KR20130041785A

KR20130041785A - 노광 장치, 기판 처리 장치 및 디바이스 제조 방법

Info

Publication number: KR20130041785A
Application number: KR1020127026500A
Authority: KR
Inventors: 도루 기우치; 히데오 미즈타니
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2013-04-25
Also published as: US20130027684A1; JPWO2011129369A1; WO2011129369A1; CN102834778A

Abstract

본 발명의 형태에 관한 노광 장치는, 소정의 원통면을 따라서 마련된 패턴을 상기 원통면의 원주 방향으로 회전시키면서 상기 패턴을 기판에 전사(轉寫)하는 노광 장치로서, 상기 패턴 중 상기 원통면의 제1 영역에 배치되는 제1 부분 패턴의 상(像)을 제1 투영 영역에 투영하는 제1 투영 광학계와, 상기 패턴 중 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치되는 제2 부분 패턴의 상을, 상기 제1 투영 영역과 다른 제2 투영 영역에 투영하는 제2 투영 광학계와, 상기 패턴의 상기 원주 방향으로의 회전에 동기(同期)하여, 상기 제1 투영 영역 및 상기 제2 투영 영역에 상기 기판을 안내하는 안내 장치를 구비한다.

Description

노광 장치, 기판 처리 장치 및 디바이스 제조 방법 {EXPOSURE APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 노광 장치, 기판 처리 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2010년 4월 13일에 출원된 미국 가출원 제61/323,514호 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

디스플레이 장치 등의 표시 장치를 구성하는 표시 소자로서, 예를 들면 액정 표시 소자, 유기 전계 발광(유기 EL) 소자가 알려져 있다. 현재, 이들 표시 소자로는, 각 화소에 대응하여 기판 표면에 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor：TFT)를 형성하는 능동적 소자(액티브 디바이스)가 주류로 되어오고 있다.

최근에는, 가요성(可撓性)을 가지는 기판(예를 들면 필름 부재 등) 상(上)에 표시 소자를 형성하는 기술이 제안되고 있다. 이와 같은 기술로서, 예를 들면 롤·투·롤 방식(이하, 단지「롤 방식」이라고 표기함)이라고 불리는 수법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 롤 방식에서는, 기판 공급측의 공급용 롤러에 감긴 띠 모양의 기판을 송출함과 아울러 송출된 기판을 기판 회수측의 회수용 롤러로 권취하면서 기판을 반송한다.

[특허 문헌 1] 국제공개 2008/129819호

그런데, 표시 장치에서는 표시 화면의 대형화가 기대되고 있으며, 상기와 같은 롤 방식에서도, 띠 모양의 기판에 대형의 표시 소자를 효율적으로 제조할 수 있게 하는 기술이 요망되고 있다.

이에, 본 발명에 관한 형태는, 띠 모양의 기판에 표시 소자를 효율적으로 제조할 수 있는 노광 장치, 기판 처리 장치 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 제1 형태에 의한 노광 장치는, 소정의 원통면을 따라서 마련된 패턴을 상기 원통면의 원주 방향으로 회전시키면서 상기 패턴을 기판에 전사(轉寫)하는 노광 장치로서, 상기 패턴 중 상기 원통면의 제1 영역에 배치되는 제1 부분 패턴의 상(像)을 제1 투영 영역에 투영하는 제1 투영 광학계와, 상기 패턴 중 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치되는 제2 부분 패턴의 상을, 상기 제1 투영 영역과 다른 제2 투영 영역에 투영하는 제2 투영 광학계와, 상기 패턴의 상기 원주 방향으로의 회전에 동기(同期)하여, 상기 제1 투영 영역 및 상기 제2 투영 영역에 상기 기판을 안내하는 안내 장치를 구비한다.

본 발명에 관한 제2 형태에 의한 기판 처리 장치는, 띠 모양의 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서, 상기 기판을 해당 기판의 길이 방향으로 반송하는 기판 반송부와, 상기 기판 반송부에 의한 상기 기판의 반송 경로를 따라서 마련되며, 해당 반송 경로를 따라서 반송되는 상기 기판에 대해서 처리를 행하는 기판 처리부를 구비하며, 상기 기판 처리부는, 상기 기판에 패턴을 전사하는 상기 노광 장치를 포함한다.

본 발명에 관한 제3 형태에 의한 디바이스 제조 방법은, 기판을 처리하여 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법으로서, 상기 노광 장치를 이용하여, 상기 기판에 패턴을 전사하는 것과, 상기 패턴이 전사된 상기 기판을 해당 패턴에 기초하여 가공하는 것을 포함한다.

본 발명에 관한 형태에 의하면, 띠 모양의 기판에 표시 소자를 효율적으로 제조할 수 있는 노광 장치, 기판 처리 장치 및 디바이스 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 구성을 나타내는 개략도.
도 3은 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 일부 구성을 나타내는 사시도.
도 4a는 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 일부 구성을 나타내는 사시도.
도 4b는 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 일부 구성을 나타내는 사시도.
도 5는 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 일부 구성을 나타내는 사시도.
도 6은 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 일부 구성을 나타내는 평면도.
도 7은 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 일부 구성을 나타내는 모식도.
도 8은 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 일부 구성을 나타내는 평면도.
도 9는 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 동작의 모습을 나타내는 도면.
도 10은 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 다른 구성을 나타내는 도면.
도 11은 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 다른 구성을 나타내는 도면.
도 12는 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 다른 구성을 나타내는 도면.
도 13은 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 다른 구성을 나타내는 도면.
도 14는 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 다른 구성을 나타내는 도면.
도 15는 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 다른 구성을 나타내는 도면.
도 16은 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 다른 구성을 나타내는 도면.
도 17은 본 실시 형태에 관한 노광 장치의 다른 구성을 나타내는 도면.
도 18은 반도체 디바이스를 제조할 때의 제조 공정의 일부를 나타내는 플로우 차트.
도 19는 액정 표시 소자를 제조할 때의 제조 공정의 일부를 나타내는 플로우 차트.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(FPA)의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(FPA)는, 띠 모양의 기판(예를 들면, 띠 모양의 필름 부재, FB)를 공급하는 기판 공급부(SU), 기판(FB)의 표면(피처리면)에 대해서 처리를 행하는 기판 처리부(PR), 기판(FB)을 회수하는 기판 회수부(CL) 및 이들 각 부를 제어하는 제어부(CONT)를 가지고 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이 XYZ 좌표계를 설정하고, 이하에서는 적절히 이 XYZ 좌표계를 이용하여 설명을 행한다. XYZ 좌표계는, 예를 들면, 수평면을 따라서 X축 및 Y축이 설정되고, 연직 방향을 따라서 상향으로 Z축이 설정된다. 또, 기판 처리 장치(FPA)는, 전체로서 X축을 따라, 그 마이너스측(－측)으로부터 플러스측(＋측)으로 기판(FB)을 반송한다. 그 때, 띠 모양의 기판(FB)의 폭 방향(짧은 방향)은, Y축 방향으로 설정된다.

기판 처리 장치(FPA)는, 기판 공급부(SU)로부터 기판(FB)이 송출되고 나서, 기판 회수부(CL)에 의해서 기판(FB)이 회수될 때까지의 사이에, 기판(FB)의 표면에 각종 처리를 실행하는 장치이다. 기판 처리 장치(FPA)는, 기판(FB) 상(上)에 예를 들면 유기 EL소자, 액정 표시 소자 등의 표시 소자(전자 디바이스)를 형성하는 경우에 이용할 수 있다.

기판 처리 장치(FPA)에서 처리 대상이 되는 기판(FB)으로서는, 예를 들면 수지 필름이나 스테인리스강 등의 박(箔, 포일(foil))을 이용할 수 있다. 예를 들면, 수지 필름은, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에스테르 수지, 에틸렌 비닐 공중합체 수지, 폴리염화비닐 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 아세트산 비닐 수지 등의 재료를 이용할 수 있다.

기판(FB)은, 예를 들면 200℃ 정도의 열을 받아도 치수가 변하지 않도록 열팽창 계수가 작은 것이 바람직하다. 예를 들면, 무기 필러(filler)를 수지 필름에 혼합하여 열팽창 계수를 작게 할 수 있다. 무기 필러의 예로서는, 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 산화 규소 등을 들 수 있다.

기판(FB)의 폭 방향(짧은 방향)의 치수는 예를 들면 1m ~ 2m 정도로 형성되어 있고, 길이 방향(긴 방향)의 치수는 예를 들면 10m 이상으로 형성되어 있다. 물론, 이 치수는 일례에 불과하며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 기판(FB)의 Y 방향의 치수가 50cm 이하라도 상관없고, 2m 이상이라도 상관없다. 또, 기판(FB)의 X 방향의 치수가 10m 이하라도 상관없다.

기판(FB)은, 가요성을 가지도록 형성되어 있다. 여기서 가요성이란, 기판에 자중 정도의 힘을 가해도 단선하거나 파단하거나 하지는 않고, 해당 기판을 굽히는 것이 가능한 성질을 말한다. 또, 자중 정도의 힘에 의해서 굴곡하는 성질도 가요성에 포함된다. 또, 상기 가요성은, 해당 기판의 재질, 크기, 두께, 또는 온도 등의 환경 등에 따라 변한다. 또한, 기판(FB)으로서는, 1매의 띠 모양의 기판을 이용해도 상관없지만, 복수의 단위 기판을 접속하여 띠 모양으로 형성되는 구성으로 해도 상관없다.

기판 공급부(SU)는, 예를 들면 롤 모양으로 감긴 기판(FB)을 기판 처리부(PR)로 송출하여 공급한다. 이 경우, 기판 공급부(SU)에는, 기판(FB)을 감는 축부나 해당 축부를 회전시키는 회전 구동 장치 등이 마련된다. 이 외에, 예를 들면 롤 모양으로 감긴 상태의 기판(FB)을 덮는 커버부 등이 마련된 구성이라도 상관없다. 또한, 기판 공급부(SU)는, 롤 모양으로 감긴 기판(FB)을 송출하는 기구에 한정되지 않고, 띠 모양의 기판(FB)을 그 길이 방향으로 순차적으로 송출하는 기구를 포함하는 것이면 좋다.

기판 회수부(CL)는, 기판 처리부(PR)로부터의 기판(FB)을 예를 들면 롤 모양으로 권취하여 회수한다. 기판 회수부(CL)에는, 기판 공급부(SU)와 마찬가지로, 기판(FB)을 감기 위한 축부나 해당 축부를 회전시키는 회전 구동 장치, 회수한 기판(FB)을 덮는 커버부 등이 마련되어 있다. 또한, 기판 처리부(PR)에서 기판(FB)이 패널 모양으로 절단되는 경우 등에는 예를 들면 기판(FB)을 겹친 상태로 회수하는 등, 롤 모양으로 감은 상태와는 다른 상태로 기판(FB)을 회수하는 구성이라도 상관없다.

기판 처리부(PR)는, 기판 공급부(SU)로부터 공급되는 기판(FB)을 기판 회수부(CL)로 반송함과 아울러, 반송 과정에서 기판(FB)의 피처리면(Fp)에 대해서 처리를 행한다. 기판 처리부(PR)는, 예를 들면 처리 장치(10), 반송 장치(30) 및 얼라이먼트 장치(50)를 가지고 있다.

처리 장치(10)는, 기판(FB)의 피처리면(Fp)에 대해서 예를 들면 유기 EL소자를 형성하기 위한 각종 장치를 가지고 있다. 이와 같은 장치로서는, 예를 들면 피처리면(Fp) 상에 격벽을 형성하기 위한 격벽 형성 장치, 전극을 형성하기 위한 전극 형성 장치, 발광층을 형성하기 위한 발광층 형성 장치 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 액적 도포 장치(예를 들면 잉크젯형 도포 장치, 스핀 코트(spin coat)형 도포 장치), 성막 장치(예를 들면 증착 장치, 스퍼터링(sputtering) 장치), 노광 장치, 현상 장치, 표면 개질 장치, 세정 장치 등을 들 수 있다. 이들 각 장치는, 기판(FB)의 반송 경로를 따라서 적절히 마련된다. 본 실시 형태에서는, 처리 장치(10)로서, 노광 장치가 마련되어 있다.

반송 장치(30)는, 기판 처리부(PR) 내에서 기판(FB)을 기판 회수부(CL)측으로 반송하는 롤러 장치(R)를 가지고 있다. 롤러 장치(R)는, 기판(FB)의 반송 경로를 따라서 복수 마련되어 있다. 복수의 롤러 장치(R) 중 적어도 일부의 롤러 장치(R)에는, 구동 기구(미도시)가 장착되어 있다. 이와 같은 롤러 장치(R)가 회전하는 것에 의해, 기판(FB)이 X축 방향으로 반송되도록 되어 있다. 복수의 롤러 장치(R) 중 일부의 롤러 장치(R)가 기판(FB)의 표면과 교차하는 방향으로 이동 가능하게 마련된 구성이라도 상관없다.

얼라이먼트 장치(50)는, 기판(FB)에 대해서 얼라이먼트 동작을 행한다. 얼라이먼트 장치(50)는, 기판(FB)의 위치를 검출하는 얼라이먼트 카메라(51)와, 해당 얼라이먼트 카메라(51)의 검출 결과에 기초하여 기판(FB)의 위치 및 자세 중 적어도 일방을 조정하는 조정 장치(52)를 가지고 있다.

얼라이먼트 카메라(51)는, 예를 들면 기판(FB)에 형성된 얼라이먼트 마크를 검출하고, 검출 결과를 제어부(CONT)에 송신한다. 제어부(CONT)는, 해당 검출 결과에 기초하여 기판(FB)의 위치 정보를 구하고, 해당 위치 정보에 기초하여 조정 장치(52)에 의한 조정량을 제어한다.

도 2는, 처리 장치(10)로서 이용되는 노광 장치(EX)의 구성을 나타내는 도면이다. 노광 장치(EX)는, 마스크(M)에 형성된 패턴(Pm)의 상(像)을 기판(FB)에 투영하는 장치이다. 노광 장치(EX)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 마스크(M)를 조명하는 조명 장치(IU)와, 마스크(M)를 유지하여 이동 및 회전 가능한 마스크 이동 장치(MST)와, 기판(FB)에 대해서 패턴(Pm)의 확대상(擴大像)을 투영하는 투영 장치(PU)와, 기판(FB)을 안내하는 기판 안내 장치(FST)를 가지고 있다.

조명 장치(IU)는, 마스크(M)에 노광광(露光光, ELI)을 조명한다. 조명 장치(IU)는, 광원 장치(20)와, 조사 광학계(21)를 가지고 있다. 광원 장치(20)로부터 사출(射出)되는 노광광(ELI)은, 조사 광학계(21)를 통하여 복수의 방향으로부터 마스크(M)에 대해서 조사된다. 또한, 조사 광학계(21)는, 도 2에서 간략화하여 나타내어져 있지만, 실제로는, 노광광(ELI)을 도광(導光)하는 복수의 광학 소자를 포함하는 것이다.

마스크 이동 장치(MST)는, 유지부(40) 및 구동 장치(ACM)를 가지고 있다. 유지부(40)는, 개략적 모양으로서 원통 모양으로 형성되어 있으며, 그 외주면에 상당하는 원통면(40a)을 따라서 마스크(M)를 유지하도록 형성되어 있다. 유지부(40)는, 원통면(40a)의 원주 방향을 따라서(즉, 원통면(40a)의 중심 축선으로서의 축선(C) 주위로) 회전 가능하게 마련되어 있다. 구동 장치(ACM)는, 유지부(40)를 원통면(40a)을 따라서 회전 구동시킴과 아울러, 유지부(40)를 도면 중 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로 이동시킬 수 있다.

마스크(M)는, 유지부(40)에 의해서 떼어낼 수 있게 유지된다. 마스크(M)로서는, 예를 들면 시트 모양으로 형성된 투과형 마스크가 이용된다. 마스크(M)는, 패턴(Pm)이 원통면(40a)을 따라서 배치되도록, 패턴(Pm)이 형성된 패턴면을 원통면(40a)의 내측을 향해서 유지부(40)에 유지된다. 이 때문에, 패턴(Pm)은, 실질적으로 원통면(40a)에 일치하는 면 상에 배치되게 된다.

투영 장치(PU)는, 복수의 투영 광학계(PL)를 가지고 있다. 복수의 투영 광학계(PL)의 일부는, 마스크(M)에 대해서 기판(FB)의 상류측(－X측)에 배치되어 있으며, 유지부(40)의 ＋X측에 배치된 패턴(Pm)의 확대상을, 유지부(40) 보다도 -X측에 위치하는 기판(FB)에 대해서 투영한다. 또, 복수의 투영 광학계(PL)의 다른 일부는, 마스크(M)에 대해서 기판(FB)의 하류측(＋X측)에 배치되어 있으며, 유지부(40)의 -X측에 배치된 패턴(Pm)의 확대상을, 유지부(40) 보다도 ＋X측에 위치하는 기판(FB)에 대해서 투영한다.

각 투영 광학계(PL)는, 제1 결상부(60) 및 제2 결상부(61)를 가지고 있다. 제1 결상부(60)는, 원통 모양의 유지부(40)의 내측 영역(이하에서는, 이 내측 영역을 적절히 유지부(40)의 내부라고 칭함)에 마련되어 있다. 제1 결상부(60)는, 마스크(M)를 투과하여 유지부(40) 내부로 입사된 노광광을, 원통 모양의 유지부(40)의 외측 영역(이하에서는, 이 외측 영역을 적절히 유지부(40)의 외부라고 칭함)으로 사출한다. 제2 결상부(61)는, 유지부(40)의 외부에 마련되어 있다. 제2 결상부(61)는, 제1 결상부(60)로부터의 노광광을 수광하여 기판(FB)에 조사한다. 투영 광학계(PL)는, 예를 들면, 제1 결상부(60)가 등배(等倍) 또는 대략 등배의 투영 배율을 가지고, 제2 결상부(61)가 확대의 투영 배율(확대 배율)을 가지는 것에 의해서, 패턴(Pm)의 확대상을 기판(FB)에 투영한다.

기판 안내 장치(FST)는, 투영 장치(PU)에 의해서 패턴(Pm)의 상이 투영되는 투영 영역(PA)을 경유하도록 기판(FB)을 안내한다. 기판 안내 장치(FST)는, 안내부(80), 상류측 롤러(81), 하류측 롤러(82) 및 구동 장치(ACF)를 가지고 있다. 안내부(80)는, 유지부(40)의 ＋X측에 배치되는 투영 광학계(PL)의 투영 영역(PA)과 -X측에 배치되는 투영 광학계(PL)의 투영 영역(PA)에 대응한 위치에 각각 배치되어 있다.

각 안내부(80)는, 기판(FB)을 지지하는 지지면(지지부, 80a)을 가지고 있다. 안내부(80)는, 도시하지 않은 에어 베어링 기구가 마련되어 있으며, 이 에어 베어링 기구에 의해서 기판(FB)을 지지면(80a) 상에 비접촉으로 지지할 수 있다. 지지면(80a)은, 투영 광학계(PL)에 대해서 원통면(40a)과 광학적으로 공역(共役)인 위치에 배치되어 있다. 지지면(80a)은, 만곡부(彎曲部, 83)를 가지고 있다. 만곡부(83)는, 투영 광학계(PL)에 의해서 마스크(M)의 만곡 방향과 광학적으로 대응하는 방향으로 만곡되어 있다. 구체적으로는, 투영 광학계(PL)를 향하여 오목한 원통면 모양으로 만곡된 마스크(M)에 대응하여, 만곡부(83)는, 투영 광학계(PL)를 향해 볼록한 원통면 모양으로 만곡되어 있다. 안내부(80)로 안내되는 기판(FB)은, 만곡부(83)의 표면 형상을 따라서 만곡하여 안내된다.

또한, 만곡부(83)가 배치되는 위치는, 상기와 같이 마스크(M(원통면(40a))와, 광학적으로 공역인 위치에 한정되지 않고, 그 위치로부터 예를 들면 투영 광학계(PL)에 의한 패턴(Pm)의 상의 초점심도(焦點深度)의 범위 내에서 어긋난 위치라도 상관없다. 초점심도 δ는 예를 들면,

-k·λ／NA² ≤ δ ≤ +k·λ／NA²

로 나타내어진다. 여기서, λ는 노광광(ELI)의 파장(중심 파장), NA는 투영 광학계(PL)의 상(像)측의 개구수(開口數), k는 프로세스 계수(係數, 결상에 관여하는 모든 조건에 기초하여 결정되는 정수)이다.

만곡부(83)는, 마스크(M)의 곡률(원통면(40a)의 곡률 반경)과 동일한 곡률(곡률 반경)로 만곡되어 있다. 기판(FB)이 마스크(M)의 곡률과 동일한 곡률이 되도록 만곡되어 안내되기 때문에, 노광광(ELI)이 마스크(M)에 조사되는 조사면과, 노광광(ELI)이 기판(FB)에 조사되는 조사면이 동일한 곡률(곡률 반경)이 된다. 환언하면, 투영 광학계(PL)의 시야 영역 내에 위치하는 마스크(M)의 곡률(곡률 반경)과, 투영 광학계(PL)의 투영 영역(즉, 시야 영역 내의 패턴(Pm)이 투영되는 영역) 내에 위치하는 기판(FB)의 곡률(곡률 반경)이 동일하게 된다. 이 때문에, 투영 광학계(PL)의 시야 영역 내 및 투영 영역 내의 전면(全面)에 걸쳐서 마스크(M)와 기판(FB)이 상호 공역 관계를 만족하게 되며, 투영 영역 내의 전면에 걸쳐서 패턴(Pm)의 확대상을 기판(FB)에 양호하게 투영할 수 있다.

지지면(80a)에는, 만곡부(83)의 상류측 및 하류측에, 각각 제2 만곡부(84)가 형성되어 있다. 제2 만곡부(84)는, 안내부(80)에서의 기판(FB)의 반입부 및 반출부에 상당하는 위치에 마련되어 있다. 제2 만곡부(84)는, 만곡부(83) 보다도 곡률이 크게(즉, 곡률 반경이 작게)되도록 만곡되어 있다. 이 때문에, 안내부(80)에 의해서 지지되는 기판(FB)은, 안내부(80)의 상류측 및 하류측의 단부와 접촉하는 것이 회피(回避)되고, 이 단부에 의해서 손상되지 않게 된다. 또, 기판(FB)의 선단부를 지지면(80a) 상으로 반입할 때에, 안내부(80)의 상류측의 단부에 접촉시키지 않고 매끄럽게 반입시킬 수 있다.

본 실시 형태에서는, 만곡부(83)를 마련함으로써, 안내부(80)로 안내되는 기판(FB)은, 만곡부(83)의 표면 형상을 따라서 만곡하여 안내되므로, 평면 모양대로 안내되는 경우와 비교하여, 지지면(80a, 투영 영역)에서의 기판(FB)에, 주름이나 느슨함이 생기기 어렵게 된다. 이 때문에, 기판(FB)의 얼라이먼트나 초점 맞춤의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 상류측 롤러(81), 하류측 롤러(82) 및 구동 장치(ACF)를 제어하여, 기판(FB)에, 신장(伸長, 늘어남)이 생기지 않을 정도의 크기의 장력을 가하여, 기판(FB)을 만곡부(83)의 표면 형상을 따르도록 설정할 수 있다.

상류측 롤러(81)는, 기판(FB)을 안내부(80)로 반입한다. 하류측 롤러(82)는, 기판(FB)을 안내부(80)로부터 반출한다. 상류측 롤러(81) 및 하류측 롤러(82)는, 예를 들면 소정의 반송 속도로 기판(FB)을 반송한다. 구동 장치(ACF)는, 상류측 롤러(81) 및 하류측 롤러(82)의 회전 속도를 조정한다.

구동 장치(ACF)는, 제어부(CONT)로부터의 제어 신호에 기초하여 상류측 롤러(81) 및 하류측 롤러(82)의 회전 속도를 조정하고, 이것에 의해서 기판(FB)의 반송 속도를 조정한다. 제어부(CONT)는, 마스크(M)의 회전 속도에 따른 반송 속도로 기판(FB)이 반송되도록, 구동 장치(ACM)의 구동 및 구동 장치(ACF)의 구동을 제어한다. 구체적으로는, 제어부(CONT)는, 원통면(40a)을 따른 마스크(M)의 이동 속도(원주 속도)에 대한, 기판(FB)의 길이 방향으로의 반송 속도(즉, 기판(FB)의 표면의 이동 속도)의 비가, 투영 광학계(PL)의 투영 배율(확대 배율)과 동일하게 되도록, 구동 장치(ACM) 및 구동 장치(ACF)의 구동을 제어한다.

도 3은, 마스크 이동 장치(MST)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3에서는, 유지부(40)의 내부에 투영 장치(PU)의 일부가 배치된 상태를 나타내고 있다. 도 4a는, 유지부(40)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 4b는, 마스크(M)에 형성되는 패턴(Pm)을 나타내는 도면이다.

도 2, 도 3, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 마스크 이동 장치(MST)의 유지부(40)는, 원통면(40a)을 따라서 형성되어 있다. 유지부(40)는, 축선(C)을 중심으로 하여 원통면(40a)의 원주 방향을 따라서 회전 가능하게 마련되어 있다. 유지부(40)는, 미도시한 고정 장치 등에 의해서 노광 장치(EX)에 대해서 착탈 가능하게 마련되어 있다.

유지부(40)는, 링부(43) 및 연결부(44)를 가지고 있다. 링부(43)는, 축선(C)을 공통의 중심축으로 하여 5개 배열되어 있다. 연결부(44)는, 이들 5개의 링부(43)를 연결하는 위치에 배치되어 있다. 연결부(44)는, 서로 이웃하는 2개의 링부(43)를, 원주 방향을 따른 2개소의 위치에서 연결하도록 마련되어 있다. 해당 2개소의 연결부(44)는, 예를 들면 축선(C)을 기준으로 하여 대칭인 위치(축선(C)을 사이에 두고 대향하는 위치)에 배치되어 있다. 연결부(44)는, 5개의 링부(43)의 사이의 4개소에 원주 방향으로 2개씩, 합계 8개 마련되어 있다. 또한, 유지부(40)를 구성하는 링부(43) 및 연결부(44)의 수는, 상기의 수에 한정되는 것은 아니다. 특히, 링부(43)의 수는, 투영 광학계의 수에 대응하여 마련된다.

유지부(40)는, 링부(43)와 연결부(44)에서 형성되는 복수의 개구부(OP)를 가지고 있다. 개구부(OP)는, 유지부(40)의 내부와 외부를 연통하도록 형성되어 있다. 복수의 개구부(OP)에는, 제1 개구부(41) 및 제2 개구부(42)가 포함되어 있다. 제1 개구부(41) 및 제2 개구부(42)는, 노광광(ELI)을 통과 가능하게 형성되어 있다.

제1 개구부(41)는, 유지부(40) 중 마스크(M)를 유지하는 부분에 마련된다. 제1 개구부(41)는, 축선(C)을 따라서 4개(제1 개구부(41a ~ 41d)) 마련되어 있다. 유지부(40)는, 링부(43) 및 연결부(44) 중 제1 개구부(41a ~ 41d)의 주위 영역에 마스크 흡착부(SC)를 가지고 있다.

마스크 흡착부(SC)는, 예를 들면 링부(43) 및 연결부(44)에 마련된 미도시한 흡인구와, 해당 흡인구에 접속된 미도시한 흡인 펌프를 가지고 있다. 마스크 흡착부(SC)는, 흡인구를 통하여 마스크(M)를 흡인하는 것에 의해, 마스크(M)를 유지부(40)에 흡착 가능하게 되어 있다. 마스크 흡착부(SC)는, 마스크(M)의 흡인을 정지함으로써 마스크(M)의 유지를 해제할 수 있도록 되어 있다. 마스크 흡착부(SC)의 흡인을 조정하는 것에 의해, 마스크(M)의 장착, 떼어냄의 전환을 스무드(smooth)하게 행할 수 있도록 되어 있다.

마스크(M(Ma ~ Md))는, 각 제1 개구부(41a ~ 41d)에 대해서 1매씩 유지되어 있다. 마스크(Ma ~ Md)는, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 소정 방향(축선(C)에 대응하는 방향)에 상호 이어 맞춘 경우에 전체로서 원하는 패턴(Pm)이 형성되도록, 각각 패턴(Pa ~ Pd)이 형성되어 있다. 환언하면, 마스크(Ma ~ Md)의 각각에 형성되어 있는 패턴(Pa ~ Pd)을 소정 방향으로 이어 맞춤으로써 패턴(Pm)이 구성된다. 또한, 마스크(Ma, Mb) 중 상호 서로 이웃하는 단부 영역(도 4b에서, 상호 이어 맞춰지는 부분)에는, 동일 패턴이 형성되어 있다. 마찬가지로, 마스크(Mb, Mc) 및 마스크(Mc, Md) 중, 각각 상호 서로 이웃하는 단부 영역에서도, 동일 패턴이 형성되어 있다.

제2 개구부(42)는, 제1 개구부(41a ~ 41d)와 마찬가지로, 축선(C)을 따라서 4개(제2 개구부(42a ~ 42d)) 마련되어 있다. 제2 개구부(42)는, 축선(C)을 기준으로 하여 제1 개구부(41)와 대칭인 위치(축선(C)을 사이에 두고 대향하는 위치)에 마련되어 있다. 제2 개구부(42a ~ 42d)는, 예를 들면 원주 방향의 치수 및 축선(C)방향의 치수가 각각 제1 개구부(41a ~ 41d)와 동일하게 형성되어 있다. 제1 개구부(41a ~ 41d)와 제2 개구부(42a ~ 42d)는, 서로 원통면(40a)의 원주 방향으로 어긋나도록 배치되어 있다.

유지부(40)의 축선(C) 방향의 양단부에는, 미도시한 회전 기구 등에 접속되는 피접속부(43a)가 형성되어 있다. 해당 회전 기구는, 상기의 구동 장치(ACM)의 일부이다. 이와 같은 회전 기구로서는, 예를 들면 유지부(40)를 회전시키는 치차(齒車) 기구의 일부라도 상관없고, 리니어(linear) 모터 기구의 가동자(可動子, 자석부 혹은 코일부)라도 상관없다.

도 5는, 조명 장치(IU)의 일부 구성과 투영 장치(PU)의 일부 구성을 나타내는 도면이다. 도 6은, 조명 장치(IU) 및 투영 장치(PU)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 3, 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 조명 장치(IU)는, 유지부(40)에 유지되는 4매의 마스크(M(Ma ~ Md))마다 마련된 4개의 조명 광학계(IL(조명 광학계 (ILa~ILd)))를 가지고 있다. 조명 광학계(ILa)는, 제1 개구부(41a)에 마련되는 마스크(Ma)를 조명한다. 조명 광학계(ILb)는, 제1 개구부(41b)에 마련되는 마스크(Mb)를 조명한다. 조명 광학계(ILc)는, 제1 개구부(41c)에 마련되는 마스크(Mc)를 조명한다. 조명 광학계(ILd)는, 제1 개구부(41d)에 마련되는 마스크(Md)를 조명한다. 이 중, 조명 광학계(ILa 및 ILc)는, 유지부(40)의 ＋X측에 배치되어 있으며, 유지부(40)의 외부로부터 내부를 향해 마스크(Ma, Mc)를 각각 조명한다. 또, 조명 광학계(ILb 및 ILd)는, 유지부(40)의 -X측에 배치되어 있으며, 유지부(40)의 외부로부터 내부를 향해 마스크(Mb, Md)를 각각 조명한다. 조명 광학계(ILa ~ ILd)는, 예를 들면 마스크(Ma ~ Md)의 피치(즉, 서로 이웃하는 중심간 거리)에 대응하는 피치로 Y 방향으로 배치되어 있다.

도 7은, 투영 장치(PU)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 　

도 2, 도 3, 도 5 ~ 도 7에 나타내는 바와 같이, 투영 장치(PU)는, 4개의 조명 광학계(ILa ~ ILd) 및 4개의 마스크(Ma ~ Md)에 각각 대응한 4개의 투영 광학계(PL(PLa~PLd))를 가지고 있다. 조명 광학계(ILa) 및 마스크(Ma)에는 투영 광학계(PLa)가, 조명 광학계(ILb) 및 마스크(Mb)에는 투영 광학계(PLb)가, 조명 광학계(ILc) 및 마스크(Mc)에는 투영 광학계(PLc)가, 조명 광학계(ILd) 및 마스크(Md)에는 투영 광학계(PLd)가, 각각 대응하여 배치되어 있다.

투영 광학계(PLa ~ PLd)의 제1 결상부(60(60a ~ 60d))는, 각각 유지부(40)의 내부에 배치되어 있다. 제1 결상부(60a)는, 조명 광학계(ILa)로부터 마스크(Ma)를 통과한 노광광(ELI)의 광로에 배치되어 있다. 제1 결상부(60b)는, 조명 광학계(ILb)로부터 마스크(Mb)를 통과한 노광광(ELI)의 광로에 배치되어 있다. 제1 결상부(60c)는, 조명 광학계(ILc)로부터 마스크(Mc)를 통과한 노광광(ELI)의 광로에 배치되어 있다. 제1 결상부(60d)는, 조명 광학계(ILd)로부터 마스크(Md)를 통과한 노광광(ELI)의 광로에 배치되어 있다.

제1 결상부(60a ~ 60d)는, 프레임(62)에 유지되어 있다(도 5 참조). 프레임(62)은, 유지부(40)의 내부에서 축선(C)을 따라서 배치되어 있다. 유지부(40)의 내부에 배치된 프레임(62) 및 각 제1 결상부(60a ~ 60d)는, 유지부(40)에는 접촉하지 않는 위치에 유지되어 있다.

제1 결상부(60a ~ 60d)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 각각 조명 광학계(ILa ~ ILd)로부터 마스크(Mb ~ Md) 및 제1 개구부(41a ~ 41d)를 통과한 노광광(ELI)을, 유지부(40)의 내부에서 축선(C)을 넘도록 도광하고, 제2 개구부(42a ~ 42d)를 통하여 유지부(40)의 외부로 사출한다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 결상부(60(60a ~ 60d))는, 유지부(40)의 내부에 동면(瞳面, 65(65a ~ 65d))을 형성한다. 본 실시 형태에서는, 축선(C)의 근방(예를 들면 축선(C)의 입사면측의 근방)에 동면(65a ~ 65d)이 형성되어 있다. 해당 동면(65a ~ 65d)에는, 구경 조리개(63(63a ~ 63d))가 마련되어 있다. 또한, 여기에서는, 동면은, 광학계의 입사동(入射瞳) 또는 사출동(射出瞳)과 공역인 면을 포함하는 것으로 하고 있다.

또, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 결상부(60(60a ~ 60d))는, 제2 개구부(42(42a ~ 42d))의 근방에 패턴(Pm(Pa~Pd))의 중간상(中間像)을 형성한다. 본 실시 형태에서는, 제2 개구부(42(42a ~ 42d)) 보다도 유지부(40)의 내측에 패턴(Pm(Pa ~ Pd))의 중간상(66(66a ~ 66d))이 형성되어 있다. 또, 중간상(66(66a ~ 66d))이 형성되는 위치에는, 개폐 가능한 블라인드(64(64a ~ 64d))가 마련되어 있다. 블라인드(64a ~ 64d)는, 제어부(CONT)에 의해서 개폐가 제어된다.

한편, 투영 광학계(PLa ~ PLd)의 제2 결상부(61(61a ~ 61d))는, 각각 유지부(40)의 외부에 배치되어 있다. 제2 결상부(61a ~ 61d)는, 각각 제1 결상부(60a ~ 60d)로부터 사출된 노광광(ELI)을 수광하고, 중간상(66a ~ 66d)의 확대상, 나아가서는 패턴(Pa ~ Pd)의 확대상을 소정의 투영 영역(PAa ~ PAd)에 투영한다. 여기서, 투영 영역(PAa, PAc)은, 유지부(40) 보다도 -X측에 마련되며, 투영 영역(PAb, PAd)은, 유지부(40) 보다도 ＋X측에 마련되어 있다. 그리고, 유지부(40) 보다도 -X측의 안내부(80)는, 투영 영역(PAa, PAc)의 하부에 배치되고, 유지부(40) 보다도 +X측의 안내부(80)는, 투영 영역(PAb, PAd)의 하부에 배치되어 있다.

도 8은, 마스크 이동 장치(MST)와 기판(FB)과의 위치 관계를 나타내는 평면도이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계(PLa ~ PLd)에 의한 투영 영역(PAa ~ PAd)은, 예를 들면 Y 방향을 따라서 2변이 평행한 형상(본 실시 형태에서는, 평행사변 형상)으로 형성되어 있다. 투영 영역(PAa ~ PAd)은, Y 방향의 단부의 폭(X 방향의 치수)이 서서히 작아지도록 형성되어 있다. 이하, 이 폭이 서서히 작아지고 있는 부분을 테이퍼(taper) 부분이라고 표기한다. 또한, 투영 영역(PAa ~ PAd)의 형상은, 평행사변 형상으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 Y 방향의 단부에 테이퍼부를 가지는 사다리꼴 형상 또는 육각 형상으로 할 수도 있다. 투영 영역(PAa ~ PAd)의 형상은, 각각 블라인드(64a ~ 64d)에 의해서 설정된다.

투영 광학계(PLa) 및 투영 광학계(PLb)는, 투영 영역(PAa)의 ＋Y측에 형성되는 테이퍼 부분의 Y 방향에 관한 위치와 투영 영역(PAb)의 -Y측에 형성되는 테이퍼 부분의 Y 방향에 관한 위치가 겹치도록 배치되어 있다. 또, 투영 광학계(PLb) 및 투영 광학계(PLc)는, 투영 영역(PAb)의 ＋Y측에 형성되는 테이퍼 부분의 Y 방향에 관한 위치와 투영 영역(PAc)의 -Y측에 형성되는 테이퍼 부분의 Y 방향에 관한 위치가 겹치도록 배치되어 있다. 또한, 투영 광학계(PLc) 및 투영 광학계(PLd)는, 투영 영역(PAc)의 ＋Y측에 형성되는 테이퍼 부분의 Y 방향에 관한 위치와 투영 영역(PAd)의 -Y측에 형성되는 테이퍼 부분의 Y 방향에 관한 위치가 겹치도록 배치되어 있다.

도 8의 일부에는, 유지부(40)를 ＋Y 방향으로 보았을 때의 모식도가 나타내어져 있다. 여기서, 상기의 제1 개구부(41a ~ 41d) 중 축선(C) 방향을 따라서 서로 이웃하는 2개의 제1 개구부의 원주 방향의 상호 어긋남량(또는, 축선(C) 방향으로 서로 이웃하는 2개의 제1 개구부에 각각 마련되는 마스크(M)의 각 패턴의 원주 방향의 상호 어긋남량)을 S, 유지부(40(원통면(40a))의 직경을 D, 투영 광학계(PLa, PLc(제1 투영 광학계))에 의한 투영 영역과 투영 광학계(PLb, PLd(제2 투영 광학계))에 의한 투영 영역과의 X축 방향의 피치(일반적으로는, 기판(FB)의 이동 경로에 따른 피치)를 L, 투영 광학계(PLa ~ PLd)의 투영 배율을 β로 하면, 다음과 같은 식을 만족하도록 어긋남량(S)이 설정되어 있다.

S = π×D／2－L／β(단, L ≤ β×π×D／2)

또한, 본 실시 형태에서는, 제1 투영 광학계에 대응하는 조사 광학계(21)와 제2 투영 광학계에 대응하는 조사 광학계(21)가, 서로 대향하는 방향으로부터 마스크(M)에 노광광(ELI)을 조사하고, 제1 투영 광학계의 시야 영역과 제2 투영 광학계의 시야 영역이 서로, 축선(C)을 사이에 두고 마스크(M)의 반대측에 위치하는 것으로 하고 있었지만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 이것에 대응하여, 어긋남량(S)은, 마스크(M)의 회전 진행 방향에 관해서 원통면(40a)의 원주 방향을 따른 제1 투영 광학계의 시야 영역으로부터 제2 투영 광학계의 시야 영역까지의 피치(중심간 거리) N과, 피치 L과, 투영 배율 β를 이용하여 다음 식에 의해서 설정된다.

S = N－L／β(단, L≤ β×N)

또, 피치 N에 대응하는 원통면(40a)의 원호의 중심각 φ(라디안)을 이용하면, 어긋남량(S)은, 또 다음 식에 의해서 설정할 수 있다.

S = φ×D／2－L／β

또한, 피치 N은, 마스크(M)의 회전 진행 방향에 관해서 원통면(40a)의 원주 방향에 따른 기판(FB)의 하류측에 투영 영역을 형성하는 투영 광학계의 시야 영역으로부터 기판(FB)의 상류측에 투영 영역을 형성하는 투영 광학계의 시야 영역까지의 피치라고 바꾸어 말할 수 있다.

상기와 같이 구성된 기판 처리 장치(FPA)는, 제어부(CONT)의 제어에 의해, 롤 방식에 의해서 유기 EL소자, 액정 표시 소자 등의 표시 소자(전자 디바이스)를 제조한다. 이하, 상기 구성의 기판 처리 장치(FPA)를 이용하여 표시 소자를 제조하는 공정을 설명한다.

우선, 미도시한 롤러에 감긴 띠 모양의 기판(FB)을 기판 공급부(SU)에 장착한다. 제어부(CONT)는, 이 상태에서 기판 공급부(SU)로부터 해당 기판(FB)이 송출되도록, 미도시한 롤러를 회전시킨다. 그리고, 기판 처리부(PR)를 통과한 해당 기판(FB)을 기판 회수부(CL)에 마련된 미도시한 롤러로 권취시킨다. 이 기판 공급부(SU) 및 기판 회수부(CL)를 제어하는 것에 의해서, 기판(FB)의 피처리면(Fp)을 기판 처리부(PR)에 대해서 연속적으로 반송할 수 있다.

제어부(CONT)는, 기판(FB)이 기판 공급부(SU)로부터 송출되고 나서 기판 회수부(CL)에서 권취될 때까지의 동안에, 기판 처리부(PR)의 반송 장치(30)에 의해서 기판(FB)을 해당 기판 처리부(PR) 내에서 적절히 반송시키면서, 처리 장치(10)에 의해서 표시 소자의 구성 요소를 기판(FB) 상에 순차 형성시킨다. 이 공정 중에서, 노광 장치(EX)에 의해서 처리를 행하는 경우, 우선 유지부(40)에 마스크(Ma ~ Md)를 장착한다.

다음에, 제어부(CONT)는, 조명 장치(IU)로부터 마스크(M)의 패턴(Pm)에 대해서 노광광(ELI)을 조사시킨다. 투영 광학계(PL)는, 패턴(Pm)의 확대상을 투영 영역(PAa ~ PAd)에 대해서 투영한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 투영 영역(PAa ~ PAd)은, 기판(FB) 중 안내부(80)의 만곡부(83) 상에 배치된 영역에 형성된다. 기판(FB)의 해당 부분은, 만곡부(83)를 따라서 만곡되어 있다. 투영 영역(PAa ~ PAd)은, 만곡된 기판(FB) 상에 형성된다.

제어부(CONT)는, 우선 유지부(40)의 상류측(－X측)에서 노광 처리를 행하게 한다. 제어부(CONT)는, 조명 광학계(ILa 및 ILc)로부터 노광광(ELI)을 각각 마스크(Ma 및 Mc)의 패턴(Pa 및 Pc)에 조사시킨다. 해당 노광광(ELI)은, 마스크(Ma 및 Mc), 제1 개구부(41a 및 41c)를 순차적으로 투과하고, 유지부(40)의 내부에서 투영 광학계(PLa 및 PLc)의 제1 결상부(60a 및 60c)로 각각 입사한다.

제1 결상부(60a 및 60c)를 통과한 노광광(ELI)은, 제2 개구부(42a 및 42c)를 통과하여 제2 결상부(61a 및 61c)로 입사한다. 제2 결상부(61a 및 61c)를 통과한 노광광(ELI)은, 투영 영역(PAa 및 PAc)에 조사된다. 이 동작에 의해, 투영 영역(PAa 및 PAc)에는, 패턴(Pa)의 확대상 및 패턴(Pc)의 확대상이 각각 투영되게 된다. 이 상태에서, 제어부(CONT)는, 구동 장치(ACM)에 의해서 유지부(40)를 회전시키면서, 기판(FB)을 ＋X 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해서, 기판(FB) 중 Y 방향으로 떨어진 2개의 영역이, 투영 영역(PAa, PAc)에 투영되는 패턴(Pa, Pc)의 확대상에 의해서 ＋X측으로부터 -X측으로 순차적으로 노광되고, 기판(FB)에 X축 방향을 따른 띠 모양의 노광 영역(PBa, PBc)이 형성된다. 이 때, 제어부(CONT)는, 원통면(40a)을 따른 마스크(M)의 이동 속도에 대한 기판(FB)의 길이 방향으로의 이동 속도의 비가, 투영 광학계(PL)의 투영 배율(확대 배율)과 동일하게 되도록, 유지부(40)의 회전 속도와 기판(FB)의 이동 속도를 조정하면서, 구동 장치(ACM) 및 구동 장치(ACF)에 해당 동작을 행하게 한다.

이어서, 제어부(CONT)는, 기판(FB)의 이동에 동반하여 노광 영역(PBa, PBc)의 ＋X측 단부가 투영 영역(PAb 및 PAd)과 동일한 X 방향 위치에 도달하면, 다음에 유지부(40)의 하류측(＋X측)에서 노광 처리를 행하게 한다. 제어부(CONT)는, 조명 광학계(ILb 및 ILd)로부터 노광광(ELI)을 각각 마스크(Mb 및 Md)의 패턴(Pb 및 Pd)에 조사시킨다.

패턴(Pb 및 Pd)을 통과한 노광광(ELI)은, 제1 개구부(41b 및 41d), 제1 결상부(60b 및 60d), 제2 개구부(42b 및 42d)를 순차적으로 통과하여 제2 결상부(61b 및 61d)로 입사한다. 제2 결상부(61b 및 61d)를 통과한 노광광(ELI)은, 투영 영역(PAb 및 PAd)에 조사된다.

투영 영역(PAb 및 PAd)에는, 패턴(Pb 및 Pd)의 확대상이 각각 투영된다. 이것에 의해서, 기판(FB) 중 Y 방향으로 떨어진 2개의 영역이, 투영 영역(PAb, PAd)에 투영되는 패턴(Pb, Pd)의 확대상에 의해서 ＋X측으로부터 -X측으로 순차적으로 노광되고, X축 방향을 따른 띠 모양의 노광 영역(PBb, PBd)이 기판(FB)에 형성된다. 이 때, 노광 영역(PBb)의 -Y측 단부 및 ＋Y측 단부는, 각각 노광 영역(PBa)의 ＋Y측 단부 및 노광 영역(PBc)의 -Y측 단부와 겹친 상태로 노광되고, 노광 영역(PBd)의 -Y측 단부는, 노광 영역(PBc)의 ＋Y측 단부와 겹친 상태로 노광된다. 또, 제어부(CONT)는, 이어서 원통면(40a)을 따른 마스크(M)의 이동 속도에 대한 기판(FB)의 길이 방향으로의 이동 속도가 투영 광학계(PL)의 투영 배율과 동일하게 되도록, 유지부(40)의 회전 속도와 기판(FB)의 이동 속도를, 각각 구동 장치(ACM) 및 구동 장치(ACF)에 조정시킨다.

본 실시 형태에서는, 기판(FB) 상에는, 투영 영역(PAa ~ PAd)에 투영되는 단독의 상(像)만에 의해서 노광되는 부분과, 투영 영역(PAa)에 투영되는 상의 일부와 투영 영역(PAb)에 투영되는 상의 일부에 의해서 노광되는 부분과, 투영 영역(PAb)에 투영되는 상의 일부와 투영 영역(PAc)에 투영되는 상의 일부에 의해서 노광되는 부분과, 투영 영역(PAc)에 투영되는 상의 일부와 투영 영역(PAd)에 투영되는 상의 일부에 의해서 노광되는 부분이 형성되게 된다. 이와 같이 노광 동작을 행하는 것에 의해, 기판(FB) 상에는, 도 4b에 나타낸 패턴(Pm)의 확대상에 대응하는 노광 패턴(Pf)이 형성되게 된다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 패턴(Pm)을 가지는 마스크(M)를 유지하여 해당 마스크(M)를 이동시키는 마스크 이동 장치(MST)로서, 원통 모양으로 형성되어 패턴(Pm)이 원통면(40a) 상에 배치되도록 마스크(M)를 원통면(40a)을 따라서 떼어낼 수 있게 유지하는 유지부(40)를 가지는 것으로 했으므로, 패턴(Pm)의 상을 띠 모양의 기판(FB)에 효율적으로 노광할 수 있다. 이것에 의해, 띠 모양의 기판(FB)에 표시 소자를 효율적으로 제조할 수 있는 이동 장치(MST)를 제공할 수 있다.

또, 본 실시 형태에 의하면, 마스크(M)를 통과한 노광광이 유지부(40)의 내부를 통과하도록 형성되어 있기 때문에, 유지부(40)의 내부 공간을 유효하게 활용할 수 있다. 이것에 의해, 노광 장치(EX)의 공간 절약화를 도모할 수 있다. 또, 유지부(40)를 원통면의 원주 방향을 따라서 회전시키는 구동 장치(ACM)가 유지부(40)의 축선(C) 방향의 단부를 통하여 해당 유지부(40)를 회전시키기 때문에, 유지부(40)의 내부를 통과하는 노광광을 차단하지 않고 유지부(40)를 회전시킬 수 있다.

본 발명의 기술 범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경을 더할 수 있다. 　

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 기판(FB)을 안내하는 기판 안내 장치(FST)에서, 기판(FB)을 지지하는 안내부(80)를 이용하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이, 유지부(40)의 원통면(40a)과 동일 직경의 원통면을 구비한 안내 롤러(140)를 이용하는 구성으로 해도 상관없다.

이 경우, 제어부(CONT)는, 유지부(40)와 안내 롤러(140)를 회전시킬 때에, 유지부(40)의 구동 장치(ACM)와 안내 롤러(140)의 구동 장치(롤러 구동부, ACF)를 동기시켜 제어한다. 구체적으로는, 제어부(CONT)는, 원통면(40a)을 따른 마스크(M)의 이동 속도에 대한, 안내 롤러(140)의 표면을 따른 기판(FB)의 이동 속도의 비가, 투영 광학계(PL)의 투영 배율(확대 배율)과 동일하게 되도록, 구동 장치(ACM)와 구동 장치(ACF)의 구동을 제어한다.

또, 상기 실시 형태에서는, 조명 장치(IU)를 마스크 이동 장치(MST(유지부(40)))의 외부에 배치하고, 마스크(M)를 투과형 마스크로 하여, 유지부(40)의 외부로부터 마스크(M)를 투과시켜 노광광(ELI)을 유지부(40)의 내부로 입사하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 우선 마스크(M)로서 반사형 마스크를 이용하는 것으로 하고, 조명 장치(IU)로부터 유지부(40)의 축선(C) 방향의 단부를 통하여 노광광(ELI)을 유지부(40)의 내부로 안내하며, 해당 유지부(40)의 내부에서 마스크(M)에 노광광(ELI)을 반사시키는 것에 의해, 유지부(40)의 내부에 노광광(ELI)을 통과시키는 구성으로 해도 상관없다.

또, 상기 실시 형태에서는, 상기의 노광 장치(EX)를 1개 이용한 기판 처리 장치(FPA)의 구성을 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 도 12에 나타내는 바와 같이, 노광 장치(EX)를 복수(예를 들면, 2개) 배치시킨 구성으로 해도 상관없다. 이 경우, 기판(FB) 상에는, 제1 노광 장치(EX1)에 의한 노광 패턴(Pf1)과, 제2 노광 장치(EX2)에 의한 노광 패턴(Pf2)이 형성되게 된다.

또, 상기 실시 형태에서는, 유지부(40)에 4매의 마스크(M)를 유지시키는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이, 4개의 패턴(Pa ~ Pd)이 형성된 1매의 마스크(M)를 유지부(40)에 유지시키는 구성으로 해도 상관없다. 이 경우, 유지부(40)의 제1 개구부(41a ~ 41d)에 대응하는 위치에는 패턴(Pa ~ Pd)을 형성해 두고, 제2 개구부(42a ~ 42d)에 대응하는 위치에는, 개구부(Po)를 형성해 두도록 한다. 이 구성에 의해, 마스크(M)의 장착, 떼어냄, 교환 동작을 용이하게 행할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는, 유지부(40)의 원주 방향으로 제1 개구부(41)와 제2 개구부(42)를 1개씩 형성하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 14에 나타내는 바와 같이, 유지부(40)의 원주 방향으로 제1 개구부(141) 및 제2 개구부(142)를 3개씩 형성하고, 제1 개구부(141)에 각각 대응하는 마스크(M1, M2, M3)를 형성하는 구성으로 해도 상관없다. 또, 유지부(40)의 원주 방향으로 제1 개구부 및 제2 개구부를 2개씩, 혹은 4개 이상씩 형성하는 구성으로 해도 물론 상관없다.

또, 상기 실시 형태에서는, 마스크(M)를 유지부(40)에 유지시킬 때, 유지부(40)의 링부(43)의 형상으로 마스크(M)의 주연부를 따르도록 하여 마스크(M)를 만곡시키는 구성으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 도 15에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 기체 공급 펌프(90) 등을 이용하여 유지부(40)의 내부에 기체를 공급하고, 유지부(40)의 내부 압력을 이용하여 마스크(M)의 만곡을 조정하는 구성으로 해도 상관없다.

또, 상기 실시 형태의 구성에 더하여, 예를 들면 도 16에 나타내는 바와 같이, 회전 위치에 배치된 유지부(40)의 원통면(40a) 상의 소정 위치에 대해서의 위치 정보(예를 들면 X 방향, Y 방향, Z 방향의 좌표 등)를 검출하는 센서(검출부, 91)를 마련하는 구성으로 해도 상관없다. 이 구성에 의하면, 원통면(40a)의 위치 좌표의 변화를 검출하는 것에 의해, 유지부(40)의 편심 회전을 검출할 수 있다. 또한, 센서(91)는, 원통면(40a)의 고정 위치의 위치 정보 대신에 마스크(M)의 소정 위치의 위치 정보를 검출하는 구성으로 해도 좋다.

더하여, 센서(91)의 검출 결과에 따라 예를 들면 노광광(ELI)의 결상 위치를 조정하는 조정부를 마련하는 구성으로 해도 상관없다. 이와 같은 구성으로서는, 예를 들면 도 16에 나타내는 바와 같이, 제1 결상부(60)의 일부로서 혹은 해당 제 1 결상부(60)와는 별개로, 평행 평판 유리(67)나 초점 조정 렌즈(68) 등을 마련하는 구성을 들 수 있다. 이 경우, 평행 평판 유리(67)는, 제1 결상부(60)의 광축(60x)에 대해서 경사 가능하게 하고, 초점 조정 렌즈(68)는, 광축(60x)을 따라서 이동 가능(위치 가변)하게 하면 좋다. 또한, 평행 평판 유리(67)는, 광축(60x)과 교차함과 아울러 원통면(40a)의 축선(C)에 평행한 축을 중심으로 하여 경사 가능(회전 가능)하게 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 실시 형태에서는, 제1 결상부(60)가 유지부(40)의 축선(C) 보다도 광로 상류측에 동면(65)을 형성하고, 유지부(40)의 내부에 패턴(Pm)의 중간상(66)을 형성하도록 배치된 구성으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 도 17에 나타내는 바와 같이, 유지부(40)의 축선(C) 보다도 광로 하류측에 동면(65)을 형성하는 구성으로 해도 상관없다. 또, 패턴(Pm)의 중간상(66)을 유지부(40)의 외부에 형성하는 구성으로 해도 상관없다. 또한, 동면(65)을 유지부(40)의 외부에 형성하는 구성으로 해도 상관없다.

또, 상기 실시 형태의 구성에 더하여, 도 17에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 제1 개구부(41)에 블라인드(48)를 마련하는 구성으로 해도 상관없다. 또, 예를 들면 마스크(M)를 끼워 유지하는 클램프 기구(45)를 배치하는 구성으로 해도 상관없다. 해당 클램프 기구(45)는, 예를 들면 유지부(40)의 연결부(44) 등에 배치할 수 있다. 물론, 유지부(40)의 링부(43)에 클램프 기구(45)를 마련하는 구성으로 해도 상관없다.

또, 도 17의 구성에서, 제2 결상부(61)를 생략하여, 패턴(Pm)의 상(像)을 기판 상(上)에 투영하도록 할 수도 있다.

다음에 본 발명의 일 실시 형태에 의한 노광 장치를 리소그래피(lithography) 공정에서 사용한 마이크로 디바이스의 제조 방법의 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 18은, 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스를 제조할 때의 제조 공정의 일부를 나타내는 플로우 차트이다. 우선, 도 18의 스텝(S10)에서, 띠 모양의 기판에 금속막이 증착된다. 다음의 스텝(S12)에서, 그 기판의 금속막 상에 포토 레지스트(photoresist)가 도포된다. 그 후, 스텝(S14)에서, 노광 장치(EX)를 이용하여, 마스크(M) 상의 패턴의 상(像)이 투영 장치(PU(투영 광학계(PL1 ~ PL4)))를 통하여, 그 기판의 각 쇼트(shot) 영역에 순차적으로 노광 전사된다(전사 공정).

그 후, 스텝(S16)에서, 그 기판의 포토 레지스트의 현상(現像, 현상 공정)이 행해진 후, 스텝(S18)에서, 레지스트 패턴을 통하여 그 기판의 에칭을 행하는 것에 의해서, 마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴이, 그 기판의 각 쇼트 영역에 형성된다. 그 후, 그 위에 레이어(layer)의 회로 패턴의 형성 등을 행하는 것에 의해서, 반도체 소자 등의 디바이스가 제조된다. 상술의 반도체 디바이스 제조 방법에 의하면, 지극히 미세한 회로 패턴을 가지는 반도체 디바이스를 스루풋(throughput) 좋게 효율적으로 제조할 수 있다.

또, 노광 장치(EX)에서는, 띠 모양의 기판에 소정의 패턴(회로 패턴, 전극 패턴 등)을 형성하는 것에 의해서, 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 제조할 수도 있다. 이하, 도 19의 플로우 차트를 참조하여, 이 때의 수법의 일례에 대해 설명한다. 도 19는, 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자의 제조할 때의 제조 공정의 일부를 나타내는 플로우 차트이다.

도 19 중의 패턴 형성 공정(S20)에서는, 본 실시 형태의 노광 장치(EX)를 이용하여 마스크(M)의 패턴을 감광성(感光性) 기판(예를 들면, 레지스트가 도포된 유리제 혹은 플라스틱제의 기판)에 전사 노광하는, 소위 광 리소그래피 공정이 실행된다. 이 광 리소그래피 공정에 의해서, 감광성 기판 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은, 현상 공정, 에칭 공정, 레티클(reticle) 박리 공정 등의 각 공정을 경유하는 것에 의해서, 기판 상에 소정의 패턴이 형성되고, 다음의 칼라 필터 형성 공정(S22)으로 이행한다.

다음에, 칼라 필터 형성 공정(S22)에서는, R(Red), G(Green), B(Blue)에 대응한 3개의 도트(dot)의 조(組)가 매트릭스 모양으로 다수 배열되거나, 또는 R, G, B의 3개의 스트라이프(stripe)의 필터(filter)의 조를 복수 수평 주사선(走査線) 방향으로 배열한 칼라 필터를 형성한다. 그리고, 칼라 필터 형성 공정(S22) 후에, 셀 조립 공정(S24)이 실행된다. 셀 조립 공정(S24)에서는, 패턴 형성 공정(S20)에서 얻어진 소정 패턴을 가지는 기판, 및 칼라 필터 형성 공정(S22)에서 얻어진 칼라 필터 등을 이용하여 액정 패널(액정 셀)을 조립한다.

셀 조립 공정(S24)에서는, 예를 들면, 패턴 형성 공정(S20)에서 얻어진 소정 패턴을 가지는 기판과 칼라 필터 형성 공정(S22)에서 얻어진 칼라 필터와의 사이에 액정을 주입하여, 액정 패널(액정 셀)을 제조한다. 그 후, 모듈 조립 공정(S26)에서, 조립된 액정 패널(액정 셀)의 표시 동작을 행하게 하는 전기 회로, 백 라이트 등의 각 부품을 장착하여 액정 표시 소자로서 완성시킨다. 상술의 액정 표시 소자의 제조 방법에 의하면, 지극히 미세한 회로 패턴을 가지는 액정 표시 소자를 스루풋 좋게 효율적으로 제조할 수 있다.

EX … 노광 장치　 M … 마스크　
Pm … 패턴　 IU … 조명 장치　
MST … 마스크 이동 장치　 PU … 투영 장치　
FST … 기판 안내 장치　 ELI … 노광광　
ACM, ACF … 구동 장치　 PL … 투영 광학계　
PA … 투영 영역 FPA … 기판 처리 장치　
FB … 기판　 SU … 기판 공급부　
PR … 기판 처리부　 CL … 기판 회수부　
CONT … 제어부

Claims

소정의 원통면을 따라서 마련된 패턴을 상기 원통면의 원주 방향으로 회전시키면서 상기 패턴을 기판에 전사(轉寫)하는 노광 장치로서,
상기 패턴 중 상기 원통면의 제1 영역에 배치되는 제1 부분 패턴의 상(像)을 제1 투영 영역에 투영하는 제1 투영 광학계와,
상기 패턴 중 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치되는 제2 부분 패턴의 상을, 상기 제1 투영 영역과 다른 제2 투영 영역에 투영하는 제2 투영 광학계와,
상기 패턴의 상기 원주 방향으로의 회전에 동기(同期)하여, 상기 제1 투영 영역 및 상기 제2 투영 영역에 상기 기판을 안내하는 안내 장치를 구비하는 노광 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 부분 패턴과 상기 제2 부분 패턴은, 상기 원통면의 중심 축선을 따라서 상호 소정 간격을 두고 마련됨과 아울러, 상기 원통면의 원주 방향으로 상호 소정량 어긋나 마련되며,
상기 패턴의 회전 진행 방향에 관해서 상기 원통면의 원주 방향을 따른 상기 제1 영역으로부터 상기 제2 영역까지의 피치 N과, 상기 안내 장치에 의한 상기 기판의 이동 경로를 따른 상기 제1 투영 영역과 상기 제2 투영 영역과의 피치 L과, 상기 제1 투영 광학계 및 상기 제2 투영 광학계의 투영 배율 β와, 상기 소정량 S는, S = N－L／β 및 L ≤ β×N의 관계를 만족하는 노광 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 부분 패턴과 상기 제2 부분 패턴은, 상기 원통면의 중심 축선을 따라서 서로 소정 간격을 두고 마련됨과 아울러, 상기 원통면의 원주 방향으로 상호 소정량 어긋나 마련되며,
상기 원통면의 직경 D와, 상기 안내 장치에 의한 상기 기판의 이동 경로를 따른 상기 제1 투영 영역과 상기 제2 투영 영역과의 피치 L과, 상기 제1 투영 광학계 및 상기 제2 투영 광학계의 투영 배율 β와, 상기 소정량 S는, S = π×D／2－L／β 및 L = β×π×D／2의 관계를 만족하는 노광 장치.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 소정 간격은, 상기 제1 투영 영역의 단부 위치와 상기 제2 투영 영역의 단부 위치가, 상기 제1 투영 광학계 및 상기 제2 투영 광학계에 의해서 상기 기판의 이동 경로 상에서 적어도 일부 겹치도록 설정되어 있는 노광 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 안내 장치는, 상기 제1 투영 영역 및 제2 투영 영역에 위치하는 상기 기판을 각각 지지하는 제1 지지부 및 제2 지지부를 가지는 노광 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는, 상기 원통면의 만곡(彎曲) 방향에 대해서, 각각 상기 제1 투영 광학계 및 상기 제2 투영 광학계에 의해서 광학적으로 대응하는 방향으로 만곡한 제1 만곡부 및 제2 만곡부를 가지며, 해당 제1 및 제2 만곡부를 따라서 상기 기판을 만곡시켜 해당 기판을 지지하는 노광 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 만곡부 및 상기 제2 만곡부는, 각각 상기 제1 투영 광학계 및 상기 제2 투영 광학계를 향해서 볼록한 모양으로 만곡되어 있는 노광 장치.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 제1 만곡부 및 상기 제2 만곡부는, 상기 원통면과 동일한 곡률로 만곡되어 있는 노광 장치.
청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는, 각각 표면을 따라서 상기 기판을 안내하는 안내 롤러와, 해당 안내 롤러를 상기 표면의 원주 방향을 따라서 회전시키는 롤러 구동부를 가지며,
상기 제1 만곡부 및 상기 제2 만곡부는, 각각 대응하는 상기 안내 롤러의 표면부에 마련되어 있는 노광 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 롤러 구동부는, 상기 패턴의 회전과 동기하여 상기 안내 롤러를 회전시키는 노광 장치.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1 투영 광학계 및 상기 제2 투영 광학계는,
상기 원통면의 내측에 배치되어, 상기 패턴으로부터 나온 광을 상기 원통면의 외측으로 사출(射出)시키는 제1 광학계와,
상기 제1 광학계를 통과한 상기 광을 상기 제1 투영 영역 또는 상기 제2 투영 영역으로 조사하여 상기 패턴의 상을 투영하는 제2 광학계를 각각 포함하는 노광 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 제1 광학계는, 상기 원통면의 근방에 상기 패턴의 중간상(中間像)을 결상하는 노광 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 제1 광학계는, 상기 중간상의 결상 위치를 조정하는 조정부를 포함하는노광 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 패턴의 위치 정보를 검출하는 검출부를 구비하며,
상기 조정부는, 상기 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 중간상의 결상 위치를 조정하는 노광 장치.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1 투영 광학계 및 상기 제2 투영 광학계는, 각각 상기 원통면의 근방에 해당 제1 투영 광학계의 동면(瞳面) 및 해당 제2 투영 광학계의 동면을 형성하는 노광 장치.
소정의 원통면을 따라서 마련된 패턴을 상기 원통면의 원주 방향으로 회전시키면서 상기 패턴을 기판에 전사(轉寫)하는 노광 장치로서,
상기 패턴의 상(像)을 투영 영역에 투영하는 투영 광학계와,
상기 패턴의 상기 원주 방향으로의 회전에 동기(同期)하여, 상기 투영 영역에 상기 기판을 안내하고, 또한 상기 투영 영역에 위치하는 상기 기판을 만곡시켜 지지하는 만곡부를 가지는 안내 장치를 구비하는 노광 장치.
청구항 16에 있어서,
상기 만곡부는, 투영 광학계를 향해서 볼록한 모양으로 만곡되어 있는 노광 장치.
청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,
상기 만곡부는, 상기 원통면과 동일한 곡률 반경으로 만곡되어 있는 노광 장치.
띠 모양의 기판을 처리하는 기판 처리 장치로서,
상기 기판을 해당 기판의 길이 방향으로 반송하는 기판 반송부와,
상기 기판 반송부에 의한 상기 기판의 반송 경로를 따라서 마련되며, 해당 반송 경로를 따라서 반송되는 상기 기판에 대해서 처리를 행하는 기판 처리부를 구비하며,
상기 기판 처리부는, 상기 기판에 패턴을 전사하는 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 하나의 항에 기재된 노광 장치를 포함하는 기판 처리 장치.
기판을 처리하여 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법으로서,
청구항 1 내지 청구항 19 중 어느 하나의 항에 기재된 노광 장치를 이용하여, 상기 기판에 패턴을 전사하는 것과,
상기 패턴이 전사된 상기 기판을 해당 패턴에 기초하여 가공하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.