JPH1167627A - 露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光工程における漏洩光の発生を防止するこ
とにより、例えば液晶基板上の露光精度を高め、液晶基
板上の表面構造を精度よく形成して、表示ムラの少ない
液晶パネルを製造することのできる方法を実現する。 【解決手段】 レチクル１１の中央部にはレチクルパタ
ーン１１ａが形成されており、このレチクルパターン１
１ａ内には、従来と同様に、液晶基板２０の表面上に形
成するべき液晶表示部の平面構造に応じた微細な光透過
パターンが構成されている。光遮蔽部１１ｄは、レチク
ルパターン１１ａ以外の周囲部全体を被覆している。こ
の光遮蔽部１１ｄによって、露光装置内の迷光によって
生ずる漏洩光が露光領域外に照射されないようにしてい
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、フォトリソグラフ
ィ法を用いて基板の表面上に種々のパターンを形成する
場合の露光工程に好適な製造技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置や液晶表示装置を製造
するにあたって、例えば液晶表示装置の製造工程におい
ては、ガラス基板等からなる液晶基板の表面上に配線パ
ターンやアクティブ素子の素子パターンを形成するため
に、フォトリソグラフィ法によって所定のマスクパター
ンを形成し、このマスクパターンに対応した平面パター
ンを有する配線層や素子構造を形成している。

【０００３】上記フォトリソグラフィ法においては、一
般的に、感光性のレジストを塗布し、このレジスト塗布
面に対して所定の露光パターンにて露光を行い、その
後、現像してレジストを所定のパターンのマスクとして
形成する。この場合、露光は種々の露光装置によって行
われるが、比較的大型の液晶表示パネル、或いは複数の
液晶表示パネルを一度に構成するために複数の液晶表示
領域を形成するように構成された大判の液晶基板に対し
ては、液晶基板上の露光領域を複数の露光部に分割して
順次露光していくステッパと呼ばれる露光装置が用いら
れている。

【０００４】図６には、上記露光装置の概略構造を示
す。この露光装置においては、例えば、超高圧の水銀ラ
ンプ１から発生する照明光が楕円鏡２によって集光さ
れ、反射鏡３にて反射された後に、波長選択フィルタ４
に入射する。波長選択フィルタ４では露光に用いられる
所定波長の光（一般にはｇ線、ｉ線）のみが透過し、フ
ライアイインテグレータ５によって均一な照度分布の光
束にされ、リレーレンズ６を経てレチクルブラインド７
に到達する。

【０００５】レチクルブラインド７は開口部の開口範囲
を変化させて露光範囲を調整するためのものであり、透
明なガラス基板上の中央部に設定された開口部の周囲部
分にクロム等の遮光性部材を蒸着したものである。レチ
クルブラインド７を通過した光はリレーレンズ８を経て
反射鏡９にて反射され、コンデンサレンズ１０を経て、
所定の透過パターンの構成されたレチクル１１上で結像
する。このレチクル１１の照明範囲に存在する透過パタ
ーンのパターン像は、投影レンズ１２を介して、感光基
板である液晶基板２０上で結像し、これにより液晶基板
２０の照射範囲がレチクル１１の透過パターンに応じて
露光される。

【０００６】液晶基板２０は移動ステージ１３上に固定
されている。移動ステージ１３は、それぞれＸ方向及び
Ｙ方向に移動可能な移動ブロックを重ねあわせた周知の
ＸＹステージであり、液晶基板２０の水平面上の位置を
適宜調整することができるようになっている。露光時に
おいては、液晶基板２０の表面上の一つの露光部に対す
る露光が完了すると、移動ステージ１３を動作させるこ
とによって液晶基板２０を水平方向に移動させ、別の露
光部に対して露光を行う。一般的には、このような露光
ステップを順次繰り返して行う。

【０００７】ここで、レチクル１１は、ガラス基板上に
所定の透過パターンが形成されるように微細なパターン
をクロム等の遮光性部材を選択的に形成することによっ
て構成したものである。その平面構造を図７に示す。こ
のレチクル１１においては、中央部に液晶表示領域内の
所定のパターン構造に対応したレチクルパターン１１ａ
が形成されており、その周囲に、幅約１．５ｍｍ程度の
マスクずれ防止用の遮光枠１１ｅがクロム等の遮光性層
によって形成されている。また、その周囲には、液晶基
板上の電極部や配線部等に対応する異なるパターン形状
のレチクルパターン１１ｂ，１１ｃが複数形成されてい
る。ここで、液晶表示領域内のレチクルパターン１１ａ
が複数形成される場合もある。これらの複数のレチクル
パターン１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、上記露光部を移動
させる際に必要に応じてレチクル１１の平面位置を移動
させて照明範囲内に配置されるパターン位置を変更する
ことによって、適宜切り替えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
露光工程においては、図６に示す露光装置の照明光束１
４は、例えば選択されているレチクルパターン１１ａに
対応した液晶基板上の露光部を照明するようになってお
り、本来的にはレチクルパターン１１ａに対応してレチ
クル１１を照明する範囲が限定されるはずである。しか
し、実際にはレチクルブラインド７とレチクル１１との
間において迷光１５，１６が発生し、当該レチクルパタ
ーン１１ａに対応する液晶基板２０上の露光部の外側の
領域にぼんやりと広がった弱い漏洩光が照射されてしま
うという問題点がある。

【０００９】このように本来の露光部の外側に漏洩光が
照射されると、漏洩光によって液晶基板の露光部以外の
表面が露光され、当該露光された部分が周囲とは異なる
露光状態となってしまう。このため、パターン精度が悪
化し、当該部分の表面構造が周囲とは変わってしまうの
で、製造された液晶パネルに表示ムラが発生し、液晶パ
ネルの歩留まりが低下してしまうという問題点がある。

【００１０】そこで、本発明は上記問題点を解決するも
のであり、その課題は、液晶パネルの製造方法におい
て、露光工程における漏洩光の発生を防止することによ
り、液晶基板上の露光精度を高め、液晶基板上の表面構
造を精度よく形成して、表示ムラの少ない液晶パネルを
製造することのできる方法を実現することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、基板上に所望の表面パターン
を形成するためのマスクパターンを露光する露光方法に
おいて、前記基板上の露光対象領域に対して複数の露光
ステップにて順次露光を行うように設定され、各露光ス
テップにて露光される前記基板上の露光単位領域に対応
する露光単位パターンを形成するための像形成部を光透
過板に設け、該光透過板における前記像形成部の周囲に
光遮蔽部を形成することが好ましい。

【００１２】この手段によれば、光透過板の像形成部の
周囲に光遮蔽部を形成したことにより、露光装置内の迷
光による基板上の露光単位領域以外の領域に光が照射さ
れることが防止されるので、基板上の露光精度を高めて
基板上の表面構造の精度を向上させることができ、パタ
ーニング精度の良否に起因する不具合を防止することが
できる。

【００１３】ここで、前記光遮蔽部は、前記光透過板の
周縁部まで連続した領域に形成されてなることが好まし
い。

【００１４】この手段によれば、光遮蔽部が光透過板の
周縁部まで連続しているため、広範囲にわたり、迷光に
よる不要な光の照射を防止でき、パターニング精度をよ
り高めることができるものである。

【００１５】ここで、前記光透過板における前記像形成
部の周囲部分のうち、ほぼ露光ステップ毎に移動する方
向にのみ前記光遮蔽部を形成することが好ましい。

【００１６】この手段によれば、ほぼ露光ステップ毎に
移動する方向にのみ光遮蔽部を形成することによって、
隣接した露光単位領域に対する光漏れを防止することが
できるとともに、光遮蔽部を形成する必要のない場所に
は他の像形成部を設けることができるので、光透過板の
交換頻度を低減できる。

【００１７】上記各場合においては、前記光遮蔽部は、
光屈折率の異なる複数層の積層構造からなる表面反射を
低減するための反射防止膜を備えたものであることが望
ましい。

【００１８】この手段によれば、光遮蔽部を積層構造か
らなる反射防止膜を備えたものとすることによって、光
透過板に起因する反射光を低減することができるととも
に、各層の光学特性に合わせた積層構造とすることによ
って反射防止膜の材質に関してあまり限定されずに適宜
に表面反射率の少ない光遮蔽部を構成することができ
る。

【００１９】これら各手段の露光方法により露光される
基板は、液晶表示装置を構成する基板であることが好ま
しい。

【００２０】液晶表示装置を構成する基板に露光するに
あたって、大面積の基板を複数回に分けて露光する際
に、高い露光精度が得られ、基板上の表面構造の精度を
向上させることができるから、液晶表示装置の表示ムラ
等の不具合を防止できることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る実施形態について説明する。図１は、本発明に係
る露光方法の実施形態における、露光に用いる露光装置
の概略構造を示すものである。この露光装置の概略構造
については、上記従来例にて説明した図６に示す構造と
ほぼ同一であるので、同一部分には同一符号を付し、そ
の説明は省略する。

【００２２】この実施形態においては、上記従来の場合
と異なり、レチクル１１の表面若しくは裏面上に光遮蔽
部１１ｄが形成されている。この光遮蔽部１１ｄは、レ
チクル１１のガラス基板上にクロムを蒸着することによ
って形成される。レチクル１１の平面形状を示すものが
図２である。レチクル１１の中央部にはレチクルパター
ン１１ａが形成されており、このレチクルパターン１１
ａ内には、従来と同様に、液晶基板２０の表面上に形成
するべき液晶表示部の平面構造に応じた微細な光透過パ
ターンが構成されている。光遮蔽部１１ｄは、レチクル
パターン１１ａ以外の周囲部全体を被覆している。

【００２３】通常の露光装置においては、レチクルブラ
インド７の開口部によって光の照射範囲が限定され、内
部の光学系は、当該開口部に対応する照射範囲外に光漏
れを起こさないように形成されている。しかしながら、
実際には、レチクルブラインド７を設けても、レチクル
ブラインド７よりも射出側の光学系の内部に微弱ながら
迷光１５，１６が発生し、この迷光によって液晶基板２
０の表面上にぼんやりとした漏洩光が照射されてしま
う。

【００２４】本実施形態では、レチクル１１のレチクル
パターン１１ａの周囲に他のレチクルパターンを形成す
ることなく、レチクルパターン１１ａの外側を全て光遮
蔽部１１ｄによって遮光している。このため、例え迷光
１５，１６がレチクルブラインド７の射出側で発生して
も、迷光に起因する漏洩光は、光遮蔽部１１ｄによって
遮光されるので、液晶基板２０上の露光部の周囲に漏洩
光が照射されることはない。

【００２５】図３は、上記実施形態における液晶基板上
の液晶表示領域に対応させたレチクル１１の投影パター
ンを示すものである。図３（ａ）及び（ｂ）は、液晶基
板２０の表面上に複数の液晶表示領域２０ａが形成さ
れ、一つの液晶表示領域２０ａに対して２回の露光ステ
ップにて露光を行う場合を図示したものである。

【００２６】図３（ａ）に示すように、最初の露光ステ
ップにおいて液晶表示領域２０ａの図示右側の分割領域
２０ａ−１に対してレチクル１１のレチクルパターン１
１ａが投影されるように液晶基板２０をセットし、露光
を行う。次に、図３（ｂ）に示すように、レチクルパタ
ーン１１ａが液晶表示領域２０ａの図示左側の分割領域
２０ａ−２に対して投影されるように移動テーブル１３
を動作させた後に露光を行う。さらに、その後、図示左
隣の液晶表示領域２０ａの右半分を露光するというよう
に順次液晶表示領域２０ａの半分ずつを露光していく。

【００２７】この場合に最も問題となるのは、一つの液
晶表示領域２０ａの半分を露光するステップにおいて、
残りの半分の液晶表示領域内に漏洩光が照射されてしま
うことである。このため、液晶表示領域２０ａ内におけ
る所望の露光パターンに対応した露光強度の均一性が失
われ、液晶基板２０上に形成されるパターン構造の精
度、特にアクティブマトリクス型の液晶パネルにおいて
はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＭＩＭ（金属−絶縁体
−金属）素子等のアクティブ素子の構造精度が悪化する
ことによって、表示ムラが発生し、液晶パネルの歩留ま
りが低下する。

【００２８】このとき、本実施形態においては、レチク
ル１１の中央部に形成されたレチクルパターン１１ａの
周囲が全て光遮蔽部１１ｄによって覆われているので、
液晶表示領域２０ａ内のいずれか一方の分割領域を露光
するステップにおいて露光装置内の迷光によってレチク
ルパターン１１ａの周囲に光漏れが生じても、液晶表示
領域２０ａ内の他方の分割領域を露光してしまうことが
ないから、所定の露光パターンに応じて正確に露光工程
を実施することができ、液晶基板２０上に正確なパター
ン構造を形成することが可能となる。

【００２９】図３（ｃ）には、液晶基板３０上の一つの
液晶表示領域３０ａを３回の露光ステップにて露光する
場合の液晶表示領域３０ａとレチクルパターン１１ａと
の平面的な位置関係を示す。この場合にも、液晶基板３
０を順次図示右側に移動させていくことによって、液晶
表示領域３０ａ内の各分割領域３０ａ−１，３０ａ−
２，３０ａ−３を順次露光することができる。また、こ
の場合にも、上記と同様に、レチクル１１の光遮蔽部１
１ｄによって漏洩光が遮断されるため、正確な露光処理
を行うことができる。

【００３０】図３（ｄ）には、液晶基板４０上の一つの
液晶表示領域４０ａを４回の露光ステップにて露光する
場合の液晶表示領域４０ａとレチクルパターン１１ａと
の平面的な位置関係を示す。この場合には、一つの液晶
表示領域４０ａ内において縦横に２つずつ並ぶように配
列された分割領域４０ａ−１，４０ａ−２，４０ａ−
３，４０ａ−４が設けられており、これらの各分割領域
毎に露光処理が実施される。

【００３１】この場合には、液晶表示領域４０ａ内のい
ずれか一つの分割領域に対して露光ステップを実施して
いる場合、仮に露光装置内の迷光によって光漏れが存在
すると、隣接する残りの３つの分割領域に対してそれぞ
れに影響を与える可能性がある。本実施形態において
は、中央のレチクルパターン１１ａの周囲を全て光遮蔽
部１１ｄによって覆っているため、このような場合であ
っても、隣接する分割領域のいずれにも影響を与えず、
高精度な露光処理を行うことができる。

【００３２】図４には、上記の実施形態におけるレチク
ル１１とは異なるレチクル５１の平面構造を示すもので
ある。このレチクル５１は、上記図３（ａ）〜（ｃ）に
示すように、一つの液晶表示領域が或る所定方向にのみ
複数個に分割されて露光される場合に用いられ得るもの
である。中央には、先のレチクル１１と同様のレチクル
パターン５１ａが形成され、その周囲には、レチクルパ
ターン５１ａを平面的に包囲するとともに水平方向に伸
びる形状を持つ光遮蔽部５１ｄが形成されている。光遮
蔽部５１ｄの上下両側には、それぞれ光遮蔽部の形成さ
れていない領域が設けられており、これらの領域に、レ
チクルパターン５１ａとは異なるレチクルパターン５１
ｂ、５１ｃが形成されている。

【００３３】図４に示すレチクル５１においては、図３
（ａ）及び（ｂ）又は図３（ｃ）に示すように所定方向
（図示左右方向）にのみ液晶表示領域を分割して設定さ
れた複数の露光ステップに対応する複数の分割領域が設
けられている場合において、光遮蔽部５１ｄが所定方向
（図示左右方向）に延長形成されているため、上記実施
形態と同様に隣接した分割領域に光漏れを起こすことが
防止される。また、光遮蔽部５１ｄの上下両側には他の
レチクルパターン５１ｂ，５１ｃを設けることができる
ので、レチクル５１自体を頻繁に交換することなく、複
数種類の露光パターンを形成することができる。

【００３４】なお、この例において、光遮蔽部５１ｄ
は、レチクルパターン５１ａの上下にも僅かな幅で存在
している。これは、迷光による分割領域内の上下縁部へ
の光漏れを防止するためである。

【００３５】図５に示すレチクル６１においては、３つ
のレチクルパターン６１ａ，６１ｂ，６１ｃの図示左右
両側をそれぞれ光遮蔽部６１ｄによって被覆している。
また、各レチクルパターン６１ａ，６１ｂ，６１ｃの相
互間には、狭い幅で光遮蔽部６１ｄの一部が形成されて
いる。このため、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような液晶
基板に対して、露光ステップにおいてレチクルパターン
６１ａ，６１ｂ，６１ｃのいずれを用いた場合でも、隣
接する分割領域に光漏れを生ずることなく、正確な露光
パターンで処理することができる。

【００３６】なお、上記のレチクルは、ガラス基板上に
所定のレチクルパターンと、クロムの蒸着膜からなる光
遮蔽部とを設けることによって構成しているが、上記の
レチクルパターンに限らず、必要に応じて適宜形成した
所望の光透過パターンを有する像形成部と、種々の材料
で構成した光遮蔽部とが設けられていれば、レチクル等
の光透過板の構造は任意の材料で構成でき、任意の構造
を備えたものとすることができる。

【００３７】ここで、光遮蔽部としては、光透過率が低
いことは当然であるが、露光装置の光学系に対して迷光
を発生させないように反射率の低いものであることが望
ましい。迷光は、使用するレチクルパターンの外部にも
光漏れを生じさせるが、同時に、当該レチクルパターン
を透過する部分にも光強度の不均一性を僅かではあるが
もたらすからである。

【００３８】光遮蔽部の反射率を低減させる方法として
最も有効なものに反射防止膜がある。この反射防止膜
は、一般的には透明薄膜である場合が多いため、必ずし
も反射率の低くない光遮蔽層の表面上に別途形成しても
よく、或いは、反射防止膜自体を光透過率の低い光遮蔽
層として構成することも可能である。反射防止膜として
好適なものには、光屈折率の相違する複数の層（各層か
らの反射光が互いに打ち消し合うように、各層の厚さを
層の誘電率（屈折率）と照射光波長との関係によって適
宜に設定したもの）を積層して形成したものがある。例
えば、酸化クロムの薄膜と金属クロムの薄膜とを２層以
上積層したものは、光遮蔽層と反射防止膜を兼ねたもの
として用いることができる。このような反射防止膜の構
造は、各層の光学的性質に応じた層厚や層数に適宜設計
することによって、或る程度材質を自由に選定して構成
することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
透過板の像形成部の周囲に光遮蔽部を形成したことによ
り、露光装置内の迷光による基板上の露光単位領域以外
の領域に光が照射されることが防止されるので、露光精
度を高めて基板上の表面構造の精度を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶パネルの製造方法の実施形態
における液晶基板に対する露光工程を行うための露光装
置の概略構造を示す概略構成図である。

【図２】上記露光装置のレチクルの平面構造を示す平面
図である。

【図３】上記露光装置のレチクルの投影形状と、液晶基
板上の平面構造との関係を示す説明図（ａ）〜（ｄ）で
ある。

【図４】上記実施形態とは異なるレチクルの平面構造を
示す平面図である。

【図５】さらに別のレチクルの平面構造を示す平面図で
ある。

【図６】従来の露光装置の概略構造を示す概略構成図で
ある。

【図７】従来の露光装置に用いられるレチクルの平面構
造を示す平面図である。

【符号の説明】

１１ レチクル １１ａ レチクルパターン １１ｄ 光遮蔽層 ２０ 液晶基板 ２０ａ 液晶表示領域 ２０ａ−１，２０ａ−２ 分割領域

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に所望の表面パターンを形成する
   ためのマスクパターンを露光する露光方法において、 前記基板上の露光対象領域に対して複数の露光ステップ
   にて順次露光を行うように設定され、各露光ステップに
   て露光される前記基板上の露光単位領域に対応する露光
   単位パターンを形成するための像形成部を光透過板に設
   け、該光透過板における前記像形成部の周囲に光遮蔽部
   を形成したことを特徴とする露光方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記光遮蔽部は、前
   記光透過板の周縁部まで連続した領域に形成されてなる
   ことを特徴とする露光方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、前記光
   透過板における前記像形成部の周囲部分のうち、ほぼ露
   光ステップ毎に移動する方向にのみ前記光遮蔽部を形成
   したことを特徴とする露光方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
   おいて、前記光遮蔽部は、光屈折率の異なる複数層の積
   層構造からなる表面反射を低減するための反射防止膜を
   備えたものであることを特徴とする露光方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
   おいて、前記基板は液晶表示装置を構成する基板である
   ことを特徴とする露光方法。