JP2007025085A - Exposure device, optical element array and multispot beam generator, and device manufacturing method - Google Patents

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JP2007025085A JP2005205053A JP2005205053A JP2007025085A JP 2007025085 A JP2007025085 A JP 2007025085A JP 2005205053 A JP2005205053 A JP 2005205053A JP 2005205053 A JP2005205053 A JP 2005205053A JP 2007025085 A JP2007025085 A JP 2007025085A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device which can make a footprint narrow and can be made compact, lightweight, and low-cost. <P>SOLUTION: A pattern projection unit 14 supported by support members 24 and 26 over a substrate P across a clearance in the gravitational direction is driven by a driving system in a specified direction. A pattern is formed on the substrate by the pattern projection unit 14 during the driving (or in synchronism with the driving) and thus the formation of the pattern in an area of specified size on the substrate, i.e. exposure becomes possible. The substrate (substrate holding member) is fixed and the pattern projection unit 14 moves, so the need for a large and heavy surface plate supporting a stage etc., holding the substrate is eliminated. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光装置、光学素子アレー及びマルチスポットビームジェネレータ、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、液晶表示素子(液晶パネル)等の製造に際してリソグラフィ工程で用いられる露光装置、該露光装置のパターン形成部に用いて好適な光学素子アレー及びマルチスポットビームジェネレータ、並びに前記露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus, an optical element array, a multi-spot beam generator, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an exposure apparatus used in a lithography process in manufacturing a liquid crystal display element (liquid crystal panel) and the like. The present invention relates to an optical element array and a multi-spot beam generator suitable for use in a pattern forming unit, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.

従来より、半導体素子又は液晶表示素子等のマイクロデバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク(レチクル、フォトマスク等)に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等の感光剤が塗布されたプレート(ガラスプレート、ウエハ等)上に転写するステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)や、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置などが用いられている。   Conventionally, in a lithography process for manufacturing a microdevice such as a semiconductor element or a liquid crystal display element, a photosensitive agent such as a resist is applied to a pattern formed on a mask (reticle, photomask, etc.) via a projection optical system. Step-and-repeat projection exposure apparatuses (steppers) that transfer onto plates (glass plates, wafers, etc.), step-and-scan projection exposure apparatuses, and the like are used.

ところで、プレート、特にガラスプレートは液晶表示素子の大型化に伴い次第に大型化し、近年では、1m角以上のプレートが比較的多く用いられるようなってきた。将来的には、ガラスプレートが更に大型化することは確実な情勢である。また、ガラスプレートの大型化に伴ってマスクも大型化してきた。しかるに、要求されるパターンルール(実用最小線幅)が同等であれば、マスクの大小にかかわらず、同程度の平面度が要求され、大型のマスクでも小型のマスクと同程度にたわみやうねりを抑える必要がある。従って、大型のマスクの場合、小型のマスクよりも大幅に厚くする必要があり、コストアップの要因となっていた。特に、例えばTFT(Thin Film Transistor)などの製造の際に用いられているマスクには、高価な石英ガラスが用いられるため、大型化によるコストアップは特に問題であった。   By the way, plates, particularly glass plates, have gradually become larger with the increase in size of liquid crystal display elements, and in recent years, plates having a size of 1 m square or more have come to be used relatively frequently. In the future, it is a certain situation that the glass plate will further increase in size. Moreover, the mask has also increased in size with the increase in the size of the glass plate. However, if the required pattern rule (practical minimum line width) is the same, the same degree of flatness is required regardless of the size of the mask, and a large mask can bend and swell as much as a small mask. It is necessary to suppress. Therefore, in the case of a large mask, it is necessary to make it significantly thicker than that of a small mask, which causes an increase in cost. In particular, an expensive quartz glass is used for a mask used in the manufacture of, for example, a TFT (Thin Film Transistor) or the like, and thus cost increase due to an increase in size is a particular problem.

かかる不都合を改善すべく、最近になって、デバイスパターンの大小にかかわらず、高価なマスクを用いることなくデバイスを形成することが可能なマスクレスタイプ(固定のパターン原版であるマスクを用いない)走査型投影露光装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1に記載の走査型投影露光装置は、転写パターンを形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を感光性基板上へ投影する投影光学系と、前記感光性基板を走査するための基板ステージとを備えている。そして、前記可変パターン生成装置は、前記基板ステージの走査に同期して、該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変化させ、前記投影光学系は、前記転写パターンの像の調整を行う調整機構を備えている。このため、特許文献1に記載の走査型投影露光装置によれば、基板ステージの走査に同期し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変化させて、所望のパターンを容易に生成することができる。さらに、従来のマスクを用いる露光装置とは異なり、マスクステージを備える必要がないので、露光装置のコストダウン及び小型化が可能であるとともに、投影光学系が転写パターンの像の調整を行う調整機構を備えているため、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像を正確に投影することができる。   Recently, in order to improve such inconvenience, a maskless type capable of forming a device without using an expensive mask regardless of the size of the device pattern (without using a mask which is a fixed pattern master). A scanning projection exposure apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The scanning projection exposure apparatus described in Patent Document 1 includes a variable pattern generation device that forms a transfer pattern, a projection optical system that projects a transfer pattern generated by the variable pattern generation device onto a photosensitive substrate, And a substrate stage for scanning the photosensitive substrate. The variable pattern generation device changes a transfer pattern generated in the variable pattern generation device in synchronization with scanning of the substrate stage, and the projection optical system adjusts an image of the transfer pattern. It has a mechanism. For this reason, according to the scanning projection exposure apparatus described in Patent Document 1, it is possible to easily generate a desired pattern by changing the transfer pattern generated in the variable pattern generation apparatus in synchronization with the scanning of the substrate stage. Can do. Further, unlike an exposure apparatus that uses a conventional mask, it is not necessary to provide a mask stage, so that the cost of the exposure apparatus can be reduced and the size can be reduced, and the adjustment mechanism that the projection optical system adjusts the image of the transfer pattern Therefore, it is possible to accurately project an image of a transfer pattern generated by the variable pattern generation device.

しかるに、ガラスプレートは世代毎に大型化しており、今や1870mm×2200mmの第7世代に至っており、将来の第8世代では2m角を越えるサイズにまで大型化する。特許文献1などに開示されるマスクレスタイプの走査型露光装置のように、感光性基板を走査するための基板ステージを備える装置に、上述の大型のガラスプレートを載置する場合を考えると、その基板ステージを支持するステージベース(定盤)が大型化、重量化し、例えば第7世代のガラスプレートを使用する場合であっても、その定盤は長辺の長さが4m以上必要であり、その重量は10〔t〕にも達してしまう。このような場合、露光装置が大型化、重量化するのに加え、定盤の搬送(運搬)が困難になるという不都合を有している。また、定盤は、その性質上、一体物で製作する必要があるため、製作、加工も非常に困難となり、製造コストの大幅な上昇を招いてしまう。   However, the size of the glass plate is increasing with each generation, and now it has reached the seventh generation of 1870 mm × 2200 mm, and in the future eighth generation, it will be increased to a size exceeding 2 m square. Considering the case where the above-described large glass plate is placed on an apparatus including a substrate stage for scanning a photosensitive substrate, such as a maskless type scanning exposure apparatus disclosed in Patent Document 1 or the like, The stage base (surface plate) that supports the substrate stage is enlarged and weighted. For example, even if a 7th generation glass plate is used, the surface plate must have a long side length of 4 m or more. The weight reaches 10 [t]. In such a case, in addition to increasing the size and weight of the exposure apparatus, it has the disadvantage that it is difficult to transport (transport) the surface plate. In addition, because the surface plate needs to be manufactured as a single piece due to its nature, it is very difficult to manufacture and process, resulting in a significant increase in manufacturing cost.

特開2004−327660号公報JP 2004-327660 A

本発明は、第1の観点からすると、基板を露光して該基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、基板をほぼ平坦に保持する基板保持部材と;前記基板上にパターンを形成するパターン形成部と;前記基板保持部材に保持された前記基板と対向して前記パターン形成部に設けられ、前記基板の表面に対して前記パターン形成部の少なくとも一部を重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持する支持部材と;該支持部材によって前記基板に対してその少なくとも一部が重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持された前記パターン形成部を前記基板の表面に沿って駆動する駆動系と;を、備える第1の露光装置である。   From a first aspect, the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate to form a predetermined pattern on the substrate, a substrate holding member that holds the substrate substantially flat; and a pattern on the substrate. A pattern forming portion to be formed; provided in the pattern forming portion so as to face the substrate held by the substrate holding member; and at least a part of the pattern forming portion with respect to the surface of the substrate in a predetermined direction with respect to the direction of gravity A support member supported via a clearance; and driving the pattern forming portion, which is supported by the support member via the predetermined clearance with respect to a direction of gravity along the surface of the substrate, along the surface of the substrate. And a drive system.

これによれば、支持部材によって基板に対してその少なくとも一部が重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持されたパターン形成部が駆動系により所定方向に駆動されるので、その駆動中に(又はその駆動に同期して)パターン形成部で基板上にパターンを形成することで、基板の所定面積の領域に対するパターンの形成、すなわち露光が可能となる。また、マスクステージを備える必要がないので、露光装置のコストダウン及び小型化が可能となる。また、基板(基板保持部材)を固定とし、パターン形成部が移動する構成を採用できるため、基板を保持するステージ等を支持する大型、大重量の定盤が不要となる。従って、従来のマスクレスタイプの走査型投影露光装置に比べても、相当にフットプリントの狭小化、小型化及び軽量化、並びに低コスト化が可能となる。また、小型、軽量のパターン形成部が移動するので、その移動の際の駆動力の反力に起因する振動を抑制することが可能となり、この振動抑制により基板上にパターンを精度良く形成することが可能となる。   According to this, since the pattern forming unit, which is supported by the support member with respect to the substrate through the predetermined clearance with respect to the direction of gravity, is driven in the predetermined direction by the drive system, By forming a pattern on the substrate in the pattern forming unit (synchronously with the driving thereof), it is possible to form a pattern in a predetermined area of the substrate, that is, to perform exposure. Further, since it is not necessary to provide a mask stage, the cost and size of the exposure apparatus can be reduced. In addition, since the substrate (substrate holding member) is fixed and the pattern forming unit can be moved, a large and heavy surface plate that supports a stage or the like for holding the substrate becomes unnecessary. Therefore, compared with the conventional maskless type scanning projection exposure apparatus, it is possible to considerably reduce the footprint, reduce the size and weight, and reduce the cost. In addition, since the small and lightweight pattern forming unit moves, it is possible to suppress vibration caused by the reaction force of the driving force during the movement, and to form the pattern on the substrate accurately by this vibration suppression. Is possible.

本発明は、第2の観点からすると、第1軸とこれに直交する第2軸とを含む2次元面内で前記第2軸に対して所定角度を成す第3軸方向の第1の直線上に所定ピッチで配置された複数の光学素子を含む第1の列の光学素子群と、前記第1の直線から前記第1軸方向に所定間隔を隔てた第2の直線上に前記所定ピッチで配置された複数の光学素子を含む第2の列の光学素子群とが、少なくとも形成されたプレートを含み、前記各光学素子が照明光で照明されたときに所定の面上にスポットを形成する位相型の回折光学素子であることを特徴とする光学素子アレーである。   From a second viewpoint, the present invention provides a first straight line in the third axis direction that forms a predetermined angle with respect to the second axis in a two-dimensional plane including the first axis and a second axis perpendicular thereto. A first row of optical element groups including a plurality of optical elements arranged at a predetermined pitch, and the predetermined pitch on a second straight line spaced from the first straight line by a predetermined distance in the first axial direction; And a second row of optical element groups including a plurality of optical elements arranged at a position including at least a formed plate, and forming a spot on a predetermined surface when each of the optical elements is illuminated with illumination light An optical element array characterized by being a phase type diffractive optical element.

これによれば、光学素子アレーでは、第2軸に対して所定角度を成す相互に平行な第1の直線、第2の直線上に所定ピッチpで複数の位相型の回折光学素子が配置されているので、各回折光学素子が所定の面上に形成するスポットの形状に応じた寸法にピッチを設定することで、光学素子アレーを所定の面に対して第2軸方向に相対移動することで、その所定の面上の所定面積の領域を隙間なくスポットにより露光することが可能になる。   According to this, in the optical element array, a plurality of phase type diffractive optical elements are arranged at a predetermined pitch p on a first straight line and a second straight line that are parallel to each other and have a predetermined angle with respect to the second axis. Therefore, the optical element array can be moved relative to the predetermined surface in the second axis direction by setting the pitch to a dimension corresponding to the shape of the spot formed on the predetermined surface by each diffractive optical element. Thus, it is possible to expose a region of a predetermined area on the predetermined surface with a spot without a gap.

本発明は、第3の観点からすると、所定の面上に複数のスポットビームを形成するためのマルチスポットビームジェネレータであって、本発明の光学素子アレーと;前記光学素子アレーを構成する各光学素子に対する個別の照明光の入射及び非入射を実現する空間光変調器と;を備えるマルチスポットビームジェネレータである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a multi-spot beam generator for forming a plurality of spot beams on a predetermined surface, the optical element array of the present invention; and each optical element constituting the optical element array. A multi-spot beam generator comprising: a spatial light modulator that realizes incidence and non-incidence of individual illumination light on the element.

これによれば、本発明のマルチスポットビームジェネレータを露光対象の基板に対して第2軸方向に相対移動し、その際に空間光変調器により光学素子アレーを構成する各光学素子に対する個別の照明光の入射及び非入射を行うことで、基板表面に形成されるスポットの配置、すなわちパターンの形状、配置等を変化させることができるため、所望のパターンを基板上に容易に形成することができる。この場合、基板上の所定面積の領域の全域で、均一な積算エネルギ量(露光ドーズ量)分布で露光を行うことが可能となる。   According to this, the multi-spot beam generator of the present invention is moved relative to the substrate to be exposed in the second axis direction, and at that time, individual illumination for each optical element constituting the optical element array by the spatial light modulator By making light incident and non-incident, the arrangement of spots formed on the substrate surface, that is, the pattern shape, arrangement, and the like can be changed, so that a desired pattern can be easily formed on the substrate. . In this case, it is possible to perform exposure with a uniform integrated energy amount (exposure dose amount) distribution over the entire area of a predetermined area on the substrate.

本発明は、第4の観点からすると、基板を露光して該基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、基板をほぼ平坦に保持する基板保持部材と;本発明のマルチスポットビームジェネレータを含み、該マルチスポットビームジェネレータによる複数のスポットビームにより前記基板を露光してパターンを形成するパターン形成部と;前記基板保持部材と前記パターン形成部との少なくとも一方を駆動して、前記第2軸方向に相対走査する駆動系とを備える第2の露光装置である。   From a fourth aspect, the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate to form a predetermined pattern on the substrate, a substrate holding member that holds the substrate substantially flat; and the multi-spot beam of the present invention A pattern forming unit that includes a generator and exposes the substrate with a plurality of spot beams by the multi-spot beam generator to form a pattern; and drives at least one of the substrate holding member and the pattern forming unit to It is a 2nd exposure apparatus provided with the drive system which carries out relative scanning to a biaxial direction.

これによれば、駆動系によりパターン形成部が基板に対して第2軸方向に相対走査されるのと同期して、該パターン形成部を構成するマルチスポットビームジェネレータ内部の空間光変調器を制御することで、所望のパターンを基板上に容易に形成することができる。また、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なる。   According to this, the spatial light modulator inside the multi-spot beam generator constituting the pattern forming unit is controlled in synchronization with the pattern forming unit being scanned relative to the substrate in the second axis direction by the drive system. Thus, a desired pattern can be easily formed on the substrate. Further, it is not necessary to provide a mask stage that is necessary when using a mask that is an object pattern.

リソグラフィ工程において、本発明の第1、第2の露光装置を用いて基板を露光することにより、高集積度のデバイスを精度良く形成することが可能となる。従って、本発明は、さらに別の観点からすると、本発明の第1、第2の露光装置のいずれかを用いて基板を露光するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であるとも言える。   In the lithography process, by exposing the substrate using the first and second exposure apparatuses of the present invention, a highly integrated device can be formed with high accuracy. Therefore, from another viewpoint, the present invention can be said to be a device manufacturing method including a lithography step of exposing a substrate using either the first exposure apparatus or the second exposure apparatus of the present invention.

《第1の実施形態》
以下、本発明の第1の実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。図1には、第1の実施形態の露光装置100の構成が概略的に示されている。
<< First Embodiment >>
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus 100 according to the first embodiment.

この図1に示される露光装置100は、クリーンルームの床面F上に水平に(XY面に平行に)設置された支持プレート(ベース又は定盤)10、該支持プレート10上に載置され、該支持プレート10に対してXY面内で相対的に微動可能なプレートホルダ12、該プレートホルダ12上に真空吸着等によって保持されたガラスプレート(以下、「プレート」と略述する)Pの上面の上方に配置され、その底部に設けられた支持部材によってプレートPの上面に対して所定のクリアランス(例えば数μm程度)を介して支持されたパターン投影ユニット14、該パターン投影ユニット14をプレートPの上面に沿ってXY面内で駆動する投影ユニット駆動系、前記パターン投影ユニット14に対してケーブル部16を介して接続された追従光学ユニット18、及び該追従光学ユニット18をパターン投影ユニット14に追従して駆動する追従ユニット駆動系等を備えている。   An exposure apparatus 100 shown in FIG. 1 is placed on a support plate (base or surface plate) 10 installed horizontally (parallel to the XY plane) 10 on a floor surface F of a clean room. An upper surface of a plate holder 12 that can be moved relative to the support plate 10 in the XY plane, and a glass plate (hereinafter abbreviated as “plate”) P held on the plate holder 12 by vacuum suction or the like. The pattern projection unit 14 disposed above the plate P and supported by a support member provided at the bottom thereof with respect to the upper surface of the plate P via a predetermined clearance (for example, about several μm), and the pattern projection unit 14 is mounted on the plate P A projection unit drive system for driving in the XY plane along the upper surface of the light source, and the follow-up light connected to the pattern projection unit 14 via the cable portion 16 And a unit 18, and follow-up unit driving system for driving to follow the tracking optical unit 18 in the pattern projection unit 14.

前記プレートホルダ12は、その底面に設けられた多数の気体静圧軸受、例えばエアベアリング(不図示)によって支持プレート10の上面に対して所定のクリアランス(例えば数μm程度)を介して支持されている。勿論、プレートホルダ12を、多数のボール又はころ等を介して支持プレート10上に載置しても良い。   The plate holder 12 is supported on the upper surface of the support plate 10 via a predetermined clearance (for example, about several μm) by a large number of static gas bearings, for example, air bearings (not shown) provided on the bottom surface. Yes. Of course, the plate holder 12 may be placed on the support plate 10 via a large number of balls or rollers.

このプレートホルダ12の内部には、XY2次元方向に所定の間隔で配置された多数のコイルから成るコイルアレーを含む電機子ユニット22が設けられている。この電機子ユニット22を構成するコイルアレーは、X駆動用コイル、Y駆動用コイルの他にZ駆動用コイルをも含んでいる。   Inside the plate holder 12, an armature unit 22 including a coil array composed of a large number of coils arranged at predetermined intervals in the XY two-dimensional direction is provided. The coil array constituting the armature unit 22 includes a Z driving coil in addition to the X driving coil and the Y driving coil.

前記パターン投影ユニット14は、その底部に第1支持部材24が固定された第1部分光学系部14A、該第1部分光学系部14Aの+X側に固定された第2部分光学系部14B、及び該第2部分光学系部14Bの上側に設けられた折り曲げミラー部14C、並びに第2部分光学系部14Bと折り曲げミラー部14Cとの間の接続部14Dとを備えている。この場合、第2部分光学系部14Bの底部の+X側の端面及びY軸方向の両端面に平面視U字状の第2支持部材26が固定されている。すなわち、折り曲げミラー部14C、接続部14D、第1部分光学系部14A及び第2部分光学系部14Bを含んで構成される、パターン投影ユニット14の全体が、第1,第2支持部材24,26によってプレートPの上面の上方に数μm程度のクリアランスを介して浮上支持されている。ここで、第1,第2の支持部材24,26は、その底面に複数の気体静圧軸受、例えばエアベアリングと、磁石アレーを含む磁極ユニットとを有する筐体によってそれぞれ構成されている。磁極ユニットは、上述の電機子ユニット22とともに、パターン投影ユニット14をX軸方向、Y軸方向に自在に駆動するとともに、Z軸方向、θx方向(X軸回りの回転方向)、θy方向(X軸回りの回転方向)及びθz方向(Z軸回りの回転方向)に微小駆動するアクチュエータ、例えば磁気浮上型の平面モータ23(図5参照)を構成している。かかる平面モータ23として、例えば特開2000−852744号公報(対応米国特許第6,304,320号)などに開示される構成のものを採用することができ、この平面モータ23を含んで前述の投影ユニット駆動系が構成されている。   The pattern projection unit 14 has a first partial optical system portion 14A having a first support member 24 fixed to the bottom thereof, a second partial optical system portion 14B fixed to the + X side of the first partial optical system portion 14A, And a bending mirror part 14C provided on the upper side of the second partial optical system part 14B, and a connection part 14D between the second partial optical system part 14B and the bending mirror part 14C. In this case, a second support member 26 having a U-shape in plan view is fixed to the end surface on the + X side and the both end surfaces in the Y-axis direction of the bottom of the second partial optical system portion 14B. That is, the entire pattern projection unit 14 including the bending mirror portion 14C, the connection portion 14D, the first partial optical system portion 14A, and the second partial optical system portion 14B includes the first and second support members 24, 26 is levitated and supported above the upper surface of the plate P by a clearance of about several μm. Here, the first and second support members 24 and 26 are each constituted by a casing having a plurality of gas static pressure bearings, for example, air bearings, and a magnetic pole unit including a magnet array on its bottom surface. The magnetic pole unit, together with the armature unit 22 described above, drives the pattern projection unit 14 freely in the X-axis direction and the Y-axis direction, as well as the Z-axis direction, the θx direction (rotation direction around the X axis), and the θy direction (X An actuator, for example, a magnetically levitated planar motor 23 (see FIG. 5) that is finely driven in the rotation direction around the axis) and the θz direction (the rotation direction around the Z axis) is configured. As the flat motor 23, for example, one having a configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-852744 (corresponding US Pat. No. 6,304,320) can be adopted. A projection unit drive system is configured.

前記追従光学ユニット18は、筐体28と該筐体28の内部に収納された光源30等とを備えている。光源30としては、一例としてi線と同一波長の365nmに中心波長を持つ高出力紫外線発光ダイオード(UV-LED)が用いられているものとする。これに限らず、波長400nm、473nm,488nm,491nm,514nm,515nm,532nmの連続光を出力するCWレーザを光源として用いても良い。勿論、超高圧水銀ランプを光源として用い、波長選択フィルタによりi線(365nm)を取り出すようにしても良い。本実施形態では、後述するように、透過型液晶表示素子から成るアクティブ・マスクが用いられているので、波長350nm〜600nmの照明光を出力する光源を用いることが望ましい。これは、光源からの照明光が透過型液晶表示素子を容易に透過するためには波長を350nmより長波長にすることが望ましく、分解能を不要に低下させないためには、照明光の波長を600nmより短波長にすることが望ましいからである。なお、例えば上記波長範囲内で、波長が異なる複数の光、あるいは広帯域光を露光用照明光として用いても良い。また、追従光学ユニット18(光源30など)から発生する熱がパターン投影ユニット14に伝わらないように、例えば追従光学ユニット18に冷却装置を設けるなどの熱対策を施すことが好ましい。   The following optical unit 18 includes a housing 28 and a light source 30 accommodated in the housing 28. As the light source 30, for example, a high-power ultraviolet light-emitting diode (UV-LED) having a center wavelength of 365 nm that is the same wavelength as the i-line is used. However, the present invention is not limited thereto, and a CW laser that outputs continuous light having wavelengths of 400 nm, 473 nm, 488 nm, 491 nm, 514 nm, 515 nm, and 532 nm may be used as a light source. Of course, an ultrahigh pressure mercury lamp may be used as a light source, and the i-line (365 nm) may be extracted by a wavelength selection filter. In the present embodiment, as will be described later, an active mask made of a transmissive liquid crystal display element is used. Therefore, it is desirable to use a light source that outputs illumination light having a wavelength of 350 nm to 600 nm. This is because it is desirable to set the wavelength longer than 350 nm so that the illumination light from the light source can easily pass through the transmissive liquid crystal display element, and in order not to reduce the resolution unnecessarily, the wavelength of the illumination light is set to 600 nm. This is because it is desirable to make the wavelength shorter. For example, a plurality of lights having different wavelengths or broadband light within the above wavelength range may be used as the illumination light for exposure. Further, it is preferable to take heat countermeasures such as providing a cooling device in the follow-up optical unit 18 so that heat generated from the follow-up optical unit 18 (light source 30 or the like) is not transmitted to the pattern projection unit 14.

前記折り曲げミラー部14Cは、+Y側の壁に照明光の通路のとなる開口が形成されるとともに、その底面(下面)が開口した筐体32と、該筐体32の内部に水平面に対して45°の角度で斜設され、追従光学ユニット18から出力され上記開口を介して入射した照明光の光路を鉛直下方に向けて折り曲げる折り曲げミラーMとを備えている。   The folding mirror portion 14C has an opening that forms a passage for illumination light on the + Y side wall, and a housing 32 having a bottom surface (lower surface) opened, and a horizontal plane within the housing 32. There is a bending mirror M that is obliquely installed at an angle of 45 ° and that bends the optical path of the illumination light that is output from the tracking optical unit 18 and incident through the opening, vertically downward.

前記接続部14Dは、上面及び下面が開口した枠体34を有し、その枠体34の内部で可変パターンを生成可能なアクティブ・マスク36がXY面に平行に保持されている。本実施形態では、このアクティブ・マスク36として照明光によって照明されて画像(パターン)を生成する非発光型画像表示素子の一種である透過型の液晶表示素子(LCD:Liquid Crystal Display)から成る電子マスクが用いられている。このアクティブ・マスク36には、後述する露光領域IA(後述する投影光学系を介したプレートP上の照明光の照射領域(図4参照))に対応した台形状の有効エリアが設けられている。   The connecting portion 14D has a frame body 34 whose upper surface and lower surface are opened, and an active mask 36 capable of generating a variable pattern is held in the frame body 34 in parallel with the XY plane. In the present embodiment, the active mask 36 is an electronic device composed of a transmissive liquid crystal display (LCD) which is a kind of non-light-emitting image display element that is illuminated with illumination light to generate an image (pattern). A mask is used. The active mask 36 is provided with a trapezoidal effective area corresponding to an exposure area IA described later (an irradiation area of illumination light on the plate P via a projection optical system described later (see FIG. 4)). .

前記第2部分光学系部14Bは、上面、下面がともに開口し、−Y側の面に開口が形成された筐体38を有し、この筐体38の底部の+Y側の端面及びX軸方向の両端面に前述の第2支持部材26が固定されている。また、前記第1部分光学系部14Aは、+Y側の面に開口が形成された筐体40を有し、この筐体40の底部に前述の第1支持部材24が固定されている。筐体38,40の内部にアクティブ・マスク36の有効エリア内に形成されたパターンをプレートP上に投影する投影光学系が収容されている。   The second partial optical system portion 14B includes a housing 38 having both an upper surface and a lower surface that are open, and an opening formed on a surface on the −Y side. The end surface on the + Y side at the bottom of the housing 38 and the X axis The aforementioned second support member 26 is fixed to both end surfaces in the direction. The first partial optical system portion 14A has a housing 40 with an opening formed on the surface on the + Y side. The first support member 24 is fixed to the bottom of the housing 40. A projection optical system that projects a pattern formed in the effective area of the active mask 36 onto the plate P is accommodated in the housings 38 and 40.

これを更に詳述すると、図3に示されるように、筐体38の内部には、直角プリズムPrが収納されている。この直角プリズムPrは、直角を挟む一方の斜面から成る第1反射面P1r及び直角を挟む他方の斜面から成る第2反射面P2rをともにXY面に対して45°傾斜させた状態で、かつ側面視で(+X方向から見て)直角の頂点を−Y方向に向けた状態で配置されている。   More specifically, as shown in FIG. 3, a right-angle prism Pr is accommodated in the housing 38. The right-angle prism Pr is a state in which the first reflecting surface P1r composed of one inclined surface sandwiching a right angle and the second reflecting surface P2r composed of the other inclined surface sandwiching the right angle are both inclined by 45 ° with respect to the XY plane and They are arranged with their right-angled vertices facing in the -Y direction (viewed from the + X direction).

また、筐体40の内部には、直角プリズムPr(第1反射面P1r)側から順に、正の屈折力を有する屈折光学系K1と、直角プリズムPr側に凹面を向けた凹面反射鏡M1とが配置されている。屈折光学系K1と凹面反射鏡M1とは、Y軸方向に沿って配置され、全体としてY軸方向の光軸AX1を有する反射屈折系を構成している。光軸AX1は、直角プリズムPrの前述の頂点を通る。上記反射屈折系と前述の直角プリズムPrとを含んで、光軸AX1をその光軸とする反射屈折系から成る投影光学系PLが構成されている。この投影光学系PLによると、アクティブ・マスク36から−Z方向に入射した照明光が直角プリズムPrの第1反射面P1rで−Y方向に反射されて、屈折光学系K1に入射する。この屈折光学系K1に入射した照明光は、凹面反射鏡M1で反射され、その反射光は屈折光学系K1を介して+Y方向に進み、直角プリズムPrの第2反射面P2rに至る。そして、この照明光は、直角プリズムPrの第2反射面P2rで−Z方向に向けて反射され、プレートPに投射される。   Further, inside the housing 40, in order from the right prism Pr (first reflecting surface P1r) side, a refractive optical system K1 having a positive refractive power, and a concave reflecting mirror M1 having a concave surface directed to the right prism Pr side, and Is arranged. The refractive optical system K1 and the concave reflecting mirror M1 are arranged along the Y-axis direction, and constitute a catadioptric system having the optical axis AX1 in the Y-axis direction as a whole. The optical axis AX1 passes through the aforementioned vertex of the right-angle prism Pr. A projection optical system PL including a catadioptric system including the catadioptric system and the right-angle prism Pr described above and having the optical axis AX1 as its optical axis is configured. According to the projection optical system PL, the illumination light incident in the −Z direction from the active mask 36 is reflected in the −Y direction by the first reflecting surface P1r of the right-angle prism Pr and enters the refractive optical system K1. The illumination light incident on the refractive optical system K1 is reflected by the concave reflecting mirror M1, and the reflected light travels in the + Y direction via the refractive optical system K1 and reaches the second reflecting surface P2r of the right-angle prism Pr. The illumination light is reflected toward the −Z direction by the second reflecting surface P2r of the right-angle prism Pr and is projected onto the plate P.

本実施形態では、投影光学系PLとして、その像面上に等倍の正立像を形成する、両側テレセントリックの反射屈折系が用いられている。   In the present embodiment, a bilateral telecentric catadioptric system that forms an equal-magnification erect image on the image plane is used as the projection optical system PL.

上記の説明から明らかなように、投影光学系PLのイメージフィールドIFは、図4に示されるように、半円形の領域であり、このイメージフィールドIFを効率よく利用すべく、イメージフィールドIF内に台形状の露光領域IAを設定している。この場合、前述のアクティブ・マスク36上の有効エリアにより露光領域IAを規定しているが、これに限らず、例えば像面及びアクティブ・マスク36の面と光学的に共役な面に視野絞りを設けて露光領域IAを規定することとしても良い。   As is apparent from the above description, the image field IF of the projection optical system PL is a semicircular region as shown in FIG. 4, and the image field IF is used in the image field IF in order to efficiently use the image field IF. A trapezoidal exposure area IA is set. In this case, the exposure area IA is defined by the effective area on the active mask 36 described above. However, the present invention is not limited to this. For example, a field stop is formed on a surface optically conjugate with the image plane and the surface of the active mask 36. It may be provided to define the exposure area IA.

この場合において、例えば、直角プリズムPrの第2反射面P2rの下方に、倍率調整用の光学系を配置しても良い。但し、倍率調整用の光学系を採用する場合には、その倍率調整により発生する像ずれを補正するためにアクティブ・マスク36と第1反射面P1rとの間の光路中に転写パターンの結像位置(フォーカス位置)を補正する焦点位置補正用光学系、像シフト補正用の光学系の少なくとも一方を配置することが望ましい。焦点位置補正用光学系としては、一例としていわゆるくさびレンズ(Z軸に垂直な入射面と射出面との距離を調整可能に構成された一対のくさび形の光学部材)を用いることができ、本実施形態ではこのくさびレンズ37が焦点位置補正用光学系として、アクティブ・マスク36と第1反射面P1rとの間の光路中に配置されている。また、像シフト補正用の光学系としては、例えばZ軸に対する傾斜角度が調整可能な平行平面ガラス板などを用いることができる。   In this case, for example, an optical system for adjusting the magnification may be disposed below the second reflecting surface P2r of the right-angle prism Pr. However, when an optical system for adjusting the magnification is employed, an image of a transfer pattern is formed in the optical path between the active mask 36 and the first reflecting surface P1r in order to correct an image shift caused by the magnification adjustment. It is desirable to arrange at least one of a focus position correcting optical system for correcting the position (focus position) and an image shift correcting optical system. As an example of the focal position correcting optical system, a so-called wedge lens (a pair of wedge-shaped optical members configured so that the distance between the incident surface and the exit surface perpendicular to the Z axis can be adjusted) can be used. In the embodiment, the wedge lens 37 is disposed in the optical path between the active mask 36 and the first reflecting surface P1r as a focal position correcting optical system. Further, as the optical system for image shift correction, for example, a parallel flat glass plate whose tilt angle with respect to the Z axis can be adjusted can be used.

前記追従光学ユニット18の筐体28には、取付部材42を介して一対のYスライダ44が取り付けられている。各Yスライダ44は、Yガイド46の周囲に取り付けられ、Y軸方向に沿って所定ピッチで配置された複数の永久磁石を有している。この場合、Y軸方向に関して隣り合う永久磁石同士は、相互に逆極性とされている。また、Yガイド46は、長手方向をY軸方向とし、その内部には、所定ピッチで多数の電機子コイルが配置されている。すなわち、一対のYスライダ44とYガイド46とによって、Yスライダ44に取付部材42を介して取り付けられた追従光学ユニット18を、Yガイド46に沿ってY軸方向に駆動するムービングマグネット型のY軸リニアモータ48が構成されている。   A pair of Y sliders 44 are attached to the casing 28 of the following optical unit 18 via attachment members 42. Each Y slider 44 is attached around the Y guide 46 and has a plurality of permanent magnets arranged at a predetermined pitch along the Y-axis direction. In this case, the permanent magnets adjacent in the Y-axis direction have opposite polarities. The Y guide 46 has a longitudinal direction as the Y-axis direction, and a large number of armature coils are arranged at a predetermined pitch in the Y guide 46. That is, a moving magnet type Y that drives the following optical unit 18 attached to the Y slider 44 via the attachment member 42 in the Y-axis direction along the Y guide 46 by the pair of Y slider 44 and Y guide 46. A shaft linear motor 48 is configured.

ここで、各Yスライダ44のYガイド46に対向する面の少なくとも一部には、不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングを所定間隔で複数設けることとしても良い。   Here, a plurality of non-contact bearings (not shown) such as air bearings may be provided at predetermined intervals on at least a part of the surface of each Y slider 44 facing the Y guide 46.

前記Yガイド46の長手方向の一側と他側の端面には、+X方向から見て矩形枠状のXスライダ50A,50Bがそれぞれ固定されている。一方のXスライダ50Aは、X軸方向に伸びる断面略正方形のXガイド52Aの外周部に取り付けられている。すなわち、Xガイド52AがXスライダ50Aの開口内に挿入されている。Xスライダ50Aの内面の少なくとも1つの面に、X軸方向に沿って所定間隔で電機子コイルが配置されている。   X-sliders 50A and 50B having a rectangular frame shape as viewed from the + X direction are fixed to one end surface and the other end surface in the longitudinal direction of the Y guide 46, respectively. One X slider 50A is attached to the outer periphery of an X guide 52A having a substantially square cross section extending in the X axis direction. That is, the X guide 52A is inserted into the opening of the X slider 50A. Armature coils are arranged at predetermined intervals along the X-axis direction on at least one of the inner surfaces of the X slider 50A.

前記Xガイド52Aは、その長手方向の一側と他側の端部を、支持プレート10の上面にその下端が固定された支持部材54Aによってそれぞれ支持されている。このXガイド52Aは、その外面に前記電機子コイルに対向してX軸方向に沿って所定間隔で複数の永久磁石が配置されている。この場合、隣り合う永久磁石同士は相互に逆極性とされている。すなわち、Xスライダ50AとXガイド52Aとによって、Xスライダ50Aを、Xガイド52Aに沿ってX軸方向に駆動するムービングコイル型のX軸リニアモータ56Aが構成されている。   The X guide 52 </ b> A is supported at one end and the other end in the longitudinal direction by a support member 54 </ b> A whose lower end is fixed to the upper surface of the support plate 10. The X guide 52A has a plurality of permanent magnets arranged at predetermined intervals along the X-axis direction facing the armature coil on the outer surface thereof. In this case, adjacent permanent magnets have opposite polarities. That is, the X slider 50A and the X guide 52A constitute a moving coil type X axis linear motor 56A that drives the X slider 50A in the X axis direction along the X guide 52A.

他方のXスライダ50Bは、上記Xスライダ50Aと同様に構成されている。また、他方のXガイド52Bは、上記Xガイド52Aと同様に構成され、その長手方向の一側と他側の端部を、支持プレート10の上面にその下端が固定された支持部材54Bによってそれぞれ支持されている。この場合も、Xスライダ50BとXガイド52Bとによって、Xスライダ50Bを、Xガイド52Bに沿ってX軸方向に駆動するムービングコイル型のX軸リニアモータ56Bが構成されている。   The other X slider 50B is configured in the same manner as the X slider 50A. Further, the other X guide 52B is configured in the same manner as the X guide 52A, and one end and the other end in the longitudinal direction thereof are respectively supported by a support member 54B whose lower end is fixed to the upper surface of the support plate 10. It is supported. Also in this case, the X slider 50B and the X guide 52B constitute a moving coil type X axis linear motor 56B that drives the X slider 50B in the X axis direction along the X guide 52B.

なお、X軸リニアモータ56A、56Bとして、ムービングマグネット型のリニアモータを用いても良いことは勿論である。   Of course, moving magnet type linear motors may be used as the X-axis linear motors 56A and 56B.

また、各Xスライダの対応するXガイドに対向する面の少なくとも一部に、不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングを所定間隔で複数設けることとしても良い。   A plurality of non-contact bearings (not shown) such as air bearings may be provided at predetermined intervals on at least a part of the surface of each X slider facing the corresponding X guide.

上述のように、本実施形態では、Y軸リニアモータ48によって追従光学ユニット18がY軸方向に駆動され、一対のX軸リニアモータ56A,56BによってY軸リニアモータ48と一体で追従光学ユニット18がX軸方向に駆動される。すなわち、X軸リニアモータ56A,56BとY軸リニアモータ48とを含んで、追従光学ユニット18を駆動する駆動系の少なくとも一部が構成されている。   As described above, in this embodiment, the tracking optical unit 18 is driven in the Y-axis direction by the Y-axis linear motor 48, and the tracking optical unit 18 is integrated with the Y-axis linear motor 48 by the pair of X-axis linear motors 56A and 56B. Are driven in the X-axis direction. That is, at least a part of the drive system that drives the tracking optical unit 18 includes the X-axis linear motors 56A and 56B and the Y-axis linear motor 48.

前記X軸リニアモータ56A,56BによるXスライダ50A,50Bの駆動量(又はXスライダ50A,50BのX軸方向の位置情報)は計測センサ、例えばリニアエンコーダ68(図1では不図示、図5参照)によって計測されている。リニアエンコーダ68の計測値は、主制御装置80(図5参照)に供給されている。   The driving amount of the X sliders 50A and 50B by the X axis linear motors 56A and 56B (or positional information of the X sliders 50A and 50B in the X axis direction) is a measurement sensor, for example, a linear encoder 68 (not shown in FIG. 1, see FIG. 5). ) Is measured. The measurement value of the linear encoder 68 is supplied to the main controller 80 (see FIG. 5).

さらに、追従光学ユニット18の筐体28と折り曲げミラー部14Cの筐体32とのY軸方向の距離(間隔)は、筐体28に固定された変位センサ(例えば、PSD(Position Sensitive Device)を用いたレーザ変位センサ、渦電流式変位センサ、あるいは静電容量式変位センサなど)70(図1では不図示、図5参照)によって計測されている。この変位センサ70の計測値は、主制御装置80(図5参照)に供給されている。   Further, the distance (interval) in the Y-axis direction between the housing 28 of the tracking optical unit 18 and the housing 32 of the bending mirror portion 14C is determined by a displacement sensor (for example, PSD (Position Sensitive Device)) fixed to the housing 28. It is measured by a laser displacement sensor 70, an eddy current displacement sensor, or a capacitance displacement sensor used) 70 (not shown in FIG. 1, see FIG. 5). The measurement value of the displacement sensor 70 is supplied to the main controller 80 (see FIG. 5).

前記パターン投影ユニット14のXY面内の位置情報は、プレートホルダ12上に固定された平面ミラー58を介してパターン投影ユニット14に固定されたレーザ干渉計システム60によって、所定の分解能、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時計測されている。   The positional information of the pattern projection unit 14 in the XY plane is obtained by a laser interferometer system 60 fixed to the pattern projection unit 14 via a plane mirror 58 fixed on the plate holder 12 with a predetermined resolution, for example, 0. It is always measured with a resolution of about 5 to 1 nm.

これをさらに詳述すると、プレートホルダ12及びパターン投影ユニット14を斜視図にて示す図2に示されるように、筐体38の+X側の面には、第1干渉計60Aが固定され、筐体38の−X側の面には、第2干渉計60Bが固定されている。プレートホルダ12上面の+Y側端部には、第1干渉計60Aに対向してY軸方向に直交する反射面を有する第1平面ミラー58YがX軸方向に延設され、プレートホルダ12上面の−X側端部には、第2干渉計60Bに対向してX軸方向に直交する反射面を有する第2平面ミラー58XがY軸方向に延設されている。   More specifically, as shown in FIG. 2 which shows the plate holder 12 and the pattern projection unit 14 in a perspective view, the first interferometer 60A is fixed to the + X side surface of the casing 38, and the casing The second interferometer 60B is fixed to the surface of the body 38 on the −X side. At the + Y side end of the upper surface of the plate holder 12, a first plane mirror 58Y having a reflecting surface orthogonal to the Y-axis direction and facing the first interferometer 60A extends in the X-axis direction. On the −X side end, a second flat mirror 58X having a reflecting surface orthogonal to the X-axis direction is provided in the Y-axis direction so as to face the second interferometer 60B.

第1干渉計60Aは、光源、ビームスプリッタを含む光学系、ディテクタ及び参照鏡等を内蔵しており、光源からのビームをビームスプリッタで測長ビームと参照ビームとに分離し、測長ビームを第1平面ミラー58Yの反射面に照射してその反射光を受光し、その受光した反射光と参照ビームの参照鏡からの反射光とを光学系を介して同軸に合成して干渉させ、その干渉光を受光したディテクタから参照ビームの光路長と測長ビームの光路長との差に対応する干渉信号を出力するものである。但し、本実施形態の場合、平面ミラー58Yがプレートホルダ12上に固定されており、参照鏡が、移動体であるパターン投影ユニット14内に設けられているので、この第1干渉計60Aから出力される干渉信号は、平面ミラー58Yの反射面を基準とするパターン投影ユニット14(参照鏡)のY軸方向に関する位置情報に対応する信号に他ならない。   The first interferometer 60A includes a light source, an optical system including a beam splitter, a detector, a reference mirror, and the like. The beam from the light source is separated into a length measuring beam and a reference beam by the beam splitter. The reflected light of the first plane mirror 58Y is irradiated to receive the reflected light, and the received reflected light and the reflected light of the reference beam from the reference mirror are coaxially combined through the optical system to interfere with each other. An interference signal corresponding to the difference between the optical path length of the reference beam and the optical path length of the measurement beam is output from the detector that has received the interference light. However, in the case of the present embodiment, the plane mirror 58Y is fixed on the plate holder 12, and the reference mirror is provided in the pattern projection unit 14 which is a moving body, so that the output from the first interferometer 60A. The interference signal is nothing but a signal corresponding to the positional information regarding the Y-axis direction of the pattern projection unit 14 (reference mirror) with reference to the reflection surface of the plane mirror 58Y.

第2干渉計60Bは、光源、少なくとも3つのビームスプリッタを含む光学系、X軸方向用の参照鏡、Y軸方向用の参照鏡、X軸方向位置計測用のディテクタ、Y軸方向位置計測用のディテクタ等を内蔵している。この第2干渉計60Bは、光源からのビームを第1のビームスプリッタで2本のビームに分け、それぞれのビームを第2,第3のビームスプリッタにより測長ビームと参照ビームとにそれぞれ分離する。そして、この第2干渉計60Bは、第2のビームスプリッタで分離された測長ビームを第1平面ミラー58Yの反射面に照射してその反射光を受光し、その受光した反射光とY軸方向用の参照鏡からの反射光とを光学系を介して同軸に合成して干渉させ、その干渉光を受光したY軸方向位置計測用のディテクタから参照ビームの光路長と測長ビームの光路長との差に対応する第1の干渉信号を出力する。また、この第2干渉計60Bは、第3のビームスプリッタで分離された測長ビームを第2平面ミラー58Xの反射面に照射してその反射光を受光し、その受光した反射光とX軸方向用の参照鏡からの反射光とを光学系を介して同軸に合成して干渉させ、その干渉光を受光したX軸方向位置計測用のディテクタから参照ビームの光路長と測長ビームの光路長との差に対応する第2の干渉信号を出力する。この場合も、第2干渉計60Bから出力される第1、第2の干渉信号は、平面ミラー58Yの反射面を基準とするパターン投影ユニット14(参照鏡)のY軸方向に関する位置情報に対応する信号、平面ミラー58Xの反射面を基準とするパターン投影ユニット14(参照鏡)のX軸方向に関する位置情報に対応する信号に他ならない。   The second interferometer 60B includes a light source, an optical system including at least three beam splitters, a reference mirror for the X-axis direction, a reference mirror for the Y-axis direction, a detector for measuring the X-axis direction position, and for measuring the Y-axis direction position. Built-in detector. The second interferometer 60B splits the beam from the light source into two beams by the first beam splitter, and separates each beam into the length measuring beam and the reference beam by the second and third beam splitters. . The second interferometer 60B irradiates the length measurement beam separated by the second beam splitter onto the reflection surface of the first plane mirror 58Y, receives the reflected light, and receives the reflected light and the Y axis. The optical path length of the reference beam and the optical path of the length measurement beam from the detector for measuring the position in the Y-axis direction, which receives the interference light by coaxially synthesizing the reflected light from the direction reference mirror through the optical system. A first interference signal corresponding to the difference from the length is output. In addition, the second interferometer 60B irradiates the length measurement beam separated by the third beam splitter onto the reflection surface of the second plane mirror 58X to receive the reflected light, and the received reflected light and the X axis The optical path length of the reference beam and the optical path of the measuring beam are received from the X-axis direction position detector that receives the interference light by coaxially combining the reflected light from the direction reference mirror with the optical system and causing the interference. A second interference signal corresponding to the difference from the length is output. Also in this case, the first and second interference signals output from the second interferometer 60B correspond to position information regarding the Y-axis direction of the pattern projection unit 14 (reference mirror) with the reflection surface of the plane mirror 58Y as a reference. This signal is nothing but a signal corresponding to position information regarding the X-axis direction of the pattern projection unit 14 (reference mirror) with reference to the reflection surface of the plane mirror 58X.

前記第1干渉計60Aの測長軸及びこれに平行な第2干渉計60Bの一方の測長軸は、投影光学系PLの光軸AX1の延長線から+X側、−X側に同一距離離れた光軸AX1に平行な直線上をそれぞれ通り、第2干渉計60Bの他方の測長軸は投影光学系PLによるパターン投影中心上の点において光軸AX1と垂直に交差する直線上を通るように、各測長軸が設定されている。   The length measurement axis of the first interferometer 60A and one length measurement axis of the second interferometer 60B parallel thereto are separated by the same distance from the extended line of the optical axis AX1 of the projection optical system PL to the + X side and the −X side. The other measurement axis of the second interferometer 60B passes through a straight line perpendicular to the optical axis AX1 at a point on the pattern projection center by the projection optical system PL. In addition, each measuring axis is set.

前記第1,第2干渉計60,61からの各干渉信号は、主制御装置80(図5参照)に供給されており、主制御装置80は、干渉計60からの干渉信号と干渉計61からの第1の干渉信号とに基づいて、基準座標系(平面ミラー58Xの反射面の延長線と、平面ミラー58Yの反射面の延長線との交点を原点とする直交座標系(X,Y))上におけるパターン投影ユニット14のY座標及びθz回転誤差(ヨーイング量)を算出する。また、主制御装置80は、干渉計61からの第2の干渉信号に基づいて、基準座標系上におけるパターン投影ユニット14のX座標を算出する。ここで、実際には、第1干渉計60A,第2干渉計60Bは、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、主制御装置80は、これらの干渉計60A,60Bの出力信号に基づいてパターン投影ユニット14のピッチング量(X軸回りの回転誤差(θx方向の回転誤差))、及びローリング量(Y軸回りの回転誤差(θy方向の回転誤差))をも算出する。   The interference signals from the first and second interferometers 60 and 61 are supplied to the main controller 80 (see FIG. 5). The main controller 80 detects the interference signals from the interferometer 60 and the interferometer 61. On the basis of the first interference signal from the reference coordinate system (orthogonal coordinate system (X, Y) having the origin at the intersection of the extension line of the reflection surface of the plane mirror 58X and the extension line of the reflection surface of the plane mirror 58Y. )) Calculate the Y coordinate and θz rotation error (yaw amount) of the pattern projection unit 14 above. Further, main controller 80 calculates the X coordinate of pattern projection unit 14 on the reference coordinate system based on the second interference signal from interferometer 61. Here, actually, both the first interferometer 60A and the second interferometer 60B are multi-axis interferometers having a plurality of measurement axes, and the main controller 80 outputs the output signals of these interferometers 60A and 60B. The pitching amount (rotation error around the X axis (rotation error in the θx direction)) and the rolling amount (rotation error around the Y axis (rotation error in the θy direction)) of the pattern projection unit 14 are also calculated based on the above.

このように、平面ミラー、干渉計はともに複数設けられているが、図1では、これらが代表的に平面ミラー58、干渉計60として示されているものである。   As described above, a plurality of plane mirrors and interferometers are provided, but in FIG. 1, these are typically shown as the plane mirror 58 and the interferometer 60.

なお、干渉計60A,60Bのそれぞれではその一部(特に熱源となる部材を含む)、例えば光源やディテクタ等を干渉計本体(筐体)の外部、例えば追従光学ユニット18(筐体28)内、あるいはプレートホルダ12の外側などに配置し、これらをリレー系、例えば光ファイバやFOP(fiber optic pickup)を介して干渉計本体の内部のビームスプリッタを含む光学系に光学的に接続しても良い。   In each of the interferometers 60A and 60B, a part of the interferometers 60A and 60B (particularly including a member serving as a heat source), for example, a light source, a detector, etc. Alternatively, it may be arranged outside the plate holder 12 and the like, and these may be optically connected to an optical system including a beam splitter inside the interferometer body via a relay system, for example, an optical fiber or FOP (fiber optic pickup). good.

さらに、筐体38の+Y側には、図2及び図1に示されるように、オフアクシス・アライメント系(以下、「アライメント系」と略述する)ALGが固定されている。このアライメント系としては、ここでは、プレートP上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標(アライメント系ALG内に設けられた指標板上の指標パターン)の像とを撮像素子(CCD等)を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサが用いられている。なお、アライメント系ALGとしては、FIA系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する2つの回折光(例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光)を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。   Further, as shown in FIGS. 2 and 1, an off-axis alignment system (hereinafter abbreviated as “alignment system”) ALG is fixed to the + Y side of the housing 38. As this alignment system, here, the target mark is irradiated with a broadband detection light beam that does not sensitize the resist on the plate P, and the target mark image formed on the light receiving surface by the reflected light from the target mark is not shown. An image processing method FIA (Field Image Alignment) that captures an image of an index (an index pattern on an index plate provided in the alignment system ALG) using an image sensor (CCD or the like) and outputs the imaged signals. ) System sensors are used. The alignment system ALG is not limited to the FIA system, and the target mark is irradiated with coherent detection light to detect scattered light or diffracted light generated from the target mark, or two diffractions generated from the target mark. Of course, it is possible to use alignment sensors that detect light (for example, diffracted light of the same order or diffracted light that is diffracted in the same direction) alone or in appropriate combination.

この場合において、筐体38に固定されたハウジング内にアライメント系ALGを構成する部品の全てを備えていても良いが、その一部(特に熱源となる部材を含む)、例えば光源や撮像素子などは、そのハウジングの外部、例えば追従光学ユニット18(筐体28)内、あるいはプレートホルダ12の外側などに配置し、リレー系、例えば光ファイバやFOPを介してハウジング内部の光学部品と光学的に接続するようにしても良い。アライメント系ALGの出力信号は、前述の主制御装置80に供給されている(図5参照)。   In this case, all of the components constituting the alignment system ALG may be provided in the housing fixed to the housing 38, but some of them (particularly including a member serving as a heat source), such as a light source or an image sensor. Is disposed outside the housing, for example, in the following optical unit 18 (housing 28) or outside the plate holder 12, and optically connected to the optical components inside the housing via a relay system, for example, an optical fiber or FOP. You may make it connect. The output signal of the alignment system ALG is supplied to the aforementioned main controller 80 (see FIG. 5).

さらに、図1では不図示であるが、筐体38の底部には、図4に示されるようにプレートP上の投影光学系PLを介した台形状の照明光の照射領域、すなわち露光領域IAの走査方向(Y軸方向)の前後にそれぞれ複数、ここでは各4つの検出点AF1〜AF4,AF5〜AF8を有するAF検出系62が設けられている(図5参照)。本実施形態では、このAF検出系62は、一例として筐体38の底面に固定され、上記検出点AF1〜AF4,AF5〜AF8におけるプレートP表面までの距離を検出するエアマイクロメータを含む。このエアマイクロメータとしては、一例として空気の背圧により検出対象までの距離(又は検出対象の変位)を検出するタイプが用いられている。このAF検出系62の計測結果は、主制御装置80に供給されている。主制御装置80では、既知の投影光学系PLによるパターンの像の結像面に対するプレートP表面の各検出点におけるZ軸方向に関する位置ずれ量(デフォーカス量)及びプレートP表面の前記結像面に対する傾斜量を算出するようになっている。   Further, although not shown in FIG. 1, an irradiation area of trapezoidal illumination light via the projection optical system PL on the plate P, that is, an exposure area IA, as shown in FIG. AF detection systems 62 having a plurality of detection points AF1 to AF4 and AF5 to AF8, respectively, are provided before and after the scanning direction (Y-axis direction) (see FIG. 5). In the present embodiment, the AF detection system 62 is fixed to the bottom surface of the housing 38 as an example, and includes an air micrometer that detects the distance to the plate P surface at the detection points AF1 to AF4 and AF5 to AF8. As this air micrometer, for example, a type that detects a distance to a detection target (or displacement of the detection target) by back pressure of air is used. The measurement result of the AF detection system 62 is supplied to the main controller 80. In the main controller 80, a positional deviation amount (defocus amount) in the Z-axis direction at each detection point on the surface of the plate P with respect to the image plane of the pattern image by the known projection optical system PL and the image plane of the plate P surface. The amount of inclination with respect to is calculated.

本実施形態の露光装置100では、プレートホルダ12の−Y方向の端部近傍には、図2に示されるように、プレートPに隣接して基準部材FMが、X軸方向に沿って延設されている。この基準部材FMは、光透過性の部材、例えば石英ガラスなどから成り、その表面が、プレートホルダ12上に吸着保持されたプレートPの表面とほぼ面一になっている。基準部材FM以外のプレートホルダ12表面も基準部材FMとほぼ面一とされている。すなわち、プレートホルダ12上面は、プレートPを含み、ほぼ全面がフルフラットな面とされている。なお、プレートホルダ12のほぼ全面でなく、例えばパターン投影ユニット14の移動範囲内で第1及び第2支持部材24、26が対向することになるプレートホルダ12の一部を、プレートP及び基準部材FMとほぼ面一にするだけでも良い。   In the exposure apparatus 100 of the present embodiment, a reference member FM extends along the X-axis direction adjacent to the plate P as shown in FIG. 2 near the end portion in the −Y direction of the plate holder 12. Has been. The reference member FM is made of a light transmissive member, such as quartz glass, and the surface thereof is substantially flush with the surface of the plate P held by suction on the plate holder 12. The surface of the plate holder 12 other than the reference member FM is also substantially flush with the reference member FM. That is, the upper surface of the plate holder 12 includes the plate P, and the substantially entire surface is a full flat surface. Note that a part of the plate holder 12 that the first and second support members 24 and 26 are opposed to, for example, within the movement range of the pattern projection unit 14, not the entire surface of the plate holder 12, is the plate P and the reference member. It may be just flush with FM.

基準部材FMの表面には、クロム等の金属から成る遮光膜が形成されており、該遮光膜にパターンニングが施されて、開口パターンから成る空間像計測用マークAIS1〜AISn(nは2以上の整数、例えば6)が基準部材の長手方向(前述の第1平面鏡58Yの反射面の方向に一致)に沿って所定ピッチでそれぞれ形成され、また隣接する空間像計測用マーク相互間の中点にベースライン計測用のマークFI1〜FIn-1がそれぞれ形成されている。上記空間像計測用マークAIS1〜AISnは、空間像計測用スリットを兼ねる。空間像計測用マークAIS1〜AISn及びマークFI1〜FIn-1のそれぞれと第1平面鏡58Yの反射面とのY軸方向に関する位置関係と、空間像計測用マークAIS1〜AISn及びマークFI1〜FIn-1のそれぞれと第2平面鏡58Xの反射面とのX軸方向に関する位置関係は予め計測され、既知であるものとする。 A light shielding film made of a metal such as chromium is formed on the surface of the reference member FM, and patterning is applied to the light shielding film to make aerial image measurement marks AIS 1 to AIS n (n is an opening pattern). An integer of 2 or more, for example, 6 is formed at a predetermined pitch along the longitudinal direction of the reference member (coincides with the direction of the reflection surface of the first plane mirror 58Y), and between adjacent aerial image measurement marks. Baseline measurement marks FI 1 to FI n-1 are respectively formed at the midpoints. The aerial image measurement marks AIS 1 to AIS n also serve as aerial image measurement slits. The positional relationship in the Y-axis direction between each of the aerial image measurement marks AIS 1 to AIS n and the marks FI 1 to FI n-1 and the reflecting surface of the first plane mirror 58Y, and the aerial image measurement marks AIS 1 to AIS n and The positional relationship between each of the marks FI 1 to FI n−1 and the reflecting surface of the second plane mirror 58X in the X-axis direction is measured in advance and is known.

基準部材FMの下方のプレートホルダ12内部には、空間像計測用マークAIS1〜AISnのそれぞれに対応して設けられたレンズ系及びPMT(フォト・マルチプライヤ・チューブ)などの受光素子、を含む空間像センサ64(図2等では不図示、図5参照)が収容されている。この空間像センサ64は、基準部材FMの空間像計測用マークAIS1〜AISn、すなわち空間像計測用スリットを透過した光を、レンズ系をそれぞれ介して受光素子で個別に受光する。ここで、空間像センサ64の一部(例えば、少なくとも受光素子を含む)をプレートホルダ12の外部に配置しても良い。なお、空間像センサ64の使用方法については、後述する。 Inside the plate holder 12 below the reference member FM, a lens system provided corresponding to each of the aerial image measurement marks AIS 1 to AIS n and a light receiving element such as a PMT (photomultiplier tube), The aerial image sensor 64 (not shown in FIG. 2, etc., see FIG. 5) is accommodated. The aerial image sensor 64 individually receives the light transmitted through the aerial image measurement marks AIS 1 to AIS n of the reference member FM, that is, the aerial image measurement slits, by the light receiving elements through the lens systems. Here, a part of the aerial image sensor 64 (for example, including at least the light receiving element) may be disposed outside the plate holder 12. A method for using the aerial image sensor 64 will be described later.

本実施形態で用いられるプレートPには、図2に示されるように、外周部の矩形枠状の領域と、該矩形枠状の領域に取り囲まれた矩形の液晶画素部PAとが存在し、矩形枠状の領域内に、k個(kは3以上の整数、例えば9)のアライメントマークm1〜mkが形成されている。 As shown in FIG. 2, the plate P used in the present embodiment includes a rectangular frame-shaped region on the outer peripheral portion and a rectangular liquid crystal pixel portion PA surrounded by the rectangular frame-shaped region, In the rectangular frame-shaped region, k (k is an integer of 3 or more, for example, 9) alignment marks m 1 to m k are formed.

図5には、露光装置100の露光制御に関連する構成各部がブロック図にて示されている。このうち、主制御装置80によって主に制御系が構成されている。主制御装置80は、ワークステーション又はマイクロコンピュータなどを含む。この主制御装置80には、アクティブ・マスク36に表示される後述する基準マークなどが記憶されたマスクパターン記憶部66が併設されている。   FIG. 5 is a block diagram showing the components related to the exposure control of the exposure apparatus 100. Among these, the main control device 80 mainly constitutes a control system. The main controller 80 includes a workstation or a microcomputer. The main controller 80 is provided with a mask pattern storage unit 66 in which reference marks (to be described later) displayed on the active mask 36 are stored.

この図5からもわかるように、主制御装置80には、レーザ干渉計システム60、リニアエンコーダ68、及び変位センサ70を含む各種計測装置の計測値がそれぞれ入力されるとともに、平面モータ23、X軸リニアリニアモータ56A,56B、Y軸リニアモータ48、及びアクティブ・マスク36などが接続されている。   As can be seen from FIG. 5, the main controller 80 receives the measurement values of various measuring devices including the laser interferometer system 60, the linear encoder 68, and the displacement sensor 70, and the planar motor 23, X The axis linear linear motors 56A and 56B, the Y axis linear motor 48, the active mask 36, and the like are connected.

主制御装置80では、常に、レーザ干渉計システム60の第2干渉計60Bの計測値とリニアエンコーダ68の計測値とに基づいて、パターン投影ユニット14のX軸方向に関する移動量とほぼ同一距離だけ追従光学ユニット18がX軸方向に駆動されるように、X軸リニアモータ56A,56Bを駆動制御する。また、主制御装置80では、常に変位センサ70の計測値に基づいてY軸リニアモータ48を駆動する。すなわち、本実施形態では、このようにして、主制御装置80によって、パターン投影ユニット14に対する追従光学ユニット18の追従制御が常時行われているが、以下では、説明の簡略化のため、追従光学ユニット18の制御についてはその説明を省略する。   In main controller 80, the distance is almost the same as the movement amount of pattern projection unit 14 in the X-axis direction on the basis of the measurement value of second interferometer 60 </ b> B of laser interferometer system 60 and the measurement value of linear encoder 68. The X-axis linear motors 56A and 56B are driven and controlled so that the following optical unit 18 is driven in the X-axis direction. Further, main controller 80 always drives Y-axis linear motor 48 based on the measurement value of displacement sensor 70. That is, in the present embodiment, the follow control of the follow optical unit 18 with respect to the pattern projection unit 14 is always performed by the main controller 80 in this manner. Description of the control of the unit 18 is omitted.

次に、上述のようにして構成された本実施形態に係る露光装置における動作の流れについて説明する。   Next, an operation flow in the exposure apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described.

まず、プレートホルダ12上にプレートPが搭載されていない状態で、アクティブ・マスク36の位置と、アクティブ・マスク36により生成されるパターンの像が投影される位置との関係を空間像センサ64を用いて求める。すなわち、まず、主制御装置80は、図6に示されるように、パターン投影ユニット14が、プレートホルダ12上のプレートの載置領域外にある状態で、アクティブ・マスク36に表示した一対の基準マーク(これは、前述の台形状の有効エリアの長手方向(X軸方向にほぼ一致)の両端にそれぞれ表示される)の像が基準部材FM上の隣接する2つの空間像計測用マークAISi,AISi+1の近傍にそれぞれ形成されるように、平面モータ23を介してパターン投影ユニット14をXY面内で駆動する。ここで、一対の基準マークのX軸方向の間隔は、基準部材FM上の隣接する2つの空間像計測用マークの間隔とほぼ一致するように定められている。 First, in the state where the plate P is not mounted on the plate holder 12, the relationship between the position of the active mask 36 and the position where the pattern image generated by the active mask 36 is projected is determined by the aerial image sensor 64. Use to find. That is, first, as shown in FIG. 6, the main controller 80 displays a pair of references displayed on the active mask 36 in a state where the pattern projection unit 14 is outside the plate placement area on the plate holder 12. Two adjacent aerial image measurement marks AIS i on the reference member FM are displayed with images of marks (displayed at both ends in the longitudinal direction of the trapezoidal effective area (substantially coincident with the X-axis direction)). The pattern projection unit 14 is driven in the XY plane via the planar motor 23 so as to be formed in the vicinity of AIS i + 1 . Here, the distance between the pair of reference marks in the X-axis direction is determined so as to substantially coincide with the distance between two adjacent aerial image measurement marks on the reference member FM.

次いで、主制御装置80は、空間像センサ64を用い、一対の基準マークの像(空間像)を空間像計測用マークAISi,AISi+1をそれぞれ介した、スリットスキャン方式の空間像計測により検出する。なお、スリットスキャン方式の空間像計測については、例えば特開2002−14005号公報(対応する米国特許出願公開第2002/0041377号公報)などに開示されており、公知であるから、詳細説明は省略するが、本実施形態では、この空間像計測に際し、主制御装置80が、平面モータ23を介してパターン投影ユニット14をX軸方向(又はY軸方向)に駆動する。 Next, the main controller 80 uses the aerial image sensor 64, and uses a pair of reference marks (aerial images) as the aerial image measurement by the slit scan method through the aerial image measurement marks AIS i and AIS i + 1. To detect. Note that the slit scanning aerial image measurement is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-14005 (corresponding US Patent Application Publication No. 2002/0041377) and the like, and is not described in detail. However, in the present embodiment, in the aerial image measurement, the main controller 80 drives the pattern projection unit 14 in the X-axis direction (or Y-axis direction) via the planar motor 23.

そして、上記の一対の基準マークの空間像の計測結果(空間像の強度信号(横軸をレーザ干渉計システム60の第1干渉計60A又は第2干渉計60Bの計測値とする)に基づいて、前述の基準座標系上における一対の基準マークの空間像の形成位置の座標値(x1,y1)、(x2,y2)を求める。これにより、アクティブ・マスク36とプレートホルダ12との相対位置(位置関係)が求められる。   Then, based on the measurement result of the aerial image of the pair of reference marks (the intensity signal of the aerial image (the horizontal axis is the measurement value of the first interferometer 60A or the second interferometer 60B of the laser interferometer system 60)). Then, the coordinate values (x1, y1) and (x2, y2) of the formation position of the aerial image of the pair of reference marks on the above-mentioned reference coordinate system are obtained, whereby the relative position between the active mask 36 and the plate holder 12 is obtained. (Positional relationship) is required.

なお、上記の計測に先立って、主制御装置80は、アクティブ・マスク36に表示した一対の基準マークの少なくとも一方の投影光学系PLによる像の結像位置が、基準部材FMの表面と一致するように、前述のくさびレンズ37を不図示の駆動系を介して駆動して投影光学系PLのZ軸方向の結像位置の調整を行っている。すなわち、主制御装置80では、くさびレンズ37を所定量ずつ駆動しつつ、各駆動位置で、スリットスキャン方式による基準マークの空間像計測を行い、各駆動位置で得られた空間像の強度信号の例えばコントラストが最大になる駆動位置を見つけ、その位置にくさびレンズ37を調整して、投影光学系PLのZ軸方向の結像位置の調整を行っている。   Prior to the above measurement, main controller 80 determines that the image forming position of at least one projection optical system PL of the pair of reference marks displayed on active mask 36 matches the surface of reference member FM. As described above, the wedge lens 37 is driven via a drive system (not shown) to adjust the image forming position of the projection optical system PL in the Z-axis direction. That is, the main controller 80 measures the aerial image of the reference mark by the slit scan method at each driving position while driving the wedge lens 37 by a predetermined amount, and outputs the intensity signal of the aerial image obtained at each driving position. For example, the driving position where the contrast is maximized is found, and the wedge lens 37 is adjusted at that position, thereby adjusting the imaging position in the Z-axis direction of the projection optical system PL.

次に、主制御装置80は、上記の座標値(x1,y1)、(x2,y2)に基づいて、座標系(X,Y)上の座標軸に対するパターン投影ユニット14のθz回転誤差、すなわちプレートホルダ12に対するパターン投影ユニット14のヨーイング量(θz回転誤差)を算出し、このヨーイング量が零となるように、レーザ干渉計システム60の計測値をモニタしつつ前述の平面モータ23を介してパターン投影ユニット14をθz方向に回転駆動する。このとき、パターン投影ユニット14は、アクティブ・マスク36に表示した一対の基準マークの中心を回転中心として回転する。   Next, main controller 80 determines, based on the coordinate values (x1, y1), (x2, y2), the θz rotation error of pattern projection unit 14 with respect to the coordinate axes on coordinate system (X, Y), that is, the plate. A yawing amount (θz rotation error) of the pattern projection unit 14 with respect to the holder 12 is calculated, and the pattern is transmitted via the planar motor 23 while monitoring the measurement value of the laser interferometer system 60 so that the yawing amount becomes zero. The projection unit 14 is rotationally driven in the θz direction. At this time, the pattern projection unit 14 rotates with the center of the pair of reference marks displayed on the active mask 36 as the rotation center.

次に、アライメント系ALGのベースライン、すなわちアクティブ・マスクで生成されるパターンの投影光学系PLによる投影中心とアライメント系ALGの検出中心(アライメント系ALG内部の指標マークの中心に一致)との距離(位置関係)を求める。すなわち、主制御装置80では、前述と同様にしてパターン投影ユニット14及び追従光学ユニット18を、プレートホルダ12に対して−Y方向にベースラインの設計値だけ移動し、アライメント系ALGの検出領域内にマークAISiとマークAISi+1との中央のベースライン計測用のマークFIiを位置決めし、このときのアライメント系ALGの計測結果、すなわちアライメント系ALGの検出中心とマークFIiとの相対位置の情報を取り込む。そして、その相対位置の情報と、そのときのレーザ干渉計システム60の計測値と、パターン投影ユニット14の回転後における一対の基準マークそれぞれの空間像の形成位置(一対の基準マークそれぞれの空間像の形成位置の中心が投影光学系PLによる投影中心となる)の座標値とに基づいて、アライメント系ALGのベースラインを算出する。ここで、パターン投影ユニット14の回転後における一対の基準マークそれぞれの空間像の形成位置の座標値は、ヨーイング量の調整時におけるパターン投影ユニット14のθz方向の回転量に基づき先に計測した座標値(x1,y1)、(x2,y2)をそれぞれ補正することで得ることができる。 Next, the distance between the baseline of the alignment system ALG, that is, the projection center of the pattern generated by the active mask by the projection optical system PL and the detection center of the alignment system ALG (matches the center of the index mark inside the alignment system ALG). (Position relationship) is obtained. That is, in the main controller 80, the pattern projection unit 14 and the tracking optical unit 18 are moved in the −Y direction by the baseline design value with respect to the plate holder 12 in the same manner as described above, and within the detection region of the alignment system ALG. positioning the mark FI i of the center of the base line for measuring the mark AIS i mark AIS i + 1, the measurement result of the alignment system ALG of this time, or relative to the detection center and the mark FI i of alignment system ALG Capture location information. Then, the information on the relative position, the measured value of the laser interferometer system 60 at that time, and the formation positions of the aerial images of the pair of reference marks after the pattern projection unit 14 is rotated (the aerial images of the pair of reference marks). The base line of the alignment system ALG is calculated on the basis of the coordinate value of (the center of the formation position of is the projection center of the projection optical system PL). Here, the coordinate value of the formation position of the aerial image of each of the pair of reference marks after the rotation of the pattern projection unit 14 is the coordinate previously measured based on the rotation amount of the pattern projection unit 14 in the θz direction when adjusting the yawing amount. It can be obtained by correcting the values (x1, y1) and (x2, y2), respectively.

次に、主制御装置80は、プレートホルダ12上にプレートPを不図示の搬送系を介して搬送し、アライメント系ALGを用いてアライメントマークm1〜mkのうちの少なくとも2つのアライメントマークの位置情報を検出する。すなわち、主制御装置80は、設計値に従ってレーザ干渉計システム60の計測値をモニタしつつ前述のマークFIiの計測と同様にアライメント系ALGの視野内にアライメントマークを順次位置決めし、その位置決めの都度、アライメントマークをアライメント系ALGを用いて検出し、その検出結果(例えば、アライメント系ALGの検出中心に対するアライメントマークの位置)及びそのときのレーザ干渉計システム60の計測値を取り込み、前述の基準座標系上における各アライメントマークの位置座標を算出する。このアライメントマークの位置座標を設計値と比較することで、プレートPのX軸方向、Y軸方向の位置、及びヨーイングを求める。 Next, main controller 80 conveys plate P onto plate holder 12 via a conveyance system (not shown), and uses alignment system ALG to detect at least two alignment marks among alignment marks m 1 to m k . Detect location information. That is, main controller 80 sequentially positions alignment marks in the field of view of alignment system ALG in the same manner as the measurement of mark FI i while monitoring the measurement values of laser interferometer system 60 according to the design values. Each time the alignment mark is detected using the alignment system ALG, the detection result (for example, the position of the alignment mark with respect to the detection center of the alignment system ALG) and the measurement value of the laser interferometer system 60 at that time are fetched, and the above-mentioned reference The position coordinates of each alignment mark on the coordinate system are calculated. By comparing the position coordinates of the alignment mark with the design value, the position of the plate P in the X-axis direction, the Y-axis direction, and yawing are obtained.

この場合において、主制御装置80は、いわゆるテンプレートのマッチングの手法により、上記のアライメントマーク、あるいはこれに代わるパターンを検出しても良い。例えば、主制御装置80は、プレートP上の液晶画素部PA内部に所定の位置関係で複数の同一のパターンが存在するパターン(便宜上、「特定パターン」と呼ぶ)の任意の1つの画像をアライメント系ALGを用いて取り込み、その画像のデータをテンプレートデータとしてメモリに記憶する。次いで、主制御装置80は、プレートP上の液晶画素部PA内部に所定の位置関係で存在する複数の上記特定パターンのうち、少なくとも3つを、上記テンプレートデータを用いたテンプレートマッチングの手法により検出し、各特定パターンの検出結果とその検出時のレーザ干渉計システム60の計測値とに基づいて、上記少なくとも3つの特定パターンの位置座標を算出する。そして、主制御装置80は、その算出された少なくとも3つの特定パターンの位置座標と各特定パターンの設計値とに基づいて、例えば特開昭61−44429号公報などに開示される統計演算(EGA演算)を行って、液晶画素部PA内部の前記特定パターンに対応する部分領域のXオフセット、Yオフセット、ローテーション、Xスケーリング、Yスケーリング、及び直交度誤差などの誤差パラメータを算出し、算出されたパラメータを用いて特定パターン(及びこれに対応する部分領域)の配列座標を求めることとしても良い。   In this case, the main controller 80 may detect the above-described alignment mark or an alternative pattern by a so-called template matching technique. For example, the main controller 80 aligns any one image of a pattern (referred to as “specific pattern” for convenience) in which a plurality of identical patterns exist in a predetermined positional relationship within the liquid crystal pixel portion PA on the plate P. A system ALG is used to capture the image data and store it in the memory as template data. Next, main controller 80 detects at least three of the plurality of specific patterns existing in a predetermined positional relationship inside liquid crystal pixel portion PA on plate P by a template matching method using the template data. Then, the position coordinates of the at least three specific patterns are calculated based on the detection result of each specific pattern and the measurement values of the laser interferometer system 60 at the time of detection. Then, the main control device 80, based on the calculated position coordinates of at least three specific patterns and the design value of each specific pattern, for example, statistical calculation (EGA) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429 and the like. And calculating error parameters such as X offset, Y offset, rotation, X scaling, Y scaling, and orthogonality error of the partial area corresponding to the specific pattern inside the liquid crystal pixel portion PA. The arrangement coordinates of the specific pattern (and the corresponding partial area) may be obtained using the parameters.

このようにして、プレートPのアライメントが終了すると、主制御装置80は、そのアライメント結果に基づいて、露光を開始する。   In this way, when the alignment of the plate P is completed, the main controller 80 starts exposure based on the alignment result.

すなわち、プレートPに対してパターン投影ユニット14を相対的に移動させるとともに、上記のアライメント結果を考慮してパターン投影ユニット14の位置・姿勢を制御しつつ、パターン投影ユニット14の走査に同期してアクティブ・マスクにおいてパターンを生成し、そのパターンを光源からの照明光で照明する。これにより、投影光学系PLを介して生成されたパターンの像が感光性材料(レジスト)が塗布されたプレートP上に転写される。   That is, the pattern projection unit 14 is moved relative to the plate P, and the position / posture of the pattern projection unit 14 is controlled in consideration of the alignment result, and in synchronization with the scanning of the pattern projection unit 14. A pattern is generated in the active mask, and the pattern is illuminated with illumination light from a light source. Thereby, the image of the pattern produced | generated via the projection optical system PL is transcribe | transferred on the plate P with which the photosensitive material (resist) was apply | coated.

本実施形態では、図7に示されるような一筆書きの軌跡(経路)に沿って、台形状の露光領域(パターンの投影領域)IAの中心点Cが、プレートP上を移動することで、プレートP上の液晶画素部PAの全面にアクティブ・マスクで生成されるパターンが逐次転写される。図7からもわかるように、本実施形態では、プレートP上でパターン投影ユニット14がY軸方向の一側から他側に向かう往路における台形状の露光領域IAの非走査方向の一端部の傾斜部領域(直角三角形領域)と、プレートP上でパターン投影ユニット14がY軸方向の他側から一側に向かう復路における台形状の露光領域IAの非走査方向の他端部の傾斜部領域(直角三角形領域)とが、オーバーラップするようになっている。この結果、プレートP上の液晶画素部PA内では、X軸方向のいずれの点で見ても投影領域の走査方向の幅は、一定になっており、これにより液晶画素部PAの全面で均一な積算エネルギ量(露光ドーズ量)分布で露光が行われる。   In the present embodiment, the center point C of the trapezoidal exposure area (pattern projection area) IA moves on the plate P along the trajectory (path) of one stroke as shown in FIG. The pattern generated by the active mask is sequentially transferred to the entire surface of the liquid crystal pixel portion PA on the plate P. As can be seen from FIG. 7, in the present embodiment, the inclination of one end of the trapezoidal exposure area IA in the non-scanning direction on the forward path from the one side of the Y-axis direction to the other side of the pattern projection unit 14 on the plate P. And an inclined region (the other end in the non-scanning direction of the trapezoidal exposure region IA on the return path of the pattern projection unit 14 from the other side in the Y-axis direction to the one side on the plate P) (The right triangle area) overlaps. As a result, in the liquid crystal pixel portion PA on the plate P, the width in the scanning direction of the projection region is constant regardless of the point in the X-axis direction, so that the entire surface of the liquid crystal pixel portion PA is uniform. The exposure is performed with a distribution of a sufficient accumulated energy amount (exposure dose amount).

上記の露光中、主制御装置80は、AF検出系62の検出結果(検出点AF1〜AF8におけるプレートP表面のZ位置情報(本実施形態ではプレートP表面と投影光学系PLの底面との間の距離の情報)に基づいて、少なくとも露光領域IA内で投影光学系PLの結像面に対するプレートP表面のZ軸方向に関する位置ずれ量(デフォーカス量)及び傾斜量を常時算出し、そのデフォーカス量及び傾斜量に基づいて平面モータ23を駆動し、パターン投影ユニット14のZ軸方向における位置の調整、及びX軸、Y軸まわり方向における姿勢の調整、すなわちレベリング調整を行っている。なお、パターン投影ユニット14をZ軸方向に駆動するのに代えて、あるいはこれと併せて、前述のくさびレンズを駆動することで、デフォーカスを補正しても良い。   During the exposure described above, the main controller 80 detects the detection result of the AF detection system 62 (Z position information on the surface of the plate P at the detection points AF1 to AF8 (in this embodiment, between the surface of the plate P and the bottom surface of the projection optical system PL). Is always calculated at least in the exposure area IA with respect to the imaging plane of the projection optical system PL, with respect to the Z-axis direction of the surface of the plate P in the Z-axis direction, and the tilt amount. The plane motor 23 is driven based on the focus amount and the tilt amount, and the position of the pattern projection unit 14 in the Z-axis direction is adjusted, and the posture in the directions around the X-axis and Y-axis, that is, leveling adjustment is performed. Instead of or in conjunction with driving the pattern projection unit 14 in the Z-axis direction, driving the wedge lens described above allows defocusing. It may be correct.

また、露光中などには、平面モータ23によりパターン投影ユニット14が駆動され、その際に、平面モータ14の可動子である電機子ユニット22にその駆動力の反力が作用する。しかるに、電機子ユニット22が設けられたプレートホルダ12は、エアベアリング(不図示)によって支持プレート10の上面に対して所定(例えば数μm程度)のクリアランスを介して支持されているため、上記反力の作用により、運動量保存の法則に従ってパターン投影ユニット14の移動方向とは反対方向に移動する。これにより、反力が完全に吸収されて、振動要因となることがないので、パターン投影ユニット14の駆動に伴う反力が露光に殆ど悪影響を与えることがない。なお、プレートホルダ12の平面ミラー58を用いるレーザ干渉計システム60の計測値に基づいてパターン投影ユニット14の移動を制御するので、例えば露光中に、アクティブ・マスク36で生成されるパターンの像とプレートPとを精度良くアライメントすることが可能となっている。また、パターン投影ユニット14の質量(例えば数10kg)に比べてプレートホルダ12の質量(2000kg〜3000kg)はかなり大きいので、プレートホルダ12の移動量はごく僅か(最大でも数10mm程度)である。   Further, during exposure or the like, the pattern projection unit 14 is driven by the planar motor 23, and at that time, a reaction force of the driving force acts on the armature unit 22 that is a mover of the planar motor 14. However, since the plate holder 12 provided with the armature unit 22 is supported by an air bearing (not shown) with respect to the upper surface of the support plate 10 through a predetermined clearance (for example, about several μm), By the action of the force, the pattern projection unit 14 moves in the direction opposite to the movement direction according to the law of conservation of momentum. As a result, the reaction force is completely absorbed and does not become a vibration factor. Therefore, the reaction force accompanying the driving of the pattern projection unit 14 hardly affects the exposure. In addition, since the movement of the pattern projection unit 14 is controlled based on the measurement value of the laser interferometer system 60 using the plane mirror 58 of the plate holder 12, for example, an image of the pattern generated by the active mask 36 during exposure is used. It is possible to align the plate P with high accuracy. Further, since the mass (2000 kg to 3000 kg) of the plate holder 12 is considerably larger than the mass of the pattern projection unit 14 (for example, several tens of kg), the moving amount of the plate holder 12 is very small (about several tens of mm at the maximum).

以上説明したように、本実施形態の露光装置100によると、パターン投影ユニット14の走査に同期して該パターン投影ユニット14を構成するアクティブ・マスク36で生成されるパターンを変化させることができるため、所望のパターンを容易に生成することができる。また、物体パターンである従来の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、露光装置のコストダウン及び小型化が可能となる。また、本実施形態の露光装置100では、プレートPが載置されたプレートホルダ12が固定(実際には僅かに移動する)で、パターン投影ユニット14が移動するため、プレートPを保持して移動するステージ及び該ステージを支持する大型、大重量の定盤を設ける必要がない。従って、従来のマスクレスタイプの走査型投影露光装置に比べても、相当にフットプリントの狭小化、小型化及び軽量化、並びにコストの低減が可能となる。また、小型、軽量のパターン投影ユニット14が移動するので、その移動の際の駆動力(推力)の反力に起因する振動を抑制することが可能となり、これによりプレートP上にパターンを精度良く形成することが可能となる。   As described above, according to the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the pattern generated by the active mask 36 constituting the pattern projection unit 14 can be changed in synchronization with the scanning of the pattern projection unit 14. A desired pattern can be easily generated. Further, it is not necessary to provide a mask stage that is necessary when using a conventional mask that is an object pattern, and the cost and size of the exposure apparatus can be reduced. Further, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the plate holder 12 on which the plate P is placed is fixed (actually moves slightly) and the pattern projection unit 14 moves, so the plate P is held and moved. There is no need to provide a stage to be operated and a large and heavy surface plate for supporting the stage. Therefore, compared with the conventional maskless type scanning projection exposure apparatus, it is possible to considerably reduce the footprint, reduce the size and weight, and reduce the cost. In addition, since the small and light pattern projection unit 14 moves, it is possible to suppress vibration caused by the reaction force of the driving force (thrust) during the movement, and thereby the pattern can be accurately placed on the plate P. It becomes possible to form.

なお、上記実施形態では、パターン投影ユニット14を第1支持部材24及び第2支持部材26にそれぞれ設けられたエアベアリングによってプレートP(又はプレートホルダ12)の上方に浮上支持するものとしたが、これに限らず、例えば取付部材42の−Y側の端面に筐体32の上方にまで延びる延設部を設け、該延設部に磁石(永久磁石又は電磁石)を設けるとともに、該磁石に対向する筐体32の上壁の少なくとも一部に磁性体を設ける(あるいは上壁を磁性体材料で形成する)こととしても良い。このようにすれば、その磁石の磁気的な吸引力による上向きの力及びエアベアリングの浮上力である上向きの力と、パターン投影ユニット14の自重(下向きの力)とのバランスによりパターン投影ユニット14をプレートP(又はプレートホルダ12)の上方に浮上支持することが可能となる。この場合、磁気的な吸引力によりパターン投影ユニット14の自重の大部分を支持するようにしても良い。   In the above embodiment, the pattern projection unit 14 is levitated and supported above the plate P (or the plate holder 12) by the air bearings provided on the first support member 24 and the second support member 26, respectively. Not limited to this, for example, an extension portion extending to the upper side of the housing 32 is provided on the end surface on the −Y side of the mounting member 42, and a magnet (permanent magnet or electromagnet) is provided in the extension portion and facing the magnet. A magnetic body may be provided on at least a part of the upper wall of the casing 32 (or the upper wall is formed of a magnetic material). In this way, the pattern projection unit 14 is balanced by the balance between the upward force due to the magnetic attraction force of the magnet and the upward force, which is the levitation force of the air bearing, and the weight of the pattern projection unit 14 (downward force). Can be levitated and supported above the plate P (or the plate holder 12). In this case, most of the weight of the pattern projection unit 14 may be supported by a magnetic attractive force.

また、上記実施形態において、例えば第1,第2の支持部材24,26に代えて、これらの支持部材24,26を一体化したような支持部材を設け、この支持部材とパターン投影ユニット14の少なくとも一部との間に微小駆動機構を設け、この微小駆動機構により、パターン投影ユニット14の少なくとも一部を、前記支持部材上で、Z軸方向及びXY面に対する傾斜方向の3自由度方向のうちの少なくとも1自由度方向に微小駆動する構成を採用しても良い。微小駆動機構は、ピエゾ素子その他のアクチュエータを含んで構成することができる。   In the above embodiment, for example, instead of the first and second support members 24 and 26, a support member in which these support members 24 and 26 are integrated is provided. At least a part of the pattern projection unit 14 is provided on the support member in the direction of three degrees of freedom in the Z-axis direction and the tilt direction with respect to the XY plane. A configuration in which the micro drive is performed in the direction of at least one degree of freedom may be adopted. The micro drive mechanism can be configured to include a piezoelectric element or other actuator.

なお、上記実施形態では、第1,第2の支持部材24,26が、ともに、その底面にエアベアリングと磁極ユニットとを有する場合について説明したが、第1、第2の支持部材24,26の少なくとも一方が、その底面にエアベアリングを有していなくても良い。この場合、その少なくとも一方の支持部材は、Z駆動用コイルと磁極ユニットとの間の磁気力によりパターン投影ユニット14の少なくとも一部の自重を支持することができる。   In the embodiment described above, the first and second support members 24 and 26 both have air bearings and magnetic pole units on their bottom surfaces, but the first and second support members 24 and 26 have been described. At least one of these may not have an air bearing on its bottom surface. In this case, at least one of the supporting members can support at least a part of the weight of the pattern projection unit 14 by a magnetic force between the Z driving coil and the magnetic pole unit.

また、上記実施形態では、露光装置100が、単一の投影光学系を有するパターン投影ユニット14を1つ備えている場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、露光装置は、パターン投影ユニット14に代えて複数の投影光学系を有するパターン投影ユニットを備えていても良いし、あるいは前述のパターン投影ユニット14と同様のパターン投影ユニットを複数備えていても良い。いずれにしても、複数の投影光学系を同時に用いてプレートPを露光することができるので、上記実施形態に比べてもスループットの向上が可能となる。特に、露光装置がパターン投影ユニットを複数備える場合には、その複数のパターン投影ユニット同士が接触しないような経路でそれぞれのパターン投影ユニットをプレートPに対して移動することが望ましい。このとき、複数のパターン投影ユニットを所定の位置関係で一体に保持して移動することとしても良い。なお、複数の投影光学系を有するパターン投影ユニットを設ける場合と、複数のパターン投影ユニットを設ける場合のいずれでも、各投影光学系による台形状の露光領域の配置が次のような配置となるように、複数の投影光学系又はパターン投影ユニットを構成することが好ましい。すなわち、複数の台形状の露光領域を交互に逆向きに並べることで隙間なく配置した状態から、1つおきに露光領域を取り去った後の配置となるような所定の間隔で複数の台形状の露光領域を非走査方向(X軸方向)に1列に配置する、あるいは、1つおきに露光領域を取り去る代わりに、その1つおきの台形状の露光領域を走査方向に関して所定距離ずらして配置することで、複数の台形状の露光領域が非走査方向と平行で、かつ走査方向に所定距離だけ離れた2列の入れ子状になるように配置する。前者の場合、1回の往復走査(露光領域間隔と同一距離の非走査方向のステッピング動作を含む)により、プレートPの所定範囲の領域の全面をほぼ均一な露光量で露光することができ、後者の場合、走査方向に関する一側から他側(又は他側から一側)への1回の走査によりプレートPの所定範囲の領域の全面をほぼ均一な露光量で露光することができる。   In the above embodiment, the case where the exposure apparatus 100 includes one pattern projection unit 14 having a single projection optical system has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the exposure apparatus may include a pattern projection unit having a plurality of projection optical systems instead of the pattern projection unit 14 or may include a plurality of pattern projection units similar to the pattern projection unit 14 described above. good. In any case, since the plate P can be exposed using a plurality of projection optical systems at the same time, the throughput can be improved as compared with the above embodiment. In particular, when the exposure apparatus includes a plurality of pattern projection units, it is desirable to move each pattern projection unit with respect to the plate P along a path in which the plurality of pattern projection units do not contact each other. At this time, a plurality of pattern projection units may be held and moved together in a predetermined positional relationship. Note that the arrangement of the trapezoidal exposure areas by each projection optical system is as follows, regardless of whether a pattern projection unit having a plurality of projection optical systems is provided or a plurality of pattern projection units is provided. In addition, it is preferable to configure a plurality of projection optical systems or pattern projection units. That is, a plurality of trapezoidal exposure areas are arranged at predetermined intervals so as to be arranged after removing every other exposure area from a state where a plurality of trapezoidal exposure areas are alternately arranged in a reverse direction without gaps. Arrange the exposure areas in a row in the non-scanning direction (X-axis direction), or place every other trapezoidal exposure area shifted by a predetermined distance in the scanning direction instead of removing every other exposure area. By doing so, the plurality of trapezoidal exposure regions are arranged so as to be nested in two rows parallel to the non-scanning direction and separated by a predetermined distance in the scanning direction. In the former case, the entire surface of a predetermined area of the plate P can be exposed with a substantially uniform exposure amount by one reciprocating scan (including a stepping operation in the non-scanning direction having the same distance as the exposure area interval). In the latter case, the entire surface of a predetermined range of the plate P can be exposed with a substantially uniform exposure amount by a single scan from one side to the other side (or from the other side) in the scanning direction.

《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態を、図8〜図16に基づいて説明する。図8には、本第2の実施形態の露光装置200の正面図が示され、図9には、露光装置200の平面図が示されている。また、図10には、図9のA−A線断面図が示され、図11には、図9のB−B線断面図が示されている。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows a front view of the exposure apparatus 200 of the second embodiment, and FIG. 9 shows a plan view of the exposure apparatus 200. 10 shows a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 9, and FIG. 11 shows a cross-sectional view taken along line BB in FIG.

露光装置200は、図8に示されるように、クリーンルームの床面F(又は床面Fに設置される不図示のベースプレート)上に設置されている。この露光装置200は、床面F上に複数、例えば4つの防振ユニット202を介して水平に支持されたプレートホルダ204、該プレートホルダ204上に保持されたプレートPの上面に沿って水平面(図8におけるXY平面)内で移動可能なパターン形成ユニット206、及び該パターン形成ユニット206を駆動する駆動系208等を備えている。   As shown in FIG. 8, the exposure apparatus 200 is installed on the floor surface F (or a base plate (not shown) installed on the floor surface F) of the clean room. The exposure apparatus 200 includes a plate holder 204 that is horizontally supported on a floor surface F via, for example, four anti-vibration units 202, and a horizontal plane (upper surface) along the upper surface of the plate P held on the plate holder 204. A pattern forming unit 206 movable in the XY plane in FIG. 8 and a drive system 208 for driving the pattern forming unit 206 are provided.

前記複数の防振ユニット202によって、床面Fからプレートホルダ204に向かう微振動がマイクロGレベルで絶縁されるようになっている。   The plurality of vibration isolation units 202 are adapted to insulate micro vibrations from the floor surface F toward the plate holder 204 at the micro G level.

プレートホルダ204は、図8及び図9を総合するとわかるように、矩形板状の形状を有し、中央部にプレートPが載置される矩形のプレート載置領域が設けられている。このプレート載置領域には、図11に示されるように、上端面がほぼ同一高さに設定された多数のピン状の支持部205がほぼ均一な配置でほぼ全面に設けられ、所々隣接する支持部205相互間の内部底面に、複数のバキューム用の排気路207の一端がそれぞれ接続されている。各排気路207は、その他端側が不図示の排気幹路からそれぞれ分岐されており、その排気幹路は不図示のバキュームポンプに接続されている。本実施形態では、プレートホルダ204は、その全体若しくは少なくとも上部近傍が、例えばセラミックを素材として形成され、そのセラミック部分の上面にエッチング処理を施すことにより支持部205等が形成されている。プレートホルダ204のプレート載置領域には、このようにしてプレートPを真空吸着するピンチャックが形成されている。   8 and 9, the plate holder 204 has a rectangular plate shape, and is provided with a rectangular plate placement area on which the plate P is placed at the center. As shown in FIG. 11, a large number of pin-shaped support portions 205 whose upper end surfaces are set at substantially the same height are provided on the plate mounting area on almost the entire surface, and are adjacent to each other in some places. One end of each of a plurality of vacuum exhaust passages 207 is connected to the inner bottom surface between the support portions 205. Each exhaust passage 207 is branched at its other end from an exhaust trunk (not shown), and the exhaust trunk is connected to a vacuum pump (not shown). In the present embodiment, the whole or at least the upper part of the plate holder 204 is formed using, for example, ceramic as a material, and the support portion 205 and the like are formed by performing an etching process on the upper surface of the ceramic portion. In the plate mounting region of the plate holder 204, a pin chuck for vacuum-sucking the plate P is formed in this way.

このプレートホルダ204上面のプレート載置領域の−Y側には、前述の第1の実施形態と同様の空間像センサ64を備えた基準部材FMが設けられている。空間像センサ64の出力は、主制御装置280に供給されるようになっている(図15参照)。   On the −Y side of the plate mounting area on the upper surface of the plate holder 204, a reference member FM including the aerial image sensor 64 similar to that in the first embodiment is provided. The output of the aerial image sensor 64 is supplied to the main controller 280 (see FIG. 15).

前記パターン形成ユニット206は、図11に示されるように、支持部材210によって下方から支持されている。これを更に詳述すると、支持部材210は、図11及び図9を総合するとわかるように、上部が開口し、底壁が、周壁(側壁)に比べて肉厚が薄く、かつその底壁の中央に正方形開口が形成された平面視正方形の筒状部材のような形状を有し、その底部には周壁の内壁面から内側に突出した張り出し部210aが形成されている。支持部材210には、図11に示されるように、その底部に複数、ここでは4隅の部分に各1つ、合計4つのエアベアリング213が埋め込み状態で設けられており、これらのエアベアリング213からプレートP上面(又はプレートホルダ204上面)に向かって加圧空気が噴出されるようになっている。そして、エアベアリング213(支持部材210)とプレートP上面(又はプレートホルダ204上面)との間の加圧空気の静圧(いわゆる隙間内圧力)によって支持部材210及びパターン形成ユニット206が、プレートP上面(又はプレートホルダ204上面)に対して所定のクリアランス(例えば、数μm程度のクリアランス)を介して支持されている。   The pattern forming unit 206 is supported from below by a support member 210 as shown in FIG. More specifically, as shown in FIG. 11 and FIG. 9, the support member 210 is open at the top, the bottom wall is thinner than the peripheral wall (side wall), and the bottom wall It has a shape like a planar cylindrical member with a square opening formed in the center, and has a protruding portion 210a that protrudes inward from the inner wall surface of the peripheral wall at the bottom. As shown in FIG. 11, the support member 210 is provided with a plurality of air bearings 213 embedded in the bottom thereof, in this case, one in each of the four corners, in total, four air bearings 213. The pressurized air is jetted from the plate P toward the upper surface of the plate P (or the upper surface of the plate holder 204). The support member 210 and the pattern forming unit 206 are moved to the plate P by the static pressure (so-called clearance pressure) of pressurized air between the air bearing 213 (the support member 210) and the upper surface of the plate P (or the upper surface of the plate holder 204). The upper surface (or the upper surface of the plate holder 204) is supported via a predetermined clearance (for example, a clearance of about several μm).

パターン形成ユニット206は、図11に示されるように、上述の張り出し部210aに上方から載置され、その下端面が支持部材210の底面とほぼ面一になるように設定された第1部分ハウジング211aと、該第1部分ハウジング211aの上部にその下端部近傍の一部が埋め込まれた状態で固定された略円筒状の第2部分ハウジング211bとを備えている。   As shown in FIG. 11, the pattern forming unit 206 is placed on the above-described overhanging portion 210 a from above, and the first partial housing is set so that the lower end surface thereof is substantially flush with the bottom surface of the support member 210. 211a, and a substantially cylindrical second partial housing 211b fixed in a state where a part near the lower end is embedded in the upper part of the first partial housing 211a.

前記第1部分ハウジング211aの内部空間に、パターン形成部209が収容されている。前記第2部分ハウジング211bは、概略段付き円筒状の外形を有し、その内部空間にはパターン形成部209に対する照明を行う照明系が収容されている。   A pattern forming portion 209 is accommodated in the internal space of the first partial housing 211a. The second partial housing 211b has a substantially stepped cylindrical outer shape, and an illumination system for illuminating the pattern forming unit 209 is accommodated in the internal space.

図12には、上記の第1部分ハウジング211aと第2部分ハウジング211bとによって実質的に構成されるハウジング211(図11参照)の内部のパターン形成光学系212の構成の一例が模式的に示されている。   FIG. 12 schematically shows an example of the configuration of the pattern forming optical system 212 inside the housing 211 (see FIG. 11) substantially constituted by the first partial housing 211a and the second partial housing 211b. Has been.

このパターン形成光学系212は、光源、オプティカル・インテグレータ、レンズ系などを含む光源部214と、その光源部214の下方で水平面に対して45°(より正確には、XZ面内でX軸に対して45°)の角度で斜設された全反射ミラー216と、光源部214から下方に向けて射出された照明光の全反射ミラー216による反射光路上に配置されたコリメータレンズ218と、該コリメータレンズ218を通過した照明光の光路上に水平面に対して45°(より正確には、XZ面内でX軸に対して45°)の角度を成す状態で設けられたDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)220と、該DMD220の全てのミラーエレメントの反射面がXZ面内でX軸に対して45°を成すときの、コリメータレンズ218を通過した照明光のDMD220による反射光路上に、XY面に平行に配置されたパターン形成部209とを備えている。   The pattern forming optical system 212 includes a light source unit 214 including a light source, an optical integrator, a lens system, and the like, and 45 ° with respect to a horizontal plane below the light source unit 214 (more precisely, on the X axis in the XZ plane). And a collimator lens 218 disposed on the reflection light path of the illumination light emitted downward from the light source unit 214 by the total reflection mirror 216, and a collimator lens 218 disposed obliquely at an angle of 45 °) A DMD (digital micrometer) provided on the optical path of the illumination light that has passed through the collimator lens 218 with an angle of 45 ° to the horizontal plane (more precisely, 45 ° to the X axis in the XZ plane). Mirror device) 220 and the reflecting surface of all mirror elements of DMD 220 passed through collimator lens 218 when the angle of reflection is 45 ° with respect to the X axis in the XZ plane. A pattern forming unit 209 arranged in parallel to the XY plane is provided on the light path reflected by the DMD 220 of the illumination light.

パターン形成部209は、複数の光学素子がXY平面上で所定の位置関係で形成されたプレートを含む光学素子アレー222と、該光学素子アレー222の各光学素子にそれぞれ対向して下方に配置された複数のレンズから成るレンズアレー224とを含む。   The pattern forming unit 209 is disposed below the optical element array 222 including a plate in which a plurality of optical elements are formed in a predetermined positional relationship on the XY plane, and facing each optical element of the optical element array 222. And a lens array 224 composed of a plurality of lenses.

前記DMD220は、反射面の傾斜角度を変更可能な複数のミラーエレメントを有し、各ミラーエレメントがDMD駆動部226(図12では不図示、図15参照)を介して主制御装置280(図15参照)によって個別に傾斜駆動され、これにより光学素子アレー222を構成する各光学素子に対する照明光の入射又は非入射を個別に制御できるようになっている。図13には、上記のDMD駆動部226を介した特定のミラーエレメントの駆動により、光学素子アレー222上の任意の3つの光学素子FLk-1、FLk、FLk+1のうち、光学素子FLk-1、FLk+1に対しては照明光が入射し、光学素子FLkに対しては照明光が入射しないように設定された状態が、模式的に示されている。 The DMD 220 includes a plurality of mirror elements that can change the inclination angle of the reflecting surface, and each mirror element is connected to the main controller 280 (FIG. 15) via a DMD driving unit 226 (not shown in FIG. 12, refer to FIG. 15). In this way, it is possible to individually control the incidence or non-incidence of the illumination light to each optical element constituting the optical element array 222. In FIG. 13, among the arbitrary three optical elements FL k−1 , FL k , FL k + 1 on the optical element array 222 by driving a specific mirror element via the DMD driving unit 226, the optical A state in which illumination light is incident on the elements FL k-1 and FL k + 1 and the illumination light is not incident on the optical element FL k is schematically shown.

このように、本実施形態においては、DMD220は空間光変調器(SLM : Spatial Light Modulator)として機能する。従って、他の反射型空間光変調器、例えば反射ミラーアレイなどを、上記のDMD220に代えて用いても良い。   As described above, in this embodiment, the DMD 220 functions as a spatial light modulator (SLM). Therefore, other reflective spatial light modulators such as a reflective mirror array may be used in place of the DMD 220 described above.

図14には、光学素子アレー222の平面図が示されている。また、この図14中には、光学素子アレー222の各光学素子FLi,jによって所定の面(結像面)に形成されるスポット像(以下、「スポット」と呼ぶ)SPが併せて図示されている。この図14に示されるように、光学素子アレー222は、m(mは例えば10)×n(nは例えば4)個の光学素子FLi,j(i=1〜m、j=1〜n)が所定の配置で設けられた平面視平行四辺形状のプレート222aを有している。 FIG. 14 shows a plan view of the optical element array 222. 14 also shows a spot image (hereinafter referred to as “spot”) SP formed on a predetermined surface (imaging surface) by each optical element FL i, j of the optical element array 222. Has been. As shown in FIG. 14, the optical element array 222 includes m (m is, for example, 10) × n (n is, for example, 4) optical elements FL i, j (i = 1 to m, j = 1 to n). ) Has a parallelogram-shaped plate 222a in a plan view provided in a predetermined arrangement.

プレート222a上には、XY平面内でY軸に対して所定角度θを成す方向の直線L1上に所定ピッチpで配置されたm個の光学素子FLi,1(i=1〜m)を含む第1の列の光学素子群、直線L1から+X方向に所定間隔dを隔てその直線L1に平行に延びる直線L2上に所定ピッチpで配置されたm個の光学素子FLi,2(i=1〜m)を含む第2の列の光学素子群、直線L2から+X方向に所定間隔dを隔てその直線L2に平行に延びる直線L3上に所定ピッチpで配置されたm個の光学素子FLi,3(i=1〜m)を含む第3の列の光学素子群、及び直線L3から+X方向に所定間隔dを隔てその直線L3に平行に延びる第4の直線L4上に所定ピッチpで配置されたm個の光学素子FLi,4(i=1〜m)を含む第4の列の光学素子群等が形成されている。プレート222a上の光学素子が形成されていない領域(スペース領域)の表面は、クロム等の金属の膜から成る遮光膜が形成された遮光領域とされている。 On the plate 222a, m optical elements FL i, 1 (i = 1 to m) arranged at a predetermined pitch p on a straight line L1 in a direction forming a predetermined angle θ with respect to the Y axis in the XY plane. The first row of optical element groups including m optical elements FL i, 2 (with a predetermined pitch p) on a straight line L2 extending in parallel to the straight line L1 at a predetermined distance d from the straight line L1 in the + X direction. a second row of optical element groups including i = 1 to m), m pieces arranged at a predetermined pitch p on a straight line L3 extending in parallel to the straight line L2 with a predetermined distance d from the straight line L2 in the + X direction. A third row of optical element groups including optical elements FL i, 3 (i = 1 to m) and a fourth straight line L4 extending in parallel to the straight line L3 at a predetermined distance d from the straight line L3 in the + X direction A fourth row of optical elements including m optical elements FL i, 4 (i = 1 to m) arranged at a predetermined pitch p in FIG. Is formed. The surface of the region (space region) where the optical element is not formed on the plate 222a is a light shielding region where a light shielding film made of a metal film such as chromium is formed.

この場合、a.全ての群に含まれる各光学素子FLi,jは、それぞれの中心点をY軸方向に平行移動してX軸方向の同一直線LL上に並べた場合に等間隔となる配置(間隔Δdで並ぶ配置)でプレート222a上に形成されている。また、b.第2の列の光学素子群、第4の列の光学素子群をそれぞれ構成する各光学素子FLi,2、FLi,4(i=1〜m)が、第1の列の光学素子群を構成する各光学素子FLi,1(i=1〜m)に対してY軸方向に関して所定ピッチpより小さな所定距離だけずれているとともに、第3の列の光学素子群を構成する各光学素子FLi,3(i=1〜m)が、第1の列の光学素子群を構成する各光学素子FLi,1(i=1〜m)と、Y軸方向に関して並んでいる。これは、前述の光学素子FLkのように照明光束(ビーム)が非入射状態とされたときに、その照明光束が、いずれの光学素子にも入射しないようにするために、1つの光学素子の全体が収まる所定面積の遮光領域をプレート222a上に確保するために、このような配置にしているのである。これにより、図14中の影線が付された円形領域のような、照明光束が照射される遮光領域をプレート222a上に確保することができる。 In this case, a. The optical elements FL i, j included in all groups are arranged at equal intervals when the center points thereof are translated in the Y-axis direction and arranged on the same straight line LL in the X-axis direction (at intervals Δd). Formed on the plate 222a. B. The optical elements FL i, 2 , FL i, 4 (i = 1 to m) constituting the optical element group in the second row and the optical element group in the fourth row are the optical element groups in the first row, respectively. Are shifted by a predetermined distance smaller than a predetermined pitch p in the Y-axis direction with respect to the respective optical elements FL i, 1 (i = 1 to m) constituting each of the optical elements constituting the optical element group in the third row. The elements FL i, 3 (i = 1 to m) are arranged in the Y-axis direction with the optical elements FL i, 1 (i = 1 to m) constituting the optical element group in the first column. This is because, when the illumination light beam (beam) is in a non-incident state as in the above-described optical element FL k , one optical element is used so that the illumination light beam does not enter any optical element. In order to secure a light-shielding area having a predetermined area on the plate 222a, the entire area is accommodated. As a result, a light shielding area irradiated with the illumination light beam, such as a circular area with a shadow line in FIG. 14, can be secured on the plate 222a.

上記のa.及びb.を同時に満足すべく、所定ピッチp,間隔Δd及び一列の光学素子の数mに応じて、前述の角度θが設定されている。   A. And b. Is satisfied in accordance with the predetermined pitch p, the interval Δd, and the number m of optical elements in a row.

また、各光学素子FLi,jとしては、照明光で照明されたときに所定の面上にスポットを形成する位相型の回折光学素子が用いられている。本実施形態では、各光学素子FLi,jは、図14に示されるようなX軸方向に細長い長円形のスポットSPを所定の面上に形成する。スポットSPのX軸方向の長さは、前述の間隔Δdの2倍の長さである。すなわち、同一の列で隣接する光学素子によって形成されるスポットSP同士は、X軸方向に関して1/2ずつオーバーラップするような配置になっている。 Further, as each optical element FL i, j , a phase type diffractive optical element that forms a spot on a predetermined surface when illuminated with illumination light is used. In the present embodiment, each optical element FL i, j forms an oval spot SP elongated in the X-axis direction as shown in FIG. 14 on a predetermined surface. The length of the spot SP in the X-axis direction is twice the distance Δd described above. That is, the spots SP formed by adjacent optical elements in the same row are arranged so as to overlap each other by a half in the X-axis direction.

ここで、各光学素子の中心点同士の位置関係が異ならないのであれば、各光学素子は、スポットSPの長さと同一直径のスポットを所定の面上に形成するフレネル・ゾーン・プレートなどの素子であっても勿論良い。いずれにしても、光学素子アレー222のように、Y軸に対して角度θ(0<θ<90°)を成す相互に平行な複数の直線(L1,L2,L3,L4など)上にそれぞれ所定ピッチpで複数の位相型の回折光学素子が配置されている場合には、各回折光学素子が所定の面(プレートP表面)上に形成するスポットの形状に応じた寸法にピッチpを設定することで、光学素子アレー222をY軸方向に沿ってプレートPに対してY軸方向に移動することで、そのプレートP表面上の所定面積の領域を隙間なくスポットにより露光することが可能になる。特に、本実施形態では、各光学素子FLi,jの中心が、Y軸方向に関して等間隔Δdで配置され、各光学素子FLi,jによって形成されるスポットのX軸方向長さがΔd/2であるので、その所定面積の領域のほぼ全域を均一な露光量分布で露光することが可能になっている。 Here, if the positional relationship between the center points of the optical elements is not different, each optical element is an element such as a Fresnel zone plate that forms a spot having the same diameter as the length of the spot SP on a predetermined surface. But of course. In any case, like the optical element array 222, each of them is on a plurality of straight lines (L1, L2, L3, L4, etc.) parallel to each other that form an angle θ (0 <θ <90 °) with respect to the Y axis. When a plurality of phase-type diffractive optical elements are arranged at a predetermined pitch p, the pitch p is set to a dimension corresponding to the shape of the spot formed on the predetermined surface (plate P surface) by each diffractive optical element. By moving the optical element array 222 in the Y-axis direction with respect to the plate P along the Y-axis direction, it is possible to expose a region of a predetermined area on the surface of the plate P with a spot without a gap. Become. In particular, in the present embodiment , the centers of the optical elements FL i, j are arranged at equal intervals Δd with respect to the Y-axis direction, and the length in the X-axis direction of the spot formed by each optical element FL i, j is Δd / Therefore, it is possible to expose almost the entire area of the predetermined area with a uniform exposure amount distribution.

前記駆動系208は、パターン形成ユニット206をX軸方向に駆動する第1駆動機構と、該第1駆動機構と一体でパターン形成ユニット206をY軸方向に駆動する第2駆動機構とを備えている。   The drive system 208 includes a first drive mechanism that drives the pattern forming unit 206 in the X-axis direction, and a second drive mechanism that drives the pattern forming unit 206 in the Y-axis direction integrally with the first drive mechanism. Yes.

これをさらに詳述すると、支持部材210のY軸方向の一側及び他側の面には、図11に示されるように、X軸可動子228A,228Bがそれぞれ突設されている。これらのX軸可動子228A,228Bは、図9及び図11からわかるようにYZ断面が略T字状で、+Z方向から見てX軸方向に細長い長方形状の形状を有し、その内部にX軸方向に沿って配置された複数の電機子コイルを有する電機子ユニットを含む。そして、これらのX軸可動子228A,228Bは、YZ断面U字状で+Z方向から見てX軸方向に細長く延びるX軸固定子230A,230Bの内部空間にそれぞれ挿入されている。これらのX軸固定子230A,230Bは、X軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の永久磁石(隣接する永久磁石は、相互に逆極性とされている)を有する、磁極ユニットによって構成されている。   More specifically, as shown in FIG. 11, X-axis movers 228A and 228B project from the one side surface and the other side surface of the support member 210 in the Y-axis direction. These X-axis movers 228A and 228B have a substantially T-shaped YZ cross section as shown in FIGS. 9 and 11, and have a rectangular shape elongated in the X-axis direction when viewed from the + Z direction. It includes an armature unit having a plurality of armature coils arranged along the X-axis direction. These X-axis movers 228A and 228B are inserted into the internal spaces of the X-axis stators 230A and 230B, each having a U-shaped YZ section and extending in the X-axis direction when viewed from the + Z direction. These X-axis stators 230A and 230B are configured by a magnetic pole unit having a plurality of permanent magnets (adjacent permanent magnets having opposite polarities) arranged at predetermined intervals along the X-axis direction. Has been.

X軸固定子230A,230Bは、それぞれの長手方向の一端と他端とが、図9に示されるように、Y軸方向に細長く延びるY軸スライダ232A,232Bにそれぞれ接続されている。Y軸スライダ232A,232Bは、図10に示されるように、矩形の開口部233,234がそれぞれ形成されたXZ断面が相互に左右対称な五角形状の部材から成り、それぞれの開口部233,234の内壁面には、Y軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイル(不図示)がそれぞれ配置されている。   As shown in FIG. 9, the X-axis stators 230A and 230B have one end and the other end in the longitudinal direction connected to Y-axis sliders 232A and 232B that are elongated in the Y-axis direction, respectively. As shown in FIG. 10, the Y-axis sliders 232A and 232B are formed of pentagonal members whose XZ cross-sections in which rectangular openings 233 and 234 are respectively formed are symmetrical with each other, and the respective openings 233 and 234 are formed. A plurality of armature coils (not shown) are arranged at predetermined intervals along the Y-axis direction on the inner wall surface.

前記Y軸スライダ232A,232Bの開口部233,234には、図10に示されるように、XZ断面矩形のY軸ガイド236A,236Bがそれぞれ挿入されている。一方のY軸ガイド236Aの長手方向の一端と他端は、図8に示されるように、床面F上に植設されたフレーム238A、238BによってXY面に平行になるように支持されている。また、他方のY軸ガイド236Bの長手方向の一端と他端は、床面F上に植設されたフレーム238C、238DによってXY面に平行になるように、かつY軸ガイド236Aと同一高さで支持されている(図9参照)。Y軸ガイド236A,236Bは、長手方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置された複数のN極永久磁石とS極永久磁石とを含む磁石群をそれぞれ有している。   As shown in FIG. 10, Y-axis guides 236A and 236B having a rectangular XZ section are inserted into the openings 233 and 234 of the Y-axis sliders 232A and 232B, respectively. One end and the other end of one Y-axis guide 236A in the longitudinal direction are supported so as to be parallel to the XY plane by frames 238A and 238B implanted on the floor surface F, as shown in FIG. . Also, one end and the other end of the other Y-axis guide 236B in the longitudinal direction are parallel to the XY plane by the frames 238C and 238D planted on the floor surface F, and the same height as the Y-axis guide 236A. (See FIG. 9). Y-axis guides 236A and 236B each have a magnet group including a plurality of N-pole permanent magnets and S-pole permanent magnets arranged alternately at predetermined intervals along the longitudinal direction.

本実施形態では、図9からもわかるように、X軸固定子230A,230BとY軸スライダ232A,232Bとによって、矩形状のY軸移動体240が構成されている。   In this embodiment, as can be seen from FIG. 9, the X-axis stators 230A and 230B and the Y-axis sliders 232A and 232B constitute a rectangular Y-axis moving body 240.

これまでの説明から明らかなように、X軸固定子230A,230Bと対応するX軸可動子228A,228Bとによって、支持部材210によって支持されたパターン形成ユニット206をX軸方向に駆動する、ムービングマグネット型のリニアモータから成る一対のX軸リニアモータLMX1,LMX2がそれぞれ構成されている(図11参照)。これらのX軸リニアモータLMX1,LMX2のそれぞれが発生する駆動力(推力)を異ならせることにより、パターン形成ユニット206をθz方向(Z軸回りの回転方向)に駆動することができる。   As is apparent from the above description, the X-axis stators 230A and 230B and the corresponding X-axis movers 228A and 228B drive the pattern forming unit 206 supported by the support member 210 in the X-axis direction. A pair of X-axis linear motors LMX1 and LMX2 composed of magnet type linear motors are respectively configured (see FIG. 11). The pattern forming unit 206 can be driven in the θz direction (rotating direction around the Z axis) by making the driving force (thrust) generated by each of the X-axis linear motors LMX1 and LMX2 different.

また、Y軸ガイド236A,236Bと対応するY軸スライダ232A,232Bとによって、Y軸移動体240と一体で支持部材210によって支持されたパターン形成ユニット206をY軸方向に駆動する、ムービングマグネット型のリニアモータから成る一対のY軸リニアモータLMY1,LMY2がそれぞれ構成されている(図10参照)。   In addition, the Y-axis guides 236A and 236B and the corresponding Y-axis sliders 232A and 232B move the pattern forming unit 206 that is integrated with the Y-axis moving body 240 and supported by the support member 210 in the Y-axis direction. A pair of Y-axis linear motors LMY1 and LMY2 each including the linear motor are configured (see FIG. 10).

このように、本実施形態では、一対のX軸リニアモータLMX1,LMX2によってパターン形成ユニット206をX軸方向に駆動する第1駆動機構の少なくとも一部が構成され、一対のY軸リニアモータLMY1,LMY2によって第1駆動機構と一体でパターン形成ユニット206をY軸方向に駆動する第2駆動機構の少なくとも一部が構成されている。   As described above, in this embodiment, at least a part of the first drive mechanism that drives the pattern forming unit 206 in the X-axis direction is configured by the pair of X-axis linear motors LMX1 and LMX2, and the pair of Y-axis linear motors LMY1 and LMY1. At least a part of the second drive mechanism that drives the pattern forming unit 206 in the Y-axis direction integrally with the first drive mechanism is configured by LMY2.

前記支持部材210の張り出し部210a(図11参照)と、第1部分ハウジング211aとの間には、XY平面内で同一直線上にない3箇所に、第1部分ハウジング211aをZ軸方向に微小駆動する3つのアクチュエータ242a〜242c(図11では不図示、図15参照)が設けられている。各アクチュエータとしては、例えばピエゾ素子、あるいはボイスコイルモータなどを用いることができる。   Between the projecting portion 210a (see FIG. 11) of the support member 210 and the first partial housing 211a, the first partial housing 211a is slightly positioned in the Z-axis direction at three positions that are not on the same straight line in the XY plane. Three actuators 242a to 242c to be driven (not shown in FIG. 11, refer to FIG. 15) are provided. As each actuator, for example, a piezo element or a voice coil motor can be used.

前記プレートホルダ204上面の基準部材FMの−Y側には、図9に示されるように、3つのY軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3が、支持部材210の一辺の長さより短い所定の間隔を隔てて配置されている。これらのY軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3からの測長ビームは、図11にY軸レーザ干渉計244Y2からの測長ビームMY2を代表的に採りあげて示されるように、支持部材210の−Y側端面の下端部近傍に設けられたX軸方向に延びる平面ミラーから成るY軸移動鏡246の反射面に照射されている。Y軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3のそれぞれは、測長軸を少なくとも2軸有する多軸干渉計であり、支持部材210(パターン形成ユニット206)のY軸方向の位置のみならず、θz回転をも計測する。 On the −Y side of the reference member FM on the upper surface of the plate holder 204, as shown in FIG. 9, three Y-axis laser interferometers 244Y 1 , 244Y 2 , and 244Y 3 are shorter than the length of one side of the support member 210. They are arranged at a predetermined interval. The measurement beams from these Y-axis laser interferometers 244Y 1 , 244Y 2 , and 244Y 3 are representatively shown by measuring the measurement beam MY 2 from the Y-axis laser interferometer 244Y 2 in FIG. The reflection surface of the Y-axis movable mirror 246 formed of a plane mirror extending in the X-axis direction provided in the vicinity of the lower end portion of the −Y side end surface of the support member 210 is irradiated. Each of the Y-axis laser interferometers 244Y 1 , 244Y 2 , and 244Y 3 is a multi-axis interferometer having at least two measurement axes, and includes not only the position of the support member 210 (pattern forming unit 206) in the Y-axis direction. , Θz rotation is also measured.

この場合、測長ビームMY2は、光学素子アレー222の配置された面にほぼ一致する高さ位置に照射されている。その他のY軸レーザ干渉計244Y1,244Y3からの測長ビームも同一の高さ位置に照射されるようになっている。すなわち、Y軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3のいずれも、支持部材210(パターン形成ユニット206)のY軸方向の位置をいわゆるアッベ誤差なく計測できるようになっている。 In this case, the length measurement beam MY 2 is irradiated to a height position substantially coinciding with the surface on which the optical element array 222 is disposed. The length measuring beams from the other Y-axis laser interferometers 244Y 1 and 244Y 3 are also irradiated at the same height position. In other words, any of the Y-axis laser interferometers 244Y 1 , 244Y 2 , and 244Y 3 can measure the position of the support member 210 (pattern forming unit 206) in the Y-axis direction without so-called Abbe error.

また、プレートホルダ204上面の+X側端部近傍には、図9に示されるように、5つのX軸レーザ干渉計244X1,244X2,244X3,244X4,244X5が、支持部材210の一辺の長さより短い所定の間隔を隔てて配置されている。これらのX軸レーザ干渉計244X1,244X2,244X3,244X4,244X5からの測長ビームは、前述の測長ビームMY2と同一の高さの面内の光路を通って支持部材210の+X側端面の下端部近傍に設けられたY軸方向に延びる平面ミラーから成るX軸移動鏡(不図示)の反射面に照射されている。従って、X軸レーザ干渉計244X1,244X2,244X3,244X4,244X5のいずれも、支持部材210(パターン形成ユニット206)のX軸方向の位置をいわゆるアッベ誤差なく計測できるようになっている。なお、X軸及びY軸移動鏡を支持部材210に設ける代わりに、例えば支持部材210の端面(側面)を鏡面加工して反射面として用いるようにしても良い。 Further, in the vicinity of the + X side end of the upper surface of the plate holder 204, five X-axis laser interferometers 244X 1 , 244X 2 , 244X 3 , 244X 4 , and 244X 5 are attached to the support member 210 as shown in FIG. They are arranged at a predetermined interval shorter than the length of one side. The measurement beams from these X-axis laser interferometers 244X 1 , 244X 2 , 244X 3 , 244X 4 , and 244X 5 pass through an in-plane optical path having the same height as the above-mentioned measurement beam MY 2 to support members. The reflection surface of an X-axis moving mirror (not shown) composed of a plane mirror extending in the Y-axis direction provided in the vicinity of the lower end of the + X side end surface of 210 is irradiated. Therefore, any of the X-axis laser interferometers 244X 1 , 244X 2 , 244X 3 , 244X 4 and 244X 5 can measure the position of the support member 210 (pattern forming unit 206) in the X-axis direction without so-called Abbe error. ing. Instead of providing the X-axis and Y-axis moving mirrors on the support member 210, for example, the end surface (side surface) of the support member 210 may be mirror-finished and used as a reflection surface.

上記3つのY軸レーザ干渉計244Y1,244Y2,244Y3及び5つのX軸レーザ干渉計244X1,244X2,244X3,244X4,244X5の計測値は、主制御装置280に供給される(図15参照)。 The measured values of the three Y-axis laser interferometers 244Y 1 , 244Y 2 , 244Y 3 and the five X-axis laser interferometers 244X 1 , 244X 2 , 244X 3 , 244X 4 , 244X 5 are supplied to the main controller 280. (See FIG. 15).

上記の説明からわかるように、本第2の実施形態では、1つのY軸レーザ干渉計からの測長ビームがY軸移動鏡246に当たらなくなる前に、その1つのY軸レーザ干渉計からの測長ビームがY軸移動鏡246に当たっているのと同時に隣接するY軸レーザ干渉計からの測長ビームがY軸移動鏡246に当たる時間が必ず存在する。5つのX軸レーザ干渉計についても同様である。このため、主制御装置280は、2つのY軸レーザ干渉計からの測長ビームがY軸移動鏡246に当たっているいずれかの時点で、それまで制御に用いられていたY軸レーザ干渉計の計測値を用いて、次に制御に用いられる隣のY軸レーザ干渉計の計測値をプリセットする、いわゆるつなぎプリセットを実行する。同様に、主制御装置280は、X軸レーザ干渉計についてもつなぎプリセットを実行する。   As can be seen from the above description, in the second embodiment, before the length measurement beam from one Y-axis laser interferometer does not hit the Y-axis moving mirror 246, the one from the one Y-axis laser interferometer. There is always a time for the length measuring beam from the adjacent Y axis laser interferometer to hit the Y axis moving mirror 246 at the same time that the length measuring beam hits the Y axis moving mirror 246. The same applies to the five X-axis laser interferometers. For this reason, the main controller 280 measures the Y-axis laser interferometer that has been used for control until the measurement beam from the two Y-axis laser interferometers hits the Y-axis moving mirror 246. A so-called connection preset is executed by using the value to preset the measurement value of the adjacent Y-axis laser interferometer used for the next control. Similarly, main controller 280 performs a tethering preset for the X-axis laser interferometer.

また、図8〜図11等では、不図示であるが、パターン形成ユニット206によって前述のスポット群が形成される所定面上の領域の周囲には、前述と同様のAF検出系62が設けらているとともに、パターン形成ユニット206及び支持部材210のいずれかの一部には、前述と同様のアライメント系ALGが設けられている(図15参照)。   Although not shown in FIGS. 8 to 11 and the like, an AF detection system 62 similar to the above is provided around a region on the predetermined surface where the spot group is formed by the pattern forming unit 206. In addition, an alignment system ALG similar to that described above is provided in a part of either the pattern forming unit 206 or the support member 210 (see FIG. 15).

図15には、本第2の実施形態の、露光装置200の露光制御に関連する構成各部がブロック図にて示されている。このうち、主制御装置280によって主に制御系が構成されている。主制御装置280は、ワークステーション又はマイクロコンピュータなどを含む。この主制御装置80には、第1の実施形態と同様のマスクパターン記憶部66が併設されている。   FIG. 15 is a block diagram showing constituent parts related to exposure control of the exposure apparatus 200 according to the second embodiment. Among these, the main control device 280 mainly constitutes a control system. The main controller 280 includes a workstation or a microcomputer. The main controller 80 is provided with a mask pattern storage unit 66 similar to that of the first embodiment.

このようにして構成された本実施系形態の露光装置によると、主制御装置280により、前述の第1の実施形態と同様の手順で、プレートPのX軸方向、Y軸方向の位置、及びヨーイング求めるプレートPのアライメントが行われる。そして、そのプレートPのアライメントが終了すると、主制御装置280は、そのアライメント結果に基づいて、露光を開始する。   According to the exposure apparatus of the present embodiment configured as described above, the main controller 280 performs the same procedure as in the first embodiment described above, and the position of the plate P in the X-axis direction, the Y-axis direction, and The alignment of the plate P to be yawed is performed. When the alignment of the plate P is completed, main controller 280 starts exposure based on the alignment result.

すなわち、主制御装置280は、プレートPに対してパターン形成ユニット206を相対的に移動させるとともに、上記のアライメント結果を考慮してパターン形成ユニット206の位置・姿勢を制御しつつ、パターン形成ユニット206の走査に同期してDMD220のミラーエレメントをDMD駆動部226を介して個別に駆動することで、光学素子アレー222を構成する各光学素子FLi,jに対する照明光の入射又は非入射を個別に制御する。これによって照明光が入射された光学素子のみによってスポットSPがプレートP上に形成され、そのスポットSPによってプレートP上のレジストが感光され、パターンが形成される。このようにして形成されるパターンは、主制御装置280によって、マスクパターン記憶部66の記憶内容に基づいて、パターン形成ユニット206の走査に同期して順次変更される。 That is, the main controller 280 moves the pattern forming unit 206 relative to the plate P, and controls the position / posture of the pattern forming unit 206 in consideration of the above alignment result. The mirror elements of the DMD 220 are individually driven via the DMD driving unit 226 in synchronization with the scanning of the above, so that the incident or non-incidence of the illumination light to each optical element FL i, j constituting the optical element array 222 is individually Control. Thus, the spot SP is formed on the plate P only by the optical element on which the illumination light is incident, and the resist on the plate P is exposed by the spot SP to form a pattern. The pattern formed in this way is sequentially changed by the main controller 280 in synchronization with the scanning of the pattern forming unit 206 based on the contents stored in the mask pattern storage unit 66.

本実施形態では、前述の第1の実施形態と同様の一筆書きの軌跡(経路)に沿って、パターン形成ユニット206内部の光学素子アレー222(プレート222a)の中心点が、プレートPに対して相対移動することで、プレートP上の液晶画素部の全面にパターンが順次形成される。この場合、パターン形成ユニット206がY軸方向の一側から他側に向かう往路における平行四辺形のプレート222aの非走査方向の一端部の傾斜部領域(直角三角形領域)と、パターン形成ユニット204がY軸方向の他側から一側に向かう復路における平行四辺形のプレート222aの非走査方向の他端部の傾斜部領域(直角三角形領域)とが、光学素子アレー222が配置されたXY平面上でオーバーラップするように、上記の一筆書きの軌跡(経路)に沿ったパターン形成ユニット206の移動及びこれに同期した光学素子アレー222を構成する各光学素子に対する照明光の入射又は非入射の個別制御が行われる(図16参照)。この結果、プレートP表面に形成されるスポットの配置、すなわちパターンの形状、配置等を変化させることができるため、プレートP上の液晶画素部内の全域に所望のパターンが形成されるようなプレートPに対する露光が実現される。この場合、プレートP上の液晶画素部内の全面で、露光対象の領域については均一な積算エネルギ量(露光ドーズ量)の分布で露光が行われる。   In the present embodiment, the central point of the optical element array 222 (plate 222a) inside the pattern forming unit 206 is located with respect to the plate P along the locus (path) of one stroke writing as in the first embodiment. By relative movement, patterns are sequentially formed on the entire surface of the liquid crystal pixel portion on the plate P. In this case, the pattern forming unit 206 has an inclined region (right triangle region) at one end in the non-scanning direction of the parallelogram plate 222a in the forward path from one side to the other side in the Y-axis direction, and the pattern forming unit 204 On the XY plane where the optical element array 222 is disposed, the inclined region (right triangle region) at the other end in the non-scanning direction of the parallelogram plate 222a on the return path from the other side to the one side in the Y-axis direction. The movement of the pattern forming unit 206 along the trajectory (path) of the one-stroke writing and the incidence or non-incidence of illumination light to each optical element constituting the optical element array 222 synchronized with this Control is performed (see FIG. 16). As a result, since the arrangement of the spots formed on the surface of the plate P, that is, the shape and arrangement of the pattern can be changed, the plate P in which a desired pattern is formed in the entire area of the liquid crystal pixel portion on the plate P. Exposure to is realized. In this case, the exposure is performed on the entire surface of the liquid crystal pixel portion on the plate P with the distribution of the uniform integrated energy amount (exposure dose amount) in the region to be exposed.

上記の露光中、主制御装置280は、AF検出系62の検出結果に基づいて、スポットSPの形成面に対するプレートP表面のZ軸方向に関する位置ずれ量(デフォーカス量)及び傾斜量を常時算出し、そのデフォーカス量及び傾斜量に基づいて前述のアクチュエータ242a〜242cを駆動し、パターン形成ユニット206のZ軸方向における位置の調整、及びX軸、Y軸まわり方向における姿勢の調整、すなわちレベリング調整を行っている。   During the exposure described above, the main controller 280 constantly calculates a displacement amount (defocus amount) and an inclination amount with respect to the Z-axis direction of the surface of the plate P with respect to the formation surface of the spot SP based on the detection result of the AF detection system 62. Then, the actuators 242a to 242c are driven based on the defocus amount and the tilt amount, and the position of the pattern forming unit 206 in the Z-axis direction is adjusted, and the posture in the X-axis and Y-axis directions is adjusted, that is, leveling is performed. Adjustments are being made.

以上説明したように、本第2の実施形態の露光装置200によると、パターン形成ユニット206の走査に同期して該パターン形成ユニット206の一部を構成するDMD220をDMD駆動部226を介して制御することで、プレートP表面に形成されるスポットの配置、すなわちパターンの形状、配置等を変化させることができるため、所望のパターンをプレートP上に容易に形成することができる。また、物体パターンである従来の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なる。また、本実施形態の露光装置200では、プレートPが載置されたプレートホルダ204が固定で、パターン形成ユニット206が移動するため、基板を保持するステージ等を支持する大型、大重量の定盤が不要となる。従って、従来のマスクレスタイプの走査型投影露光装置に比べても、相当にフットプリントの狭小化と小型軽量化、並びにコストの低減が可能になる。   As described above, according to the exposure apparatus 200 of the second embodiment, the DMD 220 constituting a part of the pattern forming unit 206 is controlled via the DMD driving unit 226 in synchronization with the scanning of the pattern forming unit 206. By doing so, the arrangement of the spots formed on the surface of the plate P, that is, the shape and arrangement of the pattern can be changed, so that a desired pattern can be easily formed on the plate P. Further, it is not necessary to provide a mask stage that is necessary when using a conventional mask that is an object pattern. Further, in the exposure apparatus 200 of the present embodiment, the plate holder 204 on which the plate P is placed is fixed and the pattern forming unit 206 moves, so that a large and heavy surface plate that supports a stage or the like that holds the substrate. Is no longer necessary. Therefore, compared with the conventional maskless type scanning projection exposure apparatus, it is possible to considerably reduce the footprint, reduce the size and weight, and reduce the cost.

また、パターン形成ユニット206をX軸方向に駆動する際の駆動力の反力は、Y軸移動体240を介してY軸ガイド236A,236Bに伝達され、パターン形成ユニット206をY軸方向に駆動する際の駆動力の反力は、Y軸ガイド236A,236Bに作用するが、そのY軸ガイド236A,236Bに伝達され、あるいは作用した反力は、フレーム238A〜238Dを介して床面F上に逃がされる。また、床面Fからの振動は防振ユニット202によってプレートホルダ204に伝達されるのが防止されている。従って、パターン形成ユニット206の駆動時の反力が、プレートホルダ204の振動要因となることが殆どなく、この振動の抑制によりプレートP上にパターンを精度良く形成することが可能となる。   Further, the reaction force of the driving force when driving the pattern forming unit 206 in the X-axis direction is transmitted to the Y-axis guides 236A and 236B via the Y-axis moving body 240, and the pattern forming unit 206 is driven in the Y-axis direction. The reaction force of the driving force at this time acts on the Y-axis guides 236A and 236B, but the reaction force transmitted to or acting on the Y-axis guides 236A and 236B is applied to the floor surface F via the frames 238A to 238D. To escape. Further, vibration from the floor surface F is prevented from being transmitted to the plate holder 204 by the vibration isolation unit 202. Therefore, the reaction force during driving of the pattern forming unit 206 hardly causes the vibration of the plate holder 204, and the pattern can be formed on the plate P with high accuracy by suppressing this vibration.

なお、上記第2の実施形態では、光学素子アレー222が、第1の列〜第nの列(nは例えば4)の光学素子群を備える場合について説明したが、これに限らず、光学素子アレーは、少なくとも2列、例えば上記第2の実施形態中の第1の列の光学素子群と第2の列の光学素子群とのみを備えていても良い。   In the second embodiment, the case where the optical element array 222 includes the first to n-th columns (n is, for example, 4) of optical element groups has been described. The array may include at least two rows, for example, only the first row optical element group and the second row optical element group in the second embodiment.

また、上記第2の実施形態では、光学素子アレー222を含むパターン形成ユニット206を、プレートPに対して移動する場合について説明したが、これに限らず、例えば特開2004−327660号公報に開示されるような基板ステージを備えたマスクレスタイプの走査型投影露光装置にも用いることができる。かかる場合にも、マスクステージを備える必要はなくなるとともに所望のパターンを基板上に容易に形成することができる。この場合において、基板ステージのみを可動としても良いし、あるいはパターン形成ユニット206をも可動とし、露光の際に基板ステージとパターン形成ユニット206とを走査方向に相対走査することとしても良い。   In the second embodiment, the case where the pattern forming unit 206 including the optical element array 222 is moved with respect to the plate P has been described. However, the present invention is not limited thereto, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-327660. The present invention can also be used in a maskless type scanning projection exposure apparatus having such a substrate stage. Even in such a case, it is not necessary to provide a mask stage, and a desired pattern can be easily formed on the substrate. In this case, only the substrate stage may be movable, or the pattern forming unit 206 may be movable, and the substrate stage and the pattern forming unit 206 may be relatively scanned in the scanning direction during exposure.

なお、上記第1の実施形態では、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(電子マスク36)を備えるパターン投影ユニットを備える露光装置について説明し、上記第2の実施形態では、光学素子アレー222と、光源からの照明光の光路上に配置され光学素子アレー222を構成する各光学素子に対する照明光の入射、非入射を制御するDMD220と、を含んで構成されたパターン形成ユニット206を備えた露光装置について説明したが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。   In the first embodiment, the exposure apparatus includes a pattern projection unit including a transmissive liquid crystal display element (electronic mask 36) that is a non-light-emitting image display element installed in an optical path of illumination light from a light source. As described above, in the second embodiment, the optical element array 222 and the DMD 220 that controls the incidence and non-incidence of the illumination light to each optical element that is arranged on the optical path of the illumination light from the light source and constitutes the optical element array 222. However, the present invention is of course not limited to this.

例えば、第1の実施形態において、透過型液晶表示素子に代えて、下記の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る。この空間光変調器のうち、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、前述したDMD(Deformable Micro-mirror Device、又は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。   For example, in the first embodiment, the following non-light-emitting image display element may be used instead of the transmissive liquid crystal display element. Here, the non-light-emitting image display element is also called a spatial light modulator (SLM), and is an element that spatially modulates the amplitude, phase, or polarization state of light. Among these spatial light modulators, examples of the transmissive spatial light modulator include an electrochromic display (ECD) in addition to the above-described transmissive liquid crystal display element. As the reflective spatial light modulator, the above-described DMD (Deformable Micro-mirror Device or Digital Micro-mirror Device), reflective mirror array, reflective liquid crystal display element, electrophoretic display (EPD: ElectroPhoretic Display), electronic Examples include paper (or electronic ink), and a light diffraction type light valve.

上記第1の実施形態において、パターン投影ユニットが、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に代えて自発光型画像表示素子を備えていても良い。同様に、上記第2の実施形態において、パターン形成ユニット204に代えて自発光型画像表示素子とレンズアレーとを備えたパターン形成ユニットを用いても良い。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、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、又は複数の発光点を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良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。   In the first embodiment, the pattern projection unit may include a self-luminous image display element instead of the light source and the non-luminous image display element installed in the optical path of the illumination light from the light source. Similarly, in the second embodiment, a pattern forming unit including a self-luminous image display element and a lens array may be used instead of the pattern forming unit 204. Here, as a self-luminous image display element, for example, a cathode ray tube (CRT), an inorganic EL display, an organic EL display (OLED: Organic Light Emitting Diode), an LED display, an LD display, a field emission display (FED: Field Emission). Display), plasma display (PDP: Plasma Display Panel), and the like. In addition, as a self-luminous image display element, a solid light source chip having a plurality of light emitting points, a solid light source chip array in which a plurality of chips are arranged in an array, or a type in which a plurality of light emitting points are formed on one substrate A pattern may be formed by using an object or the like and electrically controlling the solid-state light source chip. The solid light source element may be inorganic or organic.

《第3の実施形態》
次に、本発明の第3の実施形態を図17に基づいて説明する。この第3の実施形態の露光装置300は、クリーンルームの床面F上に水平に(XY面に平行に)設置されたベースプレートBS、該ベースプレートBS上に複数の防振ユニット302を介して支持された支持定盤304、該支持定盤304の上方でホルダ支持機構306によってほぼ水平に支持されガラスプレート(以下、「プレート」と略述する)Pを真空吸着等によって保持するプレート支持ホルダ308、該プレート支持ホルダ308に保持されたプレートPの下方に配置され、その底面に設けられた複数の支持部材310によって支持定盤304の上面に対して所定のクリアランス(例えば数μm程度)を介して支持されたパターン形成ユニット312、及びパターン形成ユニット312をプレートPの上面に沿ってXY面内で駆動する駆動系等を備えている。なお、実際には,プレートPはその表面がプレート支持ホルダ308とほぼ面一となるように保持されている。
<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The exposure apparatus 300 of the third embodiment is supported by a base plate BS installed horizontally (parallel to the XY plane) on the floor surface F of the clean room, and a plurality of vibration isolation units 302 on the base plate BS. A support platen 304, a plate support holder 308 which is supported substantially horizontally by a holder support mechanism 306 above the support platen 304 and holds a glass plate (hereinafter abbreviated as “plate”) P by vacuum suction or the like, A plurality of support members 310 disposed below the plate P held by the plate support holder 308 and provided on the bottom surface of the support surface plate 304 with a predetermined clearance (for example, about several μm). The supported pattern forming unit 312 and the pattern forming unit 312 are driven in the XY plane along the upper surface of the plate P. That includes a drive system or the like. In practice, the plate P is held so that the surface thereof is substantially flush with the plate support holder 308.

前記ホルダ支持機構306は、ベースプレートBSの異なる位置にそれぞれ設置されたZ軸方向に延びる複数の支柱305(図17では、そのうち4つの支柱305のみが図示されている)と、該複数の支柱で支持されるとともに、その下面にプレート支持ホルダ308が一体的に設けられた支持機構本体309とを備えている。なお、図示は省略されているが、複数の支柱305にはそれぞれ防振ユニットが設けられ、床などからの振動がホルダ支持機構306に伝わらないようになっている。   The holder support mechanism 306 includes a plurality of struts 305 (only four struts 305 are shown in FIG. 17) respectively installed in different positions of the base plate BS and extending in the Z-axis direction. A support mechanism main body 309 is provided which is supported and has a plate support holder 308 integrally provided on the lower surface thereof. Although not shown, each of the plurality of support columns 305 is provided with a vibration isolation unit so that vibration from the floor or the like is not transmitted to the holder support mechanism 306.

パターン形成ユニット312は、内部に前述の光源部214と同様の光源部314及び不図示のレンズ等を収納した第1筐体316と、該第1筐体316の+Y側に一体的に接続された第2筐体318と、該第2筐体318の内部に水平面に対して45°(より正確には、YZ面内でY軸に対して45°)の角度を成す状態で設けられた前述のDMD220と同様のDMD320及び不図示のレンズ等と、第2筐体318の上部に固定され、上面及び下面が開口した第3筐体322と、該第3筐体322の内部に配置され、DMD320の上方でほぼ水平に保持された前述のパターン形成部209と同様の構成のパターン形成部324と、を備えている。この場合、第1筐体316、第2筐体318及び第3筐体322によって実質的に構成されるハウジング内に、光源部314、DMD320、パターン形成部324及びレンズ等を含む、前述のパターン形成光学系212と同様のパターン形成光学系が構成されている。   The pattern forming unit 312 is integrally connected to a first housing 316 that houses therein a light source unit 314 similar to the light source unit 214 described above and a lens (not shown), and the + Y side of the first housing 316. The second casing 318 and the second casing 318 are provided in an angle of 45 ° with respect to the horizontal plane (more precisely, 45 ° with respect to the Y axis in the YZ plane). A DMD 320 similar to the DMD 220 described above, a lens (not shown), and the like, a third housing 322 that is fixed to the upper portion of the second housing 318, and that has an upper surface and a lower surface that are open, and is disposed inside the third housing 322. , And a pattern forming unit 324 having the same configuration as the above-described pattern forming unit 209 held substantially horizontally above the DMD 320. In this case, the above-described pattern including the light source unit 314, the DMD 320, the pattern forming unit 324, the lens, and the like in the housing substantially constituted by the first housing 316, the second housing 318, and the third housing 322. A pattern forming optical system similar to the forming optical system 212 is configured.

パターン形成ユニット312の上記ハウジングの底面に設けられた複数の支持部材310は、その底面に複数の気体静圧軸受、例えばエアベアリングと、複数の永久磁石を含む磁極ユニットとを有する。   The plurality of support members 310 provided on the bottom surface of the housing of the pattern forming unit 312 have a plurality of gas static pressure bearings such as air bearings and a magnetic pole unit including a plurality of permanent magnets on the bottom surface.

前記支持定盤304の内部には、XY2次元方向に所定の間隔で配置された多数のコイルから成るコイルアレーを含む電機子ユニットが設けられている。この電機子ユニットを構成するコイルアレーは、X駆動用コイル、Y駆動用コイルの他にZ駆動用コイルをも含んでいる。電機子ユニットは、磁極ユニットとともに、パターン形成ユニット14をX軸方向、Y軸方向に自在に駆動するとともに、Z軸方向、θx方向(X軸回りの回転方向)、θy方向(X軸回りの回転方向)及びθz方向(Z軸回りの回転方向)に微小駆動するアクチュエータ、例えば前述の平面モータ23と同様の磁気浮上型の平面モータを構成している。この平面モータを含んで前述の駆動系が構成されている。   Inside the supporting surface plate 304, an armature unit including a coil array composed of a large number of coils arranged at predetermined intervals in the XY two-dimensional direction is provided. The coil array constituting the armature unit includes a Z driving coil in addition to the X driving coil and the Y driving coil. The armature unit, along with the magnetic pole unit, drives the pattern forming unit 14 freely in the X-axis direction and the Y-axis direction, as well as the Z-axis direction, the θx direction (rotational direction around the X axis), and the θy direction (around the X axis). An actuator that micro-drives in the rotation direction) and the θz direction (rotation direction around the Z axis), for example, a magnetic levitation type planar motor similar to the planar motor 23 described above is configured. The drive system described above is configured including this planar motor.

前記支持機構本体309は、正面から見て等脚台形状の形状を有し、その台形の上底と下底との間の位置に、プレート支持ホルダ308及びプレートPの平坦度を調整する平坦度調整機構313が設けられている。この平坦度調整機構313によって、プレートPの平坦度が調整される結果、パターン形成ユニット312の上端面とプレートPとの間のクリアランスが所望の値に設定される。   The support mechanism main body 309 has an isosceles trapezoidal shape when viewed from the front, and is a flat for adjusting the flatness of the plate support holder 308 and the plate P at a position between the upper and lower bases of the trapezoid. A degree adjusting mechanism 313 is provided. As a result of adjusting the flatness of the plate P by the flatness adjusting mechanism 313, the clearance between the upper end surface of the pattern forming unit 312 and the plate P is set to a desired value.

支持機構本体309の下端面の端部近傍には、細長い平面ミラーから成る干渉計用移動鏡326A、326Bが固定されている。これらの移動鏡326A、326Bに測長ビームを照射するレーザ干渉計328A、328B等がパターン形成ユニット312の第3筐体322の外面に設けられている。レーザ干渉計328A、328B等を含んで前述のレーザ干渉計システム60と同様のレーザ干渉計システムが構成され、該レーザ干渉計システムによってパターン形成ユニット312のXY面内の位置情報が計測される。   Near the end of the lower end surface of the support mechanism main body 309, interferometer moving mirrors 326 </ b> A and 326 </ b> B composed of elongated flat mirrors are fixed. Laser interferometers 328A, 328B and the like for irradiating these movable mirrors 326A, 326B with measurement beams are provided on the outer surface of the third housing 322 of the pattern forming unit 312. A laser interferometer system similar to the laser interferometer system 60 described above is configured including the laser interferometers 328A, 328B, etc., and position information in the XY plane of the pattern forming unit 312 is measured by the laser interferometer system.

この露光装置300では、不図示ではあるが、前述の第2実施形態と同様に、アライメント系、AF検出系、空間像センサ及びDMD駆動部、並びに主制御装置などが設けられている。   Although not shown, the exposure apparatus 300 is provided with an alignment system, an AF detection system, an aerial image sensor, a DMD driving unit, a main controller, and the like, as in the second embodiment.

このようにして構成された本第3の実施形態の露光装置300によると、前述の第2の実施形態と同様にしてプレートPに対する露光が行われ、同等の効果を得ることができる。但し、この本第3の実施形態の露光装置300では、パターン形成ユニット312の駆動は、平面モータによって行われる。   According to the exposure apparatus 300 of the third embodiment configured as described above, the plate P is exposed in the same manner as in the second embodiment described above, and the same effect can be obtained. However, in the exposure apparatus 300 of the third embodiment, the pattern forming unit 312 is driven by a planar motor.

なお、本第3の実施形態ではパターン形成ユニット312の移動時に生じる反力を相殺するために、例えば支持定盤304を、複数の防振ユニット302で支持される固定定盤(ベース)上に非接触に配置し、その反力で支持定盤304が微動可能となるように構成しても良い。   In the third embodiment, in order to cancel the reaction force generated when the pattern forming unit 312 moves, for example, the support surface plate 304 is placed on a fixed surface plate (base) supported by a plurality of vibration isolation units 302. The support surface plate 304 may be arranged in a non-contact manner and can be finely moved by the reaction force.

さらに、本第3の実施形態ではパターン形成ユニット312の代わりに、前述の第1の実施形態のパターン投影ユニットを用いても良い。かかる場合にも、上述と同様の効果を得ることができる。   Furthermore, in the third embodiment, the pattern projection unit of the first embodiment described above may be used instead of the pattern forming unit 312. In such a case, the same effect as described above can be obtained.

また、上記各実施形態では、プレートPに1つのパターン(液晶ディスプレイ)を形成するものとしたが、これに限らず、例えば、同一プレートに同一のサイズの複数のパターンを形成するようにしても良いし、あるいは同一プレートに異なるサイズの複数のパターンを形成するようにしても良い。特に、後者の場合には、プレートのサイズによらず、プレートの利用効率を最大限にすることができる。   In the above embodiments, one pattern (liquid crystal display) is formed on the plate P. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of patterns of the same size may be formed on the same plate. Alternatively, a plurality of patterns having different sizes may be formed on the same plate. In particular, in the latter case, the plate utilization efficiency can be maximized regardless of the plate size.

《デバイス製造方法》
次に上記各実施形態の露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図18には、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が示されている。
<Device manufacturing method>
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus of each of the above embodiments in a lithography process will be described. FIG. 18 is a flowchart showing a method for manufacturing a liquid crystal display element as a micro device.

まず、図18のステップ402(パターン形成工程)において、上記各実施形態の露光装置を用いて、レジストが塗布されたガラスプレート等の基板を露光し、その基板上に回路パターンを形成する、いわゆる光リソグラフィ工程を実行する。この光リソグラフィ工程によって、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、ガラスプレート等の基板上に所定のパターンが形成される。   First, in step 402 (pattern formation process) in FIG. 18, a substrate such as a glass plate coated with a resist is exposed using the exposure apparatus of each of the above embodiments, and a circuit pattern is formed on the substrate. An optical lithography process is performed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the substrate. Thereafter, the exposed substrate is subjected to various processes such as a development process, an etching process, and a resist stripping process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate such as a glass plate.

次のステップ404(カラーフィルタ形成工程)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、又はR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組が複数水平走査線方向に配列されたカラーフィルタを形成する。   In the next step 404 (color filter forming process), a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or R, G, and B A set of three stripe filters forms a color filter arranged in a plurality of horizontal scanning line directions.

次のステップ406(セル組み立て工程)では、パターン形成工程(ステップ402)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(ステップ404)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。このステップ406(セル組み立て工程)では、例えば、パターン形成工程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。   In the next step 406 (cell assembly process), a liquid crystal is formed using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation process (step 402), the color filter obtained in the color filter formation process (step 404), and the like. Assemble the panel (liquid crystal cell). In this step 406 (cell assembly process), for example, liquid crystal is injected between the substrate having a predetermined pattern obtained in the pattern formation process and the color filter obtained in the color filter formation process, and a liquid crystal panel ( Liquid crystal cell).

その後、ステップ408(モジュール組立工程)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。   Thereafter, in step 408 (module assembly process), components such as an electric circuit and a backlight for performing display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete the liquid crystal display element.

従って、このマイクロデバイスの製造方法のパターン形成工程においては、上記各実施形態の露光装置を用いてガラスプレート等の基板を露光して、パターン生成ユニットによる生成されるパターンをその基板上に精度良く転写する、あるいはパターン形成ユニットによりその基板上にパターンを精度良く形成することができる。   Therefore, in the pattern forming process of the microdevice manufacturing method, a substrate such as a glass plate is exposed using the exposure apparatus of each of the above embodiments, and the pattern generated by the pattern generation unit is accurately formed on the substrate. The pattern can be accurately formed on the substrate by transfer or by the pattern forming unit.

以上説明したように、本発明の露光装置は、ガラスプレート等の大型基板の露光に適している。また、本発明の光学素子アレー及びマルチスポットビームジェネレータは、そのような大型基板の露光に用いる露光装置のパターン形成部に用いるのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、液晶表示素等のマイクロデバイスの製造に適している。   As described above, the exposure apparatus of the present invention is suitable for exposure of large substrates such as glass plates. The optical element array and multi-spot beam generator of the present invention are suitable for use in a pattern forming portion of an exposure apparatus used for exposure of such a large substrate. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices such as liquid crystal display elements.

第1の実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus of 1st Embodiment. 図1のプレートホルダ及びパターン投影ユニットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the plate holder and pattern projection unit of FIG. パターン投影ユニットの筐体内部の光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical system inside the housing | casing of a pattern projection unit. 投影光学系のイメージフィールドIF及びその内部に設定される露光領域とともにAF検出系の検出点を示す図である。It is a figure which shows the detection point of AF detection system with the image field IF of a projection optical system, and the exposure area | region set in the inside. 第1の実施形態の露光装置の露光制御に関連する構成各部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows each structure part relevant to the exposure control of the exposure apparatus of 1st Embodiment. アクティブ・マスクとプレートホルダとの相対位置(位置関係)を求める動作を説明するための図であって、露光装置パターン投影ユニットが、プレートホルダ上のプレートの載置領域外にある状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an operation for obtaining a relative position (positional relationship) between an active mask and a plate holder, and is a perspective view showing a state in which an exposure apparatus pattern projection unit is outside a plate placement region on the plate holder. FIG. 台形状の露光領域(パターンの投影領域)の中心点Cが、プレートP上を移動する軌跡を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a trajectory in which a center point C of a trapezoidal exposure area (pattern projection area) moves on a plate P; 第2の実施形態の露光装置を示す正面図である。It is a front view which shows the exposure apparatus of 2nd Embodiment. 図8の露光装置を示す平面図である。It is a top view which shows the exposure apparatus of FIG. 図9のA−A線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line AA in FIG. 9. 図9のB−B線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 9. 第1部分ハウジング211aと第2部分ハウジング211bとによって実質的に構成されるハウジングの内部のパターン形成光学系の構成の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of a structure of the pattern formation optical system inside the housing substantially comprised by the 1st partial housing 211a and the 2nd partial housing 211b. 特定のミラーエレメントの駆動により、光学素子アレー222上の任意の3つの光学素子のうち、2つの光学素子に対しては照明光が入射し、残りの光学素子に対しては照明光が入射しないように設定された状態を、模式的に示す図である。By driving a specific mirror element, illumination light is incident on two of the three optical elements on the optical element array 222, and no illumination light is incident on the remaining optical elements. It is a figure which shows the state set up like this typically. 光学素子アレー222を示す平面図である。3 is a plan view showing an optical element array 222. FIG. 第2の実施形態の露光装置の露光制御に関連する構成各部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows each structure part relevant to the exposure control of the exposure apparatus of 2nd Embodiment. 露光の際のパターン形成ユニットの往路に沿った移動の際の平行四辺形のプレートの非走査方向の一端部の傾斜部領域(直角三角形領域)と復路に沿った移動の際の平行四辺形のプレートの非走査方向の他端部の傾斜部領域(直角三角形領域)とが、光学素子アレーが配置されたXY平面上でオーバーラップする様子を視覚的に示す図である。An inclined region (right triangle region) at one end of the parallelogram plate in the non-scanning direction during movement along the forward path of the pattern forming unit during exposure and a parallelogram during movement along the return path It is a figure which shows visually a mode that the inclination part area | region (right-angled triangle area | region) of the other end part of a plate in the non-scanning direction overlaps on XY plane in which an optical element array is arrange | positioned. 第3の実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus of 3rd Embodiment. デバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating embodiment of a device manufacturing method.

符号の説明Explanation of symbols

10…支持プレート、12…プレートホルダ、14…パターン投影ユニット、22…電機子ユニット、23…平面モータ、24…第1支持部材、26…第2支持部材、30…光源、34…枠体、36…アクティブ・マスク、48…Y軸リニアモータ、56A,56B…X軸リニアモータ、60…レーザ干渉計システム、100…露光装置、200…露光装置、204…プレートホルダ、206…パターン形成ユニット、212…パターン形成光学系、220…DMD、222…光学素子アレー、222a…プレート、242a〜242b…アクチュエータ、P…プレート、PL…投影光学系、LMX1,LMX2…X軸リニアモータ、LMY1,LMY2…Y軸リニアモータ、FLij…光学素子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Support plate, 12 ... Plate holder, 14 ... Pattern projection unit, 22 ... Armature unit, 23 ... Planar motor, 24 ... 1st support member, 26 ... 2nd support member, 30 ... Light source, 34 ... Frame, 36 ... Active mask, 48 ... Y-axis linear motor, 56A, 56B ... X-axis linear motor, 60 ... Laser interferometer system, 100 ... Exposure apparatus, 200 ... Exposure apparatus, 204 ... Plate holder, 206 ... Pattern forming unit, 212 ... Pattern forming optical system, 220 ... DMD, 222 ... Optical element array, 222a ... Plate, 242a to 242b ... Actuator, P ... Plate, PL ... Projection optical system, LMX1, LMX2 ... X-axis linear motor, LMY1, LMY2 ... Y-axis linear motor, FL ij ... Optical element.

Claims (33)

基板を露光して該基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、
基板をほぼ平坦に保持する基板保持部材と;
前記基板上にパターンを形成するパターン形成部と;
前記基板保持部材に保持された前記基板と対向して前記パターン形成部に設けられ、前記基板の表面に対して前記パターン形成部の少なくとも一部を重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持する支持部材と;
該支持部材によって前記基板に対してその少なくとも一部が重力方向に関して所定のクリアランスを介して支持された前記パターン形成部を前記基板の表面に沿って駆動する駆動系と;を、
備える露光装置。
An exposure apparatus that exposes a substrate to form a predetermined pattern on the substrate,
A substrate holding member for holding the substrate substantially flat;
A pattern forming portion for forming a pattern on the substrate;
A support that is provided in the pattern forming portion so as to face the substrate held by the substrate holding member, and supports at least a part of the pattern forming portion with respect to the surface of the substrate via a predetermined clearance in the direction of gravity. With members;
A drive system for driving the pattern forming portion, which is supported by the support member with respect to the substrate through a predetermined clearance in the direction of gravity, along the surface of the substrate;
An exposure apparatus provided.
前記支持部材によって支持された前記パターン形成部の少なくとも一部は、照明光によって照明されてパターンを生成するパターニング部材と、該パターニング部材を保持する保持部材とを含むことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   2. The pattern forming unit supported by the support member includes at least a patterning member that is illuminated with illumination light to generate a pattern, and a holding member that holds the patterning member. The exposure apparatus described in 1. 前記支持部材によって支持された前記パターン形成部の少なくとも一部は、生成されたパターンを前記基板に結像投影する投影用光学部材をさらに含む請求項2に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 2, wherein at least a part of the pattern forming unit supported by the support member further includes a projection optical member that forms and projects the generated pattern on the substrate. 前記投影用光学部材は、屈折光学素子と反射光学素子とを含む反射屈折型の投影光学系を含むことを特徴とする請求項3に記載の露光装置。   4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the projection optical member includes a catadioptric projection optical system including a refractive optical element and a reflective optical element. 前記駆動系は、前記パターン形成部の少なくとも一部に設けられた可動子と、前記基板保持部材に設けられた固定子とを含み、前記パターン形成部の少なくとも一部を前記基板表面に平行な2次元面内方向を含む少なくとも2自由度方向に駆動するアクチュエータを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の露光装置。   The drive system includes a mover provided on at least a part of the pattern forming part and a stator provided on the substrate holding member, and at least a part of the pattern forming part is parallel to the substrate surface. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising an actuator that drives in at least two degrees of freedom including a two-dimensional in-plane direction. 前記パターン形成部の少なくとも一部の位置情報を計測する位置計測装置をさらに備える請求項1〜5のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a position measurement device that measures position information of at least a part of the pattern forming unit. 前記駆動系は、前記パターン形成部の少なくとも一部を第1軸方向に駆動する第1リニアモータと、該第1リニアモータ及び前記パターン形成部の少なくとも一部を前記第1軸方向に交差する第2軸方向に駆動する第2リニアモータとを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の露光装置。   The drive system includes a first linear motor that drives at least a part of the pattern forming unit in a first axis direction, and at least a part of the first linear motor and the pattern forming unit intersects the first axis direction. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a second linear motor that drives in the second axial direction. 前記パターン形成部の少なくとも一部を、前記支持部材上で、前記第1軸方向及び第2軸方向に直交する第3軸方向、並びに傾斜方向の3自由度方向のうちの少なくとも1自由度方向に微小駆動する微小駆動機構をさらに備える請求項7に記載の露光装置。   At least a part of the pattern forming portion on the support member is a direction of at least one degree of freedom among a third axis direction orthogonal to the first axis direction and the second axis direction, and a direction of inclination of three degrees of freedom. The exposure apparatus according to claim 7, further comprising a minute driving mechanism that minutely drives the lens. 前記パターン形成部の少なくとも一部の位置情報を計測する位置計測装置をさらに備え、
該位置計測装置は、前記第1リニアモータの固定子の重力方向の一側を通って前記パターン形成部に測長ビームを照射して、前記パターン形成部の少なくとも一部の前記第2軸方向に関する位置を計測する干渉計を含むことを特徴とする請求項7又は8に記載の露光装置。
A position measuring device for measuring position information of at least a part of the pattern forming unit;
The position measuring device irradiates the pattern forming unit with a length measuring beam through one side in the gravitational direction of the stator of the first linear motor, and the second axial direction of at least a part of the pattern forming unit The exposure apparatus according to claim 7, further comprising an interferometer that measures a position related to the position.
前記位置計測装置は、前記第2リニアモータの固定子の重力方向の一側を通って前記パターン形成部に測長ビームを照射して、前記パターン形成部の少なくとも一部の前記第1軸方向に関する位置を計測する干渉計をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の露光装置。   The position measuring device irradiates the pattern forming unit with a length measuring beam through one side in the gravity direction of the stator of the second linear motor, and the first axial direction of at least a part of the pattern forming unit The exposure apparatus according to claim 9, further comprising an interferometer that measures a position relating to the exposure apparatus. 前記支持部材に支持された前記パターン形成部の少なくとも一部から前記基板に加えられる重力方向の荷重を低減する荷重低減機構をさらに備える請求項1〜10のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10, further comprising a load reduction mechanism that reduces a load in a gravity direction applied to the substrate from at least a part of the pattern forming portion supported by the support member. 前記パターン形成部は、前記支持部材によって支持された第1部分と、その他の第2部分とを有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the pattern forming unit includes a first portion supported by the support member and another second portion. 前記第2部分には、前記パターン生成部のうち少なくとも照明光によって照明されてパターンを生成するパターニング部材の照明用光学部材が含まれることを特徴とする請求項12に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 12, wherein the second part includes an illumination optical member of a patterning member that is illuminated with illumination light and generates a pattern in the pattern generation unit. 前記駆動系は、前記第1部分を前記基板の表面に沿って駆動する第1駆動系と、前記第1部分に追従するように前記第2部分を駆動する第2駆動系とを含むことを特徴とする請求項12又は13に記載の露光装置。   The drive system includes a first drive system that drives the first part along the surface of the substrate, and a second drive system that drives the second part so as to follow the first part. The exposure apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that: 前記支持部材は、前記パターン形成部の少なくとも一部を流体力学的又は電磁力学的に支持することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the support member supports at least a part of the pattern forming portion hydrodynamically or electromagnetically. 前記基板保持部材を前記基板の表面に平行な面内で移動可能に支持する別の支持部材をさらに備える請求項1〜15のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 15, further comprising another support member that movably supports the substrate holding member in a plane parallel to the surface of the substrate. 前記基板保持部材は、前記基板が載置される第1領域と、該第1領域の周囲の第2領域とを有し、該第2領域の表面は、前記第1領域に載置された前記基板の表面とほぼ面一になる高さに設定されていることを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の露光装置。   The substrate holding member has a first region on which the substrate is placed and a second region around the first region, and a surface of the second region is placed on the first region. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is set to a height that is substantially flush with a surface of the substrate. 第1軸とこれに直交する第2軸とを含む2次元面内で前記第2軸に対して所定角度を成す第3軸方向の第1の直線上に所定ピッチで配置された複数の光学素子を含む第1の列の光学素子群と、前記第1の直線から前記第1軸方向に所定間隔を隔てた第2の直線上に前記所定ピッチで配置された複数の光学素子を含む第2の列の光学素子群とが、少なくとも形成されたプレートを含み、前記各光学素子が照明光で照明されたときに所定の面上にスポットを形成する位相型の回折光学素子であることを特徴とする光学素子アレー。   A plurality of optical elements arranged at a predetermined pitch on a first straight line in a third axis direction that forms a predetermined angle with respect to the second axis in a two-dimensional plane including the first axis and a second axis orthogonal thereto. A first row of optical element groups including elements, and a plurality of optical elements arranged at the predetermined pitch on a second straight line spaced from the first straight line by a predetermined distance in the first axis direction. The optical element group in the two rows is a phase type diffractive optical element that includes at least a formed plate, and forms a spot on a predetermined surface when each of the optical elements is illuminated with illumination light. A featured optical element array. 前記プレート上には、前記第2の直線から前記第1軸方向に前記第1の直線とは反対側に前記所定間隔を隔てた第3の直線上に前記所定ピッチで配置された複数の光学素子を含む第3の列の光学素子群がさらに形成されていることを特徴とする請求項18に記載の光学素子アレー。   On the plate, a plurality of optical elements arranged at the predetermined pitch on a third straight line spaced from the second straight line in the first axial direction on the opposite side of the first straight line by the predetermined distance. 19. The optical element array according to claim 18, further comprising a third row of optical element groups including elements. 前記全ての群に含まれる各光学素子は、それぞれの中心点を前記第2軸方向に平行移動して前記第1軸方向の同一直線上に並べた場合に等間隔となる配置で前記プレート上に形成されていることを特徴とする請求項18又は19に記載の光学素子アレー。   The optical elements included in all the groups are arranged on the plate at equal intervals when their center points are translated in the second axis direction and arranged on the same straight line in the first axis direction. The optical element array according to claim 18 or 19, wherein the optical element array is formed as follows. 前記第2の列の光学素子群を構成する各光学素子が、前記第1の列の光学素子群を構成する各光学素子に対して前記第2軸方向に前記所定ピッチより小さな所定距離だけずれていることを特徴とする請求項20に記載の光学素子アレー。   Each optical element constituting the optical element group in the second row is shifted by a predetermined distance smaller than the predetermined pitch in the second axis direction with respect to each optical element constituting the optical element group in the first row. 21. The optical element array according to claim 20, wherein: 前記各光学素子は、前記所定の面上で前記第1軸方向に細長い所定形状のスポットを形成することを特徴とする請求項20又は21に記載の光学素子アレー。   The optical element array according to claim 20 or 21, wherein each of the optical elements forms a spot having a predetermined shape elongated in the first axis direction on the predetermined surface. 前記第1軸方向の同一直線上に並べた場合にその直線上で相互に隣接する光学素子によって前記所定の面上に形成されるスポット同士は、前記第1軸方向に関して少なくとも一部がオーバーラップするような配置になっていることを特徴とする請求項22に記載の光学素子アレー。   When arranged on the same straight line in the first axial direction, spots formed on the predetermined surface by optical elements adjacent to each other on the straight line overlap at least partially with respect to the first axial direction. The optical element array according to claim 22, wherein the optical element array is arranged as described above. 前記各スポットの前記第1軸方向の長さは、前記等間隔の2倍であることを特徴とする請求項22又は23に記載の光学素子アレー。   24. The optical element array according to claim 22 or 23, wherein a length of each spot in the first axial direction is twice the equal interval. 前記プレート上の前記光学素子が形成されていない領域の表面は、遮光領域とされていることを特徴とする請求項18〜24のいずれか一項に記載の光学素子アレー。   The optical element array according to any one of claims 18 to 24, wherein a surface of the plate on which the optical element is not formed is a light shielding region. 前記隣接する列の光学素子群の間には、1つの光学素子の全体が収まる所定面積の領域が設けられていることを特徴とする請求項18〜25のいずれか一項に記載の光学素子アレー。   The optical element according to any one of claims 18 to 25, wherein a region having a predetermined area in which an entire optical element is accommodated is provided between the optical element groups in the adjacent rows. Array. 所定の面上に複数のスポットビームを形成するためのマルチスポットビームジェネレータであって、
請求項18〜26のいずれか一項に記載の光学素子アレーと;
前記光学素子アレーを構成する各光学素子に対する個別の照明光の入射及び非入射を実現する空間光変調器と;を備えるマルチスポットビームジェネレータ。
A multi-spot beam generator for forming a plurality of spot beams on a predetermined surface,
An optical element array according to any one of claims 18 to 26;
A multi-spot beam generator comprising: a spatial light modulator that realizes incidence and non-incidence of individual illumination light to each optical element constituting the optical element array.
前記空間光変調器は、デジタル・マイクロミラー・デバイスを含むことを特徴とする請求項27に記載のマルチスポットビームジェネレータ。   28. The multi-spot beam generator of claim 27, wherein the spatial light modulator includes a digital micromirror device. 基板を露光して該基板上に所定のパターンを形成する露光装置であって、
基板をほぼ平坦に保持する基板保持部材と;
請求項27又は28に記載のマルチスポットビームジェネレータを含み、該マルチスポットビームジェネレータによる複数のスポットビームにより前記基板を露光してパターンを形成するパターン形成部と;
前記基板保持部材と前記パターン形成部との少なくとも一方を駆動して、前記第2軸方向に相対走査する駆動系とを備える露光装置。
An exposure apparatus that exposes a substrate to form a predetermined pattern on the substrate,
A substrate holding member for holding the substrate substantially flat;
29. A pattern forming unit including the multi-spot beam generator according to claim 27 or 28, wherein the substrate is exposed by a plurality of spot beams by the multi-spot beam generator to form a pattern;
An exposure apparatus comprising: a drive system that drives at least one of the substrate holding member and the pattern forming unit and relatively scans in the second axis direction.
前記基板は、少なくとも一辺でその長さが500mm以上となる矩形の大型基板であることを特徴とする請求項1〜17、29のいずれか一項に記載の露光装置。   30. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the substrate is a rectangular large substrate having a length of 500 mm or more on at least one side. 前記基板は、ディスプレイ用の透明基板であることを特徴とする請求項1〜17、29、30のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to any one of Claims 1 to 17, 29, and 30, wherein the substrate is a transparent substrate for display. 請求項1〜17及び29〜31のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法。   A device manufacturing method including a lithography step of exposing a substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 17 and 29 to 31. 前記リソグラフィ工程では、前記露光装置によって前記基板上に液晶ディスプレイが形成されることを特徴とする請求項32に記載のデバイス製造方法。
The device manufacturing method according to claim 32, wherein in the lithography process, a liquid crystal display is formed on the substrate by the exposure apparatus.
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