KR20110069175A

KR20110069175A - 노광 장치와 그 조립 방법, 및 디바이스 제조 방법

Info

Publication number: KR20110069175A
Application number: KR1020117010936A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 기쿠치; 유야 가와이; 도모히로 구와하라
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2011-06-22
Also published as: TW201015247A; WO2010044268A1; JP2015187752A; CN102187280B; KR20170089986A; CN102187280A; JPWO2010044268A1; TWI480706B; KR101904685B1; KR101763859B1; JP2014160263A; JP5963122B2

Abstract

노광 장치 및 이에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 지지하는 전체 프레임 (50) 이 복수의 유닛 (52, 54, 56) 으로 구성된다. 또한, 복수의 유닛 (52, 54, 56) 의 각각이, 예를 들어 조명계 (IOP), 마스크 스테이지를 구동하는 선형 모터의 고정자 (71a, 72a), 및 마스크 반송 장치 (90) 를 지지하고 있다. 이 경우, 복수의 유닛 (52, 54, 56) 으로부터 1 개의 전체 프레임 (50) 을 구축함으로써, 프레임 전체로서 충분한 강도를 갖게 할 수 있다. 따라서, 대형의 노광 장치를 용이하게 조립할 수 있다.

Description

노광 장치와 그 조립 방법, 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND METHOD FOR THE ASSEMBLY OF THE SAME, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 노광 장치 및 그 조립 방법, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 예를 들어 액정 표시 소자 등의 평판형의 전자 디바이스 (마이크로디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치 및 그 조립 방법, 그리고 상기 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 소자 등의 평판형의 전자 디바이스 (마이크로디바이스) 의 제조에 있어서는, 마스크에 형성된 패턴을 감광성 기판 상에 전사하는 포토리소그래피의 방법이 이용되고 있다. 이 포토리소그래피의 방법을 사용한 제조 공정에서는, 마스크가 2 차원 평면 내에서 이동하는 마스크 스테이지에 탑재되어 있고, 그 마스크에 형성된 패턴을, 투영 광학계를 통해 적어도 2 차원 평면 내에서 이동하는 기판 스테이지에 탑재되어 있는 감광성 기판 상에 투영하는 투영 노광 장치가 이용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

최근, 액정 표시 소자를 비롯한 평판형의 전자 디바이스 (마이크로디바이스) 가 대형화되고 있다. 이에 따라, 마스크 및 기판 (그것들과 함께 마스크 스테이지 및 기판 스테이지) 이 대형화되고, 또한 마스크 스테이지 및 기판 스테이지의 스트로크가 신장되어 있다. 그 때문에, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 지지하는 가대 (架臺) 도 대형화되고 있다. 또, 마스크 스테이지, 기판 스테이지, 투영 광학계, 조명 광학계, 그리고 이들을 지지하는 가대 등의 노광 장치 본체의 전체가 골조 구조로 이루어지는 프레임과, 그 프레임에 장착된 패널에 의해 구성되는 챔버 내에 수납되어 있다.

그런데, 노광 장치의 구성 각 부는, 그것을 수송·반송하는 차량·항공기 등의 수송·반송 수단의 적재 중량 등의 제한, 또는 수송·반송 능력 등에 의해, 그 크기, 중량 등이 제한된다. 이 때문에, 특히 챔버를 구성하는 프레임 등은 그 조립 상태에서는, 수송·반송 수단으로 반송할 수는 없고, 조립 전의 개별 상태로 공장 내에 운반되어, 그곳에서 조립되고 있었다. 프레임 이외의 대형 장치에 대해서도 동일한 사정이 존재하였다.

따라서, 공장에서의 조립 작업에 장시간을 필요로 하고, 장치의 가동에 장기간 (장시간) 을 필요로 하였다. 이 외에, 종래의 노광 장치에서는, 마스크 및 기판 (그리고 마스크 스테이지 및 기판 스테이지) 의 대형화에 수반되어, 진동, 지진 등에 대해 장치의 충분한 강도를 확보하는 것이 곤란하였다.

미국 특허출원 공개 제2008/0030702호 명세서

본 발명은, 상기 서술한 사정하에서 이루어진 것으로, 제 1 관점에서 보면, 에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 형성하는 노광 장치로서, 상기 물체 상에 패턴을 생성하는 패턴 생성 장치; 및 상기 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 지지하는 복수의 유닛으로 구성되는 프레임을 구비하는, 노광 장치이다.

이것에 의하면, 패턴 생성 장치 및 패턴 생성 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 지지하는 복수의 유닛으로 구성되는 프레임을 구비하고 있으므로, 각 유닛의 크기를 수송·반송 수단의 중량 제한, 수송·반송 능력 등을 고려하여 설정할 수 있다. 또한, 복수 유닛의 각각이 구성 각 부의 적어도 일부를 지지할 수 있기 때문에 프레임에 가해지는 하중을 분산시킬 수 있다. 또, 복수의 유닛으로부터 1 개의 프레임을 구축하므로, 프레임 전체로서 충분한 강도를 갖게 하는 것이 용이하다. 따라서, 대형의 노광 장치를, 용이하고 또한 단기간에 조립하는 것이 가능해진다. 또, 프레임의 강도를 충분한 레벨로 할 수 있으므로, 진동, 지진 등에도 대응할 수 있게 되어, 대형, 대중량의 노광 장치의 정밀도 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

본 발명은, 제 2 관점에서 보면, 본 발명의 노광 장치를 이용하여 물체를 노광하는 것, 및 상기 노광된 물체를 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법이다.

본 발명은, 제 3 관점에서 보면, 에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 생성하는 패턴 생성 장치, 및 그 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 지지하는 복수의 유닛으로 구성되는 프레임을 구비하는 노광 장치의 조립 방법으로서, 장치 설치를 위한 준비 작업을 실시하는 것; 상기 패턴 생성 장치의 빔원을 포함하는 일부를 제외한 본체부의 조립, 및 상기 프레임의 부조 (部組) 로서 복수의 유닛을 조립하고, 상기 복수 유닛의 일부의 제 1 유닛 상에 상기 빔원으로부터의 에너지 빔을 사출하는 조명계를 탑재하는 것; 그 후, 상기 본체부를 내부에 수용한 상태에서 상기 프레임을 조립하기 위해, 부조된 상기 제 1 유닛을 포함하는 상기 복수의 유닛을 소정의 순서로 도킹하는 것을 포함하는,노광 장치의 조립 방법이다.

도 1 은 일 실시형태의 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 전체 프레임을 제외한 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 은 전체 프레임의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4 는 전체 프레임을 구성하는 제 1 문형 (門型) 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 전체 프레임을 구성하는 제 2 문형 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6 은 전체 프레임을 구성하는 연결 유닛의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7 은 전체 프레임 및 그것에 지지되는 노광 장치 본체 및 부설 장치의 구성 각 부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 8 은 전체 프레임 내에 배치되는 본체부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9 는 일 실시형태의 노광 장치의 제어계의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10 은 도 1 에 나타낸노광 장치 (100) 로부터 노광 장치 본체 (본체부 (100') 를 포함한다) 와 유닛 (56) 을 제거한 잔부를 나타내는 사시도이다.
도 11 은 도 10 으로부터 유닛 (54) 및 유닛 (52) 을 제거하고, 안전책 (安全柵) 의 배치를 나타내는 도면이다.
도 12 는 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 1) 도면이다.
도 13 은 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 2) 도면이다.
도 14 는 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 3) 도면이다.
도 15 는 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 4) 도면이다.
도 16 은 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 5) 도면이다.
도 17 은 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 6) 도면이다.
도 18 은 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 7) 도면이다.
도 19 는 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 8) 도면이다.
도 20 은 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 9) 도면이다.
도 21 은 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 10) 도면이다.
도 22 는 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 11) 도면이다.
도 23 은 노광 장치의 조립의 순서를 설명하기 위한 (제 12) 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도 1∼도 23 에 기초하여 설명한다.

도 1 에는, 일 실시형태의 노광 장치 (100) 의 전체 구성이 일부 생략되어 나타나 있다. 또, 도 2 에는, 후술하는 전체 프레임 (50) 을 제거한 노광 장치 (100) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다.

노광 장치 (100) 는, 골조 구조물인 전체 프레임 (50) 과, 그 전체 프레임 (50) 에 의해 조명계 (IOP) 가 지지된 노광 장치 본체를 구비하고 있다. 노광 장치 본체는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 노광용 조명광 (노광광) 에 의해 마스크 (M) 를 조명하고, 마스크 (M) 를 통한 조명광을, 투영 유닛 (PU) (투영 광학계) 를 통해 표면에 레지스트 (감광제) 가 도포된 유리 플레이트 (이하, 플레이트로 약칭함) (P) 에 투사하고, 플레이트 (P) 상에 마스크 (M) 에 형성된 패턴의 이미지를 형성한다. 노광 장치 본체는, 조명계 (IOP) 와 본체부 (100') 를 포함한다. 또한, 조명계 (IOP) 중 적어도 일부 (예를 들어, 조명 광학계를 포함함) 가 본체부에 포함되어 있어도 된다.

본 실시형태에서는, 전체 프레임 (50) 에 의해, 노광 장치 본체에 부설되는 마스크 반송 장치 (이하, 적절히, 마스크 로더라고도 칭함) (90) 등도 지지되어 있다. 또한, 노광 장치 본체의 구성 등에 대해서는, 이하에서 상세히 설명한다.

전체 프레임 (50) 은, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 3 개의 프레임 유닛 (이하, 유닛으로 약칭함) (52, 54 및 56) 을 구비하고, 그 3 개의 유닛 (52, 54 및 56) 이 서로 연결됨으로써 구성되어 있다. 연결 방법에 대해서는 후술한다. 이하에서는, 편의상, 유닛 (52, 54 및 56) 의 연결 방향이, Y 축 방향인 것으로서 설명한다 (도 3 참조). 또, 전체 프레임 (50) 이 설치된 플로어면 (또는 베이스 플레이트) (F) 에 평행한 면내에서 Y 축 방향에 수직인 방향을 X 축 방향, X 축 방향 및 Y 축 방향에 수직인 방향을 Z 축 방향으로 한다.

유닛 (52, 54 및 56) 의 각각은, Y 축 방향의 폭 (길이) 보다 X 축 방향의 폭 (길이) 이 길게 설정되어 있다.

유닛 (52) 은, 도 4 에 나타낸 바와 같이, Y 축 방향으로부터 보아 문의 형상을 갖는 문형 유닛이다. 유닛 (52) 은, 전체 외관이 직사각형의 메시 형상의 구조체 (예를 들어, 관재 등의 일반 구조재를 조합한 구조체 외에, 메시 형상의 직사각형 판부재 등도 포함함) 로 이루어지고, XY 평면에 평행하게 배치된 천정부 (52c) 와, 천정부 (52c) 의 +X 단부, -X 단부에 상단이 각각 고정되고, 천정부 (52c) 를 하방으로부터 지지하는 한 쌍의 다리부 (52a, 52b) 를 갖는다. 천정부 (52c) 는, 하중을 지지하는 수평재 (빔) 로서 기능한다.

다리부 (52a, 52b) 의 각각은, 소정의 간격으로 배치된 복수 개 (예를 들어 3 개) 의 기둥과, 이들을 연결하는 복수 개 (예를 들어 4 개) 의 대들보 부재로 이루어진다. 천정부 (52c) 에는 개구부 (52d) 가 형성되어 있다.

유닛 (54) 은, 도 5 에 나타낸 바와 같이, -Y 방향으로부터 볼 때 문의 형상을 갖는 문형 유닛이다. 유닛 (54) 은, 전체 외관이 직사각형인 메시 형상의 구조체 (예를 들어 관재 등의 일반 구조재를 조합한 구조체 외에 메시 형상의 직사각형 판부재 등도 포함함) 로 이루어지고, XY 평면에 평행하게 배치된 천정부 (54c) 와, 천정부 (54c) 의 +X 단부, -X 단부에 상단이 각각 고정되고, 천정부 (54c) 를 하방으로부터 지지하는 한 쌍의 다리부 (54a, 54b) 와, 다리부 (54a, 54b) 와 함께 천정부 (54c) 를 하방으로부터 지지하는 다리부 (54d) 를 갖는다. 천정부 (54c) 는 하중을 지지하는 수평재 (빔) 로서 기능한다. 유닛 (54) 은, X 축 방향의 길이는 유닛 (52) 과 거의 동일하지만, Y 축 방향의 길이는, 유닛 (52) 보다 짧다. 또, 유닛 (54) 은 유닛 (52) 보다 높이가 낮다.

다리부 (54a, 54b) 의 각각은, 소정 간격으로 배치된 2 개의 기둥과, 이들을 연결하는 복수 개 (예를 들어 2 개) 의 대들보 부재로 이루어진다. 또, 다리부 (54d) 는, 다리부 (54a, 54b) 에 의해 지지되지 않은 천정부 (54c) 의 +Y 측의 단부를 하방으로부터 지지하는 복수 개 (예를 들어 2 개) 의 기둥과, 이들의 복수 개의 기둥 상호를 연결하는 복수 개 (예를 들어 2 개) 의 대들보 부재를 포함한다. 다리부 (54d) 는 다리부 (54a, 54b) 에 대들보 부재를 통해 연결되어 있다.

상기 서술한 유닛 (52, 54) 은, 도 3 에 나타낸 바와 같이, Y 축 방향으로 이간되어 배치되어 있다. 도 3 에 나타낸 바와 같이, 유닛 (52) 의 다리부 (52a) 를 구성하는 +Y 측의 기둥과, 유닛 (54) 의 다리부 (54a) 를 구성하는 -Y 측의 기둥이 대들보 부재로 이루어지는 2 개의 접속 부재 (58) 를 이용하여 접속 (연결) 되어 있다. 마찬가지로, 유닛 (52) 의 다리부 (52b) 를 구성하는 +Y 측의 기둥과, 유닛 (54) 의 다리부 (54b) 를 구성하는 -Y 측의 기둥이, 대들보 부재로 이루어지는 2 개의 접속 부재 (58) 를 이용하여 접속되어 있다.

유닛 (56) 은, 도 3 에 나타낸 바와 같이, 높이가 상이한 유닛 (52, 54) 을 연결하는 연결 유닛이다. 상세히 설명하면, 유닛 (56) 은, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 예를 들어, 전체의 외관이 직사각형의 메시 형상의 구조체 (예를 들어, 관재 등의 일반 구조재를 조합한 구조체 외에 메시 형상의 직사각형의 판부재 등도 포함함) 로 이루어지는 천정부 (56c) 와, 천정부 (56c) 의 -Y 단부, +Y 단부에 상단이 각각 고정된 높이가 상이한 2 개의 다리부 (56a, 56b) 를 갖는다. 다리부 (56b) 는, 거의 등간격으로 배치된 복수 개 (예를 들어 4 개) 의 기둥과, 이들 복수 개의 기둥을 연결하는 복수 개 (예를 들어 3 개) 의 대들보 부재에 의해 구성되어 있다. 다리부 (56a) 는 다리부 (56b) 와 동일하게 구성되어 있는데, 유닛 (52) 과 유닛 (54) 의 높이 차만큼, 다리부 (56b) 보다 Z 축 방향의 길이 (치수) 가 짧다. 또, 다리부 (56a, 56b) 의 +X 측 단부끼리는, 대들보 부재에 의해 연결되어 있다.

도 3 에 나타낸 바와 같이, 유닛 (52) 의 천정부 (52c) 의 +Y 측의 단부의 상면에 유닛 (56) 의 다리부 (56a) 의 하단이 고정되고, 유닛 (54) 의 천정부 (54c) 의 -Y 측의 단부의 상면에 유닛 (56) 의 다리부 (56b) 의 하단이 고정되어 있다. 이와 같이 하여, 연결 유닛 (56) 을 이용하여 2 개의 문형 유닛 (52, 54) 을 연결함으로써, 3 개의 유닛 (52, 54, 56) 이 일체화된, 충분한 강도를 갖는 전체 프레임 (50) 이 구축되어 있다. 또한, 유닛 (52, 54, 56) 상호 간의 고정은, 나사 등을 이용하여 실시되고 있지만, 용접에 의해서 실시해도 된다. 또한, 전체 프레임 (50) 에, 예를 들어 방진 등을 위한 벽재 (또는 패널) 를 장착해도 된다.

또, 전체 프레임 (50) 을 구성하는 3 개의 유닛 (52, 54, 56) 의 각각은, 차량 등의 반송 수단·수송 수단의 중량 제한을 초과하지 않을 정도의 중량 및 크기로 되어 있다. 단, 적어도 하나의 유닛이, 중량 제한을 초과하는 경우라도, 본 실시형태에서는, 각 유닛이 다리부와 천정부의 복수의 파트로 구성되어 있으므로, 파트 단위로 수송되고, 현장에서 각 유닛을 조립하도록 하면 중량 제한의 문제는 해소된다.

이하, 노광 장치 본체의 구성 등에 대해, 도 2, 도 7, 도 8, 도 9 에 기초하여 설명한다. 여기서, 필요에 따라, 노광 장치 본체 및 그 부속 장치의 구성 각 부의 전체 프레임 (50) 에 의한 지지 방법 등에 대해서도 아울러 설명한다.

도 7 에는, 전체 프레임 (50) 및 전체 프레임 (50) 에 지지되는 노광 장치 본체 및 그 부속 장치의 구성 각 부의 배치가 나타나고, 도 8 에는, 전체 프레임 (50) 의 내부에 배치되는 본체부 (100') 의 구성이 사시도로 개략적으로 나타나 있다. 또, 도 9 에는, 노광 장치 (100) 의 제어계의 주요한 구성이 블록도로 나타나 있다. 제어계는, 장치 전체를 통괄 제어하는 마이크로 컴퓨터 (또는 워크스테이션) 등을 포함하는 주제어 장치 (20) 를 중심으로 하여 구성되어 있다.

노광 장치 본체는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 조명계 (IOP), 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST), 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 플레이트 (P) 상에 투영하는 투영 유닛 (PU), 플레이트 (P) 를 유지하는 플레이트 스테이지 (PST) 등을 구비하고 있다.

조명계 (IOP) 는, 예를 들어 미국 특허출원 공개 제2001/0033490호 명세서, 미국 특허 제5,729,331호 명세서, 및 미국 특허 제6,288,772호 명세서 등에 개시 되는 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 조명계 (IOP) 는, 코히런트한 노광광, 예를 들어 자외역의 휘선 (예를 들어 g 선, i 선 등) 을 사출하는 초고압 수은 램프로 이루어지는 광원, 및 그 광원에 송광 광학계를 통해 접속된 조명 광학계를 포함한다. 조명계 (IOP) 는 노광광을 마스크 (M) 를 향하여 사출한다. 또한, 광원으로는, 초고압 수은 램프에 한정되지 않고, ArF 엑시머 레이저 (출력 파장 193 ㎚) 또는 KrF 엑시머 레이저 (출력 파장 248 ㎚) 등의 펄스 레이저 광원, 또는 고체 레이저 장치 등을 사용할 수 있다.

조명계 (IOP) 는, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 유닛 (52) 의 천정부 (52c)상에 탑재되어 있다. 이 경우, 조명계 (IOP) 는, +Y 측 단부의 하단에 형성된 사출 단부 (조명계 (IOP) 의 일부를 구성하는 조명 광학계의 일부) 를, 전술한 천정부 (52c) 의 개구 (52d) 내부에 삽입한 상태에서, 천정부 (52c) 상에 탑재되어 있다. 즉, 조명계 (IOP) 는, 유닛 (52) 의 천정부 (52c) 에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 도 7 에서는, 전체 프레임 (50) 의 내부에 배치되는 본체부 (100') 는 도시가 생략되어 있다.

여기서, 본체부 (100') 의 구성에 대해, 도 8 에 기초하여, 또한 적절히 다른 도면을 참조하면서 설명한다.

본체부 (100') 는, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 플로어면 (F) 상에 설치된 바디 (BD) (도 2 참조) 와, 그 바디 (BD) 에 탑재된 마스크 스테이지 (MST), 플레이트 스테이지 (PST), 및 투영 유닛 (PU) (도 8 에서는 도시 생략, 도 2 참조), 그리고 마스크 스테이지 (MST) 를 구동하는 마스크 스테이지 구동계 (MSD) 및 플레이트 스테이지 (PST) 를 구동하는 플레이트 스테이지 구동계 (PSD) (도 8 에서는 모두 도시 생략, 도 9 참조) 등을 구비하고 있다.

바디 (BD) 는, 도 8 에 나타낸 바와 같이, Y 축 방향으로 소정 간격을 두고 평행하게 배치되고, 각각의 길이 방향 (X 축 방향) 의 양단부가 방진 시스템 (지지 부재) (65) 을 통해 플로어면 (F) 상에 지지된 한 쌍의 가대 (66a, 66b) 와, 한 쌍의 가대 (66a, 66b) 의 상면에 설치된 Y 축 방향으로 긴 직사각형 판상의 정반 (定盤) (68) 과, 가대 (66a, 66b) 의 ±X 단부 상에 탑재된 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 한 쌍의 보조 가대 (64a, 64b) 와, 한 쌍의 보조 가대 (64a, 64b) 상에 설치된 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형 판상의 가대 (62) 를 포함한다. 한 쌍의 가대 (66a, 66b) 의 각각은, 길이 방향의 양단부 근방에 한 쌍의 단차부가 형성되고, 그들 단차부 하측의 면 (내부 저면) 은 단차부 상측의 면과 평행하게 되어 있다. 그리고, 한 쌍의 가대 (66a, 66b) 의 내부 저면 상에 정반 (68) 이 설치되어 있다.

바디 (BD) 를 구성하는 한 쌍의 가대 (66a, 66b) 와 한 쌍의 보조 가대 (64a, 64b) 는, 상기 설명으로부터도 분명한 바와 같이, # 형상으로 조립되어 있다. 또, 가대 (62) 는, 후술하는 바와 같이 투영 유닛 (PU) (투영 광학계의 경통을 포함함) 을 지지하는 경통 정반의 역할을 하므로, 이하에서는, 경통 정반 (62) 으로 지칭한다.

상기 서술한 설명으로부터 분명한 바와 같이, 바디 (BD) 는, 전체 프레임 (50) 과는 독립적으로, 플로어면 (F) 상에 설치되어 있다.

마스크 스테이지 (MST) 는, 도 2 로부터 분명한 바와 같이, 조명계 (IOP) 의 하방에 배치되어 있다. 여기서, 마스크 스테이지 (MST) 상에는 패턴이 형성된 마스크 (M) 가 탑재되어 있다.

마스크 스테이지 (MST) 는, 경통 정반 (62) 상에 설치된 Y 축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 (63a, 63b) 상에 도시 생략된 에어 베어링 등을 통해 비접촉으로 지지되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 마스크 스테이지 구동계 (MSD) 에 의해, 가이드 (63a, 63b) 상에서, Y 축 방향으로 소정의 스트로크 내에서 구동 가능하고, X 축 방향 및 Z 축 둘레의 회전 방향 (θz 방향) 으로 미소 구동 가능하다.

상세히 서술하면, 마스크 스테이지 구동계 (MSD) 는, 한 쌍의 선형 모터 (71, 72) 를 포함한다. 여기서, 도 2 및 도 7 로부터 분명한 바와 같이, 한 쌍의 선형 모터 (71, 72) 를 구성하는 한 쌍의 고정자 (71a, 72a) 가, 유닛 (52, 54) (을 구성하는 천정부 (52c, 54c)) 에 매달려 지지되어 있다. 고정자 (71a, 72a) 는, 유닛 (52, 54) 의 배열 방향 (즉, 연결 방향인 Y 축 방향) 을 길이로 하고, 서로 X 축 방향으로 이간되어 배치되어 있다.

또한, 고정자 (71a, 72a) 의 각각을 복수의 파트로 분해하고, 복수 파트의 일부와 나머지 일부를, 각각 유닛 (52, 54) 을 이용하여 지지해도 된다.

고정자 (71a, 72a) 는, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 단면 U 자 형상의 자석 유닛으로 이루어진다. 일방의 고정자 (71a) 의 내부에는, Y 축 방향을 따라 교번 자계가 형성되도록, 복수의 영구 자석이 Y 축 방향을 따라 소정 피치로 배치되어 있다. 이 경우, 서로 인접하는 영구 자석끼리, 서로 대향하는 영구 자석끼리는, 극성이 상이하다.

타방의 고정자 (72a) 의 내부에는, 고정자 (71a) 측과 동일한 배치로, 복수의 영구 자석이 Y 축 방향을 따라 배열되어 있다. 이것에 추가하여, 고정자 (72a) 의 내부에는, Y 축 방향으로 가늘고 길게 연장되는 예를 들어 각 2 개의 영구 자석이 상하의 대향면에 각각 배치되어 있다. 이 경우도, 서로 인접하는 영구 자석끼리, 서로 대향하는 영구 자석끼리는 극성이 상이하다.

마스크 스테이지 (MST) 의 ±X 단부에는, 고정자 (71a, 72a) 의 내부 공간에 삽입되고, 고정자 (71a, 72a) 의 각각과 함께, 선형 모터 (71, 72) 를 각각 구성하는 전기자 유닛 (코일 유닛) 으로 이루어지는 가동자 (71b, 72b) 가 돌출 형성되어 있다. 가동자 (71b, 72b) 에는, 대응하는 고정자 (71a, 72a) 측의 자석의 배치에 대응하는 배치로, 복수의 전기자 코일이 배치되어 있다. 이 경우, 선형 모터 (71) 는, 가동자 (71b) 에 대한 Y 축 방향의 구동력 (추력) 을 발생시키는 Y 선형 모터이다. 한편, 선형 모터 (72) 는, 가동자 (72b) 에 대한 Y 축 방향의 구동력 (추력) 에 더하여 X 축 방향의 구동력 (추력) 도 발생하는 XY 2 차원의 선형 모터이다. 이 경우, 가동자 (72b) 의 Y 축 방향의 스트로크는 고정자 (72a) 의 길이와 동일한 정도이지만, X 축 방향의 스트로크는 고정자의 X 축 방향의 폭보다 짧다.

마스크 스테이지 (MST) 의 XY 평면 내에서의 위치는 마스크 스테이지 (MST)에 설치된 (또는 형성된) 반사면에 계측 빔을 조사하는 마스크 스테이지 간섭계 (MSI) (도 9 참조) 에 의해 계측된다. 그 계측 결과는 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 9 참조). 주제어 장치 (20) 는, 공급된 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동계 (MSD) 를 통해 마스크 스테이지 (MST) 를 구동하고, 마스크 스테이지 (MST) 의 위치 (및 속도) 를 제어한다. 또한, 예를 들어 미국 특허출원 공개 제2007/0288121호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 인코더 시스템에 의해 마스크 스테이지 (MST) 의 위치 정보를 계측해도 된다.

투영 유닛 (PU) 은, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 마스크 스테이지 (MST) 의 하방에서, 경통 정반 (62) 에 지지되고 있다. 투영 유닛 (PU) 은, 예를 들어 미국 특허 제 6,552,775호 명세서 등에 개시되는 투영 광학계와 동일한 구성의 투영 광학계를 갖는다. 즉, 투영 유닛 (PU) 은 지그재그 형상으로 배치된 복수의 투영 광학계를 포함하고, 이 복수의 투영 광학계는 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형의 단일의 이미지 필드를 갖는 투영 광학계와 동등하게 기능한다. 본 실시형태에서는, 복수의 투영 광학 각각으로는, 예를 들어 양측 텔레센트릭한 등배계에 의해 정립 정상을 형성하는 것이 이용되고 있다. 복수의 투영 광학계는 각각 투영 광학 모듈 등으로도 지칭될 수 있다.

이 때문에, 조명계 (IOP) 로부터의 노광광에 의해 마스크 (M) 상의 복수의 조명 영역이 조명되면, 투영 광학계의 제 1 면 (물체면) 과 패턴면이 거의 일치되어 배치되는 마스크 (M) 를 통과한 노광광에 의해, 투영 광학계를 통해 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영 이미지 (부분 정립상) 가, 투영 광학계의 제 2 면 (이미지면) 측에 배치되는, 표면에 레지스트 (감광제) 가 도포된 플레이트 (P) 상에서 상기 조명 영역에 공액인 노광광의 조사 영역 (노광 영역) 에 형성된다. 그리고, 마스크 스테이지 (MST) 와 플레이트 스테이지 (PST) 의 동기 구동에 의해, 복수의 조명 영역 (노광광) 에 대해 마스크 (M) 를 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴과 함께, 복수의 노광 영역 (노광광) 에 대해 플레이트 (P) 를 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴으로써, 플레이트 (P) 상의 샷 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 의 패턴이 전사된다.

플레이트 스테이지 (PST) 는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 투영 유닛 (PU)의 하방에 배치되어 있다. 여기서, 플레이트 스테이지 (PST) 상에는, 플레이트 (P) 가 탑재되어 있다. 플레이트 스테이지 (PST) 는, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 정반 (68) 상에 X 축 방향으로 이간되어 설치된 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 한 쌍의 가이드 (69a, 69b) 상에 에어 베어링 등을 통해 비접촉으로 지지되고 있다. 플레이트 스테이지 (PST) 는, 플레이트 스테이지 구동계 (PSD) 에 의해, 가이드 (69a, 69b) 상에서, Y 축 방향으로 소정의 스트로크 내에서 구동 가능하고, X 축 방향, θz 방향, Z 축 방향 및 XY 평면에 대한 경사 방향 (X 축 둘레의 회전 방향 (θx 방향) 및 Y 축 둘레의 회전 방향 (θy 방향)) 으로도 미소 구동 가능하다.

상세히 서술하면, 플레이트 스테이지 구동계 (PSD) 는, 한 쌍의 선형 모터 (73, 74) 를 포함한다. 한 쌍의 선형 모터 (73, 74) 를 구성하는 고정자 (73a, 74a) 는, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 모두 Y 축 방향을 길이로 하는 단면 U 자 형상 부재로 이루어지고, 길이 방향의 양단이 각각 가대 (66a, 66b) 의 전술한 각 단차부의 상면에 지지되고 있다. 여기서, 고정자 (73a, 74a) 는 서로 X 축 방향으로 이간되고, 그들의 중앙에 위치하는 배치에 의해 정반 (68) 이 가대 (66a, 66b) 의 전술한 내부 저면 상에 설치되어 있다. 고정자 (73a) 는, 전술한 고정자 (71a) 와 동일하게 구성됨과 함께, 고정자 (74a) 는 전술한 고정자 (72a) 와 동일하게 구성되어 있다.

플레이트 스테이지 (PST) 의 +X 단부에는, 가동자 (73b) 가 돌출 형성되어 있다. 가동자 (73b) 는, 고정자 (73a) 의 내부 공간에 선단부가 삽입된 상태로 되어 있다. 가동자 (73b) 는, 전술한 가동자 (71b) 와 동일한 전기자 유닛 (코일 유닛) 에 의해 구성되고, 고정자 (73a) 와 함께 전술한 선형 모터 (71) 와 동일한 Y 선형 모터 (73) 를 구성한다. 또, 플레이트 스테이지 (PST) 의 -X 단부에는, 가동자 (74b) 가 돌출 형성되어 있다. 가동자 (74b) 는, 고정자 (74a) 의 내부 공간에 선단부가 삽입된 상태로 되어 있다. 가동자 (74b) 는 전술한 가동자 (72b) 와 동일한 전기자 유닛 (코일 유닛) 에 의해 구성되고, 고정자 (74a) 와 함께 전술한 선형 모터 (72) 와 동일한 XY 2 차원 선형 모터 (74) 를 구성한다.

플레이트 스테이지 (PST) 는, 선형 모터 (73, 74) 에 의해 Y 축 방향으로 긴 스트로크로 구동됨과 함께, X 축 방향 및 θz 방향으로 미소 구동된다.

플레이트 스테이지 구동계 (PSD) 는, 이 외에, 플레이트 스테이지 (PST) 를, Z 축 방향, θx 방향, θy 방향으로 구동하는 Z·틸트 구동 장치 (도시 생략) 를 포함한다. Z·틸트 구동 장치는, 일례로서 플레이트 스테이지 (PST) 를 각각 Z 축 방향으로 미소 구동하는, 예를 들어 보이스 코일 모터를 포함하는, 3 개 (또는 4 개) 의 Z 구동 장치에 의해 구성할 수 있다.

플레이트 스테이지 (PST) 의 XY 평면 내에서의 위치 (및 경사 (θx 회전 및 θy 회전)) 는, 플레이트 스테이지 (PST) 에 설치된 (또는 형성된) 반사면에 계측 빔을 조사하는 플레이트 스테이지 간섭계 (PSI) (도 9 참조) 를 이용하여 계측되고, 그 계측 결과는, 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 9 참조). 주제어 장치 (20) 는, 공급된 계측 결과에 기초하여, 플레이트 스테이지 구동계 (PSD) 를 통해 플레이트 스테이지 (PST) 를 구동하고, 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치 (및 속도) 를 제어한다. 또한, 마스크 스테이지 (MST) 측과 마찬가지로, 인코더 시스템에 의해 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치 정보를 계측해도 된다.

전술한 바와 같이, 바디 (BD) 는, 전체 프레임 (50) 과는 독립적으로, 플로어면 (F) 상에 설치되어 있다. 따라서, 바디 (BD) 의 각 부에 탑재된 마스크 스테이지 (MST), 투영 유닛 (PU), 및 플레이트 스테이지 (PST) 등은, 전체 프레임 (50) 과는 독립적으로, 플로어면 (F) 상에 설치되어 있다.

또, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에는, 플레이트 스테이지 (PST) 에 탑재되는 플레이트 (P) 의 면위치 (표면의 Z 축 방향의 위치) 를 계측하는 면위치 계측계 (AF) (도 9 참조) 가 구비되어 있다. 면위치 계측계 (AF) 로서, 예를 들어, 미국 특허 제6,552,775호 명세서에 개시되어 있는 계측계가 이용되고 있다.

본체부 (100') 는, 추가로 플레이트 스테이지 (PST) 의 상방에 배치된 복수의 정렬계 (AL) (도 8 에서는 도시 생략, 도 9 참조) 를 포함한다. 정렬계 (AL) 는, 투영 유닛 (PU) 과 함께 경통 정반 (62) 에 매달려 지지되어 있다.

정렬계 (AL) 로서, 예를 들어, 화상 처리 방식의 FIA (Field Image Alig㎚ent) 계가 이용되고 있다. 정렬계 (AL) 의 검출 결과 (대상 마크의 위치 정보) 는, 정렬 신호 처리계 (도시 생략) 를 통해 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 9 참조).

또, 플레이트 스테이지 (PST) 상에는 복수의 마크판 (도시 생략) 이 설치되어 있다. 여기서, 마크판 (도시 생략) 의 표면의 높이는, 플레이트 스테이지 (PST) 상에 탑재되는 플레이트 (P) 의 높이와 거의 동등하다. 마크판 (도시 생략) 의 표면에는, 상기 서술한 정렬계 (AL) 에 의해 검출되는 기준 마크가 형성되어 있다.

또, 플레이트 스테이지 (PST) 의 내부에는, 상기 서술한 복수의 마크판 (도시 생략) 중 몇 개의 하방에, 렌즈계와 촬상 소자 (CCD 등) 를 각각 포함하는 마크 이미지 검출계 (MD) (도 9 참조) 가 각각 배치되어 있다. 마크 이미지 검출계 (MD) 는, 노광광 (IL) 에 의해 조명된 마스크 (M) 상의 정렬 마크 (도시 생략) 의 투영 광학계 및 렌즈계에 의한 이미지와, 기준 마크의 렌즈계에 의한 이미지를 동시에 검출하고, 기준 마크 (의 이미지) 를 기준으로 하는 정렬 마크 (의 이미지) 의 위치를 계측한다. 그 계측 결과는, 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 9 참조). 또한, 검출계 (MD) 는 마크 이미지를 촬상하는 방식에 한정되는 것이 아니라, 플레이트 스테이지 (PST) 의 상면에 형성되는 광 투과부를 통해 노광광 (IL) 을 검출하는 방식 등이어도 된다.

본 실시형태의 노광 장치 (100) 에는, 마스크 스테이지 (MST) 상에 마스크 (M) 를 반송하는 마스크 반송 장치 (90) 가 부설되어 있다. 마스크 반송 장치 (90) 는, 예를 들어 도 7 에 나타낸 바와 같이, 유닛 (56) (을 구성하는 천정부 (56c)) 에 매달려 지지되어 있다. 마스크 반송 장치 (90) 는, 예를 들어 도 2 및 도 7 에 나타낸 바와 같이, 천정부 (56c) 에 매달린 상태로 고정되고, X 축 방향으로 연장되는 레일 부재 (91) 와, 그 레일 부재 (91) 에 형성된 도시 생략된 가이드를 따라 레일 부재 (91) 의 하방에서 X 축 방향으로 이동가능한 마스크 로더 본체 (92) 를 구비하고 있다. 레일 부재 (91) 는, 그 -X 측의 단부가, 도 1 로부터도 알 수 있는 바와 같이, 전체 프레임 (50) 의 외부로 돌출되어 있다. 본 실시형태에서는, 마스크 스테이지 (MST) 에 대한 마스크 (M) 의 로드 및 마스크 스테이지 (MST) 로부터의 마스크 (M) 의 언로드는, 상방으로부터 실시된다. 그 때문에, 마스크 로더 본체 (92) 는, 전체 프레임 (50) 외부의 마스크의 수수 위치와, 마스크 스테이지 (MST) 상방의 마스크 스테이지 (MST) 에 대한 마스크의 수수 위치 사이에서 왕복 이동가능하게 구성되어 있다.

또한 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 본체부 (100') 의 외측에 안전책이 배치되어 있다. 도 1 에 나타나는 노광 장치 (100) 로부터 노광 장치 본체 (본체부 (100') 를 포함한다) 와 유닛 (56) 을 제거한 잔부를 나타내는 사시도인 도 10 및 도 10 으로부터 유닛 (54) 및 유닛 (52) 을 제거한 도 11 에 나타낸 바와 같이, 예를 들어, 본체부 (100') 의 +Y 측에는, 평면에서 볼 때 U 자 형상인 안전책 (SR₁) 이 배치되어 있다. 안전책 (SR₁) 은, 도 10 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 유닛 (54) 의 내부에 배치되어 있다. 또, 본체부 (100') 의 -X 측에는, 도 10 및 도 11 에 나타낸 바와 같이, 안전책 (SR₂, SR₃) 이 배치되어 있다. 안전책 (SR₂) 은, 유닛 (54) 과 유닛 (52) 사이, 보다 상세하게는 다리부 (54b) 와 다리부 (52b) 사이에 배치되어 있다. 또, 안전책 (SR₃) 은, 유닛 (54) 의 내부, 구체적으로는, 다리부 (54b) 의 내측에 배치되어 있다. 그 밖의 장소에도 안전책이 형성되어 있다. 이들 안전책은, 챔버의 내부를 이중 구조로 하고, 챔버의 내부에 들어간 작업자들이, 본체부 (100') 의 특정의 일부에 잘못하여 접촉하는 것을 방지하기 위해 형성되어 있다. 그 특정의 일부는, 예를 들어 정밀한 부분, 위험한 부분 등이다.

다음으로, 액정 표시 소자의 제조 공장 (클린 룸) 에 있어서의 노광 장치 (100) 의 조립 순서에 대해, 도 12∼도 23 에 기초하여 설명한다.

먼저, 공장 (클린 룸) 내에서, 장치 설치를 위한 기초선 표시, 즉 장치 설치 위치의 결정 및 앵커-볼트의 장착 위치의 결정을 위한 플로어면의 치수 계측, 전체 프레임 (50) 의 설치 위치 높이 계측, 그 밖의 준비 작업 후, 본체부 (100') 의 조립, 및 전체 프레임 (50) 의 부조 (즉, 3 개의 유닛 (52, 54, 56) 의 조립) 가 병행하여 실시된다. 이 때, 조명계 (IOP) 를, 그 사출 단부 (조명계 (IOP) 의 일부를 구성하는 조명 광학계의 일부) 를 전술한 천정부 (52c) 의 개구 (52d) 의 내부에 삽입한 상태에서, 유닛 (52) 의 천정부 (52c) 상에 탑재한다. 본체부 (100') 는, 본체부 (100') 의 일부를 각각 구성하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립의 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 본체부 (100') 의 조립은, 각종 서브 시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다.

이러한 후, 전체 프레임의 도킹, 즉, 상기 서술한 전체 프레임 (50) 의 부조로 부조된 3 개의 유닛 (52, 54, 56) 을 이하의 순서로 도킹한다.

먼저, 도 12 에 나타낸 바와 같이, 유닛 (52) 의 위치결정 공구 (102a, 102b 및 102c) 를 유닛 (52) 에 각각 장착한다. 또한, 이 때, 유닛 (52) 에는, 공구용 난간 (103) 이 장착되어 있다.

다음으로, 유닛 (52) 을 도시 생략된 매다는 공구를 통해 도시 생략된 문형 리프터로 매달아 올려 위치결정 공구 (102a, 102b 및 102c) 를, 바디 (BD) 에 가압하면서 유닛 (52) 을 하강시킨다. 이 때, 도 13 에 나타나는 위치결정 공구 맞댐면 (104a, 104b 및 104c) 에, 위치결정 공구 (102a, 102b 및 102c) 의 각각이 가압된다.

또한, 위치결정 공구 (102a, 102b 및 102c) 를 사용하지 않고, 상기 서술한 기초선 표시로 결정된 기초선 표시선에 맞추어, 유닛 (52) 을 설치하는 방법을 채용해도 된다.

다음으로, 도시 생략된 매다는 공구 및 위치결정 공구 (102a, 102b 및 102c) 를 유닛 (52) 으로부터 떼어내고, 유닛 (52) 에 앵커-볼트 및 남은 패널을 장착한다. 도 14 에는, 이 앵커-볼트 등의 장착이 종료된 상태가 나타나 있다.

다음으로, 도 15 에 나타낸 바와 같이, 유닛 (54), 유닛 (56) 및 마스크 로더 (90) 를 본체부 (100') 의 +Y 측으로 이동시킨다. 이 이동은, 도시 생략된 문형 리프터 및/또는 에어 호버를 이용하여, 작업자에 의해 실시된다.

다음으로, 도 16 에 나타낸 바와 같이, 유닛 (54) 에 위치결정 공구 (106a, 106b) 를 장착한다.

다음으로, 유닛 (54) 을, 도 17 에 나타나는 위치로부터, 도시 생략된 매다는 공구를 통해 도시 생략된 문형 리프터로 매달아 올리고, 위치결정 공구 (106a, 106b) 에 의해 위치 결정하여 소정의 위치 (도 18 에 나타나는 위치) 로 하강시킨다.

다음으로, 도시 생략된 매다는 공구 및 위치결정 공구 (106a 및 106b) 를, 유닛 (54) 으로부터 떼어내어, 유닛 (54) 에 앵커-볼트 및 남은 패널을 장착한다. 도 18 에는, 이 앵커-볼트 등의 장착이 종료된 상태가 나타나 있다.

다음으로, 도 19 에 나타낸 바와 같이, 유닛 (56) 에 브릿지 프레임 (108) 을 장착한다. 또한, 도 19 에서는, 유닛 (56) 의 다리부 (56a, 56b) 에 이동용 캐스터가 장착되어 있다.

다음으로, 도 20 에 나타낸 바와 같이, 유닛 (56) 을 도시 생략된 매다는 공구를 통해 도시 생략된 문형 리프터로 매달아 올리고, 대차 (臺車) (110) 상에 탑재된 마스크 로더 (90) 위로 하강시켜, 유닛 (56) 과 마스크 로더 (90) 를 체결한다. 유닛 (56) 과 마스크 로더 (90) 를 체결 후, 마스크 로더 (90) 와 대차 (110) 의 접속 (체결) 을 해제한다.

다음으로, 도 21 에 나타낸 바와 같이, 마스크 로더 (90) 가 체결된 유닛 (56) 을 도시 생략된 매다는 공구를 통해 도시 생략된 문형 리프터로 매달아 올리고, 유닛 (54) 과 유닛 (52) 사이에 하강시켜, 유닛 (56) 을 유닛 (54) 과 유닛 (52) 에 체결한다. 이 체결시에 장해가 되는 캐스터는 체결에 앞서 유닛 (56) 의 다리부로부터 떼어내진다. 도 22 에는, 유닛 (56) 이 유닛 (54) 과 유닛 (52) 에 체결된 상태가 나타나 있다.

그리고, 브릿지 프레임 (108) 을 정규 위치에 장착하고, 유닛 (56) 으로부터 매다는 공구를 떼어내고, 유닛 (52) 과 유닛 (54) 사이에 양자를 연결하는 복수의 접속 부재 (58) 를 장착한다. 그리고, 나머지 유닛 (드라이버, 공압 박스 등) 을 유닛 (52, 54, 56) 에 싣고, 마스크 로더용의 작업용 베이스를 장착하고, 유닛 (54) 으로부터 공구용 난간을 떼어낸다. 이로써, 전체 프레임의 도킹이 종료된다. 도 23 에는, 전체 프레임의 도킹이 종료된 상태가 나타나 있다. 그 후, 전체 프레임의 외면에 복수의 패널을 조립하여 챔버를 구성한다. 이로써, 노광 장치 (100) 의 조립이 종료된다. 그 후, 종합 조정을 하여 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 안전책의 설치 작업 등에 대해서는 설명을 생략하였다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 따르면, 노광 장치 본체 및 노광 장치 본체에 부설되는 장치 (예를 들어 반송 장치 (90) 등) 의 구성 각 부의 적어도 일부를 지지하는 복수, 여기서는 3 개의 유닛 (52, 54, 56) 으로 구성되는 전체 프레임 (50) 을 구비하고 있다. 이 때문에, 유닛 (52, 54, 56) 각각의 크기를, 차량 등의 수송·반송 수단의 중량 제한, 수송·반송 능력 등을 고려하여 설정할 수 있다. 또한 복수의 유닛 (52, 54, 56) 의 각각이 상기 구성 각 부의 적어도 일부를 지지할 수 있기 때문에, 전체 프레임 (50) 에 가해지는 하중을 분산시킬 수 있다. 또, 복수의 유닛 (52, 54, 56) 으로 1 개의 전체 프레임 (50) 을 구축하므로, 전체 프레임 (50) 전체로서 충분한 강도를 갖게 하는 것이 용이하다. 본 실시형태에서는, 각 유닛으로서 강도가 높은 문형 유닛이 채용되고 있으므로, 이 점에 있어서도 강도의 향상을 도모할 수 있다. 따라서, 대형 노광 장치를 용이하게 또한 단기간 (단시간) 에 조립하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 따르면, 전술한 바와 같이, 전체 프레임 (50) 전체로서 충분한 강도를 갖게 하는 것이 용이하므로, 진동, 지진 등에도 충분히 대응할 수 있고, 대형, 대중량의 노광 장치의 정밀도 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 따르면, 바디 (BD) 는, 전체 프레임 (50) 과는 독립적으로, 또한 방진 시스템 (65) 을 통해 플로어면 (F) 상에 설치되어 있다. 그리고, 마스크 스테이지 (MST) 를 구동하는 한 쌍의 선형 모터 (71, 72) 의 고정자 (71a, 72a) 는 전체 프레임 (50) 에 매달려 지지되고 있다. 이 때문에, 선형 모터 (71, 72) 에 의해 마스크 스테이지 (MST) 를 구동할 때에 고정자 (71a, 72a) 에 작용하는 구동력의 반력은, 그 고정자를 통해 전체 프레임 (50) 에 전달되고, 그 전체 프레임 (50) 을 통해 기계적으로 플로어 (대지) 로 빠져나간다. 즉, 고정자 (71a, 72a) 가, 예를 들어 미국 특허 제5,874,820호 명세서에 개시되는 리액션 프레임으로서 기능한다. 따라서, 마스크 스테이지 (MST) 를 구동하는 구동력의 반력 등이 바디 (BD)의 일부에 지지된 투영 유닛 (PU) 의 진동 요인이 되는 경우가 없다. 또한, 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-63231호 (대응하는 영국 특허출원 공개 제2290658호 명세서) 등에 개시되어 있는 바와 같이, 고정자 (71a, 72a) 를 전체 프레임 (50) 에 매달아 지지된 지지 부재에 대해 이동가능한 구성으로 하고, 상기 반력의 작용에 의해 운동량 보존의 법칙에 따라 고정자 (71a, 72a) 를 마스크 스테이지 (MST) (가동자 (71b, 72b)) 와 반대 방향으로 이동시킴으로써, 상기 반력이 투영 유닛 (PU) 의 진동 요인이 되는 것을 배제해도 된다. 즉, 고정자 (71a, 72a) 를, 이른바 카운터 매스로 해도 된다.

또, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 따르면, 마스크 로더 (90) 의 레일 부재 (91) 가 유닛 (56) 의 천정부 (56c) 로부터 매달리고, 마스크 로더 본체 (92) 가 레일 부재 (91) 를 따라 전체 프레임 (50) 외부의 마스크의 수수 위치와 마스크 스테이지 (MST) 상방의 마스크 스테이지 (MST) 에 대한 마스크의 수수 위치 사이에서 왕복 이동하도록 구성되어 있다. 이로써, 상방으로부터, 마스크 스테이지 (MST) 에 대한 마스크의 로드, 및 마스크 스테이지 (MST) 로부터의 마스크의 언로드를 할 수 있도록 되어 있다. 또, 마스크 반송에 수반하여 발생하는 마스크 로더 (90) 의 진동이, 전체 프레임 (50) 과는 독립적으로, 플로어면 (F) 상에 설치된 바디 (BD) (본체부 (100')) 로 전달되는 것을 억제 (저지) 할 수 있어, 노광 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 2 개의 문형 유닛 (52, 54) 과 그 문형 유닛 (52, 54) 을 연결하는 연결 유닛 (56) 의 3 개의 유닛에 의해, 전체 프레임 (50) 을 구성했지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 문형 유닛은, 1 개 또는 3 개 이상 형성되어 있어도 되고, 연결 유닛은 복수 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 문형 유닛이 3 개 이상 형성되는 경우, 그 3 개 이상의 문형 유닛을 이용하여 고정자 (71a, 72a) 를 지지해도 된다. 이로써, 마스크 스테이지 (MST) 의 스트로크의 신장이 용이하게 된다. 단, 문형 유닛 및 연결 유닛의 적어도 일방은 반드시 형성되지 않아도 된다.

또, 상기 실시형태 중의 유닛 (52, 54, 56) 이 너무 크거나 또는 너무 무거워서, 수송 수단에 의해 수송할 수 없는 경우 등에는, 유닛 (52, 54, 56) 을, 예를 들어, 다리부와 천판부로 분할하여 반송하도록 해도 된다. 즉, 복수의 유닛 (52, 54, 56) 의 적어도 하나를, 복수의 부재로 분할 가능하게 구성하고, 반송 (수송) 시에는 그 복수의 부재로 분할하고, 그 분할 가능하게 구성한 적어도 하나의 유닛을 현지에서 조립하고, 조립한 그 적어도 하나의 유닛을 다른 유닛과 조합하여 설치해도 된다.

요점은, 상기 서술한 노광 장치 본체 등의 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 지지하는 복수의 유닛으로부터 전체 프레임이 구성되는 것이면, 그 유닛의 수는 상관없다.

또한, 상기 서술한 안전책은, 그 기능으로부터, 칸막이 부재, 보호 부재, 또는 격벽 부재 등으로도 지칭될 수 있다. 따라서, 예를 들어 안전책을 칸막이 부재로서 사용하는 경우, 챔버의 내부 공간을 나눔으로써, 예를 들어 그 내부 공간의 공조 효율을 높일 수 있다.

또, 전체 프레임 (50) 의 내측 또한 안전책의 외측에, 플레이트 (P) 의 제전을 실시하는 이오나이저가 배치되고, 정비 등을 위해 작업원 (또는 오퍼레이터 등) 이 노광 장치 내부에 들어가는 경우, 이오나이저가 오프되고나서야 비로소 전체 프레임 (50) 내에 출입 가능해진다. 또, 전체 프레임 (50) 내에 들어간 작업원은 안전책을 통해 노광 장치 본체의 동작 상태를 육안으로 볼 수 있도록 되어 있다.

또, 노광 장치 본체 등의 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 지지하는 복수의 유닛으로부터 전체 프레임이 구성되는 상기 실시형태의 노광 장치는, 노광 장치의 제조 공장으로부터 디바이스 제조 공장 으로의 수송뿐만 아니라, 다른 디바이스 제조 공장에 노광 장치를 이설하기 위한 수송, 및/또는 조립 등에도 유효하다.

또한, 상기 실시형태에서는, 마스크 스테이지 간섭계 (MSI) 를 이용하여 마스크 스테이지 (MST) 의 위치를, 또 플레이트 스테이지 간섭계 (PSI) 를 이용하여 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치를 계측하는 것으로 하였다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 마스크 스테이지 간섭계 (MSI) 대신에, 인코더 (복수의 인코더로 구성되는 인코더 시스템) 를 이용해도 된다. 또는, 마스크 스테이지 간섭계 (MSI) 와 인코더를 병용해도 된다. 마찬가지로, 플레이트 스테이지 간섭계 (PSI) 대신에 인코더 (복수의 인코더로 구성되는 인코더 시스템) 를 이용해도 된다. 또는, 플레이트 스테이지 간섭계 (PSI) 와 인코더를 병용해도 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서, 노광광으로서, 예를 들어 DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도핑된 화이버 앰프로 증폭하고, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 이용해도 된다. 또, 고체 레이저 (파장 : 355 ㎚, 266 ㎚) 등을 사용해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 투영 유닛 (PU) 이 복수의 투영 광학계를 구비한 멀티 렌즈 방식인 경우에 대해 설명했지만, 투영 광학 유닛의 갯수는 1 개 이상 있으면 된다. 또, 멀티 렌즈 방식의 투영 광학계에 한정하지 않고, 오프너형의 대형 미러를 사용한 투영 광학계 등이어도 된다.

또, 상기 실시형태에서는 투영 광학계로서, 투영 배율이 등배인 것을 사용하는 경우에 대해 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 투영 광학계는 축소계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 비액침 타입의 노광 장치에 본 발명이 적용된 경우에 대해 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 미국 특허출원 공개 제2005/0259234호 명세서 등에 개시되는 바와 같이, 투영 광학계와 노광 대상의 기판 사이에 액체를 공급하고, 그 액체를 통해 노광광을 기판에 투사하는 액침 노광 방식의 노광 장치에 대해, 본 발명을 적용할 수도 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 광 투과성의 마스크 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크를 사용했지만, 이 마스크 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크), 예를 들어, 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광 변조기로도 칭함) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 를 사용하는 가변 성형 마스크를 이용해도 된다.

또한, 상기 실시형태의 전체 프레임 등의 프레임을 구비한 본 발명의 노광 장치는, 사이즈 (외경, 대각선, 한 변의 적어도 하나를 포함함) 가 500 ㎜ 이상인 기판, 예를 들어 액정 표시 소자 등의 평판 디스플레이 (FPD) 용 대형 기판을 노광하는 노광 장치에 대해 적용하는 것이 특히 유효하다. 이것은, 기판의 대형화에 대응하기 위하여 본 발명이 이루어져 있기 때문이다.

또한, 상기 실시형태에서는, 본 발명이 주사 노광을 실시하는 투영 노광 장치에 적용된 경우에 대해 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명은 투영 광학계를 이용하지 않는, 프록시미티 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 본 발명은, 스텝·앤드·리피트 방식의 노광 장치 (이른바 스테퍼) 또는 스텝·앤드·스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.

또, 노광 장치의 용도로는 각형 (角形) 의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 반도체 제조용 노광 장치, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 또는 마스크 블랭크스 등 다른 물체여도 된다.

또, 예를 들어 국제공개 제2001/035168호에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 웨이퍼 상에 형성함으로써, 웨이퍼 상에 라인·앤드·스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제공개 공보, 미국 특허출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.

《디바이스 제조 방법》

다음으로, 상기 실시형태의 노광 장치 (100) 를 리소그래피 공정에서 사용한 마이크로디바이스의 제조 방법에 대해 설명한다. 상기 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 플레이트 (유리 기판) 상에 소정의 패턴 (회로 패턴, 전극 패턴 등) 을 형성함으로써, 마이크로디바이스로서의 액정 표시 소자를 얻을 수 있다.

〈패턴 형성 공정〉

먼저, 상기 서술한 노광 장치 (100) 를 이용하여, 패턴 이미지를 감광성 기판 (레지스트가 도포된 유리 기판 등) 에 형성하는, 이른바 광 리소그래피 공정이 실행된다. 이 광 리소그래피 공정에 의해, 감광성 기판 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은, 현상 공정, 에칭 공정, 레지스트 박리 공정 등의 각 공정을 거침으로써, 기판 상에 소정의 패턴이 형성된다.

〈컬러 필터 형성 공정〉

다음으로, R (Red), G (Green), B (Blue) 에 대응한 3 개의 도트 세트가 매트릭스상으로 다수 배열된, 또는 R, G, B 의 3 개의 스트라이프의 필터의 세트를 복수 수평 주사선 방향으로 배열한 컬러 필터를 형성한다.

〈셀 조립 공정〉

다음으로, 패턴 형성 공정에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판, 및 컬러 필터 형성 공정에서 얻어진 컬러 필터 등을 이용하여 액정 패널 (액정 셀) 을 조립한다. 예를 들어, 패턴 형성 공정에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판과 컬러 필터 형성 공정에서 얻어진 컬러 필터 사이에 액정을 주입하여, 액정 패널 (액정 셀) 을 제조한다.

〈모듈 조립 공정〉

그 후, 조립된 액정 패널 (액정 셀) 의 표시 동작을 실시하게 하는 전기 회로, 백라이트 등의 각 부품을 장착하여 액정 표시 소자로서 완성시킨다.

이 경우, 패턴 형성 공정에 있어서, 상기 실시형태의 노광 장치를 이용하여 고스루풋 및 고정밀도로 플레이트의 노광이 실시되므로, 결과적으로 액정 표시 소자의 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 노광 장치는, 액정 표시 소자와 같은 평판형의 대형 전자 디바이스 (마이크로디바이스) 를 제조하기에 적합하다.

Claims

에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 형성하는 노광 장치로서,
상기 물체 상에 패턴을 생성하는 패턴 생성 장치; 및
상기 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 지지하는 복수의 유닛으로 구성되는 프레임을 구비하는, 노광 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 유닛 중 적어도 일부는, 소정 평면 내의 1 축 방향으로 연결되고, 상기 프레임의 적어도 일부를 구성하는, 노광 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 일부의 유닛은, 상기 1 축 방향에 관한 폭보다 긴 상기 소정 평면 내에서 상기 1 축에 수직인 방향에 관한 폭을 갖는, 노광 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 일부의 유닛은, 상기 소정 평면 내에서 상기 1 축에 수직인 방향으로 이간되는 한 쌍의 다리부와, 상기 한 쌍의 다리부에 의해 상기 소정 평면에 평행하게 지지되는 천정부를 갖는 문형 (門型) 유닛을 포함하는, 노광 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 문형 유닛끼리를 고정시키는 접속 부재를 추가로 구비하는, 노광 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 복수의 유닛은, 상기 문형 유닛끼리를 연결하는 적어도 하나의 연결 유닛을 포함하는, 노광 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 연결 유닛은, 2 개의 상기 문형 유닛의 각각에 고정되는 한 쌍의 다리부와, 상기 한 쌍의 다리부에 의해 지지되는 천정부를 갖는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 유닛 중 적어도 일부는, 상기 에너지 빔을 발생하는 상기 패턴 생성 장치의 빔원을 지지하는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴 생성 장치는, 상기 패턴이 형성된 마스크를 통해 상기 에너지 빔을 상기 물체 상에 조사하고,
상기 복수의 유닛의 적어도 일부는, 상기 마스크를 유지하여 이동하는 이동체의 구동 장치가 갖는 한 쌍의 고정자를 지지하는, 노광 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 한 쌍의 고정자는, 각각 상기 일부의 유닛의 배열 방향을 길이 방향으로 하고, 또한, 서로 상기 배열 방향에 수직인 방향으로 이간되는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴 생성 장치는 상기 패턴이 형성된 마스크를 통해 상기 에너지 빔을 상기 물체 상에 조사하고,
상기 복수의 유닛 중 적어도 일부는 상기 이동체 상에 상기 마스크를 반송하는 반송 장치를 지지하는, 노광 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 일부의 유닛은, 상기 반송 장치를, 상기 마스크가 유지되는 상기 이동체의 면에 대향하는 위치에 지지하는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 유닛 중 적어도 일부는, 상기 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 매달아 지지하는, 노광 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 매달아 지지되는 상기 구성 각 부의 적어도 일부는, 상기 패턴 생성 장치의 빔원으로부터의 에너지 빔이 경유하는 조명 광학계를 포함하는, 노광 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 빔원은, 상기 복수의 프레임의 적어도 일부의 상부에 탑재되는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 유닛 중 적어도 일부는, 상기 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 상기 프레임의 내측에 지지하는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 유닛 중 적어도 일부는, 상기 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 상부에 탑재하는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 유닛 중 적어도 일부는, 상기 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 상기 프레임 밖으로 돌출시켜 지지하는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴 생성 장치는, 적어도 빔원을 포함하는 일부를 제외한 본체부가 상기 프레임의 내측에 배치되는, 노광 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 프레임의 내측에서 또한 상기 본체부의 외측에 배치된 칸막이 부재를 겸하는 보호 부재를 추가로 구비하는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물체는, 사이즈가 500 ㎜ 이상인 기판을 포함하는, 노광 장치.
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 물체를 노광하는 것, 및
상기 노광된 물체를 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
제 22 항에 있어서,
디바이스로서 평판 디스플레이를 제조하는, 디바이스 제조 방법.
에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 생성하는 패턴 생성 장치, 및 그 패턴 생성 장치 및 그 장치에 부설되는 장치의 구성 각 부의 적어도 일부를 지지하는 복수의 유닛으로 구성되는 프레임을 구비하는 노광 장치의 조립 방법으로서,
장치 설치를 위한 준비 작업을 실시하는 것;
상기 패턴 생성 장치의 빔원을 포함하는 일부를 제외한 본체부의 조립, 및 상기 프레임의 부조로서 복수의 유닛을 조립하고, 상기 복수 유닛의 일부의 제 1 유닛 상에 상기 빔원으로부터의 에너지 빔을 사출하는 조명계를 탑재하는 것; 및
그 후, 상기 본체부를 내부에 수용한 상태에서 상기 프레임을 조립하기 위해, 부조된 상기 제 1 유닛을 포함하는 상기 복수의 유닛을 소정의 순서로 도킹하는 것을 포함하는, 노광 장치의 조립 방법.
제 24 항에 있어서,
상기 도킹하는 것에서는,
상기 조명계가 탑재된 상기 제 1 유닛을 매달아 올려 상기 본체부에 대해 위치를 잡은 상태에서 하강시키고,
상기 복수의 유닛 중 제 2 유닛을 매달아 올려 상기 제 1 유닛에 대해 위치 결정한 상태에서 하강시키고,
상기 제 1 유닛과 상기 제 2 유닛을 연결하는 연결 유닛을 매달아 올려 상기 제 1 유닛과 상기 제 2 유닛 사이에 하강시키고, 상기 연결 유닛을 상기 제 1 유닛과 상기 제 2 유닛에 체결하는, 노광 장치의 조립 방법.