JP4014694B2 - Exposure method and apparatus - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトリソグラフィーにおける露光方法に係り、特に、１レイヤの露光を複数のショットにより構成する露光方法及び装置、並びに、この露光方法を用いて製造した液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、アプリケーションの拡大等に伴い、大面積、高精細な液晶表示装置が主流になり始めている。このため、液晶表示装置の製造過程におけるリソグラフィー技術には、より精度の高いパターニングが要求されており、露光時のパターン寸法ムラなどを如何に抑えるかが今後の重要な課題となっている。
【０００３】
液晶表示装置では、その大面積化とともに、半導体装置のように一のショットで一つのデバイスパターンを露光することが困難となっており、複数のレチクルを用いて複数回のショットを行うことにより大面積のパターニングすることが行われている。この露光過程においては、一定の露光量で複数のショットを行い、一のレイヤの露光を行う方法が用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この露光方法では一のレイヤの露光に複数のショットを用いるので、ショットとショットの間には必ず繋ぎ部が存在することになる。
しかしながら、従来の露光方法では繋ぎ部におけるパターン寸法については全く考慮されていなかったため、繋ぎ部においてパターン寸法が急激に変化することがあった。特に、表示部に繋ぎ部が存在した場合、そのパターン寸法が約０．５μｍ以上ずれると、その寸法差に起因する色ムラが人間の目に感知され得るほど大きくなるため、繋ぎ部における急激なパターン寸法変化が生じない露光方法が望まれていた。
【０００５】
本発明の目的は、１レイヤの露光を複数のショットにより構成する露光方法において、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を防止する露光方法及び装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記露光方法を用いることにより、色ムラがなく、大面積、高精細の液晶表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数のショットにより一のレイヤを露光する露光方法において、第１の領域に隣接する第２の領域を露光する際に、前記第１の領域の露光に用いる第１のレチクルの露光量とパターンサイズとの関係と、前記第２の領域の露光に用いる第２のレチクルの露光量とパターンサイズとの関係とを参照し、前記第２の領域を露光するための露光条件を決定することを特徴とする露光方法によって達成される。このようにして露光することにより、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を防止することができる。したがって、この露光方法を液晶表示装置の製造過程におけるパターニング工程に採用すれば、色ムラの発生を抑えて大画面の高精細な液晶表示装置を製造することができる。
【０００７】
また、上記の露光方法において、前記第１の領域と前記第２の領域の繋ぎ部近傍において、同じ寸法に形成されるべきパターンの寸法が、前記第１の領域及び前記第２の領域においてほぼ等しくなるように前記第２の領域の露光条件を決定することが望ましい。繋ぎ部近傍におけるパターン寸法を考慮することにより、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を更に低減することができる。
【０００８】
また、上記目的は、複数のショットにより一のレイヤを露光する露光方法において、複数のショット領域に隣接する一のショット領域を露光する際に、前記複数のショット領域の露光に用いるそれぞれのレチクルの露光量とパターンサイズとの関係と、前記一のショット領域の露光に用いるレチクルの露光量とパターンサイズとの関係とを参照し、前記一のショット領域を露光するための露光条件を決定することを特徴とする露光方法によっても達成される。このようにして露光することにより、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を防止することができる。したがって、この露光方法を液晶表示装置の製造過程におけるパターニング工程に採用すれば、色ムラの発生を抑えて大画面の高精細な液晶表示装置を製造することができる。
【０００９】
また、上記の露光方法において、前記一のショット領域との繋ぎ部近傍において、同じ寸法に形成されるべきパターンの寸法が、前記一のショット領域及び前記一のショット領域に隣接する他のショット領域においてほぼ等しくなる前記第一のショット領域の露光条件を、前記複数のショット領域のそれぞれについて求め、これらの露光条件を平均化して前記一のショット領域の露光条件を決定することが望ましい。繋ぎ部近傍におけるパターン寸法を考慮することにより、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を更に低減することができる。
【００１０】
また、上記の露光方法において、前記複数のショットに用いるすべてのレチクルの露光量とパターンサイズとの関係を参照し、前記複数のショットの露光条件を最適化することが望ましい。このようにして露光条件を設定すれば、すべての繋ぎ部における露光条件を最適化しつつ一のレイヤを露光することができる。
また、上記の露光方法において、前記露光量とパターンサイズとの関係を参照する代わりに、前記レチクル上におけるパターンサイズを参照することが望ましい。
【００１１】
また、上記の露光方法において、前記一のレイヤの露光に必要とされる前記複数のショットは、前記複数のショットに用いるレチクル毎に順次行うことが望ましい。このようにすることにより、一レイヤの露光に必要なＴＡＴを短縮することができる。
また、上記目的は、露光量とパターンサイズとの関係を含む露光情報を格納する露光情報格納手段と、前記露光情報格納手段から、前記露光量とパターンサイズとの関係を参照し、上記の露光方法に基づいて各ショットの露光条件を決定する露光条件決定手段と、前記露光条件に基づいて露光処理を行う露光手段とを有することを特徴とする露光装置によっても達成される。このようにして露光装置を構成することにより、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を防止しつつ露光することができる。したがって、このような露光装置を液晶表示装置の製造プロセスに適用すれば、色ムラの発生を抑えて大画面の高精細な液晶表示装置を製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の一実施形態による露光方法及び装置について図１乃至図３を用いて説明する。
図１は本実施形態による露光方法を説明するためのパターンレイアウトを示す図、図２は本実施形態による露光方法を説明するためのレチクルを示す図、図３は本実施形態におけるパターンサイズと露光量との関係の一例を示すグラフである。
【００１４】
上述したように、一のレイヤの露光に複数のショットを用いる露光方法ではショットとショットの間に必ず繋ぎ部が存在することとなる。従来の露光方法により生ずるパターンサイズの急激な変化は、主として、レチクル内におけるパターンサイズのばらつきや露光装置のディストーションに起因するものである。
レチクル面内におけるパターンサイズのばらつきは、遮光膜パターニングの際にスピンコートするフォトレジスト膜厚のばらつきや、このフォトレジスト膜をマスクとして遮光膜をドライエッチングする際の面内ばらつきなどに起因する。一方、露光装置自体に起因するばらつきは装置固有のものであり、長期間の使用による変動を考慮しなければほぼ一定と考えることができる。
【００１５】
したがって、特定のレチクルを用いてパターンを転写した場合、転写されるパターンサイズのばらつきは、主としてレジスト上の寸法ばらつきを反映しており、露光量に対してほぼ一定の関係にあると考えられる。よって、転写されるパターンの所定領域のパターンサイズが判れば、パターンサイズのばらつき分布から特定の領域のパターンサイズを見積もることが可能となる。
【００１６】
本発明は、係る観点からショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を防止する露光方法を提供するものである。
以下、具体的な例を挙げながら本発明を詳述する。
いま、図１に示すように、８回のショットにより一のレイヤの露光を行う液晶表示装置を考える。図１は、パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６種類のパターンを適宜配列し、ガラス基板１０上にパネル形成領域１２を２つ設けた場合を示したものである。
【００１７】
ここで、このレイヤの露光には、４枚のレチクルａ、ｂ、ｃ、ｄを用いるものとし、レチクルａにはパターンＡが、レチクルｂにはパターンＢが、レチクルｃにはパターンＣ及びＤが、レチクルｄにはパターンＥ及びＦが、それぞれ描画されているものとする（図２（ａ）〜（ｄ）参照）。
まず、露光処理に先立ち、これら４枚のレチクルａ、ｂ、ｃ、ｄについて、繋ぎ部が発生する領域における露光量とパターンサイズとの関係を測定する。
【００１８】
例えば、レチクルａの場合には、パターンＡに対する繋ぎ部は、パターンＡの上端、下端、右端、左端においてそれぞれ存在することとなるので、それぞれのばらつきの関係を測定しておく。すなわち、パターンサイズと露光量との関係をそれぞれの端部について測定しておき、所定の露光量のときにそれぞれの端部が概略どの位の寸法で出来上がるかを見積もることができるようにしておく。
【００１９】
レチクルｃの場合には、パターンＣ及びＤが含まれるので、それぞれのパターンを露光することによって発生する繋ぎ部を考慮して上記のデータを測定しておく。すなわち、レチクルｃ上では、パターンＣとＤとの境界が存在するが、境界近傍領域のパターンＣはパターンＡの左端と接続され、パターンＤはパターンＡの右端と接続されるので、この領域についてもパターンサイズと露光量との関係を測定しておく。
【００２０】
このようにしてパターンサイズと露光量との関係を測定しておけば、所定の領域のサイズを合わせ込むようにパターン露光を行った場合に、このときの露光量から繋ぎ部の発生する領域におけるパターンサイズを見積もることが可能となる。出来上がりのパターンサイズと露光量との関係を測定するのは、出来上がりのパターンサイズにはディストーションなどの露光装置自体のばらつきをも含まれるため、装置自体のばらつきをも考慮してパターンサイズを見積もることができるからである。
【００２１】
なお、転写されるパターンのばらつき分布は主としてレチクル上のばらつきを反映したものであるので、同一のレチクルを用いる限り面内における寸法ばらつきの経時変化はないと考えられる。したがって、パターンサイズと露光量との関係を求める上記の測定は、露光処理ごとに必要とされるものではない。
また、このように測定したデータをデータベース化しておけば、後述する露光処理を円滑に、且つ迅速に進めることが容易となる。
【００２２】
次に、このように測定したデータを参照しつつ、レチクルａ〜ｄを露光する。
まず、基準となる一のショットを、出来上がり寸法が設計値となるように露光量を設定して露光する。例えば、パターンＣを基準とする場合には、例えば繋ぎ部が発生するパターンＣの右端の領域が設計値通りに出来上がるように露光量を決定して露光する。
【００２３】
次いで、上記の基準ショットに隣接するショットを、基準ショットの露光量に応じた所定の露光量で露光する。例えば、パターンＣを基準ショットとする場合には、これに隣接するパターンＡを露光する。パターンＡを露光する際の露光量は、例えば以下のように決定する。
予め測定しておいたパターンＡにおけるパターンサイズと露光量との関係が、例えば図３に示すようであったとする。すなわち、同じ露光量で同一サイズとなるべきパターン露光した際に、右端領域のパターンサイズが、左端領域におけるパターンサイズよりも太かったとする。また、パターンＣの露光量ＥCと同じ露光量でパターンＡを露光すると、パターンＡの左端領域のパターンサイズＷA0が、パターンＣの右端領域のパターンサイズＷCよりも太くなるものとする。
【００２４】
このような場合、パターンＡをパターンＣと同じ露光量Ｅcで露光すると、パターンＡとパターンＣとの間の繋ぎ部においてパターンサイズが急激に変化することとなる。
そこで、パターンＡの露光時には、パターンＡの左端領域のパターンサイズが、パターンＣの右端領域のパターンサイズとほぼ等しくなるように、パターンＡの露光量を設定する。具体的には、図３のグラフにおいて、出来上がり線幅がパターンＣの右端領域のパターンサイズＷCと同じになるパターンＡの左端領域の露光量ＥA1を求めればよい。
【００２５】
このようにしてパターンＡの露光量を設定することにより、パターンＣとパターンＡとの間の繋ぎ部におけるパターンサイズはともにＷCとなり、パターンサイズの急峻な変化を抑えることができる。
続いて、このように露光したパターンＡ（以下、区別のためパターンＡ１と表す）に隣接するパターンＡ（以下、区別のためパターンＡ２と表す）を露光する場合には、パターンＡ１を基準ショットとして、上述した方法と同様にパターンＡ２の露光量を決定する。すなわち、パターンＡ２の左側領域のパターンサイズが、露光量ＥA1で露光した際のパターンＡ１の右側領域のパターンサイズＷA1と同じになるように、図３の関係から露光量ＥA2を求めればよい。
【００２６】
この後、同様の手順を繰り返し、パターンＤ、Ｅ、Ｂ、Ｆを順次露光していけばよい。
ところで、パターンＢは、パターンＥ及びパターンＡとの間に繋ぎ部を構成する。このように複数のパターンとの間に繋ぎ部を構成するパターンを露光する際には、それぞれのパターン間において最適な露光量を決定したうえで、これら露光量の平均値を求めるなどによってパターンＢの露光量を決定すればよい。こうすることにより、パターンＥ及びパターンＡとの繋ぎ部におけるパターンサイズの変化量を最適化した状態でパターンＢを露光することができる。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、複数のショットにより一のレイヤの露光を行う際に、それぞれのショットの露光量を、隣接するショットの露光データを参照して決定することにより、ショットの繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変動を防止することができる。したがって、この露光方法を液晶表示装置の製造過程におけるパターニング工程に採用すれば、色ムラの発生を抑えて大画面の高精細な液晶表示装置を製造することができる。
【００２８】
なお、上記実施形態では、図１において、左上の領域に位置するパターンＣを最初の基準ショットとして選択したが、何れのショットを基準ショットとして選択してもよい。また、最初の基準ショットは一つには限られず、複数の基準ショットを設定してもよい。
また、上記実施形態では、露光量とパターンサイズとの関係を予め測定したが、ディストーションなどの露光装置自体に起因するばらつきの影響を無視できる場合には、レチクル上のパターンサイズのみを参照することによっても露光条件を最適化することができる。この場合、繋ぎ部におけるレチクル寸法のズレを求め、このズレ量から露光条件を補正する補正量を算出すればよい。補正量は、フォトレジストや露光装置の特性から容易に求めることができる。
【００２９】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による露光方法及び装置について図１を参照して説明する。なお、図１又は図２に示す第１実施形態による露光方法及び装置と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略又は簡略にする。
第１実施形態では、図１に示す液晶表示装置のレイアウトにおいて、左上のショットから右下方向に順次露光量を決定しながら露光する方法を示した。しかしながら、第１実施形態による露光方法によれば、必ずしもこのように露光する必要はない。
【００３０】
一方、複数のレチクルを用いた露光方法では、レチクルを交換する際の処理時間等を短縮することもＴＡＴを短縮するうえで重要である。このため、一般的に、一枚のレチクルで複数のショットを行う場合には、そのショットを連続して行い、レチクル交換時間を短縮することが行われる。
本実施形態では、これらの点を考慮して、一レイヤの露光に要するＴＡＴを短縮しうる露光方法を示す。
【００３１】
まず、レチクルｃを用い、パターンＣを露光する。パターンＣの露光量は、所定の領域が設計値通りに出来上がるように設定すればよい。
次いで、レチクルを変更せず、レチクルｃのパターンＤを露光する。パターンＤの露光量は、パターンＣの場合と同様に、所定の領域が設計値通りに出来上がるように設定すればよい。
【００３２】
続いて、レチクルｃをレチクルａに変更し、パターンＡを露光する。この際、パターンＣに隣接するパターンＡ（パターンＡ１）は、パターンＣを基準ショットとして露光量を決定し、パターンＤに隣接するパターンＡ（パターンＡ２）は、パターンＡ１と、パターンＤを基準ショットとして露光量を決定すればよい。
この後、レチクルａをレチクルｄに変更し、パターンＥを露光する。この際、パターンＣに隣接するパターンＥは、パターンＣを基準ショットとして露光量を決定すればよい。
【００３３】
次いで、レチクルを変更せず、レチクルｄのパターンＦを露光する。この際、パターンＤに隣接するパターンＥは、パターンＤを基準ショットとして露光量を決定すればよい。
続いて、レチクルｄをレチクルｂに変更し、パターンＢを露光する。この際、パターンＥに隣接するパターンＢ（パターンＢ１）は、パターンＡ１及びパターンＥを基準ショットとして露光量を決定し、パターンＦに隣接するパターンＢ（パターンＢ２）は、パターンＢ１と、パターンＡ２と、パターンＦとを基準ショットとして露光量を決定すればよい。
【００３４】
このようにして一レイヤをショットすることにより、レチクルの交換を最小限に抑えることができるので、一レイヤの露光に要するＴＡＴを短縮することができる。
このように、本実施形態によれば、一のレチクルに必要なショットをレチクルを交換せずに連続して行うので、露光処理に要するＴＡＴを短縮することができる。
【００３５】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による露光方法及び装置について説明する。
第１及び第２実施形態による露光方法では、隣り合うショットのみを考慮して各ショットの露光量を設定する方法を示した。 しかし、上述した露光量の設定方法では、少なくとも一のショットの露光量をオペレータが設定する他は、残りのショットの露光量は、隣接するショットとの関係のみによって計算で求められる。
【００３６】
したがって、各ショットにおけるパターンサイズと露光量との関係を互いに関連づけておけば、少なくとも一のショットの露光量を与えるだけで、すべての繋ぎ部におけるパターンサイズの変化を最適化した露光量を、すべてのショットについて求めることもできる。また、どのショットを基準とすればすべての繋ぎ部におけるパターンサイズの変化を最適化できるかをも見積もることができる。
【００３７】
このようにしてすべてのショットの露光量を予め設定すれば、パターンサイズの変化を面内で最適化するとともに、第２実施形態で示したようにＴＡＴを考慮しつつ任意の順番で各ショットを露光することができる。
このような計算は、各ショットにおけるパターンサイズと露光量との関係をデータベース化しておくことにより、数値解析によって容易に求めることができる。これらデータ処理を行う演算処理手段を露光装置に設ければ、ショットの繋ぎ目におけるパターンサイズの急激な変動を抑えた本発明の露光方法を容易に実現することができる。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、各ショットのパターンサイズと露光量との関係から、レイヤ全体のショット条件を露光前に最適化するので、ショットの繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変動を効果的に防止することができる。
［変形実施形態］
上記第１乃至第３実施形態では、本発明による露光方法を液晶表示装置の製造方法に適用する場合を例に説明したが、液晶表示装置の製造方法に限られるものではない。本発明は、複数のショットにより一レイヤを構成することが必要なデバイスに広く適用することができる。
【００３９】
また、図１に示す液晶表示装置のレイアウトは本発明を説明するにあたって例示したものであり、ショットの分割方法その他の構成は、この図面に記載した液晶表示装置に限られるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、複数のショットにより一のレイヤを露光する露光方法において、第１の領域に隣接する第２の領域を露光する際に、第１の領域の露光に用いる第１のレチクルの露光量とパターンサイズとの関係と、第２の領域の露光に用いる第２のレチクルの露光量とパターンサイズとの関係とを参照し、第２の領域を露光するための露光条件を決定するので、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を防止することができる。したがって、この露光方法を液晶表示装置の製造過程におけるパターニング工程に採用すれば、色ムラの発生を抑えて大画面の高精細な液晶表示装置を製造することができる。
【００４１】
また、上記の露光方法において、第１の領域と第２の領域の繋ぎ部近傍において、同じ寸法に形成されるべきパターンの寸法が、第１の領域及び第２の領域においてほぼ等しくなるように第２の領域の露光条件を決定すれば、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を更に低減することができる。
また、複数のショットにより一のレイヤを露光する露光方法において、複数のショット領域に隣接する一のショット領域を露光する際に、複数のショット領域の露光に用いるそれぞれのレチクルの露光量とパターンサイズとの関係と、一のショット領域の露光に用いるレチクルの露光量とパターンサイズとの関係とを参照し、一のショット領域を露光するための露光条件を決定するので、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を防止することができる。したがって、この露光方法を液晶表示装置の製造過程におけるパターニング工程に採用すれば、色ムラの発生を抑えて大画面の高精細な液晶表示装置を製造することができる。
【００４２】
また、上記の露光方法において、一のショット領域との繋ぎ部近傍において、同じ寸法に形成されるべきパターンの寸法が、一のショット領域及び一のショット領域に隣接する他のショット領域においてほぼ等しくなる第一のショット領域の露光条件を、複数のショット領域のそれぞれについて求め、これらの露光条件を平均化して一のショット領域の露光条件を決定するので、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を更に低減することができる。
【００４３】
また、上記の露光方法において、複数のショットに用いるすべてのレチクルの露光量とパターンサイズとの関係を参照し、複数のショットの露光条件を最適化するので、すべての繋ぎ部における露光条件を最適化しつつ一のレイヤを露光することができる。
また、上記の露光方法では、露光量とパターンサイズとの関係を参照する代わりに、レチクル上におけるパターンサイズを参照することができる。
【００４４】
また、上記の露光方法において、一のレイヤの露光に必要とされる複数のショットを、複数のショットに用いるレチクル毎に順次行えば、一レイヤの露光に必要なＴＡＴを短縮することができる。
また、露光量とパターンサイズとの関係を含む露光情報を格納する露光情報格納手段と、露光情報格納手段から、露光量とパターンサイズとの関係を参照し、上記の露光方法に基づいて各ショットの露光条件を決定する露光条件決定手段と、露光条件に基づいて露光処理を行う露光手段とにより露光装置することにより、ショット間の繋ぎ部におけるパターン寸法の急激な変化を防止しつつ露光することができる。したがって、このような露光装置を液晶表示装置の製造プロセスに適用すれば、色ムラの発生を抑えて大画面の高精細な液晶表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による露光方法を説明するためのパターンレイアウトを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態による露光方法を説明するためのレチクルを示す図である。
【図３】パターンサイズと露光量との関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
ａ、ｂ、ｃ、ｄ…レチクル
Ａ、Ａ１、Ａ２、Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ…パターン
ＥC、ＥA1、ＥA2…露光量
ＷA0、ＷA1、ＷA2…パターン幅
１０…ガラス基板
１２…パネル形成領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure method in photolithography, and more particularly, to an exposure method and apparatus in which one layer of exposure is constituted by a plurality of shots, and a liquid crystal display device manufactured using this exposure method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the expansion of applications and the like, large-area, high-definition liquid crystal display devices have begun to become mainstream. For this reason, lithography technology in the manufacturing process of a liquid crystal display device is required to perform patterning with higher accuracy, and how to suppress pattern dimension unevenness during exposure will be an important issue in the future.
[0003]
In the liquid crystal display device, it is difficult to expose one device pattern with one shot as in the case of a semiconductor device as the area is increased, and a large number of shots are performed by using a plurality of reticles. Patterning of the area is performed. In this exposure process, a method of performing a plurality of shots with a constant exposure amount and exposing one layer is used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this exposure method, since a plurality of shots are used for exposure of one layer, there is always a connecting portion between shots.
However, in the conventional exposure method, the pattern size at the joint portion is not considered at all, and thus the pattern size may change abruptly at the joint portion. In particular, when there is a connecting portion in the display portion, if the pattern dimension is shifted by about 0.5 μm or more, color unevenness due to the difference in size becomes large enough to be perceived by human eyes. An exposure method that does not cause a change in pattern dimension has been desired.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exposure method and apparatus for preventing an abrupt change in a pattern dimension at a joint portion between shots in an exposure method in which one layer exposure is constituted by a plurality of shots.
Another object of the present invention is to provide a large-area, high-definition liquid crystal display device without color unevenness by using the above exposure method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to expose a first reticle used for exposure of the first region when exposing a second region adjacent to the first region in an exposure method in which one layer is exposed by a plurality of shots. The exposure condition for exposing the second region is determined with reference to the relationship between the amount and the pattern size and the relationship between the exposure amount of the second reticle used for exposure of the second region and the pattern size. This is achieved by an exposure method characterized by: By exposing in this way, it is possible to prevent a sudden change in the pattern dimension at the joint between shots. Therefore, if this exposure method is employed in the patterning step in the manufacturing process of the liquid crystal display device, it is possible to manufacture a high-definition liquid crystal display device with a large screen while suppressing occurrence of color unevenness.
[0007]
In the above exposure method, in the vicinity of the joint between the first region and the second region, the size of the pattern to be formed with the same size is substantially the same in the first region and the second region. It is desirable to determine the exposure condition of the second region so as to be equal. Considering the pattern dimension in the vicinity of the joint part, it is possible to further reduce the rapid change in the pattern dimension in the joint part between shots.
[0008]
In addition, in the exposure method for exposing one layer with a plurality of shots, the above object is achieved by exposing each of the reticles used for exposing the plurality of shot areas when exposing one shot area adjacent to the plurality of shot areas. Referring to the relationship between the exposure amount and the pattern size and the relationship between the exposure amount of the reticle used for exposure of the one shot area and the pattern size, and determining the exposure conditions for exposing the one shot region It is also achieved by an exposure method characterized by the following. By exposing in this way, it is possible to prevent a sudden change in the pattern dimension at the joint between shots. Therefore, if this exposure method is employed in the patterning step in the manufacturing process of the liquid crystal display device, it is possible to manufacture a high-definition liquid crystal display device with a large screen while suppressing occurrence of color unevenness.
[0009]
Further, in the above exposure method, in the vicinity of the connection portion with the one shot region, the dimensions of the pattern to be formed to the same size are the one shot region and another shot region adjacent to the one shot region. It is desirable to determine the exposure conditions for the first shot area that are substantially equal to each other for each of the plurality of shot areas, and determine the exposure conditions for the one shot area by averaging these exposure conditions. Considering the pattern dimension in the vicinity of the joint part, it is possible to further reduce the rapid change in the pattern dimension in the joint part between shots.
[0010]
In the above exposure method, it is desirable to optimize the exposure conditions for the plurality of shots by referring to the relationship between the exposure amount and pattern size of all the reticles used for the plurality of shots. By setting the exposure conditions in this way, it is possible to expose one layer while optimizing the exposure conditions at all joints.
In the above exposure method, it is desirable to refer to the pattern size on the reticle instead of referring to the relationship between the exposure amount and the pattern size.
[0011]
In the above exposure method, it is preferable that the plurality of shots required for the exposure of the one layer be sequentially performed for each reticle used for the plurality of shots. By doing in this way, TAT required for exposure of one layer can be shortened.
Further, the object is to provide exposure information storing means for storing exposure information including a relation between an exposure amount and a pattern size, and referring to the relation between the exposure amount and the pattern size from the exposure information storage means, and The present invention is also achieved by an exposure apparatus comprising exposure condition determining means for determining an exposure condition for each shot based on the method, and exposure means for performing an exposure process based on the exposure condition. By configuring the exposure apparatus in this manner, exposure can be performed while preventing abrupt changes in pattern dimensions at the joint between shots. Therefore, if such an exposure apparatus is applied to a manufacturing process of a liquid crystal display device, it is possible to manufacture a high-definition liquid crystal display device with a large screen while suppressing occurrence of color unevenness.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
An exposure method and apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a diagram showing a pattern layout for explaining the exposure method according to the present embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a reticle for explaining the exposure method according to the present embodiment, and FIG. 3 is a pattern size and exposure in the present embodiment. It is a graph which shows an example of the relationship with quantity.
[0014]
As described above, in an exposure method using a plurality of shots for exposure of one layer, there is always a connecting portion between shots. The abrupt change in pattern size caused by the conventional exposure method is mainly caused by variations in the pattern size within the reticle and distortion of the exposure apparatus.
Variations in the pattern size within the reticle surface are caused by variations in the photoresist film thickness to be spin-coated when patterning the light-shielding film, in-plane variations when the light-shielding film is dry-etched using this photoresist film as a mask. On the other hand, variations caused by the exposure apparatus itself are unique to the apparatus, and can be considered to be substantially constant if fluctuations due to long-term use are not taken into consideration.
[0015]
Therefore, when a pattern is transferred using a specific reticle, the transferred pattern size variation mainly reflects the dimensional variation on the resist and is considered to have a substantially constant relationship with the exposure amount. Therefore, if the pattern size of the predetermined area of the transferred pattern is known, the pattern size of the specific area can be estimated from the variation distribution of the pattern size.
[0016]
The present invention provides an exposure method for preventing an abrupt change in pattern dimensions at a joint portion between shots from such a viewpoint.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with specific examples.
Now, as shown in FIG. 1, consider a liquid crystal display device that exposes one layer by eight shots. FIG. 1 shows a case where six types of patterns A, B, C, D, E, and F are appropriately arranged and two
[0017]
Here, four reticles a, b, c, and d are used for exposure of this layer. Pattern A is used for reticle a, pattern B is used for reticle b, and patterns C and D are used for reticle c. However, it is assumed that patterns E and F are respectively drawn on the reticle d (see FIGS. 2A to 2D).
First, prior to the exposure process, for these four reticles a, b, c, and d, the relationship between the exposure amount and the pattern size in the region where the joint portion is generated is measured.
[0018]
For example, in the case of the reticle a, there are connecting portions for the pattern A at the upper end, the lower end, the right end, and the left end of the pattern A. Therefore, the relationship between the variations is measured in advance. That is, the relationship between the pattern size and the exposure amount is measured for each end portion, so that it is possible to estimate the approximate size of each end portion at a predetermined exposure amount. .
[0019]
In the case of the reticle c, the patterns C and D are included. Therefore, the above data is measured in consideration of a joint portion generated by exposing each pattern. That is, on the reticle c, there is a boundary between the patterns C and D, but the pattern C in the vicinity of the boundary is connected to the left end of the pattern A, and the pattern D is connected to the right end of the pattern A. Also, the relationship between the pattern size and the exposure amount is measured.
[0020]
By measuring the relationship between the pattern size and the exposure amount in this way, when pattern exposure is performed so as to match the size of a predetermined region, the exposure amount at this time is used in the region where the joint portion is generated. It is possible to estimate the pattern size. Measure the relationship between the finished pattern size and the exposure amount because the finished pattern size includes variations in the exposure apparatus itself, such as distortion, so estimate the pattern size taking into account variations in the apparatus itself. Because you can.
[0021]
Since the variation distribution of the transferred pattern mainly reflects the variation on the reticle, it is considered that the dimensional variation in the surface does not change with time as long as the same reticle is used. Therefore, the above measurement for obtaining the relationship between the pattern size and the exposure dose is not required for each exposure process.
Further, if the data measured in this way is made into a database, it becomes easy to proceed with exposure processing described later smoothly and quickly.
[0022]
Next, the reticles a to d are exposed while referring to the data thus measured.
First, a reference shot is exposed with an exposure amount set so that a finished dimension becomes a design value. For example, when the pattern C is used as a reference, exposure is performed by determining an exposure amount so that, for example, a right end region of the pattern C where the joint portion is generated is completed as designed.
[0023]
Next, a shot adjacent to the reference shot is exposed with a predetermined exposure amount corresponding to the exposure amount of the reference shot. For example, when the pattern C is a reference shot, the pattern A adjacent to the pattern C is exposed. The exposure amount at the time of exposing the pattern A is determined as follows, for example.
Assume that the relationship between the pattern size and the exposure amount in the pattern A measured in advance is as shown in FIG. That is, it is assumed that the pattern size in the right end region is thicker than the pattern size in the left end region when pattern exposure to be the same size is performed with the same exposure amount. Further, when exposing a pattern A with the same exposure amount and the exposure amount E C of the pattern C, pattern size W A0 at the left end region of the pattern A, and made thicker than the pattern size W C of the rightmost area of the pattern C.
[0024]
In such a case, when the pattern A is exposed with the same exposure amount E c as that of the pattern C, the pattern size changes abruptly at the connecting portion between the pattern A and the pattern C.
Therefore, when the pattern A is exposed, the exposure amount of the pattern A is set so that the pattern size of the left end region of the pattern A is substantially equal to the pattern size of the right end region of the pattern C. Specifically, in the graph of FIG. 3, the exposure amount E A1 of the left end region of the pattern A in which the finished line width is the same as the pattern size W C of the right end region of the pattern C may be obtained.
[0025]
By setting the exposure amount of the pattern A in this way, the pattern size at the joint between the pattern C and the pattern A is both W C , and a steep change in the pattern size can be suppressed.
Subsequently, in the case of exposing a pattern A (hereinafter referred to as a pattern A2 for distinction) adjacent to the pattern A thus exposed (hereinafter referred to as a pattern A1 for distinction), the pattern A1 is used as a reference shot. The exposure amount of the pattern A2 is determined in the same manner as described above. That is, if the exposure amount E A2 is obtained from the relationship of FIG. 3 so that the pattern size of the left region of the pattern A2 is the same as the pattern size W A1 of the right region of the pattern A1 when exposed with the exposure amount E A1 . Good.
[0026]
Thereafter, the same procedure is repeated to sequentially expose the patterns D, E, B, and F.
By the way, the pattern B constitutes a connecting portion between the pattern E and the pattern A. In this way, when exposing a pattern that forms a connecting portion between a plurality of patterns, after determining an optimum exposure amount between the patterns, the pattern B is obtained by calculating an average value of these exposure amounts. The exposure amount may be determined. By doing so, the pattern B can be exposed in a state in which the change amount of the pattern size at the connection portion between the pattern E and the pattern A is optimized.
[0027]
As described above, according to the present embodiment, when one layer is exposed with a plurality of shots, the exposure amount of each shot is determined with reference to the exposure data of adjacent shots. It is possible to prevent a sudden change in the pattern dimension at the joint portion. Therefore, if this exposure method is employed in the patterning step in the manufacturing process of the liquid crystal display device, it is possible to manufacture a high-definition liquid crystal display device with a large screen while suppressing occurrence of color unevenness.
[0028]
In the above embodiment, the pattern C located in the upper left area in FIG. 1 is selected as the first reference shot, but any shot may be selected as the reference shot. The first reference shot is not limited to one, and a plurality of reference shots may be set.
Further, in the above embodiment, the relationship between the exposure amount and the pattern size is measured in advance. However, when the influence of variations such as distortion caused by the exposure apparatus itself can be ignored, only the pattern size on the reticle is referred to. The exposure conditions can also be optimized. In this case, a reticle dimension shift at the joint may be obtained, and a correction amount for correcting the exposure condition may be calculated from the shift amount. The correction amount can be easily obtained from the characteristics of the photoresist and the exposure apparatus.
[0029]
[Second Embodiment]
An exposure method and apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the exposure method and apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 or 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
In the first embodiment, in the layout of the liquid crystal display device shown in FIG. 1, the exposure method is described in which the exposure amount is sequentially determined from the upper left shot in the lower right direction. However, according to the exposure method according to the first embodiment, it is not always necessary to perform such exposure.
[0030]
On the other hand, in the exposure method using a plurality of reticles, it is also important to shorten the TAT to shorten the processing time when exchanging the reticles. For this reason, in general, when a plurality of shots are performed with one reticle, the shots are continuously performed to shorten the reticle replacement time.
In the present embodiment, in consideration of these points, an exposure method capable of shortening the TAT required for one layer exposure will be described.
[0031]
First, pattern C is exposed using reticle c. The exposure amount of the pattern C may be set so that a predetermined area is completed as designed.
Next, the pattern D of the reticle c is exposed without changing the reticle. As in the case of the pattern C, the exposure amount of the pattern D may be set so that a predetermined area is completed as designed.
[0032]
Subsequently, the reticle c is changed to the reticle a, and the pattern A is exposed. At this time, the exposure amount of the pattern A adjacent to the pattern C (pattern A1) is determined using the pattern C as a reference shot, and the pattern A adjacent to the pattern D (pattern A2) is determined to reference the pattern A1 and the pattern D to the reference shot. The exposure amount may be determined as follows.
Thereafter, the reticle a is changed to the reticle d, and the pattern E is exposed. At this time, the exposure amount of the pattern E adjacent to the pattern C may be determined using the pattern C as a reference shot.
[0033]
Next, the pattern F of the reticle d is exposed without changing the reticle. At this time, the exposure amount of the pattern E adjacent to the pattern D may be determined using the pattern D as a reference shot.
Subsequently, the reticle d is changed to the reticle b, and the pattern B is exposed. At this time, the exposure amount of the pattern B (pattern B1) adjacent to the pattern E is determined by using the pattern A1 and the pattern E as a reference shot, and the pattern B (pattern B2) adjacent to the pattern F is the pattern B1 and the pattern A2. Then, the exposure amount may be determined using the pattern F as a reference shot.
[0034]
By shooting one layer in this way, reticle replacement can be minimized, so that the TAT required for one layer exposure can be shortened.
As described above, according to the present embodiment, since a shot necessary for one reticle is continuously performed without exchanging the reticle, TAT required for the exposure process can be shortened.
[0035]
[Third Embodiment]
An exposure method and apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described.
In the exposure methods according to the first and second embodiments, a method of setting the exposure amount of each shot in consideration of only adjacent shots has been shown. However, in the exposure amount setting method described above, the exposure amount of the remaining shots can be obtained by calculation only based on the relationship with the adjacent shots, except that the operator sets the exposure amount of at least one shot.
[0036]
Therefore, by associating the relationship between the pattern size and the exposure amount in each shot, it is possible to provide all the exposure amounts that optimize the change in the pattern size in all the joints by giving at least one shot exposure amount. It is also possible to ask for other shots. In addition, it is possible to estimate which shot is used as a reference to optimize the change in the pattern size at all joints.
[0037]
If the exposure amounts of all shots are set in advance in this way, the change in pattern size is optimized in the plane, and each shot is taken in an arbitrary order while considering TAT as shown in the second embodiment. Can be exposed.
Such a calculation can be easily obtained by numerical analysis by creating a database of the relationship between the pattern size and the exposure amount in each shot. If an arithmetic processing means for performing these data processing is provided in the exposure apparatus, it is possible to easily realize the exposure method of the present invention that suppresses a rapid variation in the pattern size at the joint of shots.
[0038]
As described above, according to the present embodiment, the shot condition of the entire layer is optimized before exposure from the relationship between the pattern size of each shot and the exposure amount. It can be effectively prevented.
[Modified Embodiment]
In the first to third embodiments, the case where the exposure method according to the present invention is applied to a method for manufacturing a liquid crystal display device has been described as an example. However, the present invention is not limited to the method for manufacturing a liquid crystal display device. The present invention can be widely applied to devices that need to form one layer by a plurality of shots.
[0039]
Further, the layout of the liquid crystal display device shown in FIG. 1 is illustrated in the description of the present invention, and the shot dividing method and other configurations are not limited to the liquid crystal display device described in this drawing.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the exposure method for exposing one layer with a plurality of shots, the second region adjacent to the first region is exposed when the second region is exposed. Exposure for exposing the second region with reference to the relationship between the exposure amount of the first reticle and the pattern size and the relationship between the exposure amount of the second reticle used for the exposure of the second region and the pattern size Since the conditions are determined, it is possible to prevent a sudden change in the pattern dimension at the joint between shots. Therefore, if this exposure method is employed in the patterning step in the manufacturing process of the liquid crystal display device, it is possible to manufacture a high-definition liquid crystal display device with a large screen while suppressing occurrence of color unevenness.
[0041]
Further, in the above exposure method, the dimensions of the pattern to be formed with the same dimensions in the vicinity of the connecting portion between the first area and the second area are substantially equal in the first area and the second area. By determining the exposure conditions for the second region, it is possible to further reduce the abrupt change in the pattern dimension at the joint between shots.
Also, in an exposure method in which one layer is exposed with a plurality of shots, when exposing one shot area adjacent to the plurality of shot areas, the exposure amount and pattern size of each reticle used for the exposure of the plurality of shot areas And the relationship between the exposure amount of the reticle used for exposure of one shot area and the pattern size, and the exposure conditions for exposing one shot area are determined. Abrupt changes in pattern dimensions can be prevented. Therefore, if this exposure method is employed in the patterning step in the manufacturing process of the liquid crystal display device, it is possible to manufacture a high-definition liquid crystal display device with a large screen while suppressing occurrence of color unevenness.
[0042]
Further, in the above exposure method, in the vicinity of the connection portion with one shot area, the dimensions of the pattern to be formed with the same dimension are substantially equal in one shot area and another shot area adjacent to the one shot area. The first shot area exposure condition is obtained for each of a plurality of shot areas, and these exposure conditions are averaged to determine the exposure condition for one shot area. This change can be further reduced.
[0043]
In the above exposure method, the exposure conditions for multiple shots are optimized by referring to the relationship between the exposure amount and pattern size of all reticles used for multiple shots, so the exposure conditions at all joints are optimized. It is possible to expose one layer while making it.
In the above exposure method, the pattern size on the reticle can be referred instead of referring to the relationship between the exposure amount and the pattern size.
[0044]
In the above exposure method, if a plurality of shots required for exposure of one layer are sequentially performed for each reticle used for the plurality of shots, TAT required for exposure of one layer can be shortened.
Further, the exposure information storage means for storing exposure information including the relationship between the exposure amount and the pattern size, and the exposure information storage means refers to the relationship between the exposure amount and the pattern size. Exposure is carried out while preventing an abrupt change in the pattern size at the joint between shots by using an exposure apparatus with an exposure condition determining means for determining the exposure condition and an exposure means for performing an exposure process based on the exposure condition. Can do. Therefore, if such an exposure apparatus is applied to a manufacturing process of a liquid crystal display device, it is possible to manufacture a high-definition liquid crystal display device with a large screen while suppressing occurrence of color unevenness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a pattern layout for explaining an exposure method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a reticle for explaining an exposure method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing an example of a relationship between a pattern size and an exposure amount.
[Explanation of symbols]
a, b, c, d... reticle A, A1, A2, B, B1, B2, C, D, E, F... pattern E C , E A1 , E A2 ... exposure amount W A0 , W A1 , W A2 .
Claims (8)
第１の領域に隣接する第２の領域を露光する際に、前記第１の領域の露光に用いる第１のレチクルの露光量とパターンサイズとの関係と、前記第２の領域の露光に用いる第２のレチクルの露光量とパターンサイズとの関係とを参照し、前記第２の領域を露光するための露光条件を決定する
ことを特徴とする露光方法。In an exposure method in which one layer is exposed by a plurality of shots,
When the second region adjacent to the first region is exposed, the relationship between the exposure amount of the first reticle used for the exposure of the first region and the pattern size and the exposure of the second region are used. An exposure method for determining an exposure condition for exposing the second region with reference to a relationship between an exposure amount of the second reticle and a pattern size.
前記第１の領域と前記第２の領域の繋ぎ部近傍において、同じ寸法に形成されるべきパターンの寸法が、前記第１の領域及び前記第２の領域においてほぼ等しくなるように前記第２の領域の露光条件を決定する
ことを特徴とする露光方法。The exposure method according to claim 1, wherein
In the vicinity of the connecting portion between the first region and the second region, the dimensions of the pattern to be formed to the same size are approximately equal in the first region and the second region. An exposure method characterized by determining an exposure condition of a region.
複数のショット領域に隣接する一のショット領域を露光する際に、前記複数のショット領域の露光に用いるそれぞれのレチクルの露光量とパターンサイズとの関係と、前記一のショット領域の露光に用いるレチクルの露光量とパターンサイズとの関係とを参照し、前記一のショット領域を露光するための露光条件を決定する
ことを特徴とする露光方法。In an exposure method in which one layer is exposed by a plurality of shots,
When exposing one shot area adjacent to a plurality of shot areas, the relationship between the exposure amount and pattern size of each reticle used for exposing the plurality of shot areas, and the reticle used for exposing the one shot area An exposure method for determining an exposure condition for exposing the one shot region with reference to a relationship between an exposure amount and a pattern size.
前記一のショット領域との繋ぎ部近傍において、同じ寸法に形成されるべきパターンの寸法が、前記一のショット領域及び前記一のショット領域に隣接する他のショット領域においてほぼ等しくなる前記第一のショット領域の露光条件を、前記複数のショット領域のそれぞれについて求め、これらの露光条件を平均化して前記一のショット領域の露光条件を決定する
ことを特徴とする露光方法。The exposure method according to claim 3, wherein
In the vicinity of the joint portion with the one shot region, the size of the pattern to be formed with the same size is substantially equal in the one shot region and another shot region adjacent to the one shot region. An exposure method characterized in that an exposure condition for a shot area is obtained for each of the plurality of shot areas, and the exposure condition for the one shot area is determined by averaging the exposure conditions.
前記複数のショットに用いるすべてのレチクルの露光量とパターンサイズとの関係を参照し、前記複数のショットの露光条件を最適化する
ことを特徴とする露光方法。In the exposure method according to any one of claims 1 to 4,
An exposure method comprising: optimizing exposure conditions for the plurality of shots with reference to a relationship between an exposure amount and a pattern size of all reticles used for the plurality of shots.
前記露光量とパターンサイズとの関係を参照する代わりに、前記レチクル上におけるパターンサイズを参照する
ことを特徴とする露光方法。The exposure method according to any one of claims 1 to 5,
An exposure method characterized by referring to the pattern size on the reticle instead of referring to the relationship between the exposure amount and the pattern size.
前記一のレイヤの露光に必要とされる前記複数のショットは、前記複数のショットに用いるレチクル毎に順次行う
ことを特徴とする露光方法。The exposure method according to any one of claims 1 to 6,
The plurality of shots required for exposure of the one layer are sequentially performed for each reticle used for the plurality of shots.
前記露光情報格納手段から、前記露光量とパターンサイズとの関係を参照し、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光方法に基づいて各ショットの露光条件を決定する露光条件決定手段と、
前記露光条件に基づいて露光処理を行う露光手段と
を有することを特徴とする露光装置。Exposure information storage means for storing exposure information including a relationship between an exposure amount and a pattern size;
7. An exposure condition determining unit that refers to a relationship between the exposure amount and the pattern size from the exposure information storage unit and determines an exposure condition for each shot based on the exposure method according to claim 1. When,
An exposure apparatus comprising: an exposure unit that performs an exposure process based on the exposure condition.
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