JP2018054962A - 物体保持装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び物体保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を平面度良く保持する。【解決手段】 基板Ｐを保持する基板ホルダ３０は、基板Ｐを吸着して保持する突出部を備え、Ｚ軸方向の位置で基板Ｐを支持する複数のチャック部４０と、複数のチャック部４０に支持されている基板Ｐの裏面において突出部に吸着されていない部分をＺ軸方向から非接触で支持する保持面部３６と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、物体保持装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び物体保持方法に係り、更に詳しくは、物体を保持する物体保持装置及び方法、前記物体保持装置を備える露光装置、並びに前記露光装置を用いてフラットパネルディスプレイ又はデバイスの製造方法に関する。

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）に形成されたパターンを、エネルギビームを用いてガラスプレート又はウエハ（以下、「基板」と総称する）に転写する露光装置が用いられている。

この種の露光装置としては、基板ステージ装置が有する基板ホルダが、基板を真空吸着保持するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

基板ホルダには、基板表面に皺、あるいは凹凸などが形成されないように基板を保持することが求められている。

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の態様によれば、物体を保持する物体保持装置であって、物体を保持する保持部を備え、物体を第１方向から支持する複数の第１支持部と、物体の、保持部に保持されていない部分を、第１方向から非接触で支持する第２支持部と、を有し、第１支持部は、第１方向と交差する方向に移動する物体保持装置が、提供される。

第２の態様によれば、第１の態様に係る物体保持装置と、前記物体保持装置に保持された前記物体に対してエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置が、提供される。

第３の態様によれば、第２の態様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が、提供される。

第４の態様によれば、第２の態様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が、提供される。

第５の態様によれば、物体を保持する物体保持方法であって、物体を保持する保持部を備え、物体を第１方向から支持する複数の第１支持部を用いて物体を支持することと、物体の、保持部に保持されていない部分を、第１方向から非接触で支持する第２支持部を用いて物体を支持することと、第１支持部は、第１方向と交差する方向に移動することと、を含む物体保持方法が、提供される。

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２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、図１の液晶露光装置が備える基板ホルダの平面図及び側面図である。 図２（Ａ）の基板ホルダの断面図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、基板ホルダが有するチャック部の断面図、及び平面図である。 図５（Ａ）は、基板ホルダの動作を説明するための図、図５（Ｂ）は、チャック部の動作を説明するための図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、第２の実施形態に係る基板ホルダの平面図及び側面図、図６（Ｃ）は、第２の実施形態に係るチャック部の断面図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、第２の実施形態の変形例に係る基板ホルダの平面図及び側面図である。

《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図５（Ｂ）を用いて説明する。

図１には、第１の実施形態に係る露光装置（ここでは液晶露光装置１０）の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、物体（ここではガラス基板Ｐ）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、いわゆるスキャナである。ガラス基板Ｐ（以下、単に「基板Ｐ」と称する）は、平面視矩形（角型）に形成され、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。

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装置１４、投影光学系１６、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有している。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軸方向として説明を行う。

照明系１２は、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おり、露光用照明光（照明光）ＩＬをマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、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。

マスクステージ装置１４は、マスクＭを、例えば真空吸着により保持している。マスクステージ装置１４は、リニアモータなどのアクチュエータを含むマスクステージ駆動系（不図示）により、少なくとも走査方向（Ｘ軸方向）に所定の長ストロークで駆動される。マスクステージ装置１４の位置情報は、リニアエンコーダシステム、あるいは光干渉計システムを含むマスクステージ計測系（不図示）により求められる。

投影光学系１６は、マスクステージ装置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号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ投影光学系であり、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複数の投影光学系を備えている。

液晶露光装置１０では、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（部分正立像）が、基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光の照射領域（露光領域）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が走査方向に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に相対移動することで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そ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。

基板ステージ装置２０は、定盤２２、基板テーブル２４、自重支持装置２６、及び基板ホルダ３０を備えている。

定盤２２は、平面視（＋Ｚ側から見て）矩形の板状の部材から成り、床Ｆ上に設置されている。基板テーブル２４は、平面視矩形の厚みの薄い箱形の部材から成る。自重支持装置２６は、定盤２２上に非接触状態で載置され、基板テーブル２４、及び基板ホルダ３０の自重を下方から支持している。基板ホルダ３０は、基板テーブル２４の上面に固定されている。また、不図示であるが、基板ステージ装置２０は、例えばリニアモータなどのアクチュエータを含み、基板テーブル２４をＸ軸、及びＹ軸方向に（ＸＹ平面に沿って）所定の長ストロークで駆動するとともに、基板テーブル２４を６自由度（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、及びθｚ）方向に微小駆動する基板ステージ駆動系、及びエンコーダシステム、光干渉計システムなどを含み、基板ホルダ３０の上記６自由度方向の位置情報を求めるための基板ステージ計測系などを備えている。基板ステージ駆動系、基板ステージ計測系としては、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示される露光装置（定盤２２が固定）、国際公開第２０１５／１４７３１９号（定盤２２が可動）に開示される露光装置などと同様に構成することが可能であるが、これに限定されない。

基板ホルダ３０は、平面視矩形の板状の部材から成り、上面（＋Ｚ側の面）に基板Ｐが載置される。図２（Ａ）に示されるように、基板ホルダ３０の上面は、Ｘ軸方向を長手方向とする長方形に形成されており、その縦横比は、基板Ｐとほぼ同じである。ただし、基板ホルダ３０の上面の長辺及び短辺の長さは、基板Ｐの長辺及び短辺の長さに対して、それぞれ幾分短く設定されており、基板Ｐが基板ホルダ３０の上面に載置された状態で、基板Ｐの４辺の端部近傍が、基板ホルダ３０から外側にはみ出すようになっている。

図２（Ａ）は、図１の液晶露光装置が備える基板ホルダ３０の平面図（＋Ｚ方向から見下ろした上面図）であり、図２（Ｂ）は基板ホルダ３０を−Ｙ方向から見た側面図である。図２（Ａ）及び２（Ｂ）から分かるように、基板ホルダ３０は、ベース部３２、中間部３４、保持面部３６、及び９つのチャック部４０を備えている。

ベース部３２、中間部３４、及び保持面部３６は、それぞれ平面視矩形の板状（あるいは箱形）の部材である。基板ホルダ３０は、ベース部３２が最下層、中間部３４が中間層、保持面部３６が最上層の３層構造となっている。基板ホルダ３０は、保持面部３６上に載置された基板Ｐを、複数のチャック部４０が真空吸着保持する。また、基板ホルダ３０では、保持面部３６から基板Ｐの下面に対して加圧気体が噴出されるとともに、基板Ｐの下面と保持面部３６の上面部との間に真空吸引力が供給される。ベース部３２、及び中間部３４には、上記真空吸引力、あるいは加圧気体を供給するための管路などが形成されている。なお中間部３４は、例えば黒みかげ石（斑レイ岩）、あるいはセラミックスなどにより形成されており、その表面（保持面部３６が載置（対向配置）される方の面、上面）は、全面に渡って極めて平坦に仕上げられている。またこの中間部３４は、表面が平坦に仕上げられた複数の平板を組み合わせて構成しても良い。以下、基板ホルダ３０を構成する各要素の構造、及び動作について説明する。

保持面部３６は、多孔質材料によって形成されている。なお、保持面部３６を形成する多孔質材料は、特に限定されず、金属、セラミックス、合成樹脂などを用いることができる。保持面部３６の内部には、９つ（図２（Ａ）参照）の収納部３８が形成されている。図３に示されるように、保持面部３６内には、収納部３８によって保持面部３６の上面側に開口した空間が形成され、該空間内には、チャック部４０が収納されている。９つのチャック部４０の数、及び配置は、特に限定されないが、基板Ｐの中心部（重心位置）を吸着保持（図２（Ａ）参照）することが可能となるように、基板ホルダ３０の中央部（中心部）に配置された１つのチャック部４０を含むことが好ましい。以下、特に区別する必要がある場合には、基板ホルダ３０の中央部に配置されたチャック部４０を、適宜センタ−チャック部４０Ｃと称して説明する。

図３は、図２（Ａ）の基板ホルダ３０を−Ｙ方向から見た場合のＸＺ断面図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、基板ホルダ３０が有するチャック部４０の、−Ｙ方向から見たＸＺ断面図と、＋Ｚ方向から見下ろした平面図（上面図）である。

チャック部４０は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）から分かるように、Ｚ方向に突出する円筒形状に形成された突出部４２と、突出部４２の下端に一体的に接続されたフランジ部４４とを備えている。

チャック部４０は、図３に示されるように、収納部３８に収納された状態で、突出部４２の先端が、保持面部３６の上面から僅かに突出するように（数十マイクロメートル程度突き出すように）高さ寸法が設定されている。なお、この突出部４２の先端が保持面部３６から突出する量は、チャック部４０の突出部４２の先端部において吸着支持された基板Ｐを、後述する保持面部３６からの気体の吹き付けによって保持面部３６上で浮上支持させることができる程度の突出量以内に設定されている。

フランジ部４４は、チャック部４０が収納部３８に収納された状態を維持できるように、抜け止めの機能を果たすものである。このフランジ部４４によって、チャック部４０がＸＹ面内を移動しても、またＺ方向に移動しても収納部３８から抜け出ることが無い。またフランジ部４４は、後述するチャック部４０のＸＹ面内の移動およびＺ方向の移動を制御するためにチャック部４０に作用する力（加圧気体）を受ける部位としても機能する。

また、図３に示されているように、チャック部４０が収納部３８に収納された状態で、収納部３８（空間）を形成する壁面と、チャック部４０の外周面との間に所定の隙間が形成されるように、収納部３８、及びチャック部４０の寸法が設定されている。このような寸法構成とともに、後述する加圧気体によるチャック部４０の位置制御とによって、チャック部４０は、収納部３８に収納された状態で、ＸＹ平面に平行な方向（チャック部４０の突出部４２が突出しているＺ方向に対して交差する面内の方向）に関して、保持面部３６に対して拘束されていない状態（ＸＹ面内の位置に対して非拘束な状態、換言すれば保持面部３６に対してＸＹ平面と平行な方向に相対移動自在な状態）となっている。また、上述したセンターチャック部４０Ｃを除く他の複数のチャック部４０は、多孔質部材によって形成された円環状の部材４６上に載置されている。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）から分かるように、突出部４２の＋Ｚ方向の先端部には、円環状に形成された周壁部４８ａと、該周壁部４８ａの内径側に配置された複数（本実施形態では４本）のピン（ピン部）４８ｂが形成されている。周壁部４８ａの先端部と、ピン４８ｂの先端部とは、高さ方向（Ｚ軸方向）の位置が実質的に同じとなるように精度良く加工されている。また突出部４２の先端部には、周壁部４８ａの内側の空間の気体を吸引するための孔部４８ｃ（吸引孔）が、ピン４８ｂに囲まれた位置のほぼ中央の位置（周壁部４６ａに囲まれたエリアのほぼ中央の位置）に設けられている。基板ホルダ３０（図３参照）は、チャック部４０の周壁部４８ａと複数のピン４８ｂとが基板Ｐ（図３参照）を下方から支持した状態で、孔部４８ｃを介した真空吸引動作によって、周壁部４８ａの内径側に真空吸引力が作用する。これにより、基板Ｐが、合計で９つの箇所（図２（Ａ）参照）で吸着保持される。なお、図２（Ａ）などでは、理解を容易にするためにチャック部４０が実際よりも大きく図示されているが、実際には、チャック部４０の突出部４２の直径は、数ｍｍ（１０ｍｍ以下）程度であり、基板Ｐ（１辺の長さが５００ｍｍ以上）は、複数のチャック部４０の各支持位置において、実質的にそれぞれ点支持される。従って、本実施形態の基板ホルダ３０は、基板Ｐを９点で吸着保持できる。なお、本実施形態では、周壁部４８ａに囲まれた空間内に孔部４８ｃを介して真空吸引力が作用するるが、これに限られず、各ピン４８ｂを筒状に形成し、該ピン４８ｂの先端部が（筒状の先端の開口によって）基板Ｐを吸着保持するように構成しても良い。

図３に戻り、ベース部３２の側面には、加圧気体供給用の継手６０と、真空吸引力供給用の継手６２とが接続されている。ベース部３２、及び中間部３４内には、複数の管路が形成されており、継手６０を介してベース部３２に供給される加圧気体は、上記複数の管路を介して多孔質材料によって形成された保持面部３６、及び部材４６に供給される（図３の小矢印参照）。保持面部３６、及び部材４６は、加圧気体をチャック部４０（センターチャック部４０Ｃを除く）の外周面（突出部４２やフランジ部４４の表面）、及び底面に噴出し、該加圧気体の静圧によって、保持面部３６の収納部３８とチャック部４０との間に隙間を介した状態、すなわち収納部３８内において機械的に非拘束な状態で保持する。図３において、チャック部４０に対してＸ，Ｙ（不図示），Ｚ方向のそれぞれから示されている複数の黒矢印は、それぞれ加圧気体の流れを示している。

なお本実施形態では、チャック部４０を、収納部３８内において機械的に非拘束な状態にするために、ＸＹ方向からチャック部４０に作用する各加圧気体の圧力や風量をほぼ同じに制御する。これにより、チャック部４０を収納部３８内の中立位置（収納部３８を形成する壁面とチャック部４０の外周面との隙間がほぼ均一な位置）に自動的に配置することができる。しかしながらチャック部４０を必ずしも中立位置に配置しなくとも良く、チャック部４０がＸＹ面内において移動可能な位置に配置されていれば良い。

図３において、チャック部４０のＺ方向の位置を制御するための加圧気体の噴出は、基板ＰのＸＹ面内の位置を拘束させないために（チャック部４０を収納部３８内においてＺ方向に浮かせておき、収納部３８内でチャック部４０を摩擦なくＸＹ移動させるようにするために）継続される。そして、図3に示されるようにチャック部４０のフランジ部には下から（部材４６から）、および上から（保持面部３６から）、狭い隙間に加圧気体を噴出させることによって、チャック部４０をＺ方向の剛性が比較的高い状態で中間部３４上に浮上維持（浮上支持）させることができるようになっている。このため、すべてのチャック部４０の先端高さは同一平面に揃い安定している。

一方、チャック部４０のＸＹ方向の位置を制御するための加圧気体の噴出（図３中のＸ，Ｙ方向からチャック部４０に作用する加圧気体）は、チャック部４０が収納部３８を形成する壁面と接触しない状態にした後で（チャック部４０がＸＹ面内において何れの方向にも移動可能な状態にした後で）、且つ基板Ｐを受け取る前に停止しても良い。これはチャック部４０のＸＹ方向の位置を、ＸＹ方向からの加圧気体によって全く拘束しないようにするためである。なお、基板Ｐを受け取る前のチャック部４０に対する、上述したＸＹ方向からの加圧気体の噴出自体も、必ずしも必要では無い。チャック部４０のＸＹ位置が、収納部３８の壁部に接触していない状況を認識できれば、このＸＹ方向からの加圧気体の噴出を行う必要は無い。例えば、露光装置内に、チャック部４０の収納部３８内におけるＸＹ位置をモニターするセンサー機構を設ければ、そのセンサー出力に基づいて（収納部３８の壁部とのＸＹ方向における間隔が所定間隔以上無い時に）、ＸＹ方向の加圧気体を噴出する制御を行えば良い。

これにより、チャック部４０（センターチャック部４０Ｃを除く）は、保持面部３６に対して水平面内３自由度（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向）に移動自在となっている。すなわち、センターチャック部４０Ｃを除く複数のチャック部４０は、基板Ｐを吸着保持するが、基板Ｐを保持面部３６に対して拘束しない。また、センターチャック部４０Ｃを除く複数のチャック部４０が基板Ｐを吸着保持した状態で、基板Ｐの一部（又は全体）に対してＸＹ平面に平行な応力、すなわち基板Ｐに皺などを発生させる方向の応力が作用している場合、チャック部４０はその応力を受けてＸＹ面内を移動することができる。これにより基板Ｐに生じている作用している応力（歪、皺）を解放することができる。なお、この場合において、基板Ｐに生じている応力の解放を、ＸＹ方向からチャック部４０に作用する加圧気体を用いて手助けするようにしても良い。この場合には、該応力によってチャック部４０が水平面内で保持面部３６に対して相対移動する程度に、上記加圧気体の圧力が設定されている。

上述した構成により、基板Ｐの溜まった歪、応力やその他影響（例えば熱変形等）による歪を基板Ｐに留めることなく解放できるので、基板を平坦に支持することが可能になる。

また、保持面部３６に供給された加圧気体は、保持面部３６の上面から噴出し、保持面部３６上に載置された基板Ｐに対して重力方向上向きの力を作用させる（図３の＋Ｚ方向の小矢印参照）。基板Ｐは、保持面部３６の上面から先端部が突き出した複数のチャック部４０に下方から支持されており、該チャック部４０に支持された部分と保持面部３６の上面との間には隙間が形成されているが、上記加圧気体が下面側に供給されることによって、自重による垂れ下がり、及び基板Ｐの下面と保持面部３６の上面との接触が防止される。

真空吸引力供給用の継手６２を介してベース部３２に供給される真空吸引力は、複数の管路を介して、保持面部３６の上面に供給される。保持面部３６の上面には、微少な孔部が複数形成されている（図２（Ａ）などでは不図示）。これらの複数の孔部は、保持面部３６（多孔質材）が有する微少な孔部とは別に、機械的に加工されたものである。図３に示される例では、真空吸引用の孔部が、隣接するチャック部４０間に２つ形成されているが、該真空吸引用の孔部の数は、これに限定されない。また、真空吸引力供給用の管路は、該管路内に上記加圧気体が供給されないように内壁面に所定の処理が施されていても良い。基板ホルダ３０では、上記真空吸引力によって、複数のチャック部４０上に載置された基板Ｐに対して重力方向下向きの力を作用させる（図３の大矢印参照）。基板ホルダ３０では、基板Ｐの表面が、水平面と平行となるように、上記加圧気体が基板Ｐに作用させる重力方向上向きの力と、真空吸引力が基板Ｐに作用させる重力方向下向きの力とのバランスが設定されている。基板Ｐの表面の平面度は、基板ホルダ３０に内蔵されたセンサによって、基板Ｐの裏面側から計測しても良いし、基板Ｐの上面側から計測しても良い。

なお、継手６２を介して供給される真空吸引力と、チャック部４０に供給される真空吸引力とは、別系統で供給されるため、チャック部４０による基板Ｐの保持（及びその解除）と、保持面部３６による基板Ｐの平面矯正（及びその解除）とは、任意のタイミングで独立に制御することができる。

また、中間部３４は、継手６２を介して供給される真空吸引力によってセンターチャック部４０Ｃを吸着保持する。これによって、複数のチャック部４０のうち、センターチャック部４０Ｃのみが、保持面部３６に対して水平面内３自由度方向の位置が拘束される。なお、センターチャック部４０Ｃの保持面部３６に対する拘束、非拘束を切り換える必要がない場合、センターチャック部４０Ｃは、保持面部３６、あるいは中間部３４に対して予め機械的に拘束されていても良い。また、センターチャック部４０Ｃは基板ホルダ３０に対する基板のＸ、Ｙ、θｚ方向の位置ずれを防ぐために他のチャック部４０よりも真空吸引力を強くしてもよい。そのために突出部４２の径を大きくしたり、センターチャック部４０Ｃを近接して複数配置したりしてもよい。なお、センターチャック部４０Ｃの高さ（Ｚ方向）は他のチャック部４０のように中間部３４上で浮上しないので、他のチャック部の高さよりも幾分（数マイクロメートル〜数十マイクロメートル）高くなっている。

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、マスクステージ装置１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示のプレートローダによって、基板ホルダ３０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。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、その詳細な説明は省略するものとする。

以上説明した第１の実施形態では、上記アライメント動作時、及びステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時において、基板ホルダ３０は、投影光学系１６に対してＸ軸方向、及びＹ軸方向に所定のストローク、及び所定の速度（加速、及び減速を含む）で駆動される。この際、基板ホルダ３０では、センターチャック部４０Ｃが保持面部３６に対する基板Ｐの水平面内の位置を拘束しているので、基板Ｐの水平面内の位置ずれは生じない。

また、基板ＰのＺ軸方向の変形（凹凸、皺の発生）は、センターチャック部４０Ｃを除くチャック部４０が水平面内で保持面部３６に対して相対移動する（上記凹凸、皺の原因となる応力を相殺する）ことによって抑制される。従って、仮に基板のローディング時などに、基板Ｐに皺が発生した状態で、基板Ｐが基板ホルダ３０上に載置された場合であっても、該皺が自動的に除去される。また、保持面部３６が基板Ｐの下面に加圧気体を噴出するとともに、基板Ｐの下面側に真空吸引力を作用させるので、基板Ｐの自重による撓みを抑制し、全体的な平面度を向上させることができる。

また、基板Ｐの全体平面度は、個々に調整が可能で、あらかじめ正確に高さ（Ｚ方向）調整され、Ｚ方向が高剛性で安定維持される複数のチャック部と各チャック部間を非接触支持される比較的剛性の低い保持面部によって形成されるので、完全非接触で基板を浮上支持するよりも基板の平面度及び平面安定性を高くしやすい。また、完全非接触のホルダでは、基板の外周部などに基板のずれ防止対策（ＸＹ方向流れ止め）が必要になるが、そのようなものも必要ない。また、基板ホルダ３０は、基板Ｐを９点で支持（吸着保持）する構造であるので、仮に基板Ｐの下面の全面を複数のピンによって支持する基板ホルダ（いわゆるピンチャックホルダ）に比べて、基板Ｐの下面とピンの先端部との間にゴミなどが挟み込まれる可能性を低減できる。したがって、基板Ｐを平面度良く保持できる。

なお、本第１の実施形態において、センターチャック部４０Ｃを除くチャック部４０は、チャック部４０に対して水平面内の力が作用しない限りは、収納部３８内の中立位置（収納部３８を形成する壁面とチャック部４０の外周面との隙間がほぼ均一な位置）に自動的に配置される構成（既述した、ＸＹ方向から各加圧気体の圧力や風量をほぼ同じに制御する構成）であるが、これに限られず、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、チャック部４０の外周面に対して噴出される加圧気体の圧力、流量などを制御する（図５（Ｂ）の白矢印参照）ことによって、チャック部４０を保持面部３６に対して駆動する（図５（Ｂ）の黒矢印参照）ことができるようにしても良い。なお図５（Ｂ）の白矢印は、加圧気体がチャック部４０の側面に吹き付けられている様子を表すものであり、図５（Ｂ）中のチャック部４０の左側に記載された右向きの矢印（右矢印）の方が、チャック部４０の右側に記載された左向き矢印（左矢印）よりもチャック部４０に作用する力（加圧気体の流量および／又は圧力）が大きいことを示している。この場合には、チャック部４０を介して、チャック部４０に吸着保持されている基板Ｐに対して水平面に平行な方向（本図５（Ｂ）の場合は右方向）に強制的に力（張力）を付与することができる。これによって、基板Ｐの表面に生じた皺、凹凸などを強制的に除去（平面矯正）することができる。図５（Ａ）では、チャック部４０をセンターチャック部４０Ｃ（基板Ｐの中央部）に対して基板ホルダ３０の外側に移動させることで基板Ｐの皺などを抑制する例が示されているが、各チャック部４０の移動方向は、これに限定されず、基板Ｐに内向き方向の張力を作用させても良いし、チャック部４０をＺ軸回りの回転方向に回転させても良い。また、センターチャック部４０Ｃを除く複数のチャック部４０のうちの一部のみを移動させても良い。また、センターチャック部４０Ｃを除くチャック部４０を下方から非接触支持する部材４６（図３参照）に対して供給される加圧気体の圧力、流量を制御することによって、チャック部４０に対してＺ軸方向の力を付与しても良い。これにより、チャック部４０の先端部の高さ位置（Ｚ軸方向の位置）を制御することが可能となり、基板Ｐの表面の高さ位置の調整を行うことが可能となる。

《第２の実施形態》
次に第２の実施形態に係る液晶露光装置について、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を用いて説明する。第２の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ホルダ２３０の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ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付してその説明を省略する。

本第２の実施形態の基板ホルダ２３０は、チャック部２４０を除き、上記第１の実施形態の基板ホルダ３０（図２（Ａ）など参照）と同様に構成されている。チャック部２４０は、円筒形状に形成され、先端部が保持面部３６の上面から上方に突出する（図６（Ｂ）参照）突出部２４２と、突出部２４２の下端に一体的に接続されたフランジ部２４４とを備えている。ただし、上記第１の実施形態の基板ホルダ３０において、突出部４２の先端には、周壁部４８ａ、及び複数のピン４８ｂ（図４（Ａ）など参照）が形成された（凹凸が形成された）のに対し、本第２の実施形態において、突出部２４２は、多孔質材料によって形成され、先端部が平坦となってきる。また、突出部２４２の外周面は、真空吸引力が発生しないように、コーティングなどの加工が施されている。なおフランジ部２４４の上記以外の構成や機能は、上述したフランジ部４４と同様のため、ここでの詳細な説明は省略する。

チャック部２４０には、上記第１の実施形態と同様に、真空吸引力が供給され、チャック部２４０は、平坦に形成された突出部２４２の先端部で基板Ｐを吸着保持する。なお、第２の実施形態に係るチャック部２４０も、突出部２４２の直径は数ｍｍ程度と、基板Ｐに比べて十分に小さく設定されており、基板Ｐが実質的に点支持されることは第１の実施形態と同じである。複数のチャック部２４０のうち、基板Ｐの中央部を吸着保持するセンターチャック部２４０Ｃが、保持面部３６に対して相対移動不可とされている点、及びセンターチャック部２４０Ｃを除くチャック部２４０が保持面部３６に対して水平面内３自由度に非拘束である点も、上記第１の実施形態と同じである。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示される例では、突出部２４２の先端中央部に開口部２４０ａ（図６（Ｃ）参照）が形成され、基板Ｐに対して真空吸引力を直接作用させる構成になっているが、チャック部２４０は、開口部２４０ａが形成されず、多孔質部材からの吸引力のみによって基板Ｐを吸着保持しても良い。

本第２の実施形態でも、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、チャック部２４０は、先端部にピンなどの凹凸を形成（機械的な加工などを）する必要がないので、コストダウンが可能となる。また、チャック部２４０内での真空吸引力による基板の凹凸（吸着歪み）を抑えることができる。

なお、上記第１及び第２の実施形態に係る基板ホルダ３０、２３０の構成は、一例であって、適宜変更が可能である。すなわち、基板ホルダ３０、２３０において、チャック部４０、２４０は、それぞれ９つ配置されたが、チャック部４０、２４０の数、及び配置は、これに限定されない。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）には、第２の実施形態の基板ホルダ２３０の変形例として、基板ホルダ３３０が、チャック部２４０を合計で６３（７×９）有する例が図示されている。基板ホルダ３３０では、チャック部２４０の数が基板ホルダ２３０よりも多いので、基板Ｐの自重に起因する撓みを抑制することができる。チャック部２４０の数、及び配置は、基板Ｐの大きさ、厚さなどに応じて、適宜設定すると良い。

また、第１の実施形態に係るチャック部４０（ピン保持タイプ）と、第２の実施形態に係るチャック部２４０（平面保持タイプ）とを混在させ、基板Ｐの吸着保持力を、部位によって異ならせても良い。

また、固定（拘束）されるチャック部としてのセンターチャック部４０Ｃ、２４０Ｃは、各実施形態において、１つのみであったが、基板Ｐの中央部近傍を保持する複数のチャック部４０、２４０を中間部３４に対して拘束しても良い。また、中間部３４に対して拘束されるチャック部４０、２４０は、基板Ｐの中央部に対応する位置に配置されたものに限られない。

また、全てのチャック部４０、２４０の中間部３４に対する拘束、非拘束の切り替えができるように構成しても良い。この切り替えは、センターチャック部４０Ｃ、２４０Ｃと同様に、真空吸引保持によって行ってもよいが、機械的、磁気的な装置を用いても良い。チャック部４０、２４０を非拘束状態とするのは、基板Ｐにおける皺、凹凸の発生を抑制するためであるので、基板Ｐに皺、凹凸が発生しても問題ない部位（露光対象ショット以外の領域など）は、当該部位を吸着保持するチャック部４０、２４０を非拘束状態とし、基板Ｐの保持力を高めても良い。

また上記実施形態では、保持面部３６を多孔質材で構成するものとしたが、基板Ｐに非接触で支持力（浮上力）を与えられる構成であれば他の構成でも良い。例えば比較的小さい開口径で気体を吹き出す吹き出し用の開口（および気体を吸引する吸引用の開口）を保持面部３６上に多数配置しておき、それらを用いて気体によって基板Ｐを浮上支持させる構成にしても良い。なお、センターチャック部４０Ｃ、２４０Ｃを、フランジのない形状にして上（＋Ｚ側）から容易に交換が可能な構成にしてもよい。また、他のチャック部も突出部とフランジ部とを分離可能にして、突出部を上（＋Ｚ側）から容易に交換可能な構成にしてもよい。

また上記実施形態では、Ｘ、Ｙ方向に移動可能な（Ｘ、Ｙ方向に非拘束な状態にある）チャック部４０を、加圧気体を用いて中間部３４上に浮上させることによりＸＹ方向に非拘束な状態で支持する構成にしているが、チャック部４０はＸ、Ｙ方向に非拘束で支持される構成であれば別の構成でも良い。例えば、チャック部４０の下方（底面部）を、弾性部材で支持することでＸ、Ｙ方向に移動できるように構成しても良い。この場合、弾性変形によりチャック部４０のＺ方向の位置が変動しないように、チャック部４０の側面部分（突出部４２の側面部、またはフランジ部４４の側面部）を、弾性部材（Ｘ、Ｙ方向には変位するがＺ方向には変位しないように構成又は配置された弾性部材）で支持するように構成する。

また上記実施形態では、チャック部４０全体をＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動するように構成しているが、チャック部４０の一部のみ（例えば突出部４２）をＸ、Ｙ方向に移動できるように構成しても良い。例えば突出部４２をフランジ部４４に対して、Ｘ、Ｙ方向に相対的に移動できるように、突出部４２とフランジ部４４との境目部分（突出部４２の底面に相当する部分）に、上述したような弾性部材を設けるようにすれば良い。この場合も突出部４２のＺ方向の位置が変動しないように、突出部４２の側面部分を弾性部材（Ｘ、Ｙ方向には変位するがＺ方向には変位しない弾性部材）で支持するように構成する。

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、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、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、投影光学系１６が複数本の光学系を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学系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、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、投影光学系１６としては、拡大系、又は縮小系であっても良い。

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、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル製造用の露光装置、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適用できる。

また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、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、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。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。

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、本発明の物体保持装置及び方法は、物体を保持するのに適している。また、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、２０…基板ステージ装置、３０…基板ホルダ、３６…保持面部、４０…チャック部、Ｐ…基板。

Claims (21)

1. 物体を保持する物体保持装置であって、
   前記物体を保持する保持部を備え、前記物体を第１方向から支持する複数の第１支持部と、
   前記物体の、前記保持部に保持されていない部分を、前記第１方向から非接触で支持する第２支持部と、を有し、
   前記第１支持部は、第１方向と交差する方向に移動する物体保持装置。
2. 前記第１支持部は、前記第１方向と交差する面内の何れの方向にも移動する請求項１に記載の物体保持装置。
3. 前記第１支持部は、前記面内における前記第１支持部の移動範囲の中立位置に配置される請求項２に記載の物体保持装置。
4. 前記第２支持部は、前記第１支持部に支持されている前記物体の下面に対して支持力を付与する請求項１〜３の何れか一項に記載の物体保持装置。
5. 前記第２支持部は、前記物体の下面に対して、気体を吹き付ける請求項４に記載の物体保持装置。
6. 前記複数の第１支持部のうちの少なくとも一部の第１支持部は、前記面内での位置を拘束される請求項１〜５の何れか一項に記載の物体保持装置。
7. 前記複数の第１支持部を、前記第１方向と交差する面内の互いに離れた位置で、且つ前記面内における前記第１支持部の位置を拘束せずに支持する第３支持部を更に有し
   前記第３支持部は、前記複数の第１支持部のうちの一部の第１支持部を吸着する吸着部を備え、前記吸着部において前記一部の第１支持部の前記面内の位置を拘束して支持する請求項６に記載の物体保持装置。
8. 前記第１支持部のうち、前記面内での位置を拘束されない第１支持部に対して、前記面内に平行な方向の力を付与する付与部を備える請求項２〜７の何れか一項に記載の物体保持装置。
9. 前記付与部は、前記第１支持部に対して、前記第１支持部が前記面内に平行な方向に移動せしめるよう作用する気体を吹き付ける請求項８に記載の物体保持装置。
10. 前記付与部は、前記面内での位置を拘束されない前記第１支持部に対して、前記第１方向に平行な方向の力を付与する請求項８又は９に記載の物体保持装置。
11. 前記付与部は、前記第１支持部に対して下方から気体を吹き付ける請求項１０に記載の物体保持装置。
12. 前記第１支持部は、前記物体の下面を複数点で支持可能な複数のピン部と、前記複数のピン部を囲む壁部と、前記壁部の内側に形成された孔部とを有し、前記孔部を介して前記壁部内の気体が吸引されることによって前記物体を吸着保持する請求項１〜１１の何れか一項に記載の物体保持装置。
13. 前記第１支持部は、多孔質体によって形成され、該多孔質体を介して前記物体に吸引力を作用させることによって前記物体を吸着保持する請求項１〜１２の何れか一項に記載の物体保持装置。
14. 前記第３支持部は、多孔質体によって形成されている請求項７に記載の物体保持装置。
15. 前記第付与部は、多孔質体によって形成されている請求項８〜１１の何れか一項に記載の物体保持装置。
16. 請求項１〜１５の何れか一項に記載の物体保持装置と、
    前記物体保持装置に保持された前記物体に対してエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置。
17. 前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項１６に記載の露光装置。
18. 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１７に記載の露光装置。
19. 請求項１７又は１８に記載の露光装置を用いて前記基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
20. 請求項１８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。
21. 物体を保持する物体保持方法であって、
    前記物体を保持する保持部を備え、前記物体を第１方向から支持する複数の第１支持部を用いて前記物体を支持することと、
    前記物体の、前記保持部に保持されていない部分を、前記第１方向から非接触で支持する第２支持部を用いて前記物体を支持することと、
    前記第１支持部は、第１方向と交差する方向に移動することと、
    を含む物体保持方法。

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