(57)【要約】      （修正有）【課題】集積度が高くなり高精細露光となり、被露光面の凹凸が焦点深度を超えても高精細な露光をすることができる露光方法および露光装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ１１は、被露光表面の凹凸状態測定装置１０による測定結果をＲＡＭ１２から読み出して露光量算出手段１４に予め記憶されている光学系６の焦点深度情報（ＤＯＦ）と比較照合させ、光学系６の焦点深度情報（ＤＯＦ）外凹凸情報があったとき、露光量を算出させて当該位置情報に関連付けて露光量をＲＡＭ１２に記憶させる。ＣＰＵ１１は、このような位置情報と露光量情報を関連付けて母線９に接続された表示装置１５に表示させ、監視できるようにすると同時に、母線９に接続された出力手段１６により光源１を制御して被露光面の露光量を制御する。【選択図】図１
2005116574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を光学系に入射させて露光パターンを生成し、この露光パターンを被露光体に投影して露光するに際し、
前記被露光体の露光位置のデフォーカス量（前記光学系の焦点からのずれ量）を測定する工程と、
前記デフォーカス量に応じて予め定められた露光量の露光を前記被露光体に実施する工程と
を具備してなることを特徴とする露光方法。
【請求項２】
光源から出射された光を光学系に入射させて露光パターンを生成し、この露光パターンを被露光体に投影して露光するに際し、
前記被露光体の露光位置が前記光学系の焦点深度外のときこのデフォーカス量を測定する工程と、
前記デフォーカス量に応じて予め定められた露光量の露光を前記被露光体に実施する工程と
を具備してなることを特徴とする露光方法。
【請求項３】
前記予め定められた露光量は、予め設定されたデフォーカス量に対する露光量の特性図から求められた露光量であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項４】
前記予め定められた露光量は、前記光学系の焦点深度内になるように求められた露光量であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項５】
前記予め定められた露光量は、前記光学系の焦点深度内において求められた中心の露光量であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項６】
前記予め定められた露光量は、前記光源の光強度の増減制御、露光時間の増減制御のうち少なくとも一方の制御により求められた露光量であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項７】
前記被露光体の露光位置は、前記被露光体の露光面の凹凸により前記光学系の焦点深度外となることを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項８】
前記被露光体の露光面における前記光学系の焦点深度外の有無および有のときのデフォーカス量は、予め前記被露光体の露光面の凹凸情報を検出して位置情報に対応させて記憶することを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項９】
前記凹凸情報は、前記被露光体の厚さムラを表すものであることを特徴とする請求項８記載の露光方法。
【請求項１０】
露光するための光を出射する光源と、
この光源から出射された光の光路に設けられ前記光を変調して露光パターンを生成し、この露光パターンを被露光体に投影する光学系と、
前記被露光体の露光位置が前記光学系の焦点深度外のときこのデフォーカス量を測定する測定手段と、
前記デフォーカス量に応じて予め定められた露光量に制御する露光量制御手段と
を具備してなることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
所定の露光領域に対する露光とマスクと基板の相対的な移動を繰り返して感光性基板に露光するものであって、
あらかじめデフォーカス量と露光量の組み合わせの中から許容できる範囲を求め、これよりそれぞれのデフォーカス量に対して最適の露光量を与えるデフォーカス−露光量曲線を求める前処理工程と、
それぞれの露光領域において感光面のデフォーカス量を測定する測定工程と、
測定したデフォーカス量に対し前記デフォーカス−露光量曲線で決定される最適の露光量を求める露光量決定工程と、
決定した露光量でそれぞれの露光領域に対して露光する露光工程と、
からなる露光方法。
【請求項１２】
前記デフォーカス−露光量曲線を２次曲線で近似することを特徴とする請求項１１記載の露光方法。
【請求項１３】
前記測定工程は、感光性基板の板厚のムラを測定して行うことを特徴とする請求項１１記載の露光方法。
【請求項１４】
前記露光工程は、連続露光光源を用い、その露光量の調節は光照度を固定して露光時間を変化させることにより行うことを特徴とする請求項１１記載の露光方法。
【請求項１５】
前記露光工程は、パルス光源を用い、その露光量の調節はパルスあたりの照射エネルギーを固定して照射パルス回数を変化させることにより行うことを特徴とする請求項１１記載の露光方法。
【請求項１６】
前記露光工程は、走査露光により行い、その露光量の調節は光強度を固定して走査速度を変化させることにより行うことを特徴とする請求項１１記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の製造は、ガラス基板が用いられ、この基板上に液晶を表示駆動するための集積回路が形成される。この集積回路を形成する際、露光ステップが用いられる。露光工程は、集積回路の集積度が高くなると高精細が要求される。この高精細度に応じて露光光学系の焦点深度が浅くなり、ガラス基板表面の微小な凹凸が問題となる（特許文献１）。
即ち、ガラス基板には、特許文献２に記載されているような微小な凹凸がある。
【特許文献１】特開２００３−１６８６４１号公報（例えば［０００２］）
【特許文献２】特開２００１−３６０８８号公報（例えば［０００４］）
【０００３】
液晶表示素子の製造において例えば、画素や配線のパターンを形成するため、フォトリソグラフィー技術が用いられている。すなわち、例えばクロムやアルミなどの金属の加工材料上にレジストを塗布した後、そのレジスト面にマスクのパターンを露光し、レジストを現像した後、レジストが除去された部分に対して、選択的にエッチングなどの加工を行う技術である。
【０００４】
ここで、代表的な露光法として、レンズプロジェクション、ミラープロジェクションなどが挙げられるが、いずれも原版となるマスクのパターンをレジスト面上に投影結像する方法である。また、マスクと基板を静止した状態で露光を行うステップ・アンド・リピート方式と常時それらが移動しながら露光を行うステップ・アンド・スキャン方式に分類できる。ステップ・アンド・リピート方式では、露光用基板ステージ上で１回（ショット）毎の静止露光を行う前にオートフォーカスシステムにより被露光基板表面の凹凸を測定し、最適露光面をチルティング（傾き制御）やレベリング（高さ制御）により決める。その後、静止露光を行う。
ステップ・アンド・スキャン方式では、１)走査露光前に露光用基板ステージ上に置かれた被露光基板の表面凹凸を測定し、２)走査露光開始と共に、その測定データを基に、最適露光面をチルティングやレベリングにより決めながら走査露光を行う。このとき、同時にダイナミックフォーカスを付加しながら走査露光を行う場合もある。即ち、チルティングやレベリングは、基板ステージを移動させて行っている。
【０００５】
半導体分野では一般にシリコン基板を加工材料として用いるが、液晶表示装置などのディスプレイを製造する際には、透過性が望まれることや液晶を駆動するための回路を形成する点、コストなどの点から、通常はガラス基板が使用されている。後で説明するように、ガラス基板は特徴的な板厚分布が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のステップ・アンド・リピート方式およびステップ・アンド・スキャン方式露光装置に共通する課題は、高解像度化の進展に伴って焦点深度が浅くなり、実質的な光学系の技術限界に近づいていると言われている。以下、この実質的な光学系の技術限界について具体的に説明する。
【０００７】
露光における解像度（線幅）Ｒと焦点深度（DOF）の関係には、露光波長をλとした時、以下の式が成り立つ。ここで、ｋ１とｋ２はプロセスに依存する比例係数である。
DOF＝±ｋ２／ｋ１２×Ｒ２／λ  ・・・（１）
露光時、基板面は露光フィールドの全領域において、（１）式で決まる焦点深度の範囲内に収める必要がある。もし基板面が焦点深度の範囲から外れると、完全な結像が得られないので、適正なレジストパターンが形成されない。
【０００８】
現在、液晶表示装置の製造に用いられる量産用露光装置では、超高圧水銀ランプのi線で1.5μmが最高の解像度である。この時の焦点深度は、解像度Ｒ＝1.5μm、露光波長λ＝0.365μm（i線）、ｋ１＝0.6、ｋ２＝0.5とすると（ｋ１とｋ２はi線使用時に一般的とされる値）、（１）式より、DOF＝±8.6μmとなり、焦点深度の幅として17.2μmである。一般に、収差などの影響を見込んだ露光装置側の余裕度として半分の8.6μmが必要であるので、基板に要求される平坦性の目安は8.6μm以下となる。
【０００９】
今後、液晶表示装置の高精細化が進展し、解像度１.0μm、さらに0.5μmが求められるようになると、焦点深度はますます浅くなる。例えば、解像度Ｒ＝1.0μm、露光波長λ＝0.365μm、ｋ１＝0.6、ｋ２＝0.5とすると、DOF＝±3.8μmとなり、焦点深度の幅として7.6μmである。したがって、基板に要求される平坦性の目安は3.8μm以下となる。
また、解像度Ｒ＝0.5μm、露光波長λ＝0.248μm（KrFエキシマレーザ）、ｋ１＝0.5、ｋ２＝0.5とすると（ｋ１とｋ２はKrFエキシマレーザ使用時に一般的とされる値）、DOF＝±2.0μmとなり、焦点深度の幅として4.0μmである。したがって、基板に対する平坦性の目安は2.0μm以下となる。
【００１０】
以上をまとめると、解像度1.5μmで基板平坦性8.6μm以下、解像度1.0μmで3.8μm以下、解像度0.5μmで2.0μm以下が期待される。露光フィールドは、基板全体の露光に要する時間を短くするために基板サイズに対してある程度以上の大きさが必要であり、一般に液晶ディスプレイ用に用いられる550*650mm程度以上の基板の場合、100mm角程度が採用されている。
一方、液晶表示装置の製造に用いられているガラス基板は、特定の一方向に沿って、約100mm幅で10μm程度の板厚変動（ピーク・トゥ・ピーク）がある。したがって、スループット向上のために露光フィールドを大きくするほど、板厚変動の範囲が焦点深度を超えてしまい、適正な解像度が得られないことになる。
【００１１】
例えば、特定の一方向に対して70mmの範囲を露光することを考えた場合、その方向に対しては7から8μm程度の板厚変動が予想され、上記の解像度1.5μm（基板平坦性8.6μm）が限界であり、解像度1.0μm（基板平坦性3.8μm）や0.5μm（基板平坦性2.0μm）は実現不可能と判断される。
ガラス基板の平坦性は徐々に改善されてきているが、短期間で大幅な成果は望めず、露光方法の工夫により焦点深度に起因する課題を解決することが好ましい。
【００１２】
この問題を解決する方法として、半導体分野では前記ステップ・アンド・スキャン方式を採用し、露光フィールドを小さく取ることにより感光面の結像面からのずれを小さく押さえ、基板を走査（スキャン）中にリアルタイムに上下に移動させたり、傾けることにより、結像面と感光材料面を一致させる方法が採用されている。しかし、この方法は比較的小さなシリコン基板（直径300mm以下）であるから可能であり、液晶表示装置のような大型基板（1000mm角以上）をステージの上下移動や傾き制御で実現しようとすると、一般にステージは剛性を要求されるため大重量であり大掛かりな構造となり、また応答速度も遅くなるため、このようなリアルタイムな補正は困難であり、スループットの悪化を招き採用できない。
【００１３】
上記問題点は、液晶表示装置のような大型基板の場合、ステージが大型かつ大重量となるため、基板を走査中にリアルタイムに上下に移動させたり、傾けることにより、結像面と感光材料面を一致させるような補正が困難であり、採用できない点である。本発明は、上記点に鑑みなされたもので集積度が高くなり高精細露光となり、被露光面の凹凸が焦点深度を超えても高精細な露光をすることができる露光方法および露光装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の露光方法及び露光装置は、光源から出射された光を光学系に入射させて露光パターンを生成し、この露光パターンを被露光体に投影して露光するに際し、前記被露光体の露光位置が前記光学系の焦点深度外のときこの焦点深度からのずれ量を測定するステップと、前記ずれ量に応じて予め定められた露光量の露光を前記被露光体に実施するステップとを具備してなることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、集積度が高くなり高精細露光となり、被露光面の凹凸が焦点深度を超えても高精細な露光をすることができる。
すなわち、目標となるパターンに対して焦点深度を最も大きく取れる露光条件を示すデフォーカス−露光量曲線を求めてＥＤウインドウ（プロセスウインドウ）をデフォーカス軸方向に拡大するので、特に従来のＤＯＦより大きな板厚偏差の基板に対しても、ステージの上下移動や傾き制御を行なわずに良好な露光が可能となる。また、ステージの上下移動や傾き制御などを行なう方法と比べ、機械的操作を伴わなくともよいため簡易な装置で露光でき、かつ高速に制御できるため露光時間を短縮できる。
また、本発明ではＤＯＦの拡大を主に述べたが、ＤＯＦが十分である場合は露光量偏差許容量（Exposure Latitude）を拡大することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について図１乃至図１１を参照して説明する。先ず、露光装置の実施形態を図１の露光装置の構成図を参照して説明する。図1はステップ・アンド・スキャン方式露光装置の構成を示す。光源１は、例えば露光用エネルギーを出力するレーザ装置であり、例えばキセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザ装置、アルゴンフッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザ装置、クリプトンフッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザ装置、キセノンフッ素（ＸｅＦ）エキシマレーザ装置などである。
このような光源１からの出射光路には、照明光学系２、リレーレンズ３、マスクＭ、投影光学系４からなる光学系６が設けられている。投影光学系４の結像位置には、被露光体例えば液晶表示装置用ガラス基板Ｐが設けられている。このガラス基板ＰとマスクＭとは、共役関係に設けられている。マスクＭは、スキャンガイドｇ１に沿ってＡ−Ａ方向に直線移動可能なマスクステージ７の予め定められた設置位置に設けられている。ガラス基板Ｐは、スキャンガイドｇ２に沿って上記Ａ−Ａ方向と同一方向に直線移動可能な基板ステージ５の予め定められた位置に設けられている。
基板ステージ５上には設置されたガラス基板Ｐの被露光表面の凹凸の状態を測定するための被露光表面の凹凸状態測定装置１０が設置されている。被露光表面の凹凸状態測定装置１０は例えば被露光表面に斜め方向から光を投射する光源１０１と投光系１０２からなる投射光学系と、反射した光をモニタする受光系１０３と光電検出系１０４からなる受光光学系で構成されている。被露光表面の凹凸状態測定装置１０と母線９で接続されているＣＰＵ１１は、この被露光表面の凹凸状態測定装置１０の測定動作を制御し被露光面の凹凸状態を測定させる構成になっている。ＣＰＵ１１は、被露光表面の凹凸状態測定装置１０による測定結果をガラス基板Ｐの位置情報に関連付けて母線９に接続されたメモリのＲＡＭ１２に凹凸情報を記憶する構成になっている。このようなＣＰＵ１１の制御プログラムは、母線９に接続されたメモリのＲＯＭ１３に予め記憶されている。
ＣＰＵ１１は、被露光表面の凹凸状態測定装置１０による測定結果をＲＡＭ１２から読み出して露光量算出手段１４に予め記憶されている光学系６の焦点深度情報（ＤＯＦ）と比較照合させ、光学系６の焦点深度情報（ＤＯＦ）外凹凸情報があったとき、露光量を算出させて当該位置情報に関連付けて露光量をＲＡＭ１２に記憶させる。ＣＰＵ１１は、このような位置情報と露光量情報を関連付けて母線９に接続された表示装置１５に表示させ、監視できるようにすると同時に、母線９に接続された出力手段１６により光源１を制御して被露光面の露光量を制御する。このようにして露光装置１７が構成されている。
光源１からの光は、照明光学系２によりマスクＭを照射し、マスクＭの光学パターンが投影光学系４によりガラス基板Ｐに結像される。露光時にＣＰＵ１１は、矢印Ａで示した方向に、マスクステージ３と基板ステージ５の両方を同期して移動させ、露光位置を決定する。投影光学系４による結像が反転の場合には、それらは互いに逆方向、正立の場合には、同方向の移動がなされる。
マスクステージ３と基板ステージ５の矢印Ａで示した方向の移動は、例えばステップ・アンド・スキャン方式で移動させることができる。ＣＰＵ１１は、露光装置を制御して、露光フィールドｆと呼ばれる一定領域をガラス基板Ｐに対して相対的に走査させ、露光ステップを実行する。
【００１７】
次に、液晶表示装置用ガラス基板Ｐの板厚およびガラス基板Ｐ面の変位について説明する。図２は板厚測定値の一例を示す。0.7mm厚のガラス基板Ｐを特定の一方向に沿って板厚を測ったものである。100 mmから200mmの周期でピーク・トゥ・ピーク10μm程度の凹凸状の変動が見られる。ここで、板厚はこの方向には変動があるが、これと直交する方向にはほとんど変動がないことが分かった。また、このようなガラス基板Ｐを基板ステージ５の予め定められた設置位置に載置した場合でも、板厚の変動がほぼそのまま反映され、ガラス基板Ｐ面の変位は同様に方向性を持つ。図３はこの状態を示している。
図３に図示されているように、ガラス基板Ｐの被露光面ｓの変動が大きく現れる方向をＸ、ほぼ均一な方向をＹとし、変位の軸は、Ｚと示されている。
ガラス基板Ｐの製造方法はフュージョン法やフロート法があるが、少なくともこの両製造方法により製造されたガラス基板Ｐは、図３に示されているように同様な凹凸が形成される特徴を有していることを確認した。これらの方法では、溶融されたガラスを一定方向に引き出すことで、特定厚のガラス基板Ｐを製造するが、上述の板厚変動が大きいのは、製造時の引き出し方向とほぼ直交する方向であることが分かっている。すなわち、図３のＹ方向がガラス基板Ｐ製造時における引き出し方向である。
【００１８】
次に、デフォーカス−露光量特性（曲線）について説明する。露光における工程制御の方法として、事前にシミュレーション及び実験により露光条件の許容範囲、すなわちプロセスマージンを求めておくことが行なわれている。そのひとつの方法としてExposure-Defocus Window（ED Window）を求める方法がある。その一例を図４に示す。この計算で用いた露光条件は以下のとおりである。図４の数値はリソグラフィー・シミュレーションソフト、SOLID-Cを用いて計算した。
パターン 0.8umライン／スペース（クロムマスク）
波長     365nm
NA  0.23
シグマ  0.7
レジスト   THMR-iP2250, 1.2um厚
目標       線幅ずれ 10%以下 (at Bottom)
膜減り    0-10%
【００１９】
図４について説明する。横軸はデフォーカス（焦点位置からのずれ量）、縦軸はドーズ（露光量）である。それぞれデフォーカスと露光量の選択された露光条件において、良好なレジストパターンが得られる、すなわち上記「目標」を満たす「解像領域」を４Ａで示す。２本のＵ字型の曲線４Ｂ、４Ｃは線幅ずれの限界線で、左右の“ハの字“型の線は膜減りの限界線４Ｄ、４Ｅである。２本の線幅ずれの限界線４Ｂ、４Ｃと膜減りの限界線４Ｄ、４Ｅで囲まれた領域が、解像領域４Ａである。
この解像領域４Ａの中に露光許容偏差（Exposure Latitude）が７％と仮定して描いた最大の長方形が最適露光許容領域４Ｆ（ED ウインドウ）である。このＥＤウインドウ４Ｆの横幅がＤＯＦとなる。図からＤＯＦが6.75umであることが分かる。このような解析方法において、このＥＤウインドウ４Ｆはプロセスウインドウとも呼ばれる。
【００２０】
この解像領域４Ａは露光パターン、照明条件、使用波長、感光材料、位相シフトマスクの使用の有無、変形照明の使用の有無などにより変わってくるが、一般に図４のような帯状のＵ字型となることが多い。デフォーカス０は、焦点位置を示す。この図４は、デフォーカス０を中心としてデフォーカスが生じた場合、それが正負いずれの方向であっても露光量を増やすことにより補正できるとことを意味する。
また、別の例を図５に示す。図４と同一部分には、同一符号を付与しその詳細な説明を省略する。この計算で用いた露光条件は以下のとおりである。この例では解像領域４Ａは逆Ｕ字形（山形状）となる。
パターン 0.5um孤立ライン（クロムマスク）
波長     365nm
NA  0.45
シグマ  0.7
レジスト   THMR-iP2250, 1.2um
目標       線幅ずれ 10%以下 (at Bottom)
膜減り    0-10%
【００２１】
Ｕ字型、逆Ｕ字型のいずれにおいてもＥＤウインドウ４Ｆの両端は「解像領域４Ａ」が湾曲していることで制限されることが分かる。ＥＤウインドウ４Ｆ自体を「解像領域４Ａ」に合わせて湾曲させれば、ＥＤウインドウ４Ｆをデフォーカス軸方向に大する、すなわちＤＯＦを拡大することが可能となる。その例を図６に示す。この「湾曲補正」によりＤＯＦが「通常ＤＯＦ」から「補正ＤＯＦ」に拡大することが理解できる。
補正前のＤＯＦを「通常ＤＯＦ」、湾曲補正後のＤＯＦを「補正ＤＯＦ」と呼ぶ。なお、湾曲補正において露光量許容偏差は一定に保つことが必要である。
【００２２】
次に湾曲補正を実現する方法について述べる。図７は図６で求めた湾曲ＥＤウインドウを抜き出したものである。湾曲ＥＤウインドウ４Ｆを貫く中心線４Ｇを求め、この曲線を数式で記述する。これを「デフォーカス−露光量特性（曲線、グラフ）」と呼ぶ。簡単なのは二次曲線で近似する方法で、下式の係数ａ，ｂ，ｃを求めればよい。
（露光量）＝ａ（デフォーカス）２＋ｂ（デフォーカス）＋ｃ
【００２３】
次に、本発明を実施した露光方法の露光原理について説明する。
図８はガラス基板Ｐに露光される状態を、ガラス基板Ｐの板厚偏差を誇張して描いた図である。基板ステージ５は完全に平坦であり、板厚偏差がそのまま基板表面の凹凸に反映されると仮定した。ガラス基板Ｐの表面には図示しないレジストが塗布されて感光面ａとなる。
ステップ・アンド・リピート、ステップ・アンド・スキャンのいずれにおいても感光面ａを露光フィールドｆが移動してゆく。このとき、図８に示すようにガラス基板Ｐの板厚偏差により結像面ｂと感光面aが乖離し、これがデフォーカス量となる。従来技術ではこのデフォーカスが通常ＤＯＦより大きくなると良好なレジストパターンは得られない。
このとき、それぞれの露光フィールドｆにおいて、デフォーカス量を計測し、前記図４乃至図６で示す予め設定されたデフォーカス−露光量曲線で決定される露光量にて露光することにより、通常ＤＯＦ（Ａ）をはみ出た部分も補正ＤＯＦ（Ｂ）以内であれば良好に露光できる。即ち、露光量を増加することにより通常ＤＯＦを拡大した補正ＤＯＦで露光することができる。例えばＵ字型の場合、デフォーカスの大きな所で露光量を増やすこととなる。デフォーカス−露光量曲線は、ガラス基板Ｐの凹凸状態を測定し、予め光学系のＤＯＦ特性を測定した結果をメモリのＲＡＭ１２に予め記憶しておくことにより露光量を調整するだけで、被露光面に凹凸があっても、最適な露光を行うことができる。勿論、被露光面の凹凸情報は、各位置での露光の直前にデフォーカス量を測定し、リアルタイムで露光量を算出し、光源１や光学系６の露光量調整機構を制御してもよい。
【００２４】
デフォーカス量を測定する方法は、被露光面の凹凸情報を検知して得ることができる。被露光面の凹凸情報は、例えば光学的に検知することができる。この光学的な被露光面の凹凸情報検知方法は、例えば図９(a)に示すような図示しない光源からの光３１を照射しながら走査し、その反射光を光電変換素子３２例えばＣＣＤカメラにより検出して光電変換することによりガラス基板Ｐの被露光面の凹凸情報を出力できる。また、被露光面の凹凸情報は、図９(ｂ)に示すような空気の流量で距離を検知するエアセンサを用いてもよい。
このようにして求められた被露光面の凹凸情報からデフォーカス量を得ることができる。
また、直接感光面ａを検知する代りに、ガラス基板Ｐの板厚ムラがそのまま感光面ａの凹凸となると仮定し、板厚ムラを測定することにより、間接的に凹凸を求めてもよい。その場合、板厚ムラは基板ステージ５に載せる前に、オフラインで測定することもできる。測定方法としては、触針、光の反射、表面と裏面の干渉などの方法が用いられる。
なお、補正ＤＯＦの中心がフォーカス位置（デフォーカス０の位置）と異なる場合は、結像面ｂを補正ＤＯＦの中心にずらすことが望ましい。
【００２５】
次に、露光量を変化させる方法について説明する。
露光用光源１には、水銀灯のような連続露光光源と、エキシマレーザのようなパルス光がある。それぞれについて、露光量を変化させる方法を述べる。
連続露光の場合は、露光時間を変えてもよいし、露光照度を変えても良い。露光時間を変えるにはシャッターの開口時間を変える。露光照度を変えるには、照明光学系２の絞りを制御してもよいし、光源１の出力光量を制御してもよい。これらの実施形態における露光量の制御状態を図１０に示す。
パルス露光の場合には（一般に同一場所に複数回のパルス状露光用光が照射される）、パルス光の数、パルス光のパルス間隔（幅）、パルス光のパルス幅、パルス光のパルス強度（振幅値）を制御すればよい。これらの実施形態における露光量の制御状態を図１１に示す。なお、図示しないが、走査露光の場合は走査速度を変化させることにより露光量を変化させてもよい。すなわち、露光量を増やしたいときは、走査速度を遅くすればよい。
【００２６】
次に、被露光面の凹凸に応じて行う露光量調整法の実施形態について図１２を参照して説明する。
露光工程に際し、ＣＰＵ１１は予めＲＯＭ１３に記憶されたプログラムを実行してローダ（図示せず）からロボットハンドリングにより被露光用基板Pを基板ステージ５の予め定められた位置に搬送する（S−１）。ＣＰＵ１１は、基板ステージ５に搬送された被露光用基板Pを、アライメント機構（図示せず）を制御して予め定められた位置に位置合わせする（S−２）。
ＣＰＵ１１は、被露光表面の凹凸状態測定装置１０が測定して得た被露光用基板Pの被露光面の凹凸情報をRAM１２に記憶する（S−３）。ROM１３には、予め例えば図７に示すデフォーカス量に対する露光量の特性（デフォーカス−露光量特性）が記憶されており、CPU１１は、露光量算出手段１４により上記凹凸情報から各露光位置でのデフォーカス量を算出し、このデフォーカス量から露光量を算出して（S−４）、出力手段１６により光学系６例えば光源１の露光量を制御する（S−５）。CPU１１は、当該露光位置への露光を開始制御する（S−６）。露光量の算出は、図７に示されている特性曲線図により各露光位置での露光量が算出される。例えば、CPU１１は、図７において湾曲ＥＤウインドウ４Ｆを貫く中心線４Gに合致した値に露光量を制御する。
【００２７】
次に、図４において２本のＵ字型の曲線４Ｂ、４Ｃ間の光学系６の解像領域４A内に露光量を制御する実施形態を、図１３を参照して説明する。図１２と同一部分には、同一符号を付与し、その詳細な説明は重複するので省略する。
CPU１１は、被露光面の凹凸状態測定装置１０により測定した凹凸情報を、RAM１２に記憶する（S−３）。ROM１３に記憶された例えば図７に示されたデフォーカス量に対する露光量の特性図の焦点深度情報（Ｄ１）を、CPU１１が読み出し、露光量算出手段１４において、上記凹凸情報と比較照合し（S−１１）、各被露光位置において光学系６の焦点深度DOF内に入るように露光量を制御する。即ち、比較照合（S−１１）の結果、通常DOF内の被露光位置においては、予め定められた標準露光量を出力して（S−１２）、光学系６を制御する（S−５）。他方、通常DOF外の被露光位置においては、デフォーカス量に対する露光量の特性図で決定される露光量を算出して（S−４）、光学系６を制御する（S−５）。このようにして、被露光面に微小な凹凸があっても、高精細な露光を実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
ステージの上下移動や傾き制御を行なわずに良好な露光が可能となることによって、特に通常ＤＯＦより大きな板厚偏差の基板に対して露光する露光方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を実施した露光装置の構成図である。
【図２】板厚測定値の一例を示すグラフである。
【図３】ガラス基板面の3次元画像である。
【図４】ＥＤウインドウの一例を示す図である。
【図５】ＥＤウインドウの他の例を示す図である。
【図６】湾曲補正ＥＤウインドウの一例を示す図である。
【図７】図６のデフォーカス−露光量曲線を示す図である。
【図８】本発明を実施した露光方法の露光原理を説明する模式図である。
【図９】デフォーカス量の検知方法を示す模式図である。
【図１０】連続露光の場合の露光量を変化させる方法を説明する模式図である。
【図１１】パルス露光の場合の露光量を変化させる方法を説明する模式図である。
【図１２】被露光面の凹凸に応じて行う露光量調整法の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１２の他の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１            光源
２            照明光学系
３            リレーレンズ
４            投影光学系
５            基板ステージ
６            光学系
７            マスクステージ
９            母線
10            凹凸状態測定装置
101           光源
102           投光系
103           受光系
104           光電検出系
11            ＣＰＵ
12            ＲＡＭ
13            ＲＯＭ
14            露光量算出手段
15            表示装置
16            出力手段
17            露光装置
31            光
32            光電変換素子
ａ            感光面
ｂ            結像面
ｆ            露光フィールド
ｇ１、ｇ２    スキャンガイド
Ｍ            マスク
Ｐ            ガラス基板
ｓ            ガラス基板面
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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