(57)【要約】【課題】可変パターン生成装置の交換を容易に行うことができる露光装置を提供する。【解決手段】転写パターンを生成する可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅと、前記可変パターン生成装置により生成された転写パターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５とを備える露光装置において、前記可変パターン生成装置において基準マークを表示させる基準マーク表示手段と、前記基準マークの位置を計測する計測手段とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写パターンを生成する可変パターン生成装置と、
前記可変パターン生成装置により生成された転写パターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系とを備える露光装置において、
前記可変パターン生成装置において基準マークを表示させる基準マーク表示手段と、
前記基準マークの位置を計測する計測手段と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記計測手段は、前記感光性基板を保持する基板ステージ上に設置され、前記投影光学系を介して形成される前記基準マークの像の位置を計測することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記計測手段による計測結果に基づいて前記可変パターン生成装置により生成される転写パターンの修正を行う転写パターン修正手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記転写パターン修正手段は、前記投影光学系の光軸に関する前記転写パターンの回転を修正する第１の修正手段と、前記光軸を横切る面に関する前記転写パターンの位置ずれを修正する第２の修正手段とを含むことを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記可変パターン生成装置は、複数の部分可変パターン生成装置により構成され、
前記投影光学系は、前記部分可変パターン生成装置のそれぞれに対応して設けられた複数の部分投影光学系により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記可変パターン生成装置は、交換可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記可変パターン生成装置は、発光パターンを形成する自発光型画像表示素子を備えること特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記可変パターン生成装置は、光源と、該光源からの照明光の光路中に配置された非発光型画像表示素子とを備えること特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記可変パターン生成装置を冷却する冷却手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記可変パターン生成装置は、パターン表示面上に前記転写パターンを生成し、前記基準マーク表示手段は、前記可変パターン生成装置の前記パターン表示面上に前記基準マークを表示させることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記投影光学系と前記感光性基板とを相対的に走査方向に沿って移動させる走査手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置における可変パターン生成装置の交換方法であって、
前記可変パターン生成装置の交換を行う可変パターン生成装置交換工程と、
前記可変パターン生成装置の設置誤差を計測する計測工程と、
前記計測工程により計測された設置誤差に基づいて前記可変パターン生成装置において生成される転写パターンの修正を行う転写パターン修正工程と
を含むことを特徴とする可変パターン生成装置の交換方法。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置を用いた露光方法において、
前記可変パターン生成装置により転写パターンを生成する転写パターン生成工程と、
前記可変パターン生成装置により生成された転写パターンを前記感光性基板上に転写する転写工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置を用いた露光方法において、
前記可変パターン生成装置に前記基準マークを表示させる基準マーク表示工程と、
前記基準マークの位置を計測する計測工程と、
前記計測工程の計測結果に基づいて前記可変パターン生成装置により生成される転写パターンの修正を行う転写パターン修正工程と、
前記修正された転写パターンを前記感光性基板上に転写する転写工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体素子、液晶表示素子、その他のマイクロデバイスの製造工程において用いられる露光装置、該露光装置における可変パターン生成装置の交換方法及び該露光装置を用いた露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロデバイスの一つである液晶表示素子は、通常、ガラス基板（プレート）上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニングして、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子及び電極配線を形成して製造される。このフォトリソグラフィの手法を用いた製造工程では、マスク上に形成された原画となるパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布されたプレート上に投影露光する投影露光装置が用いられている。
【０００３】
従来は、マスクとプレートとの相対的な位置合わせを行った後で、マスクに形成されたパターンをプレート上に設定された１つのショット領域に一括して転写し、転写後にプレートをステップ移動させて他のショット領域の露光を行う、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（所謂、ステッパー）が多用されていた。
【０００４】
近年、液晶表示素子の大面積化が要求されており、これに伴ってフォトリソグラフィ工程において用いられる投影露光装置は露光領域の拡大が望まれている。投影露光装置の露光領域を拡大するためには投影光学系を大型化する必要があるが、残存収差が極力低減された大型の投影光学系を設計及び製造するにはコスト高となってしまう。そこで、投影光学系の大型化を極力避けるために、投影光学系の物体面側（マスク側）における投影光学系の有効径と同程度に長手方向の長さが設定されたスリット状の照明光をマスクに照射し、マスクを介したスリット状の光が投影光学系を介してプレートに照射されている状態で、マスクとプレートとを投影光学系に対して相対的に移動させて走査し、マスクに形成されたパターンの一部を順次プレートに設定された１つのショットに転写し、転写後にプレートをステップ移動させて他のショット領域に対する露光を同様にして行う、所謂ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置が案出されている。
【０００５】
また、近年では、更なる露光領域の拡大を図るため、１つの大型の投影光学系を用いるのではなく、小型の部分投影光学系を走査方向に直交する方向（非走査方向）に所定間隔をもって複数配列した第１の配列と、この部分投影光学系の配列の間に部分投影光学系が配置されている第２の配列とを走査方向に配置した、所謂マルチレンズ方式の投影光学系を備える投影露光装置が案出されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−５７９８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の各投影露光装置においては、物体パターンであるマスクを使用して露光を行っていたが、近年、マスクに代えて電気的に転写パターンを制御できる可変パターン生成装置（空間変調素子）を使用して露光を行う投影露光装置が開発されている。ここで、可変パターン生成装置には、光源と、この光源からの照明光の光路中に配置される非発光型画像表示素子であるＤＭＤや液晶パネル等の素子を備えて構成されているものがあるが、更なる発展形として自発光型画像表示素子（ＬＤやＬＥＤ、ＯＥＬＤ）を備えて構成されるもの等も考えられている。露光装置の投影方式には、被露光基板が露光中に静止している静止方式及び被露光基板が露光中に走査する走査方式が存在する。投影方式が走査方式の場合において、被露光基板の走査に同期して可変パターン生成装置により生成される転写パターンを変更する機構を備えると、マスクを走査するためのマスクステージが不要となるため露光装置の簡素化が可能となり、また新規マスク製作が不要となるためコストダウンが可能となる。
【０００８】
しかし、可変パターン生成装置を構成する画像表示素子である非発光型画像表示素子又は自発光型画像表示素子は多数の画素により構成されているため、画像表示素子製造時または時間経過と共に機能しない画素が生じることにより欠陥画素が発生する。この欠陥画素は転写パターンを表示しないため、投影方式が静止方式の場合においては、転写パターンの欠落が生じる。また、投影方式が走査方式の場合においては、欠陥画素が走査による積算露光量の低下の原因となるため、パターン欠落は生じないが、露光量の不均一が生じる。このように可変パターン生成装置に不具合が発生した場合には、可変パターン生成装置の交換を行なわなくてはならなくなる。
【０００９】
この発明の課題は、可変パターン生成装置の交換を容易に行うことができる露光装置、該露光装置における可変パターン生成装置の交換方法及び該露光装置を用いた露光方法を提供することである。
【００１０】
また、この発明の課題は、可変パターン生成装置の位置ずれを計測することのできる露光装置及び露光方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の露光装置は、転写パターンを生成する可変パターン生成装置と、前記可変パターン生成装置により生成された転写パターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系とを備える露光装置において、前記可変パターン生成装置において基準マークを表示させる基準マーク表示手段と、前記基準マークの位置を計測する計測手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載の露光装置は、前記計測手段が前記感光性基板を保持する基板ステージ上に設置され、前記投影光学系を介して形成される前記基準マークの像の位置を計測することを特徴とする。
【００１３】
この請求項１及び請求項２に記載の露光装置によれば、基準マーク表示手段により表示される基準マークの位置を計測する計測手段を備えているため、可変パターン生成装置の設置誤差や位置ずれを正確かつ容易に計測することができる。
【００１４】
また、請求項３記載の露光装置は、前記計測手段による計測結果に基づいて前記可変パターン生成装置により生成される転写パターンの修正を行う転写パターン修正手段を更に備えることを特徴とする。
【００１５】
この請求項３記載の露光装置によれば、可変パターン生成装置の設置誤差が生じた場合においても、計測手段による計測結果に基づいて正確かつ容易に可変パターン生成装置により生成される転写パターンの修正を行うことができる。従って、可変パターン生成装置において生成される転写パターンを正確な位置に表示することができ、微細な転写パターンの露光を良好に行なうことができる。
【００１６】
また、請求項４記載の露光装置は、前記転写パターン修正手段が前記投影光学系の光軸に関する前記転写パターンの回転を修正する第１の修正手段と、前記光軸を横切る面に関する前記転写パターンの位置ずれを修正する第２の修正手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
この請求項４記載の露光装置によれば、可変パターン生成装置の設置誤差が生じた場合においても、計測手段による計測結果に基づいて、可変パターン生成装置により生成される転写パターンの回転修正と光軸を横切る面に関する位置ずれの修正とをそれぞれ分けて行なうことができるため、可変パターン生成装置により生成される転写パターンの修正を容易に行なうことができ、可変パターン生成装置において生成される転写パターンを正確な位置に表示することができる。従って、微細な転写パターンの露光を良好に行なうことができる。
【００１８】
また、請求項５記載の露光装置は、前記可変パターン生成装置が複数の部分可変パターン生成装置により構成され、前記投影光学系が前記部分可変パターン生成装置のそれぞれに対応して設けられた複数の部分投影光学系により構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この請求項５記載の露光装置によれば、複数の部分可変パターン生成装置及びそれらに対応した複数の部分投影光学系により構成されているため、転写パターンが生成されるパターン表示面を小さく設定することができる。従って、転写パターンが生成されるパターン表示面におけるたわみ、うねり等の問題を解消することができ、最適な露光を容易に行なうことができる。
【００２０】
また、請求項６記載の露光装置は、前記可変パターン生成装置が交換可能に構成されていることを特徴とする。この請求項６記載の露光装置によれば、経時劣化等により可変パターン生成装置に画素欠陥が生じた場合においても、可変パターン生成装置を交換することができるため、画素欠陥により生じる露光量の不均一、露光量の不均一に因る転写パターン線幅の不均一等を防ぐことができ、微細な転写パターンの露光を良好に行なうことができる。
【００２１】
また、請求項７記載の露光装置は、前記可変パターン生成装置が発光パターンを形成する自発光型画像表示素子を備えること特徴とする。この請求項７記載の露光装置によれば、可変パターン生成装置が自発光型画像表示素子を備えているため、照明光学系を設置する必要がなく、露光装置のコストダウン及びコンパクト化を可能とする。
【００２２】
また、請求項８記載の露光装置は、前記可変パターン生成装置が、光源と、該光源からの照明光の光路中に配置された非発光型画像表示素子とを備えること特徴とする。この請求項８記載の露光装置によれば、所望のパターンを容易に生成することができる。
【００２３】
また、請求項９記載の露光装置は、前記可変パターン生成装置を冷却する冷却手段を更に備えることを特徴とする。この請求項９記載の露光装置によれば、可変パターン生成装置を冷却する冷却手段を備えているため、可変パターン生成装置の過熱を防止することができる。
【００２４】
また、請求項１０記載の露光装置は、前記可変パターン生成装置がパターン表示面上に前記転写パターンを生成し、前記基準マーク表示手段は、前記可変パターン生成装置の前記パターン表示面上に前記基準マークを表示させることを特徴とする。
【００２５】
この請求項１０記載の露光装置によれば、可変パターン生成装置のパターン表示面上に転写パターン及び基準マークを表示するため、基準マーク表示部を別に設ける必要がなく、可変パターン生成装置を小型化することができる。
【００２６】
また、請求項１１記載の露光装置は、前記投影光学系と前記感光性基板とを相対的に走査方向に沿って移動させる走査手段を更に備えることを特徴とする。
【００２７】
この請求項１１記載の露光装置によれば、感光性基板の走査に同期して可変パターン生成装置により生成される転写パターンの変更を行なうため、パターン表示面を小さく設定することができる。従って、転写パターンが生成されるパターン表示面におけるたわみ、うねり等の問題を解消することができ、最適な露光を良好に行なうことができる。
【００２８】
また、請求項１２記載の露光装置における可変パターン生成装置の交換方法は、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置における可変パターン生成装置の交換方法であって、前記可変パターン生成装置の交換を行う可変パターン生成装置交換工程と、前記可変パターン生成装置の設置誤差を計測する計測工程と、前記計測工程により計測された設置誤差に基づいて前記可変パターン生成装置において生成される転写パターンの修正を行う転写パターン修正工程とを含むことを特徴とする。
【００２９】
この請求項１２記載の露光装置における可変パターン生成装置の交換方法によれば、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置を用いるため、可変パターン生成装置の交換を行なう際に生じる可変パターン生成装置の設置誤差を計測することにより可変パターン生成装置において生成される転写パターンの修正を良好に行なうことができ、露光装置における可変パターン生成装置の交換を良好に行なうことができる。
【００３０】
また、請求項１３記載の露光方法は、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置を用いた露光方法において、前記可変パターン生成装置により転写パターンを生成する転写パターン生成工程と、前記可変パターン生成装置により生成された転写パターンを前記感光性基板上に転写する転写工程とを含むことを特徴とする。
【００３１】
この請求項１３記載の露光方法によれば、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置を用いるため、設置誤差の修正が行なわれた可変パターン生成装置により生成される転写パターンを感光性基板上に転写することができる。従って、感光性基板上に微細な転写パターンを良好に転写することができる。
【００３２】
また、請求項１４記載の露光方法は、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置を用いた露光方法において、前記可変パターン生成装置に前記基準マークを表示させる基準マーク表示工程と、前記基準マークの位置を計測する計測工程と、前記計測工程の計測結果に基づいて前記可変パターン生成装置により生成される転写パターンの修正を行う転写パターン修正工程と、前記修正された転写パターンを前記感光性基板上に転写する転写工程とを含むことを特徴とする。
【００３３】
この請求項１４記載の露光方法によれば、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置を用いるため、正確な基準マークの位置計測、計測された基準マークの位置に基づいて行なわれる正確な転写パターンの修正により修正された転写パターンを感光性基板上に転写することができる。従って、感光性基板上に微細な転写パターンを良好に転写することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態の説明を行う。図１は、この実施の形態にかかる露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。この実施の形態においては、複数の反射屈折型の部分投影光学系からなる投影光学系に対してプレートＰを相対的に移動させつつ液晶表示素子のパターン等の転写パターンの像を感光性材料（レジスト）が塗布された感光性基板としてのプレートＰ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明する。
【００３５】
また、以下の説明においては、図１中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、この実施の形態ではプレートＰを移動させる方向（走査方向）をＸ軸方向に設定している。
【００３６】
この実施の形態の露光装置は、Ｙ軸方向に沿って配列された複数（図１では合計で５つ）の可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅを備えている。ここで、可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅにおいては、プレートＰの走査に同期して対応する露光領域に投影される転写パターンが順次生成される。可変パターン生成装置１０ａは、光源１２ａと、この光源１２ａに対応して設けられた非発光型画像表示素子である透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１４ａを備えて構成されている。同様に、可変パターン生成装置１０ｂ〜１０ｅも、光源１２ｂ〜１２ｅと、この光源１２ｂ〜１２ｅに対応して設けられた非発光型画像表示素子である透過型液晶表示素子１４ｂ〜１４ｅを備えて構成されている。なお、各透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅには、後述する投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の視野領域に対応した台形状領域の有効エリア１４０ａ〜１４０ｅ（図４または図５参照）が設けられている。
【００３７】
各可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅからの光は、各可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅに対応してＹ軸方向に沿って配列された複数（図１では合計で５つ）の部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬに入射する。ここで、各部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の構成は、互いに同じである。こうして、複数の部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５から構成された投影光学系ＰＬを介した光は、図示しないプレートステージ（基板ステージ）上において、図示しないプレートホルダを介してＸＹ平面に平行に支持されたプレートＰ上に転写パターンの像を形成する。
【００３８】
また、この露光装置には、プレートステージを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させ、かつステップ方向であるＹ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（図２に示すプレートステージ駆動部２４及びプレートステージ制御部２６）、プレートステージを走査直交方向であるＹ軸方向に沿って微小量だけ移動させると共にＺ軸回りに微小量だけ回転させるための一対のアライメント駆動系（図示せず）が設けられている。なお、プレートＰをＺ軸周りに９０°回転させるための回転駆動系をプレートステージに設けてもよく、またプレートステージ上以外の位置に設けてもよい。そして、プレートステージの位置座標が移動鏡１６を用いたレーザ干渉計（図示せず）によって計測され、かつ位置制御されるように構成されている。また、プレートステージには、可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅの透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅにより表示される基準マークの撮影を行うＣＣＤカメラ（計測手段）１８が設けられている。
【００３９】
図２は、この実施の形態にかかる露光装置のシステム構成を示すブロック図である。各可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅは、制御装置２０に接続されている。また、制御装置２０には、可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅにおいて生成する転写パターン及び可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅの設置誤差を測定する際に表示する基準マークを記憶するマスクパターン記憶部２２、プレートステージを走査方向に移動させるプレートステージ駆動部２４を制御するプレートステージ制御部２６が接続されている。制御装置２０は、プレートステージの走査に同期して、各可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅにおいて生成する転写パターンを各可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅに対して順次出力する。
【００４０】
この露光装置においては、各可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅ及び部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５に対してプレートＰを相対的に移動させつつ、プレートＰの走査に同期して各可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅの透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅにおいて転写パターンを生成し、各部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５は、生成された転写パターンの像を感光性材料（レジスト）が塗布された感光性基板としてのプレートＰ上に転写する。こうして、プレートステージ側の走査駆動系の作用により、複数の部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬに対してプレートＰを走査方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させることによって、転写パターンの全体がプレートＰ上の露光領域の全体に転写（走査露光）される。
【００４１】
次に、図３に示すフローチャートを参照して、この露光装置における可変パターン生成装置の交換について説明する。なお、以下の説明においては、可変パターン生成装置１０ｄの透過型液晶表示素子１４ｄの交換を行う場合を例として説明する。
【００４２】
図４は、各可変パターン生成装置１０ａ〜１０ｅの透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅに設置誤差がない場合の各透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅ（透過型液晶表示素子１４ｃは図示を省略）の位置関係を示す図である。透過型液晶表示素子１４ａの表示エリアには、基準マークａ１，ａ２，ａ３が表示されている。同様に透過型液晶表示素子１４ｂ表示エリアには基準マークｂ１〜ｂ３、透過型液晶表示素子１４ｄ表示エリアには基準マークｄ１〜ｄ３、透過型液晶表示素子１４ｅ表示エリアには基準マークｅ１〜ｅ３が表示されている。
【００４３】
まず、可変パターン生成装置１０ｄに備えられている透過型液晶表示素子１４ｄを取り外し、別の透過型液晶表示素子１４ｄを設置することにより透過型液晶表示素子１４ｄの交換を行う（ステップＳ１０）。次に、各透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅに基準マークを表示させ基準マークの像位置の計測を行う。即ち、プレートＰを走査させてＣＣＤカメラ１８によりそれぞれの透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅに表示される３つの基準マークの像位置を撮影することにより基準マークの像位置の計測を行う（ステップＳ１１）。図５は、透過型液晶表示素子１４ｄの交換後に、各透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅに基準マークを表示させた状態を示している。この各透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅに表示された基準マークの像位置を、プレートＰを走査させて、ＣＣＤカメラ１８により計測する。
【００４４】
次に、ＣＣＤカメラ１８により計測された基準マークの像位置に基づいて、透過型液晶表示素子１４ｄのθ方向の設置誤差の算出を行なう（ステップＳ１２）。即ち、計測された基準マークｄ１，ｄ２，ｄ３の像位置に基づいて透過型液晶表示素子１４ｄのθ方向の設置誤差の算出を行なう。そして、透過型液晶表示素子１４ｄのθ方向の設置誤差の有無の判別を行う（ステップＳ１３）。ここで透過型液晶表示素子１４ｄのθ方向の設置誤差が有ると判別された場合には、透過型液晶表示素子１４ｄ自体をステップＳ１２で算出された値だけ回転させて、θ方向の設置誤差の補正を行う（ステップＳ１４）。即ち、図６（ａ）に示すように、基準マークｄ２が表示されている位置を中心として、透過型液晶表示素子１４ｄ自体をステップＳ１２で算出された値だけ回転させて、θ方向の設置誤差の補正を行う。即ち、転写パターンの回転の修正を行なう（第１の修正手段）。そして、再度透過型液晶表示素子１４ｄに基準マークを表示させ、各透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅに表示された基準マークの像位置の計測を行い、その計測結果に基づいて透過型液晶表示素子１４ｄのθ方向の設置誤差の算出を行って、透過型液晶表示素子１４ｄのθ方向の設置誤差の有無の判別を行う。
【００４５】
一方、ステップＳ１３において、透過型液晶表示素子１４ｄのθ方向の設置誤差がないと判別された場合には、ステップＳ１１において計測された各透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅの基準マークの像位置に基づいて、透過型液晶表示素子１４ｄのＸ，Ｙ方向の設置誤差の算出を行い（ステップＳ１５）、透過型液晶表示素子１４ｄのＸ，Ｙ方向の設置誤差の有無の判別を行う（ステップＳ１６）。ここで透過型液晶表示素子１４ｄのＸ，Ｙ方向の設置誤差が有ると判別された場合には、マスクパターン記憶部２２に記憶されているマスクパターンデータの補正を行う（ステップＳ１７）。即ち、ステップＳ１５で算出されたＸ，Ｙ方向の設置誤差を除去するように、換言すれば図６（ｂ）に示すように基準マークｄ１のＹ方向の表示位置が、基準マークａ３のＹ方向の表示位置に一致するように、また図６（ｃ）に示すように基準マークｄ１，ｄ２，ｄ３、のＸ方向の表示位置が、基準マークｅ１，ｅ２，ｅ３のＸ方向の表示位置に一致するようにマスクパターンデータの補正を行う。即ち、部分投影光学系ＰＬ４の光軸を横切る面に関する転写パターンの位置ずれを修正する（第２の修正手段）。
【００４６】
そして、再度、透過型液晶表示素子１４ｄに基準マークを表示させ、各透過型液晶表示素子１４ａ〜１４ｅの基準マークの像位置の計測を行い（ステップＳ１８）、透過型液晶表示素子１４ｄのＸ，Ｙ方向の設置誤差の算出を行って、設置誤差が除去できていれば、透過型液晶表示素子１４ｄの交換処理を終了する。
【００４７】
この実施の形態にかかる露光装置によれば、物体パターンであるマスクの代わりに可変パターン生成装置を備えているため、可変パターン生成装置により転写パターンを電気的に制御することができ、物体パターンであるマスク使用時に必要であったマスクステージを備える必要がなく、露光装置の簡素化を図ることができ、低コストで所望のパターンを容易に生成することができる。また、経時劣化等により可変パターン生成装置に画素欠陥が生じた場合においても、可変パターン生成装置を交換することができるため、画素欠陥により生じる露光量の不均一、露光量の不均一に因る転写パターン線幅の不均一等を防ぐことができ、微細な転写パターンの露光を良好に行なうことができる。
【００４８】
また、この実施の形態にかかる露光装置における可変パターン生成装置の設置誤差が生じた場合においても、基準マークの位置計測に基づいて可変パターン生成装置により生成される転写パターンのθ方向補正とＸ、Ｙ方向補正とをそれぞれ分けて行なうことができるため、可変パターン生成装置により生成される転写パターンの修正を容易に行なうことができ、可変パターン生成装置において生成される転写パターンを正確な位置に表示することができる。従って、微細な転写パターンの露光を良好に行なうことができる。
【００４９】
なお、上述の実施の形態においては、露光装置が光源とこの光源からの照明光の光路中に設置された非発光型画像表示素子である透過型液晶表示素子を備える可変パターン生成装置を備えているが、透過型液晶表示素子に代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで非発光型画像表示素子とは、空間光変調器（ＳＬＭ  ：  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）とも呼ばれ、光の振幅、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、上述の透過型液晶表示素子（ＬＣＤ  ：  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、ＤＭＤ（Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ、またはＤｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ  ：  ＥｌｅｃｔｒｏＰｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｖａｌｖｅ）等が例として挙げられる。
【００５０】
また、光源とこの光源からの照明光の光路中に設置された非発光型画像表示素子を備える可変パターン生成装置に代えて、自発光型画像表示素子を備える可変パターン生成装置を備えるようにしてもよい。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ  ：  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ  ：  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ  ：  Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）等が挙げられる。また、可変パターン生成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成してもよい。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。
【００５１】
また、可変パターン生成装置に冷却装置を備えるようにしてもよい。図７は、自発光型画像表示素子３０の非発光面（発光面の裏面）に自発光型画像表示素子３０を冷却するためのペルチェ素子３１を備える可変パターン生成装置を示している。なお、自発光型画像表示素子３０に冷却用気体を吹き付けることにより自発光型画像表示素子３０の冷却を行うようにしてもよい。また、光源と、この光源からの照明光の光路中に配置された非発光型画像表示素子を備える可変パターン生成装置に冷却装置を備えるようにしてもよい。可変パターン生成装置に冷却装置を備えることにより、可変パターン生成装置が自発光型画像表示素子を備える場合には、自発光型画像表示素子の過熱を防止することができ、可変パターン生成装置が光源と非発光型画像表示素子とを備える場合には、光源の過熱を防止することができる。
【００５２】
また、可変パターン生成装置の画像表示素子の表面の汚れを防止するために、画像表示素子の表面の近傍に防塵部材または保護部材としてのペリクルを設けてもよい。なお、このペリクルとしては、露光光を透過する有機材料で形成された薄い樹脂膜や、露光光を透過する無機材料で形成された平行平面板を用いることができる。図８は、光源３２とこの光源３２からの照明光の光路中に設置された非発光型画像表示素子であるＤＭＤ３４を備え、ＤＭＤ３４の表面近傍にペリクル３６が設けられた可変パターン生成装置を示している。
【００５３】
また、上述の実施の形態においては、画像表示素子の設置誤差をθ方向の設置誤差とＸＹ方向の設置誤差とに分け、θ方向の設置誤差を画像表示素子自体を回転させることにより除去し、ＸＹ方向の設置誤差をマスクパターンデータの補正を行うことにより除去しているが、θ方向の設置誤差及びＸＹ方向の設置誤差をマスクパターンデータの補正を行うことにより除去するようにしてもよい。
【００５４】
また、上述の実施の形態においては、可変パターン生成装置の画像表示素子の同一の表示領域上に転写パターン及び基準マークを表示しているが、転写パターンパターン表示領域と基準マークの表示領域とを可変パターン生成装置の画像表示素子上において別に設けてもよい。
【００５５】
また、上述の実施の形態においては、可変パターン生成装置を交換した場合における当該可変パターン生成装置の設置誤差を計測しているが、本発明は、このような場合に限られず、例えば可変パターン生成装置の設置位置の経時的な位置ずれや、投影光学系の経時的な変化があった場合にも適用できる。
【００５６】
次に、この発明の実施の形態による露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法について説明する。図９は、マイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。まず、図９のステップＳ４０において、１ロットのウエハ（プレート）上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ４２において、その１ロットのウエハ（プレート）上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ４４において、この発明の実施の形態にかかる露光装置を用いて、設置誤差の修正を行なった可変パターン生成装置において生成された転写パターンの像がその投影光学系（複数の部分投影光学系）を介して、その１ロットのウエハ（プレート）上の各ショット領域に順次露光転写される。即ち、可変パターン生成装置において生成された転写パターンが表示された透過型液晶表示素子を照明装置を用いて照明し、投影光学系を用いて転写パターンの像が感光性基板上に投影され露光転写される。
【００５７】
その後、ステップＳ４６において、その１ロットのウエハ（プレート）上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ４８において、その１ロットのウエハ（プレート）上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、可変パターン生成装置において生成された転写パターンに対応する回路パターンが、各ウエハ（プレート）上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、可変パターン生成装置により転写パターンを電気的に制御することができ、所望の転写パターンを容易に生成することができる。また、基準マークの位置計測、計測された基準マークの位置に基づいて行なわれる正確な転写パターンの修正により修正された転写パターンをプレート上に転写することができる。従って、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【００５８】
また、この発明の実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。図１０は、この実施の形態の露光装置を用いてプレート上に所定のパターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
図１０のパターン形成工程Ｓ５０では、この実施の形態の露光装置を用いて、設置誤差の修正を行なった可変パターン生成装置において生成された転写パターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ５２へ移行する。
【００６０】
次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ５２では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、又はＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ５２の後に、セル組み立て工程Ｓ５４が実行される。セル組み立て工程Ｓ５４では、パターン形成工程Ｓ５０にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形成工程Ｓ５２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。
【００６１】
セル組み立て工程Ｓ５４では、例えば、パターン形成工程Ｓ５０にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ５２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組立工程Ｓ５６にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、可変パターン生成装置により転写パターンを電気的に制御することができ、所望の転写パターンを容易に生成することができる。また、基準マークの位置計測、計測された基準マークの位置に基づいて行なわれる正確な転写パターンの修正により修正された転写パターンをプレート上に転写することができる。従って、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【００６２】
【発明の効果】
この発明の露光装置によれば、経時劣化等により可変パターン生成装置に画素欠陥が生じた場合においても、可変パターン生成装置を交換することができるため、画素欠陥により生じる露光量の不均一、露光量の不均一に因る転写パターン線幅の不均一等を防ぐことができ、微細な転写パターンの露光を良好に行なうことができる。
【００６３】
また、この発明の露光装置における可変パターン生成装置の設置誤差や位置ずれが生じた場合においても、基準マークの位置計測に基づいて、可変パターン生成装置により生成される転写パターンの回転修正と光軸を横切る面に関する位置ずれの修正とをそれぞれ分けて行なうことができるため、可変パターン生成装置により生成される転写パターンの修正を容易に行なうことができ、可変パターン生成装置において生成される転写パターンを正確な位置に表示することができる。従って、微細な転写パターンの露光を良好に行なうことができる。
【００６４】
また、この発明の露光装置における可変パターン生成装置の交換方法によれば、可変パターン生成装置の交換を行なう際に生じる可変パターン生成装置の設置誤差を計測することにより可変パターン生成装置において生成される転写パターンの修正を良好に行なうことができ、露光装置における可変パターン生成装置の交換を良好に行なうことができる。
【００６５】
また、この発明の露光方法によれば、この発明の露光装置を用いるため、正確な基準マークの位置計測、計測された基準マークの位置に基づいて行なわれる正確な転写パターンの修正により修正された転写パターンを感光性基板上に転写することができる。従って、微細な転写パターンを感光性基板上にスループット良く転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかる露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態にかかる露光装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態にかかる露光装置の液晶表示素子の交換処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態にかかる露光装置の各可変パターン生成装置の表示素子の位置関係を説明するための図である。
【図５】実施の形態にかかる露光装置の各可変パターン生成装置の表示素子の１つを交換した状態を説明するための図である。
【図６】実施の形態にかかる露光装置の各可変パターン生成装置の表示素子の設置誤差の補正を説明するための図である。
【図７】実施の形態にかかる冷却装置を備える可変パターン生成装置を示す図である。
【図８】実施の形態にかかる表示素子の近傍にペリクルを備える可変パターン生成装置を示す図である。
【図９】実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する方法のフローチャートである。
【図１０】実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ａ〜１０ｅ…可変パターン生成装置、１２ａ〜１２ｅ…光源、１４ａ〜１４ｅ…透過型液晶表示素子、１６…移動鏡、１８…ＣＣＤカメラ、２０…制御装置、２２…マスクパターン記憶部、２４…プレートステージ駆動部、２６…プレートステージ制御部、Ｐ…プレート、ＰＬ１〜ＰＬ５…部分投影光学系。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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