JP2008218769A - マスク保持装置、マスク調整方法、露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク上のパターンを基板上に高精度で転写する。
【解決手段】第１マスク及び第２マスクを保持するマスク保持装置において、マスク保持装置は第１マスクを保持する第１マスク保持部と第２マスクを保持する第２マスク保持部とを有し、第１マスク保持部及び第２マスク保持部は第１マスクの保持位置及び第２マスクの保持位置を調整するマスク調整部を有する。さらに、第１マスク保持部及び第２マスク保持部は互いに同一平面上に隣接して配置される。また、そのマスク保持装置を備える露光装置によって、マスク上のパターンを基板上に転写する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスク保持装置、マスク調整方法、露光装置及び露光方法に関するものである。特に、半導体素子、液晶表示素子などのデバイスを製造するためのリソグラフィ工程に用いられるマスク保持装置、マスク調整方法、露光装置及び露光方法に関する。

半導体素子、液晶表示素子などのデバイスは、マスク上のパターンを基板上に投影する、いわゆるフォトリソグラフィ工程により製造される。このリソグラフィ工程では、たとえば特許文献１のような露光装置が用いられる。
特許第３３４１７６７号

近年、基板（たとえば、ガラス基板及び可撓性基板）の大型化が要求されており、これに伴ってマスクにおいても大型化が要求されている。このマスクの大型化に伴い、マスクの自重変形などによりパターン面の形状変化が生じ、マスクパターン像のデフォーカスや像面湾曲が大きくなる問題がある。これにより、半導体素子、液晶表示素子などの回路を形成するパターン線幅が不均一となるため、半導体素子、液晶表示素子などの品質が低下し、歩留まり低下につながる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、マスクの大型化によっても、マスク上のパターンを基板上に高精度で転写することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１形態では、第１マスク及び第２マスクを含む複数のマスクを保持するマスク保持装置であって、マスク保持装置の第１面内の第１領域に第１マスクが位置するように、第１マスクを保持する第１マスク保持部と、マスク保持装置の第２面内の第２領域に第２マスクが位置するように、第２マスクを保持する第２マスク保持部とを備える。また、第１マスク保持部は、第１面の法線方向における第１マスクの保持位置を調整する第１調整部を備え、第２マスク保持部は、第２面の法線方向における第２マスクの保持位置を調整する第２調整部を備える。さらに、第１マスク保持部と第２マスク保持部とは、互いに同一平面上に隣接して配置され、第１面の法線方向と第２面の法線方向とは、互いにほぼ平行であることを特徴とするマスク保持装置を提供する。

本発明の第２形態では、第１形態のマスク保持装置を備えている露光装置を提供する。

また、本発明の第３形態では、マスク保持装置に配置されるべき第１マスク及び第２マスクを含む複数のマスクの保持位置を調整するマスク調整方法であって、マスク保持装置の第１面内の第１領域を基準面として、第１マスクの保持位置に関する第１調整情報を準備する第１準備工程と、第１調整情報に基づいて、第１面の法線方向における第１マスクの保持位置を調整する第１調整工程とを含み、マスク保持装置の第２面内の第２領域を第２マスクの基準面とするとき、第１領域と第２領域とは互いに同一平面上で隣接し、第１面の法線方向と第２面の法線方向とは、互いにほぼ平行であることを特徴とするマスク調整方法を提供する。

さらに、本発明の第４形態では、第３形態のマスク調整方法を用いて、マスク上のパターンを基板上に露光する露光方法を提供する。

本発明に於いては、マスクの大型化によっても、マスクのパターン面の形状変化を低減できるので、マスク上のパターンを基板上に高精度に転写できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、マスク保持装置を有する露光装置の構成の概略を示す図である。なお、本実施の形態では、マスクと基板とを図１のＸ方向（以下、走査方向Ｘとする）に移動させつつ、マスク上のパターンを基板上に投影露光する走査型露光装置に本発明を適用している。また、走査方向Ｘに略直交する方向をＹ方向（以下、非走査方向Ｙとする）とし、これらＸ方向及びＹ方向に共に略直交する方向をＺ方向とする。

図１に示す如く、本実施の形態に係る走査型露光装置は、所定の回路パターンが形成されたマスクＭを照明する照明光学系ＩＵと、このマスクＭを保持するマスク保持装置１と、マスク保持装置１を有するマスクステージＭＳと、マスクＭのパターンを基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、基板ステージＰＳとを有する。ここで、マスクＭ及び基板Ｐは、所定の厚みを有する平板状のマスクＭ及び基板Ｐで構成される。なお、マスクＭ及び基板Ｐは、たとえばフィルムのような厚みの薄い平板状の可撓性のマスクＭ及び基板Ｐであってもよい。また、マスクＭの形状は、走査方向Ｘに長い長尺形であってもよい。マスクＭの形状が走査方向に長い長尺状である場合には、マスクパターン転写動作時の１回の走査あたりに基板上に転写できる領域を広げることが可能である。なお、図１におけるマスクＭは、たとえば第１マスクや第２マスクのように複数のマスク（ここでは、マスクM１〜M５の５つ）で構成される。

照明光学系ＩＵは、光源（不図示）から射出された光束を均一化し、マスクＭ上の照明領域内をほぼ均一に照射する構成であればよく、具体的な構成は特に限定されない。

本実施の形態の投影光学系ＰＬは、たとえば、視野領域に対応するマスクＭ上のパターンの中間像を形成し、この中間像の像を基板上の露光領域に再結像する光学系である。但し、投影光学系ＰＬの構成は上記構成には限定されず、たとえば基板上にマスクＭの一次像を最終像として形成するものや、三次像を最終像として形成するものなどを用いることができる。

図２は、本実施の形態におけるマスク保持装置１の一例を示す斜視図である。図２に示す如く、このマスク保持装置１は、透過型マスクを用いる場合に適しており、マスクＭを保持するためのマスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５（ここでは、５つのマスク保持部）を備えている。さらに、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５には、それぞれマスクＭ１〜Ｍ５（不図示）が配置される。また、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５は、マスクＭ１〜Ｍ５の各パターン領域が投影光学系ＰＬの視野領域に対応するように、それぞれ非走査方向Ｙに沿って互いに隣接した位置に配置される。なお、投影光学系ＰＬは、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５の配置に合わせて、投影光学系ＰＬの位置を設定してもよい。マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５の形状は、長尺形であることが望ましく、その長手方向は走査方向Ｘに配置される。さらに、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５は、複数のマスク調整部２を有する。

図２に示す如く、マスク保持装置１は、開口部を有するマスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５（ここでは、５つのマスク保持部）を備えている。たとえばマスク保持部ＭＡ１の開口部には、走査方向Ｘに沿って開口部の内側の２辺に、マスクの配置ずれやマスクの落下を防止するため等の支持部Ｓ１ａ、Ｓ１ｂが形成されている。マスク調整部２は、その支持部Ｓ１ａ、Ｓ１ｂに配置され、マスク保持部ＭＡ１に保持されるマスクＭ１の法線方向に対して、マスクＭ１のパターン面の保持位置を調整する手段を有する。また、マスク保持部ＭＡ２〜ＭＡ５においても、マスク調整部２は、マスク保持部ＭＡ１と同様に配置される。

図３は、上述の図２におけるマスク保持部ＭＡ１について、走査方向Ｘから見たマスク保持装置１の断面の概略図である。図３に示す如く、マスク調整部２は、マスクＭ１と支持部Ｓ１ａ、Ｓ１ｂとの間に配置される。

図４は、上述の図２のマスク保持部ＭＡ１のＡ−Ｂに沿った断面の概要図である。図４に示す如く、複数のマスク調整部２は、走査方向Ｘに沿って、所定の間隔で配置される。なお、複数のマスク調整部２が配置される間隔については、特に限定されないが、たとえばマスク保持部ＭＡ１の非走査方向Ｙにおける幅と同程度が望ましい。

なお、図３及び図４において、マスク保持部ＭＡ１を例として説明したが、マスク保持部ＭＡ２〜ＭＡ５についても、マスク保持部ＭＡ１と同様である。

本実施の形態において、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５のうち、少なくとも２つのマスク保持部（たとえばマスク保持部ＭＡ１とマスク保持部ＭＡ２）は、同一平面上に隣接して構成される。また、マスク保持部ＭＡ１は、マスク保持装置１の第１面内の第１領域にマスクＭ１が位置するように、マスクＭ１を保持する。さらに、マスク保持部ＭＡ２は、マスク保持装置１の第２面内の第２領域にマスクＭ２が位置するように、マスクＭ２を保持する。マスク保持部ＭＡ３〜ＭＡ５は、マスク保持部ＭＡ１及びマスク保持部ＭＡ２と同様に、マスク保持装置１の第３面内の第３領域〜第５面内の第５領域に位置するように、マスクＭ３〜Ｍ５をそれぞれ保持する。なお、上述した第１面〜第５面のうち、少なくとも２つの面の法線方向（たとえば第１面の法線方向と第２面の法線方向）は、互いにほぼ平行に構成される。

ここで、マスク調整部２の構成の一例について説明する。マスク調整部２は、たとえば図５に示す如く、円筒形の外形を有する。マスク調整部２は、図５に斜線で示すようにマスクＭと接触可能な接触部２ａと、この接触部２ａをマスクＭの法線方向に関して可動するための図示なきアクチュエータとを有する。アクチュエータとしては、たとえばピエゾ素子を用いることができる。マスク保持部ＭＡ１に配置されるマスク調整部２は、接触部２ａを介して、マスクＭ１のパターン面の保持位置を調整できる方向（ここでは、マスクＭ１の法線方向）に駆動する。同様に、マスク保持部ＭＡ２〜ＭＡ５に配置されるマスク調整部２は、接触部２ａを介して、マスクＭ２〜Ｍ５のパターン面の保持位置を調整できる方向（ここでは、マスクＭ２〜Ｍ５の法線方向）に駆動する。なお、マスクＭと接触する接触部２ａは、接触部２ａの全体がマスクＭと接触している必要はなく、接触部２ａの一部がマスクＭと接触していてもよい。また、マスク調整部２によるマスクＭ１〜Ｍ５の可動する方向は、各マスクＭ１〜Ｍ５の法線方向のみには限定されず、たとえばマスクＭ１〜Ｍ５の法線方向に加えて第１面〜第５面の面内方向も可動する方向であってもよい。

上述のように構成されたマスク保持装置１において、マスク調整部２は、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の曲面を基準面３（所定の曲面又は平面）に保つようにマスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の曲面を調整する。

ここで、基準面３とは、マスクＭ１〜Ｍ５のパターンが形成されたパターン面の所定の曲面又は平面をいう。また、たとえば図４に示す如く、本実施の形態におけるマスクＭ１のパターン面の基準面３は、マスクＭ１の下側面（−Ｚ方向）に構成されているが、マスクＭ１の上側面（＋Ｚ方向）に構成されてもよい。他のマスクＭ２〜Ｍ５については、マスクＭ１と同様であるため、ここでは説明を省略する。

マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の曲面のそれぞれの変位情報は、たとえば図６に示す如く、マスク計測装置８１ａ、８１ｂによって計測される。図６は、本実施の形態のマスク保持装置１において、マスク調整部２によるマスクＭ１のパターン面の曲面補正の概念図である。なお、マスクＭ２〜Ｍ５のパターン面の曲面補正についても、マスクＭ１のパターン面の曲面補正と同様であるため、ここでは説明を省略する。図６に示す如く、マスク計測装置８１ａからの測定光をマスクＭ１に対して斜め方向から入射させ、マスクＭ１からの反射光をマスク計測装置８１ｂで受光することによって、マスクＭ１のパターン面の曲面の変位情報を得ることができる。マスク計測装置８１ａ、８１ｂは、上述したような斜入射光学式面位置検出装置には限定されず、たとえば静電容量型センサや空圧センサなどを用いるものであってもよい。同様に、マスクＭ２〜Ｍ５のパターン面の曲面は、マスク計測装置８１ａ、８１ｂと同様なマスク計測装置によってそれぞれ計測される。

マスク調整部２の動作について、さらに詳細に説明する。図６に示す如く、マスク計測装置８１ａ、８１ｂにより計測されたマスクＭ１のパターン面の曲面の変位情報は、制御装置９１に伝送される。制御装置９１では、マスクＭ１のパターン面の曲面を補正する必要がある場合、受信した変位情報をもとに、マスク調整部２を駆動させる調整情報を算出する。次に、算出した調整情報をマスク保持装置１のマスク調整部２に伝送する。マスク調整部２は、制御装置９１から受信した調整情報に基づいて、マスクＭ１のパターン面の曲面を補正する。

なお、マスクＭ１の変位情報とは、マスクＭ１のパターン面の曲面の変位でもよいし、その変位に基づく電気信号であってもよい。さらに、変位情報は、たとえばマスク計測装置８１ａ、８１ｂによって計測してもよいし、たとえば制御装置９１に、マスクＭ１のパターン面の曲面の変位情報を、基準面３に応じて予め設定しておいてもよい。また、マスクＭ１の調整情報とは、マスク調整部２を駆動させる駆動量であってもよいし、その駆動量に基づく電気信号であってもよい。同様に、マスク保持部ＭＡ２〜ＭＡ５に保持されるマスクＭ２〜Ｍ５のパターン面の曲面が変位した場合においても、マスクＭ２〜Ｍ５のパターン面の曲面はマスク調整部２によって、各マスクＭ１〜Ｍ５の基準面に補正される。

たとえば図７（ａ）に示す如く、マスクＭ１のパターン面の曲面が基準面３よりも下方にある場合、マスク調整部２は、その接触部２ａがマスクＭ１の法線方向の上方（＋Ｚ方向）に移動するように駆動させる。図７（ｂ）に示す如く、複数のマスク調整部２は、マスクＭ１のパターン面の曲面の変位情報から算出した調整情報に応じて、その接触部２ａがマスクＭ１の法線方向の上方（＋Ｚ方向）に移動するように駆動される。このようにして、マスクＭ１のパターン面の曲面は、マスク調整部２によって基準面３に補正される。

一方、たとえばマスクＭ１のパターン面の曲面が基準面３よりも上方にある場合、マスク調整部２をマスクＭ１の法線方向の下方（−Ｚ方向）に駆動させる。複数のマスク調整部２は、マスクＭ１のパターン面の曲面の変位情報から算出した調整情報に応じて、マスクＭ１の法線方向の下方（−Ｚ方向）に各々駆動される。このようにして、マスクＭ１のパターン面の曲面は、マスク調整部２によって基準面３に補正される。

なお、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の曲面の計測は、マスクＭ１〜Ｍ５の交換後にすぐに行ってもよいし、マスクＭ１〜Ｍ５の交換後の最初の基板Ｐへの露光時に行ってもよい。さらに、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の曲面の計測は、露光中に行ってもよい。

マスク調整部２をマスクＭ１〜Ｍ５の法線方向（Ｚ方向）に駆動させると、マスク保持装置やマスクＭ１〜Ｍ５の自重変形の度合いによって、マスクＭ１〜Ｍ５の法線方向（Ｚ方向）の保持位置がそれぞれ異なり、マスクＭ１〜Ｍ５上の照明領域がマスクＭ１〜Ｍ５の法線方向（Ｚ方向）へずれる場合がある。この場合、たとえばマスクＭ１の法線方向（Ｚ方向）の保持位置を基準として、他のマスクＭ２〜Ｍ５の法線方向（Ｚ方向）の保持位置をマスク調整部２で調整することができる。

また、マスク調整部２の配置は、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５の非走査方向Ｙの端部に限定されるものではなく、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５走査方向Ｘの端部に配置されてもよい。なお、マスク調整部２は、マスクＭ１〜Ｍ５の法線方向（Ｚ方向）に対して、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の保持位置を調整できる手段を有していればよく、特に限定されないが、たとえばマスクＭ１〜Ｍ５の自重変形に応じて、自動又は手動で調整可能なネジ、液体の圧力又は気体の圧力などの流体の圧力によってマスクＭ１〜Ｍ５の法線方向（Ｚ方向）に駆動可能な駆動体などであってもよい。

本実施の形態における露光装置は、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面が基準面３に位置するように維持させつつ、マスクＭ１〜Ｍ５と基板Ｐとを移動させて、マスクＭ１〜Ｍ５のパターンを基板Ｐ上に投影露光する。たとえば、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の曲面の変位を検出した場合、マスクＭ１〜Ｍ５の走査のためにマスクステージＭＳが移動中であっても、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の曲面はマスク調整部２によって基準面３に補正される。

本実施の形態におけるマスク保持装置の別態様を以下に示す。図８は、反射型マスクを用いる場合に適用可能なマスク保持装置の一例を示す斜視図である。図８に示す如く、たとえばマスク保持部ＭＡ１において、マスク調整部２は、マスク保持部ＭＡ１の非走査方向Ｙの端部に配置され、マスク保持部ＭＡ１に保持されるマスクＭ１の法線方向に対して、マスクＭ１のパターン面の保持位置を調整する手段を有する。また、マスク保持部ＭＡ２〜ＭＡ５においても、マスク調整部２は、マスク保持部ＭＡ１と同様に配置される。

なお、図２において、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５は支持部Ｓ１〜Ｓ５を有しているが、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５は支持部Ｓ１〜Ｓ５を有していなくてもよい。マスク調整部２は、マスク上のパターンが形成されていない部分に配置すればよく、たとえば図９に示す如く、マスク調整部２はマスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５の開口部の縁又は周辺に配置されてもよい。

なお、本実施の形態におけるマスク保持装置１は、走査方向Ｘ又は非走査方向Yに移動可能なように構成してもよい。これにより、マスク保持装置１を走査方向X又は非走査方向Yに移動制御できるので、マスク保持装置１をマスクステージＭＳに搭載する必要がなくなる。

また、本実施の形態におけるマスク保持装置１は、たとえば図２のように、マスク保持装置１にマスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５が一体的に配置されているが、たとえば図１０のように、マスク保持装置１は、複数のマスク保持モジュールＭＭ１〜ＭＭ５で構成されてもよい。たとえばマスク保持モジュールＭＭ１は、マスク保持部ＭＡ１を有している。同様に、マスク保持モジュールＭＭ２〜ＭＭ５は、それぞれマスク保持部ＭＡ２〜ＭＡ５を有している。これにより、本実施の形態のマスク保持装置１は、必要に応じて、マスク保持部の形状や構成数を容易に変更できるようになる。

なお、本実施の形態では、照明光学系ＩＵと投影光学系ＰＬとは、それぞれ、１つの照明光学モジュールＩＵＭと１つの投影光学モジュールＰＬＭとで構成されているが、複数の照明光学モジュールＩＵＭと複数の投影光学モジュールＰＬＭとで構成されてもよい。

複数の投影光学モジュールＰＬＭを備えた露光装置の構成例を以下に記載する。図１１は、複数の投影光学モジュールＰＬＭを備えた露光装置の構成の概略を示す図である。図１２は、図１１の露光装置を非走査方向Yから見た露光装置の構成の概略を示す図である。図１１及び図１２に示す如く、複数の照明光学モジュールＩＵＭと、複数の投影光学モジュールＰＬＭとを有することを特徴としており、その他の構成は図１とほぼ同様である。図１３は、図１１及び図１２における露光装置を上から（Ｚ方向）見た時の照明光学モジュール及びマスク保持装置の概略を示す図である。図１３においては、本実施の形態におけるマスク保持装置にマスクＭ１〜Ｍ５が配置される。マスクＭ１〜Ｍ５は、照明光学モジュールＩＵＭ１〜ＩＵＭ５の照明領域ＩＵＡ１〜ＩＵＡ５に合わせて配置されており、マスクステージＭＳを走査方向Xに移動させることで順次走査される。なお、図１１におけるマスクＭは、たとえば第１マスクや第２マスクのように複数のマスク（ここでは、マスクM１〜M５の５つ）で構成される。

照明光学系ＩＵは、たとえば超高圧水銀ランプからなる光源（不図示）と複数の照明光学モジュールＩＵＭ（本実施形態の場合、５つ）とを有し、マスクＭを均一に照明する光学系である。なお、照明光学系ＩＵの構成は上記には限定されない。

各照明光学モジュールＩＵＭは、たとえば図１１〜図１３のように、非走査方向Ｙに沿って２列に互い違いに配置され、複数（本実施形態では５つ）の照明領域をマスクＭ上に形成するために適した構成を有する。なお、照明光学モジュールＩＵＭの配置、構成及び個数は、特に限定されるものではなく、適宜設定できるものとする。

投影光学系ＰＬは、照明光学系ＩＵの照明領域の数に対応した数（本実施形態では５つ）の投影光学モジュールＰＬＭを有する。つまり、投影光学モジュールＰＬＭの視野領域に対応した数の投影光学モジュールＰＬＭを備える。

また、各投影光学モジュールＰＬＭは、たとえば図１１及び図１２のように、照明光学モジュールＩＵＭに対応して配置され、投影光学モジュールＰＬＭの視野領域に対応するマスクＭ上のパターンを基板Ｐ上に形成するために適した構成を有する。たとえば各投影光学モジュールＰＬＭは、第１の投影光学モジュール群（ここでは、ＰＬＭ１、ＰＬＭ３、ＰＬＭ５）として図１１及び図１２のＸ方向側に配置され、第２の投影光学モジュール群（ここでは、ＰＬＭ２、ＰＬＭ４）として図１１及び図１２の−Ｘ方向側に配置される。

本実施の形態の投影光学モジュールＰＬＭは、たとえば、視野領域に対応するマスクＭ上のパターンの中間像を形成し、この中間像の像を基板Ｐ上の露光領域に再結像する光学系である。但し、投影光学モジュールＰＬＭの構成は上記構成には限定されず、たとえば基板Ｐ上にマスクＭの一次像を最終像として形成するものや、三次像を最終像として形成するものなどを用いることができる。

また、マスクＭ１〜Ｍ５を保持するマスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５は、マスクＭ１〜Ｍ５のそれぞれのパターン領域と、照明領域又は視野領域とが非走査方向Yにおいて重なるように配置される。

次に、本実施の形態におけるマスク調整方法について記載する。以下に、図２におけるマスク保持装置を例にして説明する。マスクＭ１〜Ｍ５は、本実施の形態におけるマスク保持装置のマスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５に配置される。以下、マスクＭ１についての調整方法を記載する。他のマスクＭ２〜Ｍ５については、マスクＭ１の調整方法と同様であるため、ここでは説明を省略する。

まず、マスク保持装置１の第１面内の第１領域をマスクＭ１の基準面として、マスクＭ１の法線方向の保持位置に関する第１調整情報を準備する。

たとえば、前述の図７（ａ）又は図７（ｂ）に示したように、マスク計測装置８１ａ、８１ｂを用いて、第１面の法線方向におけるマスクＭ１上の所定位置の変位に関する第１変位情報の計測を行う。そして、計測された第１変位情報に基づき、マスクＭ１のパターン面が基準面３に位置するために必要なマスクＭ１の移動量に対応する第１調整情報を算出する。

なお、変位情報とは、マスクＭ１のパターン面の曲面の変位でもよいし、その変位に基づく電気信号であってもよい。

また、第１調整情報は、上述のように第１変位情報から第１調整情報を算出する以外に、後述するマスク保持装置及びマスク調整方法の別態様のようにマスクＭ１が有している特性（たとえばマスクサイズ、マスク厚、マスク形状、マスク材料の種類など）に基づいて、予め求めた調整情報であってもよい。

その後、算出された第１調整情報に基づいてマスク調整部２を駆動させ、第１面の法線方向におけるマスクＭ１の保持位置を調整する。ここで、調整情報とは、マスク調整部２を駆動させる駆動量であってもよいし、その駆動量に基づく電気信号であってもよい。

このようにして、マスクＭ１の保持位置が調整されて、マスクＭ１のパターン面の曲面が基準面にほぼ合致するように補正される。

また、マスク保持装置１の第１面内の第１領域〜第５面内の第５領域のうち、少なくとも２つの領域（たとえば第１領域と第２領域）は、互いに同一平面上に隣接して構成される。なお、マスク保持装置１の第１面〜第５面のうち、少なくとも２つの面の法線方向（たとえば第１面の法線方向と第２面の法線方向）は、互いにほぼ平行に構成される。

本実施の形態における露光方法を以下に記載する。図１又は図１１に示す如く、マスクＭ及び基板Ｐは本実施の形態における露光装置の所定の位置に配置され、アライメントによって、最初の位置合わせが行われる。なお、アライメントは、露光中にも行ってもよいし、露光前に行ってもよい。アライメント後、マスクＭ及び基板Ｐは、マスクステージＭＳ及び基板ステージＰＳによって、所定の視野領域及び所定の露光領域まで移動される。次いで、マスクＭのパターン面の曲面は、本実施の形態におけるマスク調整方法によって、基準面３に合致するように補正される。マスクＭのパターン面の曲面の補正がされた後、露光が開始される。所定の視野領域に対応するマスクＭ上のパターンを所定の露光領域に対応する基板Ｐ上に露光後、マスクＭ及び基板Ｐは、次の露光対象となる所定の視野領域及び所定の露光領域まで移動され、順次、マスクＭ上のパターンを基板Ｐ上に露光を行う。この一連の露光工程において、マスク計測装置８１ａ、８１ｂによってマスクＭのパターン面の曲面の変位情報が検出された場合、マスクＭのパターン面の曲面は、基準面３に補正される。

本実施の形態におけるマスク保持装置及びマスク調整方法の別態様について以下に記載する。本実施の形態においては、マスク保持装置１又はマスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５の自重変形を予めマスク保持装置１の設計データからシミュレーションを行い、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５におけるマスクＭ１〜Ｍ５の法線方向（Ｚ方向）の変位情報をそれぞれ算出する。次に、算出した変位情報を基にマスク調整部２のＺ方向の調整情報をそれぞれ算出する。算出した調整情報に応じて、たとえば手動調整のネジで構成されたマスク調整部２のＺ方向における位置を設定し、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５によるマスクＭ１〜Ｍ５のＺ方向における保持位置をそれぞれ調整する。調整されたマスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５に、それぞれマスクＭ１〜Ｍ５が配置されることで、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の曲面は基準面３を形成することが可能となる。

ここで、変位情報とは、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の曲面の変位でもよいし、その変位に基づく電気信号であってもよい。また、調整情報とは、マスク調整部２を駆動させる駆動量であってもよいし、その駆動量に基づく電気信号であってもよい。なお、マスク調整部２は、マスク調整部２のＺ方向における位置を設定し、マスクＭ１〜Ｍ５のパターン面の保持位置を調整できる手段を有していればよく、特に限定されないが、たとえばマスクＭ１〜Ｍ５の自重変形に応じて、自動で調整可能なネジ、液体の圧力又は気体の圧力などの流体の圧力によってＺ軸方向に駆動可能な駆動体、ピエゾ素子などのアクチュエータなどであってもよい。

次に、上記の実施形態にかかる走査型投影露光装置を用いて、感光基板（ガラスプレート）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１４のフローチャートを参照して、この製造方法の一例につき説明する。

図１４のステップＳ４０１（パターン形成）では、まず、露光対象の基板上にフォトレジストを塗布して感光基板を準備する塗布工程、上記の走査型の投影露光装置を用いて液晶表示素子用のマスクのパターンをその感光基板上に転写露光する露光工程、及びその感光基板を現像する現像工程が実行される。この塗布工程、露光工程、及び現像工程を含むリソグラフィ工程によって、その基板上に所定のレジストパターンが形成される。このリソグラフィ工程に続いて、そのレジストパターンをマスクとしたエッチング工程、及びレジスト剥離工程等を経て、その基板上に多数の電極等を含む所定のパターンが形成される。そのリソグラフィ工程等は、その基板上のレイヤ数に応じて複数回実行される。

その次のステップＳ４０２（カラーフィルタ形成工程）では、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３本の微細なフィルタの組をマトリックス状に多数配列するか、又は赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３本のストライプ状の複数のフィルタの組を水平走査線方向に配列することによってカラーフィルタを形成する。その次のステップＳ４０３（セル組立工程）では、例えばステップＳ４０１にて得られた所定のパターンを有する基板とステップＳ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。

その後のステップＳ４０４（モジュール組立工程）では、そのようにして組み立てられた液晶パネル（液晶セル）に表示動作を行わせるための電気回路、及びバックライト等の部品を取り付けて、液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上記の実施形態の走査型の投影露光装置を用いることによって、大型なマスクを使用して高精度に液晶表示素子の製造を行うことができる。

なお、上述の各実施形態の感光基板としては、ディスプレイデバイス用のガラス基板のみならず、ディスプレイデバイス用の有機材料からなる基板又はフィルム、半導体デバイス製造用の半導体ウエハ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等を適用してもよい。

上述の実施形態に記載したマスク保持装置や走査型露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることは言うまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が完了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

本実施の形態におけるマスク保持装置によって、マスクのパターン像のデフォーカス調整などができるので、調整に時間のかかる投影光学系の光学調整によることなく、容易に調整が可能となる。

さらに、本実施の形態における露光装置によって、基板上に露光されるパターン線幅が均一となるため、高品質な半導体素子や液晶表示素子などを製造できる。

尚、本実施の形態におけるマスク保持装置及び露光装置は、マスクＭの厚さや大きさ等に応じて、マスク保持部ＭＡ１〜ＭＡ５、マスク調整部２、マスク調整部の接触部２ａの形態などを変更することが可能なよう構成されるものとする。

尚、本実施の形態における露光装置は、走査型露光装置で構成しているが、他の露光装置、たとえば一括露光装置で構成することも可能である。また、本実施の形態における投影光学系は、等倍系であったが、拡大系又は縮小系であってもよい。

本発明の実施の形態による走査型露光装置の概略的な構成を示す図。 本発明の実施の形態によるマスク保持装置の概略を示す斜視図。 図２のマスク保持装置を走査方向から見たマスク保持装置の断面の概略図。 図２のマスク保持部のＡ−Ｂに沿った断面の概略図。 本発明の実施の形態によるマスク調整部の構成を示す図。 本発明の実施の形態によるマスクパターン面の曲面を基準曲面に補正する説明するための概略図。 本発明の実施の形態によるマスクパターン面の曲面の変位の計測を説明する概略図。（ａ）はマスクパターン面の曲面が下方へ変位した状態を示す図。（ｂ）はマスクパターン面の曲面が基準曲面に補正された状態を示す図。 本発明の実施の形態によるマスク保持装置の概略を示す斜視図。 本発明の実施の形態によるマスク保持装置の概略を示す斜視図。 本発明の実施の形態によるマスク保持装置に、複数のマスク保持モジュールを備えた形態の概略を示す斜視図。 本発明の実施形態における露光装置に、複数の投影光学モジュールを備えた形態の概略を示す図。 図１１の露光装置を非走査方向から見た露光装置の概略を示す図。 図１１及び図１２における露光装置を上から見た時の照明光学モジュール及びマスク保持装置の概略を示す図。 本発明の実施の形態にかかる露光装置を用いて、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。

符号の説明

１・・・マスク保持装置、２・・・マスク調整部、２ａ・・・マスク調整部の接触部、８１ａ・・・マスク計測装置、８１ｂ・・・マスク計測装置、９１・・・制御装置、ＩＵＭ・・・照明光学モジュール、ＩＵ・・・照明光学系、ＰＬＭ・・・投影光学モジュール、ＰＬ・・・投影光学系、Ｓ１ａ・・・支持部、Ｓ１ｂ・・・支持部

Claims (22)

1. 第１マスク及び第２マスクを含む複数のマスクを保持するマスク保持装置であって、
   前記マスク保持装置の第１面内の第１領域に前記第１マスクが位置するように、前記第１マスクを保持する第１マスク保持部と、
   前記マスク保持装置の第２面内の第２領域に前記第２マスクが位置するように、前記第２マスクを保持する第２マスク保持部とを備え、
   前記第１マスク保持部は、前記第１面の法線方向における前記第１マスクの保持位置を調整する第１調整部を備え、
   前記第２マスク保持部は、前記第２面の法線方向における前記第２マスクの保持位置を調整する第２調整部を備え、
   前記第１マスク保持部と前記第２マスク保持部とは、互いに同一平面上に隣接して配置され、
   前記第１面の法線方向と前記第２面の法線方向とは、互いにほぼ平行であることを特徴とするマスク保持装置。
2. 前記第１調整部は、前記第１マスクの所定位置に関する調整情報に応じて、前記第１面の法線方向における前記第１マスクの保持位置を調整する第１調整手段を有し、
   前記第２調整部は、前記第２マスクの所定位置に関する調整情報に応じて、前記第２面の法線方向における前記第２マスクの保持位置を調整する第２調整手段を有することを特徴とする請求項１に記載のマスク保持装置。
3. 前記第１面の法線方向における前記第１マスクの所定位置の変位に関する第１変位情報を計測する第１計測手段と、
   計測した前記第１変位情報に基づいて前記第１マスクの所定位置に関する前記調整情報を算出する第１算出手段と、
   前記第２面の法線方向における前記第２マスクの所定位置の変位に関する第２変位情報を計測する第２計測手段と、
   計測した前記第２変位情報に基づいて前記第２マスクの所定位置に関する前記調整情報を算出する第２算出手段とを有することを特徴とする請求項２に記載のマスク保持装置。
4. 前記第１マスク保持部及び前記第２マスク保持部は、それぞれ第１方向に長い長尺形であって、
   前記第１調整部及び前記第２調整部は、複数の前記第１調整部及び複数の前記第２調整部で構成され、
   前記第１調整部及び前記第２調整部は、前記第１マスク保持部及び前記第２マスク保持部の第１方向に沿った２辺にそれぞれ所定の間隔で配置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のマスク保持装置。
5. 前記第１マスク保持部と前記第２マスク保持部とは、前記第１方向と直交する第２方向に沿って、互いに隣接した位置に配置されることを特徴とする請求項４に記載のマスク保持装置。
6. 前記マスクと基板とを走査方向に移動させつつ前記マスクのパターンを前記基板上に露光する露光装置に用いられ、
   前記第１方向は前記走査方向であることを特徴とする請求項４又は５に記載のマスク保持装置。
7. 前記第１マスク保持部及び前記第２マスク保持部は、それぞれ第１開口部及び第２開口部を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のマスク保持装置。
8. 前記マスクと基板とを走査方向に移動させつつ前記マスクのパターンを前記基板上に露光する露光装置に用いられ、
   前記マスク保持装置は、前記走査方向に移動可能なように構成されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のマスク保持装置。
9. 前記第１マスク保持部と前記第２マスク保持部とは、一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のマスク保持装置。
10. 前記第１マスク保持部を備える第１マスク保持モジュールと、
    該第１マスク保持モジュールとは別体に構成されて前記第２マスク保持部を備える第２マスク保持モジュールとを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のマスク保持装置。
11. 第１投影光学モジュール及び第２投影光学モジュールを含む複数の投影光学モジュールを介して、前記マスクのパターンを基板上に投影露光する露光装置に用いられ、
    前記第１マスク保持部及び前記第２マスク保持部は、前記第１投影光学モジュール及び前記第２投影光学モジュールのそれぞれの視野領域に合わせて配置されることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載のマスク保持装置。
12. マスク上のパターンを基板上に露光する露光装置であって、
    前記露光装置は、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のマスク保持装置を備えることを特徴とする露光装置。
13. 複数の投影光学系を介して、マスクのパターンを基板上に投影露光する露光装置であって、
    前記露光装置は、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のマスク保持装置を備えることを特徴とする露光装置。
14. マスク保持装置に配置されるべき第１マスク及び第２マスクを含む複数のマスクの保持位置を調整するマスク調整方法であって、
    前記マスク保持装置の第１面内の第１領域を基準面として、前記第１マスクの保持位置に関する第１調整情報を準備する第１準備工程と、
    前記第１調整情報に基づいて、前記第１面の法線方向における前記第１マスクの保持位置を調整する第１調整工程とを含み、
    前記マスク保持装置の第２面内の第２領域を前記第２マスクの基準面とするとき、前記第１領域と前記第２領域とは互いに同一平面上で隣接し、
    前記第１面の法線方向と前記第２面の法線方向とは、互いにほぼ平行であることを特徴とするマスク調整方法。
15. 前記第１準備工程は、前記第１面の法線方向における前記第１マスク上の所定位置の変位に関する第１変位情報を計測する第１計測工程と、
    計測した前記第１変位情報に基づいて前記第１調整情報を算出する第１算出工程とを含むことを特徴とする請求項１４に記載のマスク調整方法。
16. 前記第１調整情報は、前記第１マスクの特性によって予め求められた調整情報を有することを特徴とする請求項１４に記載のマスク調整方法。
17. 前記第２マスクの保持位置に関する第２調整情報を準備する第２準備工程と、
    前記第２調整情報に基づいて、前記第２面の法線方向における前記第２マスクの保持位置を調整する第２調整工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか一項に記載のマスク調整方法。
18. 前記第２準備工程は、前記第２面の法線方向における前記第２マスク上の所定位置の変位に関する第２変位情報を計測する第２計測工程と、
    計測した前記第２変位情報に基づいて前記第２調整情報を算出する第２算出工程とを含むことを特徴とする請求項１７に記載のマスク調整方法。
19. 前記第２調整情報は、前記第２マスクの特性によって予め求められた調整情報を有することを特徴とする請求項１７に記載のマスク調整方法。
20. 前記第１領域及び前記第２領域は、それぞれ第１方向に長い長尺形であって、該第１方向と直交する第２方向に沿って、互いに隣接した位置に配置されることを特徴とする請求項１４乃至１９の何れか一項に記載のマスク調整方法。
21. マスク上のパターンを基板上に露光する露光方法であって、
    請求項１４乃至２０の何れか一項に記載のマスク調整方法を用いて、マスクの保持位置を調整し、該マスク上のパターンを基板上に露光することを特徴とする露光方法。
22. 前記露光方法は、第１投影光学モジュール及び第２投影光学モジュールを含む複数の投影光学モジュールを介して、前記マスクのパターンを前記基板上に投影露光することを特徴とする請求項２１に記載の露光方法。

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