JP4455284B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスクのパターンを感光基板に転写する露光装置及びそれを利用したデバイス製造方法に関する。

液晶表示デバイスや半導体デバイスは、マスクに形成されたパターンを感光基板上に転写するフォトリソグラフィ工程を通して製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、感光基板を保持して二次元移動する基板ステージと、マスクを保持して二次元移動するマスクステージとを有し、マスクに形成されたパターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動させながら投影系を介して感光基板に転写する。露光装置としては、主に、感光基板上にマスクのパターンの全体を同時に転写する一括型露光装置と、マスクステージと基板ステージとを同期走査しながらマスクのパターンを連続的に感光基板上に転写する走査型露光装置との２種類が知られている。これらのうち、液晶表示デバイスを製造する際には、表示領域の大型化の要求から、主に走査型露光装置が用いられている。

図１８は、液晶ディスプレイパネル等の大型の被露光基板への回路パターンの転写に用いられる投影露光装置の概略構成を示す斜視図である。図１８において、マスク５１に形成された回路パターンは、台形ミラー５２、凸面鏡５３、凹面鏡５４等を含んで構成される投影系を通して被露光基板５５上に投影され転写される。マスク５１は、マスクステージ５７によって保持される。

この露光装置において、被露光基板５５上に回路パターンを転写する場合、マスク５１を照明系５６により露光光で照明する。マスク５１に形成されたパターン（いわゆるマスクパターン）を透過した露光光は、投影系を構成する台形ミラー５２、凸面鏡５３及び凹面鏡５４を介してマスクパターン像を観光基板５５上に形成する。

ここで、大型の被露光基板に対して所望の回路パターンを一括露光可能な大口径の投影系を装備することには、装置の面積、重量、安定性及びコストの面で不都合が多い。このため、マスクパターンの一部をスリット光で照明しながらマスクと感光基板５５とを投影系に対して同期させてスキャン駆動することで、マスク５１がスリット光で照明される領域及び感光基板５５上の露光領域をスキャンし、小規模の投影系により大型の感光基板にパターン露光を構成が有用である。

図１８に示す露光装置では、マスク５１および感光基板５５は、それぞれ、マスクステージ５７、基板ステージ５６上に搭載されており、ステージ５７、５６がスキャン駆動されることによって感光基板５５がスキャン露光される。

ところで、マスクは、大型化することで自重により撓む。このマスクの撓みにより感光基板に転写されるパターンが歪むという問題がある。マスクの撓みを矯正する技術として、特許文献１や特許文献２には、マスクの上面にチャンバ部材を設け、このチャンバ部材とマスクとの間に形成された空間の圧力を負圧にすることでマスクの撓みを矯正する技術が開示されている。

特許文献１、２に記載された技術は、マスクを支持するマスクステージをほぼ静止させた状態で露光処理する一括型露光装置に関するものであり、チャンバ部材とマスクとの間の空間にチューブを接続し該チューブを介して前記空間内の圧力を負圧にする。ところが、露光処理中にマスクステージがチューブの一端を引いて移動する走査型露光装置に上記の技術を適用すると、チャンバ部材と圧力制御装置との間でチューブが変形するために、露光精度を満足するための充分な圧力制御が出来ない。走査露光装置として、特許文献３には、マスクの撓みを矯正する技術が開示されている。
特開昭５９−９６７３０号公報 特開平５−３１５２１８号公報 特開２００４−９５６５３号公報

マスクが大型化することにより、露光装置内でのマスクの自重による撓みが発生し、高い露光解像力を得ることが難しくなる。露光装置において、マスクはその周辺部でのみ支持されるため、マスクが大型化すると、マスクに自重による撓みが発生し、投影系の焦点深度のマージンをマスク側で消費してしまう。したがって、感光基板側の平面度等の製作マージンを確保することが難しくなり、結果として、望まれる露光解像力を得ることが難しくなる。

マスクの材質を石英（比重２．２）とし、その厚さを１０ｍｍとすれば、マスクの自重圧力は、２．２ｇ・ｆ／ｃｍ^２ ＝ ２．２×１０^２Ｐａであり、大気圧１ａｔｍ＝１．０１３×１０^５Ｐａの０．２％である。したがって、マスクの自重を打ち消して撓みを十分に矯正するには、マスクとチャンバ部材との間の空間（以下、撓み制御空間ともいう）の圧力を約−２．２×１０^２Ｐａ（ゲージ圧）にする必要があり、圧力変動を目標値±数Ｐａ以内にすることが望まれる。

撓み制御空間の圧力を高精度に制御するためには、撓み制御空間の圧力を計測し、その計測結果に基づいて、撓み制御空間の圧力制御のためのサーボバルブを制御することが好ましいと考えられる。しかしながら、圧力センサを露光装置のフレーム等に固定された部材に配置すると、マスクステージの移動時に撓み制御空間と圧力センサとを接続しているチューブが移動、変形するために、撓み制御空間の圧力計測値に大きな誤差が発生することになる。

本発明は、上記の課題認識を背景としてなされたものであり、例えば、マスクとそれに提供される空間定義部材とによって定義される空間の圧力を高精度で制御し、これによりマスクの形状を高精度で制御することを目的とする。

本発明の１つの側面に係る露光装置は、マスクのパターンを基板に転写する露光装置として構成され、前記露光装置は、前記マスクの面を境界とする空間を定義する空間定義部材とともに前記マスクを移動させるマスクステージと、前記空間の圧力を検知する圧力センサと、前記圧力センサの出力に基づいて前記空間の圧力を制御する圧力制御器とを備え、前記圧力センサが、前記マスクステージに配置される。

本発明の他の側面に係る露光装置は、マスクのパターンを基板に転写する露光装置として構成され、前記露光装置は、前記マスクの面を境界とする空間を定義する空間定義部材とともに前記マスクを移動させるマスクステージと、前記空間の圧力を検知する圧力センサと、前記圧力センサの出力に基づいて前記空間の圧力を制御する圧力制御器とを備え、前記圧力センサは、前記マスクステージと一定の位置関係を維持しながら移動する実装ステージに配置される。

本発明の好適な実施形態によれば、前記圧力センサは、差圧センサであることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、前記圧力センサの周囲を取り囲む囲包部を更に備えることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記囲包部は、開口部を有することが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記囲包部は、前記開口部を閉塞する閉塞部材と、前記閉塞部材を駆動するアクチュエータとを有することが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記アクチュエータは、前記マスクステージが移動を開始する前に前記開口部を閉塞し、前記マスクステージが移動を終了した後に前記開口部を開口するように前記閉塞部材を駆動することが好ましい。或いは、前記アクチュエータは、マスクのパターンを感光基板に転写する露光処理が開始される前に前記開口部を閉塞し、前記露光処理が終了した後に前記開口部を開口するように前記閉塞部材を駆動することが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記圧力制御器は、前記空間の圧力を制御するために前記空間と圧力制御ラインとの間にサーボバルブを有し、前記圧力センサの出力に基づいて前記サーボバルブを制御することが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記圧力制御器は、前記マスクステージの移動時における前記空間の圧力を前記圧力センサの出力に基づいて制御することが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記圧力制御器は、マスクのパターンを感光基板に転写する露光処理時における前記空間の圧力を前記圧力センサの出力に基づいて制御することが好ましい。

本発明のデバイス製造方法は、上記の露光装置を使用して感光基板にマスクのパターンを転写する工程と、パターンが転写された感光基板を現像処理する工程とを含む。

本発明によれば、例えば、マスクとそれに提供される空間定義部材とによって定義される空間の圧力を高精度で制御することができ、これによりマスクの形状を高精度で制御することができる。

以下、本発明の好適な実施形態の露光装置を説明する。

図１、図２は、それぞれ、本発明の好適な実施形態の露光装置の概略構成を示す斜視図、側面図である。図３は、図１の一部を拡大した図である。図４は、図１〜図３に示す露光装置のマスクステージ、並びに、マスク及び撓み補正機構の構成を模式的に示す図である。
図１、図２及び図３において、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを保持して移動するマスクステージＭＳＴと、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンを基板ステージＰＳＴに保持された感光基板Ｐに投影し転写する投影光学系ＰＬと、マスクローダーＭＬとを備えている。露光装置ＥＸは、更に、マスクＭの撓み量を測定する撓み測定装置６０を備えることが好ましい。

マスクＭの上部は、マスクＭの面を境界の一部とする撓み制御空間Ｓを形成する撓み制御ユニット（空間Ｓを定義する空間定義部材）１が配置される。マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭと基板ステージＰＳＴに保持されている感光基板Ｐとは、投影光学系ＰＬを介して共役な位置関係に配置される。この実施形態の露光装置ＥＸは、大型凹面鏡を有するいわゆるミラースキャン型露光装置として構成されている。感光基板Ｐは、典型的には、ガラスプレート（ガラス基板）に感光剤（フォトレジスト）を塗布したものである。

この実施形態では、露光装置ＥＸは、走査型露光装置として構成され、露光光ＥＬを射出する照明光学系ＩＬに対してマスクＭと感光基板Ｐとを同期して移動させて、マスクＭのパターンを感光基板Ｐに走査露光により転写する。以下では、投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な方向でマスクＭ及び感光基板Ｐの同期移動方向をＹ軸方向（走査方向）、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向とする。また、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわりのそれぞれの方向をθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向とする。

照明光学系ＩＬは、例えば、起高圧水銀ランプ等を含む光源と、光源から射出された光束を集光する楕円鏡と、楕円鏡により集光された光束を拡大しかつ平行光束化するコンデンサレンズと、コンデンサレンズからの平行光束のうちマスクＭへの照射光として使用しない部分をカットして所定面積の照明領域を定義するためにマスクＭと共役な位置に配置された制限スリット板と、制限スリット板からの光束を反射させてマスクＭにスリット状照明光束を照射するミラーと含みうる。

照明光学系ＩＬが発生する露光光ＥＬとしては、例えば、水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）の他に、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられうる。照明光学系ＩＬは、所謂ケーラー照明系として構成されうる。

マスクステージＭＳＴは、照明光学系ＩＬに対してマスクＭを走査駆動するように構成され、Ｙ軸方向（走査方向）に長いストロークを有し、走査方向に直交するＸ軸方向に適当なストロークを有する。マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持するための吸着部４０を有する。吸着部４０は、不図示のバキューム装置に接続されており、マスクＭは、吸着部４０により真空吸着されて保持される。マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは、マスクステージＭＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する。マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは、主制御系により制御されうる。

図１に示すように、マスクステージＭＳＴ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には直交する方向に移動鏡３２ａ、３２ｂが設けられている。移動鏡３２ａに対向するように、レーザー干渉計Ｍｘ１が配置され、移動鏡３２ｂに対向するように複数個（この来施形態では２個）のレーザー干歩計Ｍｙ１、Ｍｙ２が配置されている。レーザー干渉計Ｍｙ１、Ｍｙ２は、移動鏡３２ｂにレーザー光を照射して、レーザー干渉計Ｍｙ１、Ｍｙ２と移動鏡３２ｂとの距離を検出する。レーザー干渉計Ｍｙ１、Ｍｙ２の検出結果は主制御系に出力され、主制御系はレーザー干渉計Ｍｙ１、Ｍｙ２の検出結果に基づいてマスクステージＭＳＴのＹ軸方向における位置、及びＺ軸まわりの回転量を演算する。また、レーザー干渉計Ｍｘ１は、移動鏡３２ａにレーザー光を照射して、レーザー干渉計Ｍｘ１と移動鏡３２ａとの距離を検出する。レーザー干渉計Ｍｘ１の検出結果は主制御系に出力され、主制御系は、レーザー干渉計Ｍｘ１の検出結果に基づいてマスクステージＭＳＴのＸ軸方向における位置を求める。主制御系は、レーザー干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２、及びＭｙ１の出力からマスクステージＭＳＴの位置（姿勢）をモニタしつつマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを制御することでマスクステージＭＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。

マスクＭを透過した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは、マスクＭの照明領域に存在するパターンの像を感光基板Ｐ上に形成する。図２に示すように、投影光学系ＰＬは、例えば、台形ミラー５２、凸面鏡５３及び凹面鏡５４を介してマスクＭのパターンの像を感光基板Ｐ上に形成しうる。感光基板Ｐ上への投影光学系ＰＬの投影領域は、所定形状（例えば、円弧形状）に設定される。

感光基板Ｐを駆動する基板ステージＰＳＴは、感光基板Ｐを保持する基板ホルダをする。基板ステージＰＳＴは、マスクステージＭＳＴと同様に、Ｙ軸方向（走査方向）に走査用のストロークを有し、走査方向に直交するＸ軸方向にステップ移動用のストロークとを有する。更に、基板ステージＰＳＴは、Ｚ軸方向、及びθＸ、θＹ、θＺ方向にも移動可能に構成されている。基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは、基板ステージＰＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する。基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは、主制御系により制御される。

図１に示すように、基板ステージＰＳＴ上のＹ軸方向及びＸ軸方向のそれぞれの端縁には直交する方向に移動鏡３３ａ、３３ｂが設置されている。Ｘ軸方向に延在する移動鏡３３ａに対向するように、複数（例えば、３個）のレーザー干渉計Ｐｘｌ、Ｐｘ２、Ｐｘ３が配置されている。また、Ｙ軸方向に延在する移動鏡３３ｂに対向するように、複数（例えば、２個）のレーザー干渉計Ｐｙｌ、Ｐｙ２が配置されている。複数のレーザー干渉計Ｐｘｌ〜Ｐｘ３は、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配置されている。レーザー干渉計Ｐｙｌ、Ｐｙ２は、移動鏡３３ｂにレーザー光を照射して、レーザー干渉計Ｐｙｌ、Ｐｙ２と移動鏡３３ｂとの距離を検出する。レーザー干渉計Ｐｙｌ、Ｐｙ２の検出結果は主制御系に出力され、主制御系はレーザー干渉計Ｐｙｌ、Ｐｙ２の検出結果に基づいて基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置、及びＺ軸まわりの回転量を求める。また、レーザー干渉計Ｐｘｌ〜Ｐｘ３は移動鏡３３ａにレーザー光を照射して、レーザー干渉計Ｐｘｌ〜Ｐｘ３と移動鏡３３ａとの距離を検出する。ここで、基板ステージＰＳＴは、Ｙ軸方向に走査用の長いストロークを有するので、基板ステージＰＳＴの位置に応じてレーザー干渉計Ｐｘｌ〜Ｐｘ３が切り替えられうる。レーザー干渉計Ｐｘｌ〜Ｐｘ３の検出結果は主制御系に出力され、主制御系はレーザー干渉計Ｐｘｌ〜Ｐｘ３それぞれの検出結果に基づいて基板ステージＰＳＴのＸ軸力向における位置を求める。主制御系は、レーザー干渉計Ｐｙｌ、Ｐｙ２、及びＰｘｌ〜Ｐｘ３の出力から基板ステージＰＳＴの位置（姿勢）をモニタし基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを制御することで基板ステージＰＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。

マスクステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは、主制御系により制御され、マスクステージＭＳＴ、基板ステージＰＳＴは、それぞれ、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤ、基板ステージ駆動部ＰＳＴＤによって駆動される。主制御系は、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴの位置をモニタしながら両駆動部ＰＳＴＤ、ＭＳＴＤを制御することによりマスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して任意の走査速度（同期移動速度）でＸ軸方向に同期駆動する。

なお、この明細書では、液晶表示デバイスの製造に好適な露光装置の構成例を示しているが、この露光装置は、半導体チップや薄膜磁気ヘッド等の製造に使用することもできる。また、本発明を半導体チップや薄膜磁気ヘッド等の製造に好適な露光装置に適用することができることは当業者にとって自明である。また、投影光学系は、等倍系であっても、縮小系であっても、拡大系であってもよい。投影光学系は、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合には、石英や蛍石などの遠紫外線を透過する硝材で構成することが好ましく、Ｆ_２レーザーを用いる場合には、反射屈折系または屈折系の光学系として構成されることが好ましい。基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴの駆動装置としてリニアモータを用いる場合は、例えば、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンスカを用いた磁気浮上型を採用することができる。ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイドを設けないガイドレスタイブでもよい。ステージの駆動装置として平面モータを用いる場合は、磁石ユニットと電機子ユニットのいずれか一方をステージ側に配置し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの定盤（ベース）側に配置すればよい。基板ステージＰＳＴの移動により発生する反カは、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がすことができる。マスクステージＭＳＴの移動により発生する反カは、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がすことができる。

図３に、マスクの撓み計測装置６０が示されている。撓み計測装置６０は、例えばマスクＭの上方に配置され、マスクＭの上面又は下面のＺ軸方向の位置を計測する。マスクＭ上に配置される撓み制御ユニット（空間定義部材）１は、マスクＭに対向して配置される光透過部材３を含む。撓み計測装置６０は、例えばレーザー変位計を含むことができ、測定光が光透過部材３を透過することによりマスクＭの撓みを計測することができる。撓み計測装置６０は、マスクＭの下方に配置されて、マスクＭの撓みを下方から計測してもよい。図５に示すように、撓み計測装置６０の計測結果は、演算装置ＣＬに提供される。演算装置ＣＬは、提供された計測結果に基づいて、マスクＭの撓みを補正するための圧力指令値を演算し、その圧力指令値を圧力制御装置ＰＲＣに提供する。圧力制御装置ＰＲＣは、提供される圧力指令値に基づいて撓み制御空間Ｓの圧力を制御する。

マスクＭの撓み量は、撓み制御空間Ｓ内の圧力に依存する。したがって、マスクＭの撓み量を撓み制御空間Ｓ内の圧力によって制御することができる。例えば、マスクＭの材質を石英（比重２．２）厚さを１０ｍｍとすれば、マスクＭの自重によってマスクＭに作用する圧力（自重圧力）は、２．２ｇ・ｆ／ｃｍ^２ ＝ ２．２×１０^２Ｐａである。すなわち、マスクＭに作用する自重圧力は、大気圧（１ａｔｍ＝１．０１３×１０^５Ｐａ）の０．２％である。この場合、マスクＭに作用する自重圧力を打ち消して、マスクＭの撓みを高精度な走査露光が可能な程度に矯正するためには、撓み制御空間Ｓの圧力制御を約−２．２×１０^２Ｐａ（ゲージ圧）にする必要がある。また、圧力制御は、撓み制御空間Ｓの圧力変動が圧力制御の目標値の±数Ｐａ以内に収まる精度で実施することが好ましい。

撓み制御ユニット１を上記のようにマスクＭの上方に配置する場合において、自重圧力によるマスクＭの撓みを補正するためには、撓み制御空間Ｓ内の圧力を大気圧（或いは、周辺環境の圧力）に対して負圧にする必要がある。一方、撓み制御ユニット１をマスクＭの下方に配置する場合には、自重圧力によるマスクＭの撓みを補正するためには、圧力制御空間Ｓ内の圧力を大気圧（或いは、周辺環境の圧力）に対して陽圧にする必要がある。この実施形態では、撓み制御ユニット１をマスクＭの上方に配置する構成例を中心として説明するが、本発明は、撓み制御ユニット１をマスクＭの下方に配置する実施形式をも含みことができ、このような実施形式においては、撓み制御空間Ｓ内を負圧にする構成に代えて、撓み制御空間Ｓ内を陽圧にする構成が採用される。

次に、図４及び図５を参照しながら、マスクＭの面を境界とする撓み制御空間Ｓを定義するための撓み制御ユニット（空間定義部材）１について説明する。図４には、マスクステージＭＳＴのほか、それによって保持されたマスクＭ及び撓み制御ユニット１の概略構成が示されている。図５には、撓み制御空間Ｓの圧力を制御することによりマスクＭの撓みを補正する撓み補正システム或いは圧力制御システムの概略構成が示されている。

撓み制御ユニット１は、マスクＭに対向する光透過板３と枠２とを含んで構成されうる。枠２は、典型的には、光透過板３の外周端に沿うように光透過板３とマスクＭとの間に配置されうる。撓み制御ユニット１は、枠２がマスクＭに接触又は近接するように配置されうる。撓み制御ユニット１は、マスクＭから取り外し可能な方法でマスクＭに固定されてもよいし、マスクＭ上に載せ置かれてもよいし、マスクＭに接触又は近接するように保持機構によって保持されてもよい。マスクＭは、典型的には矩形であり、これに応じて光透過板３及び枠２も、典型的には矩形とされうる。

撓み制御ユニット１がマスクＭに接触又は近接するように配置されることによって、撓み制御ユニット１の光透過板３及び枠２並びにマスクＭによって撓み制御空間Ｓが定義される。

撓み制御ユニット１は、マスクステージＭＳＴ側の接続部６と接続するための接続部４、及び、撓み制御空間ＳとマスクステージＭＳＴ側の接続部６に設けられた流路６ａとを連通させる流路５を更に含みうる。マスクステージＭＳＴ側の接続部６は、典型的にはマスクステージＭＳＴ上に配置される。なお、接続部４、６、又は、それに接続されるチューブやケーブルが照明領域内に配置される場合には、それらに露光光が当たらないように遮光板（例えば、金属製）を設けることが好ましい。

枠３は、マスクＭに対して傷を与え難い樹脂、例えばポリカーボネートで構成されうる。ポリカーボネートは、脱ガスが少なく、良好な仕上げ面が得られる部材である。光透過板３は、例えば、ガラス板等のような露光光ＥＬを透過する材料で構成される。枠２と光透過板３とは、ネジ、接着剤等の種々の固定方法によって固定されうる。撓み制御ユニット１の所定部、例えば、光透過板３の上部には、マスクローダー（操作機構）ＭＬにより保持される１又は複数個の把手部９が設けられうる。図３に示す構成例では、Ｙ軸に沿った対向する２つの辺に、それぞれ２個の把手部９が設けられている。

撓み制御ユニット１のマスクＭに対向する面とマスクＭとの間の全部又は一部には、接触部材（インターフェース部材）７が設けられることが好ましい。撓み制御ユニット１とマスクＭとの間の全部又は一部に接触部材７を配置することにより、撓み制御空間Ｓと外部空間との間における気体の移動を可能にしつつその移動量を制限することができる。接触部材７は、撓み制御ユニット１に接合されてもよいし、マスクＭに接合されてもよい。

撓み制御空間Ｓと外部空間との間における気体の移動は、露光時に撓み制御空間Ｓの気体の温度上昇に起因するマスクＭや撓み制御ユニット１の熱膨張、変形、溶解等を防止する。例えば、外部空間から撓み制御空間Ｓ内への気体の連続的な流入は、撓み制御空間Ｓの冷却、或いは温度変動の抑制、に効果的である。ここで、撓み制御空間Ｓと外部空間との間における気体の移動量が多すぎると、撓み制御空間Ｓの圧力制御を困難にし、これによりマスクＭの撓み矯正を困難にする。そこで、接触部７の構成材料としては、高い柔軟性により所要のシール機能を提供するゴムが有用である。更に、露光装置においては、シロキサン等の脱ガスは好ましくないので、ゴムの中でも、発泡フッ素ゴムが有用である。発砲フッ素ゴムは、フッ素ゴムであるのでシロキサンが発生しない点、発泡体であるので柔軟性を有する点、独立発泡なので密閉性に優れている点において、有用な材料である。

接触部材７はまた、マスクステージＭＳＴが駆動されることによるマスクＭの走査移動により発生しうる撓み制御ユニット１とマスクＭとの相対的ずれの抑制にも寄与しうる。接触部材７は、撓み制御ユニット１の重量と、マスクステージＭＳＴの想定される駆動プロファイル（例えば、加速度、速度）とによって決定されうる所要の摩擦力を提供する摩擦係数を有するように構成材料や表面仕上げが決定されうる。例えば、接触部材７は、高い摩擦力を提供するとともに脱ガスが少ない合成ゴム等により構成されることが好ましい。

枠２について更に説明する。枠２を厚くすると、それに比例して撓み制御空間Ｓの体積が大きくなる。これは、撓み制御空間Ｓの圧力制御精度を低下させうる。一方、枠２を薄くすると、例えば、必要以上に撓み制御空間Ｓに負圧を加えた場合に、光透過板３とマスクＭとが接触しうる。したがって、マスクＭの自重による撓み量、光透過板３の撓み量等を考慮して枠２の厚さを決定する必要がある。

枠２と光透過板３とは、前述のように種々の方法によって接続されうるが、保守作業の容易さの観点において、ネジ等の締結具による方法のように、枠と光透過板３との分離が容易な方法が好ましい。ここで、枠３及び光透過板３の各インターフェース面の面加工精度を十分に高くすることにより、ネジ等の締結具による接続方法によっても十分に高いシール機能を得ることができる。枠２と光透過板３との間には、必要に応じてシール材を介在させてもよい。

図４及び図５に例示的に示すように、マスクステージＭＳＴに配置された接続部６には、流路１０ａ、１１ａを介して、それぞれサーボバルブ１０、差圧センサ（圧力センサ）１１が接続されている。サーボバルブ１０及び差圧センサ１１は、マスクステージＭＳＴに配置されてもよいし、マスクステージＭＳＴとほぼ一定の位置関係を維持しながらマスクステージＭＳＴとともに移動する実装ステージに配置されてもよい。

図４及び図５に示す構成例では、サーボバルブ１０及び差圧センサ１１は、マスクステージＭＳＴに配置されている。サーボバルブ１０は、２つのポートを有し、１つのポートは流路１０ａを介して接続部６の流路６ａ（更には、流路５を介して撓み制御空間Ｓ）に連通し、もう１つのポートは流路１０ｇを通して中継部Ｃ１のガスポートに連通している。また、サーボバルブ１０と中継部Ｃ１との間には、サーボバルブ１０を駆動するための電気信号ライン１０ｅが配線されている。差圧センサ１１は、２つのポートを有し、１つのポートは、流路１１ａを介して接続部６の流路６ａ（更には、流路５を介して撓み制御空間Ｓ）に連通し、もう１つのポートは、周辺環境（撓み制御空間Ｓの外部空間であり典型的には大気）に連通している。すなわち、差圧センサ１１の出力は、撓み制御空間Ｓと周辺環境との差圧を提供する。この差圧は、マスクＭの自重によりマスクＭに発生する撓みをキャンセルするためにマスクＭに作用している圧力差である。差圧センサ１１の出力信号は、電気信号ライン１１ｅを介して中継器Ｃ１に提供される。

中継器Ｃ１は、マスクステージＭＳＴ又は実装ステージに配置され、遠隔制御部Ｆに配置された中継器Ｃ２に対して、フレキシブルチューブ１２ｇ及びフレキシブルケーブル１２ｅを介して接続されている。典型的には、中継器Ｃ２を有する遠隔制御部Ｆは、露光装置における固定された部分に設置されうるが、中継器Ｃ１を有するマスクステージＭＳＴ又は実装ステージは、マスクステージＭＳＴとともに移動する。そのため、中継器Ｃ１、Ｃ２間は、柔軟性を有する電気的及び機械的な接続材料によって接続されている。サーボバルブ１０の１つのポートに接続された流路１０ｇは、中継器Ｃ１２、フレキシブルチューブ１２ｇ、中継器Ｃ２を介してバッファタンク１３に連通している。サーボバルブ１０の開度が大きくされると、サーボバルブ１０を通じて撓み制御空間Ｓから流路１０ｇ、中継器Ｃ１２、フレキシブルチューブ１２ｇ、中継器Ｃ２を介してバッファタンク１３に吸引される気体の量が増加し、逆に、サーボバルブ１０の開度が小さくされると、サーボバルブ１０を通じて撓み制御空間Ｓから流路１０ｇ、中継器Ｃ１２、フレキシブルチューブ１２ｇ、中継器Ｃ２を介してバッファタンク１３に吸引される気体の量が減少する。サーボバルブ１０を駆動するための電気信号は、電気信号ライン１０ｅ２、中継器Ｃ２、フレキシブルケーブル１２ｅ、中継器Ｃ１、電気信号ライン１０ｅを介して圧力制御装置ＰＲＣからサーボバルブ１０に提供される。差圧センサ１１の出力信号は、電気信号ライン１１ｅ、中継器Ｃ１、フレキシブルケーブル１２ｅ、中継器Ｃ２、電気信号ライン１１ｅ２を介して差圧センサ１１から圧力制御装置ＰＲＣに提供される。

ここで、フレキシブルチューブは、その一端がその他端に対して相対的に移動することが可能な部品であって流路を構成する部品の一例である。また、フレキシブルケーブルは、その一端がその他端に対して相対的に移動することが可能な部品であって電気信号を伝送可能な部品の一例である。この明細書では、中継器Ｃ１、Ｃ２間を接続するフレキシブルチューブ及びそれに構成される流路、並びに、フレキシブルケーブル及びそれによって構成される信号ラインに代表されるインターフェースをフレキシブルインターフェース（１２）と呼ぶ。

圧力制御装置ＰＲＣは、フレキシブルインターフェース１２を通して提供される差圧センサ１１の出力信号により示される差圧が、予め設定されている目標差圧になるようにサーボバルブ１０の駆動信号を発生し、その駆動信号をフレキシブルインターフェース１２を通してサーボバルブ１０に提供する。すなわち、圧力制御装置ＰＲＣは、撓み制御空間Ｓとその外部空間との差圧が目標差圧に一致するように、撓み制御空間Ｓとその外部空間との差圧をフィードバック制御する。ここで、サーボバルブ１０の駆動信号は、例えば、サーボバルブ１０の開度を制御するための信号、又は、サーボバルブ１０の開閉を間欠的に制御するための信号とすることができる。前記の目標差圧は、マスクＭの撓みを補正するために必要な撓み制御空間Ｓとその外部空間との差圧であり、例えば、マスクＭのサイズや厚さ等に基づいて決定されうる。

図５に示す構成例は、マスクＭと枠との間を通じて撓み制御空間Ｓ内に外部気体が流入することを前提としており、そのため、撓み制御空間Ｓ内の圧力を高めるために撓み制御空間Ｓに気体を強制的に送り込む機構は有していない。しかしながら、撓み制御空間Ｓ内に気体を強制的に送り込む機構を設けることも有用であり、この場合、給気用サーボバルブを含む圧力制御システムを別途設けて、給気サーボバルブを差圧センサ１１の出力に基づいて圧力制御装置ＰＲＣが制御すればよい。給気用サーボバルブは、前述の排気用サーボバルブ１０と同様に、マスクステージＭＳＴ又は実装ステージに配置されることが好ましく、給気用サーボバルブはフレキシブルインターフェース１２を通じて圧力制御装置ＰＲＣによって制御されうる。また、給気用サーボバルブに加圧気体を供給する供給するための給気用バッファタンクは、遠隔制御部Ｆに設けることが好ましい。給気用バッファタンクには、圧力源に接続された加圧ライン（圧力制御ライン）が接続される。

可動部であるマスクステージＭＳＴを駆動する際の負荷は、特に走査型露光装置においては、可能な限り小さいことが好ましい。したがって、圧力制御装置ＰＲＣやバッファタンク１３は、遠隔操作部Ｆに設けることが好ましい。しかしながら、差圧センサ１１及びサーボバルブ１０は、マスクステージＭＳＴと一定の位置関係を維持しながら移動することが好ましいので、マスクステージＭＳＴ又はそれとほぼ一定関係を維持しながら移動する実装ステージに配置されることが好ましい。仮に、差圧センサ１１及びサーボバルブ１０を、マスクステージＭＳＴに対して相対的に移動する部分(例えば、露光装置のフレーム等）に配置すると、差圧センサ１１及びサーボバルブ１０と撓み制御空間Ｓとをフレキシブルチューブ等の柔軟性を有し変形可能な部材で接続する必要がある。このような部材は、マスクステージＭの移動に伴って変形し、更に場合によっては振動し、当然に、差圧センサ１１による計測値が変動するとともにサーボバルブ１１の撓み制御空間Ｓ側の圧力も変動する。

バッファタンク１３は、不図示の減圧ライン等の圧力制御ラインに接続される。バッファタンク１３は、撓み制御空間Ｓの圧力制御の安定性及び追従性の向上に寄与する。例えば、減圧源又は減圧ラインの圧力に急激な変動や規則的な変動が存在する場合に、バッファタンク１３は、そのような変動を緩和し、ほぼ一定圧力を維持する。これにより、撓み制御空間Ｓの圧力変動は、例えば目標値（目標差圧）±数Ｐａ以内に抑えられうる。また、フレキシブルチューブ１２ｇ等で構成される排気用管路を更に減圧ラインに接続する構成では、管路抵抗が大きくなる。したがって、バッファタンク１３を備えない場合には、マスクＭがマスクステージＭＳＴに搬送されて撓み制御空間Ｓの圧力制御を開始してから撓み制御空間Ｓの圧力が目標値に到達するまでに長時間を要する。バッファタンク１３を備えることにより、露光装置と減圧源との間に配管された減圧ラインの管路抵抗の影響を受け難くし、スループットを向上させることができる。

差圧センサ１１をマスクステージＭＳＴ又はそれとほぼ一定の位置関係を維持しながら移動する実装ステージに配置した構成において、特にマスクステージＭＳＴの静止時のほか移動時にも撓み制御空間Ｓの圧力を制御する場合には、差圧センサ１１の移動による差圧センサ１１の計測誤差を低減することが重要である。ここで、マスクステージＭＳＴの移動にともなって差圧センサ１１の周辺に気体の流れが生じると、差圧センサ１１の周辺環境の圧力が変動し、これが差圧センサ１１の計測誤差を引き起こす。最も単純な例を挙げると、差圧センサ１１の周辺に気体の流れが存在すると、差圧センサ１１の周囲の圧力は、ベルヌーイの定理により大気圧より低くなる。更に、実際の系では、より複雑な気体の流れが生じ、差圧センサ１１の周囲の圧力は、大気圧より低くなったり、逆に高くなったりしうる。

そこで、差圧センサ１１（特に、外部環境に連通したポート）の周囲を取り囲む囲包部１１ｂを設けることが好ましい。更に、囲包部１１ｂには、囲包部１１ｂ内の圧力を外部環境と一致させるための開口部１１ｃを設けることが好ましい。開口部１１ｃを有する囲包部１１ｂは、例えば、百葉箱のような構造にすることができる。しかしながら、差圧センサ１１の移動又は周辺に存在しうる気体の流れに起因する差圧センサ１１の計測誤差をより完全に排除するためには、開口部１１ｃを必要に応じて閉塞することが可能な構成が好ましい。例えば、囲包部１１ｃは、開口部１１ｃを閉塞するための閉塞部材１１ｅと、閉塞部材１１ｅを圧力制御装置ＰＲＣ等からの指令に応じて駆動するアクチュエータ１１ｄとを備えることが好ましい。閉塞部材１１ｅ及びアクチュエータ１１ｄを含む機構は、例えば、電磁弁又は電磁シャッタとして構成されうる。

典型的には、閉塞部材１１ｅは、マスクステージＭＳＴ（結果として、差圧センサ１１）の移動開始の直前に開口部１１ｃを閉塞し、移動終了後に開口部１１ｃを開口させるようにアクチュエータ１１ｄによって駆動されうる。或いは、閉塞部材１１ｅは、露光開始の直前に開口部１１ｃを閉塞し、露光終了後に開口部１１ｃを開口させるようにアクチュエータ１１ｄによって駆動されうる。このような制御によれば、マスクステージＭＳＴの移動時或いは露光時においても、差圧センサ１１の外部環境の気体の流れの影響を受けることなく、撓み制御空間Ｓの圧力を制御しマスクＭの撓みを補正或いは矯正することができる。また、マスクステージＭＳＴの移動は、マスクＭ及び撓み制御ユニット１の変形を引き起こし、これが更に撓み制御空間Ｓの圧力変動を引き起こしうるが、マスクステージＭＳＴが移動している時にも差圧センサ１１の出力信号に基づいて撓み制御空間Ｓの圧力を制御することにより、マスクＭの撓みを補正或いは矯正することができる。

次に、上記の露光装置によりマスクＭのパターンを感光基板Ｐに転写する方法を説明する。ここでは、マスクＭは、図６に示すように、自重により下方に凸になるように撓んでいるものとする。撓み制御ユニット１が付されたマスクＭがマスクステージＭＳＴに保持され、感光基板Ｐが基板ステージＰＳＴ上に保持されると、主制御系は、アライメント処理の後に走査露光を開始する。図６に示す例では、マスクＭのパターン形成面は、破線で示す理想位置（ベストフォーカスが得られる位置）Ｚｒに対して−Ｚ側（下方側）に撓んでいる。撓み測定装置６０の出力に基づいて演算装置ＣＬで演算されたマスクＭの撓み量に関する情報は、圧力制御装置ＰＲＣに提供される。圧力制御装置ＰＲＣは、演算装置ＣＬから提供された撓み量に関する情報に基づいて、マスクＭの撓みが補正されるようにフレキシブルインターフェース１２を通じて撓み制御空間Ｓの圧力を制御する。図６に示す例では、圧力制御装置ＰＲＣは、露光位置ＥＸにおけるマスクＭのパターン形成面と理想位置Ｚｒとが一致するようにサーボバルブ１０の開度を大きくして、撓み制御空間Ｓの圧力を低下させる。

撓み制御空間Ｓの圧力目標値は、例えば、マスクＭの厚み情報に基づいて暫定的な圧力目標値を決定した後に、暫定目標圧力値に従って圧力制御装置ＰＲＣによって撓み制御空間Ｓの圧力を制御しマスクＭの撓みを補正した状態でマスクステージＭＳＴを走査駆動し、その際の撓み量を撓み計測装置６０によってモニタし、撓み量の平均値が０になるように（すなわち、マスクＭのパターン形成面が理想位置Ｚｒと一致するように）、最終的な圧力目標値を決定するという手順で決定されうる。或いは、撓み制御空間Ｓの圧力目標値は、走査露光時にマスクＭの撓み量を撓み計測装置６０によって計測しながら、その計測結果に基づいて、撓みが補正されるように（すなわち、マスクＭのパターン形成面が理想位置Ｚｒと一致するように）、動的に変更されてもよい。このようにマスクステージＭＳＴの移動中におけるマスクＭの撓み量を計測する場合、撓み計測装置６０は、マスクＭが露光光で照明される照明領域の近傍におけるマスクＭの撓みを測定するように配置されることが好ましい。

撓み計測装置６０による計測結果を使用する代わりに、メモリＭＲＹ（図５参照）に予め複数のマスクのそれぞれについて自重等による撓みを補正するための圧力指令値を格納しておいてもよい。この場合、圧力制御装置ＰＲＣは、使用するマスクＭについての撓みを補正するための圧力指令値をメモリＭＲＹから読み出して、その圧力指令値に基づいて撓み制御空間Ｓの圧力を制御することができる。或いは、メモリＭＲＹには、複数のマスクのそれぞれについて自重等による撓み量を示す情報を格納しておいてもよい。この場合は、使用するマスクＭについての撓み量を演算器ＣＬがメモリＭＲＹから読み出して、マスクＭの撓みを補正するための圧力指令値を演算し、その圧力指令値を圧力制御装置ＰＲＣに提供する。更に、撓み計測装置６０による計測結果（撓み量）とメモリＭＲＹに格納されている撓み量との双方を利用して、両者を比較することにより、撓みの異常の有無を判定してもよい。或いは、メモリＭＲＹにマスクＭのサイズ及び厚さと撓みを補正するための圧力目標値との関係を予め格納しておき、例えばマスクＭをマスクステージＭＳＴにロードする際にマスクＭのサイズ及び厚さを計測し、又は、マスクＭのＩＤ等に基づいてこれらの情報を取得し、マスクＭのサイズ及び厚さに対応する圧力目標値をメモリＭＲＹから取得して、その圧力目標値にしたがってマスクＭの撓みを補正してもよい。或いは、露光のために使用され、その際に圧力目標値が決定されたマスクについては、その圧力目標値をメモリＭＲＹに格納しておき、次にそのマスクを使用する際にその圧力目標値をメモリＭＲＹから読み出してもよい。

上記の実施形態では、撓み制御空間Ｓの圧力を制御することによりマスクＭの撓みを矯正するが、例えば、マスクＭが上方に凸になるように積極的に撓ませるなど、マスクＭを任意形状に制御するために撓み制御空間Ｓの圧力を制御してもよい。これにより、感光基板Ｐ上に投影されるパターン像のディストーション等を制御することができる。

露光が終了してマスクＭが不要になったら、マスクＭは、マスクストッカーに戻されうる。この際に、マスクＭ及び撓み制御ユニット１は、共に搬送されてもよいし、別個に搬送されてもよい。マスクＭ及び撓み制御ユニット１の搬送或いは操作は、マスクローダー（操作機構）ＭＬによってなされうる。マスクローダーＭＬは、図７（ａ）に示すように、撓み制御ユニット１のみを搬送することもできるし、図７（ｂ）に示すように、マスクＭに撓み制御ユニット１が載った状態でマスクＭ及び撓み制御ユニット１を搬送することもできる。更に、マスクローダーＭＬは、マスクＭのみを単独で搬送することができるように構成されてもよい。

マスクＭは、マスクＭ上に予め撓み制御ユニット１が配置された状態でマスクステージＭＳＴに搬送されてもよいし、マスクＭがマスクステージＭＳＴに搬送された後にマスクＭ上に撓み制御ユニット１が配置されてもよい。

マスクＭと撓み制御ユニット１とは、連結具或いは連結機構によって機械的に連結されてもよいが、この場合、マスクＭと撓み制御ユニット１とを連結し又はそれを解除するための操作が必要になる。また、マスクＭ及び撓み制御ユニット１は、一般には、互いに重なり合った状態で操作されれば十分である。そこで、この実施形態では、マスクＭと撓み制御ユニット１とを連結具或いは連結機構によって連結することなく操作する。ただし、搬送時や走査露光時にマスクＭと撓み制御ユニット１とが互いに位置ずれすることを防止するために、図８に例示的に示すように、ストッパー等の係合部８をマスクＭ及び／又は撓み制御ユニット１に設けることが好ましい。

この実施形態の露光装置は、サイズ等が異なる複数種類のマスクＭを取り扱うことができ、また、そのため、サイズ等が異なる複数種類の撓み制御ユニット１を取り扱うことができる。マスクＭや撓み制御ユニット１は、後述のように、ストッカー内に収容されうる。マスクステージＭＳＴ上において、撓み制御ユニット１の接続部４とマスクステージＭＳＴに配置された接続部６とが接続される。

図８に例示的に示すように、マスクＭは、その周辺部分において接触部材７に接触し又は接合されている。したがって、マスクＭの周辺部は、撓み制御空間Ｓが露出していないため、撓み制御空間Ｓの圧力制御によって形状を制御することができない。より具体的には、撓み制御空間Ｓを外部環境に対して負圧にしてマスクＭに対して上方に圧力を与えようとしても、圧力は、撓み制御空間Ｓに露出している領域Ｓ_１のみに加わり、撓み制御空間Ｓに露出していない領域Ｓ_２には加わらない。したがって、撓み制御空間Ｓを負圧にすることによって領域Ｓ_１に加わる自重をキャンセルすることはできるが、領域Ｓ_２に加わる自重のキャンセルはできない。したがって、マスクＭの周辺部の撓みを補正するために、領域Ｓ_２を下方から支持する必要がある。図８に示すように、マスクＭのサイズがマスクステージＭＳＴのマスクホルダ４０ｈのサイズに適合している場合には、マスクＭの周辺部は、４辺についてマスクホルダ４０ｈによって支持される。しかしながら、図９に示すように、マスクＭのＹ方向のサイズが小さく、マスクＭの２辺（Ｙ方向に平行な辺）のみがマスクステージＭＳＴのマスクホルダ（吸着部４０）によって支持される場合には、他の２辺（Ｘ方向に平行な辺）にはマスクＭの自重のみが作用することになり、撓みが発生しうる。そこで、マスクＭの周辺部のうちマスクホルダ（吸着部４０）によって支持されない部分の全体又は一部（例えば、中央部）を支持機構１４によって支持することが好ましい。支持機構１４は、マスクの支持が不要な場合には、自動で退避位置に移動することが好ましい。更に、撓み制御ユニット１は、マスクホルダ（吸着部４０）によって支持されない部分を補強するための補強梁１５を備えることが好ましい。

次に、図１０〜図１３を参照しながらマスクＭの交換機構及び交換方法について説明する。この実施形態のマスク交換機構は、前述のマスクローダーＭＬのほか、マスクバッファＢＦ及びマスク操作ロボット（第２操作機構）ＭＸを含む。マスクローダーＭＬは、例えば、マスクＭを水平１軸方向（Ｘ方向）に移動させる第１駆動機構ＭＬ−Ｘと、マスクＭを垂直方向（Ｚ方向）に移動させる第２駆動機構ＭＬ−Ｙを含む２軸の駆動機構で構成されうるが、３軸以上の駆動機構で構成されてもよい。図１０に示すように、マスクステージＭＳＴにマスクＭ及び撓み補正ユニット１が配置され、それらを使って露光処理が実行されているときに、マスク操作ロボットＭＸによって、次に使用すべきマスクＭが所定位置に準備される。このように露光処理の実行中に次の使用すべきマスクＭを準備することによって、マスク交換に伴うスループットの低下を抑えることができる。露光処理が終了すると、図１１に示すように、マスクローダーＭＬによって、マスクステージＭＳＴ上のマスクＭ及び撓み制御ユニット１をマスクバッファＢＦ上に搬送し、マスクバッファＢＦに一時的に保持させる。次いで、図１２に示すように、マスクローダーＭＬによってマスクバッファＢＦ上の撓み制御ユニット１をマスク操作ロボットＭＸによって所定位置に準備されているマスクＭの上に搬送する。これにより、マスクＭとその撓みを制御するための撓み制御ユニット１の組が準備される。次いで、マスク操作ロボットＭＸによって保持されているマスクＭ及び撓み制御ユニット１をマスクローダーＭＬによってマスクステージＭＳＴに搬送する。その後、マスクバッファＢＦ上に残っているマスクＭは、マスクローダーＭＬによってマスク操作ロボットＭＸに渡される。マスク操作ロボットＭＸは、受け取ったマスクＭが次に使用すべきマスクである場合には、そのままそのマスクＭを保持し続け、次に使用すべきマスクではない場合にはマスクストッカーに戻し、更に次に使用すべきマスクをマスクストッカーから取り出す。

図１０〜図１３に示す例は、露光処理に使用しているマスクＭに付されている撓み制御ユニット１を次の露光処理に使用すべきマスクＭにも適合していて、２つの露光処理において同一の撓み制御ユニット１を使用する例である。一方、使用すべきマスクの変更に伴って撓み制御ユニットも変更する必要がある場合には、露光処理が終了した後に、一対のマスクＭ及び撓み制御ユニット１をマスクローダーＭＬによってマスクバッファＢＦ上に搬送し、次いで、マスク操作ロボットＭＸによって準備されている一対のマスクＭ及び撓み制御ユニット１をマスクローダーＭＬによってマスクステージＭＳＴに搬送し、次いで、マスクバッファＢＦ上の一対のマスクＭ及び撓み制御ユニット１をマスクローダーＭＬによってマスク操作ロボットＭＸに戻す。

次に、図１４Ａ〜図１４Ｆを参照しながらマスク操作ロボットＭＸの動作を説明する。ストッカーＳは、複数のマスクＭを収容するマスク収納部ＳＭと、複数の撓み制御ユニット１を収容するユニット収容部ＳＣＵと、マスクＭに付されている防塵蓋ＭＣをマスクＭから分離するための作業領域ＡＯＰと、防塵蓋ＭＣを操作するロボットＯＰとを含む。まず、図１４Ａ及び図１４Ｂに順に示すように、マスク操作ロボットＭＸは、マスク収容部ＳＭに収容されている防塵蓋ＭＣ付きのマスクＭを取り出す。次いで、図１４Ｃに示すように、マスク操作ロボットＭＸは、防塵蓋ＭＣ付きのマスクＭを作業領域ＡＯＰに移動させ、ロボットＯＰによってマスクＭ上の防塵蓋ＭＣをマスクＭから分離させる。ロボットＯＰは、マスクＭから分離した防塵蓋ＭＣを作業領域ＡＯＰに配置されたテーブル上に置く。

次いで、図１４Ｄに示すように、マスク操作ロボットＭＸは、マスクＭをそれに適合した撓み制御ユニット１の下方に移動させる。この状態で、図１４Ｅに示すように、該当する撓み制御ユニット１の支持が解除されて、その撓み制御ユニット１がマスクＭ上に載せられる。次いで、図１４Ｆに示すように、マスク操作ロボットＭＸは、撓み制御ユニット１が付されたマスクＭをストッカーＳから取り出し、所定位置に配置する。この状態が図１０に示す状態である。

ここでは、マスクＭに防塵蓋ＭＣが付されている例を示したが、マスクＭがカセットに収容されている場合には、マスクＭから防塵蓋ＭＣを分離する代わりに、カセットの蓋を開いてカセットからマスクＭを取り出せばよい。

以上のように、複数の撓み制御ユニット１のうち露光処理に使用すべきマスクＭに適合した撓み制御ユニット１を当該マスクＭに組み合わせるマスクローダー（操作機構）ＭＬ及びマスク操作ロボット（第２操作機構）を設けることにより、１つの露光装置ＥＸにおいて、種々のマスクを使用することができる。また、マスクＭとそれに適合した撓み制御ユニット１との組み合わせ（例えば、撓み制御ユニット１をマスクＭに載せること）をストッカーＳからマスクステージＭＳＴへのマスクＭの搬送途中で行う構成によれば、既存の露光装置の構成を変更することなく、多種のマスク（及び、それらに対応した撓み補正ユニット）を利用することができる。また、次に使用すべきマスクＭ及び撓み制御ユニット１をマスクステージＭＳＴに搬送する前に組み合わせておくことにより、マスクの交換に伴うスループットの低下を抑えることができる。

撓み制御ユニット１に異物が付着していると、露光時に照度ムラを引き起こしうる。そこで、図１５に例示的に示すように、露光装置には、異物を除去するためのクリーナを設けることが好ましい。図１５に示す例では、マスク操作ロボットＭＸによって、撓み制御ユニット１、又は、マスクＭを伴う撓み制御ユニット１がクリーナＣに搬送される。クリーナＣは、例えば、撓み制御ユニット１に付着した異物を検知する異物検知センサＤＳと、異物検知センサＤＳによって異物が検知された場合に異物を撓み制御ユニット１から除去する異物除去機構Ｂ、例えば、ブロアーを備えうる。

次に、上記の露光装置を利用した液晶表示デバイス等のデバイスの製造プロセスを説明する。図１６は、デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（設計）では、液晶表示デバイスや半導体デバイス等のデバイスの回路パターン等を設計する。ステップ２（マスク作製）では、設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ３（基板製造）では、ガラスやシリコン等の材料を用いて基板を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、上記のマスクと基板を用いて、リソグラフィ技術によって基板上に実際のトランジスタ等の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製された基板を用いて液晶表示デバイスや半導体デバイス等のデバイスを組み立てる。ステップ６（検査）では、ステップ５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経てデバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。

図１７は、上記基板プロセスに適用されるリソグラフィ工程の詳細なフローを示す図である。基板に半導体層又は金属層又は絶縁層等を形成した後に、ステップ１５（レジスト処理）では、基板に感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記の露光装置によって回路パターンを感光基板に転写する。ステップ１７（現像）では、回路パターンが転写された感光基板を現像処理する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返すことによって、基板上にパターンを積相することができる。

本発明の好適な実施形態の露光装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の好適な実施形態の露光装置の概略構成を示す側面図である。 図１の一部を拡大した図である。 図１〜図３に示す露光装置のマスクステージ、並びに、マスク及び撓み補正機構の構成を模式的に示す図である。 撓み制御空間の圧力を制御することによりマスクＭの撓みを補正する撓み補正システム或いは圧力制御システムの概略構成が示されている。 マスクの撓みを説明する図である。 マスクローダーによるマスク、又は、マスク及び撓み制御ユニットの搬送を説明する図である。 マスクに作用する力を説明する図である。 小サイズのマスクの保持方法を説明する図である。 マスクの交換機構及び交換方法について説明する図である。 マスクの交換機構及び交換方法について説明する図である。 マスクの交換機構及び交換方法について説明する図である。 マスクの交換機構及び交換方法について説明する図である。 マスク操作ロボットの動作を説明する図である。 マスク操作ロボットの動作を説明する図である。 マスク操作ロボットの動作を説明する図である。 マスク操作ロボットの動作を説明する図である。 マスク操作ロボットの動作を説明する図である。 マスク操作ロボットの動作を説明する図である。 撓み制御ユニットを清浄化するシステムの概略構成を示す図である。 デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。 基板プロセスに適用されるリソグラフィ工程の詳細なフローを示す図である。 従来の投影露光装置の概略構成を示す斜視図である。

Claims (12)

1. マスクのパターンを基板に転写する露光装置であって、
   前記マスクの面を境界とする空間を定義する空間定義部材とともに前記マスクを移動させるマスクステージと、
   前記空間の圧力を検知する圧力センサと、
   前記圧力センサの出力に基づいて前記空間の圧力を制御する圧力制御器と、
   を備え、前記圧力センサは、前記マスクステージに配置されていることを特徴とする露光装置。
2. マスクのパターンを基板に転写する露光装置であって、
   前記マスクの面を境界とする空間を定義する空間定義部材とともに前記マスクを移動させるマスクステージと、
   前記空間の圧力を検知する圧力センサと、
   前記圧力センサの出力に基づいて前記空間の圧力を制御する圧力制御器と、
   を備え、前記圧力センサは、前記マスクステージと一定の位置関係を維持しながら移動する実装ステージに配置されていることを特徴とする露光装置。
3. 前記圧力センサは、差圧センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
4. 前記圧力センサの周囲を取り囲む囲包部を更に備えていることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記囲包部は、開口部を有することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記囲包部は、
   前記開口部を閉塞する閉塞部材と、
   前記閉塞部材を駆動するアクチュエータと、
   を有することを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記アクチュエータは、前記マスクステージが移動を開始する前に前記開口部を閉塞し、前記マスクステージが移動を終了した後に前記開口部を開口するように前記閉塞部材を駆動することを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
8. 前記アクチュエータは、マスクのパターンを基板に転写する露光処理が開始される前に前記開口部を閉塞し、前記露光処理が終了した後に前記開口部を開口するように前記閉塞部材を駆動することを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
9. 前記圧力制御器は、前記空間の圧力を制御するために前記空間と圧力制御ラインとの間にサーボバルブを有し、前記圧力センサの出力に基づいて前記サーボバルブを制御することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の露光装置。
10. 前記圧力制御器は、前記マスクステージの移動時における前記空間の圧力を前記圧力センサの出力に基づいて制御することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の露光装置。
11. 前記圧力制御器は、マスクのパターンを基板に転写する露光処理時における前記空間の圧力を前記圧力センサの出力に基づいて制御することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の露光装置。
12. デバイス製造方法であって、
    請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の露光装置を使用して基板にマスクのパターンを転写する工程と、
    パターンが転写された基板を現像処理する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

Images