JP2011164430A - 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光工程のスループットを高め、基板の複数のパターン形成領域に互いに異なるパターンを露光できるようにする。
【解決手段】シート基板Ｐの露光装置であって、シート基板Ｐを走査方向Ｄ１に移動する基板駆動装置１０と、マスクＭ１〜Ｍ３を保持して上面ＭＢａに沿って移動するマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３と、駆動対象のマスクステージＭＳ２の走査方向Ｄ２の位置情報を計測する干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢと、この計測結果に基づいて、マスクステージＭＳ２を走査方向Ｄ２に移動する駆動装置と、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３の走査方向Ｄ２の位置を相互に入れ替えるステージ入れ替え装置２４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスクを介した露光光を基板に照射して、その基板にそのマスクのパターンを転写する露光技術、及びその露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。

近年、表示装置として液晶表示パネルが多用されている。液晶表示パネルは通常、フォトリソグラフィ工程を用いてガラスプレートに透明薄膜電極をパターニングすることにより製造されている。そのフォトリソグラフィ工程で、マスクパターンの像をガラスプレートに露光するために露光装置が使用されている。
最近では、ガラスプレートに替わり、ロール状に巻き取られる長いシート基板が使用されることがある。このような長いシート基板用の従来の露光装置では、シート基板の一つのパターン形成領域をマスク及び投影光学系を介して一括露光（静止露光）していた。その後、露光ステージでそのシート基板を吸着して移動する動作と、シート基板の次のパターン形成領域に対する上記の一括露光動作とを繰り返して、そのシート基板を供給ローラから巻き取りローラ側にロール・ツー・ロール方式で間欠的に移動していた（例えば、特許文献１参照）。

このようにシート基板を間欠的に移動する方式では、各パターン形成領域に対する一括露光が終わるまで、シート基板の露光ステージで保持された部分を移動することができない。そこで、露光直後からシート基板を移動できるように、露光ステージの前後に設けられたバッファー領域でシート基板に弛みを持たせていた。

特開２００７−１１４３８５号公報

従来のロール・ツー・ロール方式でシート基板を移動する露光装置では、シート基板を移動する間は露光ができないため、露光工程のスループット（生産性）が低下するという問題があった。
また、従来のようにバッファー領域でシート基板に弛みを持たせておく場合、重ね合わせ露光を行うためには、弛んだシート基板を平坦な状態にしてからシート基板のアライメントマークを検出する必要がある。そのため、アライメントに時間を要し、スループットがさらに低下するという問題があった。

また、長いシート基板の多数のパターン形成領域に複数の互いに異なる表示装置用のパターンを形成することが要求されることもある。しかしながら、従来の露光装置は、マスクが固定されているため、シート基板の多数のパターン形成領域に互いに異なる複数のパターンを転写することは困難であった。
本発明の態様は、このような事情に鑑み、露光工程のスループットを高めることができるとともに、基板の複数のパターン形成領域に互いに異なる複数のパターンを露光可能な露光技術及びデバイス製造技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、マスクを介した露光光を基板に照射して、その基板にそのマスクのパターンを転写する露光装置であって、その基板を走査方向に移動する基板駆動装置と、それぞれマスクを保持して同一の平面に沿って移動する複数のマスクステージと、その複数のマスクステージのうち駆動対象のマスクステージの、その走査方向に対応する第１方向の位置情報を計測する位置計測装置と、その駆動対象のマスクステージが保持するそのマスクのパターンにその露光光が照射されるように、その位置計測装置の計測結果に基づいて、その駆動対象のマスクステージをその第１方向に移動するマスクステージ駆動装置と、その複数のマスクステージのその第１方向の位置を相互に入れ替えるステージ入れ替え機構と、を備える露光装置が提供される。

また、本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様による露光装置を用いて、マスクのパターンを基板に転写することと、そのパターンが転写されたその基板をそのパターンに基づいて加工することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
また、本発明の第３の態様によれば、マスクを介した露光光を基板に照射して、その基板にそのマスクのパターンを転写する露光方法であって、その基板を走査方向に移動することと、それぞれマスクを保持して同一の平面に沿って移動する複数のマスクステージのうち駆動対象のマスクステージの、その走査方向に対応する第１方向の位置情報を計測することと、その駆動対象のマスクステージが保持するそのマスクのパターンにその露光光が照射されるように、その位置計測装置の計測結果に基づいて、その駆動対象のマスクステージをその第１方向に移動することと、その複数のマスクステージのその第１方向の位置を相互に入れ替えることと、を含む露光方法が提供される。

また、本発明の第４の態様によれば、本発明の第３の態様による露光方法を用いて、マスクのパターンを基板に転写することと、そのパターンが転写されたその基板をそのパターンに基づいて加工することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、複数のマスクステージの第１方向の位置を相互に入れ替えることによって、複数のマスクステージを順次その第１方向に連続して移動できる。従って、基板を走査方向に移動しながら、例えば基板の隣接する複数のパターン形成領域に複数のマスクステージが保持するマスクのパターンを連続して走査露光でき、露光工程のスループットを高めることができる。

また、複数のマスクステージが保持するマスクのパターンを異ならせることによって、基板の複数のパターン形成領域に互いに異なるパターンを露光することが可能である。

第１の実施形態に係る露光装置ＥＸの機構部を示す一部が切り欠かれた斜視図である。 図１のマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３及びステージ入れ替え装置２４を示す平面図である。 露光装置ＥＸの制御系を示すブロック図である。 （Ａ）は図１のマスクステージＭＳ１を示す平面図、（Ｂ）は図４（Ａ）のマスクステージＭＳ１を示す側面図である。 （Ａ）はマスクステージＭＳ１，ＭＳ２が走査方向Ｄ２に移動している状態を示す平面図、（Ｂ）は図５（Ａ）の状態からマスクステージＭＳ２が走査方向に交差する方向に移動した状態を示す平面図である。 （Ａ）はマスクステージＭＳ１の後にマスクステージＭＳ３が配置された状態を示す平面図、（Ｂ）はマスクステージＭＳ１，ＭＳ３が走査方向Ｄ２に移動している状態を示す平面図である。 （Ａ）は露光中のシート基板側の動作の一例を示すフローチャート、（Ｂ）は露光中のマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３側の動作の一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る露光装置のマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３を示す図であり、（Ａ）はマスクステージＭＳ１を示す平面図、（Ｂ）は図８（Ａ）のマスクステージＭＳ１を示す側面図、（Ｃ）はマスクステージＭＳ２を示す側面図、（Ｄ）はマスクステージＭＳ３を示す側面図である。 （Ａ）は第２の実施形態のマスクステージＭＳ１，ＭＳ２が走査方向に移動している状態を示す平面図、（Ｂ）は図９（Ａ）の状態からマスクステージＭＳ２が走査方向に交差する方向に移動した状態を示す平面図である。 （Ａ）はマスクステージＭＳ１用の一つの計測ビームをマスクステージＭＳ３が遮った状態を示す平面図、（Ｂ）はマスクステージＭＳ１，ＭＳ３が走査方向Ｄ２に移動している状態を示す平面図である。 液晶表示パネルの製造工程の一例を示すフローチャートである。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態につき図１〜図７を参照して説明する。
図１は、本実施形態の走査露光型の露光装置ＥＸの機構部の概略構成を示す斜視図、図２は、図１中のマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３を示す平面図、図３は、露光装置ＥＸの制御系を示すブロック図である。図１において、露光装置ＥＸは、露光光源３０と、露光光源３０からの露光用の照明光ＩＬ（露光光）で第１のマスクＭ１、第２のマスクＭ２、又は第３のマスクＭ３のパターン領域の照明領域８Ｍを照明する照明装置３２と、マスクＭ１，Ｍ２、及びＭ３を所定の走査方向Ｄ２に順次走査する第１のマスクステージＭＳ１、第２のマスクステージＭＳ２、及び第３のマスクステージＭＳ３と、照明領域８Ｍ内のパターンの像をシート基板Ｐの表面の露光領域８Ｐに形成する投影光学系ＰＬと、を備えている。なお、分かり易いように、図１においてマスクＭ１〜Ｍ３及びマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３等は２点鎖線で表されている。マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３は、マスクベースＭＢの上面ＭＢａに移動可能に載置され、マスクベースＭＢには照明光ＩＬを通す開口（不図示）が形成されている。

さらに、露光装置ＥＸは、シート基板Ｐを例えば連続的に一定の方向に移動する基板駆動装置１０と、シート基板Ｐの被露光部を支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３の走査方向Ｄ２の位置を相互に入れ替えるステージ入れ替え装置２４（図２参照）と、露光装置ＥＸの動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御装置５０（図３参照）と、その他の駆動機構等とを備えている。

本実施形態のシート基板Ｐは、一例として多数の表示素子（例えば液晶表示パネル）を製造するためのロール状に巻いて保管することが可能な長尺のシート状の部材（帯状部材）であり、露光時にはその表面にフォトレジスト（感光材料）が塗布されている。基板がシート状とは、シート基板Ｐの幅に比べてその厚さが十分に小さく（薄く）、シート基板Ｐが可撓性を有していることを意味する。シート基板Ｐは、一例として可視光を透過する耐熱性の合成樹脂フィルム、具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、セルロース樹脂、ポリカーボネート樹脂、又は酢酸ビニル樹脂等のフィルムから形成されている。

以下の説明においては、図１中に設定したＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。このＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がある水平面上に設定され、Ｚ軸が鉛直方向に設定される。本実施形態では、マスクＭ１〜Ｍ３のパターン面は、ＸＹ平面に平行であり、露光中に照明光ＩＬが照射されるシート基板Ｐの表面（露光領域８Ｐ内の領域）も実質的にＸＹ平面に平行である。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の回りの回転方向をそれぞれθｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向とも呼ぶ。露光領域８Ｐに対するシート基板Ｐの走査方向Ｄ１は、Ｘ軸に平行で＋Ｘ方向を向いた方向（＋Ｘ方向）である。また、本実施形態では、後述のように投影光学系ＰＬがＸ方向に倒立像を形成するため、走査露光中のマスクＭ１〜Ｍ３の走査方向Ｄ２は走査方向Ｄ１と逆の方向（−Ｘ方向）である。照明領域８Ｍ及び露光領域８Ｐは走査方向に直交する非走査方向（Ｙ方向）に細長い矩形の領域である。

まず、露光光源３０は、超高圧水銀ランプ、楕円鏡、及び波長選択素子を含み、露光光源３０からの照明光ＩＬがライトガイド等を含む送光光学系３１を介して供給される照明装置３２は、オプティカルインテグレータ、リレー光学系、可変ブラインド（可変視野絞り）、及びコンデンサレンズ等を含んでいる。照明光ＩＬは、例えばｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）及びｉ線（波長３６５ｎｍ）を含む波長域から選択された光である。照明装置３２は、マスクＭ１〜Ｍ３のパターン面（下面）のパターン領域内の上記の可変ブラインドによって走査方向に平行な方向（Ｘ方向）に開閉される照明領域８Ｍを均一な照度分布で照明する。

本実施形態では、一例としてマスクＭ１〜Ｍ３のパターン領域には同じパターンが形成されている。
投影光学系ＰＬは、照明領域８Ｍ内のパターンの所定の投影倍率βの像をシート基板Ｐの表面の露光領域８Ｐ（照明領域８Ｍと光学的に共役な領域）に形成する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、照明領域８Ｍ内のパターンの等倍で、かつＸ方向、Ｙ方向に倒立の像を露光領域８Ｐに形成する。なお、投影倍率βは拡大又は縮小でもよい。また、投影光学系ＰＬは、屈折系又は反射屈折系等のいずれでもよい。なお、投影光学系ＰＬはＸ方向に正立の像を形成することも可能である。この場合、シート基板Ｐの走査方向Ｄ１と、走査露光中のマスクＭ１〜Ｍ３の走査方向とは同じ方向（＋Ｘ方向）になる。

また、露光装置ＥＸは、図２に示すように、マスクベースＭＢの上面で走査方向Ｄ２にマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３を駆動する固定子２８Ａ（マスクステージ駆動装置）を備えている。マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３の構成は同一であるため、ここで代表的にマスクステージＭＳ１の構成につき説明する。
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）はそれぞれマスクステージＭＳ１を示す平面図及び側面図である。図４（Ａ）において、マスクステージＭＳ１の上面にマスクＭ１が載置され、マスクＭ１の上面の３箇所がクランプ部材ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３によってマスクステージＭＳ１に固定されている。マスクＭ１のパターン領域ＰＡ内に転写用のデバイスパターンが形成され、パターン領域ＰＡの近傍にＸ方向に所定間隔で２次元のマスクマーク３８Ａ，３８Ｂ（アライメントマーク）が形成されている。パターン領域ＰＡに対向するマスクステージＭＳ１の部分には照明光ＩＬを通すための開口が形成されている。

図４（Ｂ）において、マスクステージＭＳ１の底面の複数箇所に小型の円形又は矩形の平板状のステージガイド３９が固定され、ステージガイド３９がマスクベースＭＢの上面ＭＢａに載置されている。一例としてマスクベースＭＢの内部の配管及び上面ＭＢａに設けられた多数の通気孔（不図示）を介して上面ＭＢａの上方に清浄の圧縮された気体（ドライエアー等）が噴き出しており、マスクステージＭＳ１のステージガイド３９はエアーベリング方式で上面ＭＢａを非接触で移動する。

図４（Ａ）において、マスクステージＭＳ１の＋Ｘ方向の側面に、Ｙ方向に所定間隔で−Ｘ方向に入射する２軸の計測ビームＬＢＸＡを逆方向に反射するコーナーリフレクタよりなる第１組のＸ軸移動鏡３５ＸＡ１，３５ＸＡ２が固定され、マスクステージＭＳ１の−Ｘ方向の側面に、Ｙ方向に所定間隔で＋Ｘ方向に入射する２軸の計測ビームＬＢＸＢ（図２参照）を逆方向に反射するコーナーリフレクタよりなる第２組のＸ軸移動鏡３５ＸＢ１，３５ＸＢ２が固定されている。なお、Ｘ軸移動鏡３５ＸＡ１，３５ＸＡ２及び３５ＸＢ１，３５ＸＢ２は、図２ではそれぞれ第１及び第２の一つのＸ軸移動鏡３５ＸＡ及び３５ＸＢで表されている。また、Ｘ軸の２軸の計測ビームＬＢＸＡ，ＬＢＸＢは図１ではそれぞれ１軸の計測ビームで表されている。

また、マスクステージＭＳ１の−Ｙ方向の側面のほぼ全面を覆うように、Ｘ方向に所定間隔で＋Ｙ方向に入射する複数軸（例えば５軸）の計測ビームＬＢＹのいずれかを逆方向に反射するためのＸ方向に延在する反射面を有するＹ軸移動鏡３５Ｙが固定されている。さらに、マスクステージＭＳ１のＹ方向の両側面の中央部に、リニアモータ用の複数の永久磁石を含む可動子２９Ａ，２９Ｂが固定されている。

また、マスクベースＭＢの上面ＭＢａにＹ方向に対向するように、それぞれ例えば３相のコイルを含みＸ方向に細長い１対の固定子２８Ａが固定され、固定子２８Ａ内に非接触にマスクステージＭＳ１の可動子２９Ａ，２９Ｂが配置されている。可動子２９Ａ，２９Ｂ及び固定子２８Ａより、マスクステージＭＳ１を−Ｘ方向（走査方向Ｄ２）に駆動するムービングマグネット型の第１の１対のリニアモータ５３Ａが構成される。この場合、１対のリニアモータ５３Ａによって可動子２９Ａ，２９ＢのＸ方向の位置を独立に制御することによって、マスクステージＭＳ１（マスクＭ１）のθｚ方向の回転角を制御することも可能である。

図２において、１対の固定子２８Ａは、照明領域８ＭをＹ方向に挟むようにマスクベースＭＢの上面に固定されている。マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３のうちその可動子２９Ａ，２９Ｂが１対の固定子２８Ａ内に配置されるマスクステージ（図２では２つのマスクステージＭＳ１，ＭＳ２）が駆動対象のマスクステージである。そして、１対の固定子２８Ａと駆動対象のマスクステージの可動子２９Ａ，２９Ｂとからなる１対又は２対のリニアモータ５３Ａによって駆動対象のマスクステージが互いに独立に照明領域８Ｍに対して走査方向Ｄ２に駆動される。また、マスクベースＭＢの上面の１対の固定子２８Ａに＋Ｙ方向に隣接するように、固定子２８Ａと平行に固定子２８Ａと同じ構成の１対の固定子２８Ｂが固定されている。

また、照明領域８ＭをＸ方向に挟むように対向して第１及び第２のＸ軸のレーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢが配置され、−Ｙ方向の固定子２８Ａに対向するようにＹ軸のレーザ干渉計３３Ｙが配置されている。レーザ干渉計３３ＸＡ及び３３ＸＢはそれぞれ駆動対象のマスクステージのＸ軸移動鏡３５ＸＡ及び３５ＸＢに、Ｙ方向に所定間隔の２軸の計測ビームＬＢＸＡ及びＬＢＸＢをＸ軸に沿って対向するように照射して、駆動対象のマスクステージのＸ方向の位置を計測する。レーザ干渉計３３Ｙは、照明領域８Ｍの中心を通りＹ軸に平行な中央の計測ビームを含みＸ方向に所定間隔で配置された複数軸（図２では５軸）の計測ビームＬＢＹを＋Ｙ方向に照射し、計測ビームＬＢＹが照射されるＹ軸移動鏡３５ＹのＹ方向の位置を計測する。駆動対象のマスクステージ（図２ではマスクステージＭＳ１，ＭＳ２）のＹ軸移動鏡３５Ｙには、それぞれ少なくとも２軸の計測ビームＬＢＹが照射される。

レーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢ及び３３Ｙの計測値、並びに計測ビームＬＢＸＡ，ＬＢＸＢ及びＬＢＹの各軸の反射光の強度情報は図３のステージ座標演算系５２に供給される。ステージ座標演算系５２は、その各軸の反射光の強度が所定レベルを超えている計測ビームによる計測値を有効な計測値とする。また、図２のように固定子２８Ａに２台のマスクステージＭＳ１，ＭＳ２の可動子２９Ａ，２９Ｂが係合している場合、ステージ座標演算系５２は、レーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢの計測値の平均値をそれぞれ＋Ｘ方向及び−Ｘ方向のマスクステージＭＳ１，ＭＳ２のＸ方向の位置とする。さらに、図５（Ｂ）に示すように、例えば一つのマスクステージＭＳ１の両側のＸ軸移動鏡３５ＸＡ，３５ＸＢにレーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢからの計測ビームＬＢＸＡ，ＬＢＸＢが照射される場合、ステージ座標演算系５２は、＋Ｘ方向のレーザ干渉計３３ＸＡの計測値を−Ｘ方向のレーザ干渉計３３ＸＢの計測値に受け渡した後（プリセットした後）、マスクステージＭＳ１のＸ方向の位置情報としてレーザ干渉計３３ＸＢの計測値の平均値を使用する。

さらに、ステージ座標演算系５２は、照明領域８Ｍを通過中のマスクステージ（図２ではマスクステージＭＳ２）のＹ方向の位置としては、照明領域８Ｍの中心を通る計測ビームＬＢＹによる計測値を使用する。他のマスクステージのＹ方向の位置としては、例えば有効な複数軸の計測ビームＬＢＹによる計測値の平均値を使用する。また、ステージ座標演算系５２は、２箇所のＸ方向の位置から求められるθｚ方向の回転角及び複数箇所のＹ方向の位置から求められるθｚ方向の回転角の平均値を、駆動対象のマスクステージのθｚ方向の回転角θｚｍとする。駆動対象のマスクステージのＸ方向、Ｙ方向の位置、及び回転角θｚｍの情報は主制御装置５０及びステージ制御系５１に供給される。ステージ制御系５１は、回転角θｚｍが所定値に維持されるように、かつ駆動対象のマスクステージのＸ方向の位置が、後述のシート基板ＰのＸ方向の位置に応じた位置となるように第１のリニアモータ５３Ａを駆動する。

また、図２のステージ入れ替え装置２４は、１対の固定子２８Ｂ（駆動装置）と、可動子２９Ａ，２９Ｂが固定子２８Ａの−Ｘ方向の端部に達した露光直後のマスクステージ（図２ではさらに−Ｘ方向に移動したマスクステージＭＳ２）を固定子２８Ｂの−Ｘ方向の端部に移動する第１のロボットハンド２５Ａ（第１搬送部）と、固定子２８Ｂの＋Ｘ方向の端部のマスクステージを固定子２８Ａの＋Ｘ方向の端部に移動する第２のロボットハンド２５Ｂ（第２搬送部）とを備えている。この場合、固定子２８Ｂと、この間にある搬送対象のマスクステージ（図２ではマスクステージＭＳ３）の可動子２９Ａ，２９Ｂとから、搬送対象のマスクステージを走査方向Ｄ２と逆の方向Ｄ３（＋Ｘ方向）に駆動するムービングマグネット型の第２の１対のリニアモータ５３Ｂが構成される。リニアモータ５３Ｂもステージ制御系５１によって制御される。なお、固定子２８Ｂに沿った搬送対象のマスクステージのＸ方向の大まかな位置は、例えば固定子２８Ｂ内に設けられる磁気センサ等によって検出可能である。

第１のロボットハンド２５Ａは、フレーム（不図示）に固定されたベース部２６Ａと、露光直後のマスクステージの−Ｘ方向の端部を保持する保持部２６Ｃと、ベース部２６Ａに対して保持部２６Ｃの位置を２次元的に移動するアーム部２６Ｂと、保持部２６Ｃで保持するマスクステージの位置を検出する画像処理部（不図示）とを有する。ロボットハンド２５Ａは、露光直後のマスクステージを一度−Ｘ方向に移動し、そのマスクステージを軌跡ＬＭに従って＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に斜めに移動してから、そのマスクステージを＋Ｘ方向に移動して、そのマスクステージの可動子２９Ａ，２９Ｂを固定子２８Ｂの間に設置する。その後、そのマスクステージはリニアモータ５３Ｂによって方向Ｄ３に搬送される。

同様に、第２のロボットハンド２５Ｂは、フレーム（不図示）に固定されたベース部２６Ｄと、リニアモータ５３Ｂによって搬送されたマスクステージの＋Ｘ方向の端部を保持する保持部２６Ｆと、ベース部２６Ｄに対して保持部２６Ｆの位置を２次元的に移動するアーム部２６Ｅと、保持部２６Ｆで保持するマスクステージの位置を検出する画像処理部（不図示）とを有する。ロボットハンド２５Ｂは、搬送直後のマスクステージを順次＋Ｘ方向、−Ｙ方向、及びに−Ｘ方向に移動し、そのマスクステージの可動子２９Ａ，２９Ｂを固定子２８Ａの間に設置する。その後、駆動対象のマスクステージはリニアモータ５３Ａによって走査方向Ｄ２に駆動される。ロボットハンド２５Ａ，２５Ｂの動作は、図３の主制御装置５０の制御のもとにあるロボットハンド制御系５９によって制御される。

図１に戻り、基板駆動装置１０は、ＸＹ平面に平行なＸ方向に細長い平板状のベース部材１２と、シート基板Ｐを＋Ｘ方向及び僅かに＋Ｚ方向に巻き出す供給ローラ１４と、シート基板Ｐの方向を＋Ｘ方向に変える第１のガイドローラ１３Ａと、ガイドローラ１３Ａ及び露光領域８Ｐを通過したシート基板Ｐの方向を＋Ｘ方向及び僅かに−Ｚ方向に変える第２のガイドローラ１３Ｂと、シート基板Ｐを巻き取る卷き取りローラ１６とを備えている。供給ローラ１４は、シート基板Ｐが巻回される駆動軸１５Ａと、駆動軸１５Ａを回転するモータ部１５Ｂと、モータ部１５Ｂ及び駆動軸１５Ａをベース部材１２に固定する支持部材１５Ｃとを有する。卷き取りローラ１６は、シート基板Ｐが巻回される駆動軸１７Ａと、駆動軸１７Ａを回転するモータ部１７Ｂと、モータ部１７Ｂ及び駆動軸１７Ａをベース部材１２に固定する支持部材１７Ｃとを有する。

さらに、ガイドローラ１３Ａ，１３Ｂはロータリーエンコーダ１３ＡＲ，１３ＢＲ及び支持部材（不図示）を介して回転可能にベース部材１２に支持されている。ロータリーエンコーダ１３ＡＲ，１３ＢＲの検出信号は図３の基板位置演算系５４に供給され、基板位置演算系５４は、その検出信号からシート基板ＰのＸ方向の移動速度及び位置を求め、この検出結果を主制御装置５０及び基板制御系５５に供給する。基板制御系５５は、一例としてその検出結果に基づいてシート基板Ｐの走査方向Ｄ２への移動速度が主制御装置５０で設定された目標速度になるように、モータ部１７Ｂ及び１５Ｂを駆動する。一例として、モータ部１７Ｂによってシート基板Ｐの移動速度が決定され、モータ部１５Ｂによってシート基板Ｐのテンションがほぼ一定に維持される。

また、ベース部材１２の上面のほぼガイドローラ１３Ａ，１３Ｂ間の領域に平板状の基板ベースＰＢが固定され、基板ベースＰＢのＸＹ平面に平行な上面に基板ステージＰＳＴが載置されている。基板ステージＰＳＴの露光領域８Ｐが形成される上面は、１対のガイドローラ１３Ａ，１３Ｂの上端部によって規定されるＸＹ平面に平行な基板移動面とほぼ合致しており、シート基板Ｐはその基板移動面に沿って走査方向Ｄ１に移動する。また、基板ステージＰＳＴの上面には、この上面を移動するシート基板Ｐに吸引力及び付勢力を付与する複数の吸引孔及び給気孔が形成され、これらの吸引孔及び給気孔は図３の吸着装置５５Ｖに連通している。さらに、基板ステージＰＳＴの上面をＸ方向に挟むように次第に−Ｚ方向に低下する傾斜部が形成されている。基板制御系５５が吸着装置５５Ｖを制御することで、シート基板Ｐは例えば真空予圧型の静圧軸受け方式で基板ステージＰＳＴの上面を所定のギャップを隔てて非接触で移動する。

また、基板ベースＰＢには、基板ステージＰＳＴのＹ方向の位置及びθｚ方向の回転角を調整するために、Ｘ方向の２箇所で基板ステージＰＳＴをＹ方向に駆動するＹ軸のアクチュエータ２０Ａ，２０Ｂが固定されている。さらに、基板ベースＰＢには、基板ステージＰＳＴのＺ方向の位置、及びθｘ方向、θｙ方向の傾斜角を補正するＺレベリング機構５５Ｚ（図３参照）が組み込まれている。また、投影光学系ＰＬの側面に、シート基板Ｐの表面の複数の計測点にスリット像を投影する投射部２２Ａと、その複数の計測点からの反射光を受光して各計測点のＺ位置を求める受光部２２Ｂとを有する焦点位置検出系２２が配置されている。受光部２２Ｂの検出信号を基板位置演算系５４で処理することで、シート基板Ｐの表面と投影光学系ＰＬの像面とのデフォーカス量が求められる。基板制御系５５は、そのデフォーカス量が許容範囲内に収まるようにＺレベリング機構５５Ｚを駆動するとともに、主制御装置５０から供給される駆動量に応じてアクチュエータ２０Ａ，２０Ｂを介して基板ステージＰＳＴ（シート基板Ｐ）のＹ方向の位置及びθｚ方向の回転角を制御する。

次に、図２において、マスクＭ２，Ｍ３のパターン領域の近傍にもそれぞれマスクＭ１と同様にマスクマーク３８Ａ，３８Ｂが形成されている。そして、可動子２９Ａ，２９Ｂが固定子２８Ａに係合したマスクステージのマスクマーク３８Ａ，３８Ｂの位置を計測するための、例えば画像処理方式のマスクアライメント系３６Ａ，３６Ｂがフレーム（不図示）に支持されている。マスクアライメント系３６Ａ，３６Ｂの検出信号は図３のアライメント演算系５６で処理される。

さらに、図１において、シート基板Ｐの表面にはＸ方向に所定間隔で多数のパターン形成領域４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，…が形成され、各パターン形成領域４０Ａ等には複数箇所（例えば２箇所）にＹ方向に所定間隔で２次元の基板マーク４２Ａ，４２Ｂ（アライメントマーク）が形成されている。各パターン形成領域４０Ａ等にはそれぞれマスクＭ１〜Ｍ３のいずれかのパターンの像が露光される。基板ステージＰＳＴの−Ｘ方向の端部上方にＹ方向に所定間隔で、例えば画像処理型の２つの基板アライメント系１８Ａ，１８Ｂが配置されている。基板アライメント系１８Ａ，１８Ｂはそれぞれ対応する基板マーク４２Ａ，４２Ｂの位置を検出する。基板アライメント系１８Ａ，１８Ｂの検出信号も図３のアライメント演算系５６で処理される。

基板ステージＰＳＴの上面には、マスクＭ１〜Ｍ３の所定のマーク（マスクマーク３８Ａ，３８Ｂとの位置関係が既知のマーク）の投影光学系ＰＬによる像の位置を計測する空間像計測系３４が設けられている。一例として、基板アライメント系１８Ａ，１８Ｂで検出した基板マーク４２Ａ，４２Ｂを空間像計測系３４上に移動した後、マスクＭ１〜Ｍ３の上記の所定のマークの像とその基板マーク４２Ａ，４２Ｂとの位置ずれ量を空間像計測系３４を介して計測することによって、マスクＭ１〜Ｍ３のパターンの像の中心と基板アライメント系１８Ａ，１８Ｂの検出中心との位置ずれ量（ベースライン）を計測できる。このベースラインの情報は主制御装置５０の記憶部に記憶されている。なお、ベースラインは、例えばテストプリントによって予め求めておいてもよい。また、ベースラインは、基板ステージＰＳＴがシート基板Ｐを支持していない状態において、ベースライン計測用の複数の基準マークが形成された基準プレートを基板ステージＰＳＴ上の所定位置に設置し、その複数の基準マークをそれぞれ基板アライメント系１８Ａ，１８Ｂと、空間像計測系３４とで実質的に同時計測することで求めても良い。その際、空間像計測系３４では、上記と同様に、マスクＭ１〜Ｍ３の所定マークの像とベースライン計測用の基準マークとの位置ずれ量を計測するとよい。

以下、本実施形態の露光装置ＥＸを用いて１ロール分のシート基板Ｐを露光する場合の動作の一例につき図７（Ａ）及び図７（Ｂ）のフローチャートを参照して説明する。この露光動作は主制御装置５０によって制御される。説明の便宜上、その露光動作を図７（Ａ）のシート基板Ｐ側の動作と、図７（Ｂ）のマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３側の動作とに分けて説明する。また、シート基板Ｐのパターン形成領域４０ＣにマスクＭ１のパターンの像が露光されるものとする。

まず、図７（Ａ）のステップ１０２において、１ロール分のシート基板Ｐ（基板）を供給ローラ１４からガイドローラ１３Ａの上端、基板ステージＰＳＴの上面、及びガイドローラ１３Ｂの上端を介して卷き取りローラ１６に架け渡す。シート基板Ｐの表面にはフォトレジストが塗布されている。次のステップ１０４において、卷き取りローラ１６及び供給ローラ１４を駆動して、露光領域８Ｐ（この段階では閉じている）に対してシート基板Ｐを走査方向Ｄ１へ所定の一定速度で移動する。この状態で、ステップ１０６において、基板アライメント系１８Ａ，１８Ｂはシート基板Ｐの基板マーク４２Ａ，４２Ｂの検出動作を行う。基板マーク４２Ａ，４２Ｂが検出されたとき、ステップ１０８に移行して、アライメント演算系５６から主制御装置５０にアライメント情報（検出中心と被検マークとの位置ずれ量及び検出されたタイミングを示す情報）が供給される。この際に、主制御装置５０には、マスクマーク３８Ａ，３８Ｂの位置に基づいたマスクＭ１の位置情報が供給されている。主制御装置５０は、シート基板Ｐのアライメント情報、マスクＭ１の位置情報、及び上記のベースラインの情報から、シート基板Ｐの露光対象のパターン形成領域４０Ｃと、パターン形成領域４０Ｃに露光されるパターンが形成されたマスクＭ１を保持するマスクステージＭＳ１とのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ、及びθｚ方向の回転角の差Δθを求める。一例として、これらの位置ずれ量のうち、Ｙ方向の位置ずれ量ΔＹ及び回転角の差Δθ（θｚ方向の位置ずれ量）は、アクチュエータ２０Ａ，２０Ｂで補正される。

この後、ステップ１１０において、マスクＭ１のパターン領域が照明領域８Ｍの位置に達し、パターン形成領域４０Ｃが露光領域８Ｐの位置に達した時点から、照明装置３２の可変ブラインドによって照明領域８Ｍ（露光領域８Ｐ）が開き始め、照明光ＩＬによるマスクＭ１及び投影光学系ＰＬを介したシート基板Ｐの走査露光が開始される。走査露光中に、ロータリーエンコーダ１３ＡＲ，１３ＢＲによって計測されるシート基板Ｐの位置と、ステージ座標演算系５２で求められるマスクステージＭＳ１の位置とから、継続してシート基板ＰとマスクステージＭＳ１（マスクＭ１）とのＹ方向及びθｚ方向の位置ずれ量が求められており、これらの位置ずれ量の変動分は連続的にアクチュエータ２０Ａ，２０Ｂで補正される。そして、パターン形成領域４０Ｃの走査露光が終了すると、照明領域８Ｍは閉じられる。

次のステップ１１２で、シート基板Ｐの次のパターン形成領域４０Ｄに露光を行うと判定された場合、動作はステップ１０４に戻り、ステップ１０４〜１１０までの基板マーク４２Ａ，４２Ｂの検出及びシート基板Ｐのパターン形成領域の走査露光が繰り返される。なお、実際には、シート基板Ｐのパターン形成領域４０Ｃの走査露光中に基板アライメント系１８Ａ，１８Ｂによって次のパターン形成領域４０Ｄの基板マーク４２Ａ，４２Ｂの検出が行われる。そして、パターン形成領域４０Ｃの走査露光の直後から、照明領域８Ｍが開き始めてパターン形成領域４０Ｄに対するマスクＭ３のパターンの像の走査露光が開始される。従って、シート基板Ｐの一連のパターン形成領域４０Ｃ，４０Ｄ，…に対して連続してマスクＭ１，Ｍ３，Ｍ２のパターンの像が走査露光される。シート基板Ｐの露光が終了したときに、シート基板Ｐは卷き取りローラ１６から取り外されて現像工程に移行する。

一方、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３側では、まず図７（Ｂ）のステップ１２２において、図２に示すように、第２のロボットハンド２５ＢによってマスクステージＭＳ１を＋Ｘ方向、−Ｙ方向、及び−Ｘ方向に順次移動し、マスクステージＭＳ１の可動子２９Ａ，２９Ｂを第２の固定子２８Ｂの内側から引き抜いて第１の固定子２８Ａの内側に設置する。その後ステップ１２４において、マスクステージＭＳ１のＸ方向、Ｙ方向の位置をレーザ干渉計３３ＸＡ（第１Ｘ軸干渉計）及びレーザ干渉計３３Ｙ（Ｙ軸干渉計）で計測し、この計測値に基づいてリニアモータ５３ＡによってマスクステージＭＳ１を走査方向Ｄ２に移動する。この際にマスクステージＭＳ１は例えばθｚ方向の回転角が一定になるように移動される。

その移動中にステップ１２６において、マスクアライメント系３６Ａ，３６ＢによるマスクＭ１のマスクマーク３８Ａ，３８Ｂの検出動作が行われる。マスクマーク３８Ａ，３８Ｂが検出されたときに、ステップ１２８に移行して、アライメント演算系５６から主制御装置５０に、マスクＭ１のアライメント情報（検出中心と被検マークとの位置ずれ量、並びにマスクステージＭＳ１のＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角）が供給される。主制御装置５０は、一例として、そのθｚ方向の回転角が例えば０になるように、ステージ制御系５１にマスクステージＭＳ１の回転角のオフセットを設定する。さらに、マスクアライメント系３６Ａ，３６Ｂの検出中心とマスクマーク３８Ａ，３８Ｂの中心との位置ずれ量の平均値が０になるときに、レーザ干渉計３３ＸＡ，３３Ｙの計測値がそれぞれ０になるように、ステージ座標演算系５２においてレーザ干渉計３３ＸＡ，３３Ｙの計測値のプリセットを行う。

次のステップ１３０において、ステージ制御系５１は、シート基板Ｐの移動に同期して、シート基板Ｐと同じ一定の速度（シート基板Ｐの移動速度に投影倍率βの逆数を乗じた速度）でマスクステージＭＳ１を走査方向Ｄ１と逆の走査方向Ｄ２に移動する。さらに、マスクＭ１の−Ｘ方向の端部が照明領域８Ｍの位置に達するときに、照明領域８Ｍが次第に開かれる。そして、ステップ１３２において、マスクＭ１及び投影光学系ＰＬを介してシート基板Ｐのパターン形成領域４０Ｃが走査露光される。この際に、ステージ座標演算系５２及び基板位置演算系５４の計測結果から求められるパターン形成領域４０ＣとマスクステージＭＳ１とのＸ方向の位置ずれ量を補正するように、ステージ制御系５１はリニアモータ５３Ａを介してマスクステージＭＳ１のＸ方向の位置を補正する。これによって、重ね合わせ露光時には、高い重ね合わせ精度が得られる。

このマスクＭ１を介した走査露光の初期段階では、図５（Ａ）に示すように、マスクステージＭＳ１の一方のＸ軸移動鏡３５ＸＡにレーザ干渉計３３ＸＡからの計測ビームＬＢＸＡが照射され、レーザ干渉計３３ＸＡによってマスクステージＭＳ１のＸ方向の位置が計測されている。走査露光が進行すると、図５（Ｂ）に示すように、マスクステージＭＳ２が斜めの方向Ｄ４に移動して、マスクステージＭＳ１の他方のＸ軸移動鏡３５ＸＢにもレーザ干渉計３３ＸＢからの計測ビームＬＢＸＢが照射されるようになる。なお、図５（Ａ）等では、計測ビームＬＢＸＡ，ＬＢＸＢを１軸のビームで表している。

そこで、ステップ１３４において、ステージ座標演算系５２では、マスクステージＭＳ１のＸ方向の位置を計測する干渉計をレーザ干渉計３３ＸＡからレーザ干渉計３３ＸＢ（第２Ｘ軸干渉計）に切り換える。従って、この後、マスクステージＭＳ３が方向Ｄ５（−Ｙ方向）に移動して、計測ビームＬＢＸＡが遮られても、マスクステージＭＳ１のＸ方向の位置を正確に計測できる。その後、図６（Ａ）に示すように、マスクＭ１の走査露光が終わる頃には、マスクステージＭＳ２は方向Ｄ３（＋Ｘ方向）への移動を開始しており、マスクステージＭＳ１の移動に追従してマスクステージＭＳ３が走査方向Ｄ２への移動を開始する。即ち、マスクステージＭＳ１のステップ１３２，１３４の動作と並列に、マスクステージＭＳ３ではステップ１２２〜１２８の動作が実行されている。そして、ステップ１３６において、照明領域８Ｍが次第に閉じられる。

次のステップ１３８で、シート基板Ｐの露光を継続する場合には、ステップ１４０に移行し、第１のロボットハンド２５ＡでマスクステージＭＳ１の可動子２９Ａ，２９Ｂが固定子２８Ａから−Ｘ方向に引き抜かれる。この動作と並行して、マスクステージＭＳ３ではステップ１３０，１３２の動作が実行され、図６（Ｂ）に示すように、マスクステージＭＳ３のマスクＭ３が照明領域８Ｍに対して走査される。また、ステップ１４０においては、ロボットハンド２５Ａは、さらにマスクステージＭＳ１を図２の軌跡ＬＭで示すように斜めに移動し、マスクステージＭＳ１の可動子２９Ａ，２９Ｂを第２の固定子２８Ｂの内側に設置する。この際にマスクステージＭＳ２は、マスクステージＭＳ３の＋Ｘ方向側に移動しているため、ステップ１４２において、マスクステージＭＳ１はリニアモータ５３Ｂによって方向Ｄ３に移動され、動作はステップ１２２に戻る。

このように、３台のマスクステージＭＳ１，ＭＳ３，ＭＳ２で、ステップ１２２〜１４２の動作を並行して実行することによって、照明領域８Ｍに対してマスクＭ１〜Ｍ３をほぼ連続して同じ走査方向Ｄ２に走査しながら、マスクＭ１〜Ｍ３のパターンの像をほぼ連続してシート基板Ｐの一連のパターン形成領域４０Ｃ等に露光できる。
また、本実施形態では、シート基板Ｐに弛みを持たせる必要がなく、基板アライメント系１８Ａ，１８Ｂによるシート基板Ｐの基板マーク４２Ａ，４２Ｂの検出（アライメント）とシート基板Ｐの露光とをほぼ連続して行うことができる。従って、重ね合わせ露光する場合でも、露光工程のスループットを高めることができる。

本実施形態の効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクを介した照明光ＩＬ（露光光）をシート基板Ｐに照射して、シート基板Ｐにそのマスクのパターンを投影光学系ＰＬを介して転写する露光装置であって、シート基板Ｐを走査方向Ｄ１に移動する基板駆動装置１０と、それぞれマスクＭ１〜Ｍ３を保持してマスクベースＭＢの上面ＭＢａ（平面）に沿って移動する複数のマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３と、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３のうち駆動対象のマスクステージの走査方向Ｄ１に対応する走査方向Ｄ２（第１方向）の位置情報を計測するレーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢ（位置計測装置）と、その駆動対象のマスクステージが保持するマスクのパターンに照明光ＩＬが照射されるように、レーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢの計測結果に基づいて、その駆動対象のマスクステージを走査方向Ｄ２に移動する固定子２８Ａ（マスクステージ駆動装置）と、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３の走査方向Ｄ２の位置を相互に入れ替えるステージ入れ替え装置２４と、を備えている。

また、露光装置ＥＸの露光方法は、マスクを介した照明光ＩＬをシート基板Ｐに照射して、シート基板Ｐにそのマスクのパターンを投影光学系ＰＬを介して転写する露光方法であって、シート基板Ｐを走査方向Ｄ１に移動するステップ１０４と、それぞれマスクＭ１〜Ｍ３を保持して上面ＭＢａに沿って移動する複数のマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３のうち駆動対象のマスクステージの、走査方向Ｄ１に対応する走査方向Ｄ２の位置情報を計測するステップ１２４と、その駆動対象のマスクステージが保持するマスクのパターンに照明光ＩＬが照射されるように、その位置情報の計測結果に基づいて、その駆動対象のマスクステージを走査方向Ｄ２に移動するステップ１３０と、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３の走査方向Ｄ２の位置を相互に入れ替えるステップ１２２，１４０，１４２とを含んでいる。

本実施形態によれば、マスクステージＭＳ１，ＭＳ３，ＭＳ２の走査方向Ｄ２の位置を相互に入れ替えることによって、マスクステージＭＳ１，ＭＳ３，ＭＳ２を順次その走査方向Ｄ２に連続して移動できる。従って、シート基板Ｐを走査方向Ｄ１に移動しながら、シート基板Ｐの連続する（隣接する）複数のパターン形成領域４０Ｃ，４０Ｄ等にマスクＭ１〜Ｍ３のパターンを投影光学系ＰＬを介して連続して走査露光でき、露光工程のスループットを高めることが可能である。

なお、マスクＭ１〜Ｍ３には同一のパターンが形成されているが、マスクＭ１〜Ｍ３のパターン領域に互いに異なるパターンを形成しておいてもよい。これによって、シート基板Ｐの連続する複数のパターン形成領域に３種類の異なるパターンを露光することが可能であり、シート基板Ｐから３種類の表示素子を並行して製造可能である。
なお、本実施形態では、上面ＭＢａに３台のマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３が載置されているが、上面ＭＢａに例えば２台のマスクステージＭＳ１，ＭＳ２のみを載置し、マスクステージＭＳ１，ＭＳ２の走査方向Ｄ２の位置を入れ替えながら、マスクステージＭＳ１，Ｍ２のマスクＭ１，Ｍ２によって交互にシート基板Ｐの一連のパターン形成領域を走査露光してもよい。

また、上面ＭＢａに例えば４台以上のそれぞれ同一又は異なるパターンが形成されたマスクを保持するマスクステージを載置し、４台以上のマスクステージを順次同じ走査方向Ｄ２に移動して、各マスクステージのマスクのパターンを順次シート基板Ｐの一連のパターン形成領域に露光してもよい。
（２）また、本実施形態では、第１のＸ軸のレーザ干渉計３３ＸＡは、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３のＸ軸移動鏡３５ＸＡ（反射部材）に２軸の計測ビームＬＢＸＡを走査方向Ｄ２に沿って照射し、第２のＸ軸のレーザ干渉計３３ＸＢは、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３のＸ軸移動鏡３５ＸＢにＹ方向（第２方向）に離れた２軸の計測ビームＬＢＸＢを走査方向Ｄ２に沿って照射している。従って、走査露光中のマスクステージＭＳ１の＋Ｘ方向又は−Ｘ方向にマスクステージＭＳ３又はＭＳ２が移動しても、マスクステージＭＳ１のＸ方向の位置及び回転角を計測できるため、マスクステージＭＳ１（又はＭＳ３，ＭＳ２）の走査露光の直後にマスクステージＭＳ３（又はＭＳ２，ＭＳ１）の走査露光に移行可能である。

なお、本実施形態では、レーザ干渉計３３ＹによってマスクステージＭＳ１の回転角が計測できるため、レーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢではそれぞれ１軸の計測ビームをＸ軸移動鏡３５ＸＡ及び３５ＸＢに照射してもよい。従って、レーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢは全体として少なくとも２軸の計測ビームを計測方向（走査方向Ｄ２）に平行に照射するだけでもよい。

（３）また、シート基板Ｐの走査方向Ｄ１への移動と、その駆動対象のマスクステージの走査方向Ｄ２への移動とは同期して行われるため、シート基板Ｐを高精度に走査露光できる。
（４）また、露光装置ＥＸは、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３に設けられて、走査方向Ｄ２に沿って延在する反射面を持つＹ軸移動鏡３５Ｙと、駆動対象のマスクステージのＹ軸移動鏡３５Ｙに計測ビームを照射して、そのマスクステージのＹ方向（第２方向）の位置及びθｘ方向の回転角を計測するレーザ干渉計３３Ｙ（位置計測装置）と、レーザ干渉計３３Ｙの計測結果に基づいてシート基板Ｐと駆動対象のマスクステージとのＹ方向及びθｚ方向の相対位置を補正するアクチュエータ２０Ａ，２０Ｂ（位置補正機構）（ステップ１１０）を備えている。従って、重ね合わせ露光する場合のシート基板Ｐの各パターン形成領域とマスクＭ１〜Ｍ３のパターンの像との重ね合わせ精度を向上できる。

なお、レーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢによって駆動対象のマスクステージのθｚ方向の回転角を計測する場合には、レーザ干渉計３３ＹではＹ方向の位置のみを計測してもよい。
また、回転角の相対誤差が小さい場合には、回転角の相対誤差は必ずしも補正しなくともよい。
また、Ｙ軸移動鏡３５Ｙの代わりに、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３の側面の反射面を使用してもよい。

また、本実施形態では、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３は、マスクベースＭＢから吹き出される気体によって浮上支持されているが、図１に代表的にマスクステージＭＳ１に関して２点鎖線で示すように、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３に外部の制御部（不図示）から可撓性を持つケーブル６０を接続し、ケーブル６０を介してマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３に圧縮空気からの圧縮された気体、真空ポンプからの負圧、及び制御用の電気信号（電力を含む）を供給してもよい。各マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３はそれぞれループ状に平行移動しているため、ケーブル６０が次第にねじれることはない。この場合には、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３でマスクＭ１〜Ｍ３を真空吸着で保持し、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３からマスクベースＭＢに圧縮気体を吹き出す方式のエアベリングを使用できる。さらに、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３にコイルを含む可動子を設けて、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３をムービングコイル方式のリニアモータで駆動することも可能である。

［第２の実施形態］
次に、図８〜図１０を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、図８（Ａ）、図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）、図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図１０（Ａ）、及び図１０（Ｂ）において、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、及び図６（Ｂ）に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれ本実施形態の第１のマスクステージＭＳ１を示す平面図及び側面図、図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）は、それぞれ本実施形態の第２及び第３のマスクステージＭＳ２，ＭＳ３を示す側面図である。マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３はそれぞれマスクＭ１〜Ｍ３を保持している。
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）において、マスクステージＭＳ１の＋Ｘ方向の端部上面にＹ方向に広い間隔で、マスクＭ１の上面よりも高いコーナーリフレクタよりなる２つのＸ軸移動鏡３５Ｘ１，３５Ｘ２が固定されている。そして、−Ｘ方向側に配置されたレーザ干渉計３３Ｘ（図９（Ａ）参照）からＸ軸移動鏡３５Ｘ１，３５Ｘ２に、マスクＭ１の上方を通りＸ軸に平行に２軸の計測ビームＬＢＸ１，ＬＢＸ２が照射されている。また、図８（Ｃ）において、マスクステージＭＳ２の＋Ｘ方向の端部上面にＹ方向に狭い間隔で、マスクＭ２の上面よりも高いコーナーリフレクタよりなる２つのＸ軸移動鏡３５Ｘ３，３５Ｘ４が固定されている。そして、図８（Ｄ）において、マスクステージＭＳ３の＋Ｘ方向及び−Ｙ方向の端部上面に、マスクＭ３の上面よりも高いコーナーリフレクタよりなるＸ軸移動鏡３５Ｘ５が固定されている。

本実施形態では、図２において対向して配置される２つのレーザ干渉計３３ＸＡ，３３ＸＢの代わりに、図９（Ａ）に示すように、Ｙ方向に所定間隔で配置される５つの計測ビームＬＢＸ１〜ＬＢＸ５を−Ｘ方向に照射する１つのレーザ干渉計３３Ｘのみが設けられている。この場合、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３の可動子２９Ａ，２９Ｂを図２の固定子２８Ａ内に配置すると、マスクステージＭＳ１のＸ軸移動鏡３５Ｘ１，３５Ｘ２に計測ビームＬＢＸ１，ＬＢＸ２が照射され、マスクステージＭＳ２のＸ軸移動鏡３５Ｘ３，３５Ｘ４に計測ビームＬＢＸ３，ＬＢＸ４が照射され、マスクステージＭＳ３のＸ軸移動鏡３５Ｘ５に計測ビームＬＢＸ５が照射される。

本実施形態においても、マスクステージＭＳ１〜ＭＳ３は図２の軌跡ＬＭとほぼ同じ軌跡に沿ってマスクベースＭＢの上面を移動する。図９（Ａ）〜図１０（Ｂ）は、本実施形態においてシート基板Ｐを走査露光しているときの、マスクベースＭＢの上面でのマスクステージＭＳ１〜ＭＳ３の配置の変化を示している。即ち、図９（Ａ）に示すように、マスクステージＭＳ１のマスクＭ１を照明領域８Ｍに対して走査方向Ｄ２（−Ｘ方向）に移動するときには、マスクステージＭＳ１のＸ方向の位置はレーザ干渉計３３Ｘからの２軸の計測ビームＬＢＸ１，ＬＢＸ２によって計測される。この際にマスクステージＭＳ２のＸ方向の位置は、レーザ干渉計３３Ｘからの２軸の計測ビームＬＢＸ３，ＬＢＸ４によって並行して計測されている。その後、マスクＭ１の走査露光が進行すると、図９（Ｂ）に示すように、マスクステージＭＳ２は方向Ｄ４に移動し、マスクステージＭＳ３が方向Ｄ５（−Ｙ方向）に移動する。

そして、図１０（Ｂ）に示すように、マスクステージＭＳ３のＸ軸移動鏡３５Ｘ５によって計測ビームＬＢＸ２が遮られても、他方の計測ビームＬＢＸ１がマスクステージＭＳ１のＸ軸移動鏡３５Ｘ１に入射しているため、マスクステージＭＳ１のＸ方向の位置は計測されている。その後、Ｘ軸移動鏡３５Ｘ５が計測ビームＬＢＸ１を横切るときには、計測ビームＬＢＸ２によってマスクステージＭＳ１のＸ方向の位置が計測できる。そして、図１０（Ｂ）に示すように、マスクステージＭＳ３が駆動対象になったときには、マスクステージＭＳ３のＸ軸移動鏡３５Ｘ５にレーザ干渉計３３Ｘからの計測ビームＬＢＸ５が照射されるため、計測ビームＬＢＸ５によってマスクステージＭＳ３のＸ方向の位置が計測できる。その後、マスクステージＭＳ２が駆動対象になった後、マスクステージＭＳ２の＋Ｘ方向側にマスクステージＭＳ１が移動するときには、マスクステージＭＳ２用の計測ビームＬＢＸ３，ＬＢＸ４の少なくとも一方がＸ軸移動鏡３５Ｘ３，３５Ｘ４に照射されるため、走査露光中にマスクステージＭＳ２のＸ方向の位置も常時計測できる。

このように本実施形態の露光装置によれば、Ｘ軸のレーザ干渉計３３Ｘ（第１レーザ干渉計）は、Ｙ方向（第２方向）に離れた５軸の計測ビームＬＢＸ１〜ＬＢＸ５を走査方向Ｄ２に沿って照射し、図２の固定子２８Ａ（マスクステージ駆動装置）は、レーザ干渉計３３Ｘの少なくとも４軸の計測ビームの位置計測結果に基づいてその駆動対象のマスクステージを走査方向Ｄ２に移動できる。

なお、マスクベースＭＢ上に載置されるマスクステージの数は複数であるため、レーザ干渉計３３ＸはＹ方向に離れたｎ軸（ｎは２以上の整数）の計測ビームを走査方向Ｄ２に沿って照射し、固定子２８Ａは、レーザ干渉計３３Ｘの少なくとも（ｎ−１）軸の計測ビームの位置計測結果に基づいてその駆動対象のマスクステージを走査方向Ｄ２に移動するとよい。

なお、上記の各実施形態では、以下のような変形が可能である。
（１）上記の各実施形態では、ステージ入れ替え装置２４はロボットハンド２５Ａ，２５Ｂ及び固定子２８Ｂを含んで構成されている。しかしながら、ステージ入れ替え装置２４は、例えばマスクステージＭＳ１等を固定子２８Ａの一方の端部から他方の端部に直接移動する一つのロボットハンドから構成してもよい。

（２）上記の実施形態では、シート基板Ｐを＋Ｘ方向にほぼ一定速度で移動しているが、例えばシート基板Ｐの一つのパターン形成領域の露光終了後から次のパターン形成領域の露光に移行する期間中でシート基板Ｐの移動速度を遅くしてもよい。
（３）上記の各実施形態では、投影光学系ＰＬは一つの結像光学系である。しかしながら、投影光学系ＰＬとしては、複数の部分投影光学系（投影倍率は等倍、縮小、又は拡大のいずれでもよい）からなるいわゆるマルチ投影光学系を使用してもよい。

（４）照明光ＩＬ（露光光）としては、紫外ＬＥＤからの光、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）からのレーザ光、又は固体レーザ（半導体レーザ等）の高調波、例えばＹＡＧレーザの３倍高調波（波長３５５ｎｍ）等を用いることもできる。
（５）上述の実施形態では、露光対象は可撓性を持つ長いシート基板Ｐである。しかしながら、露光対象の基板としては、液晶表示パネル等を製造するための比較的剛性の高い矩形の平板状のガラスプレート、薄膜磁気ヘッド製造用のセラミックス基板、又は半導体素子製造用の大型の円形状の半導体ウエハ等も使用できる。

（６）本発明は、投影光学系を使用しない例えばプロキシミティ方式の走査型露光装置にも適用可能である。
また、上記の実施形態の露光装置ＥＸ又は露光方法を用いて、シート基板Ｐ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、電子デバイス（マイクロデバイス）としての多数の液晶表示パネル（液晶表示素子）を得ることもできる。以下、図１１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１１のステップＳ４０１（パターン形成工程）では、先ず、露光対象のシート状の基板上にフォトレジストを塗布して感光基板（シート基板Ｐ）を準備する塗布工程、上記の露光装置を用いて液晶表示パネル用のマスク（例えばマスクＭ１〜Ｍ３を含む）のパターンをその感光基板上の多数のパターン形成領域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に対応した３つ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多数の液晶パネル（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、液晶表示パネルとして完成させる。
上述の液晶表示パネルの製造方法によれば、上記の実施形態の露光装置又は露光方法を用いてマスクＭ１〜Ｍ３のパターンを基板（シート基板Ｐ）に転写する工程（ステップＳ４０１の一部）と、この工程によりそのパターンが転写されたその基板をそのパターンに基づいて加工（現像、エッチング等）する工程（ステップＳ４０１の他の部分）とを含んでいる。

この製造方法によれば、そのパターンを基板に転写する工程（露光工程）のスループットを高めることができるため、液晶表示パネルを効率的に製造できる。さらに、マスクＭ１〜Ｍ３のパターンを異ならせることによって、複数種類の液晶表示パネルを効率的に製造することも可能である。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

ＥＸ…露光装置、Ｍ１〜Ｍ３…マスク、ＭＳ１〜ＭＳ３…マスクステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｐ…シート基板、ＰＳＴ…基板ステージ、１０…基板駆動装置、１３Ａ，１３Ｂ…ガイドローラ、１４…供給ローラ、１６…巻き取りローラ、１８Ａ，１８Ｂ…基板アライメント系、２４…ステージ入れ替え装置、２８Ａ，２８Ｂ…固定子、３６Ａ，３６Ｂ…マスクアライメント系、３８Ａ，３８Ｂ…マスクマーク、４０Ａ〜４０Ｄ…パターン形成領域、４２Ａ，４２Ｂ…基板マーク、５０…主制御装置

Claims (14)

1. マスクを介した露光光を基板に照射して、前記基板に前記マスクのパターンを転写する露光装置であって、
   前記基板を走査方向に移動する基板駆動装置と、
   それぞれマスクを保持して同一の平面に沿って移動する複数のマスクステージと、
   前記複数のマスクステージのうち駆動対象のマスクステージの、前記走査方向に対応する第１方向の位置情報を計測する位置計測装置と、
   前記駆動対象のマスクステージが保持する前記マスクのパターンに前記露光光が照射されるように、前記位置計測装置の計測結果に基づいて、前記駆動対象のマスクステージを前記第１方向に移動するマスクステージ駆動装置と、
   前記複数のマスクステージの前記第１方向の位置を相互に入れ替えるステージ入れ替え機構と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記位置計測装置は、前記マスクステージに設けられた反射部材と、少なくとも２軸の計測ビームを前記反射部材に対して前記第１方向に沿って照射する第１レーザ干渉計と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記第１レーザ干渉計は、前記第２方向に離れたｎ軸（ｎは２以上の整数）の計測ビームを前記第１方向に沿って照射し、
   前記マスクステージ駆動装置は、前記第１レーザ干渉計の少なくとも（ｎ−１）軸の計測ビームの位置計測結果に基づいて前記駆動対象のマスクステージを前記第１方向に移動することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記ステージ入れ替え機構は、
   前記複数のマスクステージのうち前記露光光が照射されたマスクを保持するマスクステージを前記第１方向に交差する方向に移動する第１搬送部と、
   前記第１搬送部で移動された前記マスクステージを前記第１方向と逆方向に移動する駆動部と、
   前記駆動部で移動された前記マスクステージを、前記第１方向に交差する方向に関して前記駆動対象のマスクステージと同じ位置まで移動する第２搬送部と、
   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。
5. 前記位置計測装置は、前記駆動対象のマスクステージの前記第１方向に直交する第２方向の位置情報を計測し、
   前記第２方向の位置情報の計測結果に基づいて、前記基板と前記駆動対象のマスクステージとの前記第２方向の相対位置を補正する位置補正機構を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 前記位置計測装置は、前記マスクステージに設けられて前記第１方向に延在する反射面と、前記第１方向に離れた少なくとも２軸の計測ビームを前記反射面に対して前記第２方向に沿って照射する第２レーザ干渉計と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、マスクのパターンを基板に転写することと、
   前記パターンが転写された前記基板を前記パターンに基づいて加工することと、
   を含むデバイス製造方法。
8. マスクを介した露光光を基板に照射して、前記基板に前記マスクのパターンを転写する露光方法であって、
   前記基板を走査方向に移動することと、
   それぞれマスクを保持して同一の平面に沿って移動する複数のマスクステージのうち駆動対象のマスクステージの、前記走査方向に対応する第１方向の位置情報を計測することと、
   前記駆動対象のマスクステージが保持する前記マスクのパターンに前記露光光が照射されるように、位置情報の計測結果に基づいて、前記駆動対象のマスクステージを前記第１方向に移動することと、
   前記複数のマスクステージの前記第１方向の位置を相互に入れ替えることと、
   を含むことを特徴とする露光方法。
9. 前記基板の前記走査方向への移動と、前記駆動対象のマスクステージの前記第１方向への移動とは、同期して行われることを特徴とする請求項８に記載の露光方法。
10. 前記駆動対象のマスクステージの前記第１方向の位置情報の計測は、少なくとも２軸の計測ビームを前記マスクステージに設けられた反射部材に対して前記第１方向に沿って照射することによって行われることを特徴とする請求項８又は９に記載の露光方法。
11. 前記計測ビームは、前記第２方向に離れたｎ軸（ｎは２以上の整数）の計測ビームを含み、
    前記駆動対象のマスクステージの移動は、少なくとも（ｎ−１）軸の前記計測ビームの位置計測結果に基づいて行われることを特徴とする請求項１０に記載の露光方法。
12. 前記複数のマスクステージの位置を入れ替えることは、
    前記複数のマスクステージのうち前記露光光が照射されたマスクを保持するマスクステージを前記第１方向に交差する方向に移動することと、
    前記移動されたマスクステージを前記第１方向と逆方向に移動することと、
    前記逆方向に移動されたマスクステージを、前記第１方向に交差する方向に関して前記駆動対象のマスクステージと同じ位置まで移動することと、
    を含むことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の露光方法。
13. 前記駆動対象のマスクステージの前記第１方向に直交する第２方向の位置情報を計測することと、
    前記第２方向の位置情報の計測結果に基づいて、前記基板と前記駆動対象のマスクステージとの前記第２方向の相対位置を補正することと、
    を含むことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の露光方法。
14. 請求項８〜１３のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、マスクのパターンを基板に転写することと、
    前記パターンが転写された前記基板を前記パターンに基づいて加工することと、
    を含むデバイス製造方法。

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