JP2013214028A - 露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の位置制御性が向上した基板ステージを提供する。
【解決手段】 基板ステージ装置２０は、スキャン方向であるＸ軸方向に移動可能なＸ粗動ステージ２４と、Ｘ粗動ステージ２４に設けられ、該Ｘ粗動ステージ２４と共にスキャン方向に移動可能、且つ該Ｘ粗動ステージ２４に対してクロススキャン方向であるＹ軸方向に移動可能なＹ粗動ステージ２６と、基板Ｐを保持し、Ｙ粗動ステージ２６に誘導されてＸＹ平面に沿って移動する微動ステージ２８と、微動ステージ２８を下方から支持し、該微動ステージ２８と共に水平面に沿って移動する重量キャンセル装置３０と、Ｘ軸方向に延び、重量キャンセル装置３０のＸ軸方向への移動をガイドするＹステップガイド３２と、重量キャンセル装置３０のＹ軸方向の位置に応じて、Ｙステップガイド３２のＹ軸方向の位置を制御する位置制御系と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、エネルギビームを用いて物体を露光する露光装置、前記露光装置を用いたフラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法に関する。

従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が用いられている。

この種の露光装置としては、基板を保持する微動ステージを支持する重量キャンセル装置のクロススキャン方向への移動をガイドするガイド部材が、重量キャンセル装置と共にスキャン方向に移動可能な基板ステージ装置を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、露光装置では、基板にパターンをより高精度に形成するため、基板の位置制御をより高精度に行うことが可能なものが望まれている。

米国特許出願公開第２０１０／０２６６９６１号明細書

本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、露光処理時に露光用のエネルギビームに対して露光対象の物体を水平面に平行な二次元平面内の第１方向に沿って移動させる走査型の露光装置であって、前記第１方向に沿った位置を移動可能な第１移動体と、前記第１移動体に設けられ、前記第１移動体と共に前記第１方向に沿った位置を移動可能、且つ前記第１移動体に対して前記二次元平面内で前記第１方向に直交する第２方向に沿った位置を移動可能な第２移動体と、前記物体を保持し、前記第２移動体に誘導されて前記二次元平面に沿って移動する物体保持部材と、前記物体保持部材を下方から支持し、前記物体保持部材と共に前記二次元平面に沿って移動する支持装置と、前記第１方向に延び、前記支持装置の前記第１方向に沿った移動をガイドするガイド部材と、前記支持装置の前記第２方向に沿った位置に応じて、前記ガイド部材を前記第２方向に関する位置を制御する位置制御系と、を備える露光装置である。

これによれば、支持装置が第１方向に沿って移動する際、該支持装置は、ガイド部材に支持される。また、ガイド部材の第２方向に関する位置が、支持装置の第２方向の位置に応じて制御されるので、支持装置が第２方向に沿って移動する場合であっても、該支持装置を支持することができる。従って、支持装置の移動可能範囲をカバーする広いガイド面を有する部材（例えば、定盤）を設けなくても良い。また、ガイド部材は、走査方向である第１方向に延びるので、走査露光時には、静止状態で良く、構成が簡単であり且つ振動の発生などを抑制でき、物体の位置制御性が向上する。

本発明は、第２の観点からすると、本発明の第１の観点に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。

本発明は、第３の観点からすると、本発明の第１の観点に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法である。

第１の実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１の液晶露光装置が有する基板ステージ装置の平面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図２の基板ステージ装置から一部の要素を取り除いた図である。 基板ステージ装置の動作を説明するための図である。 第２の実施形態に係る基板ステージ装置の断面図である。 図６の基板ステージ装置から一部の要素を取り除いた平面図である。

《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図５に基づいて説明する。

図１には、第１の実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。

液晶露光装置１０は、照明系１２、マスクＭを保持するマスクステージ１４、投影光学系１６、基板ステージ架台１８、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、及びこれらの制御系等を含む。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

照明系１２は、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。照明系１２は、露光用の照明光ＩＬをマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。

マスクステージ１４は、所定の回路パターンが形成されたマスクＭを、例えば真空吸着により保持している。マスクステージ１４は、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系（不図示）により走査方向（Ｘ軸方向）に所定の長ストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に適宜微少駆動される。マスクステージ１４のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報を含む）は、不図示のレーザ干渉計を含むマスク干渉計システムにより求められる。

投影光学系１６は、マスクステージ１４の下方に配置されている。投影光学系１６は、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書に開示された投影光学系と同様に構成されている。すなわち、投影光学系１６は、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成する光学系を複数含む、いわゆるマルチレンズ投影光学系であり、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状の単一のイメージフィールドを持つ投影光学系と同等に機能する。

このため、照明系１２からの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像が、基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照射領域に形成される。そして、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭが走査方向に駆動されるとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に駆動されることで、基板Ｐ上の１つのショット領域にマスクＭに形成されたパターンが転写される。

基板ステージ架台１８は、Ｙ軸方向に延びる板状の部材から成り、図２に示されるように、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば２つ設けられている。例えば２つの基板ステージ架台１８は、長手方向の両端部近傍において、サイドコラム１７を介して互いに連結されている。例えば２つの基板ステージ架台１８それぞれの上面には、図３に示されるように、Ｙ軸方向に延びるＹリニアガイド３３ａがＸ軸方向に所定間隔で複数、本実施形態では２本固定されている。基板ステージ架台１８は、クリーンルームの床１１上に設置された防振装置１９により下方から支持されている。基板ステージ架台１８は、液晶露光装置１０の装置本体（ボディ）の一部を構成している。上記マスクステージ１４、及び投影光学系１６（それぞれ図３では不図示。図１参照）は、装置本体に支持されており、床１１から振動的に分離されている。なお、図１に示される基板ステージ装置２０は、図２のＡ−Ａ線断面図に相当する。

図１に戻り、基板ステージ装置２０は、一対のベースフレーム２２、一対のベースフレーム２２上に搭載されたＸ粗動ステージ２４、Ｘ粗動ステージ２４上に搭載されたＹ粗動ステージ２６、Ｙ粗動ステージ２６によりＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで誘導される微動ステージ２８、微動ステージ２８の中央部を下方から支持する重量キャンセル装置３０、重量キャンセル装置３０がＸＹ平面に沿って移動する際のガイド面を規定するＹステップガイド３２、及び複数（本実施形態では、例えば４つ）のＸケーブルキャリア５０（図１では不図示。図２参照）を備えている。

ベースフレーム２２は、Ｘ軸方向に延びるＸＺ平面に平行な板状の部材から成り、不図示の脚部材を介して基板ステージ架台１８に所定距離隔てて（振動的に分離された状態で）床１１（図１では不図示。図３参照）上に設置されている。一対のベースフレーム２２は、図２に示されるように、Ｙ軸方向に離間して互いに平行に配置されており、後述する基板ステージ装置２０の一部であるＸ粗動ステージ２４の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の端部近傍を下方から支持している。ベースフレーム２２の両側面それぞれには、図１に示されるように、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石を含む磁石ユニット２１ａ（Ｘ固定子）が固定されている。また、ベースフレーム２２の上端面（＋Ｚ側の端部）には、Ｘリニアガイド装置２３の要素であるＸリニアガイド２３ａが固定されている。

Ｘ粗動ステージ２４は、基板ステージ架台１８の上方に配置されている。Ｘ粗動ステージ２４は、図２に示されるように、一対のＹビーム２４ａを有している。Ｙビーム２４ａは、Ｙ軸方向に延びるＸＺ断面が矩形の部材から成る。一対のＹビーム２４ａは、−Ｙ側及び＋Ｙ側の端部近傍それぞれにおいて、連結部材２４ｂにより一体的に連結されている。

連結部材２４ｂの下面には、図１に示されるように、Ｘキャリッジ３４と称される部材が固定されている。Ｘキャリッジ３４は、ＹＺ断面逆Ｕ字状の部材からなり、一対の対向面間にベースフレーム２２が挿入されている。Ｘキャリッジ３４の一対の対向面それぞれには、上記磁石ユニット２１ａと共にＸリニアモータ２１を構成するコイルユニット２１ｂ（Ｘ可動子）が固定されている。Ｘ粗動ステージ２４は、上記Ｘリニアモータ２１により、一対のベースフレーム２２上でＸ軸方向に駆動される。なお、Ｘ粗動ステージ２４を駆動するＸアクチュエータの種類は、これに限定されず、例えば送りねじ装置、ベルト駆動装置、ワイヤ駆動装置などを用いることができる。

また、Ｘキャリッジ３４の天井面には、上記Ｘリニアガイド２３ａと共にＸリニアガイド装置２３を構成するＸスライド部材２３ｂが固定されている。Ｘスライド部材２３ｂは、対応するＸリニアガイド２３ａに低摩擦でスライド自在に係合しており、Ｘ粗動ステージ２４は、ベースフレーム２２上を低摩擦でＸ軸方向に所定のストロークで移動可能となっている。

また、Ｙビーム２４ａの上面には、Ｙリニアガイド装置２５の要素であるＹリニアガイド２５ａが固定されている。Ｙリニアガイド２５ａは、図２に示されるように、ひとつのＹビーム２４ａにつき、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば２本固定されている。また、Ｙビーム２４ａの上面であって、例えば２本のＹリニアガイド２５ａ間の領域には、Ｙ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石を含む磁石ユニット２７ａ（Ｙ固定子）が固定されている。

Ｙ粗動ステージ２６は、図４に示されるように、平面視矩形の板状部材から成り、その中央部に開口部２６ａが形成されている。なお、図４は、図２に示される基板ステージ装置２０から微動ステージ２８及び基板ホルダ３６（それぞれ図１参照）を取り除いた図である。Ｙ粗動ステージ２６の下面には、図３に示されるように、上記Ｙリニアガイド２５ａと共にＹリニアガイド装置２５を構成するＹスライド部材２５ｂが複数（本実施形態では、例えばひとつのＹリニアガイド２５ａにつき、Ｙ軸方向に所定間隔で４つ（図４参照））固定されている。Ｙスライド部材２５ｂは、対応するＹリニアガイド２５ａに低摩擦でスライド自在に係合しており、Ｙ粗動ステージ２６は、一対のＹビーム２４ａ上を低摩擦でＹ軸方向に所定のストロークで移動可能となっている。また、Ｙ粗動ステージ２６の下面には、磁石ユニット２７ａと共にＹ粗動ステージ２６をＹ軸方向に所定のストロークで駆動するためのＹリニアモータ２７を構成するコイルユニット２７ｂ（Ｙ可動子）が固定されている。

Ｙ粗動ステージ２６は、Ｙリニアガイド装置２５によりＸ粗動ステージ２４に対するＸ軸方向への相対移動が制限されており、Ｘ粗動ステージ２４と一体的にＸ軸方向に移動する。すなわち、Ｙ粗動ステージ２６は、Ｘ粗動ステージ２４と共に、ガントリ式の２軸ステージ装置を構成している。Ｘ粗動ステージ２４のＸ位置情報、及びＹ粗動ステージ２６のＹ位置情報それぞれは、例えば不図示のリニアエンコーダシステムにより求められる。

図１に戻り、微動ステージ２８は、平面視矩形の箱形部材から成り、その上面に基板ホルダ３６が固定されている。基板ホルダ３６は、平面視矩形の板状の部材から成り、基板Ｐを吸着保持する。微動ステージ２８の−Ｙ側の側面には、ミラーベース３８を介してＹ軸に直交する反射面を有するＹバーミラー４０ｙが固定され、微動ステージ２８の−Ｘ側の側面には、図３に示されるように、ミラーベース３８を介してＸ軸に直交する反射面を有するＸバーミラー４０ｘが固定されている。

図１に戻り、微動ステージ２８は、Ｙ粗動ステージ２６に固定された固定子と、微動ステージ２８に固定された可動子とから成る複数のボイスコイルモータを含む微動ステージ駆動系により、Ｙ粗動ステージ２６に誘導されてＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に駆動される。複数のボイスコイルモータには、Ｘ軸方向の推力を発生する複数のＸボイスコイルモータ４２ｘ（図１では不図示。図３参照）、及びＹ軸方向の推力を発生する複数のＹボイスコイルモータ４２ｙが含まれる（図４では、複数のボイスコイルモータの固定子は不図示）。

基板ステージ装置２０では、例えばＸ粗動ステージ２４が一対のベースフレーム２２上でＸ軸方向に長ストロークで移動する際に、微動ステージ２８がＸ粗動ステージ２４、及びＹ粗動ステージ２６と同方向且つ同速度で移動するように例えば２つのＸボイスコイルモータ４２ｘが発生するＸ軸方向の推力（ローレンツ力）が制御される。また、Ｙ粗動ステージ２６がＸ粗動ステージ２４上でＹ軸方向に長ストロークで移動する際に、微動ステージ２８がＹ粗動ステージ２６が同方向且つ同速度で移動するように例えば２つのＹボイスコイルモータ４２ｙが発生するＹ軸方向の推力が制御される。これにより、Ｙ粗動ステージ２６と微動ステージ２８とが一体的にＸＹ平面に沿って長ストロークで移動する。また、微動ステージ２８は、複数のボイスコイルモータによりＹ粗動ステージ２６に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ軸方向の３自由度方向に適宜微少駆動される。

また、微動ステージ駆動系は、微動ステージ２８をθｘ、θｙ、及びＺ軸方向の３自由度方向に微少駆動するための複数のＺボイスコイルモータ４２ｚを有している。複数のＺボイスコイルモータは、例えば微動ステージ２８の四隅部に対応する箇所に配置されている。複数のボイスコイルモータを含み、微動ステージ駆動系の構成については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。

微動ステージ２８のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報を含む）は、図２に示されるように、Ｘレーザ干渉計４４、及び不図示のＹレーザ干渉計を含む基板干渉計システムにより、Ｘバーミラー４０ｘ、及びＹバーミラー４０ｙを用いて求められる。Ｘレーザ干渉計４４（あるいは不図示のＹレーザ干渉計）は、装置本体（不図示）に固定されている。Ｘレーザ干渉計４４（あるいは不図示のＹレーザ干渉計）は、不図示の光源からの光を不図示のビームスプリッタで分割し、その一方の光を測長光としてＸバーミラー４０ｘ（あるいはＹバーミラー４０ｙ）に、その他方の光を参照光として投影光学系１６（あるいは投影光学系１６と一体と見なせる部材。図１参照）に取り付けられた固定鏡（不図示）にそれぞれ照射し、上記測長光のＸバーミラー４０ｘ（あるいはＹバーミラー４０ｙ）からの反射光、及び参照光の固定鏡からの反射光を再度重ね合わせて不図示の受光素子に入射させ、その光の干渉に基づいて固定鏡の反射面の位置を基準とするＸバーミラー４０ｘ（あるいはＹバーミラー４０ｙ）の反射面の位置（すなわち、微動ステージ２８（図２では不図示。図１参照）の移動量）を求める。

図１に戻り、重量キャンセル装置３０は、後述するレベリング装置４６と称される装置を介して微動ステージ２８を下方から支持している。基板ステージ装置２０では、重量キャンセル装置３０により微動ステージ２８の重量がキャンセルされることにより、複数のＺボイスコイルモータ４２ｚが小さな力で微動ステージ２８のＺ・チルト制御を行うことができるようになっている。重量キャンセル装置３０は、Ｙ粗動ステージ２６に形成された開口部２６ａ内に挿入されている（図４参照）。重量キャンセル装置３０は、複数のフレクシャ装置３１（図４では不図示）と称される装置を介してＹ粗動ステージ２６に機械的に接続されており、Ｙ粗動ステージ２６と一体的にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に移動する。フレクシャ装置３１を含み、本実施形態の重量キャンセル装置３０の構成は、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示される重量キャンセル装置と概ね同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。

レベリング装置４６は、球面軸受け装置（あるいは、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されるような疑似球面軸受け装置）を含み、微動ステージ２８をθｘ及びθｙ方向に揺動（チルト）自在に下方から支持している。液晶露光装置１０では、例えば露光動作時において、不図示の面位置計測系の出力に基づいて基板Ｐの表面の面位置が求められるとともに、その出力に基づいて微動ステージ２８をＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向を適宜微少駆動することにより、基板Ｐの露光領域を投影光学系１６の焦点深度内に位置決めする、いわゆるオートフォーカス制御が行われる。

Ｙステップガイド３２は、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面矩形の部材から成り、図３に示されるように、例えば２つの基板ステージ架台１８上に架設されている。Ｙステップガイド３２の上面のＺ位置は、Ｘ粗動ステージ２４のＹビーム２４ａの下面のＺ位置よりも−Ｚ側に設定されており、Ｘ粗動ステージ２４とＹステップガイド３２とは、振動的に分離されている。Ｙステップガイド３２の上面は、平面度が非常に高く仕上げられており、上記重量キャンセル装置３０は、その下面に取り付けられた不図示のエアベアリングを介してＹステップガイド３２上に非接触状態で搭載されている。Ｙステップガイド３２の長手方向の寸法は、微動ステージ２８のＸ軸方向に関する移動可能距離よりも幾分長めに設定されており、微動ステージ２８がＸ軸方向所定のストロークで移動する際、重量キャンセル装置３０は、Ｙステップガイド３２上を移動する。

Ｙステップガイド３２は、基板ステージ架台１８の上面に固定された複数のＹリニアガイド３３ａと、Ｙステップガイド３２の下面に固定された複数のＹスライド部材３３ｂとにより構成される複数のＹリニアガイド装置３３により、基板ステージ架台１８上でＹ軸方向に所定のストロークで直進案内される。

Ｙステップガイド３２は、例えば２つのＹリニアモータ、すなわちＹステップガイド３２の＋Ｘ側の端部近傍に配置されたＹリニアモータ４８_１と、Ｙステップガイド３２の−Ｘ側の端部近傍に配置されたＹリニアモータ４８_２により、Ｙ軸方向に所定のストロークで駆動される。Ｙリニアモータ４８_１は、Ｙステップガイド３２の＋Ｘ側の端部に取り付けられたコイルユニット４８ａ（Ｙ可動子）と、Ｙ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石を含む磁石ユニット４８ｂ（Ｙ固定子）とを備えている。磁石ユニット４８ｂは、図２及び図３から分かるように、基板ステージ架台１８に対して所定のクリアランスを介して床１１上に設置された支柱４９（図２では不図示）に支持されており、Ｙステップガイド３２を駆動する際の反力及び振動が基板ステージ架台１８（装置本体）に伝達しないようになっている。なお、Ｙリニアモータ４８_２の構成は、図３で紙面左右対称に配置されている点を除き、Ｙリニアモータ４８_１と同じであるため、ここではその説明を省略する。

例えば２つのＹリニアモータ４８_１、４８_２は、不図示の主制御装置により同期して制御される。Ｙステップガイド３２のＹ位置情報は、不図示のリニアエンコーダシステム（あるいはレーザ干渉計システム）により求められる。なお、本実施形態において、Ｙリニアモータ４８_１、４８_２は、ムービングコイル型であるが、ムービングマグネット型であっても良い。また、Ｙステップガイド３２を駆動するアクチュエータは、リニアモータに限られず、例えば送りねじ装置などの他のアクチュエータであっても良い。

Ｘケーブルキャリア５０は、図２に示されるように、Ｘ粗動ステージ２４に対する用力（例えば電力、加圧気体など）の供給、及び電気（あるいは光）信号の通信などに用いられるケーブル、チューブなどを、Ｘ粗動ステージ２４の位置に応じて案内する装置である。本実施形態では、Ｘケーブルキャリア５０は、例えば一方（＋Ｙ側）のサイドコラム１７と一方（＋Ｙ側）のベースフレーム２２との間、及び他方のサイドコラム１７と他方のベースフレーム２２との間それぞれに、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば２つずつ（合計４つ）配置されている。本実施形態のＸケーブルキャリア５０の構成は、例えば米国特許出願公開第２００３／００００１９８号明細書に開示されるケーブルガイド装置と概ね同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

以上のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、不図示の主制御装置の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって基板ホルダ３６上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、そのアライメント計測の終了後、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。なお、この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式の露光動作と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ここで、基板ステージ装置２０では、上記アライメント計測時、及び露光処理時において、Ｙ粗動ステージ２６がＸ粗動ステージ２４上でＹ軸方向に、及び／又は、Ｘ粗動ステージ２４と共にＸ軸方向に適宜駆動されることにより、基板Ｐの水平面内の位置決めが行われる。この際、重量キャンセル装置３０は、Ｙ粗動ステージ２６と一体的にＸ軸方向、及び／又はＹ軸方向に移動する。

そして、不図示の主制御装置は、微動ステージ２８（及び重量キャンセル装置３０）がＹ軸方向に移動する際（Ｘ軸方向への移動も伴う場合も含む）、図５に示されるように、Ｙステップガイド３２が重量キャンセル装置３０と同方向に同速度で移動するように（重量キャンセル装置３０に追従するように）、例えば２つのＹリニアモータ４８_１、４８_２を制御する。したがって、重量キャンセル装置３０がＹステップガイド３２上から脱落することがない。これ対し、例えばスキャン露光時など、微動ステージ２８（及び重量キャンセル装置３０）がＸ軸方向にのみ移動する際には、主制御装置は、Ｙステップガイド３２を駆動しない。このように、Ｙステップガイド３２の上面は、重量キャンセル装置３０がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する際のガイド面として機能する。

以上説明した第１の実施形態では、Ｙステップガイド３２がＸ軸方向に関して重量キャンセル装置３０の移動可能範囲をカバーするとともに、Ｙ軸方向に関して重量キャンセル装置３０と一体的に移動するので、基板ステージ装置２０では、重量キャンセル装置３０のＸＹ平面内の全移動範囲をカバーするような広い面積を有するガイド部材（例えば定盤）が不要である。したがって、コストが安く、且つ搬送、組み立てが容易である。

また、Ｙステップガイド３２を駆動するためのＹリニアモータ４８_１、４８_２の要素である磁石ユニット４８ｂ（Ｙ固定子）が基板ステージ架台１８に対して振動的に分離されているので、Ｙステップガイド３２を駆動する際の駆動反力、振動などが、装置本体に支持された投影光学系１６などに伝達することが抑制される。これにより、高精度の露光処理が可能となる。

《第２の実施形態》
次に第２の実施形態について図６及び図７を用いて説明する。第２の実施形態に係る液晶露光装置が有する基板ステージ装置１２０の構成は、Ｙステップガイド３２の駆動方式が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じであるので、以下、上記第１の実施形態と同様の構成、及び機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を用いてその説明を省略する。

上記第１の実施形態において、Ｙステップガイド３２は、図２に示されるように、例えば２つのＹリニアモータ４８_１、４８_２によりＹ軸方向に駆動されたのに対し、本第２の実施形態では、図６に示されるように、例えば２つの基板ステージ架台１８の間に配置されたひとつのＹリニアモータ４８_３によりＹ軸方向に駆動される点が異なる。Ｙリニアモータ４８_３は、Ｙステップガイド３２の下面であって、長手方向中央部に取り付けられたコイルユニット４８ａ（Ｙ可動子）と、基板ステージ架台１８に対して所定のクリアランスを介して床１１上に設置された支柱４９に支持された磁石ユニット４８ｂ（Ｙ固定子）とを備えている。Ｙステップガイド３２の位置制御については上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本第２の実施形態では、−Ｘ側の基板ステージ架台１８の外側（−Ｘ側）にＹステップガイド３２を駆動するためのＹリニアモータが配置されていないことから、Ｘレーザ干渉計４４を支持するための干渉計コラム４５を、−Ｘ側の基板ステージ架台１８に一体的に接続することができ、装置本体の構成を簡単にすることができる。

なお、上記第１及び第２の実施形態の構成は、適宜変更が可能である。例えば、Ｙステップガイド３２を駆動するためのＹリニアモータの数、及び配置は、適宜変更が可能であり、例えば上記第１及び第２の実施形態を組み合わせて、例えば３つのＹリニアモータ４８_１、４８_２（それぞれ図３参照）、４８_３（図６参照）によりＹステップガイド３２を駆動しても良いし、例えばＹリニアモータ４８_１とＹリニアモータ４８_３との、例えば２つのＹリニアモータを用いても良い。この場合、上記第２の実施形態と同様に干渉計コラム４５（図６参照）を用いることができる。

また、Ｘケーブルキャリア５０がＸ粗動ステージ２４の下方に位置するように、ベースフレーム２２、及びＸケーブルキャリア５０を配置（一対のベースフレーム２２を互いに接近させて配置）しても良い。この場合、一対のサイドコラム１７間の間隔を短くすることができ、装置本体をコンパクトにすることができる。

また、重量キャンセル装置３０をガイドするガイド部材（Ｙステップガイド３２）は、Ｘ軸方向に延び、且つ重量キャンセル装置３０と共にＹ軸方向に移動する構成であったが、これに限られず、例えば上記第１及び第２の実施形態における座標系のＸ軸とＹ軸とが入れ替わったような構成、すなわち、重量キャンセル装置３０をガイドするガイド部材がＹ軸方向に延び、且つ重量キャンセル装置３０に追従してＸ軸方向に移動する構成であっても良い。この場合、基板ステージ装置は、Ｙ軸方向に所定のストロークで移動可能なＹ粗動ステージ上にＸ軸方向に所定のストロークで移動可能なＸ粗動ステージが搭載される構成となる。

また、照明光は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、例えばＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、固体レーザ（波長：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などを使用しても良い。

また、上記実施形態は、複数本の投影光学ユニットを備えたマルチレンズ方式の投影光学系１６である場合について説明したが、投影光学ユニットの本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、例えばオフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、上記実施形態では投影光学系１６として、投影倍率が等倍のものを用いる場合について説明したが、これに限らず、投影光学系は縮小系及び拡大系のいずれでも良い。

また、光透過性のマスク基板上に所定の遮光パターンが形成された光透過型マスクが用いられたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク）、例えば、非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を用いる可変成形マスクを用いても良い。

また、液晶露光装置としては、サイズ（外径、対角線の長さ、一辺の少なくとも１つを含む）が５００ｍｍ以上の基板、例えば液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ用の大型基板を露光対象物とする露光装置が特に適している。

また、露光装置の用途としては、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。なお、露光対象となる物体はガラスプレートに限られるものでなく、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。

液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

以上説明したように、本発明の露光装置は、物体を露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。

１０…液晶露光装置、１８…基板ステージ架台、２０…基板ステージ装置、２４…Ｘ粗動ステージ、２６…Ｙ粗動ステージ、２８…微動ステージ、３０…重量キャンセル装置、３２…Ｙステップガイド、４８_１、４８_２…Ｙリニアモータ、Ｐ…基板。

Claims (11)

1. 露光処理時に露光用のエネルギビームに対して露光対象の物体を水平面に平行な二次元平面内の第１方向に沿って移動させる走査型の露光装置であって、
   前記第１方向に沿った位置を移動可能な第１移動体と、
   前記第１移動体に設けられ、前記第１移動体と共に前記第１方向に沿った位置を移動可能、且つ前記第１移動体に対して前記二次元平面内で前記第１方向に直交する第２方向に沿った位置を移動可能な第２移動体と、
   前記物体を保持し、前記第２移動体に誘導されて前記二次元平面に沿って移動する物体保持部材と、
   前記物体保持部材を下方から支持し、前記物体保持部材と共に前記二次元平面に沿って移動する支持装置と、
   前記第１方向に延び、前記支持装置の前記第１方向に沿った移動をガイドするガイド部材と、
   前記支持装置の前記第２方向に沿った位置に応じて、前記ガイド部材を前記第２方向に関する位置を制御する位置制御系と、を備える露光装置。
2. 前記支持装置は、前記物体保持部材を下方から非接触支持する請求項１に記載の露光装置。
3. 前記支持装置は、前記第２移動体に物理的に接続される請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記物体保持部材を、前記第２移動体に対して前記第１及び第２方向、並びに前記二次元平面に直交する軸線回り方向に微少駆動する駆動系を更に備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記駆動系は、前記物体保持部材を駆動するアクチュエータを備え、
   前記物体保持部材は、前記アクチュエータが発生する推力により前記第２移動体に誘導される請求項４に記載の露光装置。
6. 前記支持装置は、前記物体保持部材の重量とつり合う力を前記物体保持部材に対して重力方向上向きに作用させる請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 前記エネルギビームは、光学系を介して前記物体に投射され、
   前記位置制御系は、前記光学系に対して振動的に分離して配置された固定子と、前記ガイド部材に設けられた可動子とを含むリニアモータを有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置。
8. 前記物体は、フラットパネルディスプレイ装置に用いられる基板である請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置。
9. 前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項８に記載の露光装置。
10. 請求項８又は９に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
11. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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