JP2006147778A - 露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 露光装置内の温度の不均一性を効率良く解消することができる露光装置を提供する。
【解決手段】 マスクＭに形成されたパターンを感光性基板Ｐ上に露光する露光装置において、前記露光装置内に部分的に温度制御された空気を送り込む開口を有する管路である複数のダクト８ａ〜８ｄを備え、前記複数のダクト８ａ〜８ｄの吹出し口１０ａ〜１０ｄは、前記露光装置内の異なる位置にそれぞれ配置される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、液晶表示素子などのフラットパネル表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。

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。

投影露光装置を構成する複数の光学系の光学特性は露光装置内の温度変化により変化するため、露光装置内の温度を制御する必要がある。従来の露光装置においては、露光装置本体を収容する温調チャンバを設置し、この温調チャンバ内に大面積のＨＥＰＡフィルタを介して温度制御された空気を吹き出すことにより露光装置内の温度制御を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２０２９４０号公報

近年、液晶ディスプレイのマザー基板の大型化に伴い、露光装置本体が大型化している。従って、温調チャンバ内に大面積のＨＥＰＡフィルタを介して温度制御された空気を吹き出すことにより露光装置内の温度制御を行った場合、露光装置内において局所的に高温となる場所やそうでない場所が生じ、露光装置内の温度の不均一性を低減することができない。また、ＨＥＰＡフィルタを介して吹き出される空気の流通方向に沿った上流と下流においても温度差が発生し、この温度差を小さくすることができない。更に、温度の不均一性は露光装置の稼動時間（稼動開始からの経過時間）によっても変動するため、吹き出す空気の量を制御するだけでは、露光装置全体の温度の不均一性を低減することができないという問題があった。

この発明の課題は、露光装置内の温度の不均一性を効率良く解消することができる露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。

本発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンを外径が５００ｍｍより大きい感光性基板上に露光する露光装置において、前記露光装置内に温度制御された空気を送り込む複数のダクトを備え、前記複数のダクトの吹出し口は、前記露光装置内の異なる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする。

本発明の露光装置によれば、露光装置内に温度制御された空気を送り込む複数のダクトの吹出し口が露光装置内の異なる位置にそれぞれ配置されるため、露光装置内の温度の不均一性を効率良く解消することができる。従って、温度変化により生じる露光装置が備える光学系の光学特性の変化等を防止することができるため、高解像度で露光を行うことができる。

また、本発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンを外径が５００ｍｍより大きい感光性基板上に露光する露光装置において、前記露光装置内に温度制御された空気を送り込む複数のダクトと、前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気の吹き付け箇所またはその近傍の少なくとも１箇所に配置された温度センサと、前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気を吸い込む少なくとも１つのリターンダクトと、前記温度センサが配置されている位置の時間経過に伴う温度変化に関する情報を記憶する記憶手段と、前記温度センサの検出結果及び前記記憶手段に記憶されている情報に基づいて、前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気の流量を制御する流量制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の露光装置によれば、温度センサの検出結果及び記憶手段に記憶されている情報に基づいてダクトの吹出し口から吹き出される空気の流量を制御する流量制御手段を備えているため、露光装置の稼動時間（稼動開始からの経過時間）に伴う露光装置内の部分的な温度の不均一性を防止することができ、露光装置内の温度の不均一性を効率良く解消することができる。従って、温度変化により生じる露光装置が備える光学系の光学特性の変化等を防止することができ、高解像度で露光を行うことができる。

また、本発明のマイクロデバイスの製造方法は、本発明の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。

本発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、本発明の露光装置を用いて露光を行うため、温度変化による露光装置が備える光学系の光学特性の変化等を防止することができ、高解像度でマイクロデバイスの製造を行うことができる。

この発明の露光装置によれば、露光装置内の温度の不均一性を効率良く解消することができる。従って、温度変化により生じる露光装置が備える光学系の光学特性の変化等を防止することができるため、高解像度で露光を行うことができる。

また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の露光装置を用いて露光を行うため、温度変化による露光装置が備える光学系の光学特性の変化等を防止することができ、高解像度でマイクロデバイスの製造を行うことができる。

以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図１は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す正面図である。図示しない光源から射出された光束は、照明光学系ＩＬを介して、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。マスクＭのパターンを通過した光束は、投影光学系ＰＬを介して、プレートテーブルＰＴ上に載置されている外径が５００ｍｍより大きいプレート（感光性基板）Ｐ上にマスクＭのパターン像を形成する。こうして、マスクＭを載置するマスクステージ（図示せず）とプレートテーブルＰＴを載置するプレートステージ（基板ステージ）ＰＳＴとを走査方向に相対的に同期移動させ、かつプレートステージＰＳＴを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、プレートＰの各露光領域にはマスクＭのパターンが逐次露光される。

また、この露光装置は、図１に示すように、照明光学系ＩＬを支持するための架台２、投影光学系ＰＬを支持するための架台であって防振パット４ａ，４ｂ上に載置されているコラム４及び露光装置本体を収容する環境チャンバ６を備えている。環境チャンバ６の内部は、外部に設置された空調機７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄから送風される温度制御された空気が複数のダクト８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出されることにより所定の温度に維持されるように構成されている。なお、空調機７ａ〜７ｄのそれぞれは、クーラーとヒーターとに接続させており、これらクーラーとヒーターにより空気の温度制御を行う。また、環境チャンバ６の内部に吹き出される空気は、環境チャンバ６の内部に吹き出される前にＨＥＰＡフィルタ（図示せず）を通過しているため、環境チャンバ６の内部のクリーン度も所定の値に維持されている。

上述の複数のダクト８ａ〜８ｄは、環境チャンバ６内に部分的に温度制御された空気を送り込む開口（吹出し口）を有する管路である。温度制御された空気が吹き出される４つのダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄは、環境チャンバ６内の異なる位置にそれぞれ配置される。この実施の形態においては、ダクト８ａの吹出し口１０ａは、環境チャンバ６内の他の部分と比較して高温となる投影光学系ＰＬの瞳位置またはその近傍に、温度制御された空気を吹き付けることができる位置に配置されている。ダクト８ｂの吹出し口１０ｂは、プレートステージＰＳＴの近傍であって、環境チャンバ６内での空気の流通方向に沿った下流に、温度制御された空気を吹き付けることができる位置に配置されている。ダクト８ｃの吹出し口１０ｃは、プレートステージＰＳＴの近傍であって、環境チャンバ６内での空気の流通方向に沿った中流に、温度制御された空気を吹き付けることができる位置に配置されている。ダクト８ｄの吹出し口１０ｄは、プレートステージＰＳＴの近傍であって、環境チャンバ６内での空気の流通方向に沿った上流に、温度制御された空気を吹き付けることができる位置に配置されている。

なお、投影光学系ＰＬやプレートステージＰＳＴ等においては、それぞれ発生する熱量が異なるため、それぞれの熱量に応じて空気の流量や空気の温度を制御することにより対応する。

ダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから環境チャンバ６内に送り込まれた温度制御された空気は、環境チャンバ６内を流通して、少なくとも１つのリターンダクト（この実施の形態においては、４つのリターンダクト１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）により吸い込まれ、環境チャンバ６から排気される。環境チャンバ６から排気された空気は、４つのリターンダクト１２ａ〜１２ｄを介して空調機７ａ〜７ｄに戻される。

また、この露光装置は、ダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の吹き付け箇所またはその近傍の少なくとも１箇所に該箇所の温度を検出する温度センサ（この実施の形態においては、４つの温度センサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）を備えている。即ち、温度センサ１４ａはダクト８ａの吹出し口１０ａから吹き出される空気の温度が検出できる位置に配置されており、温度センサ１４ｂはダクト８ｂの吹出し口１０ｂから吹き出される空気の温度が検出できる位置に配置されており、温度センサ１４ｃはダクト８ｃの吹出し口１０ｃから吹き出される空気の温度が検出できる位置に配置されており、温度センサ１４ｄはダクト８ｄの吹出し口１０ｄから吹き出される空気の温度が検出できる位置に配置されている。４つの温度センサ１４ａ〜１４ｄにより検出された検出信号は、後述する制御部１６に対して出力される。

また、この露光装置は、ダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量を制御する制御部１６（流量制御手段）を備えている。制御部１６には空調機７ａ〜７ｄのそれぞれが接続されており、空調機７ａ〜７ｄのそれぞれは、制御部１６からの制御信号に基づいて空調機７ａ〜７ｄのそれぞれから送風される空気の流量、即ちダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量を変更する。

具体的には、制御部１６は、温度センサ１４ａにより検出された検出信号に基づいて、温度センサ１４ａが検出する投影光学系ＰＬの瞳位置またはその近傍の温度を最適なものとするために、ダクト８ａの吹出し口１０ａから吹き出される空気の流量を求める。そして、制御部１６は、求めた空気の流量が吹出し口１０ａから吹き出される空気の流量となるように空調機７ａに制御信号を出力する。空調機７ａは、制御部１６からの制御信号に基づいて送風する空気の流量を変更する。同様に、制御部１６は、温度センサ１４ｂ〜１４ｄにより検出された検出信号に基づいて、温度センサ１４ｂ〜１４ｄのそれぞれが位置する部分的な場所の温度を最適なものとするために、ダクト８ｂ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ｂ〜１０ｄから吹き出される空気の流量を求める。そして、制御部１６は、求めた空気の流量が吹出し口１０ｂ〜１０ｄから吹き出される空気の流量となるように空調機７ｂ〜７ｄに制御信号を出力する。空調機７ｂ〜７ｄは、制御部１６からの制御信号に基づいて送風する空気の流量を変更する。

この第１の実施の形態にかかる露光装置によれば、環境チャンバ内（露光装置内）に温度制御された空気を送り込む複数（４つ）のダクトのそれぞれの吹出し口が露光装置内の異なる位置に配置されるため、環境チャンバ内の温度の不均一性を効率良く低減することができる。即ち、環境チャンバ内の高温となる位置や環境チャンバ内の空気の流通方向に沿って上流、中流及び下流にダクトの吹出し口を配置することにより、環境チャンバ内の部分的な温度差を低減することができる。従って、温度変化により生じる照明光学系、投影光学系、干渉計等の光学特性の変化を防止することができるため、高解像度で露光を行うことができる。

次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図２は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。この第２の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる露光装置の構成に加えて、リターンダクト温度センサ１７ａ〜１７ｄ、少なくとも１つの開口面積変更機構（この実施の形態においては、４つの開口面積変更機構１８ａ〜１８ｄ）及びこれらの開口面積変更機構１８ａ〜１８ｄのそれぞれを駆動する駆動部２０ａ〜２０ｄを備えている。なお、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略し、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成については同一の符号を用いて説明を行う。

この露光装置は、図２に示すように、リターンダクト１２ａの吸込み口の開口面積を変更する開口面積変更機構（開口面積変更手段）１８ａを備えている。同様に、リターンダクト１２ｂ〜１２ｄのそれぞれの吸込み口の開口面積を変更する開口面積変更機構（開口面積変更手段）１８ｂ〜１８ｄを備えている。リターンダクト１２ａの開口面積は、駆動部２０ａの制御により開口面積変更機構１８ａが駆動されることにより変更される。同様に、リターンダクト１２ｂ〜１２ｄの開口面積は、駆動部２０ｂ〜２０ｄの制御により開口面積変更機構１８ｂ〜１８ｄのそれぞれが駆動されることにより変更される。

また、この露光装置は、リターンダクト１２ａ〜１２ｄのそれぞれの吸込み口またはその近傍に空気の温度を検出する少なくとも１つのリターンダクト温度センサ（この実施の形態においては、４つのリターンダクト温度センサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）を備えている。即ち、リターンダクト温度センサ１７ａはリターンダクト１２ａの吸込み口から吸い込まれる空気の温度が検出できる位置に配置されており、リターンダクト温度センサ１７ｂはリターンダクト１２ｂの吸込み口から吸い込まれる空気の温度が検出できる位置に配置されており、リターンダクト温度センサ１７ｃはリターンダクト１７ｃの吸込み口から吸い込まれる空気の温度が検出できる位置に配置されており、リターンダクト温度センサ１７ｄはリターンダクト１２ｄの吸込み口から吸い込まれる空気の温度が検出できる位置に配置されている。４つのリターンダクト温度センサ１７ａ〜１７ｄにより検出された検出信号は、制御部１６に対して出力される。

制御部１６は、リターンダクト温度センサ１７ａにより検出された検出信号に基づいて、リターンダクト１２ａの吸込み口またはその近傍の温度を最適なものとするために、リターンダクト１２ａの吸込み口から吸い込まれる空気の流量を求める。そして、制御部１６は、求めた空気の流量がリターンダクト１２ａの吸込み口から吸い込まれる空気の流量となるように、リターンダクト１２ａの開口面積を求める。そして、制御部１６は、求めたリターンダクト１２ａの開口面積に基づいて、駆動部２０ａに制御信号を出力する。駆動部２０ａは、制御部１６からの制御信号に基づいて、開口面積変更機構１８ａを駆動し、リターンダクト１２ａの開口面積を変更する。

同様に、制御部１６は、リターンダクト温度センサ１７ｂ〜１７ｄにより検出された検出信号に基づいて、リターンダクト温度センサ１７ｂ〜１７ｄのそれぞれが位置する部分的な場所の温度を最適なものとするために、リターンダクト１２ｂ〜１２ｄの吸込み口から吸い込まれる空気の流量を求め、求めた空気の流量に基づいてリターンダクト１２ｂ〜１２ｄのそれぞれの開口面積を求める。そして、制御部１６は、求めたリターンダクト１２ｂ〜１２ｄのそれぞれの開口面積に基づいて、駆動部２０ｂ〜２０ｄに制御信号を出力する。駆動部２０ｂ〜２０ｄは、制御部１６からの制御信号に基づいて、開口面積変更機構１８ｂ〜１８ｄを駆動し、リターンダクト１２ｂ〜１２ｄのそれぞれの開口面積を変更する。

この第２の実施の形態にかかる露光装置によれば、環境チャンバ内（露光装置内）に温度制御された空気を送り込む複数（４つ）のダクトのそれぞれの吹出し口が露光装置内の異なる位置に配置されている。また、環境チャンバ内（露光装置内）の空気を吸い込む複数（４つ）のリターンダクトを備え、この４つのリターンダクトの開口面積を変更することができる。従って、環境チャンバ内の高温となる位置や環境チャンバ内の空気の流通方向に沿って上流、中流及び下流にダクトの吹出し口を配置することにより、環境チャンバ内の部分的な温度差の発生を抑えることができ、環境チャンバ内の温度の不均一性を効率良く改善することができる。従って、温度変化により生じる照明光学系、投影光学系、干渉計等の光学特性の変化を少なくすることができるため、高解像度で露光を行うことができる。

なお、この第２の実施の形態にかかる露光装置においては、リターンダクト温度センサ１７ａ〜１７ｄの検出結果に基づいてリターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積を変更しているが、ダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量または温度に基づいてリターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積を変更するようにしてもよい。この場合においては、制御部１６は、空調機７ａ〜７ｄにより送風される空気の流量または温度に基づいてリターンダクト１２ａ〜１２ｄの吸込み口またはその近傍の温度を最適なものとするために、リターンダクト１２ａ〜１２ｄの吸込み口から吸い込まれる空気の流量を求める。そして、制御部１６は、求めた空気の流量がリターンダクト１２ａ〜１２ｄの吸込み口から吸い込まれる空気の流量となるように、リターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積を求める。そして、制御部１６は、求めたリターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積に基づいて、駆動部２０ａ〜２０ｄに制御信号を出力する。駆動部２０ａ〜２０ｄは、制御部１６からの制御信号に基づいて、リターンダクト開口面積変更機構１８ａ〜１８ｄを駆動し、リターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積を変更する。

また、この第２の実施の形態にかかる露光装置においては、リターンダクト温度センサ１７ａ〜１７ｄの検出結果に基づいてリターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積を変更しているが、温度センサ１４ａ〜１４ｄの検出結果に基づいてリターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積を変更してもよい。

次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図３は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。この第３の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる露光装置を構成するリターンダクト１２ａ〜１２ｄに代えて、リターンダクト２２ａ〜２２ｄを備えている。なお、第３の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略し、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成については同一の符号を用いて説明を行う。

この露光装置は、４つのダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄに対応して４つのリターンダクト２２ａ〜２２ｄを備えている。即ち、リターンダクト２２ａは、ダクト８ａが配置される位置に対応した位置に配置されている。同様に、リターンダクト２２ｂ〜２２ｄは、ダクト８ｂ〜８ｄが配置される位置に対応した位置に配置されている。また、この露光装置は、リターンダクト２２ａの吸込み口の開口面積を変更する開口面積変更機構（開口面積変更手段）２４ａを備えている。同様に、リターンダクト２２ｂ〜２２ｄのそれぞれの吸込み口の開口面積を変更する開口面積変更機構（開口面積変更手段）２４ｂ〜２４ｄを備えている。リターンダクト２２ａの開口面積は、図示しない駆動部により開口面積変更機構２４ａを駆動することにより変更される。同様に、リターンダクト２２ｂ〜２２ｄの開口面積は、図示しない駆動部により開口面積変更機構２４ｂ〜２４ｄのそれぞれを駆動することにより変更される。

制御部１６は、温度センサ１４ａ〜１４ｄにより検出された検出信号に基づいて、温度センサ１４ａ〜１４ｄのそれぞれが位置する部分的な場所の温度を最適なものとするために、ダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量を求める。そして、制御部１６は、求めた空気の流量が吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量となるように空調機７ａ〜７ｄに制御信号を出力する。空調機７ａ〜７ｄは、制御部１６からの制御信号に基づいて送風する空気の流量を変更する。

また、制御部１６は、温度センサ１４ａ〜１４ｄにより検出された検出信号に基づいて、温度センサ１４ａ〜１４ｄのそれぞれが位置する部分的な場所の温度を最適なものとするために、リターンダクト２２ａ〜２２ｄの吸込み口から吸い込まれる空気の流量を求め、求めた空気の流量に基づいてリターンダクト２２ａ〜２２ｄのそれぞれの開口面積を求める。そして、制御部１６は、求めたリターンダクト２２ａ〜２２ｄのそれぞれの開口面積に基づいて図示しない駆動部に制御信号を出力し、駆動部を介してリターンダクト開口面積変更機構２４ａ〜２４ｄを駆動することによりリターンダクト２２ａ〜２２ｄのそれぞれの開口面積を変更する。

この第３の実施の形態にかかる露光装置によれば、環境チャンバ内（露光装置内）に温度制御された空気を送り込む複数（４つ）のダクトのそれぞれの吹出し口が露光装置内の異なる位置に配置され、４つのダクトが配置される位置にそれぞれ対応してリターンダクトが配置されている。従って、環境チャンバ内の高温となる位置や環境チャンバ内の空気の流通方向に沿って上流、中流及び下流にダクトの吹出し口及びリターンダクトの吸込み口を配置することにより、環境チャンバ内の部分的な温度差の発生を抑えることができ、環境チャンバ内の温度の不均一性を効率良く改善することができる。

また、４つのダクトが配置される位置にそれぞれ対応してリターンダクトが配置されているため、環境チャンバ内の局所的な位置の温度制御をその局所的な位置毎に行うことができ、高精度に環境チャンバ内の温度制御を行うことができる。従って、環境チャンバ内の温度の不均一性を精度良く改善することができるため、温度変化により生じる照明光学系、投影光学系、干渉計等の光学特性の変化を低減することができ、高解像度で露光を行うことができる。

なお、上述の第１及び第３の実施の形態にかかる露光装置においては、温度センサ１４ａ〜１４ｄの検出結果に基づいて空調機７ａ〜７ｄから送風される空気の流量を調整することによりダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量を制御しているが、空調機７ａ〜７ｄから送風される空気の温度を調整することによりダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の温度を制御するようにしてもよい（温度制御手段）。この場合においても、環境チャンバ６内の温度の不均一性を効率良く改善することができる。

次に、図面を参照して、この発明の第４の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図４は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。この第４の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第１の実施の形態にかかる露光装置を構成するものに加えて、温度センサ１４ａ〜１４ｄが配置されている位置の時間経過に伴う温度変化に関する情報を記憶する記憶部２６を備えている。なお、第４の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略し、第１の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成については同一の符号を用いて説明を行う。

この露光装置は、図４に示すように、温度センサ１４ａ〜１４ｄが配置されている位置の時間経過に伴う温度変化に関する情報が記憶されている記憶部（記憶手段）２４を備えている。制御部１６は、温度センサ１４ａ〜１４ｄにより検出された検出信号及び記憶部２６に記憶されている情報に基づいて、温度センサ１４ａ〜１４ｄのそれぞれが位置する部分的な場所の温度を最適なものとするために、ダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量を求める。そして、制御部１６は、求めた空気の流量が吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量となるように空調機７ａ〜７ｄに制御信号を出力する。空調機７ａ〜７ｄは、制御部１６からの制御信号に基づいて送風する空気の流量を調整する。

この第４の実施の形態にかかる露光装置によれば、環境チャンバ内（露光装置内）に温度制御された空気を送り込む複数（４つ）のダクトのそれぞれの吹出し口が露光装置内の異なる位置に配置されている。従って、環境チャンバ内の高温となる位置や環境チャンバ内の空気の流通方向に沿って上流、中流及び下流にダクトの吹出し口を配置することにより、環境チャンバ内の部分的な温度差を低減することができる。また、４つの温度センサの検出結果及び記憶部に記憶されている情報に基づいて４つのダクトの吹出し口から吹き出される空気の流量を制御するため、露光装置の稼動時間（稼動開始からの経過時間）に伴う露光装置内の部分的な温度の不均一性の発生を抑えることができ、環境チャンバ内（露光装置内）の温度の不均一性を効率良く改善することができる。従って、温度変化により生じる照明光学系、投影光学系、干渉計等の光学特性の変化を防止することができるため、高解像度で露光を行うことができる。

また、１つの温度センサの検出結果に基づいてダクトの吹出し口から吹き出される空気の流量を制御するのではなく、４つの温度センサの検出結果及び４つの温度センサが配置されている位置の時間経過に伴う温度変化に関する情報に基づいてダクトの吹出し口から吹き出される空気の流量を制御する。即ち、４つの温度センサのそれぞれの検出結果を組み合わせてダクトの吹出し口から吹き出される空気の流量を制御することもできるため、環境チャンバ内の温度の不均一性を高精度に効率良く改善することができる。

なお、この第４の実施の形態にかかる露光装置においては、リターンダクト１２ａ〜１２ｄの吸込み口の開口面積が一定であるが、例えば第２の実施の形態にかかる露光装置を構成するリターンダクト開口面積変更機構１８ａ〜１８ｄ及びリターンダクト開口面積変更機構１８ａ〜１８ｄを駆動する駆動部２０ａ〜２０ｄを備え、リターンダクト１２ａ〜１２ｄの吸込み口の開口面積を変更できるようにしてもよい。この場合には、制御部１６は、温度センサ１４ａ〜１４ｄにより検出された検出信号及び記憶部２６に記憶されている情報に基づいて、温度センサ１４ａ〜１４ｄのそれぞれが位置する部分的な場所の温度を最適なものとするために、リターンダクト１２ａ〜１２ｄの吸込み口から吸い込まれる空気の流量を求め、求めた空気の流量に基づいてリターンダクト１２ａ〜１２ｄのそれぞれの開口面積を求める。そして、制御部１６は、求めたリターンダクト１２ａ〜１２ｄのそれぞれの開口面積に基づいて、駆動部２０ａ〜２０ｄに制御信号を出力する。駆動部２０ａ〜２０ｄは、制御部１６からの制御信号に基づいて、リターンダクト開口面積変更機構１８ａ〜１８ｄを駆動し、リターンダクト１２ａ〜１２ｄのそれぞれの開口面積を変更する。

また、ダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量または温度に基づいてリターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積を変更するようにしてもよい。この場合においては、制御部１６は、空調機７ａ〜７ｄにより送風される空気の流量または温度を検出し、検出結果に基づいてリターンダクト１２ａ〜１２ｄの吸込み口またはその近傍の温度を最適なものとするために、リターンダクト１２ａ〜１２ｄの吸込み口から吸い込まれる空気の流量を求める。そして、制御部１６は、求めた空気の流量がリターンダクト１２ａ〜１２ｄの吸込み口から吸い込まれる空気の流量となるように、リターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積を求める。そして、制御部１６は、求めたリターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積に基づいて、駆動部２０ａ〜２０ｄに制御信号を出力する。駆動部２０ａ〜２０ｄは、制御部１６からの制御信号に基づいて、リターンダクト開口面積変更機構１８ａ〜１８ｄを駆動し、リターンダクト１２ａ〜１２ｄの開口面積を変更する。

また、この第４の実施の形態にかかる露光装置においては、温度センサ１４ａ〜１４ｄの検出結果及び記憶部２６に記憶されている情報に基づいてダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の流量を制御しているが、温度センサ１４ａ〜１４ｄの検出結果及び記憶部２６に記憶されている情報に基づいてダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の温度を制御してもよい。即ち、空調機７ａ〜７ｄから送風される空気の温度を調整することにより、ダクト８ａ〜８ｄのそれぞれの吹出し口１０ａ〜１０ｄから吹き出される空気の温度を制御するようにしてもよい。この場合においても、環境チャンバ６内の温度の不均一性を効率良く解消することができる。

また、上述の各実施の形態にかかる露光装置においては、４つのダクト及びリターンダクトを備えているが、３つ以下のダクト及びリターンダクトを備えるようにしてもよく、５つ以上のダクト及びリターンダクトを備えるようにしてもよい。

また、上述の各実施の形態にかかる露光装置においては、４つのダクト及びリターンダクトを備えているが、リターンダクトのみを備えるようにしてもよい。この場合、１つのリターンダクトを備えるようにしてもよく、複数のリターンダクトを備えるようにしてもよい。また、リターンダクトの吸込み口の開口部を熱源の近傍に設けるとよく、この開口部の大きさを変更可能とすることによりリターンダクトの吸込み口から吸込まれる空気の流量を調整するとよい。

また、上述の各実施の形態においては、４つの空調機のそれぞれがクーラーとヒーターとに接続されており、クーラーとヒーターとが環境チャンバ内に送り込まれる空気の温度制御を行っているが、リターンダクトにより環境チャンバから排気された空気が空調機（ダクト）に到達するまでの間の流路の何処かに温度制御部を備え、この温度制御部がリターンダクトから排気された空気の温度制御を行うようにしてもよい。

このように、プレート（感光性基板）の大型化に伴い、プレートステージが大型化し、重量もますます増大している。また、プレートステージの大型化に伴い、露光装置自体も大型化し、露光装置本体を収納する環境チャンバ（空調チャンバ）も大きくなっているため、環境チャンバ内の温度分布の均一性を保つことが困難となっている。また、プレートステージの大型化に伴うプレートステージ駆動部の大型化もそのプレートステージ駆動部における熱の発生を増大させており、プレートステージ駆動部における熱の発生も環境チャンバ内の温度分布を発生させる要因となっている。また、露光装置のスループットを向上させるためには投影光学系や照明光学系を通過する光エネルギを大きくする必要があり、光エネルギの増大は投影光学系で発生する熱、照明光学系で発生する熱を増大させる要因となっている。従って、この発明は、大型プレート、特に外径が５００ｍｍを超えるプレートを露光する露光装置に対して有効である。

上述の各実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（プレート）に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の各実施の形態にかかる露光装置の何れか１つを用いて感光性基板としてのプレート等に所定の回路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半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図５のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図５のステップＳ３０１において、１ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットの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Ｓ３０３において、上述の各実施の形態にかかる露光装置の何れか１つを用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットの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Ｓ３０５において、その１ロットの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、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各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。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置の何れか１つを用いて露光を行うため、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを精度良く得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、プレート上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレート上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。

また、上述の各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。以下、図６のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図６において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の各実施の形態にかかる露光装置の何れか１つを用いてマスクの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Ｓ４０２へ移行する。

次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２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、または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されたり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Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２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。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１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Ｓ４０２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、モジュール組み立て工程Ｓ４０４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、上述の各実施の形態にかかる露光装置の何れか１つを用いて露光を行うため、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。

第１の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 第２の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 第３の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 第４の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 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の製造方法を示すフローチャートである。 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の製造方法を示すフローチャートである。

符号の説明

２…架台、４…コラム、６…環境チャンバ、７ａ〜７ｄ…空調機、８ａ〜８ｄ…ダクト、１０ａ〜１０ｄ…吹出し口、１２ａ〜１２ｄ，２２ａ〜２２ｄ…リターンダクト、１４ａ〜１４ｄ…温度センサ、１６…制御部、１７ａ〜１７ｄ…リターンダクト温度センサ、１８ａ〜１８ｄ，２４ａ〜２４ｄ…開口面積変更機構、２０ａ〜２０ｄ…駆動部、２２ａ〜２２ｄ…リターンダクト、２６…記憶部、ＩＬ…照明光学系、ＰＬ…投影光学系、Ｍ…マスク、Ｐ…プレート、ＰＴ…プレートテーブル、ＰＳＴ…プレートステージ。

Claims (15)

1. マスクに形成されたパターンを外径が５００ｍｍより大きい感光性基板上に露光する露光装置において、
   前記露光装置内に温度制御された空気を送り込む複数のダクトを備え、
   前記複数のダクトの吹出し口は、前記露光装置内の異なる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする露光装置。
2. 前記複数のダクトの吹出し口は、前記感光性基板を載置する基板ステージの近傍であって、前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気の流通方向に沿って上流、中流及び下流にそれぞれ少なくとも１つ配置されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気の吹き付け箇所またはその近傍の少なくとも１箇所に温度センサを備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の露光装置。
4. 前記温度センサは、前記複数のダクトに対応するように複数設けられ、
   前記複数の温度センサの検出結果に基づいて、前記複数のダクトの吹出し口からそれぞれ吹き出される空気の流量を制御する流量制御手段を備えることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
5. 前記温度センサの検出結果に基づいて、前記複数のダクトの吹出し口からそれぞれ吹き出される空気の温度を制御する温度制御手段を備えることを特徴とする請求項３または請求項４記載の露光装置。
6. 前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気を吸い込む少なくとも１つのリターンダクトと、
   前記リターンダクトの吸込み口の開口面積を変更する開口面積変更手段と、
   を備え、
   前記温度センサの検出結果に基づいて、前記開口面積変更手段により前記リターンダクトの吸込み口の開口面積の大きさを変更することを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れか一項に記載の露光装置。
7. 前記少なくとも１つのリターンダクトは、前記複数のダクトが配置される位置にそれぞれ対応して配置されることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
8. 前記少なくとも１つのリターンダクトの吸込み口または該吸込み口の近傍にリターンダクト温度センサを配置することを特徴とする請求項６または請求項７記載の露光装置。
9. 前記リターンダクト温度センサの検出結果に基づいて、前記開口面積変更手段により前記リターンダクトの吸込み口の開口面積を変更することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
10. 前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気の流量に基づいて、前記開口面積変更手段により前記リターンダクトの吸込み口の開口面積を変更することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか一項に記載の露光装置。
11. 前記複数のダクトの吹出し口から吹出される空気の温度に基づいて、前記開口面積変更手段により前記リターンダクトの吸込み口の開口面積を変更することを特徴とする請求項６乃至請求項１０の何れか一項に記載の露光装置。
12. マスクに形成されたパターンを外径が５００ｍｍより大きい感光性基板上に露光する露光装置において、
    前記露光装置内に温度制御された空気を送り込む複数のダクトと、
    前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気の吹き付け箇所またはその近傍の少なくとも１箇所に配置された温度センサと、
    前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気を吸い込む少なくとも１つのリターンダクトと、
    前記温度センサが配置されている位置の時間経過に伴う温度変化に関する情報を記憶する記憶手段と、
    前記温度センサの検出結果及び前記記憶手段に記憶されている情報に基づいて、前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気の流量を制御する流量制御手段と、
    を備えることを特徴とする露光装置。
13. 前記温度センサの検出結果及び前記記憶手段に記憶されている情報に基づいて、前記複数のダクトの吹出し口から吹き出される空気の温度を制御する温度制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
14. 前記リターンダクトの吸込み口の開口面積を変更する開口面積変更手段を備え、
    前記温度センサの検出結果及び前記記憶手段に記憶されている情報に基づいて、前記開口面積変更手段により前記リターンダクトの吸込み口の開口面積の大きさを変更することを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の露光装置。
15. 請求項１乃至請求項１４の何れか一項に記載の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、
    前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
    を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。

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