするとその値は７μ
ｍとなり、液晶表示素子のような比較的パターン幅の広
い製品であっても層間合せにおいて合せ精度の許容値以
上になり製品の特性ができないことになる。それでは大
口径のレンズにするに従って像歪の割合を小さくすれば
良いが実際には逆にその割合は大きくなり、大面積を投
影方式で一度に露光するには精度の高い投影レンズを実
現することが最も大きな課題となる。

本発明は大面積を一度で投影露光する方法で最大の課
題である投影レンズの性能を高精度のものとせずに、比
較的低精度のもので実現できるようにしたものである。

即ち、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明に係るホログラムを利用したレンズ投影
方式の露光装置の一実施例の全体構成を示した図であ
る。第２図は第１図に示す装置において露光光学系を示
した図、第３図は第１図及び第２図に示す露光光学系に
おいてマスク原版からホログラムマクスを形成するため
の主に照明系を示した図、第４図は第１図及び第２図に
示す露光光学系においてホログラムマスクに形成された
回路パターンを基板上に投影露光するための主に照明系
を示した図である。

まず、ホログラムマスク１の作成方法について説明す
る。即ち、ホログラムマスク１に転写する回路パターン
を記録するために、第１図，第２図及び第３図に示すよ
うに記録用の照明系（II）８とマスク原版11を用いる。
マスクホルダ２は、ホログラムマスク１を位置決めして
保持するものである。チャック５は回路パターンが露光
転写される基板４を位置決めして載置すると共にマスク
原版11を位置決めして載置するものである。投影レンズ
３は、ホログラムマスク１に記録された電子回路等の回
路パターンを投影すると共に上記マスク原版11に形成さ
れた回路パターンを逆投影するものである。照明系（I
I）８は、例えばHe−Cdレーザ（441nm）,XeFレーザ（35
1nm）等のレーザ光（ビーム）を出力するレーザ光源７
と、該レーザ光源７からのレーザビームを分岐するハー
フミラー等の分岐光学要素31と、該分岐光学要素31によ
って分岐されたレーザビームを平行光に拡大すべくレン
ズ32及び円状（回転対称）の放物面鏡33からなる拡大光
学系34を備え、チャック５に位置決めされて載置された
マスク原版11を照明して物体光とする光路（ｉ）９と、
上記分岐光学要素31によって分岐されたレーザビームを
平行光に拡大すべくレンズ35及びレンズ36からなる拡大
光学系37を備え、更にミラー38を備えて感光材料で形成
されたホログラムマスク１に対して斜め下方より照明し
て参照光とする光路（ii）10とによって構成する。な
お、光路（ii）10の光軸は、照明系（Ｉ）６のホログラ
ムマスク１を照明する最終光路（ミラー39で反射される
光束）の光軸と一致させ、ホログラムマスク１の記録さ
れた干渉縞像からの回折光が投影レンズ３の光軸に対し
て同一角度に進むようにする。ここで、まずマスク原版
11をチャック５上の基板表面位置と同等の高さに設定す
る。即ち、マスク原版11の表面の高さを検出する高さ検
出手段（具体的にはエアマイクロや光学的検出手段等で
形成する。）43でマスク原版11の表面の高さを検出して
その信号をインターフェイス17を介してコンピュータ18
を入力し、コンピュータ18は、この高さが基準の高さと
なるように駆動系19を駆動してチャック５をＺ方向に移
動させ、マスク原版11の表面を基準の高さに位置決めす
る。更にマスク原版11について傾きを調整する必要があ
る場合には、上記駆動系19によってマスク原版11の表面
を投影レンズ３に対して傾きのないように制御する。更
にホログラムマスク１上に形成された位置合せパターン
（図示せず。）を顕微鏡44によりその像を観察して得ら
れる信号をインターフェイス17を介してコンピュータ18
を入力し、コンピュータ18は上記信号に基づいて顕微鏡
44の基準位置に上記位置合せパターンが位置するように
駆動系45によりマスクホルダ２をＸ・Ｙ方向に微移動さ
せて基準位置にホログラムマスク１を位置させる。この
状態において光路（ｉ）９によりレーザ光束をマスク原
版11に対して下方より照明して、投影レンズ３を介して
結像関係にある感光材料で形成されたホログラムマウス
１にマスク原版11に形成された回路パターンの像を物体
光として投影する。これと同時に光路（ii）10によりホ
ログラムマスク１の斜め下方よりレーザ光束を参照光と
して照射して感光材料で形成されたホログラムマスク１
上に干渉縞像を形成する。その後、干渉縞像が形成され
たホログラムマスク１をマスクホルダ２から取外し、現
像してホログラムマスク１にマスク原版11に形成された
回路パターン通りの干渉縞像を記録する。この記録され
た干渉縞像は、上記投影レンズ３の波面収差（非点，収
差，コマ収差，球面収差等）を含んだものとなる。なお
電場・加熱等によって干渉縞像を現像できる場合には、
必ずしもホログラムマスク２を外す必要はない。

次に、マスク原版11をチャック５から取外す。そして
回路パターンの干渉縞像が記録されたホログラムマスク
１を上記マスクホルダ２上に載置する。そしてホログラ
ムマスク１上に形成された位置合せパターンを顕微鏡44
によりその像を観察して得られる信号をインターフェイ
ス17を介してコンピュータ18を入力し、コンピュータ18
は上記信号に基いて顕微鏡44の基準位置に上記位置合せ
パターンが位置するように駆動系45によりマスクホルダ
２をＸ・Ｙ方向に微移動させて基準位置にホログラムマ
スク１を位置させる。これにより、ホログラムマスク１
は、回路パターンの干渉縞像を記録するのと同じ位置に
位置決めして載置されることになる。その後露光すべき
レジストを塗布した基板４をチャック５上に位置決めし
て載置する。更に基板４の表面の高さを検出する高さ検
出手段43で基板４の表面の高さを検出してその信号をイ
ンターフェイス17を介してコンピュータ18を入力し、コ
ンピュータ18は、この高さが基準の高さとなるように駆
動系19を駆動してチャック５をＺ方向に移動させ、基板
４の表面を基準の高さに位置決めすると共に上記駆動系
19によって基板４の表面を投影レンズ３に対して傾きの
ないように制御する。

次に第１図，第２図及び第４図に示すように、干渉縞
像で回路パターンを記録したホログラムマスク１に対し
て照明系（Ｉ）６により斜め上方からレーザビームを照
射して投影レンズ３を介して基板４上に露光する。これ
らの構成について次に説明する。即ち、照明系（Ｉ）６
は、上記レーザ光源７から出射され、上記分岐光学要素
31によって分岐され、上記拡大光学系34によって拡大さ
れたレーザ光束を更に分岐するハーフミラー等の分岐光
学要素40と、該分岐光学要素40で分岐されたレーザ光束
を反射するミラー41,42と、該ミラー42で反射されたレ
ーザ光束を上記位置決めされたホログラムマスク１に対
して斜め上方より上記光路（ii）10（参照光）の光軸と
同じ光軸でもってホログラムマスク１に照明すべく反射
するミラー39とで構成される。この照明系（Ｉ）６に
は、ホログラムマスク１の回路パターン部へのレーザ光
束を透過、遮蔽を自在とすべく、例えば回転式のアクチ
ュエータ21に接続されたシャッタ20を設けている。更
に、基板上に既に形成された回路パターンと位置合わせ
して基板上に新たな回路パターンを露光する必要がある
ため、検出光学系15によってチャック５に載置された基
板４とホログラムマスク１との相対的位置合わせをする
必要がある。この検出光学系15による位置合わせについ
ては後で詳細に説明する。なお、ホログラムマスク１と
チャック５に載置された基板４とは、投影レンズ３を介
して結像関係にある。

従って、マスクホルダ２に位置決めされて載置された
ホログラムマスク１に記録された回路パターンの干渉縞
像を上記照明系（Ｉ）６で照明すると、回路パターンが
投影レンズ３により基板４上に露光転写される。即ち、
照明系（Ｉ）６からレーザ光束をホログラムマスク１に
斜め上方より照射すると、ホログラムマスク１に記録さ
れた回路パターンの干渉縞像からの回折光が投影レンズ
３を介してレジストが塗布された基板４上に投影結像す
るが、投影レンズ３を通過するときに波面収差が補正さ
れて基板４上にマスク原版11と全く同じ形状の回路パタ
ーンの光像が形成される。照明光源であるレーザ光源７
としては、基板上に塗布されたレジストが感光する波長
の光を射出するものを用いれば、マスク原版11に形成さ
れた回路パターンと同じ形状の回路パターンを基板上に
焼き付けることができる。レジストに反応するレーザ光
としては、例えばHe−Cdレーザ光（441nm）、XeFレーザ
光（351nm）等が考えられる。

このように、ホログラムを利用した露光装置を実現す
るには、第３図に示すホログラムマスク１の作成機能
と、第４図に示すホログラムマスク１の再生機能とが必
要であるので、第１図及び第２図に示すように構成する
必要がある。ここで、照明系（Ｉ）６と照明系（II）８
とは、必ずしも同一レーザ光源７からのレーザビームを
用いる必要はない。しかし、照明系（Ｉ）６と照明系
（II）８とを同一のレーザ光源７から光路を分岐して用
いることにより、互いの照明系を干渉させて干渉縞像を
形成できると共に照明系の構成の簡素化を図ることがで
きる。またチャック５は光路（ｉ）９によりマスク原版
11を下方より照明するため回路パターン部は開口させて
おく。

上記した方法により、投影レンズ３によりホログラム
マスク１上に形成される像は、像歪、倍率誤差、波面収
差（非点収差、コマ収差、球面収差等）を含んだもので
も、同じ投影レンズ３により基板４上に再生されるた
め、大面積（例えば200mm^□）の基板４上にマスク原版1
1と同じ精度の回路パターンを露光転写することができ
る。

次に基板４上に前工程によって形成された回路パター
ンとの相対的位置合わせ方法について第１図に基づいて
説明する。即ち、ホログラムマスク１と基板４との相対
的ずれを検出する検出光学系15を２個所に設け、検出し
たホログラムマスク１と基板４とのアライメントマーク
22,23の光像を光電変換手段で明暗レベル信号として入
力後、例えばA/D変換器16及びインターフェイス17を介
してコンピュータ18に接続してその位置を演算する。一
方、チャック５も駆動系19及びインターフェイス17を介
してコンピュータ18に接続している。また光路（Ｉ）６
には、照明系（Ｉ）６のホログラムマスク１の回路パタ
ーン部へのレーザ光束を透過・遮蔽するシャッタ20を設
け、これは回転式のアクチュエータ21により光束の透過
・遮蔽を自在とする。ここで検出光学系15は投影レンズ
（II）３の光束を遮らない個所に設置する。

第５図にホログラムマスク１と基板４との相対的位置
合せを行なうためのアライメントマークの一例を示す。
第６図（ａ）に示すように、ホログラムマスク１にはア
ライメントマーク（＃桁マーク）22を少なくとも２個所
以上に配置する。このアライメントマーク22は、回路パ
ターンのホログラムマスク１上に記録するのと同様にマ
スク原版11に形成されているアライメントマークを照明
系（II）８による照明による干渉縞像（ホログラム）と
して記録しておく。第６図（ｂ）に示すように、基板４
にもアライメントマーク（十字マーク）23を少なくとも
２個所以上に上記アライメントマーク22と同じピッチ
（距離）を形成して配置する。第６図（ｃ）に示すよう
に、ホログラムマスク１と基板４が位置合せされていな
い状態では、ホログラムマスク１のアライメントマーク
22に対して基板４のアライメントマーク23は中心位置に
ない。なお、アライメントマーク22,23を検出する照明
光として、照明系（Ｉ）６によるレーザ光を用いる場合
について説明する。即ち、両者を位置合せする際アライ
メントマーク配置個所以外は遮光し、ホログラムマスク
１にホログラムとして記録された回路パターンを基板上
に露光転写する際ホログラムマスク１の全面について照
明する必要があることは明らかである。そこで上記の状
態において、第６図に示すように、回転式のアクチュエ
ータ21でシャッタ20により照明系（Ｉ）６のホログラム
マスク１の回路パターン部へのレーザ光束を遮蔽する。
即ち回路パターン部を露光させないで、アライメントマ
ーク22,23を照明するために、シャッタ20の一部にレー
ザ照明光を透過させる穴46を穿設してある。これにより
ホログラムマスク１のアライメントマーク22を照明する
と回折光が投影レンズ３を通して基板４上のアライメン
トマーク23上に投影される。

そして検出光学系15は各々、基板４上に投影レンズ３
によって投影されたホログラムマスク１のアライメント
マーク22の光像と基板４上のアライメントマーク23の光
像を撮像して映像信号に変換し、該映像信号を例えばA/
D変換器16でディジタル信号に変換し、このディジタル
信号をインターフェイス17を介してコンピュータ18に入
力し、両アライメントマークの位置ずれ量をコンピュー
タ18で演算して算出し、インターフェイス17を介して駆
動系19に駆動信号を出力し、チャック５をX,Y方向に微
動させて上記位置ずれ量がなくなるようにホログラムマ
スク１を基準にして基板４を位置合せする。そして両者
が位置合せされた状態では、第６図（ｄ）に示すよう
に、ホログラムマスク１のアライメントマーク22に対し
て基板４のアライメントマーク23は中心にある状態とな
る。なお、アライメントパターン22,23の各々のピッチ
（距離）をｄとする。また、上記のように必ずしも、ホ
ログラムマスク１と基板４とを位置合せする必要はな
い。即ち、露光すべきホログラムマスク１をマスクホル
ダ２に載置した際、そのホログラムマスク１の位置を検
出して基準位置を求めておけば、この基準位置に基板４
上に形成されたアライメントマーク23を位置合せすれば
よいことは明らかである。また上記検出光学系15は基板
４の上方に設置したが、基板４の下方に設置して基板上
のアライメントマークを光学的に検出することもできる
ことは明らかである。

次に、第１図乃至第４図に示した実施例より大面積を
露光できる方法及びその装置について第８図に基づいて
説明する。なお、装置構成としてはホログラムマスク１
の作成と回路パターンの転写露光との両方の機能を持っ
たものを示す。この実施例は、投影レンズ３として拡大
系とした拡大投影レンズ（Ｉ）13を用いるものである。
この拡大投影レンズ（Ｉ）13は、基板側で平行光となる
一般に言われているテレセントリック光学系であり、口
径は投影フィールドよりも大きくなる。そこで、予め大
きく作成したマスク原版11をチャック５に載置して、前
記実施例と同様に照明系（II）８の光路（ｉ）９よりの
照明により拡大投影レンズ（Ｉ）13で縮小した物体光を
ホログラムマスク１上に与え、一方照明系（II）８の光
路（ii）10により参照光をホログラムマスク１上に与え
てホログラムマスク１上に干渉縞像を焼き付ける。そし
てこのホログラムマスク１を現像することによってホロ
グラムからなる回路パターンがホログラムマスク１上に
形成される。そしてホログラムからなる回路パターンを
形成したホログラムマスク１を前記実施例と同様にマス
クホルダ２に載置して位置決めし、更にチャック５に露
光しようとする基板４を載置してホログラムマスク１と
相対的に位置決めし、照明系（Ｉ）６からの照明によっ
てホログラムマスク１上に記録された回路パターンを拡
大投影レンズ（Ｉ）13によって基板４上に拡大投影され
て露光することができる。このように、拡大投影レンズ
（Ｉ）13にすることによってホログラムマスク１が小さ
くとも基板４に対して大きな面積を露光できるため、装
置構成上コンパクト化（簡素化）を実現できると共にホ
ログラムマスク１の取扱いが容易となり、操作性をも向
上させることができる。なお、マスク原版11は上記に説
明したように、拡大投影レンズ（Ｉ）13によって決まる
拡大倍率と同じ倍率でホログラムマスク１より大きくな
る。

また、本発明の第８図と異なる他の実施例を第９図に
示す。即ち第９図に示す拡大投影レンズ（II）14は、基
板側で平行光ではなく、光束が広がる非テレセントリッ
ク光学系である。この実施例の特徴は、拡大投影レンズ
（II）14の口径を投影フィールドよりも小さくすること
が可能になり、投影レンズの製作が容易になる。その他
非テレセントリック光学系を用いた場合の効果として
は、温度変化等により大きく表れるホログラムマスク１
と基板４のピッチ誤差と呼ばれる長寸法誤差を補正する
ことができる。

第10図にその補正例を示す。拡大投影レンズ（II）14
からの光束が基板側へ広がるため、基板４に転写される
転写回路パターンを大きくするためにはチャック５と共
に基板４を下方に移動させればよい。一方これと反対に
基板４に転写される転写回路パターンを小さくするため
にはチャック５と共に基板４を上方に移動させればよ
い。このように非テレセントリック光学系であれば、ピ
ツチ誤差があっても前工程で露光転写された回路パター
ンに対して次の工程において露光転写される回路パター
ンを合せることが可能となる。但し、基板４を拡大投影
レンズ（II）14の光軸方向に移動させて露光する回路パ
ターンのピッチを変える本方法は、拡大投影レンズ（I
I）14の焦点深度内で行う必要がある。

また、上記実施例において、ホログラムマスク１にホ
ログラムの回路パターンを作成する場合、マスク原版11
に形成された回路パターンを分割照明して干渉縞像を分
割して形成して焼き付けることができる。また、チャッ
ク５をステップアンドリピートさせて一つの基板４上に
同じ回路パターンを繰りかえして露光転写させることも
可能である。

なお、第１図及び第２図に示すようにホログラムマス
ク作成装置と露光装置とを一体的に形成したが、第３図
に示したホログラムマスク作成装置は専用機にし、第４
図に示す露光装置を別に設けて、この露光装置で基板に
専用に露光してもよいことは明らかである。その場合、
両者の装置において照明光軸を一致させておくことが必
要であり、しかも投影レンズ３の波面収差（非点収差、
コマ収差、球面収差等）を一致させておくことが必要で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、高視野の投影光
学系（例えば投影レンズ）を用いて、マクティブマトリ
ックス形液晶表示素子等のような大面積の高精度のデバ
イスを高スループットで、且つ高精度で、しかも高解像
度で露光することができる。また本発明によればマスク
原版からコピーしたホログラム乾板をマスクとすること
によりマスクの再製あるいは複数枚製作することが容易
であり、実用にあったマスクの取扱いがマスク原版を用
いるよりも比較的容易になるという効果がある。

また、本発明によれば投影レンズを拡大系とすること
により、さらに大面積のデバイスに対応が可能になり、
さらに前記投影レンズを非テレセントリック系とするこ
とによりレンズ口径を投影フィールドよりも小さくして
製作を容易にすると共に基板を光軸方向に移動してマス
クと基板のピッチ誤差を補正することが可能になり、製
品の歩留り向上に寄与することができる。さらに拡大系
とすることにより、マスクとなるホログラム乾板をパタ
ーンが投影される基板よりも小さくすることができ装置
としてコンパクト化が可能になると共にマスクの取扱い
も容易になるという効果がある。

マスクのパターンと基板のパターンの相対位置関係を
露光照明光で投影レンズを通して行なうため、投影レン
ズの色収差を考慮しなくても良く、精度の高い相対位置
合せが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の露光装置の一実施例を示す全体構成
図、第２図は第１図において位置合せ手段の関係を除い
て示した構成図、第３図は本発明に係るホログラムマス
ク作成手段の一実施例を示した構成図、第４図は本発明
に係る露光手段の一実施例を示した構成図、第５図は第
１図に示す検出光学系で用いられるマスクと基板のアラ
イメントマークの関係を示した図、第６図及び第７図は
各々第１図に示すシャッタ関係を示した図、第８図は第
１図及び第２図に示す露光装置において投影レンズとし
てテレセントリック光学系で構成された拡大投影レンズ
を用いた一実施例を示した構成図、第９図は第１図及び
第２図に示す露光装置において投影レンズとして非テレ
セントリック光学系で構成された拡大投影レンズを用い
た一実施例を示した構成図、第10図は第９図に示す装置
構成におけるピッチ誤差補正方法を説明するための斜視
図、第11図は本発明の課題を説明するための図である。 符号の説明 １…ホログラムマスク、3,14…投影レンズ、４…基板、
６…照明系（Ｉ）、７…レーザ、８…照明系（II）、11
…マスク原版、15…検出光学系、18…シャッタ、20,21
…アライメントマーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−122126（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−72362（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−310912（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/027

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスク上に形成されたパターンを既にパタ
   ーンが形成されており表面に感光剤の層が形成された基
   板上に拡大投影露光する方法であって、 前記マスク上に形成されたパターンのうち位置合せ用パ
   ターンの像を拡大投影光学系を介して拡大して結像さ
   せ、 該拡大して結像させた位置合せ用パターンの像と前記基
   板上に既に形成されているパターンのうちの位置合せ用
   パターンとを前記拡大投影光学系の光軸とは異なる光軸
   の方向から光学的に検出し、 該検出した拡大して結像させた位置合せマークの像と前
   記基板上に既に形成されている位置合せ用パターンとの
   相対的な位置のずれ量を算出して前記基板の位置を該算
   出したずれ量に基いて補正し、 前記マスクに露光光を照射して前記マスクのパターンを
   前記拡大投影光学系を介して前記位置を補正した基板上
   に拡大投影露光することを特徴とする拡大投影露光方
   法。
2. 【請求項２】前記露光光が、441nmよりも短い波長のレ
   ーザであることを特徴とする請求項１記載の拡大投影露
   光方法。
3. 【請求項３】前記マスク上に形成されたパターンのうち
   位置合せ用パターンの像を拡大投影光学系を介して前記
   基板上に拡大して結像することを特徴とする請求項１記
   載の拡大投影露光方法。
4. 【請求項４】前記マスク上の位置合せ用パターンの像は
   前記基板上に予め形成されている位置合せ用パターンの
   上に結像され、前記マスク上の位置合せ用パターンの像
   と前記基板上に予め形成されている位置合せ用パターン
   とを同時に光学的に検出して前記位置ずれ量を算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の拡大投影露光方法。
5. 【請求項５】前記マスク上に形成されたパターンがホロ
   グラムパターンであり、前記露光光がレーザ光であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の拡大投影露光方法。
6. 【請求項６】位置合せ用パターンと回路パターンとを形
   成したマスクにレーザ光源から発射した露光光を照射す
   る露光光照射手段と、 該露光光照射手段により露光光を照射された前記マスク
   の回路パターンの像を前工程において位置合せ用パター
   ンと回路パターンとが予め形成されて表面に感光剤の層
   が形成された基板上に拡大して投影する拡大投影光学系
   手段と、 該拡大投影光学系手段を介して前記マスク上の位置合せ
   用パターンの像を拡大して結像する位置合せパターン拡
   大結像手段と、 該位置合せパターン拡大結像手段により前記拡大して結
   像された前記マスク上の位置合せ用パターンの像と前記
   基板上に予め形成されている位置合せ用パターンとを前
   記拡大投影光学系の光軸とは異なる光軸の方向から光学
   的に検出する検出手段と、 該検出手段で光学的に検出した結果に基づいて前記拡大
   して結像された前記マスク上の位置合せ用パターンと前
   記基板上に予め形成されている位置合せ用パターンとの
   相対的な位置のずれ量を算出して前記基板の位置を該算
   出したずれ量に基いて補正する位置補正手段と を備えたことを特徴とする拡大投影露光装置。
7. 【請求項７】前記露光光照射手段が、441nmよりも短い
   波長のレーザを発射するレーザ光源を備えていることを
   特徴とする請求項６記載の拡大投影露光装置。
8. 【請求項８】前記位置合せパターン拡大結像手段が、前
   記露光光照射手段からの露光光を照射された前記マスク
   の回路パターンの像を前記基板上に拡大して結像するこ
   とを特徴とする請求項６記載の拡大投影露光装置。
9. 【請求項９】前記検出手段は、前記基板上に予め形成さ
   れている位置合せ用パターンと、該位置合せ用パターン
   上に結像された前記マスク上の位置合せ用パターンの像
   とを同時に光学的に検出することを特徴とする請求項６
   記載の拡大投影露光装置。
10. 【請求項１０】前記マスク上に形成された位置合せ用パ
    ターンと回路パターンとがホログラムパターンであり、
    前記露光光照射手段は前記基板にレーザ光を照射するこ
    とを特徴とする請求項６記載の拡大投影露光装置。