(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成用の１枚のマスクをマスクホルダで吸着保持し、該マスクよりも大きい露光対象基板を露光チャックで保持し、該マスクを吸着保持した前記マスクホルダの位置を固定したまま該露光チャックを順次ＸＹ方向にステップ移動して露光対象基板をマスクに対して所定位置に順次位置決めし、位置決めした各所定位置で露光を行う露光装置において、
マスクのパターン領域の外側に設けられた位置決め用のマークと、露光対象基板に設けられた位置決め用のマークとを該基板のステップ移動位置で検出する検出手段と、
前記検出手段を前記両マークのマーク検出位置に移動する移動手段と、
前記露光対象基板のステップ移動中若しくは露光中に、前記露光対象基板のステップ移動位置に対応する前記マーク検出位置の位置情報に基づき前記移動手段を前記マーク検出位置に移動するように駆動制御する制御手段と
を具えた露光装置。
【請求項２】
パターン形成用の１枚のマスクをマスクホルダで吸着保持し、該マスクよりも大きい露光対象基板を露光チャックで保持し、該マスクを吸着保持した前記マスクホルダの位置を固定したまま該露光チャックを順次ＸＹ方向にステップ移動して露光対象基板をマスクに対して所定位置に順次位置決めし、位置決めした各所定位置で露光を行う露光方法であって、
マスクのパターン領域の外側に設けられた位置決め用のマークと、露光対象基板に設けられた位置決め用のマークとを該基板のステップ移動位置で検出手段により検出する工程と、
前記露光対象基板のステップ移動中若しくは露光中に、前記露光対象基板のステップ移動位置に対応する前記マーク検出位置の位置情報に基づき前記検出手段を前記マーク検出位置に移動する工程と
を具えた露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイなどの製造工程において、露光対象基板であるガラス基板やカラーフィルタなどの面上にパターンを形成する露光装置に係り、特に、露光対象基板をフォトマスクに対してステップ移動して所定位置に順次位置決めし、位置決めされた各所定位置で露光を行う露光装置及び露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、露光装置として、フォトマスクとガラス基板との間に微小なギャップを設けてマスクパターンを基板面上に露光するプロキシミティ露光装置が知られている。プロキシミティ露光装置では、マスクのサイズよりも基板のサイズが大きい場合、微小ギャップを確保したまま、基板をマスクに対してステップ移動して所定位置に順次位置決めし、位置決めされた各所定位置で露光を行う、所謂分割露光を行っている。その場合、各所定位置において、マスクと基板とを高精度に位置合わせするアライメントが行われる。アライメントでは、マスクのパターン領域内に設けられた位置決め用のマークと、基板に設けられた位置決め用のマークとをＣＣＤなどからなるマーク検出センサで検出し、その検出マークのずれ補正分だけ露光チャックを移動して、基板をマスクに対して位置決めしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の分割露光方式の露光装置では、マスクのパターン領域内に位置決め用マークを設けているので、センサはパターン領域内でマスクの位置決め用マークと基板の位置決め用マークとを検出することになる。パターン領域には露光光が照射されるので、露光を行う前に、センサを露光の妨げにならないように露光エリアの外すなわちパターン領域の外側に退避移動させている。また、アライメントを行う前に、センサを所定の退避位置からパターン領域内のマーク検出位置まで移動させている。センサの移動時間はアライメントのタクトタイム（アライメント所要時間）に直接カウントされるので、露光チャックのステップ移動回数が多くなると、そのタクトタイムに対して移動回数に応じたセンサの移動時間の割合が増えてしまう。すなわち、アライメントのタクトタイムは、ステップ移動回数が多くなるに従ってセンサの移動時間の割合が増えるので、ステップ移動回数の多い装置では、センサの移動時間はアライメントを高速化する際に障害となり、高スループット化を図れないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、アライメントを高速化でき、高スループット化を実現できる露光装置及び露光方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る露光装置は、パターン形成用の１枚のマスクをマスクホルダで吸着保持し、該マスクよりも大きい露光対象基板を露光チャックで保持し、該マスクを吸着保持した前記マスクホルダの位置を固定したまま該露光チャックを順次ＸＹ方向にステップ移動して露光対象基板をマスクに対して所定位置に順次位置決めし、位置決めした各所定位置で露光を行う露光装置において、マスクのパターン領域の外側に設けられた位置決め用のマークと、露光対象基板に設けられた位置決め用のマークとを該基板のステップ移動位置で検出する検出手段と、前記検出手段を前記両マークのマーク検出位置に移動する移動手段と、前記露光対象基板のステップ移動中若しくは露光中に、前記露光対象基板のステップ移動位置に対応する前記マーク検出位置の位置情報に基づき前記移動手段を前記マーク検出位置に移動するように駆動制御する制御手段とを具えたものである。これによれば、１枚のマスクを使用しているため、マスクをマスクホルダに吸着保持した後は、それよりも大きな露光対象基板に対するそのマスクを用いた露光が完了するまでマスクは交換されないため、マスクの位置ずれが発生することがない。従って、マスクのパターン領域の外側に設けられた位置決め用のマークを常に正確に把握することができるので、露光対象基板のステップ移動中であっても、若しくは露光中であっても、マーク検出位置の位置情報に基づき移動手段をマーク検出位置に移動するように制御することができる。従って露光対象基板のステップ移動中であっても、若しくは露光中であっても、マーク検出位置の位置情報に基づき移動手段をマーク検出位置に移動するように制御することができ、露光対象基板のステップ移動若しくは露光と並行して検出手段をマーク検出位置に移動することができる。  また、本発明に係る露光方法は、パターン形成用の１枚のマスクをマスクホルダで吸着保持し、該マスクよりも大きい露光対象基板を露光チャックで保持し、該マスクを吸着保持した前記マスクホルダの位置を固定したまま該露光チャックを順次ＸＹ方向にステップ移動して露光対象基板をマスクに対して所定位置に順次位置決めし、位置決めした各所定位置で露光を行う露光方法であって、マスクのパターン領域の外側に設けられた位置決め用のマークと、露光対象基板に設けられた位置決め用のマークとを該基板のステップ移動位置で検出手段により検出する工程と、前記露光対象基板のステップ移動中若しくは露光中に、前記露光対象基板のステップ移動位置に対応する前記マーク検出位置の位置情報に基づき前記検出手段を前記マーク検出位置に移動する工程とを具えたものである。これによれば、露光対象基板のステップ移動若しくは露光と並行して検出手段をマーク検出位置に移動することができる。
したがって、本発明に係る露光装置及び露光方法では、露光チャックのステップ移動回数が多くなっても、検出手段の移動時間はアライメントのタクトタイムにカウントされず、これにより、アライメントのタクトタイムを短縮することができ、よって、アライメントを高速化でき、高スループット化を図れる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。
図１において、露光装置は、フォトマスク保持用のマスクホルダ１と、ガラス基板保持用の露光チャック２と、ＸＹステップテーブル３と、Ｚチルティングステージ４と、ＸＹアライメントテーブル５と、ＣＣＤなどからなる４つのマーク検出センサ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄと、センサ移動用の４つのＸＹステージ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄなどを具えている。マスクホルダ１は、図示しない支持部材に固定されている。このホルダ１は、枠型状に形成したスペーサ１Ａと、該スペーサ１Ａの上面に気密に取り付けられた透明板１Ｂなどを備え、該スペーサ１Ａの下面周縁部でフォトマスクＭの上面周縁部を吸着保持している。露光チャック２は、ホルダ１の下方において、ステップテーブル３とチルティングテーブル４とを介してアライメントテーブル５上に載置されている。この露光チャック２は、マスクＭのサイズよりも大きいサイズのガラス基板Ｐの下面をチャック上面で吸着保持している。
【０００７】
フォトマスクＭは、基板Ｐ側の下面がパターン面となっており、この面に図２に示すようなパターン領域ＭＡと、位置決め用の複数個のアライメントマーク（図の例では１０個）ＭＢ１〜ＭＢ１０と、遮光領域ＭＣなどを有する。パターン領域ＭＡは、図の例では長方形状に形成され、パターン面のほぼ中央に設けられている。マークＭＢ１〜ＭＢ１０は、パターン領域ＭＡの外側に設けられている。図の例では、領域ＭＡの各隅部の周辺の異なる２箇所と、領域ＭＡの２つの長辺の中心付近とに設けられている。パターン領域ＭＡ及びマークＭＢ１〜ＭＢ１０以外の領域（図にハッチングで示す領域）は、例えばクロム（Ｃｒ）膜などの遮光膜によって形成された遮光領域ＭＣとなっている。
【０００８】
ガラス基板Ｐは、フォトマスクＭ側の上面が露光面となっており、この面に図３に示すような複数の露光対象領域（図の例では９つ）ＰＡ１〜ＰＡ９を縦横に有する。図３では、基板Ｐの外周を二点鎖線で示し、領域ＰＡ１〜ＰＡ９を実線で示している。領域ＰＡ１〜ＰＡ９のうち、領域ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３のサイズは図２に示すパターン領域ＭＡのほぼ半分のサイズ（図２に一点鎖線で囲った部分）とほぼ同じサイズであり、領域ＰＡ４，ＰＡ５，…，ＰＡ９のサイズは同領域ＭＡとほぼ同じサイズである。また、露光面には、位置決め用のターゲットマーク（図の例では「×」マーク）ＰＢが複数設けられている。このマークＰＢは、各領域ＰＡ１，ＰＡ２，…，ＰＡ９において、マスクＭの所定のアライメントマークと対応する任意の位置に設けられており、図の例では、各隅部の周辺に所定数（１個乃至４個）設けられている。
【０００９】
マーク検出センサ６Ａ〜６Ｄは、それぞれ、マスクホルダ１の上方に配置され、図２に示されるようなフォトマスクＭの各隅部の任意の位置（図の例では、遮光領域ＭＤ内或いはアライメントマーク上）でそれぞれのＸＹステージ７Ａ〜７Ｄにより保持されている。ＸＹステージ７Ａ〜７Ｄは、それぞれ、センサ６Ａ〜６Ｄを図１に示すＸ方向やＹ方向に移動する。
【００１０】
図４は、本実施の形態に示す露光装置の制御ブロックの一例を示す。図４において、制御部８は、インタフェイス８Ａと、ＭＰＵ８Ｂと、ＲＯＭやＲＡＭなどからなるメモリ８Ｃなどを含むマイクロコンピュータからなっている。メモリ８Ｃには、基板Ｐのステップ移動位置に対応するマーク検出位置の位置情報であるＸＹ座標位置データや、装置を駆動するために必要な各種プログラムなどが記憶されている。ＭＰＵ８Ｂは、メモリ８Ｃに記憶されている所定のプログラムを実行して、マスクＭの対角線上で対向する２つのＸＹステージ７Ａ，７Ｃと、他の２つのＸＹステージ７Ｂ，７Ｄとを適宜駆動制御する。また、ステップテーブル３を適宜駆動して露光チャック２とともに基板Ｐを図１に示すＸ方向やＹ方向にステップ移動する。また、チルティングステージ４を適宜駆動して露光チャック２をＺ方向にチルティングすることにより基板Ｐの露光面とマスクＭのパターン面との間に所定の微小ギャップを形成する。
【００１１】
本実施の形態に示す露光装置では、図５（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）に示されるように、基板ＰをマスクＭに対して矢印で示すＹ方向やＸ方向にステップ移動することで、各領域ＰＡ１，ＰＡ２，…，ＰＡ９の順に露光を行う。
図５（Ａ）において、領域ＰＡ１に対して露光を行う場合、制御部８は、基板Ｐのステップ移動中に、当該領域ＰＡ１に応じた基板Ｐのステップ移動位置に対応する位置データに基づき図１に示すＸＹステージ７Ａ，７Ｃを駆動する。これにより、ステージ７Ａは、センサ６Ａを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ３と、当該領域ＰＡ１にＹ方向で隣接する領域ＰＡ２のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。また、ステージ７Ｃは、センサ６Ｃを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ６と、当該領域ＰＡ１にＸ方向で隣接する領域ＰＡ６のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。これにより、センサ６Ａはその位置でマークＭＢ３，ＰＢを検出し、センサ６Ｃはその位置でマークＭＢ６，ＰＢを検出する。制御部８では、センサ６Ａ及び６Ｃから出力されるマーク検出信号に基づき検出マークのずれを求め、そのずれ補正分だけアライメントテーブル３を図１に示すＸ方向やＹ方向に移動して、基板Ｐに対してマスクＭを位置決めする、所謂アライメントを行う。
なお、上記アライメントは後述する各領域ＰＡ２，…，ＰＡ９でも行われるので、該各領域でのアライメントの説明は省略する。
【００１２】
領域ＰＡ２に対して露光を行う場合、制御部８は、ＸＹステージ７Ａ〜７Ｄの駆動を行わない。この場合、同図（Ｂ）に示されるように、センサ６Ａは、マークＭＢ３と、当該領域ＰＡ２にＹ方向で隣接する領域ＰＡ３のマークＰＢとのマーク検出位置に位置する。センサ６Ｃは、マークＭＢ６と、当該領域ＰＡ２にＸ方向で隣接する領域ＰＡ５のマークＰＢとのマーク検出位置に位置する。これにより、センサ６Ａはその位置でマークＭＢ３，ＰＢを検出し、センサ６Ｃはその位置でマークＭＢ６，ＰＢを検出する。
【００１３】
領域ＰＡ３に対して露光を行う場合、制御部８は、基板Ｐのステップ移動中に、当該領域ＰＢ３に応じた基板Ｐのステップ移動位置に対応する位置データに基づきＸＹステージ７Ｂ，７Ｄを駆動する。これにより、ステージ７Ｂは、センサ６Ｂを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ５と、当該領域ＰＡ３にＸ方向で隣接する領域ＰＡ４のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。また、ステージ７Ｄは、センサ６Ｄを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ８と、当該領域ＰＡ３にＹ方向で隣接する領域ＰＡ２のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。これにより、センサ６Ｂはその位置でマークＭＢ５，ＰＢを検出し、センサ６Ｄはその位置でマークＭＢ８，ＰＢを検出する。
【００１４】
図５（Ｃ）において、領域ＰＡ４に対して露光を行う場合、制御部８は、基板Ｐのステップ移動中に、当該領域ＰＡ４に応じた基板Ｐのステップ移動位置に対応する位置データに基づきＸＹステージ７Ａ，７Ｄを駆動する。これにより、ステージ７Ａは、センサ６ＡをマークＭＢ２に対応する位置に移動する。また、ステージ７Ｄは、センサ６Ｄを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ９と、当該領域ＰＡ４にＸ方向で隣接する他の領域ＰＡ５のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。この場合、マスクＭの対角線上でセンサ６Ｄに対向するセンサ６Ｂは、マークＭＢ５と、当該領域ＰＡ４にＹ方向で隣接する領域ＰＡ９のマークＰＢとのマーク検出位置に位置する。これにより、センサ６Ｂはその位置でマークＭＢ５，ＰＢを検出し、センサ６Ｄはその位置でマークＭＢ９，ＰＢを検出する。
【００１５】
領域ＰＡ５に対して露光を行う場合、制御部８Ｃは、ＸＹステージ７Ａ〜７Ｄの駆動を行わない。この場合、同図（Ｄ）に示されるように、センサ６Ｂは、マークＭＢ５と、当該領域ＰＡ５にＸ方向で隣接する領域ＰＡ８のマークＰＢとのマーク検出位置に位置する。センサ６Ｄは、マークＭＢ９と、当該領域ＰＡ５にＹ方向で隣接する領域ＰＡ６のマークＰＢとのマーク検出位置に位置する。これにより、センサ６Ｂはその位置でマークＭＢ５，ＰＢを検出し、センサ６Ｄはその位置でマークＭＢ９，ＰＢを検出する。
【００１６】
領域ＰＡ６に対して露光を行う場合、制御部８は、基板Ｐのステップ移動中に、当該領域ＰＡ６に応じた基板Ｐのステップ移動位置に対応する位置データに基づきＸＹステージ７Ａ，７Ｃを駆動する。これにより、ステージ７Ａは、センサ６Ａを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ２と、当該領域ＰＡ６にＹ方向で隣接する領域ＰＡ５のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。また、ステージ７Ｃは、センサ６Ｃを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ６と、当該領域ＰＡ６にＸ方向で隣接する領域ＰＡ７のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。これにより、センサ６Ａはその位置でマークＭＢ２，ＰＢを検出し、センサ６Ｃはその位置でマークＭＢ６，ＰＢを検出する。
【００１７】
図５（Ｅ）において、領域ＰＡ７に対して露光を行う場合、制御部８は、基板Ｐのステップ移動中に、当該領域ＰＡ７に応じた基板Ｐのステップ移動位置に対応する位置データに基づきＸＹステージ７Ｂ，７Ｄを駆動する。これにより、ステージ７Ｂは、センサ６Ｂを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ４と、当該領域ＰＡ７にＹ方向で隣接する領域ＰＡ８のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。また、ステージ７Ｄは、センサ６Ｄを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ１０と、当該領域ＰＡ７にＸ方向で隣接する領域ＰＡ６のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。これにより、センサ６Ｂはその位置でマークＭＢ４，ＰＢを検出し、センサ６Ｄはその位置でマークＭＢ１０，ＰＢを検出する。
【００１８】
領域ＰＡ８に対して露光を行う場合、制御部８は、ステージ７Ａ〜７Ｄの駆動を行わない。この場合、同図（Ｆ）に示されるように、センサ６Ｂは、マークＭＢ４と、当該領域ＰＡ８にＹ方向で隣接する領域ＰＡ９のマークＰＢとのマーク検出位置に位置する。センサ６Ｄは、マークＭＢ１０と、当該領域ＰＡ８にＸ方向で隣接する領域ＰＡ５のマークＰＢとのマーク検出位置に位置する。これにより、センサ６Ｂはその位置でマークＭＢ４，ＰＢを検出し、センサ６Ｄはその位置でマークＭＢ１０，ＰＢを検出する。
【００１９】
領域ＰＡ９に対して露光を行う場合、制御部８は、基板Ｐのステップ移動中に、当該領域ＰＡ９の位置データに基づき２つのＸＹステージ７Ａ，７Ｃを駆動する。これにより、ステージ７Ａは、センサ６Ａを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ１と、当該領域ＰＡ９にＸ方向で隣接する領域ＰＡ４のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。また、ステージ７Ｃは、センサ６Ｃを所定のマーク検出位置（図の例では、マークＭＢ７と、当該領域ＰＡ９にＹ方向で隣接する領域ＰＡ８のマークＰＢとのマーク検出位置）に移動する。これにより、センサ６Ａはその位置でマークＭＢ１，ＰＢを検出し、センサ６Ｃはその位置でマークＭＢ７，ＰＢを検出する。
【００２０】
本実施の形態に示す装置では、２つのステージ７Ａ，７Ｃ及び７Ｂ，７Ｄの駆動を基板Ｐのステップ移動中に行うので、該基板Ｐのステップ移動と並行してセンサ６Ａ，６Ｃ及び６Ｂ，６Ｄを所定のマーク検出位置に移動することができる。これにより、露光チャック２のステップ移動回数が多くなっても、センサ６Ａ〜６Ｄの移動時間はアライメントのタクトタイムにカウントされることはない。したがって、アライメントのタクトタイムを短縮することができ、よって、アライメントを高速化でき高スループット化を図れる。
【００２１】
本実施の形態に示す露光装置において、２つのステージ７Ａ，７Ｃ及び７Ｂ，７Ｄの駆動を露光中に行うようにしてよい。その場合、露光と並行してセンサ６Ａ，６Ｃ及び６Ｂ，６Ｄを所定のマーク検出位置に移動することができるので、基板Ｐのステップ移動中にステージ７Ａ，７Ｃ、Ｂ，７Ｄの駆動を行う場合の効果と同様な効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る露光装置及び露光方法によれば、アライメントを高速化でき、高スループット化を実現できる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る露光装置の一例を示す概略構成図。
【図２】  フォトマスクのパターン面の平面図を示すものであって、パターン領域とアライメントマークと遮光領域との配置態様の一例を示す平面図。
【図３】  ガラス基板の露光面の平面図を示すものであって、露光対象領域とこれに関連するターゲットマークとの配置態様の一例を示す平面図。
【図４】  露光装置の制御ブロックの一例を示す制御ブロック図。
【図５】  ガラス基板をステップ移動して露光を行うときの各露光対象領域に対するマーク検出センサの移動位置を示す説明図。
【符号の説明】
１  マスクホルダ
２  露光チャック
３  ＸＹステップテーブル
４  Ｚチルティングステージ
５  ＸＹアライメントステージ
６Ａ〜６Ｄ  マーク検出センサ
７Ａ〜７Ｄ  ＸＹステージ
８  制御部
Ｍ  フォトマスク
ＭＡ  パターン領域
ＭＢ１〜ＭＢ１０  アライメントマーク
Ｐ  ガラス基板
ＰＡ１〜ＰＡ９  露光対象領域
ＰＢ  ターゲットマーク
【図１】
0003959283.tif 000002
【図２】
0003959283.tif 000003
【図３】
0003959283.tif 000004
【図４】
0003959283.tif 000005
【図５】
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