JP6746092B2 - 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

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、物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光装置、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、及び前記露光装置を用いた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等（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（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。

この種の露光装置としては、露光対象の基板と同等の面積の基板載置面を有する基板ホルダ上に基板を載置することにより、基板の平面矯正（撓みの抑制）を行う基板ステージ装置を有するものが知られている。

近年の基板の大型化に伴い、基板ホルダも大型化して重くなり、基板の位置制御が困難になる傾向がある。

米国特許出願公開第２０１０／０２６６９６１号明細書

本発明の第１の態様によれば、照明光に対して物体を走査方向へ相対移動させて、前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光装置であって、前記複数の領域のうち第１領域を支持する第１支持部材と、前記走査露光された前記第１領域に対する前記第１支持部材の支持が解除された前記物体を支持する第２支持部材と、前記物体を支持する前記第２支持部材を、前記第２支持部材の支持面と前記走査方向とに交差する交差方向に関して、前記第１支持部材に対して相対移動させる駆動部と、前記走査方向に関して前記第１領域と位置が異なる前記物体の第２領域が前記第１支持部材と対向するよう、前記駆動部により前記交差方向へ移動され前記物体を支持する前記第２支持部材に対して前記第１支持部材を前記走査方向へ相対移動させる駆動系と、を備え、前記駆動部は、前記第２領域と対向する位置へ移動された前記第１支持部材に対して、前記物体を支持する前記第２支持部材を前記交差方向へ移動させ、前記駆動系は、前記交差方向へ移動された物体のうち前記第２領域を支持した前記第１支持部材を、前記走査方向と前記交差方向とに交差する非走査方向へ移動させる露光装置が、提供される。

本発明の第２の態様によれば、第１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。

本発明の第３の態様によれば、第１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。

一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の液晶露光装置が備える基板ステージ装置の平面図である。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その１）であり、図３（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図３（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その２）であり、図４（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図４（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その３）であり、図５（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図５（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その４）であり、図６（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図６（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その５）であり、図７（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図７（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その６）であり、図８（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図８（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その７）であり、図９（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図９（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その８）であり、図１０（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図１０（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その９）であり、図１１（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図１１（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その１０）であり、図１２（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図１２（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その１１）であり、図１３（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図１３（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その１２）であり、図１４（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図１４（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、液晶露光装置の動作を説明するための図（その１３）であり、図１５（Ａ）は、基板ステージ装置の平面図、図１５（Ｂ）は、基板ステージ装置の断面図である。 図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、第１の変形例に係る基板ステージ装置の一部を示す図である。 第２の変形例に係る基板ステージ装置を示す図である。

以下、一実施形態について、図１〜図１５（Ｂ）を用いて説明する。

図１には、一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、いわゆるスキャナである。

液晶露光装置１０は、照明系１２、回路パターン等のパターンが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ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。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に関する位置をそれぞれＸ位置、Ｙ位置、及びＺ位置として説明を行う。

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、図示しない光源（例えば、水銀ランプ）から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスク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、光透過型のマスクＭを保持している。マスクステージ１４は、例えばリニアモータ（不図示）を介してマスクＭを照明系１２（照明光ＩＬ）に対してＸ軸方向（スキャン方向）に所定の長ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に微少駆動する。マスクＭの水平面内の位置情報は、例えばレーザ干渉計を含むマスクステージ位置計測系（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型の投影光学系であり、例えば正立正像を形成する両側テレセントリックな複数の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によって所定の照明領域内に位置するマスクＭ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のパターンの投影像（部分的なパターンの像）が、基板Ｐ上の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（マスクＭの走査範囲に対応するパターン全体）が転写される。ここで、マスクＭ上の照明領域と基板Ｐ上の露光領域（照明光の照射領域）とは、投影光学系１６によって互いに光学的に共役な関係になっている。

基板ステージ装置２０は、Ｙステップガイド２２、キャリッジ２４、基板テーブル２６、基板ホルダ３０、及び複数のリフトビーム３４を備えている。

Ｙステップガイド２２は、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面矩形の部材から成る。Ｙステップガイド２２は、不図示のベースフレーム等を介してクリーンルームの床１１上に配置されている。基板ステージ装置２０は、不図示であるが、Ｙステップガイド２２をＹ軸方向に所定のストロークで駆動するための駆動系（例えばリニアモータ、送りネジ装置などを含む）、Ｙステップガイド２２のＹ軸方向の位置情報を求めるための計測系（例えばリニアエンコーダ、光干渉計などを含む）を備えている。

キャリッジ２４は、ＹＺ断面逆Ｕ字状の部材から成り、一対の対向面間に上記Ｙステップガイド２２が挿入されている。キャリッジ２４は、例えば機械的なリニアガイド装置を介してＹステップガイド２２に沿ってＸ軸方向に直進案内される。また、不図示であるが、基板ステージ装置２０は、Ｙステップガイド２２に沿ってキャリッジ２４をＸ軸方向に所定のストロークで駆動するための駆動系（例えばリニアモータ、送りネジ装置などを含む）、キャリッジ２４のＸ軸方向の位置情報を求めるための計測系（例えばリニアエンコーダ、光干渉計などを含む）を備えている。

基板テーブル２６は、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の板状部材から成り（図２参照）、キャリッジ２４に下方から支持されている。キャリッジ２４と基板テーブル２６とは、ＸＹ平面に平行な方向に関して、一体的に移動可能とされている。キャリッジ２４と基板テーブル２６との間には、不図示であるが、キャリッジ２４に対して基板テーブル２６をＺ軸、θｘ方向、及びθｙ方向（以下、まとめてＺ・チルト方向と称する）に微小駆動するためのＺ・チルト駆動装置が挿入されている。なお、基板ＰのＺ・チルト位置制御を行う必要がない場合、キャリッジ２４と基板テーブル２６とは、Ｘ軸、及びＹ軸方向にのみ一体的に移動可能となるように互いに固定されていても良い。

図２に示されるように、基板テーブル２６の幅（Ｙ軸）方向の寸法は、基板Ｐの幅方向寸法と同程度に設定されている。基板テーブル２６の長手（Ｘ軸）方向の寸法は、基板Ｐの長手方向寸法よりも幾分長く設定されている。基板テーブル２６の上面には、Ｘ軸方向に延びるＸリニアガイド２８ａが、Ｙ軸方向に所定間隔で、複数（例えば４本）固定されている。また、基板テーブル２６の上面における−Ｘ側の端部近傍には、Ｘミラーベース３７ｘ（図２では不図示。図１参照）を介してＸバーミラー３８ｘが固定されている。Ｘバーミラー３８ｘは、Ｙ軸に平行に延びる棒状の部材から成り、−Ｘ側の面に反射面が形成されている。また、基板テーブル２６の−Ｙ側の端部近傍には、Ｙミラーベース３７ｙを介してＹバーミラー３８ｙ（それぞれ図１では不図示）が固定されている。Ｙバーミラー３８ｙは、Ｘ軸に平行に延びる棒状の部材から成り、−Ｙ側の面に反射面が形成されている。

基板テーブル２６のＸ軸方向の位置情報は、不図示のＸレーザ干渉計により、上記Ｘバーミラー３８ｘを用いて求められる。また、基板テーブル２６のＹ軸方向の位置情報は、不図示のＹレーザ干渉計により、上記Ｙバーミラー３８ｙを用いて求められる。Ｘレーザ干渉計、及び／又はＹレーザ干渉計は、ＸＹ平面内で複数の測長ビームを対応するバーミラーに照射するようになっており、該Ｘレーザ干渉計、及び／又はＹレーザ干渉計により、基板テーブル２６のθｚ方向の回転量情報が求められる。Ｘレーザ干渉計、及び／又はＹレーザ干渉計の出力は、不図示の主制御装置に供給され、該主制御装置は、上記Ｘレーザ干渉計、及び／又はＹレーザ干渉計の出力に基づいて、基板テーブル２６のＸＹ平面内の位置を制御する。

第１の支持部材としての基板ホルダ３０は、平面視でＹ軸方向を長手方向とする矩形の板状部材から成り、基板テーブル２６の上方に配置されてる。基板ホルダ３０の長手（Ｙ軸）方向の寸法は、基板テーブル２６（すなわち基板Ｐ）の幅（Ｙ軸）方向寸法と同程度に設定されている。基板ホルダ３０の幅（Ｘ軸）方向の寸法は、基板Ｐの長手（Ｘ軸）方向寸法の半分程度に設定されている。

基板ホルダ３０の上面は、基板Ｐを支持するための支持面として、平面度が非常に高く仕上げられており、具体的には、平面度が数マイクロメートルから数十マイクロメートル程度に設定されている。基板ホルダ３０の下面には、上記複数のＸリニアガイド２８ａに低摩擦でスライド自在に係合するＸスライド部材２８ｂが複数（１本のＸリニアガイド２８ａに対して、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば３つ）固定されている。上記Ｘリニアガイド２８ａと、対応する複数のＸスライド部材２８ｂとは、例えば米国特許第６，７６１，４８２号明細書に開示されるような機械的なＸリニアガイド装置２８を構成しており、基板ホルダ３０は、複数のＸリニアガイド装置２８の作用により基板テーブル２６上でＸ軸方向に直進案内されるとともに、基板テーブル２６に対するＹ軸方向の相対移動が制限される。

基板ホルダ３０は、不図示のＸアクチュエータにより、基板テーブル２６に対してＸ軸方向に駆動される。Ｘアクチュエータの種類は、特に限定されず、例えば送りネジ駆動装置、ベルト駆動装置、リニアモータなどを用いることができる。基板ホルダ３０のＸ位置情報は、例えば基板テーブル２６に固定されたスケールと基板ホルダ３０に固定された読み取りセンサ（ヘッド）とにより構成されるＸリニアエンコーダにより求められる。

ここで、基板ホルダ３０は、基板テーブル２６上において、基板テーブル２６の中心よりも−Ｘ側の位置である第１の位置（例えば、図２参照）と、基板テーブル２６の中心よりも＋Ｘ側の位置である第２の位置（例えば、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）参照）との２つの位置の間で駆動される。基板ホルダ３０は、第１の位置に配置された状態では、基板Ｐの中央よりも−Ｘ側の半分の領域（以下、第１の領域と称する）を下方から支持し、第２の位置に配置された状態では、基板Ｐの中央よりも＋Ｘ側の半分の領域（以下、第２の領域と称する）を下方から支持することができる。

基板ホルダ３０の上面には、微小な孔部（不図示）が複数形成されている。また、基板ホルダ３０には、不図示のバキューム装置が接続されている。基板ホルダ３０は、上記微小な孔部を介して、バキューム装置から供給される真空吸引力により、基板Ｐの第１及び第２の領域の一方を選択的に吸着保持することができるようになっている。これにより、基板ホルダ３０は、基板Ｐの撓みを強制的に除去（平面矯正）して平面度良く保持する。

また、基板ホルダ３０の上面には、Ｘ軸方向に延びるＸ溝３２がＹ軸方向に所定間隔で複数（例えば４本）形成されている。Ｘ溝３２は、基板ホルダ３０の＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部（側面）に開口して形成されている。Ｘ溝３２の溝幅は、基板ホルダ３０による基板Ｐの平面矯正機能を損なうことのない程度に設定されており、本実施形態では、例えば、約２０ミリメートル程度に設定されている。また、Ｘ溝３２の深さは、該Ｘ溝３２により基板ホルダ３０の剛性が低下しないような（剛性の低下に起因して基板ホルダ３０の表面の平面度が低下しないような）深さに設定されており、例えば約２０ミリメートル程度に設定されている。

第２の支持部材としてのリフトビーム３４は、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面矩形の中空の棒状部材から成る。本実施形態では、リフトビーム３４は、例えば４本のＸ溝３２に対応して、Ｙ軸方向に所定間隔で、例えば４本設けられている。リフトビーム３４の長手（Ｘ軸）方向の寸法は、基板Ｐの長手（Ｘ軸）方向寸法よりも幾分長く設定されている。基板ホルダ３０が第１の位置に配置された状態では、Ｘ溝３２内には、リフトビーム３４の中央よりも−Ｘ側の領域（ただし−Ｘ側の端部近傍を除く）が収容され（図２参照）、基板ホルダ３０が第２の位置に配置された状態では、Ｘ溝３２内には、リフトビーム３４の中央よりも＋Ｘ側の領域（ただし＋Ｘ側の端部近傍を除く）が収容される（図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）参照）。

複数のリフトビーム３４それぞれの上面は、基板Ｐを支持するための支持面として、微小な孔部（不図示）が複数形成されている。また、複数のリフトビーム３４それぞれには、不図示のバキューム装置が接続されている。複数のリフトビーム３４それぞれは、上記微小な孔部を介して、バキューム装置から供給される真空吸引力により、基板Ｐを下方から吸着保持することができるようになっている。

リフトビーム３４は、一対のＺアクチュエータ３６よりＺ軸方向に所定のストロークで駆動される。一対のＺアクチュエータ３６は、基板テーブル２６に固定されており、一方がリフトビーム３４の＋Ｘ側の端部近傍を、他方がリフトビーム３４の−Ｘ側の端部近傍を、それぞれ下方から支持している（リフトビーム３４が一対のＺアクチュエータ３６間に架設されている）。Ｚアクチュエータ３６の種類は、特に限定されないが、少なくとも互いに異なる４箇所でリフトビーム３４のＺ位置を位置決めできることが好ましく、例えばカム装置、リンク装置、エアアクチュエータなどを用いることができる。

不図示の主制御装置は、一対のＺアクチュエータ３６を同期制御することにより、リフトビーム３４を、リフトビーム３４の上面のＺ位置と基板ホルダ３０の上面のＺ位置とがほぼ一致した位置（以下、面一位置と称する）、リフトビーム３４の上面が基板ホルダ３０の上面よりも幾分（微少量）−Ｚ側となる（低くなる）位置（リフトビーム３４の全体がＸ溝３２内に収容された状態。以下、収容位置と称する。図３（Ｂ）参照）、リフトビーム３４の上半部が基板ホルダ３０の上面よりも＋Ｚ側に突き出した位置（以下、突出位置と称する。図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）参照）、及びリフトビーム３４の下面と基板ホルダ３０の上面との間に所定の（後述する基板ローダ９０のフォークハンド９２が挿入可能となる程度）のクリアランスが形成された位置（以下、交換位置と称する。図４（Ｂ）参照）の間で適宜駆動する。

上記収容位置において、リフトビーム３４と基板ホルダ３０のＸ溝３２を規定する壁面との間に所定のクリアランスが形成される（リフトビーム３４と基板ホルダ３０とが接触しない）ように、リフトビーム３４の太さ、Ｘ溝３２の幅、及び深さがそれぞれ設定されている。なお、本実施形態では、複数のリフトビーム３４それぞれが一対のＺアクチュエータ３６により個別にＺ軸方向に駆動される構成となっているが、複数のリフトビーム３４は、同期してＺ軸方向に駆動されることから、例えば複数のリフトビーム３４それぞれを所定のベース部材上に搭載し、該ベース部材をＺアクチュエータにより上下動させても良い。

上述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、基板ローダ９０によって、基板ステージ装置２０（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。

次に、基板ステージ装置２０に対する基板Ｐの搬入動作、及び露光動作時における基板ステージ装置２０の動作の一例を、図３（Ａ）〜図１５（Ｂ）を用いて説明する。なお、以下の説明では、１枚の基板Ｐ上に４つのショット領域が設定された場合（いわゆる４面取りの場合）を説明するが、１枚の基板Ｐ上に設定されるショット領域の数、及び配置は、適宜変更可能である。以下説明する基板搬入動作、及び基板露光動作は、不図示の主制御装置による管理の下に行われる。

基板ステージ装置２０への基板の搬入（及び搬出）は、基板ローダ９０により行われる。基板ローダ９０の構成は、特に限定されないが、図２に示されるように、例えば米国特許第７，９０５，６９９号明細書の開示されるようなフォーク状の部材（以下、フォークハンド９２と称する）を有している。基板ローダ９０は、基板ステージ装置２０などを収容するチャンバ（不図示）の外部に配置され、チャンバに形成された開口部を介して基板ステージ装置２０に対する基板Ｐの受け渡し動作を行う。したがって、本実施形態において、基板ローダ９０は、液晶露光装置１０を構成する装置ではないが、これに限られず、基板ローダ９０を含めて液晶露光装置１０が構成されても良い。なお、基板ステージ装置２０に対する基板Ｐの搬入、及び搬出を行うための装置の構成は、特に限定されない。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、基板ローダ９０が露光予定の基板Ｐを液晶露光装置１０の外部から基板ステージ装置２０の上方に搬送している途中の状態が示されている。基板ステージ装置２０において、基板テーブル２６は、所定の基板交換位置に位置決めされている。基板交換位置において、フォークハンド９２のＹ位置と複数のリフトビーム３４のＹ位置とが重ならないように、フォークハンド９２が位置決めされている。また、基板ステージ装置２０において、基板ホルダ３０は、基板テーブル２６の中央よりも−Ｘ側の第１の位置に位置しており、複数のリフトビーム３４は、基板ホルダ３０のＸ溝３２内に収容された収容位置に配置されている。なお、図３（Ｂ）では、照明光ＩＬの光路を説明するために照明光ＩＬが便宜的に図示されているが、実際には基板搬入時に照明光ＩＬは照射されない（特に説明する場合を除き、他の図面も同様）。

基板ローダ９０のフォークハンド９２は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示される、所定の基板受け渡し位置に位置決めされる。基板受け渡し位置とは、基板Ｐの第１の領域（第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２（それぞれ図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では不図示。図９（Ａ）参照）が設定された領域）に対して基板ホルダ３０が上下方向に重なる（Ｘ位置及びＹ位置がほぼ一致する）位置である。そして、基板Ｐが基板受け渡し位置に位置決めされると、基板ステージ装置２０では、図４（Ｂ）に示されるように、複数のリフトビーム３４が対応する一対のＺアクチュエータ３６により、収容位置から交換位置に向けて＋Ｚ方向に駆動される。複数のリフトビーム３４は、収容位置から交換位置に移動する際、基板Ｐの下面を押圧する。基板ローダ９０では、フォークハンド９２による基板Ｐの吸着保持が解除されており、これにより、基板Ｐとフォークハンド９２とが離間する。

基板Ｐとフォークハンド９２とが離間すると、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、フォークハンド９２が＋Ｘ方向に駆動され、液晶露光装置１０のチャンバ（不図示）内から退出する。基板Ｐは、複数のリフトビーム３４により下方から支持されている。なお、図５（Ａ）では、投影光学系１６（図５（Ｂ）参照）のＸＹ平面内での位置を説明するために露光領域ＩＡが便宜的に図示されているが、実際には露光動作時を除き露光領域ＩＡは形成されない（特に説明する場合を除き、他の図面も同様）。次いで、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されるように、複数のリフトビーム３４が対応する一対のＺアクチュエータ３６により−Ｚ方向に駆動される。この際、不図示であるが、複数のリフトビーム３４は、最初に面一位置で停止される。これにより、基板Ｐの下面と基板ホルダ３０の上面とが当接し、基板Ｐが基板ホルダ３０及び複数のリフトビーム３４に下方から支持される。基板ホルダ３０は、基板Ｐの第１の領域を吸着保持し、これにより、基板Ｐの第１の領域が基板ホルダ３０の上面に沿って平面矯正される。

次に、複数のリフトビーム３４は、基板Ｐの吸着保持を解除した後、図６（Ｂ）に示されるように、面一位置からさらに下降駆動され、収容位置に位置される。収容位置において、複数のリフトビーム３４の上面は、基板ホルダ３０の上面よりも下方（−Ｚ側）に位置するので、複数のリフトビーム３４と基板Ｐとが離間する。このとき、複数のリフトビーム３４の一部は、真空吸引によって基板Ｐを弱い力で吸着していても良い（ただし、基板Ｐの平面度を損なうおそれがある場合には、リフトビーム３４による基板Ｐの吸着は行わないほうが良い）。

基板ホルダ３０が基板Ｐを吸着保持すると、不図示の主制御装置は、基板Ｐの正規の位置へのおおまかな位置決め（位置修正）動作であるプリアライメント動作を行なう。プリアライメント動作は、複数の接触式あるいは非接触式センサ（不図示）を用いて基板ステージ装置２０（基板テーブル２６）に対する基板Ｐの位置（姿勢）を検出し、該検出結果に基づいて、基板テーブル２６を移動（θz回転を含む）させることにより行われる。また、プリアライメント動作が終了すると、不図示の主制御装置は、基板Ｐ上に形成された基準マークの位置検出動作であるファインアライメント動作を行う。ファインアライメント動作は、基板テーブル２６を図６（Ａ）及び図６（Ｂ）よりも−Ｘ側の位置に位置させて行われる。

上記プリアライメント動作、及びファインアライメント動作が完了すると、基板ステージ装置２０では、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、キャリッジ２４及び基板テーブル２６（基板ホルダ３０及び基板Ｐ）が一体的に投影光学系１６に対して−Ｘ方向に駆動（加速、等速駆動、及び減速）される。基板Ｐが投影光学系１６に対して等速駆動される際、投影光学系１６からは基板Ｐに対して照明光ＩＬが照射され、これにより、基板Ｐ上の−Ｘ側且つ−Ｙ側に設定された第１ショット領域Ｓ１にマスクパターンが転写される。この際、上記ファインアライメント動作の結果に基づいて、基板Ｐ（基板テーブル２６）が、最大で６自由度方向に適宜微小駆動される。なお、基板ステージ装置２０では、ファインアライメント動作が完了した後、基板Ｐに対して照明光ＩＬが照射され始めるまでに、キャリッジ２４及び基板テーブル２６をファインアライメント動作が完了した位置に対応して適宜Ｙ方向に駆動させるようにしてもよい。

第１ショット領域Ｓ１への露光動作が終了すると、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示されるように、第１ショット領域Ｓ１の＋Ｙ側に設定された第２ショット領域への露光動作のために、Ｙステップガイド２２が投影光学系１６に対して基板Ｐの幅方向寸法の半分程度のストロークで−Ｙ方向に駆動される。これにより、キャリッジ２４、基板テーブル２６（基板ホルダ３０及び基板Ｐ）が一体的に−Ｙ方向に駆動（Ｙステップ駆動）される。この際、基板ホルダ３０は、基板Ｐを吸着保持した状態が維持され、また、Ｘ位置も変化しない。

次いで、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されるように、キャリッジ２４及び基板テーブル２６（基板ホルダ３０及び基板Ｐ）が一体的に投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対して＋Ｘ方向に駆動（加速、等速駆動、及び減速）され、これにより、第２ショット領域Ｓ２にマスクパターンが転写される。

第２ショット領域Ｓ２に対する露光動作が終了すると、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、複数のリフトビーム３４が対応する一対のＺアクチュエータ３６により＋Ｚ方向に駆動され、収容位置から突出位置に位置される。リフトビーム３４が突出位置に移動する際、基板ホルダ３０による基板Ｐの吸着保持が解除され、基板Ｐが複数のリフトビーム３４により下方から押圧されることにより、基板Ｐの下面と基板ホルダ３０の上面とが離間する。複数のリフトビーム３４は、基板Ｐが複数のリフトビーム３４上でＸ、Ｙ、θｚ方向に移動しないように、基板ホルダ３０による基板Ｐの吸着保持が解除される前に（基板ホルダ３０に代わって）基板Ｐを吸着保持する。

基板Ｐの下面と基板ホルダ３０の上面とが離間すると、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、基板ホルダ３０が基板テーブル２６に対して＋Ｘ方向に駆動され（図中の白矢印参照）、第１の位置から第２の位置に位置される。基板ホルダ３０は、第２の位置に位置決めされた状態で、基板Ｐの中央から＋Ｘ側の領域である第２の領域の下方に配置される。また、上記基板ホルダ３０の第２位置への移動動作と並行（基板ホルダ３０の移動前、又は移動後でも良い）して、第２ショット領域Ｓ２の＋Ｘ側に設定された第３ショット領域の露光動作準備のために、基板テーブル２６が−Ｘ方向に駆動（Ｘステップ駆動（図中の黒矢印参照））される。

基板ホルダ３０が第２の位置に位置決めされると、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、複数のリフトビーム３４が対応する一対のＺアクチュエータ３６により−Ｚ方向に駆動され、突出位置から収容位置に位置される。この際、上述した基板Ｐの搬入動作時（図６（Ｂ）参照）と同様に、複数のリフトビーム３４が面一位置で停止した状態で、基板ホルダ３０による基板Ｐの吸着保持が行われ、その後に複数のリフトビーム３４は収容位置に駆動される。これにより、基板Ｐが複数のリフトビーム３４から基板ホルダ３０に受け渡される。基板ホルダ３０は、基板Ｐの第２の領域を吸着保持する。以上説明した、複数のリフトビーム３４の上下動動作、基板ホルダ３０のＸ軸方向への移動動作、及び基板ホルダ３０及び複数のリフトビーム３４による基板Ｐの吸着保持及び解除動作を含み、基板Ｐの基板ホルダ３０に吸着保持される領域を変更する動作を、基板ホルダ３０による基板Ｐの持ち替え動作と称する。

基板Ｐの第２の領域が基板ホルダ３０に吸着保持されると、不図示であるが、上述した基板Ｐの第１の領域が基板ホルダ３０に吸着保持されたときと同様に、ファインアライメント動作が行われ、この後に、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示されるように、キャリッジ２４及び基板テーブル２６（基板ホルダ３０及び基板Ｐ）が一体的に投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対して−Ｘ方向に駆動（加速、等速駆動、及び減速）され、これにより、第３ショット領域Ｓ３にマスクパターンが転写される。すなわち、基板ホルダ３０による基板Ｐの持ち替え動作が行われた後、ファインアライメント動作が行われるのに対し、プリアライメント動作は、行われない。

この後、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示されるように、Ｙステップガイド２２が投影光学系１６に対して基板Ｐの幅方向寸法の半分程度のストロークで＋Ｙ方向に駆動（Ｙステップ駆動）されるとともに、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるように、キャリッジ２４及び基板テーブル２６（基板ホルダ３０及び基板Ｐ）が一体的に投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対して＋Ｘ方向に駆動（加速、等速駆動、及び減速）され、これにより、第１ショット領域Ｓ１の＋Ｘ側に設定された第４ショット領域Ｓ４にマスクパターンが転写される。

第４ショット領域Ｓ４の露光動作が終了すると、不図示であるが、基板テーブル２６が基板交換位置まで駆動され、該基板交換位置において露光済みの基板Ｐの搬出動作、及び別の基板（不図示）の搬入動作が行われる（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の状態に戻る）。

以上説明した液晶露光装置１０によれば、基板ステージ装置２０は、基板Ｐの面積よりも狭い基板保持面を有する基板ホルダ３０を用いて基板Ｐを平面矯正するので、基板Ｐと同程度の面積の基板保持面を有する基板ホルダを用いて基板を平面矯正する従来の基板ステージ装置に比べて、基板ホルダ３０を小型化、軽量化することができる。これにより、基板Ｐの位置制御性が向上する。また、基板ホルダ３０の加工も容易となり、コストダウンが可能となる。

また、基板ホルダ３０による基板Ｐの持ち替え動作時において、複数のリフトビーム３４により下方から支持された基板Ｐの下方で基板ホルダ３０を移動させるので、基板Ｐの基板テーブル２６に対する水平面内の相対位置（Ｘ、Ｙ、θｚ方向の相対位置）が変化しない。したがって、上記基板Ｐの持ち替え動作を行っても、再度プリアライメント動作を行う必要がなく、効率が良い。

なお、上記実施形態に係る液晶露光装置１０の構成は、適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態では、基板Ｐの搬入動作、並びに基板ホルダ３０が基板Ｐの持ち替え動作を行う際、複数のリフトビーム３４は、基板Ｐを基板ホルダ３０に受け渡した後（図６（Ｂ）及び図１２（Ｂ）参照）、基板Ｐを吸着保持したままでも良いことを説明した。これは、複数のリフトビーム３４が基板Ｐの吸着動作、及び吸着解除動作を繰り返すことに起因して基板処理の時間が長くなる、あるいは基板Ｐの位置ずれが生ずることを避けるためであるが、収容位置に位置した複数のリフトビーム３４に基板Ｐを吸着保持させたままであると、基板Ｐの平面度が損なわれる可能性がある。

これに対し、図１６（Ａ）に一部が示される第１の変形例に係る基板ステージ装置２０ａは、上記実施形態と比べて構成が異なるＺアクチュエータ４０を用いて、上記問題を回避している。具体的に説明すると、図１６（Ａ）に示されるように、Ｚアクチュエータ４０は、基板テーブル２６（図１６（Ａ）では不図示。図１など参照）に固定された駆動部４２、駆動部４２によりＺ軸方向に駆動されるＺ軸方向に延びるシャフト４４、下方に開口した有底の筒状に形成され、内径側にシャフト４４の先端が挿入されたスライド部４６、及び、内径側にシャフト４４が挿通された圧縮コイルばね４８を有している。スライド部４６は、リフトビーム３４の下面に固定されており、リフトビーム３４と一体的にシャフト４４に対してＺ軸方向に移動自在となっている。圧縮コイルばね４８は、シャフト４４の長手方向中間部に設けられたフランジ４４ａ上に載置され、スライド部４６を下方から支持している。圧縮コイルばね４８は、リフトビーム３４に該リフトビーム３４の重量とほぼ同じ鉛直方向上向きの力を付与し、リフトビーム３４の自重をキャンセルしている。

Ｚアクチュエータ４０では、リフトビーム３４を用いて基板Ｐを基板ホルダ３０の上面から離間させる（基板Ｐを持ち上げる）際、リフトビーム３４及び基板Ｐの荷重が圧縮コイルばね４８に作用する。これにより、圧縮コイルばね４８が縮んで、図１６（Ｂ）に示されるように、シャフト４４の先端とスライド部４６とが接触し、駆動部４２がシャフト４４を介してリフトビーム３４及び基板Ｐを直接上下動させることができる。これに対し、図１６（Ａ）に示されるように、基板Ｐが基板ホルダ３０上に載置された場合には、圧縮コイルばね４８に作用する負荷が減るため、シャフト４４の先端とスライド部４６の天井面とが離間する。従って、リフトビーム３４が基板Ｐを吸着したままの状態で、該リフトビーム３４を面一位置に位置させることができ、基板ホルダ３０によって平面矯正された基板Ｐの平面度を損なわない。このため、基板ホルダ３０が基板Ｐを吸着保持した後もリフトビーム３４による基板Ｐの基板吸着を解除する必要がなく、基板処理タクトを悪化させない。また、シャフト４４とスライド部４６とは、Ｚ軸方向にのみ分離する構造なので、基板Ｐが基板ホルダ３０の上面から離間させる際、あるいは接触させる際に該基板Ｐの水平方向位置が大きくずれるおそれがない。また、リフトビーム３４の高さ位置決めもラフで良い。なお、上記第１の変形例に係るＺアクチュエータ４０は、圧縮コイルばね４８を用いてリフトビーム３４の自重を支持する構成であったが、基板Ｐの撓み剛性に比べてリフトビーム３４が十分に軽ければ（基板Ｐにリフトビーム３４が吸着された状態で基板Ｐの平面度悪化が起こらなければ）圧縮コイルばね４８は、設けなくても良い。

また、上記実施形態（図２参照）における基板ホルダ３０は、基板Ｐを真空吸着することにより、基板ホルダ３０の表面に沿って基板Ｐの平面矯正を行う構成であったが、これに限られず、例えば図１７に示される第２の変形例に係る基板ステージ装置２０ｂのように、基板ホルダ３０ｂの上面に形成された複数の微小な孔部（不図示）の一部から加圧気体（例えば、空気）を基板Ｐの下面に対して噴出するとともに、上記複数の孔部の他部から真空吸引を行なうことにより、基板Ｐと基板ホルダ３０ｂの上面との間に気体膜を形成し、該気体膜を介して非接触で基板Ｐを平面矯正しても良い。この場合、リフトビーム３４の一部に基板Ｐを常時真空吸着させることにより、基板Ｐが不用意に移動することを防止すると良い。

本第２の変形例に係る基板ステージ装置２０ｂでは、基板ホルダ３０ｂが基板Ｐを常時非接触支持するので、基板ホルダ３０ｂによる基板Ｐの持ち替え動作時に基板Ｐを複数のリフトビーム３４を用いて上下動させる必要がない（リフトビーム３４は、基板Ｐの搬出、搬入時にのみ使用）。これにより、露光処理動作時のタクトタイムの短縮が可能となる。また、基板Ｐと基板ホルダ３０との摺動に起因する発塵も防止できる。なお、基板ホルダ３０ｂと同様に、リフトビーム３４の一部から基板Ｐの下面に対して加圧気体を噴出して基板Ｐに浮上力を付与しても良い。この場合、基板ホルダ３０ｂによる基板Ｐの持ち替え動作時に基板ホルダ３０ｂがＸ方向にスライドするとき、基板Ｐの自重に起因する撓みが抑制されるとともに、基板Ｐの下面と基板ホルダ３０ｂの上面との接触（摺動）を防止することができる。

また、基板ステージ装置２０の構成としては、基板ＰをＸ軸、及びＹ軸方向に長ストロークで移動させることができれば、適宜変更が可能であり、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、Ｘ粗動ステージとＹ粗動ステージとが上下に重なった構造のガントリー型ＸＹ２次元ステージ装置を用いても良いし、例えば米国特許第６，４５２，２９２号明細書に開示されるような平面モータにより駆動されるサーフェス型ＸＹ２次元ステージ装置を用いても良い。また、基板ステージ装置２０の構成としては、上記米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されるような、粗動ステージ上に微動ステージが配置される粗微動型ステージ装置でも良いし、単一のテーブル部材がＸ軸、及びＹ軸方向に長ストロークで駆動され、且つ６自由度方向に微小駆動される一体型粗微動ステージ装置でも良い。

また、リフトビーム３４の数、及び間隔は、基板Ｐを下方から支持した状態で該基板Ｐの自重による撓みを抑制できれば、例えば基板Ｐの大きさに応じて適宜変更が可能である。また、複数のリフトビーム３４が上下動することにより、基板ホルダ３０に対する基板Ｐの受け渡し動作が行われたが、これに限られず、例えば基板ホルダ３０（あるいは複数のリフトビーム３４、基板ホルダ３０の両方）を上下動させても良い。また、基板テーブル２６と基板ホルダ３０とが一体的にＺ・チルト動作を行うことにより、基板ＰのＺ・チルト位置が制御される構成であったが、これに限られず、例えば基板ホルダ３０のみを基板テーブル２６に対してＺ・チルト方向に移動可能に構成し、該基板ホルダ３０のみを用いて基板ＰのＺ・チルト位置を制御しても良い。

また、上記実施形態において、基板ホルダ３０の上面の面積は、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域のうちの２つのショット領域をカバーする広さ（基板Ｐの半分程度）に設定されたが、これに限られず、設定されたショット領域の数及び配置によっては、例えば１つのショット領域のみをカバーする広さであっても良いし、３つ以上のショット領域をカバーする広さであっても良い。すなわち、基板ホルダ３０の面積は、基板Ｐの面積の半分以下（例えば１／３（あるいはそれ以下））であっても良いし、半分以上（例えば基板Ｐの面積の２／３（あるいはそれ以上））の広さであっても良い。また、基板ホルダ３０による基板Ｐの持ち替え動作の回数は、上記実施形態では１回であったが、これに限られず、２回以上であっても良い。また、基板Ｐの持ち替え動作は、基板ホルダ３０のＸ軸方向への移動のみでなく、Ｙ軸方向への移動を伴っても良い（Ｙ軸方向にのみ移動させても良い）。

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、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、例えば有機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、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。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、本発明の露光装置は、物体の複数の領域を走査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生産に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ装置、２６…基板テーブル、３０…基板ホルダ、３２…Ｘ溝、３４…リフトビーム、Ｐ…基板。

Claims (9)

1. 照明光に対して物体を走査方向へ相対移動させて、前記物体の複数の領域をそれぞれ走査露光する露光装置であって、
   前記複数の領域のうち第１領域を支持する第１支持部材と、
   前記走査露光された前記第１領域に対する前記第１支持部材の支持が解除された前記物体を支持する第２支持部材と、
   前記物体を支持する前記第２支持部材を、前記第２支持部材の支持面と前記走査方向とに交差する交差方向に関して、前記第１支持部材に対して相対移動させる駆動部と、
   前記走査方向に関して前記第１領域と位置が異なる前記物体の第２領域が前記第１支持部材と対向するよう、前記駆動部により前記交差方向へ移動され前記物体を支持する前記第２支持部材に対して前記第１支持部材を前記走査方向へ相対移動させる駆動系と、を備え、
   前記駆動部は、前記第２領域と対向する位置へ移動された前記第１支持部材に対して、前記物体を支持する前記第２支持部材を前記交差方向へ移動させ、
   前記駆動系は、前記交差方向へ移動された物体のうち前記第２領域を支持した前記第１支持部材を、前記走査方向と前記交差方向とに交差する非走査方向へ移動させる露光装置。
2. 前記駆動系は、前記第２領域が走査露光されるよう、前記第２領域を支持する前記第１支持部材を前記走査方向へ移動させる請求項１に記載の露光装置。
3. 前記第１及び第２支持部材を支持する第３支持部材と、
   前記第３支持部材を、前記走査方向と前記非走査方向とへ移動させる第２駆動系と、
   を備える請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記第１支持部材は、前記物体を吸着保持する請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記第１支持部材は、前記物体を非接触保持する請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 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１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 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６に記載の露光装置。
8. 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、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
9. 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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