CN104662481A - 曝光方法、平板显示器的制造方法和器件制造方法 - Google Patents

曝光方法、平板显示器的制造方法和器件制造方法 Download PDF

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Abstract

曝光方法包含如下步骤：使具有掩模图案的掩模(M)的上表面与掩模导流构件(40)的下表面相对；使掩模(M)以非接触方式悬垂支承在掩模导流构件(40)上；使掩模保持装置(60)保持悬垂支承在掩模导流构件(40)上的掩模(M)；使用掩模保持装置(60)，使掩模(M)在扫描方向上相对于曝光用照明光移动，并且，相对于曝光用照明光而在扫描方向上驱动作为曝光对象物体的基板，将掩模图案转印到基板上。

Description

曝光方法、平板显示器的制造方法和器件制造方法
技术领域
本发明涉及曝光方法、平板显示器的制造方法和器件制造方法，更具体而言，涉及使图案保持体相对于能量束而在扫描方向上相对移动的曝光方法、使用所述曝光方法的平板显示器的制造方法和使用所述曝光方法的器件制造方法。
背景技术
以往，在制造液晶显示元件、半导体元件(集成电路等)等电子器件(微型器件)的光刻工序中，使用了如下步进-扫描式曝光装置(所谓扫描步进曝光机(也称作扫描曝光机))等：使掩模(光掩模)或掩模板(以下统称为“掩模”)和玻璃板或晶片(以下统称为“基板”)沿着规定的扫描方向(扫描方向)同步移动，并使用能量束将在掩模上形成的图案转印到基板上。
在这种曝光装置中，使用了如下掩模台装置：通过对吸附保持掩模的端部的框状的部件(称作掩模架等)进行位置控制，由此进行掩模的位置控制(参照例如专利文献1)。
此处，随着近年来的基板的大型化，掩模也存在大型化的趋势。由此，掩模的自重引起的挠曲(或振动)可能给曝光精度带来影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2008/0030702号说明书
发明内容
用于解决问题的手段
本发明是鉴于上述情况而完成的，基于第1观点，成为包含如下步骤的曝光方法：使具有规定图案的图案保持体的上表面与支承部件的下表面相对，其中，该支承部件能够以非接触方式从重力方向上侧悬垂支承该图案保持体；使所述图案保持体以非接触方式悬垂支承在所述支承部件上；使能够保持所述图案保持体的保持部件保持悬垂支承在所述支承部件上的所述图案保持体；使用所述保持部件，使所述图案保持体至少在规定的2维平面内的扫描方向上相对于能量束移动，并且，相对于所述能量束，在所述扫描方向上驱动曝光对象物体，将所述图案转印到所述曝光对象物体上；在维持所述支承部件对所述图案保持体的悬垂支承的状态下，解除所述保持部件对所述图案保持体的保持；使解除了所述保持部件的保持的所述图案保持体的上表面与所述支承部件的下表面分离。
由此，在图案保持体相对于能量束相对移动时，其上表面以非接触方式悬垂支承在支承部件上，因此，抑制了挠曲(或振动)。此外，在图案保持体悬垂支承于支承部件的状态下，进行保持部件对图案保持体的保持及该保持的解除，因此，与将图案保持体交接给直接保持部件的情况下和从保持部件直接回收图案保持体的情况相比，图案保持体的更换动作变得简单。
根据第2观点，本发明是包含如下步骤的平板显示器的制造方法：使用本发明的第1观点的曝光方法，对所述曝光对象物体进行曝光；以及对曝光后的所述曝光对象物体进行显影。
根据第3观点，本发明是包含如下步骤的器件制造方法；使用本发明的第1观点的曝光方法，对所述曝光对象物体进行曝光；以及，对曝光后的所述曝光对象物体进行显影。
附图说明
图1是概略地示出第1实施方式的液晶曝光装置的结构的图。
图2是液晶曝光装置的侧面(一部分截面)图。
图3是图1的液晶曝光装置具有的掩模台装置的正面图。
图4是图3的A-A线侧视图(从上方观察掩模台装置的图)。
图5是图3的B-B线侧视图(从下方观察掩模台装置的图)。
图6(A)和图6(B)是用于说明送入掩模时的掩模装载装置的动作的图(其1和其2)。
图7(A)～图7(C)是用于说明送入掩模时的掩模台装置的动作的图(其1～其3)。
图8(A)和图8(B)是用于说明使用第2实施方式的掩模装载装置的掩模送入动作的图(其1和其2)。
图9(A)和图9(B)是用于说明使用第2实施方式的掩模装载装置的掩模送入动作的图(其3和其4)。
图10(A)和图10(B)是用于说明使用第2实施方式的掩模装载装置的掩模送入动作的图(其5和其6)。
具体实施方式
《第1实施方式》
以下，基于图1～图7(C)，对第1实施方式进行说明。
图1概略地示出了第1实施方式的液晶曝光装置10的结构。液晶曝光装置10例如是以在液晶显示装置(平板显示器)等中使用的矩形(角型)的玻璃基板P(以下简单称作基板P)为曝光对象物的步进-扫描式的投影曝光装置、即所谓扫描曝光机。
液晶曝光装置10具有照明系统12、保持光透过型掩模M的掩模台装置14、投影光学系统16、装置主体18、保持基板P的基板台装置20、掩模装载装置90(在图1中，未图示。参照图2)和它们的控制系统等，其中，基板P在表面(在图1中，朝向+Z侧的面)涂布有抗蚀剂(感应剂)。以下，在进行曝光时，设掩模M和基板P相对于投影光学系统16分别相对扫描的方向为X轴方向，设在水平面内与X轴垂直的方向为Y轴方向，设与X轴和Y轴垂直的方向为Z轴方向、设绕X轴、Y轴和Z轴的旋转方向为θx、θy和θz方向来进行说明。此外，设与X轴、Y轴和Z轴方向相关的位置分别为X位置、Y位置和Z位置来进行说明。
照明系统12与例如美国专利第5，729，331号说明书等公开的照明系统同样地构成。照明系统12使从未图示的光源(例如水银灯)射出的光分别经由未图示的反射镜、分色镜、快门、波长选择滤光片、各种透镜等，作为曝光用照明光(照明光)IL而照射于掩模M。作为照明光IL，使用例如i线(波长365nm)，g线(波长436nm)，h线(波长405nm)等光(或上述i线、g线、h线的合成光)。
照明系统12(包含上述各种透镜等的照明系统单元)支承于设置在洁净室的地板11上的照明系统框架30。照明系统框架30具有多个脚部32(在图1中，与纸面进深方向重合)和支承于该多个脚部32的照明系统支承部34。
掩模台装置14是用于相对于照明系统12(照明光IL)而在X轴方向(扫描方向)上以规定的长度行程来驱动掩模M，并在Y轴方向和θz方向上微细地驱动掩模M的工件。掩模M例如由石英玻璃形成的俯视时呈矩形的板状部件构成，在朝向图1中的-Z侧的面(下表面部)形成有规定的电路图案(掩模图案)。图3所示，在掩模M的下表面部，为了保护掩模图案，安装有被称作表膜Pe的防尘膜。此处，在掩模M的下表面的宽度方向(Y轴方向)两端部，设置有未形成有掩模图案的区域(以下称作余白区域)。因此，表膜Pe的宽度方向尺寸被设定为小于掩模M的宽度方向尺寸。关于掩模台装置14的详细结构，将在后面记述。
返回到图1，投影光学系统16被配置在掩模台装置14的下方。投影光学系统16例如是与美国专利第6，552，775号说明书等公开的投影光学系统相同结构的所谓多透镜投影光学系统，具有利用例如两侧远心的放大镜来形成正立正像的多个投影光学系统。
在液晶曝光装置10中，在利用来自照明系统12的照明光IL对掩模M上的照明区域进行照明时，利用通过了掩模M的照明光，经由投影光学系统16，在与基板P上的照明区域共轭的照明光的照射区域(曝光区域)中形成该照明区域内的掩模M的电路图案的投影像(部分正立像)。进而，使掩模M相对于照明区域(照明光IL)在扫描方向上相对移动，并且，使基板P相对于曝光区域(照明光IL)在扫描方向上相对移动，由此，进行基板P上的1个照射区域的扫描曝光，在该照射区域中转印出在掩模M上形成的图案。
装置主体18支承上述投影光学系统16，并经由多个防振装置19设置在地板11上。装置主体18与例如美国专利申请公开第2008/0030702号说明书公开的装置主体同样地构成，具有上台架部18a、下台架部18b和一对中台架部18c。装置主体18被配置为与上述照明系统框架30在振动方面分离。因此，投影光学系统16与照明系统12在振动方面分离。
基板台装置20包含基座22、XY粗动台24和微动台26。基座22由俯视时(从+Z侧观察)矩形的板状的部件构成，一体地载置在下台架部18b上。XY粗动台24是组合例如能够沿X轴方向以规定的长度行程移动的X粗动台和能够沿Y轴方向以规定的长度行程移动的Y粗动台而成的所谓龙门式的2轴台装置(X、Y粗动台省略图示)。
微动台26由俯视时呈矩形的板状(或箱形)的部件构成，包含吸附保持基板P的下表面的基板夹具。微动台26经由例如美国专利申请公开第2010/0018950号说明书中公开那样的重量取消装置(在图1中未图示)而载置在基座22上。微动台26被引导(诱导)到上述XY粗动台24，在X轴方向和/或Y轴方向上以规定的长度行程相对于投影光学系统16(照明光IL)移动。
使用固定在微动台26上的Y条形镜27y并利用固定在装置主体18上的Y激光干涉仪28y，求出微动台26的Y轴方向的位置信息，基于该Y激光干涉仪28y的输出，进行基板P的Y位置控制。此外，如图2所示，使用固定在微动台26上的X条形镜27x并利用固定在作为装置主体18的一部分的干涉仪色谱柱18d上的X激光干涉仪28x，求出微动台26的X轴方向的位置信息，基于该X激光干涉仪28x的输出，进行基板P的X位置控制。能够分别设置多个Y激光干涉仪28y和X激光干涉仪28x，求出基板P的θz方向的旋转量信息。此外，只要能够使基板P以与保持在上述掩模台装置14的掩模M同步的方式至少在X轴(扫描)方向上以规定的长度行程驱动，则对基板台装置20的结构没有特别限定。
如图2所示，掩模装载装置90在地板11上被设置在装置主体18的-X侧。掩模装载装置90具有：保管多个掩模M的掩模收容器92；以及从掩模收容器92向掩模台装置14输送掩模M的掩模输送装置94。掩模收容器92在上下方向上规定间隔保持多个掩模M。此外，虽然在图2中没有图示，但在掩模收容器92中保管的多个掩模M上分别预先安装有表膜Pe(参照图3)。掩模输送装置94具有：输送工作台94a；用于使该输送工作台94a上下移动的升降装置94b；以及在输送工作台94a与掩模收容器92之间进行掩模M的交接的一对滑动部件94c(在图2中，仅图示了一个)。
输送工作台94a由被设定为比掩模M外形略大的俯视时呈矩形的板状部件构成。升降装置94b具有例如气缸等一轴致动器，使支承在输送工作台94a上的掩模M上下移动。如图7(A)所示，一对滑动部件94c在Y轴方向上分离地配置，其中一个经由例如美国专利第6，761，482号说明书中公开那样的机械式X线性导轨装置94d而搭载在输送工作台94a的+Y侧的端部附近上，另一个搭载在输送工作台94a的-Y侧的端部附近上。一对滑动部件94c分别由YZ截面呈L字状且在X轴方向上延伸的部件构成，且被配置为彼此在纸面上左右对称。设定Y轴方向的间隔，使得一对滑动部件94c与表膜Pe不接触，能够从下方支承掩模M的+Y侧和-Y侧分别的端部附近(余白区域)。一对滑动部件94c分别借助未图示的X致动器，在X轴方向上以规定的行程相对于输送工作台94a同步驱动。
如图2所示，在送入掩模M时，在掩模输送装置94中，将输送工作台94a的Z位置定位为，在期望(输送对象)的掩模M的下方能够插入一对滑动部件94c，在该状态下，将一对滑动部件94c插入到期望的掩模M的下方，使该掩模M从掩模收容器92交接到滑动部件94c。在使掩模M从掩模输送装置94返回到掩模收容器92时，进行与上述相反的动作。关于掩模装载装置90与掩模台装置14之间的掩模M的交接动作，将在后面记述。此外，保管多个掩模M的装置的结构和输送掩模M的装置的结构不限于此，而可适当变更，例如，掩模输送装置也可以是多关节机械臂等。此外，掩模装载装置90也可以是设置在液晶曝光装置10的外部。
接下来，对掩模台装置14的结构进行说明。如图3所示，掩模台装置14具有掩模导流构件40、一对衬板50和一对掩模保持装置60。
掩模导流构件40以吊挂方式支承在掩模导流构件支承框架18e上。掩模导流构件支承框架18e经由多个脚部18f支承在上台架部18a上。因此，掩模导流构件40与照明系统12(在图3中未图示。参照图1)在振动方面分离。
掩模导流构件40具有：在X轴方向上延伸的、由厚度较薄的箱形的部件构成的主体部42；以及在X轴方向上延伸的板状地形成的多孔质部件44。多孔质部件44嵌入到在主体部42的下表面上形成的凹部中。掩模M被配置为其上表面(与图案面相反一侧的面)与多孔质部件44的下表面相对。多孔质部件44的长边方向的尺寸被设定为比掩模M的长边方向(X轴方向)的尺寸长，在曝光动作时，掩模M的上表面始终与多孔质部件44的下表面相对。
在多孔质部件44的下表面的大致整个面上，形成有多个微小孔部。掩模导流构件40与设置在掩模台装置14的外部的未图示的加压气体供给装置和真空装置连接。掩模导流构件40经由上述多孔质部件44具有的多个孔部的一部分，吸引多孔质部件44的下表面与掩模M的上表面之间的气体，向掩模M作用上浮力(+Z方向的力)，并且，经由上述多个孔部的其它部向掩模M的上表面喷出加压气体，由此，在多孔质部件44的下表面与掩模M的上表面之间形成微小的间隙(例如5μm～10μm)。即，掩模导流构件40作为所谓真空预加载空气轴承而发挥作用。此外，掩模导流构件40可以始终在整个面上喷出和吸引气体，也可以仅向掩模M的与上表面相对的区域局部地喷出和吸引气体。
此外，如图2所示，在掩模导流构件40中的照明系统12的正下方的位置形成有开口部46，该开口部46分别朝掩模导流构件40的上表面部和下表面部开口。如图5所示，开口部46形成为以Y轴方向为长边方向的俯视时呈矩形，从照明系统12射出的照明光IL(均未在图5中图示。参照图1)通过开口部46，照射于掩模M。此外，开口部46的形状没有特别限定，例如可根据掩模M上的照明区域的形状而适当变更(例如也可以是圆形)。
此处，如图2所示，在掩模导流构件40中，开口部46形成为比关于X轴方向的中央部稍靠+X侧。而且，在掩模导流构件40中，在曝光动作时，比开口部46靠+X侧的区域和比开口部46靠-X侧的一部分的区域引导掩模M(以下将这些区域称作曝光区域)，在比上述曝光区域靠-X侧的区域(图2中，相比干涉仪色谱柱18d而朝-X侧突出的区域)专门在掩模M的更换动作时使用(以下称作掩模更换区域)。上述掩模装载装置90的升降装置94b配置在掩模更换区域的正下方。
一对衬板50由与XY平面平行地配置且在X轴方向上延伸的板状的部件构成，如图4所示，其中一个在俯视时配置在掩模导流构件40的+Y侧，另一个在俯视时配置在掩模导流构件40的-Y侧。如图1所示，一对衬板50分别支承在掩模台支承框架36上，该掩模台支承框架36固定在照明系统框架30具有的多个脚部32上(参照图2)，一对衬板50相对于装置主体18和基板台装置20在振动方面相互分离。此外，在本实施方式中，一对衬板50支承在照明系统框架30上，但也可以是，在相对于装置主体18和基板台装置20在振动方面相互分离的状态下，搭载在设置在地板11上的另外的台架上。
如图4所示，在衬板50的上表面，在Y轴方向上以规定间隔固定有多条(在本实施方式中，例如2条)的X线性导轨52a。此外，在衬板50的上表面，例如在2条X线性导轨52a之间的区域固定有X磁铁单元54a，该X磁铁单元54a包含沿X轴方向排列的多个永久磁铁。
一对掩模保持装置60中的一个载置在+Y侧的衬板50上，另一个载置在-Y侧的衬板50上。一对掩模保持装置60中的一个相对于另一个，除了配置为绕Z轴旋转180°这点以外，是相同的结构，因此，以下除了没有特别说明的情况，对+Y侧的掩模保持装置60进行说明。如图3所示，掩模保持装置60具有X工作台62、X音圈电机64X、Y音圈电机64Y(在图3中，掩藏在X音圈电机64X的纸面进深侧。参照-Y侧的掩模保持装置60)、吸附保持部66和气缸68a。
X工作台62由与XY平面平行地配置的俯视时呈矩形的板状的部件构成。在X工作台62的下表面，相对于1条X线性导轨52a固定有例如两个(在图3中纸面进深方向重合)的X滑动部件52b。X滑动部件52b形成为YZ截面呈倒U字状，与对应的X线性导轨52a一同构成例如美国专利第6，761，482号说明书中公开那样的机械式X线性导轨装置52。此外，在X工作台62的下表面，以与上述X磁铁单元54a隔着规定的间隙相对的方式固定有X线圈单元54b。X线圈单元54b与X磁铁单元54a一同构成例如美国专利第8，030，804号说明书中公开那样的X线性电机54。
X工作台62经由包含X线性电机54的X工作台驱动系统在衬板50上沿X轴方向进行直进驱动。此外，用于沿X轴方向驱动X工作台62的X致动器的种类没有特别限定，例如可以使用包含固定在衬板50上的丝杠部和固定在X工作台62上的螺母部的进给丝杠装置、带(或绳索等)驱动装置等。X工作台62的X位置信息由未图示的线性编码器系统(或光干涉仪系统)求出。
X音圈电机64X(在图3中，-Y侧的掩模保持装置60的X音圈电机64X隐藏在Y音圈电机64Y的纸面进深侧。参照图4)包含：经由安装板63固定在X工作台62的上表面的固定件部64a；以及固定在吸附保持部66的滑动部件66b上的可动件部64b。可动件部64b形成为YZ截面呈U字状，在一对相对面之间插入有固定件部64a。可动件部64b例如在一对相对面上具有磁铁单元，固定件部64a例如具有线圈单元。向线圈单元提供的电流的方向和大小由未图示的主控制装置控制。掩模保持装置60能够利用作用于X音圈电机64X的磁铁单元与线圈单元之间的X轴方向的洛伦兹力，使吸附保持部66的滑动部件66b相对于X工作台62而在X轴方向上以微小的行程进行驱动。此外，掩模保持装置60能够使用上述洛伦兹力来引导吸附保持部66，使其与X工作台62一体地在X轴方向上移动。
Y音圈电机64Y(在图3中，+Y侧的掩模保持装置60的Y音圈电机64Y隐藏在X音圈电机64X的纸面进深侧。参照图4)除了产生的驱动力(推力)的方向不同这点以外，是与上述X音圈电机64X相同的结构，因此省略说明。掩模保持装置60能够利用作用于Y音圈电机64Y的磁铁单元与线圈单元之间的Y轴方向的洛伦兹力，使吸附保持部66的滑动部件66b相对于X工作台62而在Y轴方向上以微小的行程进行驱动。此外，在本实施方式中，X音圈电机64X和Y音圈电机64Y独立地配置，但也可以使用能够任意地产生X轴方向和/或Y轴方向的洛伦兹力的2自由度音圈电机。
吸附保持部66具有吸附垫66a、滑动部件66b、管轴承66c。在本实施方式中，如图4所示，相对于一个掩模保持装置60，在X轴方向上以规定间隔例如设置两个吸附垫66a，但吸附垫66a的数量不限于此，而可以根据例如掩模M的大小适当变更。返回到图3，吸附垫66a由YZ截面大致为L字状的部件构成，且将一端部配置为相比衬板50而朝掩模M侧突出。掩模M的上述余白区域(未形成有掩模图案的区域)由吸附垫66a从下方支承。吸附垫66a与配置在掩模台装置14的外部的真空装置连接，能够使用从该真空装置提供的真空吸引力吸附保持掩模M。
滑动部件66b由在X轴方向上延伸的俯视时呈T字状(参照图4)的板状部件构成，且配置在X工作台62的上方。滑动部件66b的一端一体地连接在吸附垫66a的另一端部附近。此外，在滑动部件66b的另一端，固定有上述X音圈电机64X和Y音圈电机64Y的可动件部64b。
管轴承66c由XZ截面呈矩形的筒状的部件构成，在由内壁面规定的XZ截面呈矩形的贯通孔内，以相对于该内壁面隔着规定的间隙的方式插入有上述滑动部件66b。管轴承66c与配置在掩模台装置14的外部的未图示的加压气体提供装置连接，从在上述内壁面的上下表面上形成的多个微小孔部向滑动部件66b的上下表面喷出加压气体。滑动部件66b借助上述加压气体的静压，以非接触方式支承在管轴承66c上。此处，在X轴方向上，在管轴承66c的内壁面与滑动部件66b之间，形成有允许滑动部件66b相对于管轴承66c以微小的行程相对移动的程度的间隙(与此相对，Z位置受到限制)。
管轴承66c经由轴66e，以规定的角度在θx方向上自如转动的方式支承于固定在X工作台62上的轴承板66d。轴66e的Z位置被设定为：在被吸附垫66a吸附保持的掩模M悬垂支承于掩模导流构件40的状态下，滑动部件66b(和吸附垫66a的垫面)与XY平面大致平行。与此相对，组合吸附垫66a和滑动部件66b而成的系统的Y轴方向的重心位置被设定为比上述轴66e靠掩模M侧，例如，如图7(B)所示，在送入掩模M时、在送出掩模M时等，在吸附垫66a不吸附保持掩模M的状态下，管轴承66c、滑动部件66b和吸附垫66a因自重而一体地转动(旋转)，吸附垫66a的一端部侧(垫面侧)与另一端部侧相比，处于向下方下降的状态。不过，X音圈电机64X和Y音圈电机64Y各自的可动件部64b插入在固定于安装板63上的一对限位器板65之间，在X音圈电机64X和Y音圈电机64Y中，防止固定件部64a与可动件部64b的接触。
气缸68a被用于限制X工作台62和滑动部件66b在X轴和Y轴方向上的相对移动。分别在+Y侧的X工作台62的上表面上的-Y侧的端部附近和-Y侧的X工作台62的上表面上的+Y侧的端部附近，以在X轴方向上分离方式设置有例如两个气缸68a(在图3中纸面进深方向重合。(参照图5))。在气缸68a的杆末端固定有球68b。此外，在滑动部件66b的下表面，在与气缸68a对应的位置，由朝下表面侧扩大的锥面形成规定的凹部68c(参照图4)。
在图3所示的球68b从对应的凹部68c脱离的状态下，允许X工作台62和滑动部件66b在X轴和Y轴方向上的相对移动(滑动部件66b能够相对于X工作台62略微进行驱动)，与此相对，在球68b插入到对应的凹部68c内(嵌合)的状态下，限制X工作台62和滑动部件66b在X轴和Y轴方向上的相对移动。此外，在球68b插入到对应的凹部68c内的状态下，通过使该球68b上下移动，能够使滑动部件66b(即吸附垫66a)绕轴66e转动(旋转)。
此外，气缸68a在掩模台装置14的初始化动作时被使用。在掩模台装置14的初始化动作时，包含将X工作台62、滑动部件66b等定位于掩模位置计测系统的计测原点位置的动作。此时，成为球68b与由锥面规定的凹部68c嵌合的结构，因此，能够使X工作台62与滑动部件66b再现性良好地对齐位置。
如图3所示，关于由掩模台装置14驱动的掩模M的XY平面内的位置信息(也包含θz方向的旋转量信息)，可利用掩模导流构件40中内置的多个编码器头70，使用在掩模M的上表面上形成的2维光栅72来求出。2维光栅72形成为在X轴方向上延伸的带状，在掩模M的+Y侧和-Y侧的端部附近，形成在与掩模图案不重合(与照明光IL(参照图1)的光路不干涉)的位置。2维光栅72包含以X轴方向为周期方向的X衍射光栅(X比例尺)和以Y轴方向为周期方向的Y衍射光栅(Y比例尺)。如图5所示，分别在掩模导流构件40的+Y侧和-Y侧的端部附近，以不依赖于掩模M的X位置而始终能够与2维光栅72相对的间隔配置至少一个编码器头70。此外，掩模位置计测系统的结构不限于此，例如也可以是光干涉仪系统、编码器系统和光干涉仪系统的组合，或者，也可以基于图像传感器的输出来求出掩模M的位置信息。
在如上所述构成的液晶曝光装置10(参照图2)中，在未图示的主控制装置的管理下，通过掩模装载装置90进行掩模M对掩模台装置14的载置，并且，通过未图示的基板装载机，进行基板P对基板台装置20的载置。然后，由主控制装置使用未图示的校准检测系执行校准计测，在该校准计测结束后，在设定在基板P上的多个照射区域中，逐次进行步进-扫描式的曝光动作。
此处，在液晶曝光装置10中，根据在基板P上形成的掩模图案，适当进行掩模M的更换。以下，使用图6(A)～图7(C)，对包含保持在掩模台装置14上的掩模M的更换动作在内的掩模装载装置90和掩模台装置14的动作进行说明。
图6(A)示出了在掩模台装置14上未保持有掩模M的状态的液晶曝光装置10。掩模保持装置60在比掩模更换区域稍靠+X侧待机。此外，在掩模装载装置90中，由掩模输送装置94从掩模收容器92取出掩模M。
如图6(B)所示，掩模装载装置90在掩模M被完全从掩模收容器92取出后，使用升降装置94b，将输送工作台94a朝+Z方向驱动。由此，使掩模M接近掩模导流构件40，直到掩模导流构件40能够悬垂保持掩模M的位置为止。此时，掩模保持装置60还在比掩模更换区域稍靠+X侧待机。如图7(A)所示，在上述待机状态下，掩模保持装置60下降驱动气缸68a的球，成为吸附垫66a倾斜的状态。
图7(B)示出了利用掩模导流构件40而以非接触方式悬垂保持掩模M的状态。此时，例如可以利用设置在掩模导流构件40的未图示的止流装置来限制掩模M相对于掩模导流构件40的相对移动，使得掩模M不会沿着掩模导流构件40的下表面而在与XY平面平行的方向上移动。此外，止流装置还可以具有作为防止掩模M的下落的Z限位器的功能。在将掩模M交接到掩模导流构件40后，在掩模装载装置90中，朝-Z方向驱动输送工作台94a。
然后，使一对掩模保持装置60分别朝-X方向驱动，将吸附垫66a插入到掩模M的下方。进而，如图7(C)所示，使用气缸68a，对球68b进行上升驱动，由此利用该球68b推升吸附垫66a。由此，吸附垫66a的垫面与掩模M的下表面相对。掩模保持装置60使用吸附垫66a来吸附保持掩模M。此时，在使用上述的止流装置的情况下，将该止流装置控制为在掩模M被吸附保持后从掩模M退避。
在吸附垫66a吸附保持有掩模M的状态下，掩模M和多个吸附垫66a可视为一体物，因此，从图7(C)所示的状态，对球68b进行下降驱动，即使在图3所示的状态下，吸附垫66a也不会倾斜。此外，此时，因吸附垫66a的自重而在掩模M上作用有在重力方向上朝下方牵引的力，因此，将X音圈电机64X和Y音圈电机64Y的至少一个设为能够朝在Z方向上产生力的2自由度电机，将该2自由度电机控制为从下方朝上方推压掩模M(将音圈电机控制为产生-Z方向的力)。此外，从掩模台装置14送出掩模M时的动作与上述送入时的动作相反，因此省略说明。
根据以上说明的掩模台装置14，利用掩模导流构件40从上方以非接触方式悬垂支承掩模M的上表面的大致整个面(除去形成有开口部46的部分以外)，因此，能够抑制掩模M的挠曲(变形)。由此，能够抑制跑焦，以更高精度将掩模图案转印到基板P上。
此外，掩模M的上表面的大致整个面得到支承，因此，与使用仅支承掩模M的端部的结构的掩模台装置(以下称作比较例的掩模台装置)的情况相比，掩模M的共振频率提高。因此，曝光动作时的掩模M的精密的定位控制性提高，抑制了在转印到基板P上的图案中产生不均。
此外，掩模台装置14使用一对掩模保持装置60来直接驱动掩模M，因此，与例如对保持掩模M的框状的部件(掩模架)进行驱动的上述比较例的掩模台装置相比，驱动对象物较轻，能够以更高精度进行掩模M的位置控制。此外，还能够削减成本。
此外，即使假设对掩模导流构件40(或掩模保持装置60)的加压气体的提供(或真空吸引力的提供)停止，吸附垫66a的转动受限位器板65限制，因此，掩模M维持从下方支承于吸附垫66a的状态。因此，掩模M不会朝下方下落。
此外，掩模装载装置90在送入掩模M时，朝+Z方向驱动掩模M，将其交接给掩模导流构件40，在送出掩模M时，朝-Z方向驱动掩模M，从掩模导流构件40接收掩模M，因此，能够使结构变得简单且紧凑。
《第2实施方式》
接下来，使用图8(A)～图10(B)，对第2实施方式的液晶曝光装置110进行说明。本第2实施方式的液晶曝光装置110的结构除了掩模装载装置190的结构以外，与上述第1实施方式的液晶曝光装置10(参照图1)相同，因此，以下仅对不同点进行说明，对具有与上述第1实施方式相同的结构和功能的要素，标注与上述第1实施方式相同的标号而省略其说明。
掩模装载装置190具有掩模收容器192和掩模输送装置194。与上述第1实施方式同样地，掩模收容器192在上下方向上以规定间隔保持多个掩模M，掩模收容器192具有推压装置(未图示。参照图8(A)的空白箭头)，推压装置在水平方向上，朝掩模输送装置194推压任意的掩模M。掩模输送装置194具有与上述第1实施方式相同的输送工作台94a和升降装置94b。
在本第2实施方式中，替代上述第1实施方式的一对滑动部件94c(参照图2、图7(A)等)，输送工作台94a具有多个可动块94e。分别在输送工作台94a的+Y侧和-Y侧的端部附近，在X轴方向上以规定间隔设置多个(在图8(A)～图10(B)中，例如3个。不过其数量不限于此)可动块94e。多个可动块94e能够分别相对于输送工作台94a，在上下方向(Z轴方向)上独立地移动，经由未图示的Z致动器，由未图示的主控制装置来控制Z位置。与上述第1实施方式同样地，设定+Y侧的多个可动块94e与-Y侧的多个可动块94e的间隔，与表膜Pe(参照图3)不接触，能够从下方支承掩模M的+Y侧和-Y侧各个端部附近(余白区域)。
如图8(A)所示，在掩模装载装置190中，从掩模收容器192推压期望的掩模M，将其载置在掩模输送装置194的多个可动块94e上。接下来，如图8(B)所示，掩模输送装置194使用升降装置94b，对掩模M进行上升驱动，将该掩模M交接给掩模导流构件40。如图9(A)所示，在将掩模M以非接触方式悬垂支承于掩模导流构件40后，朝-X方向驱动掩模保持装置60，以从下方支承掩模M。
此处，在上述第1实施方式中，如图7(B)所示，预先向下方驱动输送工作台94a，使得掩模保持装置60能够从下方支承掩模M(吸附垫66a与滑动部件94c不接触)，而在本第2实施方式中，如图9(A)所示，输送工作台94a不移动，仅使可动块94e驱动。即，在掩模装载装置190中，根据朝-X方向滑动时的吸附垫66a的X位置，朝下方驱动掩模保持装置60，使得可动块94e不与吸附垫66a接触(从吸附垫66a的移动路径退避)。此外，如图9(B)所示，可动块94e在通过吸附垫66a后被上升驱动，从下方支承掩模M。由此，与吸附垫66a的X位置无关地，掩模M始终从下方被至少一个可动块94e支承。在图9(A)中，仅最靠+X侧的可动块94e从吸附垫66a的移动路径退避，在图9(B)中，仅中央的可动块94e从吸附垫66a的移动路径退避。
在掩模保持装置60保持住掩模M后，如图10(A)所示，对输送工作台94a进行下降驱动，如图10(B)所示，保持有掩模M的掩模保持装置60朝照明系统12的下方驱动掩模M，以进行曝光动作。根据本第2实施方式，即使在悬垂支承掩模M的状态下停止对掩模导流构件40的加压气体的提供，也能够防止掩模M下落到输送工作台94a上。
此外，以上说明的第1实施方式和第2实施方式的结构可适当变更。例如，在上述第1实施方式和第2实施方式中，在进行掩模M的更换动作时，掩模M的送出动作与掩模M的送入动作是在相同的位置(掩模更换位置)进行的，但掩模送入位置(装载位置)与掩模送出位置(卸载位置)也可以不同，例如将卸载位置设定为相对于开口部46靠X轴方向的一侧(例如-X侧)的区域，并且，将装载位置设定为相对于开口部46靠X轴方向的另一侧(例如+X侧)的区域。在该情况下，能够以局部并行的方式进行掩模M的送出动作和另外的掩模M的送入动作，因此效率较高。
此外，在上述第1实施方式和第2实施方式中，掩模导流构件40在掩模导流构件40的下表面与掩模M的上表面之间高速地喷出加压气体(使掩模导流构件40作为所谓伯努利卡盘而发挥作用)，由此悬垂保持掩模M(不进行气体的吸引)。
此外，在上述实施方式中，利用一对掩模保持装置60各自的吸附垫66a来吸附保持掩模M的+Y侧和-Y侧的端部附近，但吸附垫66a的数量和掩模M的吸附保持位置不限于此，也可以吸附保持多个部位(包含X轴方向的端部)。在该情况下，使用例如框状的部件包围掩模M的外周整体。
此外，照明光也可以是ArF准分子激光(波长193nm)、KrF准分子激光(波长248nm)等紫外光或F2激光(波长157nm)等真空紫外光。此外，作为照明光，例如也可以是：例如利用掺杂有铒(或者铒和镱这双方)的光纤放大器将从DFB半导体激光或光纤激光器振荡出的红外域、或可视范围的单一波长激光放大，使用非线形光学晶体朝紫外光进行波长转换而得到的高次谐波。此外，也可以使用固体激光(波长：355nm、266nm)等。
此外，对投影光学系统16是具有多个光学系统的多透镜方式的投影光学系统的情况进行了说明，但投影光学系统的个数不限于此，也可以是1个以上。此外，不限于多透镜方式的投影光学系统限，也可以是使用奥夫纳型大型镜的投影光学系统等。此外，作为投影光学系统16，可以是放大类或缩小类。
此外，作为掩模台装置，例如可以是美国专利第8，159，649号说明书中公开那样的、使形成有2种掩模图案的掩模适当在Y轴方向上步进移动，由此，不进行掩模更换即可选择性地将上述2种掩模图案转印到基板上的掩模台装置。在该情况下，与上述实施方式相比，可以使上述第1～第4实施方式的掩模导流构件40的宽度形成得较大。
此外，作为曝光装置的用途，不限于将液晶显示元件图案转印到角型玻璃板的液晶用的曝光装置，例如可以广泛应用于有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)面板制造用的曝光装置、半导体制造用的曝光装置、用于制造薄膜磁头、微型机械和DNA芯片等的曝光装置。此外，不仅可以应用于制造半导体元件等微型器件的曝光装置，也可以应用于为了制造在光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置和电子线曝光装置等使用的掩模或光掩模而向玻璃基板或硅晶片等转印电路图案的曝光装置。
此外，作为曝光对象的物体不限于玻璃板，例如也可以是晶片、陶瓷基板、膜部件或掩模板等其它物体。此外，在曝光对象物为平板显示器用的基板的情况下，该基板的厚度没有特别限定，例如包含膜状(具有可挠性的片状的部件)在内的物体。此外，在基板曝光对象物的一个边的长度或对角线长度为500mm以上的情况下，本实施方式的曝光装置特别有效。
液晶显示元件(或半导体元件)等电子器件是通过如下等步骤制造的：进行器件的功能/性能设计的步骤；制作基于该设计步骤的掩模(或中间掩模)的步骤；制作玻璃基板(或晶片)的步骤；利用上述各实施方式的曝光装置及其曝光方法，将掩模(中间掩模)的图案转印到玻璃基板上的光刻步骤；对曝光的玻璃基板进行显影的显影步骤；利用蚀刻，将残留有抗蚀剂的部分以外的部分的露出部件去除的蚀刻步骤；将完成蚀刻而变得不需要的抗蚀剂去除的抗蚀剂去除步骤；器件组装步骤；以及检查步骤。在该情况下，在光刻步骤中，使用上述实施方式的曝光装置，执行上述曝光方法，在玻璃基板上形成器件图案，因此，能够生产率高地制造高集成度的器件。
此外，援引与在到此为止的说明中引用的曝光装置等相关的美国专利申请公开说明书和美国专利说明书的全部公开内容，将其作为本说明书所记载的一部分。
[产业上的可利用性]
如以上说明的那样，本发明的曝光方法适合于使图案保持体相对于能量束相对移动。此外，本发明的平板显示器的制造方法适合于平板显示器的生产。此外，本发明的器件制造方法适合于微型器件的生产。
标号说明
10…液晶曝光装置、14…掩模台装置、40…掩模导流构件，46…开口部、60…掩模保持装置、IL…照明光，M…掩模，P…基板。

Claims (14)

1.一种曝光方法，其包含如下步骤：
使具有规定图案的图案保持体的上表面与支承部件的下表面相对，其中，该支承部件能够以非接触方式从重力方向上侧悬垂支承该图案保持体；
使所述图案保持体以非接触方式悬垂支承在所述支承部件上；
使能够保持所述图案保持体的保持部件保持悬垂支承在所述支承部件上的所述图案保持体；
使用所述保持部件，使所述图案保持体至少在规定的2维平面内的扫描方向上相对于能量束移动，并且，相对于所述能量束，在所述扫描方向上驱动曝光对象物体，将所述图案转印到所述曝光对象物体上；
在维持所述支承部件对所述图案保持体的悬垂支承的状态下，解除所述保持部件对所述图案保持体的保持；以及
使解除了所述保持部件的保持的所述图案保持体的上表面与所述支承部件的下表面分离。
2.根据权利要求1所述的曝光方法，其中，
在所述转印中，使所述能量束通过形成于所述支承部件的开口部。
3.根据权利要求1或2所述的曝光方法，其中，
在所述相对和所述分离中，使所述图案保持体相对于所述支承部件，在与所述2维平面相交的方向上移动。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的曝光方法，其中，
在所述相对和所述分离中，使用共同的输送装置。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的曝光方法，其中，
在所述保持中，在所述图案保持体的下表面侧，使所述保持部件从所述扫描方向的一侧朝另一侧滑动，由此将该保持部件配置在所述图案保持体的下方，
在所述保持的解除中，在所述图案保持体的下表面侧，使所述保持部件从所述扫描方向的另一侧朝一侧滑动，由此，使该保持部件从所述图案保持体的下方退避。
6.根据权利要求5所述的曝光方法，其中，
在所述相对和所述分离中，使用沿着所述扫描方向具有多个可动部件的图案保持体输送装置，其中，上述可动部件被设置为能够在支承所述图案保持体的下表面的第1位置与从该图案保持体的下表面分离的第2位置之间移动，
在所述保持和所述保持的解除中，根据所述保持部件的沿着所述扫描方向的位置，使多个所述可动部件从所述第1位置退避到所述第2位置。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的曝光方法，其中，
在所述相对和所述保持的解除中，使所述图案保持体与所述支承部件的下表面的第1区域相对，
在所述转印中，使所述图案保持体沿着所述支承部件的下表面的与所述第1区域不同的第2区域移动。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的曝光方法，其中，
在所述转印中，在所述2维平面内，在与所述扫描方向垂直的方向和绕垂直于所述2维平面的轴的方向上，相对于所述能量束对所述图案保持体进行微细驱动。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的曝光方法，其中，
在所述悬垂支承中，使所述支承部件吸引所述支承部件的所述下表面与所述图案保持体的所述上表面之间的气体。
10.根据权利要求1～8中的任意一项所述的曝光方法，其中，
在所述悬垂支承中，使气体高速地通过所述支承部件的所述下表面与所述图案保持体的上表面之间，由此，使在重力方向上朝上的力作用于所述图案保持体。
11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的曝光方法，其中，
所述曝光对象物体是在平板显示器装置中使用的基板。
12.根据权利要求11所述的曝光方法，其中，
所述基板的至少一个边的长度或对角线长度为500mm以上。
13.一种平板显示器的制造方法，其包含如下步骤：
使用权利要求11或12所述的曝光方法，对所述曝光对象物体进行曝光；以及
对曝光后的所述曝光对象物体进行显影。
14.一种器件制造方法，其包含如下步骤：
使用权利要求1～10中的任意一项所述的曝光方法，对所述曝光对象物体进行曝光；以及
对曝光后的所述曝光对象物体进行显影。
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