JP5708179B2 - 露光装置、基板処理装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置、基板処理装置及びデバイス製造方法に関する。

ディスプレイ装置などの表示装置を構成する表示素子として、例えば液晶表示素子、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）素子が知られている。現在、これらの表示素子では、各画素に対応して基板表面に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を形成する能動的素子（アクティブデバイス）が主流となってきている。

近年では、可撓性を有する基板（例えばフィルム部材など）上に表示素子を形成する技術が提案されている。このような技術として、例えばロール・トゥ・ロール方式（以下、単に「ロール方式」と表記する）と呼ばれる手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ロール方式では、基板供給側の供給用ローラーに巻かれた帯状の基板を送り出すと共に送り出された基板を基板回収側の回収用ローラーで巻き取りながら基板を搬送する。

国際公開第２００８／１２９８１９号パンフレット

ところで、表示装置では表示画面の大型化が期待されており、上記のようなロール方式においても、帯状の基板に大型の表示素子を効率的に製造可能とする技術が要望されている。

そこで、本発明の態様は、帯状の基板に表示素子等のデバイスを効率的に製造することができる露光装置、基板処理装置及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様に従えば、所定の円筒面に沿ってパターンを有するマスクを円筒面の円周方向に回転させつつパターンを基板に転写する露光装置であって、パターンのうち円筒面の第一領域に位置する第一部分パターンの像を第一投影領域に投影する第一投影光学系と、パターンのうち第一領域から円周方向に沿って間隔を置いた第二領域に位置する第二部分パターンの像を、第一投影領域と異なる第二投影領域に投影する第二投影光学系と、マスクの円周方向への回転に同期して、第一投影領域及び第二投影領域を経由するように基板を搬送する基板搬送装置と、を備え、搬送装置は、円筒面の円周方向に沿った第一領域と第二領域との間隔と、第一投影光学系及び第二投影光学系の投影倍率とに基づいて、前記第一投影領域と前記第二投影領域との間における前記基板の搬送経路の経路長を調整する経路調整装置を含む露光装置が提供される。

本発明の第二の態様に従えば、帯状の基板を処理する基板処理装置であって、前記基板を該基板の長手方向に搬送する基板搬送部と、前記基板搬送部による前記基板の搬送経路に沿って設けられ、該搬送経路に沿って搬送される前記基板を処理する基板処理部と、を備え、前記基板処理部は、前記基板にパターンを転写する本発明の第一の態様に従う露光装置を有する基板処理装置が提供される。

本発明の第三の態様に従えば、基板を処理してデバイスを製造するデバイス製造方法であって、本発明の第二の態様に従う露光装置を用いて、前記基板にパターンを転写することと、前記パターンが転写された前記基板を該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、帯状の基板に表示素子等のデバイスを効率的に製造することができる。

本発明の第一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す概略図。 本実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図。 本実施形態に係る露光装置の一部の構成を示す斜視図。 本実施形態に係る露光装置の一部の構成を示す斜視図。 本実施形態に係る露光装置の一部の構成を示す斜視図。 本実施形態に係る露光装置の一部の構成を示す平面図。 本実施形態に係る露光装置の動作の様子を示す図。 マスクの他の構成を示す図。 半導体デバイスを製造する際の製造工程の一部を示すフローチャート。 液晶表示素子の製造する際の製造工程の一部を示すフローチャート。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置ＦＰＡの構成を示す図である。
図１に示すように、基板処理装置ＦＰＡは、帯状の基板（例えば、帯状のフィルム部材）ＦＢを供給する基板供給部ＳＵ、基板ＦＢの表面（被処理面）に対して処理を行う基板処理部ＰＲ、基板ＦＢを回収する基板回収部ＣＬ、及び、これらの各部を制御する制御部ＣＯＮＴを有している。

なお、本実施形態では、図１に示すようにＸＹＺ座標系を設定し、以下では適宜このＸＹＺ座標系を用いて説明を行う。ＸＹＺ座標系は、例えば、水平面に沿ってＸ軸及びＹ軸が設定され、鉛直方向に沿って上向きにＺ軸が設定される。また、基板処理装置ＦＰＡは、全体としてＸ軸に沿って、そのマイナス側（−側）からプラス側（＋側）へ基板ＦＢを搬送する。その際、帯状の基板ＦＢの幅方向（短尺方向）は、Ｙ軸方向に設定される。

基板処理装置ＦＰＡは、基板供給部ＳＵから基板ＦＢが送り出されてから、基板回収部ＣＬによって基板ＦＢが回収されるまでの間に、基板ＦＢの表面に各種処理を実行する装置である。基板処理装置ＦＰＡは、基板ＦＢ上に例えば有機ＥＬ素子、液晶表示素子等の表示素子（電子デバイス）を形成する場合に用いることができる。

基板処理装置ＦＰＡにおいて処理対象となる基板ＦＢとしては、例えば樹脂フィルムやステンレス鋼などの箔（フォイル）を用いることができる。例えば、樹脂フィルムは、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、などの材料を用いることができる。

基板ＦＢは、例えば２００℃程度の熱を受けても寸法が変わらないように熱膨張係数が小さい方が好ましい。例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合して熱膨張係数を小さくすることができる。無機フィラーの例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素などが挙げられる。

基板ＦＢの幅方向（短尺方向）の寸法は例えば１ｍ〜２ｍ程度に形成されており、長さ方向（長尺方向）の寸法は例えば１０ｍ以上に形成されている。勿論、この寸法は一例に過ぎず、これに限られることは無い。例えば基板ＦＢのＹ方向の寸法が５０ｃｍ以下であっても構わないし、２ｍ以上であっても構わない。また、基板ＦＢのＸ方向の寸法が１０ｍ以下であっても構わない。

基板ＦＢは、可撓性を有するように形成されている。ここで可撓性とは、基板に自重程度の力を加えても線断したり破断したりすることはなく、該基板を撓めることが可能な性質をいう。また、自重程度の力によって屈曲する性質も可撓性に含まれる。また、上記可撓性は、該基板の材質、大きさ、厚さ、又は温度などの環境、等に応じて変わる。なお、基板ＦＢとしては、１枚の帯状の基板を用いても構わないが、複数の単位基板を接続して帯状に形成される構成としても構わない。

基板供給部ＳＵは、例えばロール状に巻かれた基板ＦＢを基板処理部ＰＲへ送り出して供給する。この場合、基板供給部ＳＵには、基板ＦＢを巻きつける軸部や当該軸部を回転させる回転駆動装置などが設けられる。この他、例えばロール状に巻かれた状態の基板ＦＢを覆うカバー部などが設けられた構成であっても構わない。なお、基板供給部ＳＵは、ロール状に巻かれた基板ＦＢを送り出す機構に限定されず、帯状の基板ＦＢをその長さ方向に順次送り出す機構を含むものであればよい。

基板回収部ＣＬは、基板処理部ＰＲからの基板ＦＢを例えばロール状に巻きとって回収する。基板回収部ＣＬには、基板供給部ＳＵと同様に、基板ＦＢを巻きつけるための軸部や当該軸部を回転させる回転駆動源、回収した基板ＦＢを覆うカバー部などが設けられている。なお、基板処理部ＰＲにおいて基板ＦＢがパネル状に切断される場合などには例えば基板ＦＢを重ねた状態に回収するなど、ロール状に巻いた状態とは異なる状態で基板ＦＢを回収する構成であっても構わない。

基板処理部ＰＲは、基板供給部ＳＵから供給される基板ＦＢを基板回収部ＣＬへ搬送すると共に、搬送の過程で基板ＦＢの被処理面Ｆｐに対して処理を行う。基板処理部ＰＲは、例えば処理装置１０、搬送装置３０及びアライメント装置５０を有している。

処理装置１０は、基板ＦＢの被処理面Ｆｐに対して例えば有機ＥＬ素子を形成するための各種装置を有している。このような装置としては、例えば被処理面Ｆｐ上に隔壁を形成するための隔壁形成装置、電極を形成するための電極形成装置、発光層を形成するための発光層形成装置などが挙げられる。より具体的には、液滴塗布装置（例えばインクジェット型塗布装置、スピンコート型塗布装置）、成膜装置（例えば蒸着装置、スパッタリング装置）、露光装置、現像装置、表面改質装置、洗浄装置などが挙げられる。これらの各装置は、基板ＦＢの搬送経路に沿って適宜設けられる。本実施形態では、処理装置１０として、露光装置が設けられている。

搬送装置３０は、基板処理部ＰＲ内において基板ＦＢを基板回収部ＣＬ側へ搬送するローラー装置Ｒを有している。ローラー装置Ｒは、基板ＦＢの搬送経路に沿って複数設けられている。複数のローラー装置Ｒのうち少なくとも一部のローラー装置Ｒには、駆動機構（不図示）が取り付けられている。このようなローラー装置Ｒが回転することにより、基板ＦＢがＸ軸方向に搬送されるようになっている。複数のローラー装置Ｒのうち一部のローラー装置Ｒが基板ＦＢの表面と交差する方向に移動可能に設けられた構成であっても構わない。

アライメント装置５０は、基板ＦＢに対してアライメント動作を行う。アライメント装置５０は、基板ＦＢの位置を検出するアライメントカメラ５１と、当該アライメントカメラ５１の検出結果に基づいて基板ＦＢの位置及び姿勢の少なくとも一方を調整する調整装置５２とを有している。

アライメントカメラ５１は、例えば基板ＦＢに形成されたアライメントマークを検出し、検出結果を制御部ＣＯＮＴに送信する。制御部ＣＯＮＴは、当該検出結果に基づいて基板ＦＢの位置情報を求め、当該位置情報に基づいて調整装置５２による調整量を制御する。

図２は、処理装置１０として用いられる露光装置ＥＸの構成を示す図である。露光装置ＥＸは、マスクＭに形成されたパターンＰｍの像を基板ＦＢに投影する装置である。露光装置ＥＸは、図２に示すように、マスクＭを照明する照明装置ＩＵと、マスクＭを保持して移動及び回転可能なマスク移動装置ＭＳＴと、基板ＦＢに対してパターンＰｍの像を投影する投影装置ＰＵと、基板ＦＢを搬送する基板搬送装置ＦＳＴとを有している。

照明装置ＩＵは、マスクＭに露光光ＥＬＩを照明する。照明装置ＩＵは、複数の照明光学系ＩＬを有している。照明光学系ＩＬから射出される露光光は、複数の方向からマスクＭに対して照射される（例えば＋Ｘ方向及び−Ｘ方向から照射される）。

マスク移動装置ＭＳＴは、保持部４０及び駆動装置ＡＣＭを有している。保持部４０は、概形として円筒状に形成されており、その外周面に相当する円筒面４０ａに沿ってマスクＭを保持するように形成されている。保持部４０は、円筒面４０ａの円周方向に沿って（すなわち、円筒面４０ａの中心軸線としての軸線Ｃ回りに）回転可能に設けられている。駆動装置ＡＣＭは、保持部４０を円筒面４０ａに沿って回転駆動させると共に、保持部４０を図中Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向へ移動させることができる。

マスクＭは、保持部４０によって取り外し可能に保持される。図３は、マスクＭの構成を示す図である。マスクＭとしては、シート状に形成された反射型マスクが用いられる。
マスクＭに形成されたパターンＰｍは、例えば短冊状（長矩形状）の４つのパターンＰ１〜Ｐ４に分割された状態で形成されている。各パターンＰ１〜Ｐ４は、等ピッチで図３の図中左右方向に並んだ異なる４つの領域にそれぞれ形成されている。マスクＭは、パターンＰｍが円筒面４０ａに沿って配置されるように保持部４０に保持される。その際、マスクＭは、各パターンＰ１〜Ｐ４の長手方向（長辺方向）が円筒面４０ａの円周方向と一致するように保持される。各パターンＰ１〜Ｐ４の長手方向の寸法は、例えば円筒面４０ａの半周の寸法と等しくなるように形成されている。

図２に示すように、投影装置ＰＵは、複数の投影光学系ＰＬを有している。複数の投影光学系ＰＬの一部は、マスクＭに対して基板ＦＢの搬送方向上流側（−Ｘ側）に配置されており、保持部４０の−Ｘ側に位置するパターンＰｍの像を、保持部４０よりも−Ｘ側に位置する基板ＦＢに対して投影する。また、複数の投影光学系ＰＬの他の一部は、マスクＭに対して基板ＦＢの下流側（＋Ｘ側）に配置されており、保持部４０の＋Ｘ側に位置するパターンＰｍの像を、保持部４０よりも＋Ｘ側に位置する基板ＦＢに対して投影する。
なお、本実施形態では、各投影光学系ＰＬとして、例えばマスクＭに形成されたパターンＰｍの像を拡大して投影する拡大光学系（すなわち、投影倍率として拡大倍率を有する光学系）が用いられている。ただし、各投影光学系ＰＬは、拡大光学系に限定されず、等倍又は縮小倍の投影倍率を有する光学系とすることもできる。

また、各投影光学系ＰＬは、投影像（パターンＰｍの像）の投影位置を基板ＦＢの表面に沿った方向（ＸＹ平面に沿った方向）へ調整可能な調整機構をそれぞれ備えている。この調整機構として、例えば図２に示すように、露光光ＥＬＩを透過させるとともに、投影光学系ＰＬの光軸に対して傾斜可能（すなわち、光軸に垂直な軸線ＨＶａ回りに回転可能）に設けられた平行平板ガラスＨＶを用いることができる。各投影光学系が、基板ＦＢの幅方向（Ｙ方向）に沿った軸線ＨＶａ回りに回転可能な平行平板ガラスＨＶを備えることで、パターンＰｍの像の投影位置は、基板ＦＢの搬送方向（Ｘ方向）に沿って調整可能とされる。

基板搬送装置ＦＳＴは、投影装置ＰＵによってパターンＰｍの像が投影される各投影領域ＰＡを経由するように基板ＦＢを搬送する。基板搬送装置ＦＳＴは、第一ステージ８１、第二ステージ８２、搬送ローラー８３〜８４、経路調整装置ＡＤＪ及び駆動装置ＡＣＦを有している。第一ステージ８１及び第二ステージ８２は、保持部４０の−Ｘ側に配置される投影光学系ＰＬの投影領域ＰＡと＋Ｘ側に配置される投影光学系ＰＬの投影領域ＰＡとに対応した位置にそれぞれ配置されている。第一ステージ８１及び第二ステージ８２の＋Ｚ側の面には、ＸＹ平面に平行な平坦面が形成されている。当該平坦面は、基板ＦＢを支持する基板支持面８１ａ及び８２ａとなっている。第一ステージ８１及び第二ステージ８２は、図示しないエアベアリング機構がそれぞれ設けられており、このエアベアリング機構によって基板ＦＢを基板支持面８１ａ及び８２ａ上に非接触に支持することができる。基板支持面８１ａ及び８２ａは、それぞれ投影光学系ＰＬにより、保持部４０に保持されたマスクＭのパターンＰｍと（もしくは円筒面４０ａと）光学的に共役な位置に配置されている。搬送ローラー８３及び８４は、基板ＦＢを＋Ｘ方向へ搬送する。

経路調整装置ＡＤＪは、移動部８５及び駆動機構８６を有している。移動部８５は、基板ＦＢの−Ｚ側に配置されている。移動部８５は、Ｘ方向（基板ＦＢの搬送方向）に関して第一ステージ８１と第二ステージ８２との間に設けられている。移動部８５は、例えば円筒状に形成され、その円周方向に回転可能に設けられており、その回転の中心軸線がＹ方向に平行になるように配置されている。また、移動部８５は、その中心軸線回りに回転可能に設けられている。移動部８５の中心軸線方向の寸法は、基板ＦＢのＹ方向（幅方向）の寸法よりも大きく形成されている。

移動部８５は、駆動機構８６の駆動によって基板ＦＢの表面と交差する方向（例えば図中Ｚ方向）に移動可能に設けられている。移動部８５が＋Ｚ側に移動することにより、基板ＦＢのうち搬送ローラー８３と搬送ローラー８４との間の部分が移動部８５に掛けられた状態となる。このため、基板ＦＢの移動経路は、Ｘ方向に設定された直線経路に対して＋Ｚ側に湾曲された経路（迂回した経路）に変更される。

駆動装置ＡＣＦは、制御部ＣＯＮＴからの制御信号に基づいて搬送ローラー８３及び８４の回転速度を調整し、これによって基板ＦＢの搬送速度を調整する。制御部ＣＯＮＴは、マスクＭの回転速度に応じた搬送速度で基板ＦＢが搬送されるように、駆動装置ＡＣＭの駆動及び駆動装置ＡＣＦの駆動を制御する。具体的には、制御部ＣＯＮＴは、円筒面４０ａに沿ったマスクＭの移動速度（周速度）に対する、基板ＦＢの長さ方向への搬送速度（すなわち、基板ＦＢの表面の移動速度）の比が、投影光学系ＰＬの投影倍率（拡大倍率）と等しくなるように、駆動装置ＡＣＭ及び駆動装置ＡＣＦの駆動を制御する。

図４は、マスク移動装置ＭＳＴ、照明装置ＩＵ及び投影装置ＰＵの構成を示す図である。図４に示すように、照明装置ＩＵは、４つの照明光学系ＩＬ（ＩＬ１〜ＩＬ４）を有している。照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ４は、保持部４０に保持されたマスクＭの４つのパターンＰ１〜Ｐ４のそれぞれに対応して１つずつ設けられている。照明光学系ＩＬ１，ＩＬ３は、図中−Ｘ側からそれぞれパターンＰ１，Ｐ３を露光光ＥＬＩで照明する。照明光学系ＩＬ２，ＩＬ４は、図中＋Ｘ側からそれぞれパターンＰ２，Ｐ４を露光光ＥＬＩで照明する。

このように、照明装置ＩＵは、マスクＭのうち円筒面４０ａの−Ｘ側の所定領域（第一領域）を露光光ＥＬＩで照明する第一照明光学系（照明光学系ＩＬ１及びＩＬ３）と、マスクＭのうち円筒面４０ａの＋Ｘ側の所定領域（第二領域）を露光光ＥＬＩで照明する第二照明光学系（照明光学系ＩＬ２及びＩＬ４）とを有している。

図５は、投影装置ＰＵ、投影領域ＰＡ及び基板ＦＢの位置関係を示す平面図である。
図５に示すように、投影装置ＰＵは、４つの投影光学系ＰＬ（ＰＬ１〜ＰＬ４）を有している。

投影光学系ＰＬ１には、照明光学系ＩＬ１から射出されパターンＰ１で反射された露光光ＥＬＩが入射される。投影光学系ＰＬ２には、照明光学系ＩＬ２から射出されパターンＰ２で反射された露光光ＥＬＩが入射される。投影光学系ＰＬ３には、照明光学系ＩＬ３から射出されパターンＰ３で反射された露光光ＥＬＩが入射される。投影光学系ＰＬ４には、照明光学系ＩＬ４から射出されパターンＰ４で反射された露光光ＥＬＩが入射される。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４は、それぞれパターンＰ１〜Ｐ４で反射された露光光ＥＬＩを基板ＦＢに対する所定の投影領域ＰＡ１〜ＰＡ４に照射してパターンＰ１〜Ｐ４の像を拡大投影する。

このように投影装置ＰＵは、保持部４０の−Ｘ側の投影領域ＰＡ１及びＰＡ３にそれぞれパターンＰ１及びＰ３の像を投影する第一投影光学系（投影光学系ＰＬ１及びＰＬ３）と、保持部４０の＋Ｘ側の投影領域ＰＡ２及びＰＡ４にそれぞれパターンＰ２及びＰ４の像を投影する第二投影光学系（投影光学系ＰＬ２及びＰＬ４）とを有している。また、当該第一投影光学系は、複数の第一単位光学系（本実施形態では２つの投影光学系ＰＬ１及びＰＬ３）を有している。第二投影光学系は、複数の第二単位光学系（本実施形態では２つの投影光学系ＰＬ２及びＰＬ４）を有している。

すなわち、本実施形態では、第一照明光学系から円筒面４０ａの第一領域に位置するパターンＰ１及びパターンＰ３に照射された露光光ＥＬＩが第一投影光学系に入射され、当該第一投影光学系によって第一投影領域にパターンＰ１及びＰ３の像がそれぞれ投影される。

同様に、第二照明光学系から円筒面４０ａの第二領域に位置するパターンＰ２及びパターンＰ４に照射された露光光ＥＬＩが第二投影光学系に入射され、当該第二投影光学系によって第二投影領域にパターンＰ２及びＰ４の像がそれぞれ投影される。

各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ４は、例えばＹ方向に沿って２辺が平行な平行四辺形状に形成されている。各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ４は、Ｙ方向の端部の幅（Ｘ方向の寸法）が徐々に小さくなるように形成されている。以下、この幅が徐々に小さくなっている部分をテーパー部分と表記する。なお、投影領域ＰＡ１〜ＰＡ４の形状は、平行四辺形状に限定されるものではなく、例えばＹ方向の端部にテーパー部を有する台形状または六角形状とすることもできる。投影領域ＰＡ１〜ＰＡ４の形状は、それぞれ投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４に設けられた不図示のブラインドによって設定される。

投影光学系ＰＬ１及び投影光学系ＰＬ２は、投影領域ＰＡ１の＋Ｙ側に形成されるテーパー部分のＹ方向に関する位置と投影領域ＰＡ２の−Ｙ側に形成されるテーパー部分のＹ方向に関する位置とが重なるように配置されている。また、投影光学系ＰＬ２及び投影光学系ＰＬ３は、投影領域ＰＡ２の＋Ｙ側に形成されるテーパー部分のＹ方向に関する位置と投影領域ＰＡ３の−Ｙ側に形成されるテーパー部分のＹ方向に関する位置とが重なるように配置されている。更に、投影光学系ＰＬ３及び投影光学系ＰＬ４は、投影領域ＰＡ３の＋Ｙ側に形成されるテーパー部分のＹ方向に関する位置と投影領域ＰＡ４の−Ｙ側に形成されるテーパー部分のＹ方向に関する位置とが重なるように配置されている。

投影光学系ＰＬ１及びＰＬ３の投影領域ＰＡ１及びＰＡ３は、Ｘ方向に関して等しい位置に配置されている。同様に、投影光学系ＰＬ２及びＰＬ４の投影領域ＰＡ２及びＰＡ４は、Ｘ方向に関して等しい位置に配置されている。また、マスクＭの回転進行方向に関して円筒面４０ａの円周方向に沿った第一領域から第二領域までの間隔（すなわち、第一投影光学系の視野領域から第二投影光学系の視野領域までの間隔）Ｄｍは、円筒面４０ａの半径（実質的には保持部４０の半径）をＲとすると、本実施形態の場合、円筒面４０ａの周方向の寸法の半分（πＲ）に等しい。また、本実施形態では、第一投影光学系及び第二投影光学系は、第一投影領域（投影領域ＰＡ１及びＰＡ３）と第二投影領域（投影領域ＰＡ２及びＰＡ４）との間のＸ方向の直線間隔ＤＬと、第一投影光学系及び第二投影光学系の投影倍率βと、間隔Ｄｍとが、ＤＬ≦β×Ｄｍを満足するように配置されている。さらに、経路調整装置ＡＤＪの移動部８５は、後述のように、第一投影領域から第二投影領域までの基板ＦＢの経路長Ｄｐ（図７参照）が、Ｄｐ＝β×Ｄｍを満足するように配置される。

次に、上記のように構成された基板処理装置ＦＰＡを用いて有機ＥＬ素子、液晶表示素子などの表示素子（電子デバイス）を製造する工程を説明する。基板処理装置ＦＰＡは、制御部ＣＯＮＴの制御に従って、当該表示素子を製造する。

まず、不図示のローラーに巻き付けられた帯状の基板ＦＢを基板供給部ＳＵに取り付ける。制御部ＣＯＮＴは、この状態から基板供給部ＳＵから当該基板ＦＢが送り出されるように、不図示のローラーを回転させる。そして、基板処理部ＰＲを通過した当該基板ＦＢを基板回収部ＣＬに設けられた不図示のローラーで巻き取らせる。この基板供給部ＳＵ及び基板回収部ＣＬを制御することによって、基板ＦＢの被処理面Ｆｐを基板処理部ＰＲに対して連続的に搬送することができる。

制御部ＣＯＮＴは、基板ＦＢが基板供給部ＳＵから送り出されてから基板回収部ＣＬで巻き取られるまでの間に、基板処理部ＰＲの搬送装置３０によって基板ＦＢを当該基板処理部ＰＲ内で適宜搬送させつつ、処理装置１０によって表示素子の構成要素を基板ＦＢ上に順次形成させる。この工程の中で、露光装置ＥＸによって処理を行う場合、まず保持部４０にマスクＭを取り付ける。

次に、制御部ＣＯＮＴは、照明装置ＩＵからマスクＭのパターンＰｍに対して露光光ＥＬＩを照射させる。投影光学系ＰＬは、当該パターンＰｍの像を投影領域ＰＡ１〜ＰＡ４に対して投影する。

図６に示すように、投影領域ＰＡ１〜ＰＡ４は、基板ＦＢのうち第一ステージ８１及び第二ステージ８２の基板支持面８１ａ及び８２ａ上に配置された部分に形成される。基板ＦＢの当該部分は、基板支持面８１ａ及び８２ａに倣って平坦にされている。投影領域ＰＡ１〜ＰＡ４は、平坦にされた基板ＦＢ上に形成される。

制御部ＣＯＮＴは、まず、保持部４０の上流側（−Ｘ側）において露光処理を行わせる。制御部ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬ１及びＩＬ３から露光光ＥＬＩをそれぞれパターンＰ１及びＰ３に照射させる。このとき、図７に示すように、パターンＰ１及びパターンＰ３は、円筒面４０ａの−Ｘ側に位置する第一領域ＭＡ１（すなわち、投影光学系ＰＬ１及びＰＬ３の視野領域）に配置された状態で露光光ＥＬＩが照射される。

パターンＰ１及びＰ３に照射された露光光ＥＬＩは、それぞれパターンＰ１及びＰ３で反射され、投影光学系ＰＬ１及びＰＬ３に入射される。投影光学系ＰＬ１及びＰＬ３を介した露光光ＥＬＩは、それぞれ投影領域ＰＡ１及びＰＡ３に照射される。この動作により、投影領域ＰＡ１及びＰＡ３にはパターンＰ１及びＰ３の拡大像がそれぞれ投影される。

この状態で、制御部ＣＯＮＴは、駆動装置ＡＣＭによって保持部４０を回転させつつ、基板ＦＢを＋Ｘ方向に搬送させる。基板ＦＢを＋Ｘ方向に搬送する。この動作により、基板ＦＢのうちＹ方向に離れた２つの領域が、投影領域ＰＡ１及びＰＡ２に投影されるパターンＰ１及びＰ２の像によって＋Ｘ側から−Ｘ側へと順に露光され、基板ＦＢにＸ軸方向に沿った帯状の露光領域ＰＢ１及びＰＢ３が形成される。このとき、制御部ＣＯＮＴは、円筒面４０ａに沿ったマスクＭの移動速度（周速度）に対する基板ＦＢの長さ方向への移動速度の比が、第一投影光学系の投影倍率（拡大倍率）と等しくなるように、保持部４０の回転速度と基板ＦＢの移動速度とを調整しつつ、駆動装置ＡＣＭ及び駆動装置ＡＣＦに当該動作を行わせる。

続いて、制御部ＣＯＮＴは、基板ＦＢの移動にともない露光領域ＰＢ１及びＰＢ３の＋Ｘ側端部が投影領域ＰＡ２及びＰＡ４と等しいＸ方向位置に到達したら、次に保持部４０の下流側（＋Ｘ側）において露光処理を行わせる。制御部ＣＯＮＴは、照明光学系ＩＬ２及びＩＬ４から露光光ＥＬＩをそれぞれパターンＰ２及びＰ４に照射させる。パターンＰ２及びＰ４を介した露光光ＥＬＩは、投影光学系ＰＬ２及びＰＬ４に入射する。このとき、図７に示すように、パターンＰ２及びパターンＰ４は、円筒面４０ａの＋Ｘ側に位置する第二領域ＭＡ２（すなわち、投影光学系ＰＬ２及びＰＬ４の視野領域）に配置された状態で露光光ＥＬＩが照射される。

投影光学系ＰＬ２及びＰＬ４を介した露光光ＥＬＩは、投影領域ＰＡ２及びＰＡ４に照射される。投影領域ＰＡ２及びＰＡ４には、パターンＰ２及びＰ４の拡大像がそれぞれ投影される。これによって、基板ＦＢのうちＹ方向に離れた２つの領域が、それぞれパターンＰ２の像及びＰ４の像によって＋Ｘ側から−Ｘ側へと順に露光され、Ｘ軸方向に沿った帯状の露光領域ＰＢ２，ＰＢ４が基板ＦＢに形成される。このとき、露光領域ＰＢ２の−Ｙ側の端部及び＋Ｙ側の端部は、それぞれ露光領域ＰＢ１の＋Ｙ側の端部及び露光領域ＰＢ３の−Ｙ側の端部に重なった状態で露光され、露光領域ＰＢ４の−Ｙ側の端部は、露光領域ＰＢ３の＋Ｙ側の端部に重なった状態で露光される。

本実施形態では、基板ＦＢ上には、投影領域ＰＡ１〜ＰＡ４に投影される単独の像のみによって露光される部分と、投影領域ＰＡ１に投影される像の一部と投影領域ＰＡ２に投影される像の一部とによって露光される部分と、投影領域ＰＡ２に投影される像の一部と投影領域ＰＡ３に投影される像の一部とによって露光される部分と、投影領域ＰＡ３に投影される像の一部と投影領域ＰＡ４に投影される像の一部とによって露光される部分と、が形成されることになる。このように露光動作を行うことにより、基板ＦＢ上には、パターンＰ１〜Ｐ４を短手方向に相互に連結したパターンの拡大像に対応する露光パターンＰｆが形成されることになる。

制御部ＣＯＮＴは、上記露光動作を行う際、保持部４０の回転速度及び基板ＦＢの搬送速度を調整することに加えて、図７に示すように、投影領域ＰＡ１及びＰ３から投影領域ＰＡ２及びＰ４までの基板ＦＢの搬送経路の経路長Ｄｐを経路調整装置ＡＤＪに調整させる。当該経路長Ｄｐは、投影領域ＰＡ１及びＰ３から投影領域ＰＡ２及びＰ４までのＸ方向に沿った間隔ＤＬとは必ずしも一致しない。経路調整装置ＡＤＪの移動部８５によって基板ＦＢの搬送経路が曲げられる場合には、経路長Ｄｐは間隔ＤＬよりも大きくなる。

制御部ＣＯＮＴは、パターンＰ１及びＰ３に露光光ＥＬＩが照射されるときの第一領域ＭＡ１とパターンＰ２及びＰ４に露光光ＥＬＩが照射されるときの第二領域ＭＡ２との間隔Ｄｍと、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の投影倍率βとに基づいて基板ＦＢの経路長Ｄｐを調整する。

具体的には、制御部ＣＯＮＴは、間隔Ｄｍと、投影倍率βと、経路長Ｄｐとが、Ｄｐ＝Ｄｍ×βの関係を満足するように当該経路長Ｄｐを調整する。ここで、間隔Ｄｍとは、マスクＭの回転進行方向に、第一領域ＭＡ１のうち円筒面４０ａの円周方向の中心から、第二領域ＭＡ２のうち円筒面４０ａの円周方向の中心までの円周方向に沿った距離である。
したがって、本実施形態では、円筒面４０ａの円周の半径をＲとすると、Ｄｍ＝πＲとなる。よって、制御部ＣＯＮＴは、Ｄｐ＝πＲ×βを満たすように経路長Ｄｐを調整する。
なお、Ｄｍ＝πＲが満足される場合に限定されず、一般には、間隔Ｄｍは、間隔Ｄｍに対応する円筒面４０ａの円弧の中心角φ（ラジアン）を用いてＤｍ＝φ×Ｒとなる。この場合、制御部ＣＯＮＴは、Ｄｐ＝φ×Ｒ×βを満たすように経路長Ｄｐを調整する。

基板ＦＢが搬送ローラー８３から搬送ローラー８４までの間でＸ方向に沿って直線状に搬送される場合、経路長Ｄｐは投影領域ＰＡ１及びＰＡ３と投影領域ＰＡ２及びＰＡ４との間隔ＤＬに等しくなる（Ｄｐ＝ＤＬ）。これに対して、間隔ＤＬ，Ｄｍ及び投影倍率βがＤＬ＝β×Ｄｍを満足する場合、制御部ＣＯＮＴは、駆動機構８６によって移動部８５を基板ＦＢから退避させ、搬送ローラー８３から搬送ローラー８４までの間で基板ＦＢを直線状に搬送させる状態を維持する。一方、間隔ＤＬ，Ｄｍ及び投影倍率βがＤＬ＜β×Ｄｍを満足する場合には、制御部ＣＯＮＴは、駆動機構８６により移動部８５を＋Ｚ側に移動させ、搬送ローラー８３から搬送ローラー８４までの間における基板ＦＢの搬送経路を迂回させることにより経路長Ｄｐを増大させ、Ｄｐ＝β×Ｄｍを満足させる。移動部８５の移動距離と、経路長Ｄｐの変化量との関係については、予め設計値として決定されるか、あるいは実験やシミュレーションなどによって求められる。制御部ＣＯＮＴは、その関係に基づいて最適な経路長Ｄｐとなるように移動部８５を移動させる。また、制御部ＣＯＮＴは、経路長Ｄｐを計測する不図示の計測装置の計測結果に基づいて、Ｄｐ＝β×Ｄｍが満足されるように移動部８５を移動させることもできる。

また、制御部ＣＯＮＴは、第一投影光学系（投影光学系ＰＬ１及びＰＬ３）が備える平行平板ガラスＨＶと、第二投影光学系（投影光学系ＰＬ２及びＰＬ４）が備える平行平板ガラスＨＶとの少なくとも一方を、図示しない駆動装置によって、それぞれ対応する軸線ＨＶａ回りに回転させることで、第一投影光学系によるパターンＰｍの像の投影位置（すなわち、第一投影領域）と第二投影光学系によるパターンＰｍの像の投影位置（すなわち、第二投影領域）の少なくとも一方をＸ方向に移動させ、経路長Ｄｐを変化させることができる。このため、制御部ＣＯＮＴは、経路調整装置として平行平板ガラスＨＶを用いて、Ｄｐ＝β×Ｄｍが満足されるように経路長Ｄｐを調整することができる。

さらに、制御部ＣＯＮＴは、経路調整装置ＡＤＪと平行平板ガラスＨＶとを併用して経路長Ｄｐを調整することもできる。この場合、制御部ＣＯＮＴは、例えば、経路調整装置ＡＤＪによって経路長Ｄｐの粗調整を行い、平行平板ガラスＨＶによって経路長Ｄｐの微調整をすることができる。

なお、平行平板ガラスＨＶの回転量と、経路長Ｄｐの変化量との関係については、予め設計値として決定されるか、あるいは実験やシミュレーションなどによって求められる。
制御部ＣＯＮＴは、その関係に基づいて所望の経路長Ｄｐとなるように平行平板ガラスＨＶを回転させることができる。また、制御部ＣＯＮＴは、経路長Ｄｐを計測する不図示の計測装置の計測結果に基づいて、平行平板ガラスＨＶを回転させることができる。

以上のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、基板搬送装置ＦＳＴが、第一投影領域（投影領域ＰＡ１及びＰＡ３）と第二投影領域（投影領域ＰＡ２及びＰＡ４）との間における基板ＦＢの搬送経路の経路長Ｄｐを調整する経路調整装置ＡＤＪを含むこととしたので、第一投影領域において基板ＦＢに転写されるパターンＰ１及びＰ３（ひいては、露光領域ＰＢ１及びＰＢ３）と、第二投影領域において基板ＦＢに転写されるパターンＰ２及びＰ４（ひいては、露光領域ＰＢ２及びＰＢ４）とを簡便に、かつ高精度に位置合わせすることができる。これにより、露光装置ＥＸは、帯状の基板ＦＢに表示素子等のデバイスを効率的に製造することができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記実施形態では、投影光学系ＰＬ（ＰＬ１〜ＰＬ４）として拡大光学系（β＞０）が用いられた例を説明したが、これに限られることは無く、例えば投影光学系ＰＬ（ＰＬ１〜ＰＬ４）として、等倍光学系（β＝１）が用いられた構成とすることができる。この場合、マスクＭに形成されるパターンＰｍは、図８に示すように、パターンＰ１〜Ｐ４が１つに接続された状態で形成されることになる。

また、上記実施形態では、マスクＭとして、照明装置ＩＵからの露光光ＥＬＩを反射する反射型のマスクＭを用いた構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば露光光ＥＬＩを透過する透過型のマスクを用いても構わない。また、上記実施形態では、円筒状の保持部４０に可撓性を有するシート状のマスクＭを取り付け可能に保持させる構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば円筒状のマスクＭの円筒外周面に直接パターンが形成されている構成のマスクを用いても構わない。

上記実施形態の露光装置ＥＸの光源としては、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＹＡＧレーザの第３高調波（波長３５５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）などを用いることができる。

また、前述した実施形態においては、有機ＥＬ表示素子を製造する場合を例に挙げて説明したが、もちろん、有機ＥＬ表示素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、例えば、液晶表示素子の製造に用いられる露光装置にも本発明を適用することができる。帯状の基板に表示素子等のデバイスを製造するために用いる露光装置であれば、本発明は、種々のデバイスの製造に用いることができる。

次に本発明の一実施形態による露光装置をリソグラフィー工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図９は、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する際の製造工程の一部を示すフローチャートである。まず、図９のステップＳ１０において、帯状の基板に金属膜が蒸着される。次のステップＳ１２において、その基板の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ１４において、露光装置ＥＸを用いて、マスクＭ上のパターンの像が投影装置ＰＵ（投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４）を介して、その基板の各ショット領域に順次露光転写される（転写工程）。

その後、ステップＳ１６において、その基板のフォトレジストの現像（現像工程）が行われた後、ステップＳ１８において、レジストパターンを介してその基板のエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、その基板の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く効率的に製造することができる。

また、露光装置ＥＸでは、帯状の基板に所定のパターン（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製造することもできる。以下、図１０のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図１０は、マイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造する際の製造工程の一部を示すフローチャートである。

図１０中のパターン形成工程Ｓ２０では、本実施形態の露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターンを感光性基板（例えば、レジストが塗布されたガラス製もしくはプラスティック製の基板）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。
その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レチクル剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ２２へ移行する。

次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ２２では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、又はＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ２２の後に、セル組み立て工程Ｓ２４が実行される。セル組み立て工程Ｓ２４では、パターン形成工程Ｓ２０にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形成工程Ｓ２２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。

セル組み立て工程Ｓ２４では、例えば、パターン形成工程Ｓ２０にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ２２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、モジュール組立工程Ｓ２６にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各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、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く効率的に製造することができる。

ＦＰＡ…基板処理装置 ＦＢ…基板 ＣＯＮＴ…制御部 ＥＸ…露光装置 Ｍ…マスク ＭＳＴ…マスク移動装置 ＰＵ…投影装置 ＰＬ（ＰＬ１〜ＰＬ４）…投影光学系 ＦＳＴ…基板搬送装置 ＥＬＩ…露光光 Ｐｍ（Ｐ１〜Ｐ４）…パターン ＰＡ（ＰＡ１〜ＰＡ４）…投影領域 ＡＤＪ…経路調整装置 ＤＬ…間隔 Ｄｐ…経路長 Ｄｍ…間隔
β…投影倍率 ＬＳ…レンズ ＬＨ…レンズホルダ １０…処理装置 ８１…第一ステージ ８２…第二ステージ ８５…移動部 ８６…駆動機構 １８０…ステージ機構

Claims (11)

1. 所定の円筒面に沿ってパターンを有するマスクを前記円筒面の円周方向に回転させつつ前記パターンを基板に転写する露光装置であって、
   前記パターンのうち前記円筒面の第一領域に位置する第一部分パターンの像を第一投影領域に投影する第一投影光学系と、
   前記パターンのうち前記第一領域から前記円周方向に沿って間隔を置いた第二領域に位置する第二部分パターンの像を、前記第一投影領域と異なる第二投影領域に投影する第二投影光学系と、
   前記マスクの前記円周方向への回転に同期して、前記第一投影領域及び前記第二投影領域を経由するように前記基板を搬送する基板搬送装置と、を備え、
   前記搬送装置は、前記円筒面の円周方向に沿った前記第一領域と前記第二領域との間隔と、前記第一投影光学系及び前記第二投影光学系の投影倍率とに基づいて、前記第一投影領域と前記第二投影領域との間における前記基板の搬送経路の経路長を調整する経路調整装置を含む
   露光装置。
2. 前記経路調整装置は、前記円筒面の円周方向に沿った前記第一領域と前記第二領域との間隔をＤｍ、前記第一投影光学系及び前記第二投影光学系の投影倍率をβ、前記第一投影領域と前記第二投影領域との間における前記経路長をＤｐとしたとき、Ｄｐ＝Ｄｍ×βの関係を満足するように前記経路長を調整する
   請求項１に記載の露光装置。
3. 前記経路調整装置は、前記第一投影領域と前記第二投影領域との間隔に基づいて前記経路長を調整する
   請求項２に記載の露光装置。
4. 前記経路調整装置は、前記基板を支持して前記基板の表面に交差する方向に移動可能な移動部を有する
   請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記移動部は、円筒状に形成され、円周方向に回転可能に設けられ、前記基板の搬送方向に回転するように配置されている
   請求項４に記載の露光装置。
6. 前記第一投影光学系は、複数の第一単位光学系を含み、
   前記第一投影領域は、複数の前記第一単位光学系による複数の第一単位領域を含み、
   複数の前記第一単位光学系は、複数の前記第一単位領域が前記基板の搬送方向に交差する方向に並ぶように配置されている
   請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の露光装置。
7. 前記第二投影光学系は、複数の第二単位光学系を含み、
   前記第二投影領域は、複数の前記第二単位光学系による複数の第二単位領域を含み、
   複数の前記第二単位光学系は、複数の前記第二単位領域が前記基板の搬送方向に交差する方向に並ぶように配置されている
   請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の露光装置。
8. 前記第一投影光学系は、複数の第一単位光学系を含み、
   前記第一投影領域は、複数の前記第一単位光学系による複数の第一単位領域を含み、
   前記第二投影光学系は、複数の第二単位光学系を含み、
   前記第二投影領域は、複数の前記第二単位光学系による複数の第二単位領域を含み、
   複数の前記第一単位光学系及び複数の前記第二単位光学系は、前記第一単位領域と前記第二単位領域とが前記基板の搬送方向に交差する方向に交互に並ぶように配置されている
   請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の露光装置。
9. 複数の前記第一単位光学系及び複数の前記第二単位光学系は、前記基板の搬送方向に交差する方向において前記第一単位領域と前記第二単位領域との位置が一部重なるように配置されている
   請求項８に記載の露光装置。
10. 帯状の基板を処理する基板処理装置であって、
    前記基板を該基板の長手方向に搬送する基板搬送部と、
    前記基板搬送部による前記基板の搬送経路に沿って設けられ、該搬送経路に沿って搬送される前記基板を処理する基板処理部と、を備え、
    前記基板処理部は、前記基板にパターンを転写する請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の露光装置を有する
    基板処理装置。
11. 基板を処理してデバイスを製造するデバイス製造方法であって、
    請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の露光装置を用いて、前記基板にパターンを転写することと、
    前記パターンが転写された前記基板を該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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