KR20190133074A - Pattern exposure method and device manufacturing method - Google Patents

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Abstract

소정 곡률로 원통면 모양으로 만곡한 제1 면을 따르도록, 마스크와 기판 중 일방을 지지하는 제1 지지 부재와, 소정의 제2 면을 따르도록 마스크와 기판 중 타방을 지지하는 제2 지지 부재와, 제1 지지 부재를 회전시키고, 또한, 제2 지지 부재를 이동시켜, 마스크와 기판을 주사 노광 방향으로 이동시키는 이동 기구를 구비하며, 투영 광학계는, 투영 영역의 주사 노광 방향의 중심에 수직인 선에 대략 평행한 주광선을 포함하는 투영 광속에 의해서 패턴의 상(像)을 소정의 투영상면에 형성하고, 이동 기구는, 제1 지지 부재의 이동 속도 및 제2 지지 부재의 이동 속도를 설정하고, 패턴의 투영상면과 기판의 노광면 중 곡률이 보다 큰 면 또는 평면이 되는 측의 이동 속도를 타방의 이동 속도 보다도 상대적으로 작게 한다. A first support member for supporting one of the mask and the substrate so as to follow the first surface curved in a cylindrical shape at a predetermined curvature, and a second support member for supporting the other of the mask and the substrate so as to follow the predetermined second surface; And a moving mechanism for rotating the first supporting member and moving the second supporting member to move the mask and the substrate in the scanning exposure direction, wherein the projection optical system is perpendicular to the center of the scanning exposure direction of the projection area. The image of a pattern is formed in a predetermined projection image surface by the projection light beam containing the principal ray which is substantially parallel to a phosphorus line, and a movement mechanism sets the movement speed of a 1st support member, and the movement speed of a 2nd support member. Then, the movement speed of the projection image surface of the pattern and the exposure surface of the substrate, the side of which the curvature is larger or the plane becomes relatively smaller than the other movement speed.

Description

패턴 노광 방법 및 디바이스 제조 방법{PATTERN EXPOSURE METHOD AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}Pattern exposure method and device manufacturing method {PATTERN EXPOSURE METHOD AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 마스크의 패턴을 기판에 투영하고, 해당 기판에 해당 패턴을 노광하는 기판 처리 장치, 디바이스 제조 방법, 주사(走査) 노광 방법, 노광 장치, 디바이스 제조 시스템 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus, a device manufacturing method, a scanning exposure method, an exposure apparatus, a device manufacturing system, and a device manufacturing method for projecting a pattern of a mask onto a substrate and exposing the pattern to the substrate.

액정 디스플레이 등의 표시 디바이스나, 반도체 등, 각종 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 시스템이 있다. 디바이스 제조 시스템은, 노광 장치 등의 기판 처리 장치를 구비하고 있다. 특허 문헌 1에 기재된 기판 처리 장치는, 조명 영역에 배치된 마스크에 형성되어 있는 패턴의 상(像)을, 투영 영역에 배치되어 있는 기판 등에 투영하고, 기판에 해당 패턴을 노광한다. 기판 처리 장치에 이용되는 마스크는, 평면 모양인 것, 원통 모양인 것 등이 있다. There exists a device manufacturing system which manufactures various devices, such as display devices, such as a liquid crystal display, and a semiconductor. The device manufacturing system is equipped with substrate processing apparatuses, such as an exposure apparatus. The substrate processing apparatus of patent document 1 projects the image of the pattern formed in the mask arrange | positioned at the illumination area | region, etc. to the board | substrate arrange | positioned at a projection area | region, and exposes the pattern to a board | substrate. The mask used for a substrate processing apparatus has a planar shape, a cylindrical thing, etc.

포토리소그래피 공정에서 이용되는 노광 장치에서, 하기 특허 문헌에 개시되어 있는 바와 같은, 원통 모양 또는 원기둥 모양의 마스크(이하, 총칭하여 '원통 마스크'라고도 함)를 이용하여 기판을 노광하는 노광 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2). 또, 원통 마스크를 이용하여, 가요성(플렉시블)을 가지는 장척(長尺)의 시트 기판 상(上)에 표시 패널용의 디바이스 패턴을 연속하여 노광하는 노광 장치도 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 3).In the exposure apparatus used in the photolithography process, the exposure apparatus which exposes a board | substrate using a cylindrical or cylindrical mask (henceforth collectively called a "cylindrical mask") as disclosed in the following patent document is known. (For example, patent document 2). Moreover, the exposure apparatus which continuously exposes the device pattern for display panels on the long sheet substrate which has a flexible (flexible) using a cylindrical mask is also known (for example, patent Document 3).

특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2007-299918호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-299918 특허 문헌 2 : 국제공개 WO2008/029917호Patent Document 2: International Publication WO2008 / 029917 특허 문헌 3 : 일본특허공개 제2011-221538호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-221538

여기서, 기판 처리 장치는, 주사 노광 방향에서의 노광 영역(슬릿 모양의 투영 영역)을 크게 함으로써, 기판 상의 1개의 쇼트(short) 영역, 혹은 디바이스 영역에 대한 주사 노광 시간을 짧게 할 수 있어, 단위시간당 기판의 처리 매수 등의 생산성을 향상시킬 수 있다. 그렇지만, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이, 생산성의 향상을 도모하기 위해 회전 가능한 원통 모양 마스크를 이용하면, 마스크 패턴이 원통 모양으로 만곡하고 있기 때문에, 마스크 패턴(원통 모양)의 둘레 방향을 주사 노광의 방향으로 하고, 슬릿 모양의 투영 영역의 주사 노광 방향의 치수를 크게 하면, 기판에 투영 노광되는 패턴의 품질(상질(像質))이 저하하는 경우가 있다. Here, the substrate processing apparatus can shorten the scanning exposure time with respect to one short area | region or a device area | region on a board | substrate by enlarging the exposure area | region (slit projection area | region) in a scanning exposure direction, and a unit Productivity, such as the number of sheets of substrate processed per hour, can be improved. However, as described in Patent Literature 1, when the rotatable cylindrical mask is used to improve the productivity, the mask pattern is curved in a cylindrical shape, so that the circumferential direction of the mask pattern (cylindrical shape) Direction, and when the dimension of the scanning exposure direction of a slit-shaped projection area is enlarged, the quality (image quality) of the pattern projected and exposed to a board | substrate may fall.

전술한 특허 문헌 2에 나타내어지는 바와 같이, 원통 모양 또는 원기둥 모양의 마스크는, 소정의 회전 중심축(중심선)으로부터 일정 반경의 외주면(원통면)을 가지며, 그 외주면에 전자 디바이스(예를 들면 반도체 IC 칩 등)의 마스크 패턴이 형성되어 있다. 감광성(感光性)의 기판(웨이퍼) 상에 마스크 패턴을 전사(轉寫)할 때에는, 기판을 소정 속도로 일방향으로 이동시키면서, 원통 마스크를 회전 중심축 둘레로 동기(同期) 회전시킨다. 그 경우, 원통 마스크의 외주면의 전체 둘레 길이가 기판의 길이에 대응하도록 원통 마스크의 직경을 설정하면, 기판의 길이에 걸쳐 연속하여 마스크 패턴을 주사 노광할 수 있다. 또, 특허 문헌 3과 같이, 그러한 원통 마스크를 이용하면, 장척의 플렉시블한 시트 기판(감광층 부착)을 장척 방향으로 소정 속도로 보내면서, 그 속도에 동기시켜 원통 마스크를 회전시키는 것만으로, 시트 기판 상에 표시 패널용 패턴을 반복하여 연속해서 노광할 수 있다. 이와 같이, 원통 마스크를 이용한 경우, 기판의 노광 처리의 효율이나 택트(tact)가 향상하여, 전자 디바이스, 표시 패널 등의 생산성이 높아지는 것이 기대된다. As described in Patent Document 2, the cylindrical or cylindrical mask has an outer circumferential surface (cylindrical surface) having a constant radius from a predetermined rotation center axis (center line), and an electronic device (for example, a semiconductor) on the outer circumferential surface thereof. Mask patterns) are formed. When transferring the mask pattern onto the photosensitive substrate (wafer), the cylindrical mask is rotated synchronously around the rotational central axis while moving the substrate in one direction at a predetermined speed. In that case, if the diameter of the cylindrical mask is set so that the entire circumferential length of the outer circumferential surface of the cylindrical mask corresponds to the length of the substrate, the mask pattern can be continuously exposed to scanning over the length of the substrate. Moreover, when using such a cylindrical mask like patent document 3, while sending a long flexible sheet | seat board | substrate (with a photosensitive layer) at a predetermined speed in a long direction, it will only rotate a cylindrical mask in synchronization with the speed, and a sheet The pattern for a display panel can be repeatedly exposed on a board | substrate. Thus, when a cylindrical mask is used, the efficiency of an exposure process of a board | substrate and a tact are improved, and productivity of an electronic device, a display panel, etc. is expected to increase.

그렇지만, 특히 표시 패널용 마스크 패턴을 노광하는 경우, 표시 패널의 화면 사이즈는 수인치 ~ 수십 인치로 다종 다양하고, 그를 위한 마스크 패턴의 영역의 치수나 어스펙트비(aspect比)도 다종 다양하다. 그 경우, 노광 장치에 장착 가능한 원통 마스크의 직경이나 회전 중심축 방향의 치수가 일의적(一義的)으로 정해져 있으면, 여러가지 크기의 표시 패널에 대응하여, 원통 마스크의 외주면에 효율적으로 마스크 패턴 영역을 배치하는 것이 어려워진다. 예를 들면, 큰 화면 사이즈의 표시 패널의 경우는, 그 표시 패널의 1면분(面分)의 마스크 패턴 영역을 원통 마스크의 외주면의 거의 전체 둘레에 형성할 수 있어도, 그 사이즈 보다도 조금 작은 표시 패널의 경우는, 2면분의 마스크 패턴 영역을 형성할 수 없어, 둘레 방향(또는 회전 중심축 방향)의 여백이 증대하게 된다. However, especially when the mask pattern for a display panel is exposed, the screen size of the display panel varies from several inches to several tens of inches, and the size and aspect ratio of the mask pattern region therefor are also various. In this case, if the diameter of the cylindrical mask that can be attached to the exposure apparatus or the dimension of the rotational central axis direction are determined uniquely, the mask pattern region can be efficiently applied to the outer circumferential surface of the cylindrical mask in response to display panels of various sizes. It becomes difficult to place For example, in the case of a display panel of a large screen size, even if the mask pattern region for one surface of the display panel can be formed around the entire circumference of the outer circumferential surface of the cylindrical mask, the display panel is slightly smaller than the size. In this case, the mask pattern region for two planes cannot be formed, and the margin in the circumferential direction (or the rotation center axis direction) increases.

본 발명의 형태는, 높은 생산성으로 높은 품질의 기판을 생산할 수 있는 기판 처리 장치, 디바이스 제조 방법 및 주사 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus, a device manufacturing method, and a scanning exposure method capable of producing a high quality substrate with high productivity.

본 발명의 다른 형태는, 직경이 다른 원통 마스크를 장착할 수 있는 노광 장치, 디바이스 제조 시스템 및 그러한 노광 장치를 이용한 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another aspect of the present invention is to provide an exposure apparatus, a device manufacturing system, and a device manufacturing method using such an exposure apparatus, which can mount cylindrical masks having different diameters.

본 발명의 제1 형태에 따르면, 조명광의 조명 영역에 배치되는 마스크의 패턴으로부터의 광속을, 기판이 배치되는 투영 영역에 투사하는 투영 광학계를 구비한 기판 처리 장치로서, 상기 조명 영역과 상기 투영 영역 중 일방의 영역에서 소정 곡률로 원통면 모양으로 만곡(灣曲)한 제1 면을 따르도록, 상기 마스크와 상기 기판 중 일방을 지지하는 제1 지지 부재와, 상기 조명 영역과 상기 투영 영역 중 타방의 영역에서 소정의 제2 면을 따르도록, 상기 마스크와 상기 기판 중 타방을 지지하는 제2 지지 부재와, 상기 제1 지지 부재를 회전시키며, 해당 제1 지지 부재가 지지하는 상기 마스크와 상기 기판 중 일방을 주사 노광 방향으로 이동시키고, 또한, 상기 제2 지지 부재를 이동시키며, 해당 제2 지지 부재가 지지하는 상기 마스크와 상기 기판 중 타방을 상기 주사 노광 방향으로 이동시키는 이동 기구를 구비하며, 상기 투영 광학계는, 상기 패턴의 상(像)을 소정의 투영상면(投影像面)에 형성하고, 상기 이동 기구는, 상기 제1 지지 부재의 이동 속도 및 상기 제2 지지 부재의 이동 속도를 설정하며, 상기 패턴의 투영상면과 상기 기판의 노광면 중 곡률이 보다 큰 면 또는 평면이 되는 측의 이동 속도를 타방의 이동 속도 보다도 상대적으로 작게 한 기판 처리 장치가 제공된다. According to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including a projection optical system that projects a light beam from a pattern of a mask disposed in an illumination region of illumination light onto a projection region in which a substrate is disposed, wherein the illumination region and the projection region are provided. A first support member for supporting one of the mask and the substrate so as to follow a first surface curved in a cylindrical shape at a predetermined curvature in one of the regions; and the other of the illumination region and the projection region. A second support member for supporting the other of the mask and the substrate, the first support member being rotated, and the mask and the substrate supported by the first support member to be along a predetermined second surface in the region of? One of them is moved in the scanning exposure direction, and the second supporting member is moved, and the other of the mask and the substrate supported by the second supporting member is imaged. A movement mechanism for moving in the scanning exposure direction, wherein the projection optical system forms an image of the pattern on a predetermined projection image surface, and the movement mechanism moves the first support member. A speed and a moving speed of the second supporting member, and a moving speed of the projection image surface of the pattern and the exposure surface of the substrate, the side of which the curvature is greater or the plane becomes a plane smaller than the other movement speed. A processing device is provided.

본 발명의 제2 형태에 따르면, 제1 형태에 기재된 기판 처리 장치를 이용하여 상기 기판에 상기 마스크의 패턴을 형성하는 것과, 상기 기판 처리 장치에 상기 기판을 공급하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. According to a second aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising forming a pattern of the mask on the substrate using the substrate processing apparatus according to the first aspect, and supplying the substrate to the substrate processing apparatus. do.

본 발명의 제3 형태에 따르면, 소정의 곡률 반경으로 원통 모양으로 만곡한 마스크의 일면에 형성된 패턴을, 투영 광학계를 매개로 하여 원통 모양 또는 평면 모양으로 지지되는 플렉시블한 기판의 표면에 투영함과 아울러, 마스크를 만곡한 일면을 따라서 소정의 속도로 이동시키면서, 원통 모양 또는 평면 모양으로 지지된 기판의 표면을 따라서 소정의 속도로 상기 기판을 이동시켜, 투영 광학계에 의한 패턴의 투영상을 기판 상에 주사 노광할 때, 투영 광학계에 의한 패턴의 투영상이 베스트 포커스 상태로 형성되는 투영상면의 곡률 반경을 Rm, 원통 모양 또는 평면 모양으로 지지된 기판의 표면의 곡률 반경을 Rp, 마스크의 이동에 의해 투영상면을 따라서 이동하는 패턴상(pattern傷)의 이동 속도를 Vm, 기판의 표면을 따른 소정의 속도를 Vp로 했을 때, Rm<Rp인 경우는 Vm>Vp로 설정하고, Rm>Rp인 경우는 Vm<Vp로 설정하는 주사 노광 방법이 제공된다. According to a third aspect of the present invention, a pattern formed on one surface of a mask curved in a cylindrical shape with a predetermined radius of curvature is projected onto a surface of a flexible substrate supported in a cylindrical or planar shape through a projection optical system; In addition, while moving the mask at a predetermined speed along the curved surface, the substrate is moved at a predetermined speed along the surface of the substrate supported in a cylindrical or planar shape, thereby projecting a projection image of the pattern by the projection optical system onto the substrate. In the scanning exposure to Rp, the radius of curvature of the projection image plane in which the projection image of the pattern by the projection optical system is formed in the best focus state is Rm, the radius of curvature of the surface of the substrate supported in the cylindrical or planar shape is Rp, and the movement of the mask. Rm when the moving speed of the pattern image moving along the projection image surface is Vm, and the predetermined speed along the surface of the substrate is Vp. A scanning exposure method is provided in which Vm is set to Vm in the case of <Rp, and Vm <Vp is set in the case of Rm> Rp.

본 발명의 제4 형태에 따르면, 소정의 축선으로부터 일정한 곡률 반경으로 만곡한 곡면의 외주면에 패턴을 가지는 원통 마스크에 조명광을 안내하는 조명 광학계와, 기판을 지지하는 기판 지지 기구와, 상기 조명광에 의해 조명된 상기 원통 마스크의 상기 패턴을 상기 기판 지지 기구가 지지하는 상기 기판에 투영하는 투영 광학계와, 상기 원통 마스크를 교환하는 교환 기구와, 상기 교환 기구가, 상기 원통 마스크를 직경이 다른 원통 마스크로 교환했을 때에, 상기 조명 광학계의 적어도 일부와 상기 투영 광학계의 적어도 일부 중 적어도 일방을 조정하는 조정부를 포함하는 노광 장치가 제공된다. According to the 4th aspect of this invention, the illumination optical system which guides an illumination light to the cylindrical mask which has a pattern on the outer peripheral surface of the curved surface curved by a predetermined curvature from a predetermined axis, the board | substrate support mechanism which supports a board | substrate, and the said illumination light A projection optical system for projecting the pattern of the illuminated cylindrical mask onto the substrate supported by the substrate support mechanism; an exchange mechanism for exchanging the cylindrical mask; and the exchange mechanism converting the cylindrical mask into a cylindrical mask having a different diameter. When it replaces, the exposure apparatus provided with the adjustment part which adjusts at least one of at least one part of the said illumination optical system and at least one part of the said projection optical system.

본 발명의 제5 형태에 따르면, 소정의 축선으로부터 일정 반경으로 원통 모양으로 만곡한 외주면에 패턴을 가지며, 서로 직경이 다른 복수의 원통 마스크 중 1개를 교환 가능하게 장착하여, 상기 소정의 축선의 둘레로 회전시키는 마스크 유지 기구와, 상기 원통 마스크의 패턴에 조명광을 조사하는 조명계와, 조명광에 의해 조사된 상기 원통 마스크의 상기 패턴으로부터의 광에 의해 노광되는 기판을, 만곡한 면 또는 평면을 따라서 지지하는 기판 지지 기구와, 상기 마스크 유지 기구에 장착되는 상기 원통 마스크의 직경에 따라서, 적어도 상기 소정의 축선과 상기 기판 지지 기구와의 거리를 조정하는 조정부를 포함하는 노광 장치가 제공된다. According to the fifth aspect of the present invention, one of a plurality of cylindrical masks having a pattern on the outer circumferential surface curved in a cylindrical shape with a predetermined radius from a predetermined axis and interchangeable with each other, A mask holding mechanism for rotating the circumference, an illumination system for irradiating illumination light onto the pattern of the cylindrical mask, and a substrate exposed by light from the pattern of the cylindrical mask irradiated with illumination light along a curved surface or plane There is provided an exposure apparatus including a substrate supporting mechanism for supporting and an adjusting portion for adjusting a distance between at least the predetermined axis and the substrate supporting mechanism in accordance with a diameter of the cylindrical mask mounted to the mask holding mechanism.

본 발명의 제6 형태에 따르면, 전술한 노광 장치와, 상기 노광 장치에 상기 기판을 공급하는 기판 공급 장치를 구비하는 디바이스 제조 시스템이 제공된다. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing system including the exposure apparatus described above and a substrate supply apparatus for supplying the substrate to the exposure apparatus.

본 발명의 제7 형태에 따르면, 전술한 노광 장치를 이용하여, 상기 원통 마스크의 상기 패턴을 상기 기판에 노광을 하는 것과, 노광된 상기 기판을 처리하는 것에 의해, 상기 원통 마스크의 상기 패턴에 대응한 디바이스를 형성하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.According to the 7th aspect of this invention, the said pattern of the said cylindrical mask is exposed to the said board | substrate using the above-mentioned exposure apparatus, and it respond | corresponds to the said pattern of the said cylindrical mask by processing the exposed said board | substrate. A device manufacturing method is provided that includes forming a device.

본 발명의 형태에 의하면, 패턴상이 형성되는 투영상면과 패턴상이 전사되는 기판의 표면 중 어느 일방이, 기판의 주사 노광 방향에서 만곡하는 것에 의해서 생기는 상위치의 어긋남(상변위)을 억제하면서, 주사 노광시의 노광폭을 크게 취하는 것이 가능하게 되며, 고품질로 패턴상이 전사되는 기판을, 높은 생산성으로 얻을 수 있다. According to the aspect of the present invention, any one of the projection image surface on which the pattern image is formed and the surface of the substrate on which the pattern image is transferred are scanned while suppressing the deviation (image displacement) of the difference value caused by bending in the scanning exposure direction of the substrate. It becomes possible to take large exposure width at the time of exposure, and can obtain the board | substrate with which the pattern image is transferred with high quality with high productivity.

본 발명의 다른 형태에 의하면, 소정의 범위 내에서 직경이 다른 원통 마스크가 장착된 경우에도, 고품질인 패턴 전사가 가능한 노광 장치, 디바이스 제조 시스템 및 디바이스 제조 방법을 제공할 수 있다. According to another aspect of the present invention, even when a cylindrical mask having a different diameter is mounted within a predetermined range, an exposure apparatus, a device manufacturing system, and a device manufacturing method capable of high-quality pattern transfer can be provided.

도 1은, 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 제1 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 2에 나타내는 노광 장치의 조명 영역 및 투영 영역의 배치를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 2에 나타내는 노광 장치의 조명 광학계 및 투영 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 마스크에서의 조명 광속 및 투영 광속의 거동을 과장하여 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 4 중의 편광 빔 스플리터에서의 조명 광속 및 투영 광속의 진행 방향을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7은, 마스크의 패턴의 투영상면의 이동과 기판의 노광면의 이동과의 관계를 과장하여 나타내는 설명도이다.
도 8a는, 투영상면과 노광면과의 주속도(周速度, peripheral velocity)에 차이가 없을 때의 노광폭 내에서의 상(像)의 어긋남량, 차분량(差分量)의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8b는, 투영상면과 노광면과의 주속도에 차이가 있을 때의 노광폭 내에서의 상의 어긋남량, 차분량의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8c는, 노광면과 투영상면과 주속도의 차이를 변화시켰을 때의 노광폭 내에서의 상의 차분량의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9는, 투영상면과 노광면과의 주속도의 차이의 유무에 의해서 변화하는 패턴 투영상의 노광폭 내에서의 콘트라스트비의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은, 제2 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은, 마스크의 패턴의 투영상면의 이동과 기판의 노광면의 이동과의 관계를 과장하여 나타내는 설명도이다.
도 12는, 제2 실시 형태에서의 투영상면과 노광면과의 주속도의 차이의 유무에 의해서 변화하는 노광폭 내에서의 상의 어긋남량의 변화의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 13a는, 마스크(M) 상의 L&S 패턴의 투영상의 광 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 13b는, 마스크(M) 상의 고립선(孤立線)(ISO) 패턴의 투영상의 광 강도 분포를 나타내는 도면이다.
도 14는, 주속도차가 없는(보정전) 상태에서, L&S 패턴의 투영상의 콘트라스트값과 콘트라스트비를 시뮬레이션한 그래프이다.
도 15는, 주속도차가 있는(보정후) 상태에서, L&S 패턴의 투영상의 콘트라스트값과 콘트라스트비를 시뮬레이션한 그래프이다.
도 16은, 주속도차가 없는(보정전) 상태에서, 고립(ISO) 패턴의 투영상의 콘트라스트값과 콘트라스트비를 시뮬레이션한 그래프이다.
도 17은, 주속도차가 있는(보정후) 상태에서, 고립(ISO) 패턴의 투영상의 콘트라스트값과 콘트라스트비를 시뮬레이션한 그래프이다.
도 18은, 기판 상의 노광면의 이동 속도에 대해서 마스크(M)의 투영상면의 주속도를 변화시켰을 때의 상변위량(어긋남량)과 노광폭과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 19는, 어긋남량과 해상력을 사용하여 구한 평가값 Q1, Q2에 의해서, 최적인 노광폭을 평가하는 시뮬레이션의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 20은, 제3 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 21은, 제4 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 22는, 마스크의 패턴의 투영상면의 이동과 기판의 노광면의 이동과의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 23은, 제5 실시 형태에 관한 노광 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 24는, 노광 장치가 이용하는 마스크를 다른 마스크로 교환할 때의 순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 25는, 홀수번째의 제1 투영 광학계의 마스크측의 시야 영역의 위치와 짝수번째의 제2 투영 광학계의 마스크측의 시야 영역의 위치와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 26은, 마스크의 정보를 기억한 정보 기억부를 표면에 가지는 마스크를 나타내는 사시도이다.
도 27은, 노광 조건이 기술된 노광 조건 설정 테이블의 모식도이다.
도 28은, 직경이 다른 마스크 사이에서의 조명 광속 및 투영 광속의 거동을, 앞의 도 5를 기초로 하여 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 29는, 직경이 다른 마스크로 교환한 경우에서의 인코더 헤드 등의 배치 변경을 나타내는 도면이다.
도 30은, 캘리브레이션(calibration) 장치의 도면이다.
도 31은, 캘리브레이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 32는, 에어 베어링을 이용하여 마스크를 회전 가능하게 지지하는 예를 나타내는 측면도이다.
도 33은, 에어 베어링을 이용하여 마스크를 회전 가능하게 지지하는 예를 나타내는 사시도이다.
도 34는, 제6 실시 형태에 관한 노광 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 35는, 제7 실시 형태에 관한 노광 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 36은, 반사형의 원통 마스크(M)의 노광 장치 내에서의 지지 기구의 부분적인 구조예를 나타내는 사시도이다.
도 37은, 디바이스 제조 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
FIG. 1: is a figure which shows the structure of the device manufacturing system of 1st Embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an entire configuration of an exposure apparatus (substrate processing apparatus) according to the first embodiment.
3 is a diagram illustrating an arrangement of an illumination region and a projection region of the exposure apparatus shown in FIG. 2.
4 is a diagram illustrating the configuration of an illumination optical system and a projection optical system of the exposure apparatus shown in FIG. 2.
FIG. 5 is a diagram that exaggerates the behavior of the illumination light beam and the projection light beam in the mask. FIG.
It is a figure which shows typically the advancing direction of the illumination light beam and projection light beam in the polarization beam splitter in FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the movement of the projection image surface of the pattern of the mask and the movement of the exposure surface of the substrate.
8A shows an example of a change in the amount of deviation and the amount of difference in the image in the exposure width when there is no difference in the peripheral velocity between the projection image surface and the exposure surface. It is a graph.
8B is a graph showing an example of a change in the amount of deviation of the image and the amount of difference in the exposure width when there is a difference in the main speed between the projection image surface and the exposure surface.
8C is a graph showing an example of a change in the difference amount of the image in the exposure width when the difference between the exposure surface, the projection image surface, and the main speed is changed.
9 is a graph showing an example of a change in contrast ratio within the exposure width of the pattern projection image that changes depending on whether or not there is a difference in the main speed between the projection image surface and the exposure surface.
FIG. 10: is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus (substrate processing apparatus) of 2nd Embodiment.
It is explanatory drawing which shows exaggerated relationship between the movement of the projection image surface of the pattern of a mask, and the movement of the exposure surface of a board | substrate.
FIG. 12 is a graph showing an example of a change in the amount of deviation of an image in the exposure width that varies depending on whether there is a difference in the main speed between the projection image surface and the exposure surface in the second embodiment.
FIG. 13: A is a figure which shows light intensity distribution of the projection image of the L & S pattern on the mask M. FIG.
FIG. 13B is a diagram showing the light intensity distribution of the projection image of the isolated line ISO pattern on the mask M. FIG.
14 is a graph simulating the contrast value and contrast ratio of the projection image of the L & S pattern in a state where there is no main speed difference (before correction).
FIG. 15 is a graph simulating contrast values and contrast ratios of projection images of L & S patterns in a state where there is a main speed difference (after correction).
Fig. 16 is a graph simulating contrast values and contrast ratios in the projection image of an isolated (ISO) pattern in a state where there is no main speed difference (before correction).
Fig. 17 is a graph simulating contrast values and contrast ratios of projection images of isolated (ISO) patterns in a state where there is a main speed difference (after correction).
18 is a graph showing the relationship between the image displacement amount (shift amount) and the exposure width when the main speed of the projection image surface of the mask M is changed with respect to the movement speed of the exposure surface on the substrate.
19 is a graph showing an example of a simulation for evaluating the optimum exposure width based on the evaluation values Q1 and Q2 obtained by using the shift amount and the resolution.
FIG. 20 is a diagram illustrating an entire configuration of an exposure apparatus (substrate processing apparatus) according to the third embodiment.
FIG. 21: is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus (substrate processing apparatus) of 4th Embodiment.
It is explanatory drawing which shows the relationship between the movement of the projection image surface of the pattern of a mask, and the movement of the exposure surface of a board | substrate.
FIG. 23: is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus which concerns on 5th Embodiment.
24 is a flowchart illustrating a procedure when the mask used by the exposure apparatus is replaced with another mask.
25 is a diagram illustrating a relationship between the position of the viewing area on the mask side of the odd-numbered first projection optical system and the position of the viewing area on the mask side of the even-numbered second projection optical system.
Fig. 26 is a perspective view showing a mask having an information storage unit on the surface which stores mask information.
27 is a schematic diagram of an exposure condition setting table in which exposure conditions are described.
FIG. 28 is a diagram schematically showing the behavior of the illumination light beam and the projection light beam between masks having different diameters based on the previous FIG. 5.
FIG. 29 is a diagram illustrating a change in arrangement of the encoder head and the like when replacing with a mask having a different diameter. FIG.
30 is a diagram of a calibration device.
31 is a diagram for explaining calibration.
It is a side view which shows the example which rotatably supports a mask using an air bearing.
33 is a perspective view illustrating an example in which the mask is rotatably supported using an air bearing.
FIG. 34 is a diagram illustrating an entire configuration of an exposure apparatus according to a sixth embodiment.
35 is a diagram illustrating an overall configuration of an exposure apparatus according to a seventh embodiment.
36 is a perspective view showing a partial structural example of a support mechanism in the exposure apparatus of the reflective cylindrical mask M. FIG.
37 is a flowchart illustrating a device manufacturing method.

본 발명을 실시하기 위한 형태(실시 형태)에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시 형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 이하에 기재한 구성요소에는, 당업자가 용이하게 생각할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 게다가, 이하에 기재한 구성요소는 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성요소의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다. 예를 들면, 이하의 실시 형태에서는, 디바이스로서 플렉시블ㆍ디스플레이를 제조하는 경우로서 설명하지만 이것에 한정되지 않는다. 디바이스로서는, 동박(銅箔) 등에 의한 배선 패턴이 형성되는 배선 기판, 다수의 반도체 소자(트랜지스터, 다이오드 등)가 형성되는 기판 등을 제조할 수도 있다. EMBODIMENT OF THE INVENTION The form (embodiment) for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings. This invention is not limited by the content described in the following embodiment. In addition, the component described below includes the thing which a person skilled in the art can easily think, and the substantially same thing. In addition, the components described below can be appropriately combined. Moreover, various omission, substitution, or a change of a component can be made in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in the following embodiment, although demonstrated as a case of manufacturing a flexible display as a device, it is not limited to this. As a device, the wiring board in which the wiring pattern by copper foil etc. is formed, the board | substrate in which many semiconductor elements (transistor, diode, etc.) are formed, etc. can also be manufactured.

[제1 실시 형태][First embodiment]

제1 실시 형태는, 기판에 노광 처리를 실시하는 기판 처리 장치가 노광 장치이다. 또, 노광 장치는, 노광 후의 기판에 각종 처리를 실시하여 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 시스템에 조립되어 있다. 먼저, 디바이스 제조 시스템에 대해 설명한다. In 1st Embodiment, the substrate processing apparatus which exposes a board | substrate to an exposure process is an exposure apparatus. Moreover, the exposure apparatus is assembled to the device manufacturing system which performs various processes to the board | substrate after exposure, and manufactures a device. First, a device manufacturing system will be described.

<디바이스 제조 시스템><Device manufacturing system>

도 1은, 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 디바이스 제조 시스템(1)은, 디바이스로서의 플렉시블ㆍ디스플레이를 제조하는 라인(플렉시블ㆍ디스플레이 제조 라인)이다. 플렉시블ㆍ디스플레이로서는, 예를 들면 유기 EL 디스플레이 등이 있다. 이 디바이스 제조 시스템(1)은, 가요성의 기판(P)을 롤 모양으로 권회(卷回)한 공급용 롤(FR1)로부터, 해당 기판(P)을 송출하고, 송출된 기판(P)에 대해서 각종 처리를 연속적으로 실시한 후, 처리 후의 기판(P)을 가요성의 디바이스로서 회수용 롤(FR2)에 권취하는, 이른바 롤ㆍ투ㆍ롤(Roll to Roll) 방식으로 되어 있다. 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(1)에서는, 필름 모양의 시트인 기판(P)이 공급용 롤(FR1)로부터 송출되고, 공급용 롤(FR1)로부터 송출된 기판(P)이, 순차적으로, n대의 처리 장치(U1, U2, U3, U4, U5,…,Un)를 거쳐, 회수용 롤(FR2)에 권취될 때까지의 예를 나타내고 있다. 먼저, 디바이스 제조 시스템(1)의 처리 대상이 되는 기판(P)에 대해 설명한다. FIG. 1: is a figure which shows the structure of the device manufacturing system of 1st Embodiment. The device manufacturing system 1 shown in FIG. 1 is a line (flexible display manufacturing line) which manufactures the flexible display as a device. As a flexible display, organic electroluminescent display etc. are mentioned, for example. This device manufacturing system 1 sends out the said board | substrate P from the supply roll FR1 which wound the flexible board | substrate P in roll shape, and is sent about the board | substrate P sent out. After performing various processes continuously, it is set as what is called a roll-to-roll method in which the board | substrate P after a process is wound to the collection roll FR2 as a flexible device. In the device manufacturing system 1 of 1st Embodiment, the board | substrate P which is a film-shaped sheet is sent out from the supply roll FR1, and the board | substrate P sent out from the supply roll FR1 is sequentially and an example until it is wound up by the recovery roll FR2 through n processing apparatuses U1, U2, U3, U4, U5, ..., Un are shown. First, the board | substrate P used as the process target of the device manufacturing system 1 is demonstrated.

기판(P)은, 예를 들면, 수지(樹脂) 필름, 스테인리스강 등의 금속 또는 합금으로 이루어지는 박(箔)(포일(foil)) 등이 이용된다. 수지 필름의 재질로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에스테르 수지, 에틸렌 비닐 공중합체 수지, 폴리염화비닐 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 초산비닐수지 중 1개 또는 2개 이상을 포함하고 있다. As the board | substrate P, foil (foil) etc. which consist of metals or alloys, such as a resin film and stainless steel, are used, for example. Examples of the material of the resin film include polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, It contains one or two or more of vinyl acetate resins.

기판(P)은, 예를 들면, 기판(P)에 실시되는 각종 처리에서 받은 열에 의한 변형량을 실질적으로 무시할 수 있도록, 열팽창 계수가 현저하게 크지 않은 것을 선정하는 것이 바람직하다. 열팽창 계수는, 예를 들면, 무기(無機) 필러를 수지 필름에 혼합하는 것에 의해서, 프로세스 온도 등에 따른 문턱값 보다도 작게 설정되어 있어도 괜찮다. 무기 필러는, 예를 들면, 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 산화 규소 등이라도 좋다. 또, 기판(P)은, 플로트법(float法) 등에 의해 제조된 두께 100㎛ 정도의 매우 얇은 유리의 단층체라도 좋고, 이 매우 얇은 유리에 상기의 수지 필름, 박 등을 접합시킨 적층체라도 좋다. For example, it is preferable that the substrate P is selected so that the thermal expansion coefficient is not significantly large so that the amount of deformation due to heat received in various processes performed on the substrate P can be substantially ignored. The thermal expansion coefficient may be set smaller than the threshold value according to the process temperature, for example, by mixing the inorganic filler into the resin film. The inorganic filler may be titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon oxide or the like, for example. Moreover, the board | substrate P may be the single layer body of the very thin glass of about 100 micrometers thickness manufactured by the float method, etc., and the laminated body which bonded the said resin film, foil, etc. to this very thin glass may be sufficient. good.

이와 같이 구성된 기판(P)은, 롤 모양으로 권회됨으로써 공급용 롤(FR1)이 되고, 이 공급용 롤(FR1)이, 디바이스 제조 시스템(1)에 장착된다. 공급용 롤(FR1)이 장착된 디바이스 제조 시스템(1)은, 1개의 디바이스를 제조하기 위한 각종의 처리를, 공급용 롤(FR1)로부터 송출되는 기판(P)에 대해서 반복하여 실행한다. 이 때문에, 처리 후의 기판(P)은, 복수의 디바이스가 이어진 상태가 된다. 즉, 공급용 롤(FR1)로부터 송출되는 기판(P)은, 다면(多面)을 얻기 위한 기판으로 되어 있다. 또, 기판(P)은, 미리 소정의 전(前)처리에 의해서, 그 표면을 개질(改質)하여 활성화한 것, 혹은, 표면에 정밀 패터닝을 위한 미세한 격벽 구조(요철 구조)를 임프린트법(imprint法) 등에 의해 형성한 것이라도 괜찮다. The board | substrate P comprised in this way is rolled in roll shape, and becomes supply roll FR1, and this supply roll FR1 is attached to the device manufacturing system 1. The device manufacturing system 1 equipped with the supply roll FR1 repeatedly performs the various processes for manufacturing one device with respect to the board | substrate P sent out from the supply roll FR1. For this reason, the board | substrate P after a process will be in the state which the some device connected. That is, the board | substrate P sent out from the supply roll FR1 becomes a board | substrate for obtaining a multiface. Moreover, the board | substrate P has imprinted the fine partition wall structure (concave-convex structure) for modifying the surface by predetermined preprocessing previously, or activating the surface, or for fine patterning on the surface. It may be formed by (imprint law) or the like.

처리 후의 기판(P)은, 롤 모양으로 권회됨으로써 회수용 롤(FR2)로서 회수된다. 회수용 롤(FR2)은, 도시하지 않는 다이싱(dicing) 장치에 장착된다. 회수용 롤(FR2)이 장착된 다이싱 장치는, 처리 후의 기판(P)을, 디바이스마다 분할(다이싱)함으로써, 복수개의 디바이스로 한다. 기판(P)의 치수는, 예를 들면, 폭방향(단척(短尺)이 되는 방향)의 치수가 10cm ~ 2m 정도이고, 길이 방향(장척(長尺)이 되는 방향)의 치수가 10m 이상이다. 또, 기판(P)의 치수는, 상기한 치수에 한정되지 않는다. The board | substrate P after a process is collect | recovered as a roll FR2 for collection | recovery by winding in roll shape. The recovery roll FR2 is attached to a dicing apparatus (not shown). The dicing apparatus equipped with the collection roll FR2 sets a plurality of devices by dividing (dicing) the substrate P after the processing for each device. The dimension of the board | substrate P is about 10 cm-about 2m in the width direction (direction to become short), for example, and the dimension of the longitudinal direction (direction to become long) is 10 m or more. . In addition, the dimension of the board | substrate P is not limited to said dimension.

도 1에서는, X방향, Y방향 및 Z방향이 직교하는 직교 좌표계로 되어 있다. X방향은, 수평면내에서 공급용 롤(FR1) 및 회수용 롤(FR2)을 연결하는 방향이고, 도 1에서의 좌우 방향이다. Y방향은, 수평면내에서 X방향에 직교하는 방향이며, 도 1에서의 전후 방향이다. Y방향은, 공급용 롤(FR1) 및 회수용 롤(FR2)의 축 방향으로 되어 있다. Z방향은, 연직 방향이며, 도 1에서의 상하 방향이다. In FIG. 1, it is a rectangular coordinate system which a X direction, a Y direction, and a Z direction orthogonally cross. X direction is a direction which connects the supply roll FR1 and the collection roll FR2 in a horizontal plane, and is a left-right direction in FIG. The Y direction is a direction orthogonal to the X direction in the horizontal plane, and is the front-rear direction in FIG. 1. The Y direction is an axial direction of the supply roll FR1 and the recovery roll FR2. Z direction is a vertical direction and is an up-down direction in FIG.

디바이스 제조 시스템(1)은, 기판(P)을 공급하는 기판 공급 장치(2)와, 기판 공급 장치(2)에 의해서 공급된 기판(P)에 대해서 각종 처리를 실시하는 처리 장치(U1 ~ Un)와, 처리 장치(U1 ~ Un)에 의해서 처리가 실시된 기판(P)을 회수하는 기판 회수 장치(4)와, 디바이스 제조 시스템(1)의 각 장치를 제어하는 상위(上位) 제어 장치(5)를 구비한다. The device manufacturing system 1 is a processing apparatus U1-Un which performs various processes with respect to the board | substrate supply apparatus 2 which supplies the board | substrate P, and the board | substrate P supplied by the board | substrate supply apparatus 2. ), A substrate recovery device 4 for recovering the substrate P processed by the processing devices U1 to Un, and an upper control device for controlling each device of the device manufacturing system 1 ( 5).

기판 공급 장치(2)에는, 공급용 롤(FR1)이 회전 가능하게 장착된다. 기판 공급 장치(2)는, 장착된 공급용 롤(FR1)로부터 기판(P)을 송출하는 구동 롤러(R1)와, 기판(P)의 폭방향(Y방향)에서의 위치를 조정하는 엣지 포지션 컨트롤러(EPC1)를 가진다. 구동 롤러(R1)는, 기판(P)의 표리 양면을 사이에 끼워 지지하면서 회전하고, 기판(P)을 공급용 롤(FR1)로부터 회수용 롤(FR2)로 향하는 반송 방향으로 송출함으로써, 기판(P)을 처리 장치(U1 ~ Un)에 공급한다. 이 때, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC1)는, 기판(P)의 폭방향의 단부(엣지)에서의 위치가, 목표 위치에 대해서 ±십수 μm ~ 수십㎛ 정도의 범위에 들어가도록, 기판(P)을 폭방향으로 이동시켜, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 수정한다. The supply roll FR1 is rotatably attached to the board | substrate supply apparatus 2. The board | substrate supply apparatus 2 has the edge position which adjusts the position in the width direction (Y direction) of the drive roller R1 which sends the board | substrate P from the attached supply roll FR1, and the board | substrate P. It has a controller EPC1. The drive roller R1 rotates while sandwiching both front and back sides of the substrate P, and sends the substrate P in the conveying direction from the supply roll FR1 to the recovery roll FR2, thereby providing a substrate. (P) is supplied to the processing apparatus U1-Un. At this time, the edge position controller EPC1 moves the board | substrate P so that the position in the width | variety edge part (edge) of the board | substrate P may be in the range of +/- 10 micrometers-about several tens of micrometers with respect to a target position. By moving in the width direction, the position in the width direction of the substrate P is corrected.

기판 회수 장치(4)에는, 회수용 롤(FR2)이 회전 가능하게 장착된다. 기판 회수 장치(4)는, 처리 후의 기판(P)을 회수용 롤(FR2)측으로 끌어 당기는 구동 롤러(R2)와, 기판(P)의 폭방향(Y방향)에서의 위치를 조정하는 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)를 가진다. 기판 회수 장치(4)는, 구동 롤러(R2)에 의해 기판(P)의 표리 양면을 사이에 끼워 지지하면서 회전하고, 기판(P)을 반송 방향으로 끌어 당김과 아울러, 회수용 롤(FR2)을 회전시킴으로써, 기판(P)을 감아 올린다. 이 때, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC1)와 마찬가지로 구성되며, 기판(P)의 폭방향의 단부(엣지)가 폭방향에서 흐트러지지 않도록, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 수정한다. The recovery roll FR2 is rotatably mounted to the substrate recovery device 4. The board | substrate collection | recovery apparatus 4 is an edge position which adjusts the position in the width direction (Y direction) of the drive roller R2 which pulls the processed board | substrate P after a process to the recovery roll FR2 side, and the board | substrate P. It has a controller EPC2. The board | substrate collection | recovery apparatus 4 rotates, holding both sides of the front and back of the board | substrate P by the drive roller R2, and pulls the board | substrate P to a conveyance direction, and collect | recovers the roll FR2. By rotating, the substrate P is wound up. At this time, the edge position controller EPC2 is configured similarly to the edge position controller EPC1 and is disposed in the width direction of the substrate P so that the end portion (edge) in the width direction of the substrate P is not disturbed in the width direction. Correct the position of.

처리 장치(U1)는, 기판 공급 장치(2)로부터 공급된 기판(P)의 표면에 감광성 기능액을 도포하는 도포 장치이다. 감광성 기능액으로서는, 예를 들면, 포토레지스트, 감광성 실란 커플링재(예를 들면, 감광성 친발액성(親撥液性) 개질재, 감광성 도금 환원재 등), UV경화 수지액 등이 이용된다. 처리 장치(U1)는, 기판(P)의 반송 방향의 상류측으로부터 순서대로, 도포 기구(Gp1)와 건조 기구(Gp2)가 마련되어 있다. 도포 기구(Gp1)는, 기판(P)이 감겨지는 실린더 롤러(DR1)와, 실린더 롤러(DR1)에 대향하는 도포 롤러(DR2)를 가진다. 도포 기구(Gp1)는, 공급된 기판(P)을 실린더 롤러(DR1)에 감은 상태에서, 실린더 롤러(DR1) 및 도포 롤러(DR2)에 의해 기판(P)을 사이에 끼워 지지한다. 그리고, 도포 기구(Gp1)는, 실린더 롤러(DR1) 및 도포 롤러(DR2)를 회전시킴으로써, 기판(P)을 반송 방향으로 이동시키면서, 도포 롤러(DR2)에 의해 감광성 기능액을 도포한다. 건조 기구(Gp2)는, 열풍 또는 드라이 에어 등의 건조용 에어를 내뿜어, 감광성 기능액에 포함되는 용질(용제 또는 물)을 제거하여, 감광성 기능액이 도포된 기판(P)을 건조시킴으로써, 기판(P) 상에 감광성 기능층을 형성한다. The processing apparatus U1 is a coating apparatus which applies a photosensitive functional liquid to the surface of the board | substrate P supplied from the board | substrate supply apparatus 2. As the photosensitive functional liquid, for example, a photoresist, a photosensitive silane coupling material (for example, a photosensitive lipophilic modifier, a photosensitive plating reducing material, and the like), a UV curable resin solution, and the like are used. The processing apparatus U1 is provided with the coating mechanism Gp1 and the drying mechanism Gp2 in order from the upstream side of the conveyance direction of the board | substrate P. FIG. The coating mechanism Gp1 has the cylinder roller DR1 by which the board | substrate P is wound, and the application roller DR2 which opposes the cylinder roller DR1. The coating mechanism Gp1 sandwiches and holds the board | substrate P by the cylinder roller DR1 and the coating roller DR2 in the state which wound the supplied board | substrate P on the cylinder roller DR1. And application | coating mechanism Gp1 apply | coats the photosensitive functional liquid with application | coating roller DR2, moving the board | substrate P to a conveyance direction by rotating cylinder roller DR1 and application | coating roller DR2. The drying mechanism Gp2 blows out drying air such as hot air or dry air, removes the solute (solvent or water) contained in the photosensitive functional liquid, and dries the substrate P coated with the photosensitive functional liquid. A photosensitive functional layer is formed on (P).

처리 장치(U2)는, 기판(P)의 표면에 형성된 감광성 기능층을 안정되도록, 처리 장치(U1)로부터 반송된 기판(P)을 소정 온도(예를 들면, 수 10 ~ 120℃ 정도)까지 가열하는 가열 장치이다. 처리 장치(U2)는, 기판(P)의 반송 방향의 상류측으로부터 순서대로, 가열 챔버(HA1)와 냉각 챔버(HA2)가 마련되어 있다. 가열 챔버(HA1)는, 그 내부에 복수의 롤러 및 복수의 에어·턴 바가 마련되어 있으며, 복수의 롤러 및 복수의 에어ㆍ턴바는, 기판(P)의 반송 경로를 구성하고 있다. 복수의 롤러는, 기판(P)의 이면측으로 굴러 접촉하여 마련되고, 복수의 에어ㆍ턴바는, 기판(P)의 표면측에 비접촉 상태로 마련된다. 복수의 롤러 및 복수의 에어ㆍ턴바는, 기판(P)의 반송 경로를 길게 하도록, 사행(蛇行, 구불구불함) 모양의 반송 경로가 되는 배치로 되어 있다. 가열 챔버(HA1) 내를 통과하는 기판(P)은, 사행 모양의 반송 경로를 따라서 반송되면서 소정 온도까지 가열된다. 냉각 챔버(HA2)는, 가열 챔버(HA1)에서 가열된 기판(P)의 온도가, 후공정(처리 장치(U3))의 환경 온도와 일치하도록, 기판(P)을 환경 온도까지 냉각한다. 냉각 챔버(HA2)는, 그 내부에 복수의 롤러가 마련되며, 복수의 롤러는, 가열 챔버(HA1)와 마찬가지로, 기판(P)의 반송 경로를 길게 하도록, 사행 모양의 반송 경로가 되는 배치로 되어 있다. 냉각 챔버(HA2) 내를 통과하는 기판(P)은, 사행 모양의 반송 경로를 따라서 반송되면서 냉각된다. 냉각 챔버(HA2)의 반송 방향에서의 하류측에는, 구동 롤러(R3)가 마련되며, 구동 롤러(R3)는, 냉각 챔버(HA2)를 통과한 기판(P)을 사이에 끼워 지지하면서 회전함으로써, 기판(P)을 처리 장치(U3)로 향하여 공급한다. The processing apparatus U2 moves the board | substrate P conveyed from the processing apparatus U1 to predetermined temperature (for example, about 10 to 120 degreeC) so that the photosensitive functional layer formed in the surface of the board | substrate P may be stabilized. It is a heating device to heat. The processing apparatus U2 is provided with the heating chamber HA1 and the cooling chamber HA2 in order from the upstream side of the conveyance direction of the board | substrate P. As shown in FIG. The heating chamber HA1 is provided with the some roller and the some air turn bar inside, and the some roller and the some air turn bar comprise the conveyance path | route of the board | substrate P. As shown in FIG. The plurality of rollers are provided by rolling in contact with the back surface side of the substrate P, and the plurality of air turn bars are provided in a non-contact state on the surface side of the substrate P. FIG. The plurality of rollers and the plurality of air turn bars are arranged to form a meandering conveyance path so as to lengthen the conveyance path of the substrate P. As shown in FIG. The board | substrate P passing through the heating chamber HA1 is heated to predetermined temperature, conveying along a meandering conveyance path | route. The cooling chamber HA2 cools the board | substrate P to environmental temperature so that the temperature of the board | substrate P heated by the heating chamber HA1 may match the environmental temperature of a post process (processing apparatus U3). In the cooling chamber HA2, a plurality of rollers are provided therein, and the plurality of rollers are arranged in a meandering conveying path so as to lengthen the conveying path of the substrate P, similarly to the heating chamber HA1. It is. The board | substrate P passing through the cooling chamber HA2 is cooled, conveying along a meandering conveyance path | route. On the downstream side in the conveyance direction of the cooling chamber HA2, the drive roller R3 is provided, and the drive roller R3 rotates while holding the board | substrate P which passed through the cooling chamber HA2, and is rotated, The board | substrate P is supplied toward the processing apparatus U3.

처리 장치(기판 처리 장치)(U3)는, 처리 장치(U2)로부터 공급된, 표면에 감광성 기능층이 형성된 기판(감광 기판)(P)에 대해서, 디스플레이용 회로 또는 배선등의 패턴을 투영 노광하는 노광 장치이다. 상세는 후술하지만, 처리 장치(U3)는, 반사형의 마스크(M)에 조명 광속을 조명하고, 조명 광속이 마스크(M)에 의해 반사됨으로써 얻어지는 투영 광속을 기판(P)에 투영 노광한다. 처리 장치(U3)는, 처리 장치(U2)로부터 공급된 기판(P)을 반송 방향의 하류측으로 보내는 구동 롤러(DR4)와, 기판(P)의 폭방향(Y방향)에서의 위치를 조정하는 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)를 가진다. 구동 롤러(DR4)는, 기판(P)의 표리 양면을 사이에 끼워 지지하면서 회전하여, 기판(P)을 반송 방향의 하류측으로 송출함으로써, 기판(P)을 노광 위치에서 지지하는 회전 드럼(DR5)으로 향하여 공급한다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC1)와 동일하게 구성되며, 노광 위치에서의 기판(P)의 폭방향이 목표 위치가 되도록, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 수정한다. 또, 처리 장치(U3)는, 노광 후의 기판(P)에 늘어짐을 부여한 상태에서, 기판(P)을 반송 방향의 하류측으로 보내는 2조(組)의 구동 롤러(DR6, DR7)를 가진다. 2조의 구동 롤러(DR6, DR7)는, 기판(P)의 반송 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 구동 롤러(DR6)는, 반송되는 기판(P)의 상류측을 사이에 끼워 지지하여 회전하고, 구동 롤러(DR7)는, 반송되는 기판(P)의 하류측을 사이에 끼워 지지하여 회전함으로써, 기판(P)을 처리 장치(U4)로 향하여 공급한다. 이 때, 기판(P)은, 늘어짐이 부여되어 있기 때문에, 구동 롤러(DR7) 보다도 반송 방향의 하류측에서 발생하는 반송 속도의 변동을 흡수할 수 있어, 반송 속도의 변동에 의한 기판(P)에의 노광 처리의 영향을 절연할 수 있다. 또, 처리 장치(U3) 내에는, 마스크(M)의 마스크 패턴의 일부분의 상(像)과 기판(P)을 상대적으로 위치 맞춤(얼라이먼트)하기 위해, 기판(P)에 미리 형성된 얼라이먼트 마크 등을 검출하는 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)이 마련되어 있다. The processing apparatus (substrate processing apparatus) U3 projects and exposes a pattern such as a display circuit or a wiring with respect to the substrate (photosensitive substrate) P supplied with the photosensitive functional layer on the surface supplied from the processing apparatus U2. It is an exposure apparatus. Although details will be described later, the processing apparatus U3 illuminates the illumination light flux on the reflective mask M, and projects and exposes the projection light flux obtained by reflecting the illumination light flux by the mask M onto the substrate P. FIG. The processing apparatus U3 adjusts the position in the width direction (Y direction) of the drive roller DR4 and the board | substrate P which send the board | substrate P supplied from the processing apparatus U2 to the downstream side of a conveyance direction. It has an edge position controller (EPC3). The driving roller DR4 rotates while sandwiching both front and back sides of the substrate P, and sends the substrate P to the downstream side in the conveying direction, thereby rotating the drum DR5 supporting the substrate P at the exposure position. To the feed. Edge position controller EPC3 is comprised similarly to edge position controller EPC1, and corrects the position in the width direction of board | substrate P so that the width direction of board | substrate P at an exposure position may become a target position. . Moreover, the processing apparatus U3 has two sets of drive rollers DR6 and DR7 which send the board | substrate P to the downstream side of a conveyance direction, in the state which gave the board | substrate P after exposure. Two sets of drive rollers DR6 and DR7 are arrange | positioned at predetermined conveyance in the conveyance direction of the board | substrate P. FIG. The driving roller DR6 clamps and rotates the upstream side of the board | substrate P to be conveyed, and the driving roller DR7 clamps and rotates the downstream side of the board | substrate P to be conveyed, and rotates it, The substrate P is supplied toward the processing apparatus U4. At this time, since the sagging of the board | substrate P is provided, it can absorb the fluctuation | variation of the conveyance speed which generate | occur | produces on the downstream side of a conveyance direction rather than the drive roller DR7, and the board | substrate P by the fluctuation of a conveyance speed It is possible to insulate the influence of the exposure treatment on the substrate. Moreover, in the processing apparatus U3, the alignment mark etc. previously formed in the board | substrate P, etc. in order to relatively position (align) the image of a part of the mask pattern of the mask M, and the board | substrate P. Alignment microscopes AM1 and AM2 which detect this are provided.

처리 장치(U4)는, 처리 장치(U3)로부터 반송된 노광 후의 기판(P)에 대해서, 습식(濕式)에 의한 현상(現像) 처리, 무전해 도금 처리 등을 행하는 습식 처리 장치이다. 처리 장치(U4)는, 그 내부에, 연직 방향(Z방향)으로 계층화된 3개의 처리조(BT1, BT2, BT3)와, 기판(P)을 반송하는 복수의 롤러를 가진다. 복수의 롤러는, 3개의 처리조(BT1, BT2, BT3)의 내부를, 기판(P)이 순서대로 통과하는 반송 경로가 되도록 배치된다. 처리조(BT3)의 반송 방향에서의 하류측에는, 구동 롤러가 마련되고, 구동 롤러(DR8)는, 처리조(BT3)를 통과한 기판(P)을 사이에 끼워 지지하면서 회전함으로써, 기판(P)을 처리 장치(U5)로 향하여 공급한다. The processing apparatus U4 is a wet processing apparatus which performs the developing process by a wet process, an electroless plating process, etc. with respect to the board | substrate P after exposure conveyed from the processing apparatus U3. The processing apparatus U4 has three processing tanks BT1, BT2, and BT3 layered in the vertical direction (Z direction) inside, and the some roller which conveys the board | substrate P inside. The some roller is arrange | positioned so that the inside of three process tanks BT1, BT2, and BT3 may become the conveyance path which the board | substrate P passes in order. On the downstream side in the conveyance direction of the processing tank BT3, a driving roller is provided, and the driving roller DR8 rotates while sandwiching the board | substrate P which passed through the processing tank BT3, and board | substrate P ) Is supplied toward the processing apparatus U5.

도시는 생략하지만, 처리 장치(U5)는, 처리 장치(U4)로부터 반송된 기판(P)을 건조시키는 건조 장치이다. 처리 장치(U5)는, 처리 장치(U4)에서 습식 처리된 기판(P)에 부착하는 액적(液滴)을 제거함과 아울러, 기판(P)의 수분 함유량을 조정한다. 처리 장치(U5)에 의해 건조된 기판(P)은, 몇 개의 처리 장치를 더 거쳐, 처리 장치(Un)에 반송된다. 그리고, 처리 장치(Un)에서 처리된 후, 기판(P)은, 기판 회수 장치(4)의 회수용 롤(FR2)에 감아 올려진다. Although illustration is abbreviate | omitted, the processing apparatus U5 is a drying apparatus which dries the board | substrate P conveyed from the processing apparatus U4. The processing apparatus U5 removes the droplet which adheres to the board | substrate P wet-processed by the processing apparatus U4, and adjusts the moisture content of the board | substrate P. FIG. The board | substrate P dried by the processing apparatus U5 is conveyed to processing apparatus Un through some processing apparatus further. And after processing by the processing apparatus Un, the board | substrate P is wound up by the collection roll FR2 of the board | substrate collection | recovery apparatus 4.

상위 제어 장치(5)는, 기판 공급 장치(2), 기판 회수 장치(4) 및 복수의 처리 장치(U1 ~ Un)를 통괄 제어한다. 상위 제어 장치(5)는, 기판 공급 장치(2) 및 기판 회수 장치(4)를 제어하여, 기판(P)을 기판 공급 장치(2)로부터 기판 회수 장치(4)로 향하여 반송시킨다. 또, 상위 제어 장치(5)는, 기판(P)의 반송에 동기시키면서, 복수의 처리 장치(U1 ~ Un)를 제어하여, 기판(P)에 대한 각종 처리를 실행시킨다. The host controller 5 collectively controls the substrate supply device 2, the substrate recovery device 4, and the plurality of processing devices U1 to Un. The upper level control apparatus 5 controls the board | substrate supply apparatus 2 and the board | substrate collection | recovery apparatus 4, and conveys the board | substrate P toward the board | substrate collection apparatus 4 from the board | substrate supply apparatus 2. In addition, the host controller 5 controls the plurality of processing apparatuses U1 to Un to execute various processes for the substrate P while synchronizing with the transfer of the substrate P. FIG.

<노광 장치(기판 처리 장치)><Exposure apparatus (substrate processing apparatus)>

다음으로, 제1 실시 형태의 처리 장치(U3)로서의 노광 장치(기판 처리 장치)의 구성에 대해서, 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 도 2는, 제1 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 도 3은, 도 2에 나타내는 노광 장치의 조명 영역 및 투영 영역의 배치를 나타내는 도면이다. 도 4는, 도 2에 나타내는 노광 장치의 조명 광학계 및 투영 광학계의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5는, 마스크에 조사되는 조명 광속, 및 마스크로부터 사출하는 투영 광속 의 상태를 나타내는 도면이다. 도 6은, 도 4 중의 편광 빔 스플리터에서의 조명 광속 및 투영 광속의 진행 방향을 모식적으로 나타내는 도면이다. 이하, 처리 장치(U3)를 노광 장치(U3)라고 한다. Next, the structure of the exposure apparatus (substrate processing apparatus) as the processing apparatus U3 of 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating an entire configuration of an exposure apparatus (substrate processing apparatus) according to the first embodiment. 3 is a diagram illustrating an arrangement of an illumination region and a projection region of the exposure apparatus shown in FIG. 2. 4 is a diagram illustrating the configuration of an illumination optical system and a projection optical system of the exposure apparatus shown in FIG. 2. Fig. 5 is a diagram showing the state of the illumination light beam irradiated to the mask and the projection light beam emitted from the mask. It is a figure which shows typically the advancing direction of the illumination light beam and projection light beam in the polarization beam splitter in FIG. Hereinafter, the processing apparatus U3 is called exposure apparatus U3.

도 2에 나타내는 노광 장치(U3)는, 이른바 주사(走査) 노광 장치이며, 기판(P)을 반송 방향으로 반송하면서, 원통 모양의 마스크(M)의 외주면에 형성된 마스크 패턴의 상을, 기판(P)의 표면에 투영 노광한다. 또, 도 2에서는, X방향, Y방향 및 Z방향이 직교하는 직교 좌표계로 되어 있고, 도 1과 동일한 직교 좌표계로 되어 있다. The exposure apparatus U3 shown in FIG. 2 is what is called a scanning exposure apparatus, and the board | substrate (image) of the mask pattern formed in the outer peripheral surface of the cylindrical mask M is conveyed, conveying the board | substrate P to a conveyance direction. Projection exposure is performed on the surface of P). In addition, in FIG. 2, the X direction, the Y direction, and the Z direction orthogonally cross, and it is set as the rectangular coordinate system similar to FIG.

먼저, 노광 장치(U3)에 이용되는 마스크(M)에 대해 설명한다. 마스크(M)는, 예를 들면 금속제의 원통체를 이용한 반사형의 마스크로 되어 있다. 마스크(M)는, Y방향으로 연장하는 제1 축(AX1)을 중심으로 하는 곡률 반경 Rm이 되는 외주면(원주면)을 가지는 원통체에 형성된다. 마스크(M)의 원주면은, 소정의 마스크 패턴이 형성된 마스크면(P1)으로 되어 있다. 마스크면(P1)은, 소정 방향으로 광속을 높은 효율로 반사하는 고반사부와 소정 방향으로 광속을 반사하지 않거나 또는 낮은 효율로 반사하는 반사 억제부를 포함한다. 마스크 패턴은, 고반사부 및 반사 억제부에 의해 형성되어 있다. 여기서, 반사 억제부는, 소정 방향으로 반사하는 광이 적게 되면 좋다. 이 때문에, 반사 억제부는, 광을 흡수해도, 투과해도, 소정 방향 이외로 반사(예를 들면 난반사(亂反射))해도 괜찮다. 여기서, 마스크(M)는, 반사 억제부를, 광을 흡수하는 재료나, 광을 투과하는 재료로 구성할 수 있다. 노광 장치(U3)는, 상기 구성의 마스크(M)로서, 알루미늄이나 SUS 등의 금속의 원통체로 작성한 마스크를 이용할 수 있다. 이 때문에, 노광 장치(U3)는, 염가의 마스크를 이용하여 노광을 행할 수 있다. First, the mask M used for the exposure apparatus U3 is demonstrated. The mask M is, for example, a reflective mask using a metal cylindrical body. The mask M is formed in the cylindrical body which has the outer peripheral surface (circumferential surface) used as the radius of curvature Rm centering on the 1st axis | shaft AX1 extending in a Y direction. The peripheral surface of the mask M is the mask surface P1 in which the predetermined | prescribed mask pattern was formed. The mask surface P1 includes a high reflection portion that reflects light fluxes in a predetermined direction with high efficiency and a reflection suppression portion that does not reflect light fluxes in a predetermined direction or reflects at low efficiency. The mask pattern is formed by the high reflection part and the reflection suppression part. In this case, the reflection suppressing unit may be configured to reduce the light reflected in the predetermined direction. For this reason, the reflection suppressing portion may absorb light, transmit light, or reflect (for example, diffuse reflection) outside the predetermined direction. Here, the mask M can be comprised from the material which absorbs light, or the material which transmits light. As the mask M having the above configuration, the exposure apparatus U3 can use a mask made of a cylindrical body made of metal such as aluminum or SUS. For this reason, exposure apparatus U3 can perform exposure using a cheap mask.

또, 마스크(M)는, 1개의 표시 디바이스에 대응하는 패널용 패턴의 전체 또는 일부가 형성되어 있어도 괜찮고, 복수개의 표시 디바이스에 대응하는 패널용 패턴이 형성되어 있어도 괜찮다. 또, 마스크(M)는, 패널용 패턴이 제1 축(AX1) 둘레의 둘레 방향으로 반복하여 복수개 형성되어 있어도 괜찮고, 소형의 패널용 패턴이 제1 축(AX1)에 평행한 방향으로 반복하여 복수 형성되어도 괜찮다. 게다가, 마스크(M)는, 제1 표시 디바이스의 패널용 패턴과, 제1 표시 디바이스와 사이즈 등이 다른 제2 표시 디바이스의 패널용 패턴이 형성되어 있어도 괜찮다. 또, 마스크(M)는, 제1 축(AX1)을 중심으로 하는 곡률 반경 Rm이 되는 원주면을 가지고 있으면 좋으며, 원통체의 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 마스크(M)는, 원주면을 가지는 원호 모양의 판재라도 괜찮다. 또, 마스크(M)는, 박판(薄板) 모양이라도 좋고, 박판 모양의 마스크(M)를 만곡시켜, 원주면을 가지도록 해도 괜찮다. In the mask M, all or part of the panel pattern corresponding to one display device may be formed, or the panel pattern corresponding to the plurality of display devices may be formed. In addition, the mask M may be formed in a plurality of patterns for the panel repeatedly in the circumferential direction around the first axis AX1, and the small pattern for the panel may be repeated in the direction parallel to the first axis AX1. A plurality may be formed. In addition, the mask M may be provided with a panel pattern of the first display device and a panel pattern of a second display device having a different size from the first display device. Moreover, the mask M should just have the peripheral surface used as the radius of curvature Rm centering on the 1st axis | shaft AX1, and is not limited to the shape of a cylindrical body. For example, the mask M may be an arc-shaped plate having a circumferential surface. Moreover, the mask M may be a thin plate shape, and may be made to have a circumferential surface by making the thin mask M curved.

다음으로, 도 2에 나타내는 노광 장치(U3)에 대해 설명한다. 노광 장치(U3)는, 상기한 구동 롤러(DR4, DR6, DR7), 회전 드럼(DR5), 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3) 및 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2) 외에, 마스크 유지 기구(11)와, 기판 지지 기구(12)와, 조명 광학계(IL)와, 투영 광학계(PL)와, 하위 제어 장치(16)를 가진다. 노광 장치(U3)는, 광원 장치(13)로부터 사출된 조명광을, 조명 광학계(IL)와 투영 광학계(PL)의 일부를 매개로 하여, 마스크 유지 기구(11)에 의해 지지되는 마스크(M)의 패턴면(P1)에 조사하고, 마스크(M)의 패턴면(P1)에서 반사한 투영 광속(결상광(結像光))을, 투영 광학계(PL)를 매개로 하여 기판 지지 기구(12)에 의해 지지되는 기판(P)에 투사한다. Next, the exposure apparatus U3 shown in FIG. 2 is demonstrated. The exposure apparatus U3 includes the mask holding mechanism 11 and the substrate in addition to the above-described driving rollers DR4, DR6, DR7, the rotating drum DR5, the edge position controller EPC3, and the alignment microscopes AM1, AM2. The support mechanism 12, the illumination optical system IL, the projection optical system PL, and the lower control apparatus 16 are provided. The exposure apparatus U3 supports the illumination light emitted from the light source device 13 by the mask holding mechanism 11 via a part of the illumination optical system IL and the projection optical system PL. The substrate support mechanism 12 via the projection optical system PL to the projection light beam (image light) irradiated to the pattern surface P1 of the mask M and reflected from the pattern surface P1 of the mask M through the projection optical system PL. Project onto the substrate P supported by the &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

하위 제어 장치(16)는, 노광 장치(U3)의 각 부를 제어하고, 각 부에 처리를 실행시킨다. 하위 제어 장치(16)는, 디바이스 제조 시스템(1)의 상위 제어 장치(5)의 일부 또는 전부라도 괜찮다. 또, 하위 제어 장치(16)는, 상위 제어 장치(5)에 의해 제어되며, 상위 제어 장치(5)와는 별도의 장치라도 괜찮다. 하위 제어 장치(16)는, 예를 들면, 컴퓨터를 포함한다. The lower control unit 16 controls each unit of the exposure apparatus U3 and causes each unit to execute a process. The lower control device 16 may be part or all of the upper control device 5 of the device manufacturing system 1. Moreover, the lower control apparatus 16 is controlled by the upper control apparatus 5, and the apparatus separate from the upper control apparatus 5 may be sufficient. The lower control apparatus 16 includes a computer, for example.

마스크 유지 기구(11)는, 마스크(M)를 유지하는 원통 드럼('마스크 유지 드럼'이라고도 함)(21)과, 원통 드럼(21)을 회전시키는 제1 구동부(22)를 가지고 있다. 원통 드럼(21)은, 마스크(M)의 제1 축(AX1)이 회전 중심이 되도록 마스크(M)를 유지한다. 제1 구동부(22)는, 하위 제어 장치(16)에 접속되고, 제1 축(AX1)을 회전 중심으로 원통 드럼(21)을 회전시킨다. The mask holding mechanism 11 has a cylindrical drum (also referred to as a 'mask holding drum') 21 for holding the mask M, and a first drive portion 22 for rotating the cylindrical drum 21. The cylindrical drum 21 holds the mask M so that the 1st axis AX1 of the mask M becomes a rotation center. The 1st drive part 22 is connected to the lower control apparatus 16, and rotates the cylindrical drum 21 about the 1st axis | shaft AX1 about a rotation center.

또, 마스크 유지 기구(11)의 원통 드럼(21)은, 그 외주면에 고반사부와 저반사부에 의해 마스크 패턴을 직접 형성했지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 마스크 유지 기구(11)로서의 원통 드럼(21)은, 그 외주면을 따라서 박판 모양의 반사형 마스크(M)를 감아 유지해도 괜찮다. 또, 마스크 유지 기구(11)로서의 원통 드럼(21)은, 미리 반경 Rm이고 원호 모양으로 만곡시킨 판 모양의 반사형 마스크(M)를 원통 드럼(21)의 외주면에 착탈 가능하게 유지해도 괜찮다. Moreover, although the cylindrical drum 21 of the mask holding mechanism 11 directly formed the mask pattern by the high reflection part and the low reflection part in the outer peripheral surface, it is not limited to this structure. The cylindrical drum 21 as the mask holding mechanism 11 may wind and hold a thin plate-shaped reflective mask M along its outer circumferential surface. The cylindrical drum 21 serving as the mask holding mechanism 11 may be detachably held on the outer circumferential surface of the cylindrical drum 21 in a plate-shaped reflective mask M that has been previously curved in an arc shape with a radius Rm.

기판 지지 기구(12)는, 기판(P)을 지지하는 기판 지지 드럼(25)(도 1 중의 회전 드럼(DR5))과, 기판 지지 드럼(25)을 회전시키는 제2 구동부(26)와, 한 쌍의 에어ㆍ턴바(ATB1, ATB2)와, 한 쌍의 가이드 롤러(27, 28)를 가지고 있다. 기판 지지 드럼(25)은, Y방향으로 연장하는 제2 축(AX2)을 중심으로 하는 곡률 반경 Rp가 되는 외주면(원주면)을 가지는 원통 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 제1 축(AX1)과 제2 축(AX2)은 서로 평행하게 되어 있고, 제1 축(AX1) 및 제2 축(AX2)을 통과하는 면을 중심면(CL)으로 하고 있다. 기판 지지 드럼(25)의 원주면의 일부는, 기판(P)을 지지하는 지지면(P2)으로 되어 있다. 즉, 기판 지지 드럼(25)은, 그 지지면(P2)에 기판(P)이 감겨짐으로써, 기판(P)을 원통면 모양으로 만곡시켜 지지한다. 제2 구동부(26)는, 하위 제어 장치(16)에 접속되고, 제2 축(AX2)을 회전 중심으로 기판 지지 드럼(25)을 회전시킨다. 한 쌍의 에어ㆍ턴바(ATB1, ATB2)와 한 쌍의 가이드 롤러(27, 28)가, 기판 지지 드럼(25)을 사이에 두고, 기판(P)의 반송 방향의 상류측 및 하류측에 각각 마련되어 있다. 가이드 롤러(27)은 구동 롤러(DR4)로부터 반송된 기판(P)을, 에어ㆍ턴바(ATB1)를 매개로 하여 기판 지지 드럼(25)으로 안내하고, 가이드 롤러(28)는 기판 지지 드럼(25)을 거쳐 에어ㆍ턴바(ATB2)로부터 반송된 기판(P)을 구동 롤러(DR6)로 안내한다. The substrate support mechanism 12 includes a substrate support drum 25 (rotating drum DR5 in FIG. 1) for supporting the substrate P, a second drive unit 26 for rotating the substrate support drum 25, It has a pair of air turn bars ATB1 and ATB2 and a pair of guide rollers 27 and 28. The board | substrate supporting drum 25 is formed in the cylindrical shape which has the outer peripheral surface (circumferential surface) used as the curvature radius Rp centering on the 2nd axis AX2 extending in a Y direction. Here, the 1st axis | shaft AX1 and the 2nd axis | shaft AX2 are parallel to each other, and the surface which passes through the 1st axis | shaft AX1 and the 2nd axis | shaft AX2 is made into the center plane CL. A part of the circumferential surface of the board | substrate support drum 25 becomes the support surface P2 which supports the board | substrate P. As shown in FIG. That is, the board | substrate supporting drum 25 winds and supports the board | substrate P to cylindrical shape by winding the board | substrate P on the support surface P2. The 2nd drive part 26 is connected to the lower control apparatus 16, and rotates the board | substrate support drum 25 about the 2nd axis AX2 to the rotation center. The pair of air turn bars ATB1 and ATB2 and the pair of guide rollers 27 and 28 sandwich the substrate supporting drum 25 on the upstream and downstream sides of the conveying direction of the substrate P, respectively. It is prepared. The guide roller 27 guides the board | substrate P conveyed from the drive roller DR4 to the board | substrate support drum 25 via the air turn bar ATB1, and the guide roller 28 is a board | substrate support drum ( The board | substrate P conveyed from the air turn bar ATB2 via 25 is guide | induced to the drive roller DR6.

기판 지지 기구(12)는, 제2 구동부(26)에 의해 기판 지지 드럼(25)을 회전시킴으로써, 기판 지지 드럼(25)에 도입한 기판(P)을, 기판 지지 드럼(25)의 지지면(P2)에서 지지하면서, 소정 속도로 장척 방향(X방향)으로 보낸다. The board | substrate support mechanism 12 rotates the board | substrate support drum 25 by the 2nd drive part 26, and the board | substrate P introduce | transduced into the board | substrate support drum 25 is the support surface of the board | substrate support drum 25. While supporting at (P2), it is sent in the long direction (X direction) at a predetermined speed.

이 때, 제1 구동부(22) 및 제2 구동부(26)에 접속된 하위 제어 장치(16)는, 원통 드럼(21)과 기판 지지 드럼(25)을 소정의 회전 속도비로 동기 회전시키는 것에 의해서, 마스크(M)의 마스크면(P1)에 형성된 마스크 패턴의 상이, 기판 지지 드럼(25)의 지지면(P2)에 감겨진 기판(P)의 표면(원주면을 따라 만곡한 면)에 연속적으로 반복하여 투영 노광된다. 노광 장치(U3)는, 제1 구동부(22) 및 제2 구동부(26)가 본 실시 형태의 이동 기구가 된다. At this time, the lower control apparatus 16 connected to the 1st drive part 22 and the 2nd drive part 26 rotates the cylindrical drum 21 and the board | substrate supporting drum 25 synchronously by predetermined rotational speed ratio. The image of the mask pattern formed on the mask surface P1 of the mask M is continuous on the surface (surface curved along the circumferential surface) of the substrate P wound around the support surface P2 of the substrate support drum 25. The projection exposure is repeated. In exposure apparatus U3, the 1st drive part 22 and the 2nd drive part 26 become the moving mechanism of this embodiment.

광원 장치(13)는, 마스크(M)에 조명되는 조명 광속(EL1)을 출사한다. 광원 장치(13)는, 광원(31)과 도광 부재(32)를 가진다. 광원(31)은, 소정의 파장의 광을 사출하는 광원이다. 광원(31)은, 예를 들면 수은 램프 등의 램프 광원, 레이저 다이오드 또는 발광 다이오드(LED) 등이다. 광원(31)이 사출하는 조명광은, 예를 들면 램프 광원으로부터 사출되는 휘선(g선, h선, i선), KrF 엑시머 레이저광(파장 248nm) 등의 원자외광(DUV 광), ArF 엑시머 레이저광(파장 193nm) 등이다. 여기서, 광원(31)은, i선(365nm의 파장) 보다 짧은 파장을 포함하는 조명 광속(EL1)을 사출하는 것이 바람직하다. 그러한 조명 광속(EL1)으로서, YAG 레이저(제3 고조파 레이저)로부터 사출되는 레이저광(355nm의 파장), YAG 레이저(제4 고조파 레이저)로부터 사출되는 레이저광(266nm의 파장), 또는 KrF 엑시머 레이저로부터 사출되는 레이저광(248nm의 파장) 등을 이용할 수 있다. The light source device 13 emits the illumination light beam EL1 illuminated by the mask M. As shown in FIG. The light source device 13 has a light source 31 and a light guide member 32. The light source 31 is a light source that emits light of a predetermined wavelength. The light source 31 is, for example, a lamp light source such as a mercury lamp, a laser diode, a light emitting diode (LED), or the like. The illumination light emitted from the light source 31 is, for example, bright rays (g-ray, h-ray, i-ray) emitted from the lamp light source, far ultraviolet light (DUV light) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), and ArF excimer laser. Light (wavelength 193 nm) and the like. Here, it is preferable that the light source 31 emits the illumination light beam EL1 containing the wavelength shorter than i line | wire (wavelength of 365 nm). As such illumination beam EL1, laser light (wavelength of 355 nm) emitted from YAG laser (third harmonic laser), laser light (wavelength of 266 nm) emitted from YAG laser (fourth harmonic laser), or KrF excimer laser Laser light emitted from the light (wavelength of 248 nm) and the like can be used.

도광 부재(32)는, 광원(31)으로부터 출사된 조명 광속(EL1)을 조명 광학계(IL)로 안내한다. 도광 부재(32)는, 광 파이버, 또는 미러를 이용한 릴레이 모듈등으로 구성된다. 또, 도광 부재(32)는, 조명 광학계(IL)가 복수 마련되어 있는 경우, 광원(31)으로부터의 조명 광속(EL1)을 복수로 분할하고, 복수의 조명 광속(EL1)을 복수의 조명 광학계(IL)로 안내한다. 본 실시 형태의 도광 부재(32)는, 광원(31)으로부터 사출된 조명 광속(EL1)을 소정의 편광 상태의 광으로서 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사시킨다. 편광 빔 스플리터(PBS)는, 마스크(M)를 낙사(落射) 조명하기 위해서 마스크(M)와 투영 광학계(PL)와의 사이에 마련되며, S편광의 직선 편광이 되는 광속을 반사하고, P편광의 직선 편광이 되는 광속을 투과한다. 이 때문에, 광원 장치(13)는, 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사하는 조명 광속(EL1)이 직선 편광(S편광)의 광속이 되는 조명 광속(EL1)을 출사한다. 광원 장치(13)는, 편광 빔 스플리터(PBS)에 파장 및 위상이 일치한 편광 레이저를 출사한다. 예를 들면, 광원 장치(13)는, 광원(31)으로부터 사출되는 광속이 편광된 광인 경우, 도광 부재(32)로서, 편파면(偏波面) 유지 파이버를 이용하여, 광원 장치(13)로부터 출력된 레이저광의 편광 상태를 유지한 채로 도광한다. 또, 예를 들면, 광원(31)으로부터 출력된 광속을 광 파이버로 안내하고, 광 파이버로부터 출력된 광을 편광판에서 편광시켜도 괜찮다. 즉 광원 장치(13)는, 랜덤 편광의 광속이 안내되어 있는 경우, 랜덤 편광의 광속을 편광판에서 편광해도 괜찮다. 또 광원 장치(13)는, 렌즈 등을 이용한 릴레이 광학계에 의해, 광원(31)으로부터 출력된 광속을 안내해도 괜찮다. The light guide member 32 guides the illumination light beam EL1 radiate | emitted from the light source 31 to illumination optical system IL. The light guide member 32 is comprised from the optical fiber or the relay module using a mirror. In addition, when the illumination optical system IL is provided with two or more illumination optical systems IL, the light guide member 32 divides the illumination light beam EL1 from the light source 31 into several, and divides the several illumination light beam EL1 into the several illumination optical system ( IL). The light guide member 32 of this embodiment injects the illumination light beam EL1 emitted from the light source 31 into polarization beam splitter PBS as light of a predetermined polarization state. The polarizing beam splitter PBS is provided between the mask M and the projection optical system PL in order to illuminate the mask M, and reflects the light beam that becomes the linearly polarized light of the S polarization, and the P polarization is performed. The light beam that becomes the linearly polarized light is transmitted. For this reason, the light source device 13 emits the illumination light beam EL1 in which the illumination light beam EL1 incident on the polarization beam splitter PBS becomes the light beam of linearly polarized light (S polarization). The light source device 13 emits a polarization laser whose wavelength and phase coincide with the polarization beam splitter PBS. For example, when the light beam emitted from the light source 31 is polarized light, the light source device 13 uses the polarization surface holding fiber as the light guide member 32 from the light source device 13. The light guide is conducted while maintaining the polarization state of the output laser light. For example, you may guide the light beam output from the light source 31 to an optical fiber, and may polarize the light output from the optical fiber with a polarizing plate. That is, the light source device 13 may polarize the light beam of random polarization with a polarizing plate, when the light beam of random polarization is guided. The light source device 13 may guide the luminous flux output from the light source 31 by a relay optical system using a lens or the like.

여기서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태의 노광 장치(U3)는, 이른바 멀티 렌즈 방식을 상정(想定)한 노광 장치이다. 또, 도 3에는, 원통 드럼(21)에 유지된 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)을 -Z측으로부터 본 평면도(도 3의 좌측 도면)와, 기판 지지 드럼(25)에 지지된 기판(P) 상의 투영 영역(PA)을 +Z측으로부터 본 평면도(도 3의 우측 도면)가 도시되어 있다. 도 3의 부호 Xs는, 원통 드럼(21) 및 기판 지지 드럼(25)의 이동 방향(회전 방향)을 나타낸다. 멀티 렌즈 방식의 노광 장치(U3)는, 마스크(M) 상의 복수(제1 실시 형태에서는 예를 들면 6개)의 조명 영역(IR1 ~ IR6)에 조명 광속(EL1)을 각각 조명하고, 각 조명 광속(EL1)이 각 조명 영역(IR1 ~ IR6)에 반사됨으로써 얻어지는 복수의 투영 광속(EL2)을, 기판(P) 상의 복수(제1 실시 형태에서는 예를 들면 6개)의 투영 영역(PA1 ~ PA6)에 투영 노광한다. Here, as shown in FIG. 3, the exposure apparatus U3 of 1st Embodiment is the exposure apparatus which assumed what is called a multi-lens system. 3, the top view (left figure of FIG. 3) which looked at illumination region IR on the mask M hold | maintained by the cylindrical drum 21 from -Z side, and the board | substrate supported by the board | substrate support drum 25 is shown. The top view (right figure of FIG. 3) which looked at projection area PA on (P) from + Z side is shown. 3, the code | symbol Xs shows the moving direction (rotation direction) of the cylindrical drum 21 and the board | substrate supporting drum 25. As shown in FIG. The exposure apparatus U3 of the multi-lens system illuminates the illumination light beam EL1 to the illumination area | regions IR1-IR6 of the plurality (for example, six in 1st embodiment) on the mask M, respectively, and each illumination The plurality of projection light beams EL2 obtained by reflecting the light beams EL1 to the respective illumination regions IR1 to IR6 are projected areas PA1 to plural (for example, six in the first embodiment) on the substrate P. Projection exposure to PA6).

먼저, 조명 광학계(IL)에 의해 조명되는 복수의 조명 영역(IR1 ~ IR6)에 대해 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 조명 영역(IR1 ~ IR6)은, 중심면(CL)을 사이에 두고, 회전 방향의 상류측의 마스크(M) 상에 제1 조명 영역(IR1), 제3 조명 영역(IR3) 및 제5 조명 영역(IR5)이 배치되고, 회전 방향의 하류측의 마스크(M) 상에 제2 조명 영역(IR2), 제4 조명 영역(IR4) 및 제6 조명 영역(IR6)이 배치된다. 각 조명 영역(IR1 ~ IR6)은, 마스크(M)의 축 방향(Y방향)으로 연장하는 평행한 단변 및 장변을 가지는 가늘고 긴 사다리꼴 모양의 영역으로 되어 있다. 이 때, 사다리꼴 모양의 각 조명 영역(IR1 ~ IR6)은, 그 단변이 중심면(CL)측에 위치하고, 그 장변이 외측에 위치하는 영역으로 되어 있다. 제1 조명 영역(IR1), 제3 조명 영역(IR3) 및 제5 조명 영역(IR5)은, 축 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또, 제2 조명 영역(IR2), 제4 조명 영역(IR4) 및 제6 조명 영역(IR6)은, 축 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 이 때, 제2 조명 영역(IR2)는, 축 방향에서, 제1 조명 영역(IR1)과 제3 조명 영역(IR3)과의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 제3 조명 영역(IR3)은, 축 방향에서, 제2 조명 영역(IR2)과 제4 조명 영역(IR4)과의 사이에 배치된다. 제4 조명 영역(IR4)은, 축 방향에서, 제3 조명 영역(IR3)과 제5 조명 영역(IR5)과의 사이에 배치된다. 제5 조명 영역(IR5)은, 축 방향에서, 제4 조명 영역(IR4)과 제6 조명 영역(IR6)과의 사이에 배치된다. 각 조명 영역(IR1 ~ IR6)은, Y방향으로 서로 이웃하는 사다리꼴 모양의 조명 영역의 사변부(斜邊部)의 삼각부끼리가, 마스크(M)의 둘레 방향(X방향)으로 회전했을 때에 서로 겹치도록(오버랩하도록) 배치되어 있다. 또, 제1 실시 형태에서, 각 조명 영역(IR1 ~ IR6)은, 사다리꼴 모양의 영역으로 했지만, 장방형 모양의 영역이라도 좋다. First, the some illumination area | regions IR1-IR6 illuminated by illumination optical system IL are demonstrated. As shown in FIG. 3, the some illumination area | regions IR1-IR6 are 1st illumination area | region IR1, 3rd on the mask M of the upstream side of a rotation direction with the center surface CL in between. Illumination area IR3 and 5th illumination area IR5 are arrange | positioned, and 2nd illumination area | region IR2, 4th illumination area | region IR4, and 6th illumination area | region on the mask M of the downstream side of a rotation direction ( IR6) is placed. Each illumination area | region IR1-IR6 becomes an elongate trapezoidal area | region which has parallel short side and long side extended in the axial direction (Y direction) of the mask M. As shown to FIG. At this time, each of the trapezoidal illumination regions IR1 to IR6 is a region where the short side is located on the center plane CL side and the long side is located on the outside. The 1st illumination area | region IR1, the 3rd illumination area | region IR3, and the 5th illumination area | region IR5 are arrange | positioned at predetermined intervals in the axial direction. Moreover, 2nd illumination area | region IR2, 4th illumination area | region IR4, and 6th illumination area | region IR6 are arrange | positioned at the axial direction at predetermined intervals. At this time, 2nd illumination area | region IR2 is arrange | positioned between 1st illumination area | region IR1 and 3rd illumination area | region IR3 in an axial direction. Similarly, 3rd illumination area | region IR3 is arrange | positioned between 2nd illumination area | region IR2 and 4th illumination area | region IR4 in an axial direction. 4th illumination area | region IR4 is arrange | positioned between 3rd illumination area | region IR3 and 5th illumination area | region IR5 in an axial direction. 5th illumination area | region IR5 is arrange | positioned between 4th illumination area | region IR4 and 6th illumination area | region IR6 in an axial direction. When each illumination area | region IR1-IR6 rotates the triangular parts of the quadrilateral parts of the trapezoidal illumination area | region adjacent to each other in the Y direction rotated in the circumferential direction (X direction) of the mask M, It is arrange | positioned so that they may overlap (overlap). In addition, in 1st Embodiment, although each illumination area | region IR1-IR6 was made into the trapezoidal area | region, you may be a rectangular area | region.

또, 마스크(M)는, 마스크 패턴이 형성되는 패턴 형성 영역(A3)과, 마스크 패턴이 형성되지 않은 패턴 비형성 영역(A4)을 가진다. 패턴 비형성 영역(A4)은, 조명 광속(EL1)을 흡수하는 반사하기 어려운 영역이며, 패턴 형성 영역(A3)을 프레임 모양으로 둘러싸서 배치되어 있다. 제1 ~ 제6 조명 영역(IR1 ~ IR6)은, 패턴 형성 영역(A3)의 Y방향의 전체 폭을 커버하도록, 배치되어 있다. Moreover, the mask M has the pattern formation area | region A3 in which the mask pattern is formed, and the pattern non-formation area | region A4 in which the mask pattern is not formed. The pattern non-formation area | region A4 is an area which is hard to reflect which absorbs illumination light beam EL1, and is arrange | positioned surrounding the pattern formation area | region A3 in frame shape. The 1st-6th illumination area | regions IR1-IR6 are arrange | positioned so that the full width of the Y direction of the pattern formation area | region A3 may be covered.

조명 광학계(IL)는, 복수의 조명 영역(IR1 ~ IR6)을 따라 복수(제1 실시 형태에서는 예를 들면 6개) 마련되어 있다. 복수의 조명 광학계(분할 조명 광학계)(IL1 ~ IL6)에는, 광원 장치(13)로부터의 조명 광속(EL1)이 각각 입사한다. 각 조명 광학계(IL1 ~ IL6)는, 광원 장치(13)로부터 입사된 각 조명 광속(EL1)을, 각 조명 영역(IR1 ~ IR6)으로 각각 안내한다. 즉, 제1 조명 광학계(IL1)는, 조명 광속(EL1)을 제1 조명 영역(IR1)으로 안내하고, 마찬가지로, 제2 ~ 제6 조명 광학계(IL2 ~ IL6)는, 조명 광속(EL1)을 제2 ~ 제6 조명 영역(IR2 ~ IR6)으로 안내한다. 복수의 조명 광학계(IL1 ~ IL6)는, 중심면(CL)을 사이에 두고, 제1, 제3, 제5 조명 영역(IR1, IR3, IR5)이 배치되는 측(도 2의 좌측)에, 제1 조명 광학계(IL1), 제3 조명 광학계(IL3) 및 제5 조명 광학계(IL5)가 배치된다. 제1 조명 광학계(IL1), 제3 조명 광학계(IL3) 및 제5 조명 광학계(IL5)는, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 또, 복수의 조명 광학계(IL1 ~ IL6)는, 중심면(CL)을 사이에 두고, 제2, 제4, 제6 조명 영역(IR2, IR4, IR6)이 배치되는 측(도 2의 우측)에, 제2 조명 광학계(IL2), 제4 조명 광학계(IL4) 및 제6 조명 광학계(IL6)가 배치된다. 제2 조명 광학계(IL2), 제4 조명 광학계(IL4) 및 제6 조명 광학계(IL6)는, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 이 때, 제2 조명 광학계(IL2)는, 축 방향에서, 제1 조명 광학계(IL1)와 제3 조명 광학계(IL3)와의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 제3 조명 광학계(IL3), 제4 조명 광학계(IL4), 제5 조명 광학계(IL5)는, 축 방향에서, 제2 조명 광학계(IL2)와 제4 조명 광학계(IL4)와의 사이, 제3 조명 광학계(IL3)와 제5 조명 광학계(IL5)와의 사이, 제4 조명 광학계(IL4)와 제6 조명 광학계(IL6)와의 사이에 배치된다. 또, 제1 조명 광학계(IL1), 제3 조명 광학계(IL3) 및 제5 조명 광학계(IL5)와, 제2 조명 광학계(IL2), 제4 조명 광학계(IL4) 및 제6 조명 광학계(IL6)는, Y방향으로부터 보아 대칭으로 배치되어 있다. The illumination optical system IL is provided in plurality (for example, six pieces in 1st Embodiment) along some illumination area | regions IR1-IR6. Illumination light beam EL1 from the light source device 13 injects into some illumination optical system (division illumination optical system) IL1-IL6, respectively. Each illumination optical system IL1-IL6 guides each illumination light beam EL1 incident from the light source device 13 to each illumination region IR1-IR6, respectively. That is, the 1st illumination optical system IL1 guides illumination light beam EL1 to 1st illumination area | region IR1, and similarly, 2nd-6th illumination optical systems IL2-IL6 guide illumination light beam EL1. Guide to the second to sixth illumination regions IR2 to IR6. The plurality of illumination optical systems IL1 to IL6 are disposed on the side (left side in FIG. 2) where the first, third, and fifth illumination regions IR1, IR3, IR5 are disposed with the center plane CL interposed therebetween. The 1st illumination optical system IL1, the 3rd illumination optical system IL3, and the 5th illumination optical system IL5 are arrange | positioned. The 1st illumination optical system IL1, the 3rd illumination optical system IL3, and the 5th illumination optical system IL5 are arrange | positioned at the Y direction at predetermined intervals. Moreover, the some illumination optical system IL1-IL6 is the side (right side of FIG. 2) in which 2nd, 4th, 6th illumination area | region IR2, IR4, IR6 is arrange | positioned with the center plane CL in between. 2nd illumination optical system IL2, 4th illumination optical system IL4, and 6th illumination optical system IL6 are arrange | positioned at this. 2nd illumination optical system IL2, 4th illumination optical system IL4, and 6th illumination optical system IL6 are arrange | positioned at the Y direction at predetermined intervals. At this time, 2nd illumination optical system IL2 is arrange | positioned between 1st illumination optical system IL1 and 3rd illumination optical system IL3 in an axial direction. Similarly, 3rd illumination optical system IL3, 4th illumination optical system IL4, and 5th illumination optical system IL5 are made between the 2nd illumination optical system IL2 and 4th illumination optical system IL4 in an axial direction, and It is arrange | positioned between 3rd illumination optical system IL3 and 5th illumination optical system IL5, and 4th illumination optical system IL4 and 6th illumination optical system IL6. Moreover, 1st illumination optical system IL1, 3rd illumination optical system IL3, and 5th illumination optical system IL5, 2nd illumination optical system IL2, 4th illumination optical system IL4, and 6th illumination optical system IL6. Are arranged symmetrically from the Y direction.

다음으로, 도 4를 참조하여, 각 조명 광학계(IL1 ~ IL6)에 대해 설명한다. 또, 각 조명 광학계(IL1 ~ IL6)는, 동일한 구성으로 되어 있기 때문에, 제1 조명 광학계(IL1)(이하, 간단하게 '조명 광학계(IL)'라고 함)를 예로 설명한다. Next, with reference to FIG. 4, each illumination optical system IL1-IL6 is demonstrated. In addition, since each illumination optical system IL1-IL6 has the same structure, 1st illumination optical system IL1 (henceforth simply called "lighting optical system IL") is demonstrated as an example.

조명 광학계(IL)는, 조명 영역(IR)(제1 조명 영역(IR1))을 균일한 조도로 조명하도록, 광원 장치(13)로부터의 조명 광속(EL1)을 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)에 쾰러(Kohler) 조명한다. 또, 조명 광학계(IL)는, 편광 빔 스플리터(PBS)를 이용한 낙사 조명계로 되어 있다. 조명 광학계(IL)는, 광원 장치(13)로부터의 조명 광속(EL1)의 입사측으로부터 순서대로, 조명 광학 모듈(ILM)과, 편광 빔 스플리터(PBS)와, 1/4 파장판(41)을 가진다. The illumination optical system IL uses the illumination light beam EL1 from the light source device 13 to illuminate the illumination area IR (first illumination area IR1) with uniform illuminance (illumination area on the mask M). Kohler illumination on IR). Moreover, illumination optical system IL is a fall illumination system using polarizing beam splitter PBS. The illumination optical system IL sequentially illuminates the illumination optical module ILM, the polarizing beam splitter PBS, and the quarter wave plate 41 from the incident side of the illumination light beam EL1 from the light source device 13. Has

도 4에 나타내는 바와 같이, 조명 광학 모듈(ILM)은, 조명 광속(EL1)의 입사측으로부터 순서대로, 콜리메이터 렌즈(51)와, 플라이아이 렌즈(52)와, 복수의 콘덴서 렌즈(53)와, 실린드리칼 렌즈(54)와, 조명 시야 조리개(55)와, 복수의 릴레이 렌즈(56)를 포함하고 있으며, 제1 광축(BX1) 상에 마련되어 있다. As shown in FIG. 4, the illumination optical module ILM comprises a collimator lens 51, a fly-eye lens 52, a plurality of condenser lenses 53, and a sequence from an incident side of the illumination light beam EL1. , The cylindrical lens 54, the illumination field stop 55, and the plurality of relay lenses 56 are provided on the first optical axis BX1.

콜리메이터 렌즈(51)는, 도광 부재(32)로부터 사출하는 광을 입사하여, 플라이아이 렌즈(52)의 입사측의 면 전체를 조사한다. The collimator lens 51 enters the light exiting from the light guide member 32 and irradiates the entire surface on the incident side of the fly's eye lens 52.

플라이아이 렌즈(52)는, 콜리메이터 렌즈(51)의 출사측에 마련되어 있다. 플라이아이 렌즈(52)의 출사측의 면의 중심은, 제1 광축(BX1) 상에 배치된다. 플라이아이 렌즈(52)는, 콜리메이터 렌즈(51)로부터의 조명 광속(EL1)을, 다수의 점광원상(点光源像)으로 분할한 면광원상(面光源像)을 생성한다. 조명 광속(EL1)은 그 면광원상으로부터 생성된다. 이 때, 점광원상이 생성되는 플라이아이 렌즈(52)의 출사측의 면은, 플라이아이 렌즈(52)로부터 조명 시야 조리개(55)를 매개로 하여 후술하는 투영 광학계(PL)의 제1 오목면 거울(72)에 이르는 각종 렌즈에 의해서, 제1 오목면 거울(72)의 반사면이 위치하는 동면(瞳面)과 광학적으로 공역(共役)이 되도록 배치된다. The fly's eye lens 52 is provided on the emission side of the collimator lens 51. The center of the surface on the emission side of the fly's eye lens 52 is disposed on the first optical axis BX1. The fly's eye lens 52 generates a surface light source image obtained by dividing the illumination light beam EL1 from the collimator lens 51 into a plurality of point light source images. The illumination light beam EL1 is generated from the surface light source. At this time, the surface on the exit side of the fly's eye lens 52 in which the point light source image is generated is the first concave surface of the projection optical system PL which will be described later from the fly's eye lens 52 via the illumination field stop 55. By the various lenses reaching the mirror 72, it is arrange | positioned so that it may be optically conjugate with the pupil plane in which the reflective surface of the 1st concave mirror 72 is located.

콘덴서 렌즈(53)는, 플라이아이 렌즈(52)의 출사측에 마련되어 있다. 콘덴서 렌즈(53)의 광축은, 제1 광축(BX1) 상에 배치된다. 콘덴서 렌즈(53)는, 플라이아이 렌즈(52)의 출사측에 형성된 다수의 점광원상의 각각으로부터의 광을, 조명 시야 조리개(55) 상에서 중첩시켜, 균일한 조도 분포로 조명 시야 조리개(55)를 조사한다. 조명 시야 조리개(55)는, 도 3에 나타낸 조명 영역(IR)과 상사(相似)인 사다리꼴 또는 장방형의 직사각형 모양의 개구부를 가지며, 그 개구부의 중심은 제1 광축(BX1) 상에 배치된다. 조명 시야 조리개(55)로부터 마스크(M)에 이르는 광로 중에 마련되는 릴레이 렌즈(56), 편광 빔 스플리터(PBS), 1/4 파장판(41)에 의해서, 조명 시야 조리개(55)의 개구부는 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)과 광학적으로 공역인 관계로 배치된다. 릴레이 렌즈(56)는, 조명 시야 조리개(55)의 개구부를 투과한 조명 광속(EL1)을 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사시킨다. 콘덴서 렌즈(53)의 출사측으로서, 조명 시야 조리개(55)에 인접한 위치에는, 실린드리칼 렌즈(54)가 마련되어 있다. 실린드리칼 렌즈(54)는, 입사측이 평면이 되고 출사측이 볼록 원통 렌즈면이 되는 평(平)볼록 실린드리칼 렌즈이다. 실린드리칼 렌즈(54)는, 실린드리칼 렌즈(54)의 광축이, 제1 광축(BX1) 상에 배치된다. 실린드리칼 렌즈(54)는, 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)을 조사하는 조명 광속(EL1)의 각 주광선을, XZ면내에서는 수렴시키고, Y방향에 관해서는 평행 상태로 한다. The condenser lens 53 is provided on the emission side of the fly's eye lens 52. The optical axis of the condenser lens 53 is disposed on the first optical axis BX1. The condenser lens 53 superimposes the light from each of the plurality of point light sources formed on the exit side of the fly's eye lens 52 on the illumination field stop 55 and illuminates the illumination field stop with a uniform illuminance distribution. Investigate. The illumination field stop 55 has a trapezoidal or rectangular rectangular opening that is similar to the illumination region IR shown in FIG. 3, and the center of the opening is disposed on the first optical axis BX1. The opening of the illumination field stop 55 is formed by the relay lens 56, the polarization beam splitter PBS, and the quarter wave plate 41 provided in the optical path from the illumination field stop 55 to the mask M. It is arranged in an optically conjugate relationship with the illumination region IR on the mask M. The relay lens 56 causes the illumination light beam EL1 transmitted through the opening of the illumination field stop 55 to enter the polarizing beam splitter PBS. Cylindrical lens 54 is provided at the position adjacent to the illumination field stop 55 as the exit side of the condenser lens 53. The cylindrical lens 54 is a flat convex cylindrical lens in which the incidence side becomes a plane and the exit side is a convex cylindrical lens surface. As for the cylindrical lens 54, the optical axis of the cylindrical lens 54 is arrange | positioned on the 1st optical axis BX1. The cylindrical lens 54 converges the chief rays of the illumination light beam EL1 irradiating the illumination region IR on the mask M in the XZ plane, and sets them in parallel with respect to the Y direction.

편광 빔 스플리터(PBS)는, 조명 광학 모듈(ILM)과 중심면(CL)과의 사이에 배치되어 있다. 편광 빔 스플리터(PBS)는, 파면(波面) 분할면에서 S편광의 직선 편광이 되는 광속을 반사하고, P편광의 직선 편광이 되는 광속을 투과한다. 여기서, 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사하는 조명 광속(EL1)을 S편광의 직선 편광으로 하면, 조명 광속(EL1)은 편광 빔 스플리터(PBS)의 파면 분할면에서 반사하고, 1/4 파장판(41)을 투과하여 원편광이 되어 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)을 조사한다. 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)에서 반사한 투영 광속(EL2)은, 다시 1/4 파장판(41)을 통과하는 것에 의해서 원편광으로부터 직선 P편광으로 변환되며, 편광 빔 스플리터(PBS)의 파면 분할면을 투과하여 투영 광학계(PL)를 향한다. 편광 빔 스플리터(PBS)는, 파면 분할면에 입사된 조명 광속(EL1)의 대부분을 반사함과 아울러, 투영 광속(EL2)의 대부분을 투과하는 것이 바람직하다. 편광 빔 스플리터(PBS)의 파면 분할면에서의 편광 분리 특성은 소광비(消光比)로 나타내어지지만, 그 소광비는 파면 분할면을 향하는 광선의 입사각에 의해서도 변하기 때문에, 파면 분할면의 특성은, 실용상의 결상(結像) 성능에의 영향이 문제가 되지 않도록, 조명 광속(EL1)이나 투영 광속(EL2)의 NA(개구수)도 고려하여 설계된다. Polarizing beam splitter PBS is arrange | positioned between illumination optical module ILM and center plane CL. Polarizing beam splitter PBS reflects the light beam used as linearly polarized light of S polarization on a wavefront division surface, and transmits the light beam used as linearly polarized light of P polarized light. Here, when the illumination light flux EL1 incident on the polarization beam splitter PBS is linearly polarized light of S polarization, the illumination light flux EL1 is reflected at the wavefront dividing surface of the polarization beam splitter PBS, and the quarter wave plate is used. It penetrates 41, becomes circularly polarized light, and irradiates the illumination area IR on the mask M. As shown in FIG. The projection light beam EL2 reflected by the illumination region IR on the mask M is converted from circularly polarized light to linear P polarized light by passing through the quarter wave plate 41 again, and is a polarized beam splitter PBS. Passes through the wavefront dividing plane and faces the projection optical system PL. It is preferable that the polarization beam splitter PBS reflects most of the illumination light beam EL1 incident on the wavefront dividing surface, and transmits most of the projection light beam EL2. Although the polarization splitting characteristic in the wavefront splitting surface of the polarizing beam splitter PBS is represented by the extinction ratio, the extinction ratio is also changed by the angle of incidence of the light beams directed to the wavefront splitting surface. In order that the influence on the imaging performance does not become a problem, it is designed in consideration of the NA (the number of openings) of the illumination light beam EL1 and the projection light beam EL2.

도 5는, 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)에 조사되는 조명 광속(EL1)과, 조명 영역(IR)에서 반사된 투영 광속(EL2)의 거동을, XZ면(제1 축(AX1)과 수직인 면) 내에서 과장하여 나타낸 도면이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기한 조명 광학계(IL)는, 마스크(M)의 조명 영역(IR)에서 반사되는 투영 광속(EL2)의 주광선이 텔레센트릭(평행계(平行系))이 되도록, 마스크(M)의 조명 영역(IR)에 조사되는 조명 광속(EL1)의 주광선을, XZ면(축(AX1)과 수직인 면) 내에서는 의도적으로 비텔레센트릭한 상태로 하고, YZ면(중심면(CL)과 평행) 내에서는 텔레센트릭한 상태로 한다. 조명 광속(EL1)의 그러한 특성은, 도 4 중에 나타낸 실린드리칼 렌즈(54)에 의해서 부여된다. 구체적으로는, 마스크면(P1) 상의 조명 영역(IR)의 둘레 방향의 중앙의 점 Q1을 통과하여 제1 축(AX1)을 향하는 선과, 마스크면(P1)의 반경 Rm의 1/2의 원과의 교점 Q2을 설정했을 때, 조명 영역(IR)을 통과하는 조명 광속(EL1)의 각 주광선이, XZ면에서는 교점 Q2을 향하도록, 실린드리칼 렌즈(54)의 볼록 원통 렌즈면의 곡률을 설정한다. 이와 같이 하면, 조명 영역(IR) 내에서 반사한 투영 광속(EL2)의 각 주광선은, XZ면내에서는, 제1 축(AX1), 점 Q1, 교점 Q2을 통과하는 직선과 평행(텔레센트릭)한 상태가 된다. FIG. 5 shows the behavior of the illumination light beam EL1 irradiated to the illumination region IR on the mask M and the projection light flux EL2 reflected from the illumination region IR in the XZ plane (first axis AX1). Is an exaggerated view in the plane perpendicular to the plane. As shown in FIG. 5, the said illumination optical system IL is made so that the chief ray of the projection light beam EL2 reflected by the illumination area | region IR of the mask M may become telecentric (parallel system). The main light ray of the illumination light beam EL1 irradiated to the illumination region IR of the mask M is intentionally non-telecentric in the XZ plane (surface perpendicular to the axis AX1), and the YZ plane. (In parallel with the center surface CL), it will be telecentric. Such characteristics of the illumination light beam EL1 are imparted by the cylindrical lens 54 shown in FIG. 4. Specifically, a line passing through the point Q1 in the circumferential direction of the illumination region IR on the mask surface P1 toward the first axis AX1 and a circle of 1/2 of the radius Rm of the mask surface P1. When the intersection point Q2 is set, the curvature of the convex cylindrical lens surface of the cylindrical lens 54 so that each chief ray of the illumination light beam EL1 passing through the illumination region IR faces the intersection Q2 on the XZ plane. Set. In this way, each chief ray of the projection light beam EL2 reflected in the illumination region IR is parallel to the straight line passing through the first axis AX1, the point Q1 and the intersection Q2 in the XZ plane (telecentric). It is in a state.

다음으로, 투영 광학계(PL)에 의해 투영 노광되는 복수의 투영 영역(노광 영역)(PA1 ~ PA6)에 대해 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(P) 상의 복수의 투영 영역(PA1 ~ PA6)은, 마스크(M) 상의 복수의 조명 영역(IR1 ~ IR6)과 대응시켜서 배치되어 있다. 즉, 기판(P) 상의 복수의 투영 영역(PA1 ~ PA6)은, 중심면(CL)을 사이에 두고, 반송 방향의 상류측의 기판(P) 상에 제1 투영 영역(PA1), 제3 투영 영역(PA3) 및 제5 투영 영역(PA5)이 배치되고, 반송 방향의 하류측의 기판(P) 상에 제2 투영 영역(PA2), 제4 투영 영역(PA4) 및 제6 투영 영역(PA6)이 배치된다. 각 투영 영역(PA1 ~ PA6)은, 기판(P)의 폭방향(Y방향)으로 연장하는 단변 및 장변을 가지는 가늘고 긴 사다리꼴 모양(직사각형 모양)의 영역으로 되어 있다. 이 때, 사다리꼴 모양의 각 투영 영역(PA1 ~ PA6)은, 그 단변이 중심면(CL)측에 위치하고, 그 장변이 외측에 위치하는 영역으로 되어 있다. 제1 투영 영역(PA1), 제3 투영 영역(PA3) 및 제5 투영 영역(PA5)은, 폭방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또, 제2 투영 영역(PA2), 제4 투영 영역(PA4) 및 제6 투영 영역(PA6)은, 폭방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 이 때, 제2 투영 영역(PA2)은, 축 방향에서, 제1 투영 영역(PA1)과 제3 투영 영역(PA3)과의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 제3 투영 영역(PA3)은, 축 방향에서, 제2 투영 영역(PA2)과 제4 투영 영역(PA4)과의 사이에 배치된다. 제4 투영 영역(PA4)은, 축 방향에서, 제3 투영 영역(PA3)과 제5 투영 영역(PA5)과의 사이에 배치된다. 제5 투영 영역(PA5)은, 축 방향에서, 제4 투영 영역(PA4)과 제6 투영 영역(PA6)과의 사이에 배치된다. 각 투영 영역(PA1 ~ PA6)은, 각 조명 영역(IR1 ~ IR6)과 마찬가지로, Y방향으로 서로 이웃하는 사다리꼴 모양의 투영 영역(PA)의 사변부(斜邊部)의 삼각부끼리가, 기판(P)의 반송 방향에 관해서 겹치도록(오버랩하도록) 배치되어 있다. 이 때, 투영 영역(PA)은, 서로 이웃하는 투영 영역(PA)의 중복하는 영역에서의 노광량이, 중복하지 않은 영역에서의 노광량과 실질적으로 동일하게 되는 형상으로 되어 있다. 그리고, 제1 ~ 제6 투영 영역(PA1 ~ PA6)은, 기판(P) 상에 노광되는 노광 영역(A7)의 Y방향의 전체 폭을 커버하도록, 배치되어 있다. Next, the some projection area | region (exposure area | region) PA1-PA6 exposed by projection by the projection optical system PL is demonstrated. As shown in FIG. 3, the some projection area | region PA1-PA6 on the board | substrate P is arrange | positioned in correspondence with the some illumination area | region IR1-IR6 on the mask M. As shown in FIG. That is, the some projection area | region PA1-PA6 on the board | substrate P has 1st projection area | region PA1, 3rd on the board | substrate P of the upstream of a conveyance direction across the center surface CL. Projection area PA3 and 5th projection area PA5 are arrange | positioned, and 2nd projection area | region PA2, 4th projection area | region PA4, and 6th projection area | region on the board | substrate P of the downstream side of a conveyance direction ( PA6) is deployed. Each projection area | region PA1-PA6 becomes an elongate trapezoidal shape (rectangular shape) which has the short side and long side extended in the width direction (Y direction) of the board | substrate P. As shown in FIG. At this time, in each projection area | region PA1-PA6 of trapezoid shape, the short side is located in the center plane CL side, and the long side is an area | region located outside. 1st projection area | region PA1, 3rd projection area | region PA3, and 5th projection area | region PA5 are arrange | positioned at the width direction at predetermined intervals. Moreover, 2nd projection area | region PA2, 4th projection area | region PA4, and 6th projection area | region PA6 are arrange | positioned at the width direction at predetermined intervals. At this time, 2nd projection area | region PA2 is arrange | positioned between 1st projection area | region PA1 and 3rd projection area | region PA3 in an axial direction. Similarly, 3rd projection area | region PA3 is arrange | positioned between 2nd projection area | region PA2 and 4th projection area | region PA4 in an axial direction. 4th projection area | region PA4 is arrange | positioned between 3rd projection area | region PA3 and 5th projection area | region PA5 in an axial direction. 5th projection area | region PA5 is arrange | positioned between 4th projection area | region PA4 and 6th projection area | region PA6 in an axial direction. Each projection area | region PA1-PA6 has a board | substrate with the triangular parts of the quadrangle | part of the trapezoidal projection area | region PA mutually adjacent to each other in the Y direction similarly to each illumination area | region IR1-IR6. It arrange | positions so that it may overlap (overlap) with respect to the conveyance direction of (P). At this time, the projection area PA has a shape in which the exposure amounts in the overlapping areas of the adjacent projection areas PA are substantially the same as the exposure amounts in the non-overlapping areas. And 1st-6th projection area | regions PA1-PA6 are arrange | positioned so that the whole width | variety of the Y direction of exposure area | region A7 exposed on the board | substrate P may be covered.

여기서, 도 2에서, XZ면내에서 볼 때, 마스크(M) 상의 조명 영역(IR1(및 IR3, IR5))의 중심점으로부터 조명 영역(IR2(및 IR4, IR6))의 중심점까지의 둘레 길이는, 지지면(P2)을 따른 기판(P) 상의 투영 영역(PA1(및 PA3, PA5))의 중심점으로부터 제2 투영 영역(PA2(및 PA4, PA6))의 중심점까지의 둘레 길이와, 실질적으로 동일하게 설정되어 있다. Here, in FIG. 2, when viewed in the XZ plane, the circumferential length from the center point of the illumination region IR1 (and IR3, IR5) on the mask M to the center point of the illumination region IR2 (and IR4, IR6) is Substantially the same as the circumferential length from the center point of the projection area PA1 (and PA3, PA5) on the substrate P along the support surface P2 to the center point of the second projection area PA2 (and PA4, PA6) Is set to

투영 광학계(PL)는, 복수의 투영 영역(PA1 ~ PA6)에 따라 복수(제1 실시 형태에서는 예를 들면 6개) 마련되어 있다. 복수의 투영 광학계(분할 투영 광학계)(PL1 ~ PL6)에는, 복수의 조명 영역(IR1 ~ IR6)으로부터 반사된 복수의 투영 광속(EL2)이 각각 입사한다. 각 투영 광학계(PL1 ~ PL6)는, 마스크(M)에서 반사된 각 투영 광속(EL2)을, 각 투영 영역(PA1 ~ PA6)으로 각각 안내한다. 즉, 제1 투영 광학계(PL1)는, 제1 조명 영역(IR1)으로부터의 투영 광속(EL2)을 제1 투영 영역(PA1)으로 안내하고, 마찬가지로, 제2 ~ 제6 투영 광학계(PL2 ~ PL6)는, 제2 ~ 제6 조명 영역(IR2 ~ IR6)으로부터의 각 투영 광속(EL2)을 제2 ~ 제6 투영 영역(PA2 ~ PA6)으로 안내한다. 복수의 투영 광학계(PL1 ~ PL6)는, 중심면(CL)을 사이에 두고, 제1, 제3, 제5 투영 영역(PA1, PA3, PA5)이 배치되는 측(도 2의 좌측)에, 제1 투영 광학계(PL1), 제3 투영 광학계(PL3) 및 제5 투영 광학계(PL5)가 배치된다. 제1 투영 광학계(PL1), 제3 투영 광학계(PL3) 및 제5 투영 광학계(PL5)는, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 또, 복수의 투영 광학계(PL1 ~ PL6)는, 중심면(CL)을 사이에 두고, 제2, 제4, 제6 투영 영역(PA2, PA4, PA6)이 배치되는 측(도 2의 우측)에, 제2 투영 광학계(PL2), 제4 투영 광학계(PL4) 및 제6 투영 광학계(PL6)가 배치된다. 제2 투영 광학계(PL2), 제4 투영 광학계(PL4) 및 제6 투영 광학계(PL6)는, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 이 때, 제2 투영 광학계(PL2)는, 축 방향에서, 제1 투영 광학계(PL1)와 제3 투영 광학계(PL3)와의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 제3 투영 광학계(PL3), 제4 투영 광학계(PL4), 제5 투영 광학계(PL5)는, 축 방향에서, 제2 투영 광학계(PL2)와 제4 투영 광학계(PL4)와의 사이, 제3 투영 광학계(PL3)와 제5 투영 광학계(PL5)와의 사이, 제4 투영 광학계(PL4)와 제6 투영 광학계(PL6)와의 사이에 배치된다. 또, 제1 투영 광학계(PL1), 제3 투영 광학계(PL3) 및 제5 투영 광학계(PL5)와, 제2 투영 광학계(PL2), 제4 투영 광학계(PL4) 및 제6 투영 광학계(PL6)는, Y방향으로부터 보아 대칭으로 배치되어 있다. The projection optical system PL is provided in plurality (for example, six in the first embodiment) along the plurality of projection regions PA1 to PA6. The plurality of projection light beams EL2 reflected from the plurality of illumination regions IR1 to IR6 enter the plurality of projection optical systems (split projection optical systems) PL1 to PL6, respectively. Each projection optical system PL1-PL6 guides each projection light beam EL2 reflected by the mask M to each projection area | region PA1-PA6, respectively. That is, the first projection optical system PL1 guides the projection light beam EL2 from the first illumination region IR1 to the first projection region PA1, and similarly, the second to sixth projection optical systems PL2 to PL6. ) Guides each projection light beam EL2 from the second to sixth illumination regions IR2 to IR6 to the second to sixth projection regions PA2 to PA6. The plurality of projection optical systems PL1 to PL6 are disposed on the side (left side in FIG. 2) where the first, third, and fifth projection regions PA1, PA3, and PA5 are disposed with the center plane CL interposed therebetween. The 1st projection optical system PL1, the 3rd projection optical system PL3, and the 5th projection optical system PL5 are arrange | positioned. The 1st projection optical system PL1, the 3rd projection optical system PL3, and the 5th projection optical system PL5 are arrange | positioned at the Y direction at predetermined intervals. Moreover, the some projection optical system PL1-PL6 has the side where the 2nd, 4th, 6th projection area | region PA2, PA4, PA6 is arrange | positioned with the center plane CL in between (right side of FIG. 2). The 2nd projection optical system PL2, the 4th projection optical system PL4, and the 6th projection optical system PL6 are arrange | positioned. 2nd projection optical system PL2, 4th projection optical system PL4, and 6th projection optical system PL6 are arrange | positioned at the Y direction at predetermined intervals. At this time, the second projection optical system PL2 is disposed between the first projection optical system PL1 and the third projection optical system PL3 in the axial direction. Similarly, 3rd projection optical system PL3, 4th projection optical system PL4, and 5th projection optical system PL5 are made between the 2nd projection optical system PL2 and 4th projection optical system PL4 in an axial direction. It is arrange | positioned between 3rd projection optical system PL3 and 5th projection optical system PL5, and between 4th projection optical system PL4 and 6th projection optical system PL6. Moreover, 1st projection optical system PL1, 3rd projection optical system PL3, and 5th projection optical system PL5, 2nd projection optical system PL2, 4th projection optical system PL4, and 6th projection optical system PL6 Are arranged symmetrically from the Y direction.

다시, 도 4를 참조하여, 각 투영 광학계(PL1 ~ PL6)에 대해 설명한다. 또, 각 투영 광학계(PL1 ~ PL6)는, 동일한 구성으로 되어 있기 때문에, 제1 투영 광학계(PL1)(이하, 간단하게 '투영 광학계(PL)'라고 함)를 예로 설명한다. Again, with reference to FIG. 4, each projection optical system PL1-PL6 is demonstrated. In addition, since each projection optical system PL1-PL6 has the same structure, the 1st projection optical system PL1 (henceforth simply a "projection optical system PL") is demonstrated as an example.

투영 광학계(PL)는, 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)(제1 조명 영역(IR1))에서의 마스크 패턴의 상을, 기판(P) 상의 투영 영역(PA)에 투영한다. 투영 광학계(PL)는, 마스크(M)로부터의 투영 광속(EL2)의 입사측으로부터 순서대로, 상기의 1/4 파장판(41)과, 상기의 편광 빔 스플리터(PBS)와, 투영 광학 모듈(PLM)을 가진다. Projection optical system PL projects the image of the mask pattern in illumination area | region IR (1st illumination area | region IR1) on mask M to projection area | region PA on board | substrate P. FIG. The projection optical system PL is the quarter wave plate 41, the polarization beam splitter PBS, and the projection optical module described above, in order from the incident side of the projection light beam EL2 from the mask M. Has a (PLM).

1/4 파장판(41) 및 편광 빔 스플리터(PBS)는, 조명 광학계(IL)와 겸용으로 되고 있다. 환언하면, 조명 광학계(IL) 및 투영 광학계(PL)는, 1/4 파장판(41) 및 편광 빔 스플리터(PBS)를 공유하고 있다. The quarter wave plate 41 and the polarizing beam splitter PBS are combined with the illumination optical system IL. In other words, the illumination optical system IL and the projection optical system PL share the quarter wave plate 41 and the polarization beam splitter PBS.

도 7에 나타내는 바와 같이, 조명 영역(IR)(도 3 참조)에서 반사된 투영 광속(EL2)은, 각 주광선이 서로 평행하게 된 텔레센트릭한 광속이 되어, 도 2에 나타내는 투영 광학계(PL)에 입사한다. 조명 영역(IR)에서 반사된 원편광이 되는 투영 광속(EL2)은, 1/4 파장판(41)에 의해 원편광으로부터 직선 편광(P편광)으로 변환된 후, 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사한다. 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사한 투영 광속(EL2)은, 편광 빔 스플리터(PBS)를 투과한 후, 도 4에 나타내는 투영 광학 모듈(PLM)에 입사한다. As shown in FIG. 7, the projection light beam EL2 reflected in illumination area IR (refer FIG. 3) becomes the telecentric beam in which each principal light became parallel, and the projection optical system PL shown in FIG. ). The projection light beam EL2 that becomes the circularly polarized light reflected by the illumination region IR is converted into linearly polarized light (P polarized light) from circularly polarized light by the quarter wave plate 41, and then to the polarized beam splitter PBS. Enter. The projection light beam EL2 incident on the polarizing beam splitter PBS passes through the polarizing beam splitter PBS and then enters the projection optical module PLM shown in FIG. 4.

일례로서, 편광 빔 스플리터(PBS)는, XZ면내에서 삼각형의 2개의 프리즘(석영제)을 접합하거나, 옵티컬 콘택트(optical contact)에 의해서 접촉 유지하거나 하여, 전체로서 직사각형 모양으로 한 것이다. 그 접합면에는, 편광 분리를 효율적으로 행하기 위해서, 산화 하프늄 등을 포함하는 다층막이 형성된다. 게다가, 마스크(M)로부터의 투영 광속(EL2)을 입사하는 편광 빔 스플리터(PBS)의 면과, 그 투영 광속(EL2)을 투영 광학계(PL)의 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(P3)을 향해서 사출하는 면은, 투영 광속(EL2)의 주광선에 대해서 수직이 되도록 설정된다. 게다가, 조명 광속(EL1)이 입사하는 편광 빔 스플리터(PBS)의 면은, 조명 광학계(IL)의 제1 광축(BX1)(도 4 참조)과 수직하게 설정된다. 또, 접착제를 이용하는 것에 의한 자외선 또는 레이저광에의 내성이 염려되는 경우, 편광 빔 스플리터(PBS)의 접합면은, 접착제를 사용하지 않은 옵티컬 콘택트에 의한 접합이 적용된다. As an example, the polarizing beam splitter PBS is formed into a rectangular shape as a whole by joining two prisms (quartz agents) in a triangle in the XZ plane, or by contact holding by optical contact. In order to perform polarization separation efficiently, the bonding surface is formed with a multilayer film containing hafnium oxide and the like. In addition, the surface of the polarizing beam splitter PBS which enters the projection light beam EL2 from the mask M, and the projection light beam EL2 are first half of the first deflection member 70 of the projection optical system PL. The surface emitted toward the slope P3 is set to be perpendicular to the main light beam of the projection light beam EL2. In addition, the surface of the polarizing beam splitter PBS on which the illumination light beam EL1 is incident is set perpendicular to the first optical axis BX1 (see FIG. 4) of the illumination optical system IL. Moreover, when the resistance to the ultraviolet-ray or laser beam by using an adhesive agent is concerned, the bonding surface by the optical contact which does not use an adhesive agent is applied to the bonding surface of polarizing beam splitter PBS.

조명 영역(IR)에서 반사된 투영 광속(EL2)은, 텔레센트릭한 광속이 되어, 투영 광학계(PL)에 입사한다. 조명 영역(IR)에서 반사된 원편광이 되는 투영 광속(EL2)은, 1/4 파장판(41)에 의해 원편광으로부터 직선 편광(P편광)으로 변환된 후, 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사한다. 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사한 투영 광속(EL2)은, 편광 빔 스플리터(PBS)를 투과한 후, 투영 광학 모듈(PLM)에 입사한다. The projection light beam EL2 reflected by the illumination region IR becomes a telecentric light beam and enters the projection optical system PL. The projection light beam EL2 that becomes the circularly polarized light reflected by the illumination region IR is converted into linearly polarized light (P polarized light) from circularly polarized light by the quarter wave plate 41, and then to the polarized beam splitter PBS. Enter. The projection light beam EL2 incident on the polarizing beam splitter PBS passes through the polarizing beam splitter PBS and then enters the projection optical module PLM.

투영 광학 모듈(PLM)은, 조명 광학 모듈(ILM)에 대응하여 마련되어 있다. 즉, 제1 투영 광학계(PL1)의 투영 광학 모듈(PLM)은, 제1 조명 광학계(IL1)의 조명 광학 모듈(ILM)에 의해서 조명되는 제1 조명 영역(IR1)의 마스크 패턴의 상을, 기판(P) 상의 제1 투영 영역(PA1)에 투영한다. 마찬가지로, 제2 ~ 제6 투영 광학계(PL2 ~ PL6)의 투영 광학 모듈(PLM)은, 제2 ~ 제6 조명 광학계(IL2 ~ IL6)의 투영 광학 모듈(ILM)에 의해서 조명되는 제2 ~ 제6 조명 영역(IR2 ~ IR6)의 마스크 패턴의 상을, 기판(P) 상의 제2 ~ 제6 투영 영역(PA2 ~ PA6)에 투영한다. Projection optical module PLM is provided corresponding to illumination optical module ILM. That is, the projection optical module PLM of the first projection optical system PL1 captures an image of the mask pattern of the first illumination region IR1 illuminated by the illumination optical module ILM of the first illumination optical system IL1, Projection is performed on the first projection area PA1 on the substrate P. FIG. Similarly, the projection optical modules PLM of the second to sixth projection optical systems PL2 to PL6 are second to fifth illuminated by the projection optical modules ILM of the second to sixth illumination optical systems IL2 to IL6. The image of the mask pattern of 6 illumination area | regions IR2-IR6 is projected on 2nd-6th projection area | region PA2-PA6 on the board | substrate P. FIG.

도 4에 나타내는 바와 같이, 투영 광학 모듈(PLM)은, 조명 영역(IR)에서의 마스크 패턴의 상을 중간상면(P7)에 결상하는 제1 광학계(61)와, 제1 광학계(61)에 의해 결상한 중간상의 적어도 일부를 기판(P)의 투영 영역(PA)에 재결상하는 제2 광학계(62)와, 중간상이 형성되는 중간상면(P7)에 배치된 투영 시야 조리개(63)를 구비한다. 또, 투영 광학 모듈(PLM)은, 포커스 보정 광학 부재(64)와, 상(像)시프트용 광학 부재(65)와, 배율 보정용 광학 부재(66)와, 로테이션 보정 기구(67)와, 편광 조정 기구(편광 조정 수단)(68)를 구비한다. As shown in FIG. 4, the projection optical module PLM is provided to the first optical system 61 and the first optical system 61 for forming an image of the mask pattern in the illumination region IR on the intermediate image surface P7. And a second optical system 62 for reimaging at least a part of the intermediate image formed in the projection area PA of the substrate P, and a projection field stop 63 disposed on the intermediate image surface P7 in which the intermediate image is formed. . The projection optical module PLM includes a focus correction optical member 64, an image shift optical member 65, a magnification correction optical member 66, a rotation correction mechanism 67, and polarization. An adjustment mechanism (polarization adjustment means) 68 is provided.

제1 광학계(61) 및 제2 광학계(62)는, 예를 들면 다이슨계(dyson系)를 변형한 텔레센트릭한 반사 굴절 광학계이다. 제1 광학계(61)는, 그 광축(이하, '제2 광축(BX2)'이라고 함)이 중심면(CL)에 대해서 실질적으로 직교한다. 제1 광학계(61)는, 제1 편향 부재(70)와, 제1 렌즈군(71)과, 제1 오목면 거울(72)을 구비한다. 제1 편향 부재(70)는, 제1 반사면(P3)과 제2 반사면(P4)을 가지는 삼각 프리즘이다. 제1 반사면(P3)은, 편광 빔 스플리터(PBS)로부터의 투영 광속(EL2)을 반사시키고, 반사시킨 투영 광속(EL2)을 제1 렌즈군(71)을 통과시켜 제1 오목면 거울(72)에 입사시키는 면으로 되어 있다. 제2 반사면(P4)은, 제1 오목면 거울(72)에서 반사된 투영 광속(EL2)이 제1 렌즈군(71)을 통과하여 입사하고, 입사한 투영 광속(EL2)을 투영 시야 조리개(63)로 향하여 반사하는 면으로 되어 있다. 제1 렌즈군(71)은, 각종 렌즈를 포함하며, 각종 렌즈의 광축은, 제2 광축(BX2) 상에 배치되어 있다. 제1 오목면 거울(72)은, 제1 광학계(61)의 동면에 배치되고, 플라이아이 렌즈(52)에 의해 생성되는 다수의 점광원상과 광학적으로 공역인 관계로 설정된다. The 1st optical system 61 and the 2nd optical system 62 are telecentric reflective refractive optical systems which modified the Dyson system, for example. In the first optical system 61, its optical axis (hereinafter referred to as "second optical axis BX2") is substantially perpendicular to the center plane CL. The first optical system 61 includes a first deflection member 70, a first lens group 71, and a first concave mirror 72. The 1st deflection | deviation member 70 is a triangular prism which has the 1st reflective surface P3 and the 2nd reflective surface P4. The first reflection surface P3 reflects the projection light beam EL2 from the polarization beam splitter PBS, and passes the reflected projection light beam EL2 through the first lens group 71 so that the first concave mirror ( 72) is made to enter the surface. The 2nd reflecting surface P4 injects the projection light beam EL2 reflected by the 1st concave mirror 72 through the 1st lens group 71, and projects the incident light beam EL2 which entered the projection sight aperture. It is a surface reflecting toward (63). The first lens group 71 includes various lenses, and the optical axes of the various lenses are disposed on the second optical axis BX2. The 1st concave mirror 72 is arrange | positioned in the pupil plane of the 1st optical system 61, and is set in the relationship which is optically conjugate with many point light source images produced | generated by the fly-eye lens 52. As shown in FIG.

편광 빔 스플리터(PBS)로부터의 투영 광속(EL2)은, 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(P3)에서 반사되고, 제1 렌즈군(71)의 상반분(上半分)의 시야 영역을 통과하여 제1 오목면 거울(72)에 입사한다. 제1 오목면 거울(72)에 입사한 투영 광속(EL2)은, 제1 오목면 거울(72)에서 반사되고, 제1 렌즈군(71)의 하반분(下半分)의 시야 영역을 통과하여 제1 편향 부재(70)의 제2 반사면(P4)에 입사한다. 제2 반사면(P4)에 입사한 투영 광속(EL2)은, 제2 반사면(P4)에서 반사되고, 포커스 보정 광학 부재(64) 및 상시프트용 광학 부재(65)를 통과하여, 투영 시야 조리개(63)에 입사한다. The projection light beam EL2 from the polarizing beam splitter PBS is reflected by the first reflecting surface P3 of the first deflection member 70, and the field of view of the upper half of the first lens group 71 is reflected. Passes through the region and enters the first concave mirror 72. The projection light beam EL2 incident on the first concave mirror 72 is reflected by the first concave mirror 72, and passes through the field of view of the lower half of the first lens group 71. Incident on the second reflecting surface P4 of the first deflection member 70. The projection light beam EL2 incident on the second reflecting surface P4 is reflected by the second reflecting surface P4, passes through the focus correction optical member 64 and the image shifting optical member 65, and projects the projection field of view. It enters into the stop 63.

투영 시야 조리개(63)는, 투영 영역(PA)의 형상을 규정하는 개구를 가진다. 즉, 투영 시야 조리개(63)의 개구의 형상이 투영 영역(PA)의 실질적인 형상을 규정하게 된다. 따라서, 조명 광학계(IL) 내의 조명 시야 조리개(55)의 개구의 형상을, 투영 영역(PA)의 실질적인 형상과 상사(相似) 사다리꼴 모양으로 하는 경우는, 투영 시야 조리개(63)를 생략할 수 있다. The projection field stop 63 has an opening that defines the shape of the projection area PA. That is, the shape of the opening of the projection field stop 63 defines the substantial shape of the projection area PA. Therefore, when the shape of the opening of the illumination field stop 55 in the illumination optical system IL is trapezoidal in shape similar to the actual shape of the projection area PA, the projection field stop 63 can be omitted. have.

제2 광학계(62)는, 제1 광학계(61)와 동일한 구성이며, 중간상면(P7)을 사이에 두고 제1 광학계(61)와 대칭으로 마련되어 있다. 제2 광학계(62)는, 그 광축(이하, '제3 광축(BX3)'이라고 함)이 중심면(CL)에 대해서 실질적으로 직교하고, 제2 광축(BX2)과 평행하게 되어 있다. 제2 광학계(62)는, 제2 편향 부재(80)와, 제2 렌즈군(81)과, 제2 오목면 거울(82)을 구비한다. 제2 편향 부재(80)는, 제3 반사면(P5)과 제4 반사면(P6)을 가진다. 제3 반사면(P5)은, 투영 시야 조리개(63)로부터의 투영 광속(EL2)을 반사시키고, 반사시킨 투영 광속(EL2)을 제2 렌즈군(81)을 통과시켜 제2 오목면 거울(82)에 입사시키는 면으로 되어 있다. 제4 반사면(P6)은, 제2 오목면 거울(82)에서 반사된 투영 광속(EL2)이 제2 렌즈군(81)을 통과하여 입사하고, 입사한 투영 광속(EL2)을 투영 영역(PA)을 향하여 반사하는 면으로 되어 있다. 제2 렌즈군(81)은, 각종 렌즈를 포함하며, 각종 렌즈의 광축은, 제3 광축(BX3) 상에 배치되어 있다. 제2 오목면 거울(82)은, 제2 광학계(62)의 동면에 배치되고, 제1 오목면 거울(72)에 결상한 다수의 점광원상과 광학적으로 공역인 관계로 설정된다. The 2nd optical system 62 is the same structure as the 1st optical system 61, and is provided symmetrically with the 1st optical system 61 across the intermediate image surface P7. As for the 2nd optical system 62, the optical axis (henceforth "3rd optical axis BX3") is substantially orthogonal with respect to the center plane CL, and is parallel to the 2nd optical axis BX2. The second optical system 62 includes a second deflection member 80, a second lens group 81, and a second concave mirror 82. The second deflection member 80 has a third reflective surface P5 and a fourth reflective surface P6. The third reflecting surface P5 reflects the projection light beam EL2 from the projection field stop 63 and passes the reflected projection light beam EL2 through the second lens group 81 to form a second concave mirror ( 82) is made to enter the surface. The fourth reflecting surface P6 enters the projection light beam EL2 reflected by the second concave mirror 82 through the second lens group 81 and enters the incident projection light beam EL2 into the projection area ( It is a surface reflecting toward PA). The second lens group 81 includes various lenses, and the optical axes of the various lenses are disposed on the third optical axis BX3. The 2nd concave mirror 82 is arrange | positioned in the coplanar surface of the 2nd optical system 62, and is set in the relationship which is optically conjugate with the many point light source image formed on the 1st concave mirror 72. FIG.

투영 시야 조리개(63)로부터의 투영 광속(EL2)은, 제2 편향 부재(80)의 제3 반사면(P5)에서 반사되고, 제2 렌즈군(81)의 상반분의 시야 영역을 통과하여 제2 오목면 거울(82)에 입사한다. 제2 오목면 거울(82)에 입사한 투영 광속(EL2)은, 제2 오목면 거울(82)에서 반사되고, 제2 렌즈군(81)의 하반분의 시야 영역을 통과하여 제2 편향 부재(80)의 제4 반사면(P6)에 입사한다. 제4 반사면(P6)에 입사한 투영 광속(EL2)은, 제4 반사면(P6)에서 반사되고, 배율 보정용 광학 부재(66)를 통과하여, 투영 영역(PA)에 투사된다. 이것에 의해, 조명 영역(IR)에서의 마스크 패턴의 상(像)은, 투영 영역(PA)에 등배(×1)로 투영된다. The projection light beam EL2 from the projection field stop 63 is reflected by the third reflecting surface P5 of the second deflection member 80, and passes through the field of view of the upper half of the second lens group 81. Is incident on the second concave mirror 82. The projection light beam EL2 incident on the second concave mirror 82 is reflected by the second concave mirror 82, passes through the field of view for the lower half of the second lens group 81, and the second deflection member. It enters into the 4th reflective surface P6 of (80). The projection light beam EL2 incident on the fourth reflection surface P6 is reflected by the fourth reflection surface P6, passes through the magnification correction optical member 66, and is projected onto the projection area PA. Thereby, the image of the mask pattern in illumination area | region IR is projected by equal magnification (x1) to projection area | region PA.

포커스 보정 광학 부재(64)는, 제1 편향 부재(70)와 투영 시야 조리개(63)와의 사이에 배치되어 있다. 포커스 보정 광학 부재(64)는, 기판(P) 상에 투영되는 마스크 패턴의 상의 포커스 상태를 조정한다. 포커스 보정 광학 부재(64)는, 예를 들면, 2매의 쐐기 모양의 프리즘을 반대 방향(도 4에서는 X방향에 대해 반대 방향)으로 하여, 전체로서 투명한 평행 평판이 되도록 서로 겹친 것이다. 이 1쌍의 프리즘을 서로 대향하는 면 사이의 간격을 변화시키지 않고 경사면 방향으로 슬라이드시키는 것에 의해, 평행 평판으로서의 두께를 가변시킨다. 이것에 의해서 제1 광학계(61)의 실효적인 광로 길이를 미세 조정하고, 중간상면(P7) 및 투영 영역(PA)에 형성되는 마스크 패턴의 상의 핀트(pint) 상태가 미세 조정된다. The focus correction optical member 64 is disposed between the first deflection member 70 and the projection field stop 63. The focus correction optical member 64 adjusts the focus state of the image of the mask pattern projected onto the substrate P. FIG. For example, the focus correction optical members 64 overlap two wedge-shaped prisms in opposite directions (opposite directions with respect to the X direction in FIG. 4) so as to form a transparent parallel flat plate as a whole. By sliding this pair of prism in the inclined surface direction without changing the space | interval between the mutually opposing surfaces, the thickness as a parallel flat plate is changed. As a result, the effective optical path length of the first optical system 61 is finely adjusted, and the pint state of the image of the mask pattern formed in the intermediate image surface P7 and the projection area PA is finely adjusted.

상시프트용 광학 부재(65)는, 제1 편향 부재(70)와 투영 시야 조리개(63)와의 사이에 배치되어 있다. 상시프트용 광학 부재(65)는, 기판(P) 상에 투영되는 마스크 패턴의 상을 상면내에서 이동 가능하게 조정한다. 상시프트용 광학 부재(65)는, 도 4의 XZ면내에서 경사 가능한 투명한 평행 평판 유리와, 도 4의 YZ면내에서 경사 가능한 투명한 평행 평판 유리로 구성된다. 그 2매의 평행 평판 유리의 각 경사량을 조정함으로써, 중간상면(P7) 및 투영 영역(PA)에 형성되는 마스크 패턴의 상을 X방향이나 Y방향으로 미소(微小) 시프트시킬 수 있다. The image shift optical member 65 is disposed between the first deflection member 70 and the projection field stop 63. The image shift optical member 65 adjusts the image of the mask pattern projected on the board | substrate P so that a movement within an image surface is possible. The optical member 65 for image shift is comprised from the transparent parallel plate glass which can incline in the XZ plane of FIG. 4, and the transparent parallel plate glass which can incline in the YZ plane of FIG. By adjusting each inclination amount of the two parallel plate glass, the image of the mask pattern formed in intermediate image surface P7 and projection area | region PA can be micro-shifted to a X direction or a Y direction.

배율 보정용 광학 부재(66)는, 제2 편향 부재(80)와 기판(P)과의 사이에 배치되어 있다. 배율 보정용 광학 부재(66)는, 예를 들면, 오목 렌즈, 볼록 렌즈, 오목 렌즈의 3매를 소정 간격으로 동축에 배치하고, 전후의 오목 렌즈는 고정하며, 사이의 볼록 렌즈를 광축(주광선) 방향으로 이동시키도록 구성한 것이다. 이것에 의해서, 투영 영역(PA)에 형성되는 마스크 패턴의 상은, 텔레센트릭한 결상 상태를 유지하면서, 등방적으로 미소량만큼 확대 또는 축소된다. 또, 배율 보정용 광학 부재(66)를 구성하는 3매의 렌즈군의 광축은, 투영 광속(EL2)의 주광선과 평행이 되도록 XZ면내에서는 경사져 있다. The magnification correction optical member 66 is disposed between the second deflection member 80 and the substrate P. As shown in FIG. For example, the magnification correction optical member 66 arranges three concave lenses, convex lenses, and concave lenses coaxially at predetermined intervals, fixes the front and rear concave lenses, and fixes the convex lenses between the optical axes (primary rays). It is configured to move in the direction. Thereby, the image of the mask pattern formed in projection area | region PA is enlarged or reduced isotropically by the minute amount, maintaining a telecentric image formation state. Moreover, the optical axis of the three lens groups which comprise the magnification correction optical member 66 is inclined in XZ plane so that it may become parallel with the principal light ray of projection light beam EL2.

로테이션 보정 기구(67)는, 예를 들면, 액추에이터(도시 생략)에 의해서, 제1 편향 부재(70)를 Z축과 평행한 축 둘레로 미소 회전시키는 것이다. 이 로테이션 보정 기구(67)는, 제1 편향 부재(70)의 회전에 의해서, 중간상면(P7)에 형성되는 마스크 패턴의 상을, 그 중간상면(P7) 내에서 미소 회전시킬 수 있다. The rotation correction mechanism 67 rotates the 1st deflection member 70 about the axis parallel to Z axis | shaft with an actuator (not shown), for example. This rotation correction mechanism 67 can micro-rotate the image of the mask pattern formed in the intermediate | middle upper surface P7 by the rotation of the 1st deflection member 70 in the intermediate upper surface P7.

편광 조정 기구(68)는, 예를 들면, 액추에이터(도시 생략)에 의해서, 1/4 파장판(41)을, 판면에 직교하는 축 둘레로 회전시켜, 편광 방향을 조정하는 것이다. 편광 조정 기구(68)는, 1/4 파장판(41)을 회전시키는 것에 의해서, 투영 영역(PA)에 투사되는 투영 광속(EL2)의 조도를 조정할 수 있다. The polarization adjustment mechanism 68 rotates the quarter wave plate 41 around an axis orthogonal to the plate surface, and adjusts the polarization direction, for example, by an actuator (not shown). The polarization adjustment mechanism 68 can adjust the illuminance of the projection light beam EL2 projected on the projection area | region PA by rotating the quarter wave plate 41. FIG.

이와 같이 구성된 투영 광학계(PL)에서, 마스크(M)로부터의 투영 광속(EL2)은, 조명 영역(IR)으로부터 텔레센트릭한 상태(각 주광선이 서로 평행한 상태)로 출사 하고, 1/4 파장판(41) 및 편광 빔 스플리터(PBS)를 통과하여 제1 광학계(61)에 입사한다. 제1 광학계(61)에 입사한 투영 광속(EL2)은, 제1 광학계(61)의 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(평면 거울)(P3)에서 반사되어, 제1 렌즈군(71)을 통과하여 제1 오목면 거울(72)에서 반사된다. 제1 오목면 거울(72)에서 반사된 투영 광속(EL2)은, 다시 제1 렌즈군(71)을 통과하여 제1 편향 부재(70)의 제2 반사면(평면 거울)(P4)에서 반사되어, 포커스 보정 광학 부재(64) 및 상시프트용 광학 부재(65)를 투과하여, 투영 시야 조리개(63)에 입사한다. 투영 시야 조리개(63)를 통과한 투영 광속(EL2)은, 제2 광학계(62)의 제2 편향 부재(80)의 제3 반사면(평면 거울)(P5)에서 반사되어, 제2 렌즈군(81)을 통과하여 제2 오목면 거울(82)에서 반사된다. 제2 오목면 거울(82)에서 반사된 투영 광속(EL2)은, 다시 제2 렌즈군(81)을 통과하여 제2 편향 부재(80)의 제4 반사면(평면 거울)(P6)에서 반사되어, 배율 보정용 광학 부재(66)에 입사한다. 배율 보정용 광학 부재(66)로부터 출사한 투영 광속(EL2)은, 기판(P) 상의 투영 영역(PA)에 입사하고, 조명 영역(IR) 내에 나타내어지는 마스크 패턴의 상이 투영 영역(PA)에 등배(×1)로 투영된다. In the projection optical system PL configured as described above, the projection light beam EL2 from the mask M is emitted from the illumination region IR in a telecentric state (states in which the main rays of light are parallel to each other), and 1/4 The light enters the first optical system 61 through the wave plate 41 and the polarizing beam splitter PBS. The projection light beam EL2 incident on the first optical system 61 is reflected by the first reflecting surface (planar mirror) P3 of the first deflection member 70 of the first optical system 61 and is the first lens group. Passed through 71 is reflected by the first concave mirror 72. The projection light beam EL2 reflected by the first concave mirror 72 passes through the first lens group 71 again and is reflected by the second reflecting surface (planar mirror) P4 of the first deflection member 70. Then, it passes through the focus correction optical member 64 and the image shift optical member 65 and enters the projection field stop 63. The projection light beam EL2 which has passed through the projection field stop 63 is reflected by the third reflecting surface (planar mirror) P5 of the second deflection member 80 of the second optical system 62, and the second lens group Passed by 81 is reflected by the second concave mirror 82. The projection light beam EL2 reflected by the second concave mirror 82 passes through the second lens group 81 again and is reflected by the fourth reflecting surface (planar mirror) P6 of the second deflection member 80. And enters the magnification correcting optical member 66. The projection light beam EL2 emitted from the magnification correction optical member 66 enters the projection area PA on the substrate P, and the image of the mask pattern represented in the illumination area IR is equal to the projection area PA. Projected to (× 1).

본 실시 형태에서, 제1 편향 부재(70)의 제2 반사면(평면 거울)(P4)과, 제2 편향 부재(80)의 제3 반사면(평면 거울)(P5)은, 중심면(CL)(혹은 광축(BX2, BX3))에 대해서 45° 경사진 면으로 되어 있지만, 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(평면 거울)(P3)과, 제2 편향 부재(80)의 제4 반사면(평면 거울)(P6)은, 중심면(CL)(혹은 광축(BX2, BX3))에 대해서 45°이외의 각도로 설정된다. 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(P3)의 중심면(CL)(혹은 광축(BX2))에 대한 각도 α°(절대값)는, 도 5에서, 점 Q1, 교점 Q2, 제1 축(AX1)을 통과하는 직선과 중심면(CL)이 이루는 각도를 θ°로 했을 때, α°= 45°+ θ°/2인 관계로 정해진다. 마찬가지로, 제2 편향 부재(80)의 제4 반사면(P6)의 중심면(CL)(혹은 광축(BX2))에 대한 각도 β°(절대값)는, 기판 지지 드럼(25)의 외주면의 둘레 방향에 관한 투영 영역(PA) 내의 중심점을 통과하는 투영 광속(EL2)의 주광선과 중심면(CL)과의 ZX면내에서의 각도를 ε°로 했을 때, β°= 45°+ ε°/2인 관계로 정해진다. 또, 각도 ε는, 투영 광학계(PL)의 마스크(M)측, 기판(P)측의 구조상의 치수, 편광 빔 스플리터(PBS) 등의 치수, 조명 영역(IR)이나 투영 영역(PA)의 둘레 방향의 치수 등에 따라서는 다르지만, 10°~ 30°정도로 설정된다. In the present embodiment, the second reflective surface (planar mirror) P4 of the first deflection member 70 and the third reflective surface (planar mirror) P5 of the second deflection member 80 are the center plane ( Although it is a surface inclined at 45 ° with respect to CL (or optical axes BX2 and BX3), the first reflective surface (planar mirror) P3 and the second deflecting member 80 of the first deflecting member 70. 4th reflective surface (plane mirror) P6 is set to the angle other than 45 degrees with respect to the center surface CL (or optical axis BX2, BX3). The angle α ° (absolute value) with respect to the center plane CL (or the optical axis BX2) of the first reflection surface P3 of the first deflection member 70 is shown in FIG. When the angle formed between the straight line passing through one axis AX1 and the center plane CL is θ °, it is determined in a relation of α ° = 45 ° + θ ° / 2. Similarly, the angle β ° (absolute value) with respect to the center plane CL (or the optical axis BX2) of the fourth reflective surface P6 of the second deflection member 80 is the outer peripheral surface of the substrate support drum 25. Β ° = 45 ° + ε ° / when the angle in the ZX plane between the main beam of the projection light beam EL2 passing through the center point in the projection area PA in the circumferential direction and the center plane CL is ε ° It is decided by two people. Moreover, angle (epsilon) is a structural dimension of the mask M side and the board | substrate P side of projection optical system PL, dimensions, such as polarization beam splitter PBS, illumination area IR and projection area PA of Although it depends on the dimension etc. of a circumferential direction, it sets to about 10-30 degree.

<마스크의 패턴의 투영상면과 기판의 노광면과의 관계><Relationship between Projected Image Surface of Mask Pattern and Exposed Surface of Substrate>

도 7은, 마스크(M)의 원통 모양의 패턴면(P1)의 투영상면(Sm)과 원통 모양으로 지지되는 기판(P)의 노광면(Sp)과의 관계를, 과장하여 나타내는 설명도이다. 다음으로, 제1 실시 형태의 노광 장치(U3)에서의 마스크의 패턴의 투영상면과 기판의 노광면과의 관계에 대해서, 도 7을 참조하여 설명한다. FIG. 7: is explanatory drawing which exaggerates the relationship between the projection image surface Sm of the cylindrical pattern surface P1 of the mask M, and the exposure surface Sp of the board | substrate P supported by the cylindrical shape. . Next, the relationship between the projection image surface of the pattern of the mask and the exposure surface of a board | substrate in the exposure apparatus U3 of 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIG.

노광 장치(U3)는, 투영 광학계(PL)에 의해서 투영 광속(EL2)이 결상됨으로써, 마스크(M)의 패턴의 투영상면(Sm)이 형성된다. 투영상면(Sm)은, 마스크(M)의 패턴이 결상되는 위치이며, 베스트 포커스가 되는 위치이다. 또, 투영상면(Sm)을 바꾸어, 베스트 포커스 이외의 위치의 면을 이용해도 괜찮다. 예를 들면, 베스트 포커스로부터 일정 거리 떨어진 위치에서 형성되는 면으로 해도 좋다. 여기서, 마스크(M)는, 전술한 바와 같이 곡률 반경 Rm인 곡면(ZX평면에서 곡선)에 배치되어 있다. 투영 광학계(PL)의 투영 배율을 등배로 했으므로, 이것에 의해 투영상면(Sm)도, 투영 영역(PA)의 둘레 방향의 치수인 노광폭(2A)의 범위에서는, 근사적으로, Y방향으로 연장하는 중심선(AX1')을 중심으로 한 곡률 반경 Rm인 곡면의 일부로 간주할 수 있다. 또, 전술한 바와 같이, 기판(P)은 원통 형상의 기판 지지 드럼(25)의 지지면(P2)에 의해 유지되므로, 기판(P)의 표면의 노광면(Sp)은 곡률 반경 Rp인 곡면(ZX평면에서 곡선)의 일부가 된다. 게다가, 투영상면(Sm)의 곡률 중심인 중심선(AX1')과 기판 지지 드럼(25)의 중심축(AX2)과는 서로 평행이 되고, YZ면과 평행한 면 KS에 포함되는 것으로 하면, 면 KS는 노광폭(2A)의 중점에 위치하고, 게다가 반경 Rm인 투영상면(Sm)과 반경 Rp인 노광면(Sp)이 접하는 Y방향으로 연장된 접선(Cp)을 포함하도록 위치한다. 또, 설명을 위해, 노광면(Sp)의 반경 Rp와 투영상면(Sm)의 반경 Rm은, Rp>Rm인 관계로 설정한다. In the exposure apparatus U3, the projection light beam EL2 is imaged by the projection optical system PL, so that the projection image surface Sm of the pattern of the mask M is formed. The projection image surface Sm is a position where the pattern of the mask M is imaged, and is a position which becomes a best focus. Moreover, you may change the projection image surface Sm, and may use the surface of positions other than a best focus. For example, the surface may be formed at a position away from the best focus. Here, the mask M is arrange | positioned at the curved surface (curve in ZX plane) of curvature radius Rm as mentioned above. Since the projection magnification of the projection optical system PL is made equal, the projection image plane Sm is also approximately in the Y direction in the range of the exposure width 2A which is the dimension of the circumferential direction of the projection area PA. It can be regarded as a part of a curved surface having a radius of curvature Rm about the extending center line AX1 '. In addition, as mentioned above, since the board | substrate P is hold | maintained by the support surface P2 of the cylindrical board | substrate support drum 25, the exposure surface Sp of the surface of the board | substrate P is the curved surface whose curvature radius Rp. (Part of the curve in the ZX plane). Furthermore, if the center line AX1 'which is the curvature center of the projection image surface Sm, and the center axis AX2 of the board | substrate support drum 25 are mutually parallel, and it is contained in the surface KS parallel to a YZ plane, KS is positioned at the midpoint of the exposure width 2A, and is further positioned to include a tangent line Cp extending in the Y-direction in which the projection image surface Sm having a radius Rm and the exposure surface Sp having a radius Rp are in contact with each other. In addition, for description, the radius Rp of the exposure surface Sp and the radius Rm of the projection image surface Sm are set in the relationship of Rp> Rm.

여기서, 마스크(M)를 유지하는 원통 드럼(21)은, 제1 구동부(22)에 의해서 각속도 ωm로 회전하고, 기판(P)(노광면(Sp))을 지지하는 기판 지지 드럼(25)은 제2 구동부(26)에 의해서 각속도 ωp로 회전하는 것으로 한다. 또, 면 KS와 직교하고, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)과의 접선(Cp)을 포함하는 면을 기준면(HP)로 한다. 이 기준면(HP)는 XY면과 평행이며, 기준면(HP)이 X방향으로 가상의 이동 속도 V(등속)로 이동하는 것으로 가정한다. 그 이동 속도 V는, 투영상면(Sm) 및 노광면(Sp)의 둘레 방향의 이동 속도(주속도)와 일치하고 있다. 본 실시 형태의 노광 영역(투영 영역(PA))은, 기준면(HP)에 평행한 방향에서, 해당 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)과의 접선(Cp)을 중심으로 하여, 폭 2A가 되는 폭이다. 즉, 노광 영역(투영 영역(PA))은, 기준면(HP)의 이동 방향에서, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)과의 접선(Cp)로부터 +X방향과 -X방향의 각각에 거리 A 이동한 위치까지를 포함하는 영역이 된다. Here, the cylindrical drum 21 holding the mask M is rotated at an angular velocity ωm by the first driving unit 22 to support the substrate P (exposure surface Sp). Is rotated at an angular velocity ωp by the second drive unit 26. Moreover, the surface orthogonal to the surface KS and containing the tangent Cp between the projection image surface Sm and the exposure surface Sp is made into the reference surface HP. This reference plane HP is parallel to the XY plane, and it is assumed that the reference plane HP moves in the X direction at the virtual moving speed V (constant velocity). The moving speed V coincides with the moving speed (main speed) in the circumferential direction of the projection image surface Sm and the exposure surface Sp. The exposure area (projection area PA) of the present embodiment has a width of 2A centering on the tangent Cp between the projection image surface Sm and the exposure surface Sp in a direction parallel to the reference plane HP. Is the width. That is, the exposure area (projection area PA) is a distance from the tangent Cp between the projection image surface Sm and the exposure surface Sp in the + X direction and the -X direction, respectively, in the moving direction of the reference plane HP. It becomes an area including the A moved position.

투영상면(Sm)은, 곡률 반경 Rm인 면 상(上)을 각속도 ωm로 회전하므로, 접선(Cp) 상에 존재하는 투영상면(Sm) 상의 특정점은, 시간 t경과후, θm= ωmㆍt만큼 회전한다. 이 때문에, 해당 특정점은, 기준면(HP) 상에서 보면, +X방향으로 Xm=Rmㆍsin(θm)만큼 이동한 점 Cp1에 위치한다. 한편, 접선(Cp) 상에 존재하는 상기의 특정점이 기준면(HP)을 따라서 이동 속도 V로 직선 이동하면, 해당 특정점은, 시간 t경과후에는 +X방향으로 Vㆍt만큼 이동한 점 Cp0에 위치한다. 따라서, 접선(Cp) 상의 특정점이, 시간 t경과후에 투영상면(Sm)을 따라서 이동했을 때의 X방향의 이동량과, 기준면(HP)을 따라서 직선 이동했을 때의 X방향의 이동량과의 어긋남량 Δ1은, Δ1=Vㆍt-Xm=Vㆍt-Rmㆍsin(θm)가 된다. Since the projection image plane Sm rotates the plane image having the radius of curvature Rm at an angular velocity ωm, the specific point on the projection image plane Sm existing on the tangent line Cp is θm = ωm. Rotate by t For this reason, the specific point is located at the point Cp1 moved by Xm = Rm · sin (θm) in the + X direction when viewed on the reference plane HP. On the other hand, if the specified point existing on the tangent line Cp is linearly moved at the moving speed V along the reference plane HP, the specified point is moved to the point Cp0 moved by V · t in the + X direction after time t passes. Located. Therefore, the shift amount in the X direction when the specific point on the tangent line Cp moves along the projection image surface Sm after time t passes, and the shift amount in the X direction when it moves linearly along the reference plane HP (DELTA) 1 becomes (DELTA) 1 = V * t-Xm = V * t-Rm * sin ((theta) m).

마찬가지로, 노광면(Sp)은, 곡률 반경 Rp인 면 상을 각속도를 ωp로 회전하므로, 접선(Cp) 상에 존재하는 노광면(Sp) 상의 특정점은, 기준면(HP) 상에서 보면, 시간 t경과후, θp= ωpㆍt만큼 회전한다. 이 때문에, 해당 노광면(Sp) 상의 특정점은, +X방향으로 Xp=Rpㆍsin(θp)만큼 이동한 점 Cp2에 위치한다. 따라서, 접선(Cp) 상의 특정점이, 시간 t경과후에 노광면(Sp)을 따라서 이동했을 때의 X방향의 이동량과, 기준면(HP)을 따라서 직선 이동했을 때의 X방향의 이동량과의 어긋남량 Δ2는, Δ2=Vㆍt-Xp=Vㆍt-Rpㆍsin(θp)가 된다. 상기의 어긋남량 Δ1, Δ2는, 원통면 상의 점을 평면(기준면(HP))에 투영했을 때의 투영 오차라고도 한다. 앞서 도 5에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 도 7에 나타낸 노광폭(2A)의 투영 영역(PA) 내에서는, 마스크(M)의 패턴의 투영상이 텔레센트릭한 상태에서 노광면(Sp)에 투영된다. 즉, XZ면내에서, 투영상면(Sm) 상의 각 점은 면 KS와 평행한 선(기준면(HP)과 수직인 선)을 따라서 노광면(Sp) 상에 투영된다. 이 때문에, 기준면(HP) 상의 점 Cp0에 대응하는 투영상면(Sm) 상의 점 Cp1(위치 Xm)은, 노광면(Sp) 상에서도 동일한 X방향의 위치 Xm에 투영되게 되어, 기준면(HP) 상의 점 Cp0에 대응하는 노광면(Sp) 상의 점 Cp2의 위치 Xp와의 사이에서 어긋남이 발생한다. 이 어긋남의 주된 원인은, 투영상면(Sm)의 반경 Rm과 노광면(Sp)의 반경 Rp이 다르기 때문이다. Similarly, since the exposure surface Sp rotates the angular velocity at ωp on the surface having the radius of curvature Rp, the specific point on the exposure surface Sp existing on the tangent Cp is viewed on the reference surface HP, at time t. After elapsed, it rotates by θp = ωp · t. For this reason, the specific point on this exposure surface Sp is located in the point Cp2 which moved by Xp = Rp * sin ((theta) p) to + X direction. Therefore, the shift amount in the X direction when the specific point on the tangent line Cp moves along the exposure surface Sp after time t passes, and the shift amount in the X direction when it moves linearly along the reference surface HP (DELTA) 2 becomes (DELTA) 2 = V * t-Xp = V * t-Rp * sin ((theta) p). Said shift amount (DELTA) 1, (DELTA) 2 is also called projection error when the point on a cylindrical surface was projected on the plane (reference surface HP). As described above with reference to FIG. 5, in the present embodiment, in the projection area PA of the exposure width 2A shown in FIG. 7, the exposure surface (in the state where the projection image of the pattern of the mask M is telecentric). Sp) is projected. That is, within the XZ plane, each point on the projection image plane Sm is projected onto the exposure surface Sp along a line parallel to the plane KS (a line perpendicular to the reference plane HP). For this reason, the point Cp1 (position Xm) on the projection image surface Sm corresponding to the point Cp0 on the reference surface HP is projected to the position Xm of the same X direction also on the exposure surface Sp, and the point on the reference surface HP The shift | offset | difference arises between the position Xp of the point Cp2 on the exposure surface Sp corresponding to Cp0. The main cause of this deviation is that the radius Rm of the projection image surface Sm and the radius Rp of the exposure surface Sp are different.

이와 같이, 반경 Rm과 반경 Rp에 차이가 있는 경우에는, 도 7 중에 나타낸 투영상면(Sm) 상의 점 Cp1의 어긋남량 Δ1과 노광면(Sp) 상의 점 Cp2의 어긋남량 Δ2와의 차분량 Δ(=Δ1-Δ2)이, 노광폭(2A) 내의 X방향의 위치에 따라 점차 변화한다. 그래서, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)의 반경차(Rm/Rp)에 의해 생기는 어긋남의 차분량 Δ를 노광폭(2A) 내에서 정량화(시뮬레이션)하는 것에 의해, 기판(P) 상에 투영 노광되는 패턴의 품질(투영상의 질)을 고려한 최적인 노광 조건을 설정할 수 있다. 또, 차분량 Δ는, 원통 모양의 투영상면(Sm)을 원통 모양의 노광면(Sp) 상에 전사할 때의 투영 오차라고도 한다. As described above, when there is a difference between the radius Rm and the radius Rp, the difference amount Δ (=) between the shift amount? Δ1-Δ2 gradually changes depending on the position in the X direction within the exposure width 2A. Thus, by quantifying (simulating) the difference amount Δ of the deviation caused by the radial difference Rm / Rp between the projection image surface Sm and the exposure surface Sp within the exposure width 2A, the image on the substrate P The optimal exposure conditions can be set in consideration of the quality (quality of the projected image) of the pattern exposed to the projection. The difference amount Δ is also referred to as a projection error when the cylindrical projection image surface Sm is transferred onto the cylindrical exposure surface Sp.

도 8a는, 일례로서, 투영상면(Sm)의 반경 Rm를 125mm, 노광면(Sp)의 반경 Rp를 200mm로 하고, 투영상면(Sm)의 주속도(Vm로 함)와 노광면(Sp)의 주속도(Vp로 함)를 이동 속도 V로 일치시킨 상태에서, 노광폭(2A)으로서 ±10mm의 범위 내에서, 상기의 어긋남량 Δ1, Δ2, 및 차분량 Δ의 변화를 산출한 그래프이다. 도 8a에서, 가로축은 투영 영역(PA)의 중심(면 KS가 통과하는 위치)을 원점으로 한 기준면(HP) 상의 좌표 위치[mm]를 나타내고, 세로축은 산출되는 어긋남량 Δ1, Δ2, 차분량 Δ[㎛]를 나타낸다. 도 8a와 같이, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm과 노광면(Sp)의 주속도 Vp가 일치하고 있는 경우, 차분량 Δ의 절대값은, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)이 접하는 접선(Cp)의 위치(원점)로부터 ±X 방향으로 멀어짐에 따라서 점차 크게 된다. 예를 들면, 최소 선폭(船幅)이 수㎛ ~ 10㎛ 정도의 패턴의 충실한 전사를 위해, 차분량 Δ의 절대값을 1㎛정도로 억제하는 경우는, 도 8a의 계산 결과로부터, 투영 영역(PA)의 노광폭(2A)는 ±6mm(폭으로 12mm) 이하로 할 필요가 있다. 8A shows, as an example, the radius Rm of the projection image surface Sm being 125 mm, the radius Rp of the exposure surface Sp being 200 mm, and the main speed (Vm) and the exposure surface Sp of the projection image surface Sm. It is a graph which calculates the change of said shift amount (DELTA) 1, (DELTA) 2, and difference amount (DELTA) in the range of +/- 10mm as exposure width 2A in the state which made main velocity (Vp) of the same match with moving speed V. . In FIG. 8A, the horizontal axis represents the coordinate position [mm] on the reference plane HP with the origin (the position where the surface KS passes) of the projection area PA as the origin, and the vertical axis represents the calculated deviation amounts Δ1, Δ2, and difference amounts. Δ [μm]. As shown in Fig. 8A, when the circumferential speed Vm of the projection image surface Sm and the circumferential speed Vp of the exposure surface Sp coincide with each other, the absolute value of the difference amount Δ is equal to the projection image surface Sm and the exposure surface Sp. It gradually increases as it moves away from the position (origin) of the tangent line Cp to be in contact with the X direction. For example, in order to reduce the absolute value of the difference amount Δ to about 1 μm for faithful transfer of a pattern having a minimum line width of several μm to 10 μm, from the calculation result of FIG. 8A, the projection area ( The exposure width 2A of PA) needs to be ± 6 mm (12 mm in width) or less.

또, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm는, 원통 드럼(21)에 유지되는 마스크(M)의 패턴면의 주속도를 Vf로 하면, 투영 광학계(PL)의 투영 배율 β에 의해서, Vm=βㆍVf인 관계로 설정된다. 예를 들면, 투영 배율 β가 1.00(등배)이면, 마스크(M)의 패턴면의 주속도 Vf와 노광면(Sp)의 주속도 Vp는 동일하게 설정되고, 투영 배율 β가 2.00(2배 확대)이면, 2ㆍVf=Vp로 설정된다. 일반적으로, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)의 각 주속도는 Vm=Vp로 설정되므로, βㆍVf=Vp인 관계(기준의 속도 관계)가 되도록, 마스크(M)를 유지하는 원통 드럼(21)과 기판(P)을 지지하는 기판 지지 드럼(25)과의 회전 각속도가 정밀하게 제어된다. 그렇지만, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm과 노광면(Sp)의 주속도 Vp에 약간의 차이를 부여하여, 도 8a 중의 차분량 Δ가 어떻게 변화할지를, 후술하는 도 8c와 같이 시뮬레이션하여 보았는데, 주속도 Vm과 주속도 Vp에 약간의 차이를 부여하는 것에 의해서, 차분량 Δ의 절대값을 작게 억제한 상태에서, 이용 가능한 노광폭(2A)을 확대할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 노광면(Sp)의 반경 Rp이 투영상면(Sm)의 반경 Rm 보다도 크다는 조건 아래에서, 노광면(Sp)의 주속도 Vp를 투영상면(Sm)의 주속도 Vm 보다도 상대적으로 낮게 했다. 구체적으로는, 노광면(Sp)의 주속도 Vp는 변화시키지 않고, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm가 도 7에서 나타낸 기준면(HP)의 이동 속도 V 보다도 약간의 높게 되도록, 투영상면(Sm)(마스크(M))측의 회전 각속도 ωm만을 약간 변화시켰다. 변경 후의 각속도를 ωm'로 하고, 시간 t경과후의 투영상면(Sm)의 회전 각도는 θm'로 한다. 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 이동 속도 V에 대해서 약간만 높게 하여, 어긋남량 Δ1을 산출해 보면, 도 8a 중의 어긋남량 Δ1의 그래프의 곡선이 원점 0에서 부(負, -)의 기울기를 가지도록 변화한다. Moreover, when the circumferential speed Vm of the projection image surface Sm makes Vf the circumferential speed of the pattern surface of the mask M hold | maintained by the cylindrical drum 21, Vm = by the projection magnification beta of the projection optical system PL. It is set in a relationship of? Vf. For example, when the projection magnification β is 1.00 (equal magnification), the main speed Vf of the pattern surface of the mask M and the main speed Vp of the exposure surface Sp are set equal, and the projection magnification β is 2.00 (2 times magnification). ), 2 · Vf = Vp. In general, as shown in FIG. 8A, since the respective main speeds of the projection image surface Sm and the exposure surface Sp are set to Vm = Vp, the mask is such that the relationship is β · Vf = Vp (reference velocity relationship). The rotational angular velocity between the cylindrical drum 21 holding M and the substrate supporting drum 25 supporting the substrate P is precisely controlled. However, a slight difference was made between the circumferential speed Vm of the projection image surface Sm and the circumferential speed Vp of the exposure surface Sp to simulate how the difference amount Δ in FIG. 8A changes as shown in FIG. 8C, which will be described later. By giving a slight difference to the main speed Vm and the main speed Vp, the exposure width 2A which can be used can be enlarged in the state which suppressed the absolute value of the difference amount (DELTA). In this embodiment, under the condition that the radius Rp of the exposure surface Sp is larger than the radius Rm of the projection image surface Sm, the circumferential speed Vp of the exposure surface Sp is relatively larger than the circumferential speed Vm of the projection image surface Sm. Lowered. Specifically, without changing the circumferential speed Vp of the exposure surface Sp, the projected image surface Sm so that the circumferential speed Vm of the projection image surface Sm is slightly higher than the moving speed V of the reference surface HP shown in FIG. Only the rotational angular velocity ωm on the side of () (mask M) was slightly changed. The angular velocity after the change is set to ωm ', and the rotational angle of the projected image surface Sm after the elapse of time t is set to θm'. When the main speed Vm of the projection image surface Sm is made slightly higher with respect to the moving speed V, and the shift amount Δ1 is calculated, the curve of the graph of the shift amount Δ1 in FIG. 8A is negatively inclined at the zero point. Change to have

그래서 본 실시 형태에서는, 그러한 경향을 이용하여, 노광폭(2A) 내의 위치에서 원점 0를 사이에 둔 대칭적인 2개소에서 차분량 Δ가 제로가 되도록, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm(각속도 ωm')를 설정했다. 도 8b는, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 변경한 후에 얻어지는 차분량 Δ, 어긋남량 Δ1, Δ2의 각 계산 결과를 나타내는 그래프이며, 세로축과 가로축의 정의는 도 8a와 동일하다. 도 8b에서, 어긋남량 Δ2의 그래프는 도 8a 중의 것과 동일하지만, 어긋남량 Δ1의 그래프는, 노광폭 중의 +5mm, -5mm의 각 위치, 및 원점 0에서, 어긋남량 Δ1이 제로가 되도록 투영상면(Sm)의 각속도 ωm'(θm')를 설정한 것이다. 그 결과, 차분량 Δ는, 노광폭 중의 위치가 ±4mm의 범위 내에서는 부의 기울기로 변화하고, 그 외측의 범위에서는 정(正)의 기울기로 변화하게 되며, 노광폭 중의 원점 0, +6.4mm, -6.4mm인 각 위치에서 제로가 된다. So, in this embodiment, using such a tendency, the main speed Vm (angular velocity) of the projection image surface Sm so that the difference amount (DELTA) becomes zero in two symmetrical positions which sandwiched the origin 0 at the position in the exposure width 2A. ω m ') is set. FIG. 8B is a graph showing the calculation results of the difference amounts Δ, the shift amounts Δ1 and Δ2 obtained after changing the circumferential speed Vm of the projection image surface Sm, and the definition of the vertical axis and the horizontal axis is the same as that of FIG. 8A. In FIG. 8B, the graph of the shift amount Δ2 is the same as that in FIG. 8A, but the graph of the shift amount Δ1 is a projection image surface (zero) at each position of + 5mm, -5mm in the exposure width, and the origin 0 so that the shift amount Δ1 becomes zero. The angular velocity ωm '(θm') of Sm) is set. As a result, the difference amount Δ changes to a negative slope within a range of ± 4 mm in the exposure width, and changes to a positive slope in the outside range, and origin 0 and +6.4 mm in the exposure width. , Zero at each position of -6.4mm.

차분량 Δ로서 허용할 수 있는 범위가, 예를 들면 ±1㎛정도인 경우, 앞의 도 8a의 조건에서의 노광폭은 ±6mm이었지만, 도 8b의 조건에서의 노광폭은 ±8mm정도까지 넓어진다. 이것은, 투영 영역(PA)의 주사 노광 방향(둘레 방향)의 치수를 12mm 내지 16mm로 증대(약 33% 증가)할 수 있는 것을 의미하고, 노광용의 조명광의 조도가 동일하면, 패턴 전사의 충실도를 떨어뜨리지 않고, 기판(P)의 반송 속도를 약 33% 빠르게 하여 생산성을 향상시킬 수 있는 것을 의미한다. 또, 투영 영역(PA)의 치수를 33% 증대할 수 있는 것은, 기판(P)에 부여하는 노광량을 그만큼 늘릴 수 있는 것도 의미하여, 노광 조건을 완화시킬 수 있다. 또, 노광 장치(U3)는, 마스크(M)를 유지하는 원통 드럼(21)의 회전과 기판(P)을 지지하는 기판 지지 드럼(25)의 회전을, 각각, 고분해능의 로터리 인코더에 의해 계측하면서 서보 제어함으로써, 미소한 회전 속도의 차이를 발생하게 하면서, 정밀도가 높은 회전 제어를 행할 수 있다. When the allowable range as the difference amount Δ is, for example, about ± 1 μm, the exposure width under the conditions of FIG. 8A was ± 6 mm, but the exposure width under the conditions of FIG. 8B was increased to about ± 8 mm. All. This means that the size of the scanning exposure direction (circumferential direction) of the projection area PA can be increased (about 33%) from 12 mm to 16 mm. It means that productivity can be improved by making the conveyance speed of the board | substrate P about 33% faster, without falling. In addition, the fact that the dimension of the projection area PA can be increased by 33% also means that the exposure amount applied to the substrate P can be increased by that much, which can alleviate the exposure conditions. Moreover, the exposure apparatus U3 measures the rotation of the cylindrical drum 21 which hold | maintains the mask M, and the rotation of the board | substrate support drum 25 which supports the board | substrate P with a high-resolution rotary encoder, respectively. By performing servo control while making it possible to perform the rotation control with high precision, it is possible to produce a slight difference in the rotational speed.

노광면(Sp)의 주속도 Vp를 기준면(HP)의 이동 속도 V와 동일하게 하고, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 기준면(HP)의 이동 속도 V 보다도 약간 높게 하는 경우, 도 8a 중에 나타낸 차분량 Δ는, 도 8c와 같이 변화한다. 도 8c는, 도 8a 중의 차분량 Δ의 그래프만에 대해서, 노광면(Sp)의 주속도 Vp(=V)에 대한 투영상면(Sm)의 주속도 Vm의 변화율을 α[=(Vm-Vp)/Vp〕%로 하여, ±0%로부터 +0.01%씩 변화시킨 경우의 경향을 나타낸다. 도 8c 중의 α=±0%인 차분량 Δ의 그래프는, 도 8a 중의 차분량 Δ의 그래프와 동일한 것이다. 변화율 α=±0%인 경우는 주속도 Vm과 주속도 Vp가 일치한 상태이며, 예를 들면, 변화율 α=+0.02%인 경우는, 주속도 Vp에 대해서 주속도 Vm가 0.02% 큰 상태이다. 이 도 8c와 같은 계산에 근거하여, 도 8b에서는, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm을 기준면(HP)의 기준 속도 V(=Vp)에 대해서, 약 0.026% 증가시킨 상태에서 시뮬레이션을 행했다. 도 8c의 시뮬레이션 결과는, 투영상면(Sm)의 기준면(HP)에 대한 어긋남량 Δ1을 구하는 식에서의 Rmㆍsin(θm)의 θm를, (1+α)·θm으로 치환하고, 변화율 α를 여러 가지로 변화시킴으로써 얻어진다. 실제로는, Vㆍt를, 노광폭의 X방향의 위치(mm)를 나타내는 A로 치환하면, 이하의 식에 의해 간단하게 구해진다. When the main speed Vp of the exposure surface Sp is made the same as the moving speed V of the reference surface HP, and the main speed Vm of the projection image surface Sm is slightly higher than the moving speed V of the reference surface HP, it is shown in FIG. 8A. The difference amount Δ shown changes as shown in Fig. 8C. 8C shows the rate of change of the main speed Vm of the projection image surface Sm with respect to the main speed Vp (= V) of the exposure surface Sp with respect to the graph of the difference amount Δ in FIG. 8A. ) / Vp]%, the tendency in the case of changing from ± 0% to + 0.01%. The graph of the difference amount Δ in α = ± 0% in FIG. 8C is the same as the graph of the difference amount Δ in FIG. 8A. If the rate of change α = ± 0%, the main speed Vm and the main speed Vp coincide.For example, if the rate of change α = + 0.02%, the main speed Vm is 0.02% larger than the main speed Vp. to be. Based on the same calculation as in FIG. 8C, in FIG. 8B, the simulation was performed in a state in which the circumferential speed Vm of the projection image surface Sm was increased by about 0.026% with respect to the reference speed V (= Vp) of the reference plane HP. The simulation result of FIG. 8C replaces (theta) m of Rmsin ((theta) m) by (1 + alpha) * (theta) m in the formula which calculates the shift amount (DELTA) 1 with respect to the reference plane HP of the projection image surface Sm, and changes rate (alpha) in various ways It is obtained by changing into. In practice, when V · t is replaced with A representing the position (mm) in the X direction of the exposure width, it is simply obtained by the following equation.

Δ = Δ1- Δ2 = (A-Rmㆍsin[(1+α)·A/Rm])-Δ2Δ = Δ1−Δ2 = (A-Rm · sin [(1 + α) · A / Rm])-Δ2

이상과 같이, 투영상면(Sm)의 반경 Rm과 노광면(Sp)의 반경 Rp이 다른 경우는, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)의 각 이동 속도(주속도 Vm, Vp)에 약간의 차이를 부여하는 것에 의해서, 주사 노광시의 각종 노광 조건(마스크(M)의 반경, 광 감응층의 감도, 기판(P)의 전송 속도, 조명용 광원의 파워, 투영 영역(PA)의 치수등)의 설정 범위를 넓게 하는 것이 가능하게 되어, 프로세스의 변경 등에 유연하게 대응할 수 있는 노광 장치를 얻을 수 있다. As described above, when the radius Rm of the projection image surface Sm and the radius Rp of the exposure surface Sp are different, the movement speed (main velocity Vm, Vp) of the projection image surface Sm and the exposure surface Sp is slightly different. By giving the difference of the various exposure conditions at the time of scanning exposure (radius of the mask M, sensitivity of the photosensitive layer, transmission speed of the substrate P, power of the light source for illumination, dimensions of the projection area PA, etc. It is possible to widen the setting range of N), thereby obtaining an exposure apparatus that can flexibly respond to process changes and the like.

다음으로, 도 8b와 같이, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)의 각 주속도 Vm, Vp에 약간의 차이를 부여한 경우에, 노광면(Sp) 상에서 얻어지는 패턴상(pattern像)의 콘트라스트에 대해서, 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는, 가로축에 도 8a, 도 7b 중의 원점 0를 0mm로 한 노광폭의 위치(절대값)를 취하고, 세로축에 원점 0에서의 값을 1.00(100%)으로 한 콘트라스트비를 취하여, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)에 주속도차가 없는 경우(도 8a)와 주속도차가 있는 경우(도 8b)에, 노광폭 내의 위치에 따른 콘트라스트비의 변화를 계산한 그래프이다. 본 실시 형태에서는, 조명 광속(EL1)(노광광)의 파장 λ를 365nm로 하고, 도 4에 나타낸 투영 광학계(PL(PLM))의 개구수 NA를 0.0875, 프로세스 정수 k를 0.6으로 했다. 이 조건 아래에서 얻어지는 최대의 해상력 Rs는, Rs=kㆍ(λ/NA)로부터, 2.5㎛가 되므로, 계산을 함에 있어서는 2.5㎛인 L&S(라인 앤드 스페이스(line and space)) 패턴을 이용했다. Next, as shown in FIG. 8B, when a slight difference is given to each of the peripheral speeds Vm and Vp of the projection image surface Sm and the exposure surface Sp, the contrast of the pattern image obtained on the exposure surface Sp is obtained. This will be described with reference to FIG. 9. FIG. 9 shows the position (absolute value) of the exposure width in which the origin 0 in FIG. 8A and FIG. 7B is 0 mm on the horizontal axis, and takes the contrast ratio which made the value at origin 0 1.00 (100%) on the vertical axis, and projects. When there is no main speed difference between the upper surface Sm and the exposure surface Sp (FIG. 8A) and when there is a main speed difference (FIG. 8B), the change in the contrast ratio according to the position within the exposure width is calculated. In this embodiment, the wavelength λ of the illumination light beam EL1 (exposure light) was 365 nm, and the numerical aperture NA of the projection optical system PL (PLM) shown in FIG. 4 was 0.0875 and the process constant k was 0.6. Since the maximum resolution Rs obtained under this condition is 2.5 μm from Rs = k · (λ / NA), the L & S (line and space) pattern of 2.5 μm was used in the calculation.

도 9에 나타내는 바와 같이, 마스크 패턴의 투영상면(Sm)과 기판(P) 상의 노광면(Sp) 중 곡률이 보다 큰 면측의 주속도 Vp를 타방의 주속도 Vm 보다도 약간 낮게 설정하는 것에 의해, 높은 콘트라스트비가 얻어지는 노광폭의 범위가 넓어진다. 예를 들면, 노광면(Sp) 상에 전사되는 패턴상의 품질을 유지하기 위해, 콘트라스트비 0.8 정도가 필요하게 되는 경우, 주속도차가 없는 상태(Vm=Vp)에서의 노광폭은 ±6mm 정도인데 대해, 주속도차가 있는 상태(Vm>Vp)에서의 노광폭은 ±8mm 이상 확보할 수 있다. 또, 콘트라스트비가 0.6 정도라도 괜찮은 것이면, 주속도차가 있는 상태(Vm>Vp)에서의 노광폭은 ±9.5mm 정도까지 넓어진다. 이상과 같이, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm과 노광면(Sp)의 주속도 Vp에 약간의 차이를 부여하는 것에 의해서, 투영 영역(PA)의 주사 노광 방향의 치수(노광폭(2A))를 크게 해도, 투영되는 패턴상의 콘트라스트(상질)를 양호하게 유지한 패턴 노광을 할 수 있다. 또, 투영 영역(PA)의 주사 노광 방향의 노광폭(2A)을 크게 할 수 있기 때문에, 기판(P)의 전송 속도를 보다 높이거나, 혹은 투영 영역(PA) 내의 단위면적당 노광광(투영 광속(EL2))의 조도를 낮게 하거나 할 수 있다. As shown in FIG. 9, by setting the peripheral speed Vp of the surface side with larger curvature among the projection image surface Sm of the mask pattern and the exposure surface Sp on the board | substrate P to be slightly lower than the other main speed Vm, The range of exposure width from which a high contrast ratio is obtained becomes wider. For example, in order to maintain the quality of the pattern image transferred onto the exposure surface Sp, when a contrast ratio of about 0.8 is required, the exposure width in the absence of the main speed difference (Vm = Vp) is about ± 6 mm. On the other hand, the exposure width in the state (Vm> Vp) with the main speed difference can be ensured by ± 8 mm or more. If the contrast ratio is about 0.6, the exposure width in the state where the main speed difference (Vm> Vp) is widened is about ± 9.5 mm. As mentioned above, the dimension of the scanning exposure direction of the projection area | region PA (exposure width 2A) by giving a slight difference to the main speed Vm of the projection image surface Sm, and the main speed Vp of the exposure surface Sp. Even if () is enlarged, the pattern exposure which maintained the contrast (good quality) of the pattern image to be projected favorably can be performed. In addition, since the exposure width 2A in the scanning exposure direction of the projection area PA can be increased, the transmission speed of the substrate P is higher or the exposure light per unit area in the projection area PA (projection light beam) is increased. (EL2)) can reduce the illuminance.

그런데, 앞의 도 8c와 같이, 주속도차(Vm-Vp)를 조금씩 변화시키면서, 노광폭의 위치에 대한 차분량 Δ을 시뮬레이션하는 경우, 투영 영역(PA) 내에서의 패턴의 투영상면(Sm)과 기판(P) 상의 노광면(Sp)과의 주사 노광 방향에서의 어긋남의 차분량 Δ의 평균값, 혹은 최대값이, 전사할 패턴상의 최소 선폭(최소 치수) 보다도 작게 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 8b 중의 노광폭 중, 노광폭 0mm ~ +6mm까지의 범위에 주목하면, 그 범위 내에서의 차분량 Δ의 평균값은 약 -0.42㎛, 최대값은 약 -0.66㎛가 된다. 또, 노광폭 0mm ~ +8mm까지의 범위에 주목하면, 그 범위 내에서의 차분량 Δ의 평균값은 약 -0.18㎛, 최대값은 약 +1.2㎛가 된다. 전사할 패턴상의 최소 선폭을, 앞의 도 9의 시뮬레이션시에 설정한 2.5㎛로 하면, 노광폭 6mm까지의 범위와 노광폭 8mm까지의 범위 중 어느 것에서도, 차분량 Δ의 평균값, 최대값을 최소 선폭 2.5μm 보다도 작게 할 수 있다. By the way, as shown in FIG. 8C, when simulating the difference amount Δ with respect to the position of the exposure width while changing the main speed difference Vm-Vp little by little, the projection image surface Sm of the pattern in the projection area PA. ) And the average value or the maximum value of the difference amount Δ of the deviation in the scanning exposure direction between the exposure surface Sp on the substrate P is preferably set to be smaller than the minimum line width (minimum dimension) on the pattern to be transferred. . For example, when attention is paid to the range of exposure width 0mm-+ 6mm among the exposure width in FIG. 8B, the average value of difference amount (DELTA) in that range will be about -0.42micrometer, and the maximum value will be about -0.66micrometer. Moreover, when attention is paid to the range of exposure width 0mm-+ 8mm, the average value of the difference amount (DELTA) in that range will be about -0.18 micrometer, and the maximum value will be about +1.2 micrometer. When the minimum line width on the pattern to be transferred is set to 2.5 μm set at the time of the simulation of FIG. 9, the average value and the maximum value of the difference amount Δ are determined in any of the range up to 6 mm and the width up to 8 mm. It can be made smaller than the minimum line width of 2.5 μm.

또, 앞의 도 8b와 같이, 시뮬레이션에서 구한 차분량 Δ의 변화 특성에서, 실제의 노광폭(투영 영역(PA)의 주사 노광 방향의 치수) 내에서 차분량 Δ가 제로가 되는 위치를 적어도 3개소 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 투영 영역(PA)이 ±8mm인 노광폭으로 설정되어 있는 경우, 주사 노광 사이, 투영 영역(PA)내에 투영되는 패턴상 중의 1점은, 노광폭 내의 -8mm의 위치로부터 +8mm의 위치로 이동한다. 그 사이, 패턴상 중의 1점은, 차분량 Δ가 제로가 되는 위치 -6.4mm, 위치 0mm(원점), 위치 +6.4mm 각각을 통과하여, 노광면(Sp) 상에 전사된다. 이와 같이, 투영 영역(PA)의 주사 노광 방향의 노광폭 내의 적어도 3개소에서 차분량 Δ가 제로가 되도록, 마스크(M)를 유지하는 원통 드럼(21)과 기판 지지 드럼(25)의 각 회전 속도를 정밀하게 제어하는 것에 의해, 투영 영역(PA) 내(노광면(Sp))에 노광되는 패턴상의 주사 노광 방향에서의 치수(선폭) 오차를 작게 억제할 수 있어, 충실한 패턴 전사가 가능해진다. In addition, as shown in FIG. 8B, at least 3 positions where the difference amount Δ becomes zero within the actual exposure width (the dimension of the scanning exposure direction of the projection area PA) in the change characteristic of the difference amount Δ obtained in the simulation. It is preferable to set the location. For example, when the projection area PA is set to an exposure width of ± 8 mm, one point in the pattern image projected in the projection area PA is between +8 mm from the position of -8 mm in the exposure width between scanning exposures. Go to location. In the meantime, one point in the pattern image passes through each of the position -6.4mm, the position 0mm (the origin), and the position + 6.4mm where the difference amount Δ becomes zero, and is transferred onto the exposure surface Sp. Thus, each rotation of the cylindrical drum 21 holding the mask M and the substrate supporting drum 25 so that the difference amount Δ becomes zero at at least three places in the exposure width in the scanning exposure direction of the projection area PA. By precisely controlling the speed, the size (line width) error in the scanning exposure direction of the pattern image exposed in the projection area PA (exposed surface Sp) can be reduced to a small degree, and faithful pattern transfer is possible. .

앞에서도 설명한 바와 같이, 최대의 해상력 Rs는, 투영 광학계(PL)의 투영상면(Sm)측의 개구수 NA, 조명 광속(EL2)의 파장 λ, 프로세스 정수 k(통상 1 이하)에 의해서, Rs=kㆍ(λ/NA)로 규정된다. 이 경우, 기준면(HP)의 이동 속도를 V, 기준면(HP)의 이동거리를 x, A를 노광폭의 절대값으로 하면, 하기의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. As described above, the maximum resolution Rs is Rs based on the numerical aperture NA on the projection image surface Sm side of the projection optical system PL, the wavelength λ of the illumination light beam EL2, and the process constant k (usually 1 or less). It is prescribed | regulated as = k * ((lambda / NA). In this case, when the moving speed of the reference plane HP is V, the moving distance of the reference plane HP is x, and A is the absolute value of the exposure width, the following relationship is preferably satisfied.

[수식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[수식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

이 식 F(x)는, 기준면(HP) 상의 어느 점의 위치 x에서의 차분량 Δ를 나타내는 식이지만, 기준면(HP)의 이동 속도 V와 이동거리 x와의 관계는, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 시간 t(=x/V)에 상당한다. 본 실시 형태에 의한 노광 장치(U3)는, 상기 식을 만족함으로써, 실효적인 투영 영역(PA)의 노광폭을 크게 해도, 투영되는 패턴상의 콘트라스트를 저하시키지 않고, 양호한 상질(像質)로 기판(P)에 패턴을 형성할 수 있다. The expression F (x) is an expression representing the difference amount Δ at a position x at a point on the reference plane HP, but the relationship between the moving speed V and the moving distance x of the reference plane HP has been described with reference to FIG. 7. As it corresponds to time t (= x / V). The exposure apparatus U3 according to the present embodiment satisfies the above formula, so that even if the exposure width of the effective projection area PA is increased, the substrate can be provided with good image quality without reducing the contrast of the projected pattern. A pattern can be formed in (P).

또, 본 실시 형태에 의한 노광 장치(U3)는, 마스크(M)를 유지하는 원통 드럼(21)을 교환 가능하게 할 수 있다. 반사형의 원통 마스크인 경우, 원통 드럼(21)의 외주면에 마스크 패턴으로서의 고반사부와 저반사부(광 흡수부)를 직접 형성할 수 있다. 그 경우, 마스크 교환은 원통 드럼(21)마다 행하여진다. 그 때, 새롭게 노광 장치에 장착되는 반사형 원통 마스크의 원통 드럼(21)의 반경(직경)을, 교환전에 장착되어 있던 원통 마스크의 반경과 다르게 하는 경우가 있다. 이것은, 기판(P) 상에 노광해야 할 디바이스의 치수(표시 패널의 사이즈 등)를 변화시키는 등의 경우에 일어날 수 있다. 본 실시 형태에서는, 그러한 경우에도, 교환후의 원통 드럼(21)의 마스크 패턴면의 반경에 근거하여, 도 8a ~ 도 7c, 도 9와 같은 계산(시뮬레이션)을 행하는 것에 의해, 원통 드럼(21)과 기판 지지 드럼(25)에 설정해야 할 회전 각속도차, 설정해야 할 투영 영역(PA)의 노광폭, 조정해야 할 조명 광속(EL2)의 조도, 혹은 조정할 기판(P)의 반송 속도(기판 지지 드럼(25)의 회전 속도) 등의 파라미터를, 사전에 결정할 수 있다. 또, 반경 Rm이, 예를 들면 밀리 단위, 또는 센치 단위로 다른 복수의 원통 드럼(21)을 교환 가능하게 장착하는 경우는, 원통 드럼(21)의 회전 중심축(AX1)을 지지하는 노광 장치측의 베어링부를 Z방향으로 조정하는 기구가 마련된다. 또, 조정하는 파라미터로서, 투영 영역(PA)의 주사 노광 방향의 노광폭을 변화시키는 경우는, 예를 들면, 도 4 중의 조명 시야 조리개(55), 또는 중간상면(P7)의 시야 조리개(63)에 의해 조정할 수 있다. 이상과 같이, 노광 장치(U3)(기판 처리 장치)는, 상기의 각종 파라미터를 조정함으로써, 마스크(M)에 따라 노광 조건을 적절히 조정할 수 있어, 마스크(M)에 적절한 노광을 행할 수 있다. Moreover, the exposure apparatus U3 which concerns on this embodiment can enable the cylindrical drum 21 which hold | maintains the mask M to be replaceable. In the case of a reflective cylindrical mask, a high reflection portion and a low reflection portion (light absorbing portion) as a mask pattern can be directly formed on the outer circumferential surface of the cylindrical drum 21. In that case, mask replacement is performed for each cylindrical drum 21. At that time, the radius (diameter) of the cylindrical drum 21 of the reflective cylindrical mask newly attached to the exposure apparatus may be different from the radius of the cylindrical mask attached before the replacement. This may occur in the case of changing the dimensions (such as the size of the display panel) of the device to be exposed on the substrate P. In this embodiment, even in such a case, the cylindrical drum 21 is calculated by performing the same calculations (simulation) as in FIGS. 8A to 7C and 9 based on the radius of the mask pattern surface of the cylindrical drum 21 after replacement. And the rotational angular velocity difference to be set to the substrate supporting drum 25, the exposure width of the projection area PA to be set, the illuminance of the illumination light beam EL2 to be adjusted, or the conveying speed of the substrate P to be adjusted (substrate support Parameters such as the rotational speed of the drum 25) can be determined in advance. In addition, when the radius Rm mounts the some cylindrical drum 21 which differs by the millimeter unit or cm unit so that replacement is possible, the exposure apparatus which supports the rotation center axis AX1 of the cylindrical drum 21 is supported. A mechanism for adjusting the bearing portion on the side in the Z direction is provided. Moreover, when changing the exposure width of the scanning exposure direction of projection area | region PA as a parameter to adjust, for example, the illumination field stop 55 of FIG. 4, or the field stop 63 of the intermediate image surface P7. ) Can be adjusted. As described above, the exposure apparatus U3 (substrate processing apparatus) can appropriately adjust the exposure conditions in accordance with the mask M by adjusting the above various parameters, and can perform appropriate exposure on the mask M.

노광 장치(U3)는, 기판 유지 기구(12)(기판 지지 드럼(25))에 의한 기판(P)의 이동 속도, 및, 투영 영역(PA)의 주사 노광 방향의 폭 중 적어도 1개를, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)과의 관계에 의해 규정된 조건식에 근거하여 계산되는 값, 또는, 제조 공정 중의 기판(P)의 신축 등의 계측 결과를 가미하여 계산되는 값에 근거하여 조정하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 노광 장치(U3)는, 자동적으로 각종 조건을 조정할 수 있다. The exposure apparatus U3 selects at least one of the moving speed of the substrate P by the substrate holding mechanism 12 (substrate support drum 25), and the width of the scanning exposure direction of the projection area PA, Based on a value calculated based on a conditional formula defined by the relationship between the projected image surface Sm and the exposure surface Sp, or a measurement result obtained by adding a measurement result such as expansion or contraction of the substrate P during the manufacturing process. It is preferable to adjust. Thereby, the exposure apparatus U3 can adjust various conditions automatically.

본 실시 형태의 노광 장치(U3)는, 기판(P) 상에 형성하는 표시 패널 등의 모든 패턴 영역의 폭방향의 치수가, 투영 영역(PA)의 축(AX2)의 방향의 치수 보다도 크다는 전제에서, 1개의 투영 광학계(PL)에 의한 투영 영역(PA)이 도 3의 우측 도면과 같이 늘어서도록, 6개의 투영 광학계(PL1 ~ PL6)를 마련했지만, 그 수는, 기판(P)의 폭에 따라서는 1개라도 좋고, 7개 이상이라도 좋다. The exposure apparatus U3 of this embodiment presupposes that the dimension of the width direction of all pattern areas, such as a display panel formed on the board | substrate P, is larger than the dimension of the direction of the axis AX2 of the projection area PA. In FIG. 3, six projection optical systems PL1 to PL6 are provided such that the projection area PA by one projection optical system PL is lined up as shown in the right drawing of FIG. 3, but the number is the width of the substrate P. Depending on the number, one may be used or seven or more may be used.

복수의 투영 광학계(PL)를 기판(P)의 폭방향으로 늘어놓는 경우, 주사 노광시에 각 투영 영역(PA)의 노광폭에 걸쳐 적산(積算)되는 노광량이, 주사 노광 방향과 직교하는 방향(기판(P)의 폭방향)에서, 어디라도 대략 일정(예를 들면 ±수% 이내)하게 하는 것이 바람직하다. When arranging the plurality of projection optical systems PL in the width direction of the substrate P, the exposure amount accumulated over the exposure width of each projection area PA at the time of scanning exposure is a direction perpendicular to the scanning exposure direction. In the (width direction of the substrate P), it is preferable to make it substantially constant (for example, within ± several%) anywhere.

[제2 실시 형태][Second embodiment]

다음으로, 도 10을 참조하여, 제2 실시 형태의 노광 장치(U3a)에 대해 설명한다. 또, 중복하는 기재를 피하도록, 제1 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 제1 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일한 부호를 부여하여 설명한다. 도 10은, 제2 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 제1 실시 형태의 노광 장치(U3)는, 원통 모양의 기판 지지 드럼(25)에 의해, 투영 영역을 통과하는 기판(P)을 유지하는 구성이었지만, 제2 실시 형태의 노광 장치(U3a)는, 평판 모양의 기판(P)을, 이동 가능한 기판 지지 기구(12a)에 의해 유지하는 구성으로 되어 있다. Next, with reference to FIG. 10, the exposure apparatus U3a of 2nd Embodiment is demonstrated. In addition, only the parts different from 1st Embodiment are demonstrated so that the description which overlaps, and the same code | symbol as 1st Embodiment is demonstrated about the component same as 1st Embodiment. FIG. 10: is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus (substrate processing apparatus) of 2nd Embodiment. Although the exposure apparatus U3 of 1st Embodiment was the structure which hold | maintains the board | substrate P which passes through a projection area | region by the cylindrical substrate support drum 25, the exposure apparatus U3a of 2nd Embodiment is The board | substrate P of the flat shape is comprised by the movable board | substrate support mechanism 12a.

제2 실시 형태의 노광 장치(U3a)에서, 기판 지지 기구(12a)는, 기판(P)을 평면 모양으로 유지하는 기판 스테이지(102)와, 기판 스테이지(102)를 중심면(CL)과 직교하는 면내(XY면)에서 X방향을 따라서 주사 이동시키는 이동 장치(도시 생략)를 구비한다. In the exposure apparatus U3a of 2nd Embodiment, the board | substrate support mechanism 12a is orthogonal to the board | substrate stage 102 which hold | maintains the board | substrate P in planar shape, and the board | substrate stage 102 with the center plane CL. And a moving device (not shown) for scanning movement along the X direction in the plane (XY plane).

도 10의 기판(P)의 지지면(P2)은 실질적으로 XY면과 평행한 평면이므로, 마스크(M)에서 반사하여 투영 광학 모듈(PLM(PL1 ~ PL6))에 입사한 투영 광속(EL2)은, 기판(P)에 투사될 때, 투영 광속(EL2)의 주광선이 XY면과 수직이 되도록 설정된다. Since the support surface P2 of the substrate P of FIG. 10 is a plane substantially parallel to the XY plane, the projection light beam EL2 reflected by the mask M and incident on the projection optical modules PLM (PL1 to PL6). Is set so that, when projected onto the substrate P, the chief ray of the projection light beam EL2 is perpendicular to the XY plane.

또, 제2 실시 형태에서도, 앞의 도 2와 마찬가지로, XZ면내에서 보았을 때, 마스크(M) 상의 조명 영역(IR1(및 IR3, IR5))의 중심점으로부터 조명 영역(IR2(및 IR4, IR6))의 중심점까지의 둘레 길이는, 지지면(P2)을 따른 기판(P) 상의 투영 영역(PA1(및 PA3, PA5))의 중심점으로부터 제2 투영 영역(PA2(및 PA4, PA6))의 중심점까지의 둘레 길이와, 실질적으로 동일하게 설정되어 있다. In addition, also in 2nd Embodiment, similarly to FIG. 2, from the center point of illumination area | region IR1 (and IR3, IR5) on the mask M, when viewed in XZ plane, it is illumination area | region IR2 (and IR4, IR6). The circumferential length to the center point of) is the center point of the second projection area PA2 (and PA4 and PA6) from the center point of the projection area PA1 (and PA3 and PA5) on the substrate P along the support surface P2. It is set substantially the same as the circumferential length of up to.

도 10의 노광 장치(U3a)에서도, 하위 제어 장치(16)가, 기판 지지 기구(12)의 이동 장치(주사 노광용 리니어 모터나 미동용(黴動用) 액추에이터 등)를 제어하여, 원통 드럼(21)의 회전과 동기하여 기판 스테이지(102)를 구동한다. 또, 본 실시 형태에서의 기판(P)은, 수지 필름 등의 플렉시블 기판이라도 좋고, 액정 표시 패널용 유리판이라도 좋다. 게다가, 기판 스테이지(102)의 정밀한 이동에 의해서 주사 노광을 실시하는 경우는, 지지면(P2)에 기판(P)을 진공 흡착하는 구조(예를 들면 핀 척(pin chuck) 방식, 다공질 방식의 평면 홀더 등)가 마련된다. 또, 기판 스테이지(102)는 이동시키지 않고, 기판(P)을 평면 모양으로 지지만 하는 경우는, 지지면(P2)에 기판(P)을 에어 베어링에 의한 기체층에 의해 저마찰 상태, 혹은 비접촉 상태로 지지하는 기구(예를 들면 베르누이 척 방식의 평면 홀더 등)와, 기판(P)에 소정의 텐션을 부여하여 평면성을 유지하기 위한 텐션 부여 기구가 마련된다. Also in the exposure apparatus U3a of FIG. 10, the lower-level control apparatus 16 controls the moving apparatus (linear motor for scanning exposure, an actuator for fine movements, etc.) of the board | substrate support mechanism 12, and the cylindrical drum 21 The substrate stage 102 is driven in synchronism with the rotation of. Moreover, the board | substrate P in this embodiment may be flexible substrates, such as a resin film, and may be a glass plate for liquid crystal display panels. In addition, when scanning exposure is performed by the precise movement of the substrate stage 102, a structure (eg, a pin chuck method or a porous method) that vacuum-adsorbs the substrate P to the support surface P2. Flat holders, etc.) are provided. In the case where the substrate P is formed in a planar shape without moving the substrate stage 102, the substrate P is placed in a low friction state or non-contacted by the gas layer formed by the air bearing on the support surface P2. A mechanism for supporting in a state (for example, a Bernoulli chuck plane holder or the like) and a tension applying mechanism for providing a predetermined tension to the substrate P to maintain flatness are provided.

다음으로, 제2 실시 형태의 노광 장치(U3a)에서의 마스크(M)의 패턴의 투영상면(Sm)의 이동과 기판(P)의 노광면(Sp)의 이동과의 관계에 대해서, 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11은, 앞의 도 7과 동일한 조건과 정의 아래에서, 마스크(M)의 패턴의 투영상면(Sm)과 기판(P) 상의 노광면(Sp)과의 관계를 과장하여 나타낸 설명도이다. Next, FIG. 11 shows the relationship between the movement of the projection image surface Sm of the pattern of the mask M in the exposure apparatus U3a of 2nd Embodiment, and the movement of the exposure surface Sp of the board | substrate P. FIG. It demonstrates with reference. FIG. 11: is explanatory drawing which exaggerated the relationship between the projection image surface Sm of the pattern of the mask M, and the exposure surface Sp on the board | substrate P under the same conditions and definition as the previous FIG.

노광 장치(U3a)는, 텔레센트릭한 투영 광학계(PL)에 의해서, 원통면 모양의 마스크(M)의 패턴의 투영상면(Sm)을 형성한다. 투영상면(Sm)은, 마스크(M)의 패턴이 결상되는 베스트 포커스면이기도 하다. 여기에서도, 마스크(M)의 패턴면이 곡률 반경 Rm인 곡면으로 형성되어 있기 때문에, 투영상면(Sm)도, 가상적인 선 AX1'를 중심으로 한 곡률 반경 Rm인 원통면(ZX평면에서 원호 곡선)의 일부가 된다. 한편, 기판(P)이 기판 스테이지(102)에 의해서 평면으로 유지되므로, 노광면(Sp)은 평면(ZX평면에서 직선)이 된다. 따라서, 본 실시 형태에서의 노광면(Sp)은, 앞의 도 7에서 나타낸 기준면(HP)과 일치한 면이 된다. 즉, 노광면(Sp)은 곡률 반경 Rp가 무한대(∞)인 면, 혹은, 투영상면(Sm)의 반경 Rm에 대해서 매우 큰 곡면으로 간주할 수 있다. The exposure apparatus U3a forms the projection image surface Sm of the pattern of the mask M of cylindrical surface shape by telecentric projection optical system PL. The projection image surface Sm is also the best focus surface on which the pattern of the mask M is imaged. Here, since the pattern surface of the mask M is formed in the curved surface of curvature radius Rm, the projection image surface Sm also has the cylindrical surface (circular arc curve in ZX plane) of curvature radius Rm centering on the virtual line AX1 '. Becomes part of). On the other hand, since the substrate P is held flat by the substrate stage 102, the exposure surface Sp becomes a plane (straight line in the ZX plane). Therefore, the exposure surface Sp in this embodiment becomes a surface corresponded with the reference surface HP shown in previous FIG. That is, the exposure surface Sp can be regarded as a surface having a curvature radius Rp of infinity (∞) or a very large curved surface with respect to the radius Rm of the projection image surface Sm.

투영상면(Sm)은, 곡률 반경 Rm인 면 상을 각속도 ωm로 회전하기 때문에, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)이 접하는 투영상면(Sm) 상의 점 Cp는, 시간 t경과후, 각도 θm= ωmㆍt만큼 회전한 점 Cp1에 위치한다. 따라서, 투영상면(Sm) 상의 점 Cp1의 기준면(HP)에 따른 방향(X방향)의 위치 Xm는, Xm=Rmㆍsin(θm)가 된다. 또, 노광면(Sp)은, 기준면(HP)과 일치한 평면이기 때문에, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)이 접하는 노광면(Sp) 상의 점 Cp는, 시간 t경과후, X방향으로 Xp=Vㆍt만큼 이동한 점 Cp0에 위치한다. 따라서, 앞의 도 7에서 설명한 바와 같이, 시간 t경과후의 투영상면(Sm) 상의 점 Cp1와 노광면(Sp) 상의 점 Cp0와의 X방향(주사 노광 방향)의 어긋남량 Δ1은, Δ1=Vㆍt-Rmㆍsin(θm)가 된다. Since the projection image plane Sm rotates the plane image having the radius of curvature Rm at an angular velocity ωm, the point Cp on the projection image plane Sm where the projection image plane Sm and the exposure surface Sp is in contact with each other after time t passes. It is located at the point Cp1 rotated by θm = ωm · t. Therefore, the position Xm of the direction (X direction) along the reference plane HP of the point Cp1 on the projection image surface Sm becomes Xm = Rm * sin ((theta) m). In addition, since the exposure surface Sp is a plane coinciding with the reference surface HP, the point Cp on the exposure surface Sp where the projection image surface Sm and the exposure surface Sp is in contact is the X direction after the time t passes. Is located at the point Cp0 shifted by Xp = V • t. Therefore, as described above with reference to FIG. 7, the shift amount Δ1 in the X direction (scanning exposure direction) between the point Cp1 on the projection image surface Sm and the point Cp0 on the exposure surface Sp after the elapse of time t is Δ1 = V. t-Rm * sin (θm).

도 11의 어긋남량 Δ1은, 마스크(M) 또는 투영상면(Sm)이 등각속도도 이동하고, 기판(P) 또는 노광면(Sp)이 등속 직선 이동하는 것에 의해 생기는 투영 오차(sin 오차)이다. 그 어긋남량 Δ1은, 점 Cp가 노광폭(2A) 내의 중심이 되는 면 KS 상에 위치할 때를 제로로 하면, 그 위치로부터 ±방향으로 멀어짐에 따라서 점차 증대해 간다. 주사 노광시, 기판(P) 상의 노광면(Sp)에는, 노광폭(2A)의 범위에 걸쳐서, 투영상면(Sm)의 패턴상이 계속적으로 적산되어 전사된다. 그렇지만, 어긋남량 Δ1의 투영 오차의 영향에 의해, 전사된 패턴상의 주사 노광 방향의 치수는, 마스크(M) 상의 패턴의 치수에 대해서 오차를 가지게 되어, 전사 충실도가 저하해 버린다. The shift amount Δ1 in FIG. 11 is a projection error (sin error) caused when the mask M or the projection image surface Sm moves at an isotropic speed, and the substrate P or the exposure surface Sp moves at a constant velocity line. . The shift amount Δ1 increases gradually as the shift amount Δ1 moves away from the position in the ± direction when the point Cp is positioned at the surface KS serving as the center in the exposure width 2A. During scanning exposure, the pattern image of the projection image surface Sm is continuously integrated and transferred to the exposure surface Sp on the substrate P over the range of the exposure width 2A. However, due to the influence of the projection error of the shift amount Δ1, the dimension in the scanning exposure direction on the transferred pattern has an error with respect to the dimension of the pattern on the mask M, and the transfer fidelity decreases.

그래서, 본 실시 형태에서도, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp) 중에서, 곡률 반경이 작은 쪽의 면의 주속도를 곡률 반경이 큰 쪽의 면의 주속도에 대해서, 약간 높게 설정함으로써, 앞의 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 본 실시 형태에서는, 노광면(Sp)의 곡률 반경 Rp와 투영상면(Sm)의 곡률 반경 Rm이, Rp》Rm인 관계이기 때문에, 노광면(Sp)의 이동 속도 V에 대해서, 상대적으로 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 약간 높게 한다. Therefore, also in this embodiment, in the projection image surface Sm and the exposure surface Sp, by setting the circumferential speed of the surface with the smallest radius of curvature slightly higher with respect to the circumferential speed of the surface with the larger radius of curvature, The same effects as in the first embodiment can be obtained. In this embodiment, since the radius of curvature Rp of the exposure surface Sp and the radius of curvature Rm of the projection image surface Sm are Rp >> Rm, the projection image surface is relatively relative to the moving speed V of the exposure surface Sp. Increase the main speed Vm of (Sm) slightly.

이하, 도 12 내지 도 18을 이용하여, 노광 장치(U3a)의 구성에 의해 각종 시뮬레이션을 실행한 일례에 대해 설명한다. 도 12는, 노광면(Sp)의 이동 속도 V(주속도 Vp와 동일)와 투영상면(Sm)의 주속도 Vm와의 차이의 유무에 의한 어긋남량 Δ1의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 12의 세로축은 도 11 중의 어긋남량 Δ1을 나타내고, 가로축은 도 8a, 도 7b와 마찬가지로 노광폭을 나타낸다. 또, 도 12 이후의 각 시뮬레이션에서는, 마스크(M)의 반경 Rm, 즉 투영상면(Sm)의 반경 Rm를 150mm로 했다. 도 11에서 설명한 바와 같이, 노광면(Sp)의 이동 속도 V(주속도 Vp)와 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 동일하게 한 경우, 즉 주속도차가 없는 경우, 어긋남량 Δ1의 허용 범위를 ±1㎛ 정도로 하면, 노광폭은 ±5mm 정도의 범위가 된다. Hereinafter, an example in which various simulations are performed by the configuration of the exposure apparatus U3a will be described with reference to FIGS. 12 to 18. 12 is a graph showing a change in the shift amount Δ1 due to the presence or absence of a difference between the moving speed V (the same as the main speed Vp) of the exposure surface Sp and the main speed Vm of the projection image surface Sm, and the vertical axis of FIG. 12. 11 shows the shift amount Δ1 in FIG. 11, and the horizontal axis indicates the exposure width similarly to FIGS. 8A and 7B. In addition, in each simulation after FIG. 12, the radius Rm of the mask M, ie, the radius Rm of the projection image surface Sm, was set to 150 mm. As described in FIG. 11, in the case where the moving speed V (main speed Vp) of the exposure surface Sp and the main speed Vm of the projection image surface Sm are the same, that is, there is no main speed difference, the allowable range of the shift amount Δ1 If it is set to about ± 1 μm, the exposure width is in a range of about ± 5 mm.

그래서, 노광면(Sp)의 이동 속도 V(주속도 Vp)에 대해서 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 약간 높게 하도록, 투영상면(Sm)의 각속도를 ωm으로부터 ωm'(ωm< ωm')로 조정하면, 어긋남량 Δ1'은, 원점 0을 중심으로 한 노광폭 ±4mm의 범위에서는 부의 기울기로 변화하고, 그 범위의 외측에서는 정의 기울기로 변화한다. 어긋남량 Δ1'이 제로가 되는 노광폭 상의 위치를 ±6.7mm 정도인 곳으로 하면, 어긋남량 Δ1'의 허용 범위가 ±1㎛ 정도에 들어가는 노광폭은 ±8mm 정도의 범위가 된다. 이것은, 주사 노광으로서 사용 가능한 노광폭을, 주속도차를 부여하지 않은 경우에 비해 60% 정도 확대한 것이 된다. Thus, the angular velocity of the projection image surface Sm is increased from ωm to ωm '(ωm <ωm') so as to slightly increase the circumferential speed Vm of the projection image surface Sm with respect to the movement speed V (main velocity Vp) of the exposure surface Sp. When it is adjusted to, the shift amount Δ1 'changes to a negative slope in the range of an exposure width ± 4mm around the origin 0, and changes to a positive slope outside the range. When the position on the exposure width at which the shift amount Δ1 'is zero is about ± 6.7 mm, the exposure width at which the allowable range of the shift amount Δ1' is about ± 1 μm is in a range of about ± 8 mm. This increases the exposure width which can be used as the scanning exposure by about 60% as compared with the case where no main speed difference is provided.

다음으로, 앞의 도 9와 마찬가지로, 노광면(Sp)의 이동 속도 V(=주속도 Vp)와 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 일치시킨 경우(주속도차 없음)와, 약간의 차이를 부여한 경우(주속도차 있음)와의 패턴상의 콘트라스트값(또는 콘트라스트비)의 변화에 대해 설명한다. Next, similarly to FIG. 9, a slight difference between the movement speed V (= main speed Vp) of the exposure surface Sp and the main speed Vm of the projection image surface Sm (no main speed difference) The change of the contrast value (or contrast ratio) on the pattern with the case where () is given (with the main speed difference) will be described.

도 13a는, 투영 광학계(PL)의 노광면(Sp)측의 개구수 NA를 0.0875, 조명 광속(EL1)의 파장을 365nm, 프로세스 정수 0.6, 조명 δ를 0.7으로 했을 때에, 마스크(M) 상에 형성된 최대 해상력 Rs=2.5㎛의 L&S 패턴을 투영한 경우에 노광면(Sp) 상에서 얻어지는 상의 콘트라스트를 나타낸다. 도 13b는, 동일한 투영 조건에서 얻어지는 최대 해상력 Rs=2.5㎛의 고립선(ISO) 패턴을 투영한 경우에 노광면(Sp) 상에서 얻어지는 상의 콘트라스트를 나타낸다. FIG. 13A shows the mask M image when the numerical aperture NA on the exposure surface Sp side of the projection optical system PL is 0.0875, the wavelength of the illumination light beam EL1 is 365 nm, the process constant 0.6, and the illumination δ is 0.7. The contrast of the image obtained on the exposure surface Sp when the L & S pattern of largest resolution Rs = 2.5 micrometers formed in this is projected is shown. FIG. 13B shows the contrast of the image obtained on the exposure surface Sp when the isolated line ISO pattern of the maximum resolution Rs = 2.5 μm obtained under the same projection conditions is projected.

2.5㎛인 L&S 패턴에서도 ISO 패턴에서도, 상의 명부분(明部分)은 콘트라스트값으로서 1.0에 가깝고, 암부분(暗部分)은 0에 가까운 강도 분포 CN1이 되는 것이 좋다. 콘트라스트값은, 명부분의 광 강도의 최대값 Imax와 암부분의 광강도의 최소치 Imin에 의해서, (Imax-Imin)/(Imax+Imin)에 의해서 구해진다. 강도 분포 CN1는 전체적으로 콘트라스트가 높은 상태이지만, 낮은 상태와는 강도 분포 CN2와 같이 최대값 Imax와 최소값 Imin와의 차이(진폭)가 작게 되는 것이다. 도 13a, 도 12b에서 나타낸 상의 강도 분포 CN1은, 2.5㎛의 L&S 패턴 또는 ISO 패턴의 정지(靜止)한 투영상의 콘트라스트이지만, 주사 노광의 경우, 설정된 노광폭에 걸쳐서 기판(P)이 이동하는 동안, 예를 들면 정지한 강도 분포 CN1를 주사 노광 방향으로, 도 8b에서 설명한 차분량 Δ, 혹은, 도 12에서 설명한 어긋남량 Δ1의 변화에 준하여 늦추면서 적산한 것이, 기판(P) 상에 전사되는 패턴상의 최종적인 콘트라스트가 된다. In the L & S pattern of 2.5 µm and the ISO pattern, the phase fraction of the phase is close to 1.0 as the contrast value, and the dark portion is preferably the intensity distribution CN1 that is close to zero. Contrast value is calculated | required by (Imax-Imin) / (Imax + Imin) by the maximum value Imax of the light intensity for light and the minimum value Imin of the light intensity of a dark part. Although the intensity distribution CN1 is a state with high contrast as a whole, the difference (amplitude) between the maximum value Imax and the minimum value Imin becomes small like the intensity distribution CN2 from the low state. The intensity distribution CN1 of the image shown in FIG. 13A and FIG. 12B is the contrast of the stopped projection image of the L & S pattern or the ISO pattern of 2.5 μm, but in the case of scanning exposure, the substrate P moves over the set exposure width. In the meantime, for example, the accumulated intensity distribution CN1 is transferred to the substrate P in the scanning exposure direction while slowing down in accordance with the change of the difference amount Δ described in FIG. 8B or the shift amount Δ1 described in FIG. 12. It will be the final contrast on the pattern.

다음으로, 도 13a, 도 12b에서 설명한 투영 노광 조건(Rm=150mm, Rp=∞, NA=0.0875, λ=365nm, k=0.6) 하에서, 2.5㎛의 L&S 패턴의 투영상의 노광폭의 위치에 대한 콘트라스트값(콘트라스트비)의 변화를 시뮬레이션한 결과를 도 14, 도 15에 나타낸다. 도 14, 도 15의 가로축은 정측인 노광폭(A)의 위치를 나타내고, 세로축은 (Imax-Imin)/(Imax+Imin)로 구해지는 콘트라스트값과, 노광폭 0mm에서의 콘트라스트값을 1.0으로 규격화한 경우의 콘트라스트비를 나타낸다. 게다가, 도 14는 노광면(Sp)의 이동 속도 V(=주속도 Vp)와 투영상면(Sm)의 주속도 Vm을 일치시킨 주속도차가 없는 경우의 콘트라스트 변화를 나타내고, 도 15는, 도 12 중의 어긋남량 Δ1'과 같은 변화 특성이 되도록, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 노광면(Sp)의 이동 속도 V(=주속도 Vp) 보다도 약간 크게 한 주속도차가 있는 경우의 콘트라스트 변화를 나타낸다. Next, under the projection exposure conditions (Rm = 150mm, Rp = ∞, NA = 0.0875, λ = 365nm, k = 0.6) described in Figs. 13A and 12B, the positions of the exposure widths of the 2.5 &lt; RTI ID = 0.0 &gt; The results of simulating the change in contrast value (contrast ratio) relative to each other are shown in FIGS. 14 and 15. The horizontal axis of FIG. 14, FIG. 15 shows the position of the exposure width A which is a positive side, and the vertical axis normalized the contrast value calculated by (Imax-Imin) / (Imax + Imin), and the contrast value in exposure width 0mm to 1.0. The contrast ratio in the case is shown. 14 shows the contrast change when there is no main speed difference in which the moving speed V (= main speed Vp) of the exposure surface Sp coincides with the main speed Vm of the projection image surface Sm, and FIG. 15 shows FIG. 12. Contrast change in the case where there is a main speed difference in which the main speed Vm of the projection image surface Sm is slightly larger than the moving speed V (= main speed Vp) of the exposure surface Sp so as to have a change characteristic such as a shift amount Δ1 'in the middle. Indicates.

도 14와 같이, 주속도차가 없는(보정전) 경우, 콘트라스트비는, 노광폭의 위치가 원점 0으로부터 4mm 정도의 사이에서는 거의 일정하지만, 5mm 이상의 위치로부터 급격하게 저하한다. 그리고 노광폭의 위치가 8mm 이상에서는 콘트라스트비가 0.4 이하가 되어, 포토레지스트에 대한 노광에서는 콘트라스트 부족이 될 수 있다. 또, 시뮬레이션에서는, 노광폭의 위치 0mm에서의 콘트라스트값은 약 0.934가 되고, 콘트라스트비는 그 값을 1.0로 규격화하여 나타냈다.As shown in Fig. 14, when there is no main speed difference (before correction), the contrast ratio drops substantially from the position of 5 mm or more, although the position of the exposure width is almost constant between about 0 to about 4 mm. When the exposure width is 8 mm or more, the contrast ratio is 0.4 or less, and the exposure may be insufficient in exposure to the photoresist. In the simulation, the contrast value at the position 0 mm of the exposure width was about 0.934, and the contrast ratio was expressed by normalizing the value to 1.0.

이것에 대해서, 도 15와 같이 주속도차가 있는(보정 후) 경우, 콘트라스트비는, 노광폭의 위치가 0 ~ 4mm의 사이에서 1.0에서 0.8 정도로 점차 저하하지만, 위치 4mm ~ 8mm의 사이에서는 0.8 정도를 유지하고 있다. 시뮬레이션상, 노광폭의 위치 5mm에서의 콘트라스트비는 약 0.77, 위치 7mm에서의 콘트라스트비는 약 0.82이다. On the other hand, when there is a main speed difference as shown in Fig. 15 (after correction), the contrast ratio gradually decreases from 1.0 to 0.8 while the position of the exposure width is between 0 and 4 mm, but about 0.8 between positions 4 mm and 8 mm. To keep it. In the simulation, the contrast ratio at the position 5 mm of the exposure width is about 0.77 and the contrast ratio at the position 7 mm is about 0.82.

이와 같이, 평면 모양의 노광면(Sp)의 이동 속도 V(=주속도 Vp)에 대해서 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 약간 크게 하는 것에 의해서, 주사 노광시에 설정할 수 있는 투영 영역(PA)의 노광폭(2A)을 크게 할 수 있다. Thus, the projection area PA which can be set at the time of scanning exposure by making the main speed Vm of the projection image surface Sm slightly larger with respect to the moving speed V (= main speed Vp) of a planar exposure surface Sp is shown. 2A of exposure width can be enlarged.

또, 도 16에 나타내는 바와 같이, 주속도차가 없는(보정전) 경우의 2.5㎛의 ISO 패턴의 상의 콘트라스트비는, 노광폭의 위치가 5mm까지는 거의 일정하지만, 5mm 이상부터 서서히 저하하여, 위치 6mm에서 약 0.9, 위치 8mm에서 약 0.6, 위치 9mm에서 약 0.5, 그리고 위치 10mm에서 약 0.4가 된다. 또, 도 16에서의 콘트라스트비는, 도 14 중의 노광폭의 위치 0mm에서 얻어지는 2.5㎛의 L&S 패턴의 상의 콘트라스트값(약 0.934)을 기준으로 하여, 2.5㎛의 ISO 패턴의 상에서 얻어지는 콘트라스트값(위치 0mm에서 약 0.968)의 비를 취한 것이다. 그 때문에, 도 16에 나타내는 콘트라스트비의 초기값(위치 0mm에서의 값)은, 약 1.04가 된다. As shown in Fig. 16, the contrast ratio of the image of the 2.5-micrometer ISO pattern when there is no main speed difference (before correction) is almost constant up to 5 mm in the exposure width, but gradually decreases from 5 mm or more, and the position 6 mm. At about 0.9, about 0.6 at position 8mm, about 0.5 at position 9mm, and about 0.4 at position 10mm. In addition, the contrast ratio in FIG. 16 is the contrast value (position) obtained in the image of the 2.5-micrometer ISO pattern on the basis of the contrast value (about 0.934) of the image of the 2.5 micrometers L & S pattern obtained at the position 0 mm of the exposure width in FIG. 0 mm to about 0.968). Therefore, the initial value (value at the position 0mm) of the contrast ratio shown in FIG. 16 is about 1.04.

이것에 대해서, 도 17과 같이 주속도차가 있는(보정후) 경우, 2.5㎛의 ISO 패턴의 상의 콘트라스트비는, 노광폭의 위치가 0 ~ 8mm의 범위에서는 0.9 이상을 유지하고, 위치 9mm에서 0.8 정도로 저하하지만, 위치 10mm에서도 약 0.67을 유지하고 있다. 이상과 같이, 평면 모양의 노광면(Sp)의 이동 속도 V(=주속도 Vp)에 대해서 투영상면(Sm)의 주속도 Vm를 상대적으로 약간 크게 하는 것에 의해서, 주사 노광시에 설정할 수 있는 투영 영역(PA)의 노광폭(2A)을 크게 할 수 있다. On the other hand, when there is a main speed difference as shown in Fig. 17 (after correction), the contrast ratio on the ISO pattern of 2.5 µm is maintained at 0.9 or more in the range of 0 to 8 mm in the exposure width, and is 0.8 at the position 9 mm. Although lowered to an extent, about 0.67 is maintained even at the position 10mm. As described above, the projection that can be set at the time of scanning exposure is made by increasing the main speed Vm of the projection image surface Sm relatively slightly with respect to the moving speed V (= main speed Vp) of the planar exposure surface Sp. The exposure width 2A of the area PA can be increased.

그런데, 투영상면(Sm)의 주속도 Vm와 노광면(Sp)의 주속도 Vp(또는 직선 이동 속도 V)와의 사이에 약간의 차이를 부여하여, 도 8b 중의 차분량 Δ, 혹은 도 12 중의 어긋남량 Δ1'과 같은 특성을 얻어, 최적인 노광폭(2A(또는 A))의 범위를 판별하기 위해서, 차분량 Δ 또는 어긋남량 Δ1'와 해상력 Rs와의 관계를 이용하는 평가법도 있다. 이하, 그 방법을 설명하지만, 간략화를 위해서, 도 8b 중의 차분량 Δ나 도 12 중의 어긋남량 Δ1'을 상변위량 Δ으로 바꾸어 읽기도 한다. By the way, a slight difference is provided between the main speed Vm of the projection image surface Sm and the main speed Vp (or the linear movement speed V) of the exposure surface Sp, and the difference amount Δ in FIG. 8B or the deviation in FIG. 12. In order to obtain the same characteristics as the amount Δ1 'and determine the range of the optimum exposure width 2A (or A), there is also an evaluation method that uses the relationship between the difference amount Δ or the deviation amount Δ1' and the resolution Rs. Hereinafter, although the method is demonstrated, for the sake of simplicity, the difference amount Δ in FIG. 8B or the shift amount Δ1 'in FIG. 12 may be replaced with the phase shift amount Δ.

그 평가법에서는, 상변위량 Δ의 평균값/Rs의 관계, 또는 상변위량 Δ2의 평균값/Rs의 관계를 노광폭의 위치마다 계산한다. 그래서, 상변위량 Δ의 평균값/Rs를 평가값 Q1, 상변위량 Δ2의 평균값/Rs를 평가값 Q2로 하여 시뮬레이션하는 예를, 도 18, 도 19에 근거하여 설명한다. 도 18은, 앞의 도 12에 나타낸 어긋남량 Δ1'의 그래프와 동일한 것이지만, 계산해야 할 노광폭을 ±12mm의 범위로 했다. 또, 어긋남량 Δ1'(상변위량 Δ)을 산출한 노광폭 상의 샘플점은 도 12와 마찬가지로 0.5mm 간격이다. In the evaluation method, the relationship between the phase shift amount Δ of the mean / Rs, or the average amount of displacement / Rs of the Δ 2 is calculated for each of the exposure width position. Therefore, an example of simulating the average value / Rs of the phase displacement amount Δ as the evaluation value Q1 and the average value / Rs of the phase displacement amount Δ 2 as the evaluation value Q2 will be described with reference to FIGS. 18 and 19. Although FIG. 18 is the same as the graph of the shift amount (DELTA) 1 'shown in FIG. 12, the exposure width to be calculated was made into the range of +/- 12mm. Incidentally, the sample points on the exposure width where the shift amount Δ1 '(image displacement amount Δ) is calculated are 0.5 mm apart as in FIG.

상변위량 Δ의 평균값은, 노광폭의 원점 0mm로부터 주목하는 샘플점까지의 사이에서 얻어지는 각 어긋남량 Δ1'의 절대값을 가산 평균한 것이다. 예를 들면, 위치 -10mm인 샘플점에서의 상변위량 Δ의 평균값은, 위치 0mm로부터 위치 -10mm 사이의 각 샘플점(도 18에서는 21점)에서 얻어지는 어긋남량 Δ1'의 절대값을 가산하고, 그것을 샘플 점수로 나누어 구해진다. 도 18의 경우, 위치 0mm로부터 -10mm까지의 각 샘플점에서의 어긋남량 Δ1'의 절대값의 가산값은 20.86㎛가 되고, 샘플 점수 21로 나눈 평균값은 약 0.99㎛가 된다. 또, 시뮬레이션상에서의 해상력 Rs는, 여기에서는 NA=0.0875, λ=368nm, 프로세스 정수 k=0.5로서, 2.09㎛로 했다. 따라서, 노광폭의 위치 -10mm에서의 평가값 Q1(무단위)은 약 0.48이 된다. 이상과 같은 계산을 노광폭 내의 각 위치(샘플점)에서 행하면, 평가값 Q1의 변화 경향을 알 수 있다. The average value of the image displacement amount Δ is the average value of the absolute values of the respective displacement amounts Δ 1 ′ obtained from the origin 0 mm of the exposure width to the sample point of interest. For example, the average value of the phase displacement amount Δ at the sample point at position -10 mm adds the absolute value of the deviation amount Δ1 'obtained at each sample point (21 points in Fig. 18) between the position 0 mm and the position -10 mm, It is obtained by dividing it by the sample score. In the case of FIG. 18, the addition value of the absolute value of the shift amount (DELTA) 1 'in each sample point from the position 0mm to -10mm becomes 20.86 micrometers, and the average value divided by the sample score 21 is about 0.99 micrometer. In addition, the resolution Rs on a simulation was 2.09 micrometers here as NA = 0.0875, (lambda) = 368 nm, process constant k = 0.5. Therefore, the evaluation value Q1 (unitless unit) in the position -10 mm of exposure width is set to about 0.48. When the above calculation is performed at each position (sample point) within the exposure width, the change tendency of the evaluation value Q1 can be seen.

또, (상변위량 Δ)2의 평균값은, 노광폭의 원점 0mm로부터 주목하는 샘플점까지의 사이에서 얻어지는 각 어긋남량 Δ1'의 절대값을 제곱한 값(㎛2)을 가산 평균한 것이다. 도 18의 경우, 예를 들면, 위치 0mm로부터 -10mm까지의 각 샘플점에서의 어긋남량 Δ1'의 절대값을 제곱하여 가산한 값은 42.47㎛2가 되고, 샘플 점수 21로 나눈 평균값은 약 2.02㎛2가 된다. 시뮬레이션상에서의 해상력 Rs를 2.09μm로 했으므로, 노광폭의 위치 -10mm에서의 평가값 Q2는 약 0.97㎛가 된다. 이상과 같은 계산을 노광폭 내의 각 위치(샘플점)에서 행하면, 평가값 Q2(㎛)의 변화 경향을 알 수 있다. Further, (the displacement amount Δ) the average value of the two, will average to a value (㎛ 2) squaring the absolute value of each displacement amount Δ1 'obtained among the sample points to which attention from the origin of the exposure width 0mm added. In the case of Fig. 18, for example, the square value of the absolute value of the deviation Δ1 'at each sample point from the position 0 mm to -10 mm is added to be 42.47 µm 2 , and the average value divided by the sample score 21 is about 2.02. It becomes micrometer <2> . Since the resolution Rs in the simulation was 2.09 µm, the evaluation value Q2 at the position -10 mm of the exposure width was about 0.97 µm. When the above calculation is performed at each position (sample point) within the exposure width, the change tendency of the evaluation value Q2 (µm) can be seen.

도 19는, 이상과 같이 하여 구한 평가값 Q1, Q2를 세로축에 취하고, 가로축에 노광폭의 위치를 취한 그래프이다. 평가값 Q1(상변위량 Δ의 평균값/해상력 Rs)는, 노광폭(절대값)이 커짐에 따라 완만하게 변화하여, 대략, 노광폭의 ±12mm의 위치에서, 거의 1.0이 된다. 이것은, ±12mm인 위치에서의 상변위량 Δ의 평균값이, 해상력 Rs와 거의 일치하고 있는 것을 의미한다. 한편, 평가값 Q2(상변위량 Δ2의 평균값/해상력 Rs)는, 노광폭의 위치 ±8mm까지의 범위에서는 평가값 Q1와 동일한 경향으로 변화하지만, 8mm 이상에서는 가파르게 증대하여, 노광폭의 위치 ±10mm에서 거의 1(㎛)로 되어 있다. 19 is a graph in which the evaluation values Q1 and Q2 obtained as described above are taken on the vertical axis, and the exposure width is positioned on the horizontal axis. Evaluation value Q1 (average value / resolution Rs of image displacement amount (DELTA)) changes smoothly as exposure width (absolute value) becomes large, and becomes substantially 1.0 at the position of +/- 12mm of exposure width. This means that the average value of the phase displacement amount Δ at the position of ± 12 mm almost coincides with the resolution Rs. On the other hand, the evaluation value Q2 (the displacement amount average / resolution of Δ 2 Rs) is, to increase sharply in the range up to the furnace of the wide position ± 8mm changes in the same trend as the evaluation value Q1, however, 8mm or more, the exposure width positions ± It is almost 1 (micrometer) at 10 mm.

여기서, 앞의 도 17에 나타낸 ISO 패턴의 콘트라스트 변화, 혹은 도 15에 나타낸 L&S 패턴의 콘트라스트 변화에 대해서는, 노광폭이 8mm 이상인 곳으부터 콘트라스트비가 크게 저하하고 있다. 도 15, 도 17에서 구한 콘트라스트비의 변화는, 해상력 Rs를 2.5㎛로 한 경우로서, Rs=2.09㎛에서 계산한 것은 아니지만, 경향은 대체로 동일하다. 이와 같이, 평가값 Q1, 또는 Q2를 지표로 하는 평가법에 의해서도, 콘트라스트 변화를 반영한 최적인 노광폭을 결정할 수 있다. Here, about the contrast change of the ISO pattern shown in FIG. 17 above, or the contrast change of the L & S pattern shown in FIG. 15, contrast ratio is falling large since the exposure width is 8 mm or more. The change in the contrast ratio obtained in Figs. 15 and 17 is a case where the resolution force Rs is 2.5 m, which is not calculated at Rs = 2.09 m, but the tendency is substantially the same. In this manner, the optimum exposure width reflecting the change in contrast can also be determined by the evaluation method using the evaluation value Q1 or Q2 as an index.

또, 본 실시 형태의 경우, 앞의 제1 실시 형태에서 이용한 식 F(x)는, 노광면(Sp)이 기준면(HP)과 평행하게 X방향으로 이동 속도 V(주속도 Vp)로 이동하고 있기 때문에, 이하와 같은 식 F'(x)로 치환된다. In addition, in the case of this embodiment, Formula F (x) used by the 1st Embodiment mentioned above moves the exposure surface Sp to the moving speed V (main velocity Vp) in the X direction parallel to the reference surface HP, Therefore, it is substituted by the following formula F '(x).

[수식 3][Equation 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

도 10에 나타낸 제2 실시 형태의 노광 장치(U3a)는, 이 식 F'(x)를 상기 제1 실시 형태의 식에 적용하고, 해당 관계를 만족함으로써 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. The exposure apparatus U3a of 2nd Embodiment shown in FIG. 10 applies this Formula F '(x) to the formula of said 1st Embodiment, and can obtain the same effect as 1st Embodiment by satisfying the said relationship. have.

[제3 실시 형태][Third embodiment]

다음으로, 도 20을 참조하여, 제3 실시 형태의 노광 장치(U3b)에 대해 설명한다. 또, 중복하는 기재를 피하도록, 제1, 제2 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 제1, 제2 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는, 제1, 제2 실시 형태와 동일한 부호를 부여하여 설명한다. 도 20은, 제3 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 제3 실시 형태의 노광 장치(U3b)는, 마스크(M)의 패턴면에서 반사한 광이 투영 광속이 되는 반사형 마스크를 이용하는 구성이었지만, 제3 실시 형태의 노광 장치(U3b)는, 마스크의 패턴면을 투과한 광이 투영 광속이 되는 투과형 마스크를 이용하는 구성으로 되어 있다. Next, with reference to FIG. 20, the exposure apparatus U3b of 3rd Embodiment is demonstrated. In addition, only the parts different from 1st, 2nd embodiment are demonstrated and the same code | symbol as 1st, 2nd embodiment is attached | subjected about the component different from 1st, 2nd embodiment so that the description which overlaps. Will be explained. FIG. 20 is a diagram illustrating an entire configuration of an exposure apparatus (substrate processing apparatus) according to the third embodiment. Although the exposure apparatus U3b of 3rd Embodiment was the structure using the reflection type mask in which the light which reflected on the pattern surface of the mask M becomes a projection light beam, the exposure apparatus U3b of 3rd Embodiment has the It is set as the structure using the transmissive mask which the light which permeate | transmitted the pattern surface becomes a projection light flux.

제3 실시 형태의 노광 장치(U3b)에서, 마스크 유지 기구(11a)는, 마스크(M)를 유지하는 원통 드럼(마스크 유지 드럼)(21a)과, 원통 드럼(21a)을 지지하는 가이드 롤러(93)와, 원통 드럼(21a)을 구동하는 구동 롤러(94)와, 구동부(96)를 구비한다. In the exposure apparatus U3b of 3rd Embodiment, the mask holding mechanism 11a is the cylindrical drum (mask holding drum) 21a which hold | maintains the mask M, and the guide roller which supports the cylindrical drum 21a ( 93, a drive roller 94 for driving the cylindrical drum 21a, and a drive unit 96 are provided.

원통 드럼(21a)은, 마스크(MA) 상의 조명 영역(IR)이 배치되는 마스크면을 형성한다. 본 실시 형태에서, 마스크면은, 선분(모선)을 이 선분에 평행한 축(원통 형상의 중심축) 둘레로 회전한 면(이하, '원통면'이라고 함)을 포함한다. 원통면은, 예를 들면, 원통의 외주면, 원기둥의 외주면 등이다. 원통 드럼(21a)은, 예를 들면 유리나 석영 등으로 구성되며, 일정한 두께를 가지는 원통 모양이고, 그 외주면(원통면)이 마스크면을 형성한다. 즉, 본 실시 형태에서, 마스크(MA) 상의 조명 영역은, 중심선으로부터 곡률 반경 Rm를 가지는 원통면 모양으로 만곡하고 있다. 원통 드럼(21a) 중, 마스크 유지 드럼(21a)의 지름 방향으로부터 보아 마스크(M)의 패턴과 겹치는 부분, 예를 들면 원통 드럼(21a)의 Y축 방향의 양단측 이외의 중앙 부분은, 조명 광속(EL1)에 대해서 투광성을 가진다. The cylindrical drum 21a forms the mask surface in which the illumination area | region IR on the mask MA is arrange | positioned. In this embodiment, the mask surface includes the surface (henceforth "cylindrical surface") which rotated the line segment (the bus bar) about the axis (central axis of cylindrical shape) parallel to this line segment. The cylindrical surface is, for example, an outer circumferential surface of a cylinder, an outer circumferential surface of a cylinder, or the like. The cylindrical drum 21a is comprised from glass, quartz, etc., for example, is cylindrical in shape, and the outer peripheral surface (cylindrical surface) forms a mask surface. That is, in the present embodiment, the illumination region on the mask MA is curved in a cylindrical shape having a radius of curvature Rm from the center line. The part of the cylindrical drum 21a which overlaps with the pattern of the mask M as seen from the radial direction of the mask holding drum 21a, for example, the center part other than the both ends of the Y-axis direction of the cylindrical drum 21a, is illuminated. It has light transmissivity with respect to the light beam EL1.

마스크(MA)는, 예를 들면 평탄성이 좋은 직사각형 모양의 매우 얇은 유리판(예를 들면 두께 100 ~ 500㎛)의 일방의 면에 크롬 등의 차광층에 의해 패턴을 형성한 투과형의 평면 모양 시트 마스크로서 작성되며, 그것을 원통 드럼(21a)의 외주면을 따라서 만곡시키고, 이 외주면에 감은(붙인) 상태에서 사용된다. 마스크(MA)는, 패턴이 형성되어 있지 않은 패턴 비형성 영역을 가지며, 패턴 비형성 영역에서 원통 드럼(21a)에 장착되어 있다. 마스크(MA)는, 원통 드럼(21a)에 대해서 릴리스(release) 가능하다. 마스크(MA)는, 제1 실시 형태의 마스크(M)와 마찬가지로, 투명 원통 모재(母材)에 의한 원통 드럼(21a)에 감는 대신에, 투명 원통 모재에 의한 원통 드럼(21a)의 외주면에 직접 크롬 등의 차광층에 의한 마스크 패턴을 묘화(描畵) 형성하여 일체화해도 괜찮다. 이 경우도, 원통 드럼(21a)이 마스크 패턴의 유지 부재로서 기능을 한다. The mask MA is, for example, a transmissive planar sheet mask in which a pattern is formed by a light shielding layer such as chrome on one surface of a very thin glass plate (for example, 100 to 500 µm in thickness) having a good flatness. It is created as, and it is curved along the outer peripheral surface of the cylindrical drum 21a, and is used in the state wound (attached) to this outer peripheral surface. The mask MA has a pattern non-formation area | region in which a pattern is not formed, and is attached to the cylindrical drum 21a in a pattern non-formation area | region. The mask MA can be released to the cylindrical drum 21a. Like the mask M of 1st Embodiment, the mask MA is wound on the outer peripheral surface of the cylindrical drum 21a by a transparent cylindrical base material instead of winding to the cylindrical drum 21a by a transparent cylindrical base material. The mask pattern by light shielding layers, such as chromium, may be directly drawn and integrated. Also in this case, the cylindrical drum 21a functions as a holding member of a mask pattern.

가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)는, 원통 드럼(21a)의 중심축에 대해 평행한 Y축 방향으로 연장하고 있다. 가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)는, 중심축과 평행한 축 둘레로 회전 가능하게 마련되어 있다. 가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)는, 원통 드럼(21a)에 의해 유지되어 있는 마스크(MA)에 접촉하지 않도록, 마련되어 있다. 구동 롤러(94)는, 구동부(96)와 접속되어 있다. 구동 롤러(94)는, 구동부(96)로부터 공급되는 토크를 원통 드럼(21a)에 전달하는 것에 의해서, 원통 드럼(21a)을 중심축 둘레로 회전시킨다. The guide roller 93 and the drive roller 94 extend in the Y-axis direction parallel to the central axis of the cylindrical drum 21a. The guide roller 93 and the drive roller 94 are provided so that rotation is possible about the axis parallel to a central axis. The guide roller 93 and the drive roller 94 are provided so as not to contact the mask MA held by the cylindrical drum 21a. The drive roller 94 is connected with the drive part 96. The drive roller 94 rotates the cylindrical drum 21a about the central axis by transmitting the torque supplied from the drive part 96 to the cylindrical drum 21a.

본 실시 형태의 조명 장치(13a)는, 광원(도시 생략) 및 조명 광학계(ILa)를 구비한다. 조명 광학계(ILa)는, 복수의 투영 광학계(PL1 ~ PL6)의 각각에 대응하여 Y축 방향으로 늘어선 복수(예를 들면 6개)의 조명 광학계(ILa1 ~ ILa6)를 구비한다. 광원은, 전술한 각종 조명 장치(13a)와 마찬가지로 각종 광원을 이용할 수 있다. 광원으로부터 사출된 조명광은, 조도 분포가 균일화되어, 예를 들면 광 파이버등의 도광 부재를 매개로 하여, 복수의 조명 광학계(ILa1 ~ ILa6)로 나누어진다. The illuminating device 13a of this embodiment is equipped with the light source (not shown) and illumination optical system ILa. The illumination optical system ILa is provided with the some (for example 6) illumination optical systems ILa1-ILa6 lined up in the Y-axis direction corresponding to each of the some projection optical systems PL1-PL6. As a light source, various light sources can be used similarly to the above-mentioned various lighting apparatus 13a. The illumination light emitted from the light source is uniform in illuminance distribution, and is divided into a plurality of illumination optical systems ILa1 to ILa6 via a light guide member such as an optical fiber.

복수의 조명 광학계(ILa1 ~ ILa6) 각각은, 렌즈 등의 복수의 광학 부재, 인티그레이터(integrator) 광학계, 로드 렌즈, 플라이아이 렌즈 등을 포함하며, 균일한 조도 분포의 조명 광속(EL1)에 의해서 조명 영역(IR)을 조명한다. 본 실시 형태에서, 복수의 조명 광학계(ILa1 ~ ILa6)는, 원통 드럼(21a)의 내측에 배치되어 있다. 복수의 조명 광학계(IL1a ~ ILa6)의 각각은, 원통 드럼(21a)의 내측으로부터 원통 드럼(21a)을 통과하여, 원통 드럼(21a)의 외주면에 유지되어 있는 마스크(MA) 상의 각 조명 영역을 조명한다. Each of the plurality of illumination optical systems ILa1 to ILa6 includes a plurality of optical members such as a lens, an integrator optical system, a rod lens, a fly's eye lens, and the like, and the illumination light beam EL1 having a uniform illuminance distribution. Illuminate the illumination area IR. In this embodiment, the some illumination optical systems ILa1-ILa6 are arrange | positioned inside the cylindrical drum 21a. Each of the plurality of illumination optical systems IL1a to ILa6 passes through the cylindrical drum 21a from the inside of the cylindrical drum 21a, and passes through each illumination region on the mask MA held on the outer circumferential surface of the cylindrical drum 21a. Illuminate.

조명 장치(13a)는, 조명 광학계(ILa1 ~ ILa6)에 의해서 광원으로부터 사출된 광을 안내하고, 안내된 조명 광속을 원통 드럼(21a) 내부로부터 마스크(MA)에 조사한다. 조명 장치(13a)는, 원통 드럼(21a)에 유지된 마스크(M)의 일부(조명 영역(IR))를, 조명 광속(EL1)에 의해서 균일한 밝기로 조명한다. 또, 광원은, 원통 드럼(21a)의 내측에 배치되어 있어도 괜찮고, 원통 드럼(21a)의 외측에 배치되어 있어도 괜찮다. 또, 광원은, 노광 장치(EX)와 별도의 장치(외부 장치)라도 좋다. The illumination device 13a guides the light emitted from the light source by the illumination optical systems ILa1 to ILa6, and irradiates the mask MA from the guided illumination light beam from the inside of the cylindrical drum 21a. The illuminating device 13a illuminates a part (lighting area IR) of the mask M held by the cylindrical drum 21a with uniform brightness by the illumination light beam EL1. Moreover, the light source may be arrange | positioned inside the cylindrical drum 21a, and may be arrange | positioned outside the cylindrical drum 21a. In addition, the light source may be a device (external device) separate from the exposure apparatus EX.

노광 장치(U3b)는, 마스크로서 투과형 마스크를 이용한 경우도, 노광 장치(U3, U3a)와 마찬가지로, 투영상면(Sm)의 이동 속도(주속도 Vm)와 노광면(Sp)의 이동 속도(V, 또는 주속도 Vp)와의 관계를, 앞의 제2 실시 형태와 마찬가지로 조정(보정)하는 것에 의해서, 주사 노광시에 이용할 수 있는 노광폭을 확대할 수 있다. When the exposure apparatus U3b uses a transmissive mask as a mask, similarly to the exposure apparatuses U3 and U3a, the movement speed (main velocity Vm) of the projection image surface Sm and the movement speed V of the exposure surface Sp are exposed. Alternatively, by adjusting (correcting) the relationship with the main speed Vp as in the second embodiment, the exposure width that can be used in scanning exposure can be enlarged.

[제4 실시 형태][Fourth embodiment]

다음으로, 도 21을 참조하여, 제4 실시 형태의 노광 장치(U3c)에 대해 설명한다. 또, 중복하는 기재를 피하도록, 앞의 각 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 앞의 각 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명한다. 도 21은, 제4 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 앞의 각 실시 형태의 노광 장치(U3, U3a, U3b)는, 모두 회전 가능한 원통 드럼(21(또는 21a))에 유지되는 원통 모양 마스크(M)를 이용하는 구성이었다. 제4 실시 형태의 노광 장치(U3c)에서는, 평판 모양의 반사형 마스크(MB)를 유지하여, 주사 노광시에 XY면을 따른 X방향으로 이동하는 마스크 스테이지(110)를 구비한 마스크 유지 기구(11b)가 마련된다. Next, with reference to FIG. 21, the exposure apparatus U3c of 4th Embodiment is demonstrated. In addition, only the parts different from each previous embodiment are demonstrated so that the description which overlaps, and the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the same component as each previous embodiment. FIG. 21: is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus (substrate processing apparatus) of 4th Embodiment. The exposure apparatus U3, U3a, U3b of each previous embodiment was the structure using the cylindrical mask M hold | maintained by the rotatable cylindrical drum 21 (or 21a). In the exposure apparatus U3c of the fourth embodiment, a mask holding mechanism having a mask stage 110 that holds a flat reflective mask MB and moves in the X direction along the XY plane during scanning exposure ( 11b) is provided.

제4 실시 형태의 노광 장치(U3c)에서, 마스크 유지 기구(11b)는, 평판 모양의 반사형 마스크(MB)를 유지하는 마스크 스테이지(110)와, 마스크 스테이지(110)를 중심면(CL)과 직교하는 면내에서 X방향을 따라서 주사 이동시키는 이동 장치(도시 생략)를 구비한다. In the exposure apparatus U3c of 4th Embodiment, the mask holding mechanism 11b has the mask stage 110 holding the flat reflective mask MB, and the mask stage 110 center surface CL. And a moving device (not shown) for scanning movement along the X direction in a plane perpendicular to the plane.

도 21의 마스크(MB)의 마스크면(P1)은 실질적으로 XY면과 평행한 평면이므로, 마스크(MB)로부터 반사된 투영 광속(EL2)의 주광선은, XY면과 수직이 된다. 이 때문에, 마스크(MB) 상의 각 조명 영역(IR1 ~ IR6)을 조명하는 조명 광학계(IL1 ~ IL6)로부터의 조명 광속(EL1)의 주광선도 편광 빔 스플리터(PBS)를 매개로 하여 XY면에 대해서 수직이 되도록 배치된다. Since the mask surface P1 of the mask MB of FIG. 21 is a plane substantially parallel to the XY plane, the main light ray of the projection light beam EL2 reflected from the mask MB becomes perpendicular to the XY plane. For this reason, the chief ray of illumination light beam EL1 from illumination optical systems IL1-IL6 illuminating each illumination area | region IR1-IR6 on the mask MB also with respect to an XY plane via the polarization beam splitter PBS. It is arranged to be vertical.

또, 마스크(MB)로부터 반사되는 투영 광속(EL2)의 주광선이 XY면과 수직이 되는 경우, 투영 광학 모듈(PLM)의 제1 광학계(61)에 포함되는 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(P3)은, 편광 빔 스플리터(PBS)로부터의 투영 광속(EL2)을 반사시키고, 반사시킨 투영 광속(EL2)을 제1 렌즈군(71)을 통과시켜 제1 오목면 거울(72)에 입사시키는 각도로 된다. 구체적으로, 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(P3)은, 제2 광축(BX2)(XY면)에 대해서 실질적으로 45°로 설정된다. Moreover, when the chief ray of the projection light beam EL2 reflected from the mask MB becomes perpendicular to the XY plane, the first deflection member 70 included in the first optical system 61 of the projection optical module PLM is made. The first reflection surface P3 reflects the projection light beam EL2 from the polarization beam splitter PBS, and passes the reflected projection light beam EL2 through the first lens group 71 so as to pass the first concave mirror 72. ) Is an angle to enter. Specifically, the first reflecting surface P3 of the first deflection member 70 is substantially set to 45 ° with respect to the second optical axis BX2 (XY surface).

또, 제4 실시 형태에서도, 앞의 도 2와 마찬가지로, XZ면내에서 보았을 때, 마스크(MB) 상의 조명 영역(IR1(및 IR3, IR5))의 중심점으로부터 조명 영역(IR2(및 IR4, IR6))의 중심점까지의 X방향의 직선 거리는, 기판 지지 드럼(25)의 지지면(P2)을 따른 기판(P) 상의 투영 영역(PA1(및 PA3, PA5))의 중심점으로부터 제2 투영 영역(PA2(및 PA4, PA6))의 중심점까지의 둘레 길이 거리와, 실질적으로 동일하게 설정되어 있다. Also in the fourth embodiment, similarly to FIG. 2, the illumination region IR2 (and IR4, IR6) is viewed from the center point of the illumination region IR1 (and IR3, IR5) on the mask MB when viewed in the XZ plane. The linear distance in the X direction to the center point of the second projection area PA2 from the center point of the projection area PA1 (and PA3, PA5) on the substrate P along the support surface P2 of the substrate support drum 25. (And PA4, PA6)) is set substantially the same as the circumferential length distance to the center point.

도 21의 노광 장치(U3c)에서도, 하위 제어 장치(16)가, 마스크 유지 기구(11)의 이동 장치(주사 노광용 리니어 모터나 미동용 액추에이터 등)를 제어하고, 기판 지지 드럼(25)의 회전과 동기하여 마스크 스테이지(110)를 구동한다. 도 21의 노광 장치(U3c)에서는, 마스크(MB)의 +X방향으로의 동기 이동으로 주사 노광을 행한 후, -X방향의 초기 위치에 마스크(MB)를 되돌리는 동작(되감음)이 필요하다. 그 때문에, 기판 지지 드럼(25)을 일정 속도로 연속 회전시켜 기판(P)을 등속(주속도 Vp)으로 계속 보내는 경우, 마스크(MB)의 되감음 동작 동안, 기판(P) 상에는 패턴 노광이 행해지지 않고, 기판(P)의 반송 방향에 관해서 패널용 패턴이 띄엄띄엄(이간하여) 형성되게 된다. 그렇지만, 실용상, 주사 노광시의 기판(P)의 속도(주속도 Vp)와 마스크(MB)의 속도는 50 ~ 100mm/s로 상정되어 있기 때문에, 마스크(MB)의 되감음시에 마스크 스테이지(110)를, 예를 들면 500 ~ 1000mm/s의 최고속으로 구동하면, 기판(P) 상에 형성되는 패널용 패턴 사이의 반송 방향에 관한 여백을 좁게 할 수 있다. Also in the exposure apparatus U3c of FIG. 21, the lower control apparatus 16 controls the moving apparatus (scanning exposure linear motor, a micromotor, etc.) of the mask holding mechanism 11, and rotation of the board | substrate support drum 25 In synchronization with the driving mask stage 110. In the exposure apparatus U3c of FIG. 21, after scanning exposure by synchronous movement of the mask MB in the + X direction, an operation (rewinding) of returning the mask MB to the initial position in the -X direction is necessary. . Therefore, in the case where the substrate supporting drum 25 is continuously rotated at a constant speed and the substrate P is continuously sent at a constant velocity (main velocity Vp), pattern exposure is performed on the substrate P during the rewinding operation of the mask MB. It is not performed, but the pattern for panels is formed in space | interval with respect to the conveyance direction of the board | substrate P. However, in practice, since the speed of the substrate P (scanning speed Vp) and the speed of the mask MB are assumed to be 50 to 100 mm / s at the time of scanning exposure, the mask stage at the time of rewinding the mask MB is assumed. When the 110 is driven at a maximum speed of, for example, 500 to 1000 mm / s, the margin of the conveyance direction between the patterns for panels formed on the substrate P can be narrowed.

다음으로, 제4 실시 형태의 노광 장치(U3c)에서의 마스크의 패턴의 투영상면(Sm)과 기판(P) 상의 노광면(Sp)과의 관계에 대해서, 도 22를 참조하여 설명한다. 도 22는, 마스크의 패턴의 투영상면(Sm)의 이동과 기판(P)의 노광면(Sp)의 이동과의 관계이며, 앞의 도 11에서 설명한 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)과의 관계를 반대로 한 것에 상당한다. 즉, 도 22에서는, 평면 모양(곡률 반경이 무한대)의 투영상면(Sm)에 형성되는 패턴상을, 곡률 반경 Rp인 노광면(Sp) 상에 전사한다. Next, the relationship between the projection image surface Sm of the pattern of the mask in the exposure apparatus U3c of 4th Embodiment, and the exposure surface Sp on the board | substrate P is demonstrated with reference to FIG. FIG. 22 is a relation between the movement of the projection image surface Sm of the pattern of the mask and the movement of the exposure surface Sp of the substrate P, and the projection image surface Sp and the exposure surface Sp described in FIG. It is equivalent to reversing the relationship. That is, in FIG. 22, the pattern image formed in the projection image surface Sm of planar shape (curvature radius is infinite) is transferred on the exposure surface Sp which is curvature radius Rp.

여기서, 마스크(M)는 평면이기 때문에, 투영상면(Sm)(베스트 포커스면)도 평면이 된다. 따라서, 도 22 중의 투영상면(Sm)은, 앞의 도 7에서 나타낸 속도 V로 이동하는 기준면(HP)에 상당한다. 한편, 기판(P) 상의 노광면(Sp)은, 앞의 도 7에서 나타낸 것과 마찬가지로, 곡률 반경 Rp인 원통면(ZX평면에서는 원호)이 된다. Since the mask M is a plane, the projection image surface Sm (best focus surface) is also a plane. Therefore, the projection image surface Sm in FIG. 22 corresponds to the reference surface HP moving at the speed V shown in FIG. On the other hand, the exposure surface Sp on the board | substrate P becomes a cylindrical surface (circular arc in a ZX plane) of curvature radius Rp similarly to FIG.

본 실시 형태에서도, 기판 유지 드럼(25)(노광면(Sp))의 각속도를 ωp로 하면, 도 7과 마찬가지로 면 KS의 위치에서 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)이 접하고 있는 것으로 하고, 그 접점 Cp가 반경 Rp인 노광면(Sp)을 따라서 시간 t경과후에 이동한 점 Cp2의 X방향의 위치 Xp를, Xp=Rpㆍsin(ωpㆍt)에 의해 구한다. 여기서, ωpㆍt는, 접점 Cp를 원점으로 하여, 그곳으로부터 시간 t경과후의 노광면(Sp)의 회전 각도 θp이다. 이것에 대해서, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)과의 접점 Cp가, 평탄한 투영상면(Sm)을 따라서 원점으로부터 시간 t경과후에 이동한 점 Cp0의 위치 Xm는, Xm=Vㆍt(단 V=Vm)로 나타내어지기 때문에, 앞의 각 실시 형태와 마찬가지로, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp)과의 사이에 투영 오차(어긋남량, 혹은 상변위량)가 생긴다. Also in the present embodiment, when the angular velocity of the substrate holding drum 25 (exposure surface Sp) is ωp, the projection image surface Sm and the exposure surface Sp are in contact with each other at the position of the surface KS as in FIG. The position Xp in the X direction of the point Cp2 moved after the time t has elapsed along the exposure surface Sp whose radius Cp is the radius Rp is obtained by Xp = Rp · sin (ωp · t). Here, ωp · t is the rotation angle θp of the exposure surface Sp after elapse of time t from the contact point Cp as the origin. On the other hand, the position Xm of the point Cp0 which the contact point Cp of the projection image surface Sm and the exposure surface Sp moved after time t passed from the origin along the flat projection image surface Sm is Xm = V * t ( However, since it is represented by V = Vm, similarly to each of the foregoing embodiments, a projection error (deviation amount or image displacement amount) occurs between the projection image surface Sm and the exposure surface Sp.

그 투영 오차(어긋남량, 혹은 상변위량)를 어긋남량 Δ2로 하면, 어긋남량 Δ2는 Δ2=Xm-Xp로 구해지며, Δ2=Vㆍt-Rpㆍsin(θp)가 된다. 이 어긋남량 Δ2의 특성은, 도 8a 중의 어긋남량 Δ2의 그래프와 동일하고, 투영상면(Sm)의 이동 속도 V와 노광면(Sp)의 주속도 Vp에 약간의 차이를 부여함으로써, 앞의 각 실시 형태와 마찬가지로, 주사 노광시에 이용할 수 있는 투영 영역(PA)의 노광폭을 확대할 수 있다. 그를 위해서는, 투영상면(Sm)과 노광면(Sp) 중 곡률 반경이 작은 쪽의 면의 속도(주속도)를 상대적으로 약간 크게 할 필요가 있다. 본 실시 형태에서는, 투영상면(Sm)의 속도 V(주속도 Vm)가 노광면(Sp)의 주속도 Vp에 대해서, 예를 들면, 도 8c 중에 예시한 변화율 α정도만큼 작게 되도록, 마스크(MB)의 주사 노광시의 속도 Vf를 투영 배율 β에 근거하여 정해지는 기준 속도 V보다 약간 작게 설정한다. When the projection error (deviation amount or image displacement amount) is set to the shift amount Δ2, the shift amount Δ2 is obtained by Δ2 = Xm-Xp, and Δ2 = V · t−Rp · sin (θp). The characteristic of this shift amount (DELTA) 2 is the same as the graph of the shift amount (DELTA) 2 in FIG. 8A, and gives a slight difference to the moving speed V of the projection image surface Sm, and the main speed Vp of the exposure surface Sp, and a previous angle. As in the embodiment, the exposure width of the projection area PA that can be used at the time of scanning exposure can be enlarged. For that purpose, it is necessary to make the speed (main velocity) of the surface with the smallest curvature radius among projection image surface Sm and exposure surface Sp relatively large. In the present embodiment, the mask MB such that the speed V (main velocity Vm) of the projection image surface Sm is made smaller by about the change rate α illustrated in FIG. 8C with respect to the main velocity Vp of the exposure surface Sp, for example. Is set slightly smaller than the reference speed V determined based on the projection magnification β.

여기서, 제1 실시 형태의 F(x)의 식은, 본 실시 형태의 노광 장치(U3c)의 경우, 하기의 F'(x)의 식으로 치환된다. Here, in the case of the exposure apparatus U3c of this embodiment, the formula of F (x) of 1st Embodiment is substituted by the formula of F '(x) below.

[수식 4][Equation 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, 노광 장치(U3c)는, 이 식 F'(x)를 앞의 제1 실시 형태의 식에 적용하고, 해당 관계를 만족함으로써, 상기 각 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. Here, the exposure apparatus U3c applies this expression F '(x) to the expression of the above-mentioned first embodiment, and can obtain the same effect as each said embodiment by satisfying the said relationship.

또, 본 실시 형태의 노광 장치는, 마스크 유지 기구와 기판 지지 기구 중, 곡면으로 유지하는 쪽이 제1 지지 부재가 되고, 곡면 또는 평면으로 지지하는 쪽이 제2 지지 부재가 된다. Moreover, as for the exposure apparatus of this embodiment, the one hold | maintained by the curved surface among the mask holding mechanism and the board | substrate support mechanism becomes a 1st support member, and the one supported by a curved surface or a plane becomes a 2nd support member.

이상, 각 실시 형태에서는, 원통 모양 또는 평면 모양의 마스크(M)를 이용했지만, CAD 데이터에 근거하여, DMD(디지털 미러 디바이스)나 SLM(공간 광변조 소자) 등을 제어하여, 패턴에 대응한 광 분포를 투영 광학계(마이크로 렌즈 어레이를 포함해도 괜찮음)를 매개로 하여 노광면(Sp) 상에 투사하는 마스크레스(maskless) 노광 방식이라도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. As described above, in each embodiment, a cylindrical or planar mask M is used, but the DMD (digital mirror device), SLM (spatial light modulation device), etc. are controlled based on CAD data to correspond to the pattern. The same effect can be obtained even in a maskless exposure method in which the light distribution is projected onto the exposure surface Sp through the projection optical system (which may include a micro lens array).

또, 각 실시 형태에서, 패턴의 투영상면(Sm)과 기판(P)의 노광면(Sp)과의 곡률 반경을 비교하여, 주사 노광시에는, 면 Sm과 면 Sp 중 곡률 반경이 작은 쪽의 주속도를 상대적으로 약간 크게 하는 것, 또는 면 Sm과 면 Sp 중 곡률 반경이 큰 쪽의 주속도(또는 직선 이동 속도)를 상대적으로 약간 작게 하는 것에 의해서, 주사 노광에 이용 가능한 노광폭을 확대할 수 있다. 상대적인 주속도(또는 직선 이동 속도)의 약간의 차이를 어느 정도로 할지는, 상변위량 Δ(차분량 Δ, 어긋남량 Δ1, Δ2)와 해상력 Rs에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 앞의 도 19의 평가값 Q1, Q2에 의한 평가법에서는, 해상력 Rs를 2.09㎛로 했지만, 이것은 투영 광학계(PL)의 개구수 NA, 노광 파장 λ, 프로세스 정수 k에 의해서 정해지는 것이다. 실제로 기판(P) 상에 노광되는 패턴의 최소 치수(선폭)는, 마스크(M) 상에 형성되는 패턴과 투영 배율 β에 의해서 정해진다. 만일, 기판(P) 상에 형성해야 할 표시 패널용 패턴에서, 최소의 실치수(실선폭)가 5㎛라도 괜찮으면, 그 실선폭의 값을 해상력 Rs로 하여, 허용되는 상변위량 Δ의 범위 내가 되는 주속도차(변화율 α 등)를 구하면 된다. 즉, 노광 장치의 구성(NA, λ)에 의해서 정해지는 해상력 Rs, 또는 기판(P) 상에 전사해야 할 패턴의 최소 치수에 따라서, 노광폭을 확대하기 위한 주속도차의 변화율 α가 정해진다. Moreover, in each embodiment, the curvature radius of the projection image surface Sm of the pattern and the exposure surface Sp of the board | substrate P is compared, and at the time of scanning exposure, the one whose surface radius of curvature Sm and surface Sp is smaller The exposure width available for scanning exposure can be enlarged by increasing the peripheral speed relatively slightly or by slightly decreasing the peripheral speed (or the linear movement speed) of the larger curvature radius among the surface Sm and the surface Sp. Can be. The degree to which the slight difference in the relative main speed (or the linear movement speed) is made may vary depending on the phase displacement amount Δ (differential amount Δ, deviation amount Δ1, Δ2) and resolution Rs. For example, in the evaluation method by the evaluation values Q1 and Q2 of FIG. 19, the resolution Rs was 2.09 mu m, but this is determined by the numerical aperture NA of the projection optical system PL, the exposure wavelength λ, and the process constant k. . In practice, the minimum dimension (line width) of the pattern exposed on the substrate P is determined by the pattern formed on the mask M and the projection magnification β. If the minimum actual size (solid line width) may be 5 µm in the display panel pattern to be formed on the substrate P, the value of the actual line width is set to the resolution Rs to allow the range of the allowed phase displacement amount Δ. What is necessary is to find the main speed difference (change rate (alpha) etc.) which becomes internal. That is, according to the resolution Rs determined by the configuration NA, λ of the exposure apparatus, or the minimum dimension of the pattern to be transferred onto the substrate P, the rate of change α of the main speed difference for expanding the exposure width is determined. .

이상, 각 실시 형태에서 나타낸 노광 장치를 이용하는 것에 의해, 이하와 같은 주사 노광 방법이 실시된다. 즉, 소정의 곡률 반경으로 원통 모양으로 만곡한 마스크(M, MB)의 일면에 형성된 패턴을, 투영 광학계(PL(PLM))를 매개로 하여 원통 모양 또는 평면 모양으로 지지되는 플렉시블한 기판(P)의 표면(노광면(Sp))에 투영함과 아울러, 마스크(M)를 만곡한 일면을 따라서 소정의 속도로 이동시키면서, 원통 모양 또는 평면 모양으로 지지된 기판의 표면(Sp)을 따라서 소정의 속도로 기판(P)을 이동시켜, 투영 광학계에 의한 패턴의 투영상을 기판 상에 주사 노광할 때에, 투영 광학계에 의한 패턴의 투영상이 베스트 포커스 상태로 형성되는 투영상면(Sm)의 곡률 반경을 Rm(Rm=∞도 포함), 원통 모양 또는 평면 모양으로 지지된 기판(P)의 표면(노광면)(Sp)의 곡률 반경을 Rp(Rp=∞도 포함)로 하고, 마스크(M, MB)의 이동에 의해 투영상면(Sm)을 따라서 이동하는 패턴상의 이동 속도를 Vm, 기판(P)의 표면(노광면)(Sp)에 따른 소정의 속도를 Vp로 했을 때, Rm<Rp인 경우는 Vm>Vp로 설정하고, Rm>Rp인 경우는 Vm<Vp로 설정한다. As mentioned above, the following scanning exposure methods are implemented by using the exposure apparatus shown in each embodiment. That is, the flexible substrate P, which is supported on the surface formed in one surface of the masks M and MB curved in a cylindrical shape with a predetermined radius of curvature in a cylindrical or planar shape through the projection optical system PL (PLM). While projecting onto the surface (exposure surface Sp) of &lt; Desc / Clms Page number 11 &gt; and moving the mask M at a predetermined speed along the curved one surface, it is predetermined along the surface Sp of the substrate supported in a cylindrical or planar shape. The curvature of the projection image surface Sm in which the projection image of the pattern by a projection optical system is formed in the best focus state, when moving the board | substrate P at the speed of and scanning scanning exposure of the pattern by a projection optical system on a board | substrate. The radius of curvature of the surface (exposure surface) Sp of the substrate P supported by the radius Rm (including Rm = ∞) and the cylindrical or planar shape is Rp (including Rp = ∞) and the mask M , MB) moves the pattern image along the projection image surface Sm. When Vm and a predetermined speed along the surface (exposure surface) Sp of the substrate P are set to Vp, Vm> Vp is set when Rm <Rp, and Vm <Vp when Rm> Rp. do.

[제5 실시 형태][The fifth embodiment]

도 23은, 제5 실시 형태에 관한 노광 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 처리 장치(U3d)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 처리 장치(U3)에 상당한다. 이하에서는, 처리 장치(U3d)를 노광 장치(U3d)라고 칭하여 설명한다. 이 노광 장치(U3d)는, 마스크(M)를 교환하는 기구를 가지고 있다. 노광 장치(U3d)는, 전술한 노광 장치(U3)와 동일한 구조이므로, 공통되는 구조는 원칙으로서 설명을 생략한다. FIG. 23: is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus which concerns on 5th Embodiment. The processing apparatus U3d corresponds to the processing apparatus U3 shown in FIG. 1 and FIG. 2. Hereinafter, the processing apparatus U3d will be referred to as an exposure apparatus U3d. This exposure apparatus U3d has the mechanism which replaces the mask M. As shown in FIG. Since the exposure apparatus U3d has the same structure as the above-described exposure apparatus U3, the common structure will not be described in principle.

노광 장치(U3d)는, 상기한 구동 롤러(R4 ~ R6), 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3) 및 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2) 외에, 마스크 유지 기구(11)와, 기판 지지 기구(12)와, 조명 광학계(조명계)(IL)와, 투영 광학계(PL)와, 하위 제어 장치(16)를 가진다. The exposure apparatus U3d includes a mask holding mechanism 11, a substrate support mechanism 12, illumination, in addition to the above-described driving rollers R4 to R6, edge position controller EPC3, and alignment microscopes AM1 and AM2. An optical system (light system) IL, a projection optical system PL, and a lower control device 16 are included.

하위 제어 장치(16)는, 노광 장치(U3d)의 각 부를 제어하여, 각 부에 처리를 실행시킨다. 하위 제어 장치(16)는, 디바이스 제조 시스템(1)의 상위 제어 장치(5)의 일부 또는 전부라도 괜찮다. 또, 하위 제어 장치(16)는, 상위 제어 장치(5)에 의해 제어되여, 상위 제어 장치(5)와는 별도의 장치라도 괜찮다. 하위 제어 장치(16)는, 예를 들면, 컴퓨터를 포함한다. 본 실시 형태에서, 하위 제어 장치(16)는, 마스크(M)에 장착된 정보 기억부(예를 들면, 바코드, 자기(磁氣) 기억 매체 또는 정보를 기억할 수 있는 IC 태그 등)로부터 마스크(M)에 관한 정보를 판독하는 판독 장치(17)와, 마스크(M)의 형상, 치수 및 장착 위치 등을 계측하는 계측 장치(18)를 접속하고 있다. The lower control device 16 controls each unit of the exposure apparatus U3d to cause each unit to execute a process. The lower control device 16 may be part or all of the upper control device 5 of the device manufacturing system 1. In addition, the lower control device 16 may be controlled by the upper control device 5 and may be a device separate from the upper control device 5. The lower control apparatus 16 includes a computer, for example. In the present embodiment, the lower control device 16 uses a mask (for example, a bar code, a magnetic storage medium, or an IC tag that can store information) mounted on the mask M. The reading device 17 which reads the information regarding M) and the measuring device 18 which measures the shape, the dimension, a mounting position, etc. of the mask M are connected.

또, 마스크 유지 기구(11)는, 원통체의 마스크(M)(고반사부와 저반사부에 의한 마스크 패턴면)를 마스크 유지 드럼(21)에 의해 유지했지만, 이 구성에 한정되지 않는 것은 제1 실시 형태와 동일하다. 본 실시 형태에서, 마스크(M) 또는 원통 마스크라고 할 때에는, 마스크(M) 뿐만 아니라, 마스크(M)를 유지한 상태의 마스크 유지 드럼(21)(마스크(M)와 마스크 유지 드럼(21)과의 조립체)도 포함하는 것으로 한다. Moreover, although the mask holding mechanism 11 hold | maintained the mask M (mask pattern surface by a high reflection part and a low reflection part) of a cylindrical body by the mask holding drum 21, it is not limited to this structure, Same as the first embodiment. In the present embodiment, when referred to as the mask M or the cylindrical mask, not only the mask M but also the mask holding drum 21 (mask M and mask holding drum 21) in a state where the mask M is held. And an assembly of a fruit).

기판 지지 기구(12)는, 조명광에 의해 조사된 마스크(M)의 패턴으로부터의 광에 의해 노광되는 기판(P)을, 만곡한 면 또는 평면을 따라서 지지한다. 기판 지지 드럼(25)은, Y방향으로 연장하는 제2 축(AX2)을 중심으로 하는 곡률 반경 Rfa가 되는 외주면(원주면)을 가지는 원통 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 제1 축(AX1)과 제2 축(AX2)은 서로 평행하게 되어 있고, 제1 축(AX1) 및 제2 축(AX2)을 포함하며, 또한 양자에 평행한 평면을 중심면(CL)으로 하고 있다. 중심면(CL)은, 2개의 직선(이 예에서는 제1 축(AX1) 및 제2 축(AX2))에 의해서 정해지는 평면이다. 기판 지지 드럼(25)의 원주면의 일부는, 기판(P)을 지지하는 지지면(P2)으로 되어 있다. 즉, 기판 지지 드럼(25)은, 그 지지면(P2)에 기판(P)이 감겨짐으로써, 기판(P)을 지지하여 반송한다. 이와 같이, 기판 지지 드럼(25)은, 소정의 축선으로서의 제2 축(AX)으로부터 일정한 반경(곡률 반경 Rfa)으로 만곡하는 곡면(외주면)을 가지며, 외주면에 기판(P)의 일부분이 감겨져 제2 축(AX2)을 중심으로 회전한다. 제2 구동부(26)는, 하위 제어 장치(16)에 접속되어, 제2 축(AX2)을 회전 중심축으로 하여 기판 지지 드럼(25)을 회전시킨다. The board | substrate support mechanism 12 supports the board | substrate P exposed by the light from the pattern of the mask M irradiated with illumination light along the curved surface or plane. The board | substrate supporting drum 25 is formed in the cylindrical shape which has the outer peripheral surface (circumferential surface) used as the curvature radius Rfa centering on the 2nd axis AX2 extending in a Y direction. Here, the first axis AX1 and the second axis AX2 are parallel to each other, include the first axis AX1 and the second axis AX2, and have a plane parallel to both the center plane CL. ). The center plane CL is a plane determined by two straight lines (in this example, the first axis AX1 and the second axis AX2). A part of the circumferential surface of the board | substrate support drum 25 becomes the support surface P2 which supports the board | substrate P. As shown in FIG. That is, the board | substrate support drum 25 supports and conveys the board | substrate P by winding the board | substrate P on the support surface P2. Thus, the board | substrate supporting drum 25 has the curved surface (outer peripheral surface) curved by the constant radius (curvature radius Rfa) from the 2nd axis AX as a predetermined axis, and a part of board | substrate P is wound by the outer peripheral surface, and is made Rotate around 2 axes (AX2). The 2nd drive part 26 is connected to the lower control apparatus 16, and rotates the board | substrate support drum 25 using the 2nd axis | shaft AX2 as a rotation center axis.

한 쌍의 에어ㆍ턴바(ATB1, ATB2)는, 기판 지지 드럼(25)을 사이에 두고, 기판(P)의 반송 방향의 상류측 및 하류측에 각각 마련되어 있다. 한 쌍의 에어ㆍ턴바(ATB1, ATB2)는, 기판(P)의 표면측에 마련되며, 연직 방향(Z방향)에서 기판 지지 드럼(25)의 지지면(P2) 보다도 하부측에 배치되어 있다. 한 쌍의 가이드 롤러(27, 28)는, 한 쌍의 에어ㆍ턴바(ATB1, ATB2)를 사이에 두고, 기판(P)의 반송 방향의 상류측 및 하류측에 각각 마련되어 있다. 한 쌍의 가이드 롤러(27, 28)는, 그 일방의 가이드 롤러(27)가 구동 롤러(R4)로부터 반송된 기판(P)을 에어ㆍ턴바(ATB1)로 안내하고, 그 타방의 가이드 롤러(28)가 에어ㆍ턴바(ATB2)로부터 반송된 기판(P)을 구동 롤러(R5)로 안내한다. The pair of air turn bars ATB1 and ATB2 are provided on the upstream side and the downstream side of the conveyance direction of the substrate P with the substrate supporting drum 25 interposed therebetween. The pair of air turn bars ATB1 and ATB2 are provided on the surface side of the substrate P, and are disposed on the lower side than the support surface P2 of the substrate support drum 25 in the vertical direction (Z direction). . The pair of guide rollers 27 and 28 are provided on the upstream side and the downstream side of the conveyance direction of the board | substrate P, respectively, between a pair of air turn bars ATB1 and ATB2. The pair of guide rollers 27 and 28 guide the substrate P conveyed from the driving roller R4 by one of the guide rollers 27 to the air turn bar ATB1, and the other guide rollers ( 28 guides the substrate P conveyed from the air turn bar ATB2 to the driving roller R5.

따라서, 기판 지지 기구(12)는, 구동 롤러(R4)로부터 반송된 기판(P)을, 가이드 롤러(27)에 의해 에어ㆍ턴바(ATB1)로 안내하고, 에어ㆍ턴바(ATB1)를 통과한 기판(P)을, 기판 지지 드럼(25)에 도입한다. 기판 지지 기구(12)는, 제2 구동부(26)에 의해 기판 지지 드럼(25)을 회전시킴으로써, 기판 지지 드럼(25)에 도입한 기판(P)을, 기판 지지 드럼(25)의 지지면(P2)에서 지지하면서, 에어ㆍ턴바(ATB2)로 향하여 반송한다. 기판 지지 기구(12)는, 에어ㆍ턴바(ATB2)에 반송된 기판(P)을, 에어ㆍ턴바(ATB2)에 의해 가이드 롤러(28)로 안내하고, 가이드 롤러(28)를 통과한 기판(P)을, 구동 롤러(R5)로 안내한다. Therefore, the board | substrate support mechanism 12 guides the board | substrate P conveyed from the drive roller R4 to the air turn bar ATB1 by the guide roller 27, and passed the air turn bar ATB1. The substrate P is introduced into the substrate supporting drum 25. The board | substrate support mechanism 12 rotates the board | substrate support drum 25 by the 2nd drive part 26, and the board | substrate P introduce | transduced into the board | substrate support drum 25 is the support surface of the board | substrate support drum 25. While supporting at P2, it conveys toward the air turn bar ATB2. The board | substrate support mechanism 12 guides the board | substrate P conveyed to the air turn bar ATB2 to the guide roller 28 by the air turn bar ATB2, and the board | substrate which passed the guide roller 28 ( P) is guided to the drive roller R5.

이 때, 제1 구동부(22) 및 제2 구동부(26)에 접속된 하위 제어 장치(16)는, 마스크 유지 드럼(21)과 기판 지지 드럼(25)을 소정의 회전 속도비로 동기 회전시키는 것에 의해서, 마스크(M)의 마스크면(P1)에 형성된 마스크 패턴의 상이, 기판 지지 드럼(25)의 지지면(P2)에 감겨진 기판(P)의 표면(원주면을 따라서 만곡한 면)에 연속적으로 반복하여 투영 노광된다. At this time, the lower control apparatus 16 connected to the 1st drive part 22 and the 2nd drive part 26 rotates the mask holding drum 21 and the board | substrate support drum 25 synchronously by predetermined rotation speed ratio. Thereby, the image of the mask pattern formed in the mask surface P1 of the mask M is made to the surface (surface curved along the circumferential surface) of the board | substrate P wound by the support surface P2 of the board | substrate support drum 25. It is successively repeatedly projected and exposed.

노광 장치(U3d)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 마스크(M)에 미리 형성된 얼라이먼트 마크 등을 검출하는 얼라이먼트 현미경(GS1, GS2)을, 마스크(M)의 외주면외측에 구비하고 있다. 또, 노광 장치(U3d)는, 마스크(M) 및 마스크 유지 드럼(21)의 회전 각도 등을 검출하기 위한 인코더 헤드(EH1, EH2)를 가지고 있다. 이들은, 마스크(M)(또는 마스크 유지 드럼(21))의 둘레 방향을 따라서 배치된다. 인코더 헤드(EH1, EH2)는, 예를 들면, 마스크 유지 드럼(21)의 제1 축(AX1) 방향의 양단부에 장착되어, 마스크 유지 드럼(21)과 함께 제1 축(AX1)을 중심으로 회전하는 스케일 원반(圓盤)(SD)의 외주면에 새겨서 마련된 스케일(둘레 방향으로 일정 피치로 새겨서 마련된 격자 모양의 패턴)을 판독한다. 게다가, 노광 장치(U3d)는, 회전하는 마스크(M)의 외주면(마스크면(P1))의 지름 방향에서의 미소 변위를 계측하여, 투영 광학계(PL)에 대한 마스크면(P1)의 핀트 어긋남을 검출하는 초점 계측 장치(AFM) 및 마스크면(P1) 상에 부착되는 이물(異物)을 검출하는 이물 검사 장치(CD)를 마련할 수 있다. 이들은, 마스크(M)의 외주면의 둘레의 임의의 방위(方位)에 배치하는 것이 가능하지만, 마스크 교환시의 마스크(M)의 삽탈(揷脫) 이동 공간을 피한 방향에 설치하는 것이 좋다. As shown in FIG. 2, the exposure apparatus U3d includes alignment microscopes GS1 and GS2 for detecting alignment marks or the like previously formed in the mask M on the outer circumferential surface outside of the mask M. As shown in FIG. Moreover, exposure apparatus U3d has encoder heads EH1 and EH2 for detecting the rotation angles, etc. of the mask M and the mask holding drum 21, and the like. These are arrange | positioned along the circumferential direction of the mask M (or the mask holding drum 21). The encoder heads EH1 and EH2 are mounted at both ends in the direction of the first axis AX1 of the mask holding drum 21, for example, and are centered around the first axis AX1 together with the mask holding drum 21. The scales (lattice-shaped patterns provided by carving at a constant pitch in the circumferential direction) provided on the outer circumferential surface of the rotating scale disk SD are read. In addition, the exposure apparatus U3d measures the micro displacement in the radial direction of the outer circumferential surface (mask surface P1) of the rotating mask M, and focus shifts of the mask surface P1 with respect to the projection optical system PL. The foreign matter inspection apparatus CD which detects the foreign material adhering on the focus measuring apparatus AFM which detects this, and the mask surface P1 can be provided. Although these can be arrange | positioned in arbitrary orientations of the periphery of the outer peripheral surface of the mask M, it is good to provide in the direction which avoided the insertion and removal movement space of the mask M at the time of mask replacement.

또, 인코더 헤드(EH1)의 스케일 판독 위치는, 제1 축(AX1)과 직교하는 XZ면에서는, 마스크(M) 상의 홀수번째의 조명 영역(IR1, IR3, IR5)의 둘레 방향의 중심 위치(도 5 또는 도 7 중의 교점 Q1)에 일치하도록 설치되고, 인코더 헤드(EH2)의 스케일 판독 위치는, XZ면에서는, 마스크(M) 상의 짝수번째의 조명 영역(IR2, IR4, IR6)의 둘레 방향의 중심 위치에 일치하도록 설치된다. 또, 인코더 헤드(EH1, EH2)에 의해서 계측되는 스케일은, 마스크 유지 드럼(21)(마스크(M))의 양단부의 외주면에 마스크 패턴과 함께 형성해도 좋다. In addition, the scale reading position of the encoder head EH1 is the center position in the circumferential direction of the odd illumination regions IR1, IR3, IR5 on the mask M on the XZ plane orthogonal to the first axis AX1. It is provided so as to coincide with the intersection point Q1 in FIG. 5 or FIG. 7, and the scale readout position of the encoder head EH2 is in the circumferential direction of the even illumination regions IR2, IR4, IR6 on the mask M in the XZ plane. It is installed to match the center position of the. In addition, the scale measured by the encoder heads EH1 and EH2 may be formed together with the mask pattern on the outer circumferential surfaces of both ends of the mask holding drum 21 (mask M).

노광 장치(U3d)는, 기판(P) 상의 마크 등을 검출하는 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2) 외에, 기판 지지 드럼(25)의 회전 각도 등을 검출하기 위한 인코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)를 가지고 있다. 이들은, 기판 지지 드럼(25)의 둘레 방향을 따라서 배치된다. 인코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)는, 예를 들면, 기판 지지 드럼(25)의 제2 축(AX2)의 방향에서의 양단부에 장착되어 기판 지지 드럼(25)과 함께 제2 축(AX2)을 중심으로 하여 회전하는 스케일 원반의 외주면 또는 기판 지지 드럼(25)의 제2 축(AX2)의 방향에서의 양단의 외주면에 새겨서 마련된 스케일(둘레 방향으로 일정 피치로 새겨서 마련된 격자 모양의 패턴)을 판독한다. The exposure apparatus U3d includes encoder heads EN1, EN2, EN3, EN4 for detecting the rotation angle of the substrate support drum 25, etc., in addition to the alignment microscopes AM1, AM2 for detecting the marks on the substrate P and the like. Has) These are disposed along the circumferential direction of the substrate supporting drum 25. The encoder heads EN1, EN2, EN3, EN4 are mounted at both ends in the direction of the second axis AX2 of the substrate support drum 25, for example, and are mounted together with the substrate support drum 25. A grid-like pattern provided by engraving on the outer circumferential surface of the scale disk rotating around AX2) or on the outer circumferential surface of both ends in the direction of the second axis AX2 of the substrate supporting drum 25 (engraved at a constant pitch in the circumferential direction). ).

또, 인코더 헤드(EN1)의 스케일 판독 위치는, 제2 축(AX2)과 직교하는 XZ면에서는, 얼라이먼트 현미경(AM1)의 관찰 시야의 둘레 방향의 위치에 일치하도록 설치되고, 인코더 헤드(EN4)의 스케일 판독 위치는, XZ면에서는, 얼라이먼트 현미경(AM2)의 관찰 시야의 둘레 방향의 위치에 일치하도록 설치된다. 마찬가지로, 인코더 헤드(EN2)의 스케일 판독 위치는, 기판(P) 상의 홀수번째의 투영 영역(PA1, PA3, PA5)의 둘레 방향의 중심 위치에 일치하도록 설치되고, 인코더 헤드(EN3)의 스케일 판독 위치는, XZ면에서는, 기판(P) 상의 짝수번째의 투영 영역(PA2, PA4, PA6)의 둘레 방향의 중심 위치에 일치하도록 설치된다. Moreover, the scale reading position of encoder head EN1 is provided so that it may correspond to the position of the circumferential direction of the observation visual field of alignment microscope AM1 in the XZ plane orthogonal to 2nd axis AX2, and encoder head EN4. The scale readout position is provided so as to coincide with the position in the circumferential direction of the observation field of the alignment microscope AM2 on the XZ plane. Similarly, the scale readout position of the encoder head EN2 is provided so as to coincide with the center position in the circumferential direction of the odd projection areas PA1, PA3, PA5 on the substrate P, and the scale readout of the encoder head EN3. In the XZ plane, the position is provided so as to coincide with the center position in the circumferential direction of the even-numbered projection regions PA2, PA4, and PA6 on the substrate P.

게다가, 도 2에 나타내는 바와 같이, 노광 장치(U3d)는, 마스크(M)를 교환하기 위한 교환 기구(150)를 구비하고 있다. 교환 기구(150)는, 노광 장치(U3d)가 유지하고 있는 마스크(M)를, 곡률 반경 Rm이 동일한 다른 마스크(M)로 교환하거나, 곡률 반경 Rm이 다른 별도의 마스크(M)로 교환하거나 할 수 있다. 곡률 반경 Rm이 동일한 마스크(M)로 교환하는 경우, 교환 기구(150)는, 마스크(M)만을 마스크 유지 드럼(21)으로부터 떼어내어 교환해도 괜찮고, 마스크 유지 드럼(21)마다 마스크(M)를 노광 장치(U3d)로부터 떼어내어 교환해도 괜찮다. 곡률 반경 Rm이 다른 마스크(M)로 교환하는 경우, 교환 기구(150)는, 마스크 유지 드럼(21)마다 마스크(M)를 노광 장치(U3d)로부터 떼어내어 교환할 수 있다. 마스크(M)와 마스크 유지 드럼(21)이 일체로 되어 있는 경우도, 교환 기구(150)는 양자를 일체로 하여 교환한다. 교환 기구(150)는, 마스크(M) 또는 마스크(M)와 마스크 유지 드럼(21)과의 조립체를 노광 장치(U3d)에 장착 및 노광 장치(U3d)로부터 떼어낼 수 있으면, 어떠한 구조라도 괜찮다. In addition, as shown in FIG. 2, the exposure apparatus U3d is provided with an exchange mechanism 150 for exchanging the mask M. The exchange mechanism 150 replaces the mask M held by the exposure apparatus U3d with another mask M having the same radius of curvature Rm, or another mask M having a different radius of curvature Rm. can do. When replacing with the mask M with the same curvature radius Rm, the exchange mechanism 150 may remove and replace only the mask M from the mask holding drum 21, and may replace and replace the mask M for every mask holding drum 21; May be removed from the exposure apparatus U3d and replaced. When the curvature radius Rm exchanges with another mask M, the exchange mechanism 150 can remove the mask M from the exposure apparatus U3d for every mask holding drum 21, and may replace. Even when the mask M and the mask holding drum 21 are integrated, the exchange mechanism 150 replaces both of them integrally. The exchange mechanism 150 may be any structure as long as the mask M or the assembly of the mask M and the mask holding drum 21 can be attached to the exposure apparatus U3d and detached from the exposure apparatus U3d. .

노광 장치(U3d)는, 교환 기구(150)를 구비하는 것에 의해서, 직경이 다른 마스크(M)를 자동적으로 장착하여 기판(P)에 마스크 패턴을 노광할 수 있다. 이 때문에, 노광 장치(U3d)를 구비하는 디바이스 제조 시스템(1)은, 제조할 디바이스(표시 패널)의 치수에 따라서 적절한 직경의 마스크(M)를 이용할 수 있다. 그 결과, 디바이스 제조 시스템(1)은, 기판(P)의 사용되지 않은 여백 부분의 발생을 억제할 수 있어, 기판(P)의 낭비를 억제하여, 디바이스의 제조 코스트를 저감할 수 있다. 이와 같이, 교환 기구(150)를 구비하는 노광 장치(U3d)는, 디바이스 제조 시스템(1)이 제조하는 디바이스(표시 패널) 치수의 선택의 자유도가 크기 때문에, 노광 장치 자체를 바꾸는 등의 과대한 설비 투자를 필요로 하지 않고, 다른 인치 사이즈의 표시 패널을 효율적으로 제조할 수 있다고 하는 이점이 있다. By providing the exchange mechanism 150, the exposure apparatus U3d can automatically mount the mask M from which diameter differs, and can expose the mask pattern to the board | substrate P. FIG. For this reason, the device M with the exposure apparatus U3d 1 can use the mask M of a suitable diameter according to the dimension of the device (display panel) to manufacture. As a result, the device manufacturing system 1 can suppress generation | occurrence | production of the unused blank part of the board | substrate P, can suppress waste of the board | substrate P, and can reduce the manufacturing cost of a device. Thus, since the exposure apparatus U3d provided with the exchange mechanism 150 has a large degree of freedom of selection of the device (display panel) dimension which the device manufacturing system 1 manufactures, the exposure apparatus itself changes excessively, for example. There is an advantage that it is possible to efficiently manufacture display panels of different inch sizes without requiring equipment investment.

직경이 다른 마스크(M)로 교환한 경우, 양쪽 모두의 마스크(M) 사이에서는, 마스크면(P1)의 곡률 및 제1 축(AX1)의 Z방향에서의 위치 등이 다른 것에 의해, 조명 광속(EL1)과 마스크(M)와 투영 광속(EL2)과의 관계, 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)의 위치 및 조명 광속(EL1)의 주광선의 비텔레센트릭의 정도 등이, 직경이 다른 마스크(M)끼리의 사이에서 변화하거나, 인코더 헤드(EH1, EH2)와 스케일 원반(SD)과의 위치 관계가 다르거나 한다. When the mask M is replaced with a different diameter M, the curvature of the mask surface P1 and the position in the Z direction of the first axis AX1 and the like are different between the masks M in both directions. The relationship between the EL1 and the mask M and the projection luminous flux EL2, the position of the illumination region IR on the mask M and the degree of non-telecentricity of the chief ray of the illumination luminous flux EL1, etc. It may change between different masks, or the positional relationship between encoder heads EH1 and EH2 and scale disk SD may differ.

따라서, 노광 장치(U3d)의 마스크(M)를, 직경이 다른 마스크(M)로 교환한 경우, 마스크(M)의 마스크면(P1)에 형성된 마스크 패턴의 상을 기판(P)에 적절한 상질로 투영 노광함과 아울러, 멀티 렌즈 방식의 경우는, 복수의 투영 영역(PA1 ~ PA6)의 각각에 나타내어지는 마스크 패턴상을, 양호한 정밀도로 이어붙이도록, 노광 장치(U3d) 내의 관련 기구 및 이것에 관계하는 부분을 조정할 필요가 있다. Accordingly, when the mask M of the exposure apparatus U3d is replaced with a mask M having a different diameter, the image of the mask pattern formed on the mask surface P1 of the mask M is suitable for the substrate P. In the case of the multi-lens system, the associated mechanism in the exposure apparatus U3d and the like so as to connect the mask pattern images shown in each of the plurality of projection areas PA1 to PA6 with good accuracy. You need to adjust the relevant part.

본 실시 형태에서는, 직경이 다른 마스크(M)로 교환했을 때에는, 예를 들면, 하위 제어 장치(16)를 조정용 제어부(조정부)로서 이용하여, 노광 장치(U3d)의 각 부, 구체적으로는 조명 광학계(IL) 또는 투영 광학계(PL)를 구성하는 광학 부재의 적어도 일부의 위치를 변경하거나, 광학 부재의 일부를 다른 특성의 부재로 전환하거나 하는 등의 조정을 행한다. 이와 같이 함으로써, 마스크(M)의 교환후에, 노광 장치(U3d)는 기판(P)에 대해서 적절하게 또한 양호하게 노광할 수 있다. 즉, 노광 장치(U3d)는, 디바이스의 사이즈에 대해서 자유도가 큰 노광, 즉 지름이 다른 사이즈의 마스크(M)를 이용한 노광을 적절하게 또한 양호하게 실현할 수 있다. 다음으로, 노광 장치(U3d)가 사용하는 마스크(M)를, 직경이 다른 마스크(M) 또는 지름이 같은 별도의 마스크(M)로 교환하는 순서의 개략과 노광 장치(U3d)의 조정의 구체적인 예에 관해서 설명한다. In this embodiment, when replacing with the mask M from a different diameter, each part of the exposure apparatus U3d is used, for example, using the lower control apparatus 16 as an adjustment control part (adjustment part), specifically, illumination. The position of at least a part of the optical member constituting the optical system IL or the projection optical system PL is changed, or a part of the optical member is switched to a member having different characteristics. By doing in this way, after the mask M is replaced, the exposure apparatus U3d can expose suitably and favorably with respect to the board | substrate P. As shown in FIG. That is, the exposure apparatus U3d can appropriately and satisfactorily realize the exposure having a large degree of freedom with respect to the size of the device, that is, the exposure using the mask M having a size different in diameter. Next, the outline of the procedure of replacing the mask M used by exposure apparatus U3d with the mask M from which diameter differs, or another mask M of the same diameter, and the adjustment of exposure apparatus U3d specific An example is demonstrated.

도 24는, 노광 장치가 이용하는 마스크를 다른 마스크로 교환할 때의 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 도 25는, 홀수번째의 제1 투영 광학계의 마스크측의 시야 영역의 위치와 짝수번째의 제2 투영 광학계의 마스크측의 시야 영역의 위치와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 26은, 마스크의 정보를 기억한 정보 기억부를 표면에 가지는 마스크를 나타내는 사시도이다. 도 27은, 노광 조건이 기술된 노광 조건 설정 테이블의 모식도이다. 24 is a flowchart illustrating a procedure when the mask used by the exposure apparatus is replaced with another mask. 25 is a diagram illustrating a relationship between the position of the viewing area on the mask side of the odd-numbered first projection optical system and the position of the viewing area on the mask side of the even-numbered second projection optical system. Fig. 26 is a perspective view showing a mask having an information storage unit on the surface which stores mask information. 27 is a schematic diagram of an exposure condition setting table in which exposure conditions are described.

노광 장치(U3d)가 사용하는 마스크(M)를 다른 직경의 마스크(M)로 교환하는 경우, 스텝 S101에서, 도 23에 나타내는 하위 제어 장치(16)는, 마스크(M)의 교환 동작을 개시한다. 구체적으로는, 하위 제어 장치(16)는, 교환 기구(150)를 구동하여 현재 노광 장치(U3d)에 장착되어 있는 마스크(M)를 떼어낸 후, 교환 기구(150)를 구동하여 교환 대상의 마스크(M)를 노광 장치(U3d)에 장착한다. 이 교환에서는, 교환 기구(150)는, 마스크(M)를 가지는 마스크 유지 드럼(21)을, 제1 축(AX1)이 되는 샤프트마다 떼어내고, 직경이 다른 마스크(M) 및 마스크 유지 드럼(21)을 노광 장치(U3d)에 장착한다. 그 때, 마스크 유지 드럼(21)의 양단부에 스케일 원반(SD)이 제1 축(AX1)과 동축에 장착되어 있는 경우는, 그 스케일 원반(SD)마다 교환하는 것이 좋다. When replacing the mask M used by the exposure apparatus U3d with the mask M of a different diameter, the lower control apparatus 16 shown in FIG. 23 starts an exchange operation | movement of the mask M in step S101. do. Specifically, the lower control device 16 drives the exchange mechanism 150 to remove the mask M currently mounted on the exposure apparatus U3d, and then drives the exchange mechanism 150 to replace the replacement object. The mask M is attached to the exposure apparatus U3d. In this exchange, the exchange mechanism 150 removes the mask holding drum 21 having the mask M for each shaft serving as the first axis AX1, and the mask M and the mask holding drum ( 21 is mounted on the exposure apparatus U3d. In that case, when the scale disk SD is mounted coaxially with the 1st axis | shaft AX1 at the both ends of the mask holding drum 21, it is good to replace | exchange for every scale disk SD.

본 실시 형태에서는, 직경이 다른 마스크(M)로 교환함에 있어서, 새롭게 노광 장치(U3d)에 장착되는 마스크(M)(마스크면(P1))의 직경에 근거하여, 마스크 유지 드럼(21)의 회전 중심축인 제1 축(AX1)의 Z축 방향에서의 샤프트 지지 위치가 변경된다. 이 때문에, 노광 장치(U3d)는, 마스크 유지 드럼(21)을 회전 가능하게 지지하는 베어링 장치를 Z축 방향으로 이동할 수 있는 기구를 가지고 있다. In this embodiment, when replacing with the mask M from which a diameter differs, the mask holding drum 21 of the mask holding drum 21 is based on the diameter of the mask M (mask surface P1) newly attached to exposure apparatus U3d. The shaft support position in the Z axis direction of the first axis AX1 which is the rotation center axis is changed. For this reason, the exposure apparatus U3d has the mechanism which can move the bearing apparatus which rotatably supports the mask holding drum 21 to Z-axis direction.

이 베어링 장치는, 마스크 유지 드럼(21)의 양단측으로 돌출하는 제1 축(AX1)이 되는 샤프트의 각각을 회전 가능하게 축 지지하는 베어링(볼 베어링, 니들 베어링 등의 접촉형 또는 에어·베어링 등의 비접촉형)을 가진다. 접촉형의 베어링은, 마스크 유지 드럼(21)의 샤프트에 고정되는 내륜(內輪)과, 노광 장치(U3d)의 본체측에 고정되는 외륜(外輪)과, 내륜과 외륜과의 사이에 끼워 넣어진 볼 또는 니들로 구성된다. This bearing device is a bearing (a contact type such as a ball bearing, a needle bearing or the like, or an air bearing, etc.) for supporting a shaft of each of the shafts serving as the first shafts AX1 protruding to both ends of the mask holding drum 21 in a rotatable manner. Non-contact type). The contact bearing is sandwiched between an inner ring fixed to the shaft of the mask holding drum 21, an outer ring fixed to the main body side of the exposure apparatus U3d, and an inner ring and the outer ring. Consists of a ball or needle.

원활한 마스크 교환을 위해서는, 마스크 유지 드럼(21)의 샤프트측에 접촉형 베어링의 내륜과 외륜 양쪽 모두가 장착된 상태에서, 노광 장치(U3d)의 본체측의 베어링 장치로부터 접촉형 베어링의 외륜이 빠지는 구조로 하는 것이 좋다. 또, 노광 장치(U3d)의 본체측의 베어링 장치는, 제1 축(AX1)(샤프트)이 제2 축(AX2)(Y축)과 평행하게 되도록, YZ면내에서의 기울기를 조정하는 Z구동 기구를 포함함과 아울러, 제1 축(AX1)(샤프트)이 중심면(CL)과도 평행하게 되도록, XY면내에서의 기울기를 조정하기 위한 X구동 기구를 가진다. For smooth mask replacement, the outer ring of the contact bearing is removed from the bearing device on the main body side of the exposure apparatus U3d with both the inner ring and the outer ring of the contact bearing mounted on the shaft side of the mask holding drum 21. It is good to have a structure. In addition, the bearing device on the main body side of the exposure apparatus U3d has a Z drive for adjusting the inclination in the YZ plane so that the first axis AX1 (shaft) is parallel to the second axis AX2 (Y axis). In addition to the mechanism, the X-axis driving mechanism is provided for adjusting the inclination in the XY plane such that the first axis AX1 (shaft) is also parallel to the center plane CL.

도 25는, 마스크 유지 드럼(21)에 유지된 마스크(M)를, 이들 보다도 직경이 작은 마스크 유지 드럼(21a)에 유지된 마스크(Ma)로 교환하는 경우의 상태를 나타내고 있다. 마스크(M)는 곡률 반경이 Rm이며, 마스크(Ma)는 곡률 반경이 Rma(Rma<Rm)이다. 도 25의 IRa는, 제1 투영 광학계(도 23에 나타내는 제1 투영 광학계(PL1), 제3 투영 광학계(PL3) 및 제5 투영 광학계(PL5))의 마스크(M)측의 시야 영역(조명 광학계(IL)로부터의 조명 광속(EL1)이 마스크(M)에 조사되는 홀수번째의 조명 영역(IR1, IR3, IR5)에 상당)이며, IRb는, 제2 투영 광학계(도 23에 나타내는 제2 투영 광학계(PL2), 제4 투영 광학계(PL4) 및 제6 투영 광학계(PL6))의 마스크(M)측의 시야 영역(조명 광학계(IL)로부터의 조명 광속(EL1)이 마스크(M)에 조사되는 짝수번째의 조명 영역(IR2, IR4, IR6)에 상당)이다. FIG. 25 shows a state when the mask M held on the mask holding drum 21 is replaced with the mask Ma held on the mask holding drum 21a having a smaller diameter than these. The mask M has a radius of curvature Rm, and the mask Ma has a radius of curvature Rma (Rma &lt; Rm). IRa of FIG. 25 is the viewing area (lighting) of the mask M side of 1st projection optical system (1st projection optical system PL1 shown in FIG. 23, 3rd projection optical system PL3, and 5th projection optical system PL5). The illumination light beam EL1 from the optical system IL corresponds to the odd illumination regions IR1, IR3, IR5 irradiated to the mask M, and IRb is a second projection optical system (second shown in FIG. 23). The illumination light beam EL1 from the illumination region EL system from the mask M side of the projection optical system PL2, the fourth projection optical system PL4, and the sixth projection optical system PL6 is applied to the mask M. It corresponds to the even illumination region IR2, IR4, IR6 irradiated).

본 실시 형태에서는, 마스크(M)를 마스크(Ma)로 교환하는 전후에서, Z축 방향에서의 제1 투영 광학계의 시야 영역(IRa)의 위치와, Z방향에서의 제2 투영 광학계의 시야 영역(IRb)의 위치가 변하지 않도록 하는 것이 바람직하다. Z축 방향은, 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 회전 중심축(제1축(AX))과 기판 지지 드럼(25)의 회전 중심축(제2 축(AX2))과의 양쪽 모두에 직교하고, 중심면(CL)을 따른 방향이다. Z축 방향에서의 시야 영역(IRa)과 시야 영역(IRb)과의 공간적인 배치 관계가 마스크(M)의 교환의 전후에서 변하지 않도록 함으로써, 조명 광학계(IL) 및 투영 광학계(PL)의 조정, 각종의 계측용 기기(인코더 헤드(EH1, EH2), 얼라이먼트 현미경(GS1, GS2) 등)의 위치 조정 또는 이들과 관련하는 부품의 변경 등을 최소한으로 억제할 수 있다. In this embodiment, before and after replacing the mask M with the mask Ma, the position of the viewing area IRa of the first projection optical system in the Z axis direction, and the viewing area of the second projection optical system in the Z direction. It is preferable that the position of (IRb) does not change. The Z-axis direction is between the rotation center axis (first axis AX) of the mask M (mask holding drum 21) and the rotation center axis (second axis AX2) of the substrate support drum 25. It is orthogonal to both, and is a direction along the center plane CL. Adjustment of the illumination optical system IL and the projection optical system PL by ensuring that the spatial arrangement relationship between the viewing area IRa and the viewing area IRb in the Z-axis direction does not change before and after the replacement of the mask M, Position adjustment of various measuring instruments (encoder heads EH1, EH2, alignment microscopes GS1, GS2, etc.), or the change of the parts related to these, etc. can be suppressed to the minimum.

본 실시 형태는, 도 23에서 나타낸 바와 같은 멀티 렌즈 방식을 전제로 하지만, 마스크(M)의 외주면의 둘레 방향의 1개소에 설정되는 조명 영역(IR) 내의 패턴을 투영 영역(PA) 내에 투영하는 투영 광학계를, Y방향으로 단일 또는 복수개 배열하는 노광 장치의 경우, 그 조명 영역(IR)과 투영 영역(PA)과의 둘레 방향의 각 중심을, 모두 중심면(CL) 상에 배치하는 것이 좋다. 그러한 노광 장치에서는, 반경(곡률 반경) Rm인 마스크(M)를 반경 Rma(Rma<Rm)인 원통 마스크(Ma)로 교환하는 경우, 마스크(Ma)의 회전 중심(샤프트)이 Z방향으로 반경차(Rma-Rm)만큼 위치 시프트하도록 베어링 장치를 Z구동시키면 된다. This embodiment assumes a multi-lens system as shown in FIG. 23, but projects the pattern in the illumination area IR set at one location in the circumferential direction of the outer circumferential surface of the mask M into the projection area PA. In the case of the exposure apparatus which arrange | positions a single or multiple projection optical system in a Y direction, it is good to arrange all centers of the circumferential direction of the illumination area | region IR and the projection area | region PA on the center plane CL. . In such an exposure apparatus, when the mask M having a radius (curvature radius) Rm is replaced with a cylindrical mask Ma having a radius Rma (Rma <Rm), the rotational center (shaft) of the mask Ma has a radius in the Z direction. What is necessary is just to drive Z a bearing apparatus so that a position shift may be carried out by difference Rma-Rm.

그렇지만, 본 실시 형태의 멀티 렌즈 방식에서는, 마스크(M)의 외주면 상의 둘레 방향의 떨어진 2개소 중 일방에, 홀수번째의 투영 광학계의 시야 영역(IRa)(홀수번째의 투영 영역(PA)과 공역인 물면(物面))이 위치하고, 타방에 짝수번째의 투영 광학계의 시야 영역(IRb)(짝수번째의 투영 영역(PA)과 공역인 물면)이 위치하기 때문에, 단순히 반경차(Rma-Rm)만큼 마스크(Ma)를 Z방향으로 위치 변경해도, 반경차의 정도에 따라서는, 양호한 포커스 정밀도(또는 양호한 이음 위치 정밀도)가 얻어지지 않는 경우가 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 교환되는 원통 마스크의 외주면이, 홀수번째의 투영 광학계의 시야 영역(IRa)(물면)과 짝수번째의 투영 광학계의 시야 영역(IRb)(물면) 양쪽 모두에 정확하게 합치하도록 베어링 장치를 Z구동시킨다. However, in the multi-lens system of the present embodiment, one of two locations in the circumferential direction on the outer circumferential surface of the mask M is in the field of view IRa (the odd projection area PA) of the odd-numbered projection optical system. Since the phosphorus surface is located, and the other field of view area IRb (the surface of water conjugated with the even projection area PA) is located on the other side, the radius difference Rma-Rm is simply Even if the position of the mask Ma is changed in the Z direction, good focus accuracy (or good joint position accuracy) may not be obtained depending on the degree of the radius difference. Therefore, in the present embodiment, the outer peripheral surface of the cylindrical mask to be exchanged is exactly coincident with both the viewing area IRa (water plane) of the odd-numbered projection optical system and the viewing area IRb (water plane) of the even-numbered projection optical system. Z drive the bearing unit.

이상의 실시 형태에서는, 홀수번째의 투영 광학계(PL1, PL3, PL5)의 시야 영역(IRa)과, 짝수번째의 투영 광학계(PL2, PL4, PL6)의 시야 영역(IRb)과의 노광 장치 내에서의 위치(XYZ의 각 방향)가 변하지 않도록, 장착되는 원통 마스크의 직경에 따라서, 원통 마스크의 Z방향의 위치를 바꿀 수 있도록 했다. 이와 같이, 시야 영역(IRa, IRb)의 위치를 바꾸지 않도록 하면, 지름이 다른 원통 마스크에 대한 장치측의 변경 개소나 조정 개소가 적어도 된다고 하는 이점이 있다. 그렇지만, 그 경우, 원통 마스크를 회전시키는 모터 및 XYZ 방향으로 미동시키는 액추에이터 등의 구동계도 전체적으로 Z방향으로 이동시키게 되어, 구동계의 안정성을 해칠 가능성도 있다. In the above embodiment, in the exposure apparatus of the viewing area IRa of the odd-numbered projection optical systems PL1, PL3, PL5 and the viewing area IRb of the even-numbered projection optical systems PL2, PL4, PL6. The position in the Z direction of the cylindrical mask can be changed in accordance with the diameter of the cylindrical mask to be mounted so that the position (each direction of XYZ) does not change. In this way, if the positions of the viewing areas IRa and IRb are not changed, there is an advantage that the change point and the adjustment point on the device side with respect to the cylindrical mask having different diameters are at least reduced. However, in that case, drive systems, such as a motor which rotates a cylindrical mask, and an actuator which slides in an XYZ direction, will also move to Z direction as a whole, and may have the stability of a drive system.

그래서, 구동계의 안정성을 유지할 수 있는 이점을 얻기 위해서, 노광 장치 내에서의 원통 마스크의 회전 중심(제1 축(AX1), 샤프트)의 Z위치(또는 X위치)는 변화시키지 않고, 지름이 다른 원통 마스크를 장착하도록 해도 괜찮다. 이와 같이 하면, 구동계의 안정성을 유지할 수 있는 이점 외에, 지름이 일정한 회전축에 대해서 외측에 장착되는 중공 모양의 원통 마스크(외주면의 반경이 다름)만을 교환하면 된다는 특징적인 효과가 얻어진다. 그것에 대응하기 위해, 노광 장치측에서는, 각 투영 광학계의 핀트 위치의 조정을 필두로, 각종 얼라이먼트 센서(현미경)의 원통 마스크에 대한 핀트 위치의 조정, 시야 영역(IRa, IRb) 및 얼라이먼트 센서의 검출 시야의 XYZ 방향으로의 위치 조정, 조명 광속(EL1)의 주광선의 기울기와 수렴 정도의 조정 또는 홀수번째의 투영 광학계(PL1, PL3, PL5)와 짝수번째의 투영 광학계(PL2, PL4, PL6)와의 간격 조정 등이 가능한 구성으로 해 두는 것이 바람직하다. Therefore, in order to obtain the advantage of maintaining the stability of the drive system, the Z position (or X position) of the rotation center (first axis AX1, shaft) of the cylindrical mask in the exposure apparatus is not changed, and the diameter is different. You can also wear a cylindrical mask. In this way, in addition to the advantage of maintaining the stability of the drive system, the characteristic effect is that only the cylindrical cylindrical mask (the radius of the outer circumferential surface thereof) mounted on the outside with respect to the rotation axis of constant diameter is obtained. In order to cope with this, on the exposure apparatus side, the adjustment of the focus position of each projection optical system is required, and the adjustment of the focus position with respect to the cylindrical masks of various alignment sensors (microscopes), the field of view IRa, IRb, and the detection field of view of the alignment sensor The position in the XYZ direction, the inclination and the degree of convergence of the chief ray of the illumination light beam EL1, or the interval between the odd projection optical systems PL1, PL3, PL5 and the even projection optical systems PL2, PL4, PL6 It is preferable to set it as the structure which can be adjusted.

그런데, 본 실시 형태에서는, 도 23에서 나타낸 바와 같이, 교환 기구(150)에 의해서, 마스크(M)(및 마스크 유지 드럼(21))를 베어링 장치로부터 취출하여, 별도로 준비되어 있는 마스크(Ma)(마스크 유지 드럼(21a) 부착)를 베어링 장치에 장착한다. 마스크(M)의 취출시 및 마스크(Ma)의 장착시에, 도 23 중의 초점 계측 장치(AFM)나 이물 검사 장치(CD)가 마스크나 교환 기구(150)의 일부와 공간적으로 간섭하는 경우는, 그들을 일시적으로 회피시켜 둔다. 또, 도 23과 같이, 제1 축(AX1)을 지지하는 베어링 장치에 대해서, -Z방향으로는 투영 광학계(PL) 및 조명 광학계(IL)가 위치하고, -X방향으로는 얼라이먼트 현미경(GS1, GS2)이 위치하므로, 마스크(M)나 마스크(Ma)의 반출, 반입이 가능한 방향은, 베어링 장치에 대해서, +Z방향이나 +X방향 또는 ±Y방향(제1 축(AX1)의 방향)이 된다. By the way, in this embodiment, as shown in FIG. 23, the mask M (and mask holding drum 21) is taken out from a bearing apparatus by the exchange mechanism 150, and the mask Ma prepared separately. (With the mask holding drum 21a) is attached to the bearing device. When taking out the mask M and attaching the mask Ma, when the focus measuring device AFM and the foreign material inspection device CD in FIG. 23 interfere with the mask or a part of the exchange mechanism 150 spatially, Temporarily evade them. 23, the projection optical system PL and the illumination optical system IL are positioned in the -Z direction with respect to the bearing device supporting the first axis AX1, and the alignment microscope GS1, in the -X direction. Since GS2) is located, the direction in which the mask M and the mask Ma can be taken out and taken in is the + Z direction, the + X direction, or the ± Y direction (direction of the first axis AX1) with respect to the bearing device. .

마스크(M)가 직경이 다른 마스크(Ma)로 교환되면 스텝 S102로 진행되며, 하위 제어 장치(16)는, 교환후, 노광 장치(U3d)에 장착되어 있는 마스크(Ma)에 대한 정보(교환후 마스크 정보)를 취득한다. 교환후 마스크 정보는, 예를 들면, 직경, 둘레 길이, 폭, 두께 등의 치수, 공차, 패턴의 종류, 마스크면(P1)의 진원도, 편심 특성 또는 평탄도 등 마스크에 기인하는 각종의 제원값 및 보정값 등이다. When the mask M is replaced with a mask Ma having a different diameter, the process proceeds to step S102. The lower control device 16 exchanges information about the mask Ma mounted on the exposure apparatus U3d after the replacement (exchange). Post mask information). The mask information after exchange includes various specifications due to the mask, such as dimensions such as diameter, circumferential length, width, thickness, tolerance, type of pattern, roundness, eccentricity or flatness of the mask surface P1. And correction values.

이들 정보는, 예를 들면, 도 26에 나타내는 바와 같이, 마스크 유지 드럼(21a)의 표면에 마련한 정보 기억부(19)에 기억되어 있다. 정보 기억부(19)는, 예를 들면, 바코드, 홀로그램, 또는 IC태그 등이다. 본 실시 형태에서는, 정보 기억부(19)는, 마스크 유지 드럼(21a)의 표면에 마련되어 있지만, 마스크(Ma)에 디바이스용 패턴과 함께 마련되어 있어도 괜찮다. 본 실시 형태에서, 원통 마스크의 표면이라고 할 때에는, 마스크(Ma)의 표면 및 마스크 유지 드럼(21a)의 표면 모두 포함하는 것으로 한다. 도 26에서, 정보 기억부(19)는 마스크 유지 드럼(21a)의 원통 모양의 외주면에 마련되지만, 마스크 유지 드럼(21a)의 축선 방향의 단면부(端面部)에 마련해도 좋다. For example, as shown in FIG. 26, these pieces of information are stored in the information storage unit 19 provided on the surface of the mask holding drum 21a. The information storage unit 19 is, for example, a bar code, a hologram, an IC tag, or the like. In this embodiment, although the information storage part 19 is provided in the surface of the mask holding drum 21a, you may provide in the mask Ma with the device pattern. In this embodiment, when referring to the surface of a cylindrical mask, both the surface of the mask Ma and the surface of the mask holding drum 21a shall be included. In FIG. 26, although the information storage part 19 is provided in the cylindrical outer peripheral surface of the mask holding drum 21a, you may provide in the end surface part of the axial direction of the mask holding drum 21a.

하위 제어 장치(16)는, 판독 장치(17)가 정보 기억부(19)로부터 판독한 교환후 마스크 정보를 취득한다. 판독 장치(17)는, 정보 기억부(19)가 바코드인 경우는 바코드 리더, IC태그인 경우는 IC태그 리더 등을 이용할 수 있다. 정보 기억부(19)는, 마스크(Ma)에 미리 정보가 써넣어진 부분이라도 좋다. The lower control device 16 acquires the exchanged mask information read by the reading device 17 from the information storage unit 19. The reading device 17 can use a bar code reader when the information storage unit 19 is a bar code, an IC tag reader or the like when it is an IC tag. The information storage unit 19 may be a portion in which information has been previously written in the mask Ma.

교환후 마스크 정보는, 노광 조건에 관한 노광 정보에 포함되어 있어도 괜찮다. 노광 정보는, 노광 대상인 기판(P)의 정보, 기판(P)의 주사 속도, 조명 광속(EL1)의 파워 등 노광 장치(U3d)가 기판(P)에 노광 처리를 실시할 때에 필요한 정보이다. 본 실시 형태에서는, 노광 정보에 교환후 마스크 정보를 가미하여, 각종의 조정 및 보정을 행함과 아울러, 노광시의 장치 운전 상의 레시피 조건 및 파라미터의 설정이 행하여진다. 노광 정보는, 예를 들면, 도 27에 나타내는 노광 정보 격납 테이블(TBL)에 기억되어 있으며, 하위 제어 장치(16)의 기억부 또는 상위 제어 장치(5)의 기억부에 기억되어 있다. 하위 제어 장치(16)는, 전술한 기억부로부터 노광 정보 격납 테이블(TBL)을 판독하여, 교환후 마스크 정보를 취득한다. 또, 교환후 마스크 정보는, 하위 제어 장치(16) 또는 상위 제어 장치(5)에의 입력장치(키보드 또는 마우스 등)를 매개로 하여 입력된 것이라도 좋다. 이 경우, 하위 제어 장치(16)는, 전술한 입력장치로부터 교환후 마스크 정보를 취득한다. 하위 제어 장치(16)가 교환후 마스크 정보를 취득하면, 스텝 S103으로 진행된다. The mask information after replacement may be included in exposure information regarding exposure conditions. Exposure information is information required when the exposure apparatus U3d performs exposure processing to the board | substrate P, such as the information of the board | substrate P which is exposure object, the scanning speed of the board | substrate P, and the power of illumination light beam EL1. In the present embodiment, after exchanging the mask information to the exposure information, various adjustments and corrections are made, and the recipe conditions and parameters on the device operation during exposure are set. For example, the exposure information is stored in the exposure information storage table TBL shown in FIG. 27, and is stored in the storage unit of the lower control device 16 or the storage unit of the upper control device 5. The lower control device 16 reads the exposure information storage table TBL from the storage unit described above, and acquires post-exchange mask information. The mask information after exchange may be input via an input device (keyboard or mouse, etc.) to the lower control device 16 or the upper control device 5. In this case, the lower control device 16 obtains post-exchange mask information from the above-described input device. When the lower control device 16 acquires the mask information after the replacement, the process proceeds to step S103.

스텝 S103에서, 하위 제어 장치(16)는, 교환후의 마스크(Ma)의 직경에 따라 노광 장치(U3d)의 조정이 필요한 부분 및 조정에 필요한 조건에 관한 데이터를 수집하거나 연산하거나 한다. 조정이 필요한 부분으로서는, 예를 들면, 마스크(M)의 Z축 방향에서의 위치, 조명 광학계(IL), 투영 광학계(PL), 마스크(M)의 회전 속도, 노광폭(조명 영역(IR)의 둘레 방향의 폭), 인코더 헤드(EH1, EH2)의 위치 또는 자세, 얼라이먼트 현미경(GS1, GS2)의 위치 또는 자세 등이다. 또, 본 실시 형태에서는, 교환후의 마스크(Ma)의 회전 중심축(제1 축(AX1a))이, 교환전의 마스크(M)의 회전 중심 위치로부터 Z축 방향으로 시프트하기 때문에, 마스크(Ma)를 구동하는 구동원(예를 들면, 전동기)의 출력축이 마스크(Ma)의 샤프트와 연결 가능하도록, 구동원의 노광 장치 본체 내에서의 장착 위치를 스텝 S103에서 조정(위치 시프트)해 둘 필요가 있다. 이 때문에, 노광 장치(U3d)는, 서로 직경이 다른 복수의 마스크 중 1개를 교환 가능하게 장착하여, 소정의 축선으로서의 제1 축(AX1)의 둘레로 회전시키는 마스크 유지 기구(11)에 장착되는 마스크(Ma)의 직경에 따라서, 적어도 제1 축(AX1)과 기판 지지 기구와의 거리를 조정하는 조정부를 가지고 있다. 이 조정부는, 마스크 유지 기구(11)에 장착된 마스크의 외주면과 기판 지지 기구에 의해 지지된 기판(P)과의 간격을, 미리 정해진 허용 범위 내로 설정한다. In step S103, the lower control device 16 collects or calculates data relating to the portion requiring adjustment of the exposure apparatus U3d and the conditions necessary for the adjustment in accordance with the diameter of the mask Ma after replacement. As a part which needs adjustment, the position in the Z-axis direction of the mask M, the illumination optical system IL, the projection optical system PL, the rotational speed of the mask M, and exposure width (lighting area IR), for example. Width in the circumferential direction), position or posture of the encoder heads EH1 and EH2, position or posture of the alignment microscopes GS1 and GS2, and the like. In addition, in this embodiment, since the rotation center axis (1st axis AX1a) of the mask Ma after replacement shifts from the rotation center position of the mask M before replacement | exchange in the Z-axis direction, the mask Ma is It is necessary to adjust (position shift) the mounting position in the exposure apparatus main body of a drive source in step S103 so that the output shaft of the drive source (for example, an electric motor) which drives a may be connected with the shaft of the mask Ma. For this reason, the exposure apparatus U3d is attached to the mask holding | maintenance mechanism 11 which rotates around 1st axis | shaft AX1 as a predetermined | prescribed axis | shaft, and replace | exchanges one of the several masks with mutually different diameters. According to the diameter of the mask Ma used, it has an adjustment part which adjusts the distance of at least 1st axis | shaft AX1 and a board | substrate support mechanism. This adjustment part sets the space | interval of the outer peripheral surface of the mask attached to the mask holding mechanism 11, and the board | substrate P supported by the board | substrate support mechanism within a predetermined permissible range.

전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, Z축 방향에서의 조명 시야(IR)의 위치는, 직경이 다른 마스크(Ma)로 교환된 전후에서, 변하지 않도록 이루어진다. 이 때문에, 예를 들면, 스텝 S101에서, 하위 제어 장치(16)는, 직경이 다른 마스크(Ma)로 교환할 뿐이며, 스텝 S102에서 교환후 마스크 정보를 취득하면, 이것에 근거하여 마스크(Ma)의 Z축 방향에서의 조명 시야(IR)의 위치를 교환전과 동일한 위치로 제어한다. 또, 마스크(Ma)로 교환하기 전에, 하위 제어 장치(16)가, 예를 들면 노광 정보 격납 테이블(TBL)로부터 마스크(Ma)의 정보를 취득하고, 이것에 근거하여, 마스크(Ma)로 교환하는 타이밍으로, 마스크(Ma)의 Z축 방향에서의 조명 시야(IR)의 위치를 교환전과 동일한 위치로 제어해도 괜찮다. 다음으로, 스텝 S103에서의 조정의 예에 대해 설명한다. As mentioned above, in this embodiment, the position of the illumination visual field IR in a Z-axis direction is made so that it may not change before and after replacing with the mask Ma from which diameter differs. For this reason, for example, in step S101, the lower control device 16 only replaces the mask Ma having a different diameter. If the mask information is obtained after the replacement in step S102, the mask Ma is based on this. The position of the illumination field IR in the Z-axis direction is controlled to the same position as before the exchange. In addition, before replacing with the mask Ma, the lower control device 16 obtains the information of the mask Ma from the exposure information storage table TBL, for example, and based on this, the mask Ma is converted into the mask Ma. At the timing of replacement, the position of the illumination visual field IR in the Z-axis direction of the mask Ma may be controlled at the same position as before replacement. Next, an example of the adjustment in step S103 will be described.

도 28은, 직경이 다른 마스크 사이에서의 조명 광속 및 투영 광속의 거동을, 앞의 도 5를 기초로 하여 개략적으로 나타내는 도면이다. 전술한 바와 같이, 마스크(M)의 교환의 전후에서, 조명 시야(IR)의 Z축 방향에서의 위치가 변화하지 않도록 하면, 도 25에 나타내는 바와 같이, 마스크(M) 및 마스크 유지 드럼(21)의 회전 중심축, 즉 제1 축(AX1)의 Z축 방향에서의 위치가 변화한다. 구체적으로는, 직경이 작은 마스크(Ma)의 회전 중심축(AX1a)은, 직경이 큰 마스크(M)의 제1 축(AX1) 보다도, 기판 지지 드럼(25)의 회전 중심축인 제2 축(AX2)에 접근한다. FIG. 28 is a diagram schematically showing the behavior of the illumination light beam and the projection light beam between masks having different diameters based on the previous FIG. 5. As described above, when the position in the Z-axis direction of the illumination field IR does not change before and after the replacement of the mask M, as shown in FIG. 25, the mask M and the mask holding drum 21. ) Position in the Z axis direction of the rotation center axis, that is, the first axis AX1. Specifically, the rotation center axis AX1a of the mask Ma having a smaller diameter is the second axis that is the rotation center axis of the substrate supporting drum 25 than the first axis AX1 of the mask M having a large diameter. Access to (AX2).

교환후의 마스크(Ma)가 교환전의 마스크(M) 보다도 직경이 작은 경우에도, 도 28에 나타내는 바와 같이, 마스크(Ma)(마스크면(P1a)) 상의 조명 영역(IR)의 둘레 방향의 중심인 교점 Q1의 XYZ 좌표 내에서의 절대 위치(노광 장치 내의 일의적인 위치)를 바꾸지 않는 것으로 한다. 이 때문에, 도 28에 나타내는 바와 같이, 교환전의 마스크(M)에 대해서 설정된 조명 광속(EL1)의 조명 조건, 즉, XZ면내에서 조명 광속(EL1)의 각 주광선을 반경(곡률 반경) Rm의 1/2의 점 Q2를 향해서 경사지는 등의 조건을 유지하면서, 직경이 작은 마스크(Ma)에 조명 광속(EL1)을 조사하면, 마스크(Ma) 상의 조명 영역(IR)에서 반사한 투영 광속(EL2a)의 각 주광선은, 서로 평행한 상태로부터 어긋나, XZ면내에서 발산하는 상태가 되어, 진행되는 방향도 어긋나 버린다. Even when the mask Ma after replacement is smaller in diameter than the mask M before replacement, as shown in FIG. 28, it is the center of the circumferential direction of the illumination region IR on the mask Ma (mask surface P1a). It is assumed that the absolute position (unique position in the exposure apparatus) within the XYZ coordinates of the intersection Q1 is not changed. For this reason, as shown in FIG. 28, the illumination conditions of the illumination light beam EL1 set with respect to the mask M before replacement | exchange, ie, each main light ray of illumination light flux EL1 in XZ plane is 1 of radius (curvature radius) Rm. When the illumination light beam EL1 is irradiated to the mask Ma having a small diameter while maintaining the conditions such as being inclined toward the point Q2 of / 2, the projection light beam EL2a reflected by the illumination region IR on the mask Ma ), The chief rays of light are shifted from the state parallel to each other, the state is divergent in the XZ plane, and the advancing direction also shifts.

이 때문에, 조명 광학계(IL)로부터의 조명 광속(EL1)을, 마스크(Ma)에 적합한 조명 광속(EL1)으로 조정할 필요가 있다. 그래서, 스텝 S103에서, 조명 광학계(IL)가 가지는 실린드리칼 렌즈(54)(도 4 참조)를 다른 파워의 것으로 변경하여 배율 텔레센트릭의 상태를, 조명 광속(EL1)의 각 주광선이, XZ면내에서 마스크(Ma)의 반경 Rma의 1/2의 위치를 향해 수렴하도록 조정한다. 게다가, 도시하지 않은 편각(偏角) 프리즘을 이용하여 시야 영역(IRa)(조명 영역(IR))의 중심인 교점 Q1에서의 축 텔레센트릭의 상태를, 교점 Q1를 통과하는 조명 광속(EL1)의 주광선의 연장이 마스크(Ma)의 중심축(AX1a)을 통과하는 상태로 조정한다. For this reason, it is necessary to adjust illumination light beam EL1 from illumination optical system IL to illumination light beam EL1 suitable for mask Ma. Therefore, in step S103, the main lens of the illumination light beam EL1 changes the state of the magnification telecentric by changing the cylindrical lens 54 (see FIG. 4) of the illumination optical system IL to one of a different power. Adjust to converge toward the position of 1/2 of the radius Rma of the mask Ma in the XZ plane. In addition, the illumination light beam EL1 passing through the intersection Q1 is used to determine the state of the axial telecentricity at the intersection Q1 which is the center of the viewing area IRa (lighting area IR) by using an unillustrated prism (not shown). ) Is adjusted so that the extension of the chief ray of light passes through the central axis AX1a of the mask Ma.

또, 마스크(Ma)로부터의 반사 광속, 즉 투영 광속(EL2a)의 각도를 조정한다. 이 경우, 조명 광속(EL1)과 투영 광속(EL2a)와의 축 각도(주광선의 XZ면내에서의 각도)는, 마스크(Ma)의 직경(주광선의 중심 위치)에 의해 변화하기 때문에, 공통의 광로인 편광 빔 스플리터(PBS)와 마스크(Ma)와의 사이에 편각 프리즘(입사면과 사출면이 비평행한 쐐기 모양의 프리즘)을 배치하여 투영 광속(EL2a)의 각도를 조정할 수 있다. Moreover, the angle of the reflected light beam from the mask Ma, ie, the projection light beam EL2a, is adjusted. In this case, since the axial angle (angle in the XZ plane of the chief ray) between the illumination light flux EL1 and the projection light flux EL2a changes depending on the diameter (center position of the chief ray) of the mask Ma, it is a common optical path. The angle of the projection light beam EL2a can be adjusted by arranging a polarization prism (a wedge-shaped prism in which the incident surface and the exit surface are non-parallel) between the polarizing beam splitter PBS and the mask Ma.

또, 투영 광속(EL2a)만의 각도를 조정하는 경우는, 투영 광학계(PL)가 가지는 편광 부재(예를 들면, 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(P3), 또는 제2 편향 부재(80)의 제4 반사면(P6))의 각도를 조정해도 괜찮다. 이와 같이 함으로써, 직경이 다른 마스크(Ma)로 교환한 경우에(이 예에서는 교환후의 마스크(Ma)의 직경이 교환전보다도 작음), 마스크(Ma)에서 반사된 투영 광속(EL2a)의 각 주광선을 XZ면내에서 서로 평행광으로 할 수 있다. 즉, 교환후의 지름이 다른 마스크(Ma)에 대해서도, 조명 광학계(IL)는, 마스크(Ma)의 조명 영역(IR)에서 반사되는 투영 광속(EL2a)이 텔레센트릭한 상태가 되도록, 마스크(Ma) 상의 조명 영역(IR)에 조사되는 조명 광속(EL1)의 조명 조건이 조정된다. Moreover, when adjusting the angle of only projection light beam EL2a, the polarizing member (for example, 1st reflective surface P3 of the 1st deflection member 70 or 2nd deflection member) which the projection optical system PL has You may adjust the angle of the 4th reflective surface P6 of (80). By doing in this way, when replacing with the mask Ma with a different diameter (in this example, the diameter of the mask Ma after replacement | exchange is smaller than before replacement | exchange), each chief ray of the projection light beam EL2a reflected by the mask Ma was reflected. Can be parallel to each other in the XZ plane. In other words, also for the mask Ma having a different diameter after replacement, the illumination optical system IL is provided with a mask (so that the projection light beam EL2a reflected by the illumination region IR of the mask Ma is in a telecentric state. Illumination conditions of illumination light beam EL1 irradiated to illumination area | region IR on Ma) are adjusted.

전술한 조정을 실행하는 경우, 예를 들면, 조명 광학계(IL)의 조명 광학 모듈(ILM)에는, 파워가 다른 복수의 실린드리칼 렌즈(54) 중 1개를 교환 가능하게 광로 내에 설치하는 렌즈 교환 기구 등이 부설된다. 하위 제어 장치(16)로부터의 지령에 의해서, 그 렌즈 교환 기구를 제어하여, 가장 적합한 파워의 실린드리칼 렌즈(54)로 바꾸어도 괜찮다. 이 때, 하위 제어 장치(16)는, 교환후에서의 마스크(Ma)의 직경의 정보에 근거하여 실린드리칼 렌즈(54)를 바꾼다. 또, 전술한 편광 빔 스플리터(PBS)와 마스크(Ma)와의 사이의 편각 프리즘 또는 투영 광학 모듈(PLM)내의 편광 부재의 각도(및 XZ면내에서의 위치)를 조정하기 위한 액추에이터를 하위 제어 장치(16)에 의해서 제어하여, 마스크(Ma)에서 반사되는 투영 광속(EL2)의 광학 특성을 조정해도 괜찮다. 이 경우도, 하위 제어 장치(16)는, 교환후에서의 마스크(Ma)의 직경의 정보에 근거하여 편각 프리즘 또는 편광 부재의 각도를 조정한다. 또, 실린드리칼 렌즈(54)의 교환 및 편각 프리즘 등의 조정은, 노광 장치(U3d)의 오퍼레이터가 행해도 괜찮다. When the above-described adjustment is performed, for example, a lens in which one of a plurality of cylindrical lenses 54 having different powers is provided in the optical path so as to be interchangeable in the illumination optical module ILM of the illumination optical system IL. An exchange mechanism is installed. By the instruction from the lower control device 16, the lens replacement mechanism may be controlled to be replaced with the cylindrical lens 54 having the most suitable power. At this time, the lower control apparatus 16 changes the cylindrical lens 54 based on the information of the diameter of the mask Ma after replacement. Further, an actuator for adjusting the angle (and the position in the XZ plane) of the polarization member or the polarization member in the projection optical module PLM between the aforementioned polarizing beam splitter PBS and the mask Ma is provided as a lower control device ( 16), the optical characteristics of the projection light beam EL2 reflected by the mask Ma may be adjusted. Also in this case, the lower control apparatus 16 adjusts the angle of a polarization prism or a polarizing member based on the information of the diameter of the mask Ma after replacement. In addition, the operator of the exposure apparatus U3d may perform the replacement of the cylindrical lens 54 and the adjustment of the polarization prism.

도 29는, 직경이 다른 마스크로 교환한 경우에서의 인코더 헤드 등의 배치 변경을 나타내는 도면이다. 스텝 S103에서의 조정에서는, 필요에 따라서, 추가로, 인코더 헤드(EH1, EH2), 얼라이먼트 현미경(GS1, GS2), 마스크(M)측의 초점 계측 장치(AFM) 및 이물을 검출하는 이물 검사 장치(CD)의 조정이 행하여진다. 도 29에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 반경(곡률 반경) Rm인 마스크(M) 및 마스크 유지 드럼(21)으로부터, 직경이 작은 반경 Rma인 마스크(Ma) 및 마스크 유지 드럼(21a)으로 교환된 경우, 마스크(M)의 주위에 배치되어 있던 인코더 헤드(EH1, EH2), 얼라이먼트 현미경(GS1, GS2), 초점 계측 장치(AFM) 및 이물 검사 장치(CD)는, 직경이 작게 된 마스크(Ma)의 주위에 다시 배치하거나, 자세를 조정하거나 할 필요가 있다. 이와 같이 함으로써, 마스크(Ma) 상의 얼라이먼트 마크의 위치, 마스크(Ma)의 회전 각도 등을 올바르게 계측할 수 있게 된다. FIG. 29 is a diagram illustrating a change in arrangement of the encoder head and the like when replacing with a mask having a different diameter. FIG. In the adjustment in step S103, if necessary, the foreign material inspection device that further detects the encoder heads EH1 and EH2, the alignment microscopes GS1 and GS2, the focus measuring device AFM on the mask M side, and the foreign matter. (CD) is adjusted. As shown in FIG. 29, for example, the mask M and the mask holding drum 21 having a radius (curvature radius) Rm are replaced by the mask Ma and the mask holding drum 21a having a small radius Rma. In this case, the encoder heads EH1 and EH2, the alignment microscopes GS1 and GS2, the focus measuring device AFM, and the foreign matter inspection device CD which are arranged around the mask M may have a mask whose diameter is small ( It is necessary to reposition around Ma) or adjust posture. By doing in this way, the position of the alignment mark on the mask Ma, the rotation angle of the mask Ma, etc. can be measured correctly.

도 29에 나타내는 예에서는, 얼라이먼트 현미경(GS1, GS2), 초점 계측 장치(AFM) 및 이물 검사 장치(CD)를, 직경이 작게 된 마스크(Ma)의 둘레에 다시 배치한다. 또, 이 예에서의 인코더 헤드(EH1, EH2)는, XZ면내에서는, 각각 제1 투영 광학계(홀수번째)의 시야 영역(IRa)의 위치, 제2 투영 광학계(짝수번째)의 시야 영역(IRb)의 위치의 근방에 배치되어 있다. 그 때문에, 마스크 교환후에, 인코더 헤드(EH1, EH2)의 위치를 XZ면내에서 크게 변경할 필요는 없다. In the example shown in FIG. 29, the alignment microscopes GS1 and GS2, the focus measuring apparatus AFM, and the foreign material inspection apparatus CD are arrange | positioned again around the mask Ma which diameter became small. In addition, the encoder heads EH1 and EH2 in this example are the positions of the viewing area IRa of the first projection optical system (odd number) and the viewing area IRb of the second projection optical system (even number), respectively, in the XZ plane. It is arranged in the vicinity of the position of). Therefore, after the mask replacement, the positions of the encoder heads EH1 and EH2 do not need to be greatly changed in the XZ plane.

그러나, 마스크(Ma)로 교환하는 것에 의해서, 인코더 헤드(EH1, EH2)가 판독하는 스케일 원반(SD)의 외주면의 스케일, 또는 마스크(Ma)와 함께 마스크 유지 드럼(21a)의 외주면에 형성된 스케일과, 각 인코더 헤드(EH1, EH2)와의 상대적인 판독 각도가 변화해 버린다. 이 때문에, 인코더 헤드(EH1, EH2)는, 정확하게 스케일면과 대향하도록 자세가 조정된다. 구체적으로는, 도 29에 나타내는 화살표 N1, N2와 같이, 각 헤드(EH1, EH2)를, 스케일면의 지름에 따라서, 그 위치에서 회전(경사)시킨다. 이와 같이 함으로써, 마스크(Ma)의 회전 각도의 정보를 고정밀도로 얻을 수 있다. However, by replacing with the mask Ma, the scale of the outer peripheral surface of the scale disk SD which the encoder heads EH1 and EH2 read, or the scale formed in the outer peripheral surface of the mask holding drum 21a with the mask Ma And the relative reading angles with the encoder heads EH1 and EH2 change. For this reason, the attitude | position is adjusted so that the encoder heads EH1 and EH2 may exactly face a scale surface. Specifically, as shown by arrows N1 and N2 shown in FIG. 29, each of the heads EH1 and EH2 is rotated (tilted) at the position along the diameter of the scale surface. By doing in this way, the information of the rotation angle of the mask Ma can be obtained with high precision.

마스크(Ma)로 교환할 때에는, 마스크(Ma) 및 마스크 유지 드럼(21a)과 함께 스케일 원반(SD)을 동시에 교환하고, 인코더 헤드(EH1, EH2)의 자세(경사)를 조정함과 아울러, 장착 위치 등을 조정해도 괜찮다. 스케일은, 마스크(Ma)의 표면 또는 마스크 유지 드럼(21a)의 외주면에 마련되어 있어도 괜찮다. 마스크(Ma)로 교환했을 때에, 인코더 헤드(EH1, EH2)가 판독하는 스케일의 둘레 방향의 격자 피치가, 교환전의 것과 다른 경우, 하위 제어 장치(16)는, 교환후에서의 스케일의 격자 피치와 인코더 헤드(EH1, EH2)의 검출값과의 대응 관계를 수정한다. 구체적으로는, 인코더 시스템의 디지털 카운터에 의한 1 카운트가, 교환후의 마스크(Ma)의 회전 각도 또는 마스크면(P1a)의 둘레 방향의 이동거리로서, 어느 정도의 값이 되는지의 변환 계수를 수정한다. When replacing with the mask Ma, the scale disk SD is simultaneously replaced with the mask Ma and the mask holding drum 21a, and the posture (tilt) of the encoder heads EH1 and EH2 is adjusted. You can also adjust the mounting position. The scale may be provided on the surface of the mask Ma or on the outer circumferential surface of the mask holding drum 21a. When replacing with the mask Ma, when the lattice pitch in the circumferential direction of the scale read out by the encoder heads EH1 and EH2 is different from the one before the exchange, the lower control device 16 performs the lattice pitch of the scale after the exchange. And the correspondence between the detected values of the encoder heads EH1 and EH2 are corrected. Specifically, the coefficient of conversion of the digital counter of the encoder system is corrected as a value of the rotation angle of the mask Ma after the replacement or the moving distance in the circumferential direction of the mask surface P1a. .

초점 계측 장치(AFM) 및 이물 검사 장치(CD)는, 도 29 중에 상상선(想像線, 가상선)으로 나타내는 바와 같이, 마스크(M) 또는 마스크(Ma)의 회전 중심축(제1 축(AX1) 또는 제1 축(AX1a))의 Z축 방향에서의 바로 아래, 또한 제1 투영 광학계의 조명 시야(IRa)와 제2 투영 광학계의 조명 시야(IRb)와의 사이에 배치하고, 마스크(M) 또는 마스크(Ma)의 마스크면(P1) 또는 마스크면(P1a)을 아래로부터 검출하도록 해도 괜찮다. 이와 같이 하면, 마스크(Ma)의 교환전후에서, 초점 계측 장치(AFM) 및 이물 검사 장치(CD)로부터 마스크(M)의 표면 또는 마스크(Ma)의 표면까지의 거리의 변화를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 초점 계측 장치(AFM) 및 이물 검사 장치(CD)의 광학계 또는 처리용 소프트 웨어의 수정 등으로 대응할 수 있을 가능성이 있다. 이 경우, 초점 계측 장치(AFM) 및 이물 검사 장치(CD)의 장착 위치를 변경하지 않아도 되다. The focus measuring device AFM and the foreign material inspection device CD are shown in Fig. 29 as imaginary lines (imaginary lines), and the rotational center axis (the first axis (the first axis) of the mask M or the mask Ma). AX1) or just below in the Z-axis direction of the 1st axis | shaft AX1a, and arrange | positioned between illumination view IRa of a 1st projection optical system, and illumination view IRb of a 2nd projection optical system, and mask M ) Or the mask surface P1 or the mask surface P1a of the mask Ma may be detected from below. In this way, the change of the distance from the focus measuring apparatus AFM and the foreign material inspection apparatus CD to the surface of the mask M or the surface of the mask Ma before and after replacement of the mask Ma can be made small. . For this reason, it is possible to cope with the correction of the optical system or the processing software of the focus measuring device AFM and the foreign material inspection device CD. In this case, it is not necessary to change the mounting positions of the focus measuring device AFM and the foreign material inspection device CD.

마스크(Ma)로 교환함으로써, 곡률 반경이 작게 되는 것에 의해, 투영 영역(PA)의 노광폭(기판(P)의 주사 방향 또는 마스크(Ma)의 둘레 방향) 내의 디포커스(defocus)가 크게 될 가능성이 있다. 이러한 경우에는, 노광폭(경사 부분을 포함함), 조명 광학계(IL)의 조도 또는 주사 속도(마스크(Ma)의 회전 속도와 기판(P)의 전송 속도)의 조정이 필요하다. 이들은, 투영 시야 조리개(63)를 조정하거나, 하위 제어 장치(16)가 광원 장치(13)의 광원의 출력, 마스크 유지 드럼(21a) 및 기판 지지 드럼(25)의 회전을 조정하거나 하는 것에 의해서 조정할 수 있다. 이 경우, 노광폭과 조도와 주사 속도를 함께 변경하는 것이 바람직하다. By replacing with the mask Ma, the radius of curvature becomes small, so that the defocus in the exposure width (the scanning direction of the substrate P or the circumferential direction of the mask Ma) of the projection area PA becomes large. There is a possibility. In this case, adjustment of the exposure width (including the inclined portion), the illuminance of the illumination optical system IL, or the scanning speed (the rotational speed of the mask Ma and the transmission speed of the substrate P) is necessary. These are adjusted by adjusting the projection field stop 63 or the lower control device 16 adjusting the output of the light source of the light source device 13, the rotation of the mask holding drum 21a and the substrate supporting drum 25. I can adjust it. In this case, it is preferable to simultaneously change the exposure width, illuminance and scanning speed.

게다가, 투영 광학계(PL)의 투영 영역(PA)의 위치, 투영 광학 모듈(PLM)의 상대 위치 관계, 및 마스크(Ma)의 둘레 길이가 변화하는 것에 의한 마스크(Ma)의 회전 방향에서의 배율 등을 조정할 필요가 있다. 예를 들면, 하위 제어 장치(16)는, 투영 광학계(PL)의 투영 광학 모듈(PLM)이 구비하는 상시프트용 광학 부재(65)또는 배율 보정용 광학 부재(66) 등을 제어하는 것에 의해, 투영 광학계(PL)의 투영 영역(PA) 또는 마스크(Ma)의 회전 방향에서의 배율 등을 조정할 수 있다. In addition, the magnification in the rotational direction of the mask Ma by the position of the projection area PA of the projection optical system PL, the relative positional relationship of the projection optical module PLM, and the circumferential length of the mask Ma are changed. It is necessary to adjust the back. For example, the lower control apparatus 16 controls the image shift optical member 65, magnification correction optical member 66, etc. which the projection optical module PLM of the projection optical system PL has, The magnification in the rotation direction of the projection area PA or the mask Ma of the projection optical system PL can be adjusted.

스텝 S103에서는, 마스크(Ma)의 Z축 방향에서의 위치의 조정, 조명 광학계(IL)가 가지는 광학 부품의 조정, 투영 광학계(PL)가 가지는 광학 부품의 조정, 및 인코더 헤드(EH1, EH2)의 조정 등이라고 하는 기계적인 조정이 행하여진다. 이들에는, 하위 제어 장치(16)와 조정용 구동 기구 등에 의해서 자동(또는 반자동)으로 조정 가능한 것도 있고, 노광 장치(U3d)의 오퍼레이터가 수동으로 조정하는 것도 있다. 이 외에, 스텝 S103에서, 하위 제어 장치(16)는, 교환후 마스크 정보 또는 노광 정보 등에 근거하여, 노광 장치(U3d)를 제어하기 위한 제어 데이터(각종 파라미터) 등을 변경한다. In step S103, adjustment of the position of the mask Ma in the Z-axis direction, adjustment of the optical component which illumination optical system IL has, adjustment of the optical component which projection optical system PL has, and encoder head EH1, EH2 The mechanical adjustment such as the adjustment is performed. Some of these can be adjusted automatically (or semi-automatically) by the lower control device 16, the adjustment drive mechanism, or the like, and some may be manually adjusted by the operator of the exposure apparatus U3d. In addition, in step S103, the lower control device 16 changes the control data (various parameters) and the like for controlling the exposure apparatus U3d based on the mask information after exposure or exposure information.

스텝 S103에서는, 스텝 S102에서 취득된 교환후 마스크 정보에 근거하여, 노광 장치(U3d)가 조정되었지만, 도 23에 나타내는 계측 장치(18)가 계측한 마스크(Ma)의 형상, 치수 및 장착 위치 등을 교환후 마스크 정보로 하고, 이것에 근거하여 노광 장치(U3d)가 조정되어도 괜찮다. 이 경우, 예를 들면, 하위 제어 장치(16)는, 마스크(Ma)로 교환된 후, 계측 장치(18)가 계측한 마스크(Ma)에 근거하여, 각종의 조정을 행한다. 또, 오퍼레이터가 조정, 교환해야만 하는 부품 등에 대해서는, 하위 제어 장치(16)는, 조정이 필요한 부품 등을, 예를 들면, 모니터 등에 표시하여 오퍼레이터에게 통지한다. 교환후에서의 마스크(Ma)의 계측값에 근거하여 노광 장치(U3d)가 조정되는 것에 의해, 예를 들면, 온도 또는 습도 등, 환경의 변화를 가미한 교환후 마스크 정보가 얻어지므로, 보다 실제의 상태에 입각하여 노광 장치(U3d)를 조정할 수 있다. 스텝 S103에서, 마스크(Ma)로 교환하는 것에 의한 조정이 종료하면, 스텝 S104로 진행된다. Although the exposure apparatus U3d was adjusted based on the after-exchange mask information acquired in step S102 in step S103, the shape, the dimension, the mounting position, etc. of the mask Ma measured by the measurement apparatus 18 shown in FIG. To the mask information after replacement, and the exposure apparatus U3d may be adjusted based on this. In this case, for example, the lower control device 16 performs various adjustments based on the mask Ma measured by the measuring device 18 after the lower control device 16 is replaced with the mask Ma. Moreover, about the parts which an operator should adjust and replace, the lower control apparatus 16 displays a part etc. which need adjustment, for example, on a monitor, and notifies an operator. By adjusting the exposure apparatus U3d based on the measured value of the mask Ma after the replacement, the mask information after the replacement that reflects changes in the environment, such as temperature or humidity, is obtained. The exposure apparatus U3d can be adjusted based on the state. In step S103, when the adjustment by replacing with the mask Ma ends, the process proceeds to step S104.

이상과 같이, 다른 지름의 마스크로 교환하면, 노광 장치 내의 관련한 광학계, 기구계, 검출계의 각 특성이 변동하는 경우가 있다. 본 실시 형태에서는, 마스크 교환후의 노광 장치로서의 특성이나 성능을 확인할 수 있도록, 도 30에 나타내는 바와 같은 캘리브레이션 장치를 마련한다. 도 30은, 캘리브레이션 장치의 도면이다. 도 31은, 캘리브레이션을 설명하기 위한 도면이다. 스텝 S103에서 노광 장치(U3d)는, 교환후의 마스크(Ma)에 적합한 상태로 되어 있지만, 스텝 S104에서 캘리브레이션을 행하는 것에 의해, 노광 장치(U3d)의 상태를 교환후의 마스크(Ma)에 더 적합한 상태로 한다. 캘리브레이션은, 도 30에 나타내는 캘리브레이션 장치(110)를 이용한다. 본 실시 형태에서의 캘리브레이션은, 하위 제어 장치(16)가 실행한다. 하위 제어 장치(16)는, 캘리브레이션 장치(110)에 의해서, 도 31에 나타내는 바와 같은 마스크 유지 드럼(21a)에 유지된 마스크(Ma)의 표면에 마련된 조정용 마크로서의 제1 마크(ALMM)와, 기판 지지 드럼(25)의 표면(기판 지지 드럼(25)의 기판(P)을 지지하는 부분)에 마련된 조정용 마크로서의 제2 마크(ALMR)를 검출한다. 그리고, 하위 제어 장치(16)는, 제1 마크(ALMM)와 제2 마크(ALMR)와의 상대 위치가 소정의 위치 관계가 되도록 조명 광학계(IL), 투영 광학계(PL), 마스크(Ma)의 회전 속도, 기판(P)의 반송 속도 또는 배율 등을 조정한다. 따라서, 캘리브레이션의 스텝 S104는, 기판 지지 드럼(25)에 기판(P)을 감기 전에 행하는 것이 바람직하지만, 기판(P)의 투과성이 높고, 기판(P) 상에 각종의 패턴이 형성되어 있지 않은 상태라면, 기판 지지 드럼(25)에 기판(P)을 감은 채로, 캘리브레이션을 행해도 괜찮다. As mentioned above, when replacing with the mask of a different diameter, the characteristic of the related optical system, a mechanical system, and a detection system in an exposure apparatus may change. In this embodiment, the calibration apparatus as shown in FIG. 30 is provided so that the characteristic and performance as an exposure apparatus after mask replacement can be confirmed. 30 is a diagram of a calibration device. 31 is a diagram for explaining calibration. Although the exposure apparatus U3d is in the state suitable for the mask Ma after replacement in step S103, the state of the exposure apparatus U3d is more suitable for the mask Ma after replacement by performing calibration in step S104. Shall be. The calibration uses the calibration apparatus 110 shown in FIG. The lower control device 16 executes calibration in the present embodiment. The lower control device 16 includes, by the calibration device 110, a first mark ALMM serving as an adjustment mark provided on the surface of the mask Ma held by the mask holding drum 21a as shown in FIG. 31, The 2nd mark ALMR as a mark for adjustment provided in the surface of the board | substrate support drum 25 (the part which supports the board | substrate P of the board | substrate support drum 25) is detected. The lower control device 16 includes the illumination optical system IL, the projection optical system PL, and the mask Ma so that the relative position between the first mark ALMM and the second mark ALMR becomes a predetermined positional relationship. The rotation speed, the conveyance speed or magnification of the substrate P are adjusted. Therefore, although it is preferable to perform step S104 of calibration before winding the board | substrate P to the board | substrate support drum 25, the permeability of the board | substrate P is high and various patterns are not formed on the board | substrate P. As long as it is a state, you may perform a calibration, winding the board | substrate P on the board | substrate support drum 25. As shown in FIG.

도 30에 나타내는 바와 같이, 캘리브레이션 장치(110)는, 촬상 소자(예를 들면 CCD, CMOS)(111)와, 렌즈군(112)과, 프리즘 미러(113)와, 빔 스플리터(114)를 포함한다. 캘리브레이션 장치(110)는, 멀티 렌즈 방식의 경우, 각각의 조명 광학계(IL1 ~ IL6)에 대응하여 마련된다. 캘리브레이션을 실행하는 경우, 하위 제어 장치(16)는, 캘리브레이션 장치(110)의 빔 스플리터(114)를, 조명 광학계(IL)와 편광 빔 스플리터(PBS)와의 사이에서의 조명 광속(EL1)의 광로 중에 배치한다. 캘리브레이션을 실행하지 않은 경우, 빔 스플리터(114)는, 조명 광속(EL1)의 광로로부터 회피하고 있다. As shown in FIG. 30, the calibration device 110 includes an imaging device (eg, CCD, CMOS) 111, a lens group 112, a prism mirror 113, and a beam splitter 114. do. The calibration device 110 is provided corresponding to each illumination optical system IL1 to IL6 in the case of a multi-lens system. When performing calibration, the lower control apparatus 16 uses the beam splitter 114 of the calibration apparatus 110 as the optical path of the illumination light beam EL1 between the illumination optical system IL and the polarization beam splitter PBS. Posted in When the calibration is not performed, the beam splitter 114 avoids the light path of the illumination light beam EL1.

촬상 소자(111)의 감도는 충분히 높으므로, 광의 파워의 손실은 고려하지 않아도 된다. 이 때문에, 빔 스플리터(114)는, 예를 들면, 하프(half) 프리즘 등이라도 좋다. 또, 빔 스플리터(114)를, 조명 광학계(IL)와 편광 빔 스플리터(PBS)와의 사이에서의 조명 광속(EL1)의 광로에 출입하는 것에 의해, 캘리브레이션 장치(110)를 소형화할 수 있다. Since the sensitivity of the imaging element 111 is sufficiently high, the power loss of light does not need to be considered. For this reason, the beam splitter 114 may be, for example, a half prism. In addition, the calibration device 110 can be miniaturized by allowing the beam splitter 114 to enter and exit the optical path of the illumination light beam EL1 between the illumination optical system IL and the polarization beam splitter PBS.

도 30에 나타내는 바와 같이, 캘리브레이션용 광원(115)으로부터의 광속을, 조명 광속(EL1)과 투영 광속(EL2)을 분리하기 위한 편광 빔 스플리터(PBS)의 조명 광속(EL1)이 입사하는 면의 반대면측으로부터 입사시키는 방법도 있다. 게다가, 기판 지지 드럼(25)의 제2 마크(ALMR)의 이면측에, 캘리브레이션용 광원(115)(발광부)를 배치하여, 제2 마크(ALMR)의 이면측으로부터 캘리브레이션용 광속을 조사하고, 제2 마크(ALMR)를 투과한 광을, 투영 광학계(PL)와 편광 빔 스플리터(PBS)를 매개로 하여, 교환후의 마스크(Ma)의 마스크면(P1a)에 투사해도 괜찮다. 이 경우, 캘리브레이션 장치(110)의 촬상 소자(111)는, 교환후의 마스크(Ma) 상에 역투영되는 기판 지지 드럼(25)의 제2 마크(ALMR)의 상(像)과, 마스크(Ma) 상의 제1 마크(ALMM)를 함께 촬상할 수 있다. As shown in FIG. 30, of the surface in which the illumination light beam EL1 of the polarization beam splitter PBS which separates the light beam from the calibration light source 115 into illumination light beam EL1 and projection light beam EL2 is incident. There is also a method of making an incident from the opposite surface side. Furthermore, the calibration light source 115 (light emitting part) is arrange | positioned at the back surface side of the 2nd mark ALMR of the board | substrate support drum 25, and the calibration light beam is irradiated from the back surface side of the 2nd mark ALMR, The light transmitted through the second mark ALMR may be projected onto the mask surface P1a of the mask Ma after the replacement via the projection optical system PL and the polarization beam splitter PBS. In this case, the imaging element 111 of the calibration device 110 includes an image of the second mark ALMR of the substrate support drum 25 which is back projected onto the mask Ma after replacement and the mask Ma. The first mark ALMM on the image can be captured together.

조명 광학계(IL)와 편광 빔 스플리터(PBS)와의 사이에서의 조명 광속(EL1)의 광로에 빔 스플리터(114)를 배치함으로써, 마스크(Ma)로부터의 제1 마크(ALMM)의 상(像)과, 기판 지지 드럼(25)으로부터의 제2 마크(ALMR)의 상이, 빔 스플리터(114)를 매개로 하여 캘리브레이션 장치(110)의 프리즘 미러(113)로 안내된다. 프리즘 미러(113)에서 반사한 각 마크상(mark像)의 광은, 렌즈군(112)을 통과한 후, 1프레임분(分)의 촬상 시간(샘플링 시간)이 0.1 ~ 1 밀리초 정도로 매우 짧고, 고속 셔터 스피드를 가지는 촬상 소자(111)에 입사한다. 하위 제어 장치(16)는, 촬상 소자(111)로부터 출력된 제1 마크(ALMM)의 상, 및 제2 마크(ALMR)의 상에 대응한 화상 신호를 해석하고, 그 해석 결과와, 촬상시(샘플링시)의 각 인코더 헤드(EH1, EH2, EN2, EN3)의 계측값에 근거하여, 제1 마크(ALMM)와 제2 마크(ALMR)와의 상대 위치 관계를 구하며, 양자의 상대 위치가 소정의 상태가 되도록 조명 광학계(IL), 투영 광학계(PL), 마스크(Ma)의 회전 속도, 기판(P)의 반송 속도 또는 배율 등을 조정한다. The image of the first mark ALMM from the mask Ma is disposed by arranging the beam splitter 114 in the optical path of the illumination light beam EL1 between the illumination optical system IL and the polarization beam splitter PBS. And the image of the second mark ALMR from the substrate supporting drum 25 are guided to the prism mirror 113 of the calibration device 110 via the beam splitter 114. Light of each mark image reflected by the prism mirror 113 passes through the lens group 112, and the imaging time (sampling time) of one frame is very about 0.1 to 1 millisecond. It enters into the imaging element 111 which is short and has a high shutter speed. The lower control device 16 analyzes an image signal corresponding to the image of the first mark ALMM and the image of the second mark ALMR output from the imaging element 111, and the analysis result and the time of imaging. Based on the measured values of the respective encoder heads EH1, EH2, EN2, and EN3 (at the time of sampling), the relative positional relationship between the first mark ALMM and the second mark ALMR is obtained, and the relative positions of the two are determined. The illumination optical system IL, the projection optical system PL, the rotational speed of the mask Ma, the conveyance speed or the magnification of the substrate P are adjusted so as to be in the state of.

도 31에 나타내는 바와 같이, 제1 마크(ALMM)는, 각각의 조명 광학계(IL(IL1 ~ IL6))에 대응하는 각각의 조명 영역(IR(IR1 ~ IR6))이 중심면(CL)을 사이에 두고 오버랩하는 위치(각 조명 영역(IR)의 Y방향에서의 양단의 삼각부)에 배치된다. 제2 마크(ALMR)는, 각각의 투영 광학계(PL(PL1 ~ PL6))에 대응하는 각각의 투영 영역(PA(PA1 ~ PA6))이 중심면(CL)을 사이에 두어 오버랩하는 위치(각 투영 영역(PA)의 Y방향에서의 양단의 삼각부)에 배치된다. 캘리브레이션에서, 각 투영 광학 모듈(PLM)마다 마련된 캘리브레이션 장치(110)는, 중심면(CL)을 사이에 두고 1열째(홀수번째), 2열째(짝수번째)의 순서대로, 순차적으로 제1 마크(ALMM)의 상과 제2 마크(ALMR)의 상을 수광한다. As shown in FIG. 31, the 1st mark ALMM has each illumination area | region IR (IR1-IR6) corresponding to each illumination optical system IL (IL1-IL6) between the center plane CL. It is arrange | positioned at the overlapping position (triangular part of both ends in the Y direction of each illumination area | region IR). The second mark ALMR is a position where each projection area PA (PA1 to PA6) corresponding to each projection optical system PL (PL1 to PL6) overlaps with the center plane CL interposed therebetween (each Triangular portions at both ends in the Y direction of the projection area PA). In calibration, the calibration device 110 provided for each projection optical module PLM is sequentially arranged with the first mark in the order of the first row (odd number) and the second row (even number) with the center plane CL interposed therebetween. The image of ALMM and the image of second mark ALMR are received.

이상과 같이, 스텝 S103에서, 마스크(Ma)로 교환하는 것에 의한 조정(주로 기계적인 조정)이 종료하면, 하위 제어 장치(16)는, 교환후의 마스크(Ma)와 기판(P)을 반송하는 기판 지지 드럼(25)과의 사이의 위치 어긋남이 허용 범위 이하가 되도록, 노광 장치(U3d)를 조정한다. 이와 같이, 하위 제어 장치(16)는, 제1 마크(ALMM)의 상 및 제2 마크(ALMR)의 상을 적어도 이용하여, 노광 장치(U3d)를 조정한다. 이와 같이 함으로써, 기계적인 조정에 의해 수정할 수 없었던 오차를, 교환후의 마스크(Ma)와 기판 지지 드럼(25)으로부터 취득한 실제의 마크의 상에 근거하여 추가로 수정한다. 그 결과, 노광 장치(U3d)는, 적절하고 양호한 정밀도로, 교환후의 마스크(Ma)를 이용한 노광을 행하는 것이 가능하게 된다. As described above, when the adjustment (mainly mechanical adjustment) by replacing with the mask Ma is completed in step S103, the lower controller 16 conveys the mask Ma and the substrate P after the replacement. Exposure apparatus U3d is adjusted so that the position shift | offset with the board | substrate supporting drum 25 may be below an allowable range. Thus, the lower control apparatus 16 adjusts exposure apparatus U3d using at least the image of 1st mark ALMM and the image of 2nd mark ALMR. By doing in this way, the error which cannot be corrected by mechanical adjustment is further correct | amended based on the image of the actual mark acquired from the mask Ma after replacement | exchange and the board | substrate supporting drum 25. As shown in FIG. As a result, the exposure apparatus U3d can perform exposure using the mask Ma after replacement with appropriate and good accuracy.

상기 예에서는, 마스크를 교환한 후, 주로 기계적으로 노광 장치(U3d)를 조정했지만, 마스크를 교환한 후의 조정은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 노광 장치(U3d)에 장착 가능한 원통 마스크의 직경의 차이가 작은 경우는, 그들의 원통 마스크 중에서 가장 직경이 작은 원통 마스크에 맞추어, 조명 광학계(IL) 및 투영 광학계(PL)의 유효 지름 및 편광 빔 스플리터(PBS)의 크기를 결정해 둠으로써, 조명 광속(EL1) 등의 각도 특성 등의 조정을 불필요로 할 수도 있다. 이와 같이 하면, 노광 장치(U3d)의 조정 작업을 간략화할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 노광 장치(U3d)가 사용 가능한 마스크를, 마스크의 직경마다 복수의 그룹으로 분류하고, 그룹 내에서 마스크의 직경이 변경되는 경우와, 그룹을 넘어 마스크의 직경을 변경시키는 경우에, 노광 장치(U3d)의 조정 대상 또는 부품 등을 변경해도 좋다. In the above example, the exposure apparatus U3d is mechanically adjusted mainly after replacing the mask, but the adjustment after replacing the mask is not limited to this. For example, when the difference in the diameter of the cylindrical mask which can be attached to the exposure apparatus U3d is small, the effective diameter of the illumination optical system IL and the projection optical system PL is matched with the cylindrical mask with the smallest diameter among those cylindrical masks. And by determining the magnitude | size of polarizing beam splitter PBS, adjustment of angular characteristics, such as illumination light beam EL1, may be unnecessary. By doing in this way, the adjustment operation of exposure apparatus U3d can be simplified. In the present embodiment, the mask that can be used by the exposure apparatus U3d is classified into a plurality of groups for each diameter of the mask, when the diameter of the mask is changed within the group, and when the diameter of the mask is changed beyond the group. You may change the adjustment object, components, etc. of exposure apparatus U3d.

도 32는, 에어 베어링을 이용하여 마스크를 회전 가능하게 지지하는 예를 나타내는 측면도이다. 도 33은, 에어 베어링을 이용하여 마스크를 회전 가능하게 지지하는 예를 나타내는 사시도이다. 마스크(M)를 유지하는 마스크 유지 드럼(21)은, 양단부를 에어 베어링(160)에 의해서 회전 가능하게 지지되어 있어도 괜찮다. 에어 베어링(160)은, 복수의 지지 유닛(161)을 마스크 유지 드럼(21)의 외주부에 고리 모양으로 배치하여 만들어져 있다. 그리고, 에어 베어링(160)은, 각각의 지지 유닛(161)의 내주면으로부터 마스크 유지 드럼(21)의 외주면을 향해 공기(에어)를 분출하는 것에 의해서, 마스크 유지 드럼(21)을 회전 가능하게 지지한다. 이와 같이, 에어 베어링(160)은, 서로 직경이 다른 복수의 마스크(M) 중 1개를 교환 가능하게 장착하여, 소정의 축선(제1 축(AX1))의 둘레로 회전시키는 마스크 유지 기구로서 기능을 한다. It is a side view which shows the example which rotatably supports a mask using an air bearing. 33 is a perspective view illustrating an example in which the mask is rotatably supported using an air bearing. The mask holding drum 21 holding the mask M may be rotatably supported at both ends by the air bearing 160. The air bearing 160 is made by arrange | positioning the some support unit 161 to the outer peripheral part of the mask holding drum 21 in ring shape. The air bearing 160 rotatably supports the mask holding drum 21 by blowing air (air) from the inner circumferential surface of each support unit 161 toward the outer circumferential surface of the mask holding drum 21. do. In this way, the air bearing 160 is a mask holding mechanism for rotatably attaching one of a plurality of masks M having different diameters, and rotating around a predetermined axis (first axis AX1). Function

전술한 스텝 S103에서, 교환된 마스크(Ma)의 직경에 따라 에어 베어링(160)은 지지 유닛(161)이 교환된다. 또, 교환전후에서, 마스크(M)의 직경(2×Rm)의 차이가 작은 경우, 각각의 지지 유닛(161)의 지름 방향에서의 위치를 조정하여, 교환후의 마스크(M)에 대응시켜도 괜찮다. 이와 같이, 노광 장치(U3d)가, 에어 베어링(160)을 매개로 하여 마스크(M)를 회전 가능하게 지지하는 경우, 에어 베어링(160)은, 직경이 다른 마스크를 교환 가능하게 지지하는 노광 장치(U3d) 본체측의 베어링 장치로서 기능을 한다. In the above-described step S103, the support unit 161 is replaced with the air bearing 160 in accordance with the diameter of the replaced mask Ma. Moreover, before and after replacement, when the difference of the diameter (2xRm) of the mask M is small, you may adjust the position in the radial direction of each support unit 161, and correspond to the mask M after replacement. . Thus, when the exposure apparatus U3d supports the mask M rotatably through the air bearing 160, the air bearing 160 exposes the mask which differs in diameter so that replacement is possible. (U3d) Functions as a bearing device on the main body side.

<제6 실시 형태><6th embodiment>

도 34는, 제6 실시 형태에 관한 노광 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 도 34를 이용하여, 노광 장치(U3e)에 대해 설명한다. 중복하는 기재를 피하도록, 전술한 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는, 실시 형태와 동일한 부호를 부여하여 설명한다. 또, 제5 실시 형태의 노광 장치(U3d)의 각 구성은, 본 실시 형태에 적용할 수 있다. FIG. 34 is a diagram illustrating an entire configuration of an exposure apparatus according to a sixth embodiment. The exposure apparatus U3e is demonstrated using FIG. In order to avoid overlapping descriptions, only the parts different from the above embodiments will be described, and the same components as the embodiments will be described with the same reference numerals as the embodiments. In addition, each structure of the exposure apparatus U3d of 5th Embodiment is applicable to this embodiment.

실시 형태의 노광 장치(U3)는, 마스크를 반사한 광이 투영 광속이 되는 반사형 마스크를 이용하는 구성이었지만, 본 실시 형태의 노광 장치(U3e)는, 마스크를 투과한 광이 투영 광속이 되는 투과형 마스크(투과형 원통 마스크)를 이용하는 구성으로 되어 있다. 노광 장치(U3e)에서, 마스크 유지 기구(11e)는, 마스크(MA)를 유지하는 마스크 유지 드럼(21e)과, 마스크 유지 드럼(21e)을 지지하는 가이드 롤러(93)와, 마스크 유지 드럼(21e)을 구동하는 구동 롤러(94)와, 구동부(96)를 구비한다. 도시는 하지 않지만, 노광 장치(U3e)는, 도 23에 나타내는 바와 같은, 마스크(MA)를 교환하기 위한 교환 기구(150)를 구비하고 있다. Although the exposure apparatus U3 of embodiment was a structure using the reflection type mask in which the light which reflected the mask became a projection light beam, the exposure apparatus U3e of this embodiment is a transmission type in which the light which transmitted the mask becomes a projection light beam. It is a structure using a mask (transmissive cylindrical mask). In the exposure apparatus U3e, the mask holding mechanism 11e includes a mask holding drum 21e for holding the mask MA, a guide roller 93 for supporting the mask holding drum 21e, and a mask holding drum ( The drive roller 94 which drives 21e) and the drive part 96 are provided. Although not shown, the exposure apparatus U3e is equipped with the exchange mechanism 150 for replacing mask MA as shown in FIG.

마스크 유지 기구(11e)는, 서로 직경이 다른 복수의 마스크(MA) 중 1개를 교환 가능하게 장착하여, 소정의 축선(제1 축(AX1))의 둘레로 회전시킨다. 노광 장치(U3e)는, 서로 직경이 다른 복수의 마스크(MA) 중 1개를 교환 가능하게 장착하여, 소정의 축선으로서의 제1 축(AX1)의 둘레로 회전시키는 마스크 유지 기구(11e)에 장착되는 마스크(MA)의 직경에 따라서, 적어도 제1 축(AX1)과 기판 지지 기구와의 거리를 조정하는 조정부를 가지고 있다. 이 조정부는, 마스크 유지 기구(11e)에 장착된 마스크(MA)의 외주면과 기판 지지 기구에 지지된 기판(P)과의 간격을, 미리 정해진 허용 범위 내로 설정한다. The mask holding mechanism 11e rotatably mounts one of the plurality of masks MA having different diameters, and rotates around a predetermined axis (first axis AX1). The exposure apparatus U3e is attached to the mask holding mechanism 11e which rotatably mounts one of the several mask MA from which diameter differs, and rotates around the 1st axis | shaft AX1 as a predetermined axis | shaft. According to the diameter of the mask MA used, it has the adjustment part which adjusts the distance of at least 1st axis | shaft AX1 and a board | substrate support mechanism. This adjustment part sets the space | interval of the outer peripheral surface of the mask MA attached to the mask holding mechanism 11e, and the board | substrate P supported by the board | substrate support mechanism within a predetermined permissible range.

마스크 유지 드럼(21e)은, 예를 들면 유리 또는 석영 등으로 제조된, 일정한 두께를 가지는 원통 모양이며, 그 외주면(원통면)이 마스크(MA)의 마스크면을 형성한다. 즉, 본 실시 형태에서, 마스크(MA) 상의 조명 영역은, 중심선으로부터 일정한 곡률 반경 Rm를 가지는 원통면 모양으로 만곡하고 있다. 마스크 유지 드럼(21e) 중, 마스크 유지 드럼(21e)의 지름 방향으로부터 보아 마스크(MA)의 패턴과 겹치는 부분, 예를 들면 마스크 유지 드럼(21e)의 Y축 방향에서의 양단측 이외의 중앙 부분은, 조명 광속에 대해서 투광성을 가진다. 마스크면에는, 마스크(MA) 상의 조명 영역이 배치된다. The mask holding drum 21e is a cylindrical shape having a constant thickness, made of, for example, glass or quartz, and its outer peripheral surface (cylindrical surface) forms the mask surface of the mask MA. In other words, in the present embodiment, the illumination region on the mask MA is curved in a cylindrical shape having a constant radius of curvature Rm from the center line. The part which overlaps with the pattern of the mask MA from the radial direction of the mask holding drum 21e among the mask holding drum 21e, for example, the center part other than the both ends in the Y-axis direction of the mask holding drum 21e. Silver has transparency to the illumination light flux. On the mask surface, an illumination region on the mask MA is disposed.

마스크(MA)는, 예를 들면, 평탄성이 좋은 직사각형 모양의 매우 얇은 유리판(예를 들면 두께 100㎛ ~ 500㎛)의 일방의 면에 크롬 등의 차광층에 의해 패턴을 형성한 투과형의 평면 모양 시트 마스크로서 작성되고, 그것을 마스크 유지 드럼(21e)의 외주면을 따라서 만곡시켜, 이 외주면에 감은(붙인) 상태에서 사용된다. 마스크(MA)는, 패턴이 형성되어 있지 않은 패턴 비형성 영역을 가지며, 패턴 비형성 영역에서 마스크 유지 드럼(21e)에 장착되어 있다. 마스크(MA)는, 마스크 유지 드럼(21e)에 대해서 떼어낼 수 있다. 마스크(MA)는, 실시 형태의 마스크(M)와 마찬가지로, 투명 원통 모재에 의한 마스크 유지 드럼(21e)에 감는 대신에, 투명 원통 모재에 의한 마스크 유지 드럼(21e)의 외주면에 직접 크롬 등의 차광층에 의한 마스크 패턴을 묘화 형성하여 일체화해도 괜찮다. 이 경우도, 마스크 유지 드럼(21e)이 마스크의 지지 부재로서 기능을 한다. The mask MA is, for example, a transmissive planar shape in which a pattern is formed by a light shielding layer such as chromium on one surface of a very thin glass plate (for example, 100 μm to 500 μm in thickness) having a good flatness. It is created as a sheet mask, which is bent along the outer circumferential surface of the mask holding drum 21e and used in a state of being wound (pasted) on this outer circumferential surface. The mask MA has a pattern non-formation region in which a pattern is not formed, and is attached to the mask holding drum 21e in the pattern non-formation region. The mask MA can be removed with respect to the mask holding drum 21e. The mask MA, like the mask M of the embodiment, is wound on the mask holding drum 21e made of the transparent cylindrical base material, instead of being wound directly on the outer circumferential surface of the mask holding drum 21e made of the transparent cylindrical base material. The mask pattern by the light shielding layer may be drawn and integrated. Also in this case, the mask holding drum 21e functions as a support member of the mask.

가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)는, 마스크 유지 드럼(21e)의 중심축에 대해 평행한 Y축 방향으로 연장하고 있다. 가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)는, 마스크(MA) 및 마스크 유지 드럼(21e)의 회전 중심축과 평행한 축선 둘레로 회전 가능하게 마련되어 있다. 가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)는, 각각, 축선방향의 단부의 외경이 다른 부분의 외형 보다도 크게 되어 있으며, 이 단부가 마스크 유지 드럼(21e)에 외접하고 있다. 이와 같이, 가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)는, 마스크 유지 드럼(21e)에 의해 유지되어 있는 마스크(MA)에 접촉하지 않도록 마련되어 있다. 구동 롤러(94)는, 구동부(96)와 접속되어 있다. 구동 롤러(94)는, 구동부(96)로부터 공급되는 토크를 마스크 유지 드럼(21e)에 전달하는 것에 의해서, 마스크 유지 드럼(21e)을, 그 회전 중심축 둘레로 회전시킨다. The guide roller 93 and the drive roller 94 extend in the Y-axis direction parallel to the central axis of the mask holding drum 21e. The guide roller 93 and the drive roller 94 are rotatably provided around the axis line parallel to the rotation center axis of the mask MA and the mask holding drum 21e. The outer diameters of the end portions in the axial direction of the guide rollers 93 and the driving rollers 94 are larger than those of the other portions, respectively, and the ends are circumscribed to the mask holding drum 21e. In this way, the guide roller 93 and the drive roller 94 are provided so as not to contact the mask MA held by the mask holding drum 21e. The drive roller 94 is connected with the drive part 96. The drive roller 94 rotates the mask holding drum 21e about the rotation center axis by transmitting the torque supplied from the drive part 96 to the mask holding drum 21e.

마스크 유지 기구(11e)는, 1개의 가이드 롤러(93)를 구비하고 있지만 수는 한정되지 않고, 2개 이상이라도 좋다. 마찬가지로 마스크 유지 기구(11e)는, 1개의 구동 롤러(94)를 구비하고 있지만 수는 한정되지 않고, 2개 이상이라도 좋다. 가이드 롤러(93)와 구동 롤러(94) 중 적어도 하나는, 마스크 유지 드럼(21e)의 내측에 배치되어 있으며, 마스크 유지 드럼(21e)과 내접하고 있어도 괜찮다. 또, 마스크 유지 드럼(21e) 중, 마스크 유지 드럼(21e)의 지름 방향으로부터 보아 마스크(MA)의 패턴과 겹치지 않는 부분(Y축 방향의 양단측)은, 조명 광속에 대해서 투광성을 가지고 있어도 괜찮고, 투광성을 가지지 않아도 좋다. 또, 가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)의 일방 또는 쌍방은, 예를 들면 원뿔대 모양으로서, 그 중심축(회전축)이 중심축에 대해 비평행이라도 좋다. Although the mask holding mechanism 11e is equipped with one guide roller 93, the number is not limited, Two or more may be sufficient as it. Similarly, although the mask holding mechanism 11e is equipped with one drive roller 94, the number is not limited, Two or more may be sufficient as it. At least one of the guide roller 93 and the drive roller 94 may be disposed inside the mask holding drum 21e and may be inscribed with the mask holding drum 21e. Moreover, the part (both ends of the Y-axis direction) which do not overlap with the pattern of the mask MA from the radial direction of the mask holding drum 21e among the mask holding drum 21e may have light transmissivity with respect to an illumination light flux. It does not have to be light transmissive. In addition, one or both of the guide roller 93 and the driving roller 94 may have a truncated cone shape, for example, and its central axis (rotational axis) may be non-parallel to the central axis.

노광 장치(U3e)는, 가이드 롤러(93)와 구동 롤러(94)와의 위치에, 도 25에 나타내는, 제1 투영 광학계의 시야 영역(조명 영역)(IRa)과 제2 투영 광학계의 시야 영역(조명 영역)(IRb)을 각각 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 마스크(MA)의 직경이 변화해도, 시야 영역(IRa, IRb) 각각의 Z축 방향에서의 위치를 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 직경이 다른 마스크(MA)로 교환한 경우에, 시야 영역(IRa, IRb) 각각의 Z축 방향에서의 위치의 조정이 용이하게 된다. The exposure apparatus U3e has a field of view (illumination region) IRa of the first projection optical system and a field of view of the second projection optical system shown in FIG. 25 at the position between the guide roller 93 and the drive roller 94. It is preferable to arrange the illumination region IRb, respectively. In this way, even if the diameter of the mask MA changes, the position in the Z-axis direction of each of the viewing areas IRa and IRb can be kept constant. As a result, when replacing with the mask MA of a different diameter, adjustment of the position in the Z-axis direction of each of the viewing area | regions IRa and IRb becomes easy.

본 실시 형태의 조명 장치(13e)는, 광원(도시 생략) 및 조명 광학계(조명계)(ILe)를 구비한다. 조명 광학계(ILe)는, 복수의 투영 광학계(PL1 ~ PL6)의 각각에 대응하여, Y축 방향으로 늘어선 복수(예를 들면 6개)의 조명 광학계(ILe1 ~ ILe6)를 구비한다. 광원은, 실시 형태의 광원 장치(13)와 마찬가지로, 각종의 광원을 이용할 수 있다. 광원으로부터 사출된 조명광은, 조도 분포가 균일화되어, 예를 들면 광 파이버 등의 도광 부재를 매개로 하여, 복수의 조명 광학계(ILe1 ~ ILe6)로 나누어진다. The illuminating device 13e of this embodiment is equipped with the light source (not shown) and illumination optical system (lighting system) ILe. The illumination optical system ILe is provided with the some (for example 6) illumination optical systems ILe1-ILe6 lined up in the Y-axis direction corresponding to each of the some projection optical systems PL1-PL6. As a light source, various light sources can be used similarly to the light source device 13 of embodiment. The illumination light emitted from the light source is uniform in illuminance distribution, and is divided into a plurality of illumination optical systems ILe1 to ILe6 via, for example, light guide members such as optical fibers.

복수의 조명 광학계(ILe1 ~ ILe6) 각각은, 렌즈 등의 복수의 광학 부재를 포함한다. 복수의 조명 광학계(ILe1 ~ ILe6) 각각은, 예를 들면 인티그레이터 광학계, 로드 렌즈 또는 플라이아이 렌즈 등을 포함하며, 균일한 조도 분포의 조명 광속에 의해서 마스크(MA)의 조명 영역을 조명한다. 본 실시 형태에서, 복수의 조명 광학계(ILe1 ~ ILe6)는, 마스크 유지 드럼(21e)의 내측에 배치되어 있다. 복수의 조명 광학계(ILe1 ~ ILe6) 각각은, 마스크 유지 드럼(21e)의 내측으로부터 마스크 유지 드럼(21e)을 통과하여, 마스크 유지 드럼(21e)의 외주면에 유지되어 있는 마스크(MA) 상의 각 조명 영역을 조명한다. Each of the plurality of illumination optical systems ILe1 to ILe6 includes a plurality of optical members such as a lens. Each of the plurality of illumination optical systems ILe1 to ILe6 includes, for example, an integrator optical system, a rod lens, a fly's eye lens, and the like, and illuminates the illumination area of the mask MA by an illumination beam having a uniform illuminance distribution. In this embodiment, the some illumination optical system ILe1-ILe6 is arrange | positioned inside the mask holding drum 21e. Each of the plurality of illumination optical systems ILe1 to ILe6 passes through the mask holding drum 21e from the inside of the mask holding drum 21e and is illuminated on the mask MA held on the outer circumferential surface of the mask holding drum 21e. Illuminate the area.

조명 장치(13e)는, 조명 광학계(ILe1 ~ ILe6)에 의해서 광원으로부터 사출된 광을 안내하고, 안내된 조명 광속을 마스크 유지 드럼(21e) 내부로부터 마스크(MA)에 조사한다. 조명 장치(13e)는, 마스크 유지 드럼(21e)에 의해 유지된 마스크(MA)의 일부(조명 영역)를, 조명 광속에 의해서 균일한 밝기로 조명한다. 또, 광원은, 마스크 유지 드럼(21e)의 내측에 배치되어 있어도 괜찮고, 마스크 유지 드럼(21e)의 외측에 배치되어 있어도 괜찮다. 또, 광원은, 노광 장치(U3e)와는 별도의 장치(외부 장치)라도 괜찮다. The illumination device 13e guides the light emitted from the light source by the illumination optical systems ILe1 to ILe6, and irradiates the mask MA from the inside of the mask holding drum 21e with the guided illumination light flux. The illuminating device 13e illuminates a part (lighting area) of the mask MA held by the mask holding drum 21e with uniform brightness by the illumination light flux. Moreover, the light source may be arrange | positioned inside the mask holding drum 21e, and may be arrange | positioned outside the mask holding drum 21e. In addition, the light source may be a device (external device) separate from the exposure apparatus U3e.

조명 광학계(ILe1 ~ ILe6)는, 마스크(MA)의 내측으로부터 그 외주면을 향해서, 소정의 축선으로서의 제1 축(AX1)의 방향으로 슬릿 모양으로 연장된 조명 광속을 조사한다. 또, 노광 장치(U3e)는, 조명 광속의 마스크(MA)의 회전 방향에 관한 폭을, 장착되는 마스크(MA)의 직경에 따라 조정하는 조정부를 가지고 있다. Illumination optical systems ILe1-ILe6 irradiate the illumination light beam extended in the slit-shaped direction in the direction of the 1st axis | shaft AX1 as a predetermined axis from the inside of the mask MA toward the outer peripheral surface. Moreover, exposure apparatus U3e has the adjustment part which adjusts the width | variety with respect to the rotation direction of the mask MA of illumination light beam according to the diameter of the mask MA to be attached.

노광 장치(U3e)의 기판 지지 기구(12e)는, 평면 모양의 기판(P)을 유지하는 기판 스테이지(102)와, 기판 스테이지(102)를 중심면(CL)과 직교하는 면내에서 X방향을 따라서 주사 이동시키는 이동 장치(도시 생략)를 구비한다. 도 34에 나타내는 지지면(P2)측에서의 기판(P)의 표면은 실질적으로 XY면과 평행한 평면이므로, 마스크(MA)로부터 반사되고, 투영 광학계(PL)를 통과하여, 기판(P)에 투사되는 투영 광속의 주광선은, XY면과 수직하게 된다. 전술한 스텝 S104의 캘리브레이션에서는, 기판 스테이지(102)의 지지면(P2)의 표면에, 도 31에 나타낸 제2 마크(ALMR)가 마련된다. The substrate support mechanism 12e of the exposure apparatus U3e has the substrate stage 102 holding the planar substrate P and the X stage in the plane perpendicular to the center plane CL. Therefore, a scanning device (not shown) for scanning movement is provided. Since the surface of the board | substrate P on the support surface P2 side shown in FIG. 34 is a plane substantially parallel to XY surface, it is reflected from the mask MA, passes through the projection optical system PL, and projects it on the board | substrate P The chief ray of the projection light beam used becomes perpendicular to the XY plane. In the calibration of step S104 described above, the second mark ALMR shown in FIG. 31 is provided on the surface of the support surface P2 of the substrate stage 102.

노광 장치(U3e)는, 마스크(MA)로서 투과형 마스크를 이용하고 있지만, 이 경우도, 노광 장치(U3)와 마찬가지로, 다른 직경의 마스크(MA)와 교환할 수 있다. 그리고, 다른 직경의 마스크(MA)로 교환한 경우, 노광 장치(U3e)는, 노광 장치(U3)와 마찬가지로, 조명 광학계(ILe1 ~ ILe6)와 투영 광학계(PL1 ~ PL6) 중 적어도 일방이 적어도 조정된 후, 교환후의 마스크(MA)와 기판(P)을 반송하는 기판 스테이지(102)와의 사이의 상대 위치 관계가 소정의 허용 범위 내의 어긋남이 되도록 조정(설정)된다. 이와 같이 함으로써, 기계적인 조정에 의해 수정할 수 없었던 오차를, 마스크(MA)와 기판 스테이지(102)로부터 취득한 실제의 마크상 등에 근거하여 추가로 정밀하게 수정한다. 그 결과, 노광 장치(U3e)는, 적절하고 양호한 정밀도로 유지되어, 교환후의 마스크에 의한 노광을 행하는 것이 가능하게 된다. The exposure apparatus U3e uses a transmissive mask as the mask MA, but in this case as well as the exposure apparatus U3, the exposure apparatus U3e can be replaced with a mask MA having a different diameter. And when replacing with the mask MA of a different diameter, the exposure apparatus U3e adjusts at least one of illumination optical systems ILe1-ILe6 and projection optical systems PL1-PL6 at least similarly to exposure apparatus U3. After that, the relative positional relationship between the mask MA after the replacement and the substrate stage 102 for transporting the substrate P is adjusted (set) so as to be within a predetermined allowable range. By doing in this way, the error which could not be corrected by mechanical adjustment is corrected further precisely based on the actual mark image acquired from the mask MA and the board | substrate stage 102, etc. As a result, the exposure apparatus U3e is maintained at an appropriate and good precision, and it becomes possible to perform exposure by the mask after replacement.

또, 실시 형태의 노광 장치(U3)가 가지는 기판 지지 기구(12)를 대신하여, 본 실시 형태의 노광 장치(U3e)가 가지는 기판 지지 기구(12e)를 노광 장치(U3)에 적용해도 괜찮다. 또, 실시 형태의 노광 장치(U3)에, 가이드 롤러(93)와 구동 롤러(94)를 이용하여 기판 지지 드럼(25)을 회전 가능하게 지지하고, 또한 가이드 롤러(93)와 구동 롤러(94)와의 위치에, 도 25에 나타내는, 제1 투영 광학계의 시야 영역(조명 영역)(IRa)과 제2 투영 광학계의 시야 영역(조명 영역)(IRb)을 각각 배치해도 괜찮다. 이와 같이 함으로써, 직경이 다른 마스크(MA)로 교환한 경우에서, 시야 영역(IRa, IRb) 각각의 Z축 방향에서의 위치의 조정이 용이하게 된다. In addition, you may apply to the exposure apparatus U3 the board | substrate support mechanism 12e which the exposure apparatus U3e of this embodiment has instead of the board | substrate support mechanism 12 which the exposure apparatus U3 of embodiment has. Moreover, the board | substrate supporting drum 25 is rotatably supported by the exposure apparatus U3 of embodiment using the guide roller 93 and the drive roller 94, and also the guide roller 93 and the drive roller 94 are shown. ), The field of view area (lighting area) IRa of the first projection optical system and the field of view area (lighting area) IRb of the second projection optical system, respectively, shown in FIG. 25 may be disposed. By doing in this way, when replacing with the mask MA of a different diameter, adjustment of the position in the Z-axis direction of each of the viewing area IRa and IRb becomes easy.

<제7 실시 형태><Seventh embodiment>

도 35는, 제7 실시 형태에 관한 노광 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 도 35를 이용하여, 노광 장치(U3f)에 대해 설명한다. 중복하는 기재를 피하도록, 전술한 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는, 실시 형태와 동일한 부호를 부여하여 설명한다. 또, 제5 실시 형태의 노광 장치(U3d) 및 제6 실시 형태 노광 장치(U3e)의 각 구성은, 본 실시 형태에 적용할 수 있다. 35 is a diagram illustrating an overall configuration of an exposure apparatus according to a seventh embodiment. 35, the exposure apparatus U3f will be described. In order to avoid overlapping descriptions, only the parts different from the above embodiments will be described, and the same components as the embodiments will be described with the same reference numerals as the embodiments. In addition, each structure of the exposure apparatus U3d of 6th Embodiment and the exposure apparatus U3e of 6th Embodiment is applicable to this embodiment.

노광 장치(U3f)는, 이른바 프록시미티(proximity) 노광을 기판(P)에 실시하는 기판 처리 장치이다. 노광 장치(U3f)는, 마스크(MA)와, 기판 지지 드럼(25f)과의 간극(프록시미티·갭)을 수㎛ ~ 수십㎛ 정도로 설정하여, 조명 광학계(ILc)가 직접 기판(P)에 조명 광속(EL)을 조사하고, 비접촉 노광한다. 마스크(MA)는, 마스크 유지 드럼(21f)의 표면에 마련되어 있다. 본 실시 형태의 노광 장치(U3f)는, 마스크(MA)를 투과한 광이 투영 광속(EL)이 되는 투과형 마스크를 이용하는 구성으로 되어 있다. 노광 장치(U3f)에서, 마스크 유지 드럼(21f)은, 예를 들면 유리 또는 석영 등으로 제조된, 일정한 두께를 가지는 원통 모양이며, 그 외주면(원통면)이 마스크(MA)의 마스크면을 형성한다. 도시는 하지 않지만, 노광 장치(U3f)는, 도 23에 나타내는 바와 같은, 마스크(MA)를 교환하기 위한 교환 기구(150)를 구비하고 있다. Exposure apparatus U3f is a substrate processing apparatus which performs what is called proximity exposure to the board | substrate P. FIG. Exposure apparatus U3f sets the clearance gap (proxy gap) between mask MA and the board | substrate support drum 25f about several micrometers-about several tens of micrometers, and illumination optical system ILc directly connects to board | substrate P. FIG. Illumination light beam EL is irradiated and non-contact exposure is performed. The mask MA is provided on the surface of the mask holding drum 21f. The exposure apparatus U3f of this embodiment has the structure using the transmissive mask in which the light which permeate | transmitted the mask MA turns into projection light beam EL. In the exposure apparatus U3f, the mask holding drum 21f is a cylindrical shape having a constant thickness, made of, for example, glass or quartz, and its outer peripheral surface (cylindrical surface) forms the mask surface of the mask MA. do. Although not shown, the exposure apparatus U3f is equipped with the exchange mechanism 150 for replacing the mask MA as shown in FIG.

본 실시 형태에서, 기판 지지 드럼(25f)은, 전동 모터 등의 액추에이터를 포함하는 제2 구동부(26f)로부터 공급되는 토크에 의해서 회전한다. 제2 구동부(26f)의 회전 방향과 반대 방향이 되도록, 예를 들면 자기 치차(齒車)에 의해 연결된 한 쌍의 구동 롤러(MGG, MGG)가 마스크 유지 드럼(21f)을 구동한다. 제2 구동부(26f)는, 기판 지지 드럼(25f)을 회전시키고, 또한 구동 롤러(MGG, MGG)와 마스크 유지 드럼(21f)을 회전시켜, 마스크 유지 드럼(21f)과 기판 지지 드럼(25f)을 동기 이동(동기 회전)시킨다. 기판(P)은, 그 일부가, 한 쌍의 에어ㆍ턴바(ATB1f, ATB2f)와, 한 쌍의 가이드 롤러(27f, 28f)를 매개로 하여 기판 지지 드럼(25f)에 감겨져 있으므로, 기판 지지 드럼(25f)이 회전하면, 기판(P)은, 마스크 유지 드럼(21f)과 동기하여 반송된다. 이와 같이, 한 쌍의 구동 롤러(MGG, MGG)는, 서로 직경이 다른 복수의 마스크 중 1개를 교환 가능하게 장착하여, 소정의 축선(제1 축(AX1))의 둘레로 회전시키는 마스크 유지 기구로서 기능을 한다. In the present embodiment, the substrate supporting drum 25f is rotated by the torque supplied from the second drive unit 26f including an actuator such as an electric motor. For example, the pair of drive rollers MGG and MGG driven by the magnetic gear drive the mask holding drum 21f so as to be opposite to the rotational direction of the second drive part 26f. The 2nd drive part 26f rotates the board | substrate support drum 25f, and also rotates the drive rollers MGG and MGG and the mask holding drum 21f, and the mask holding drum 21f and the board | substrate supporting drum 25f. Move synchronously. Since the board | substrate P is a part wound around the board | substrate support drum 25f via a pair of air turn bar (ATB1f, ATB2f) and a pair of guide rollers 27f, 28f, the board | substrate support drum When 25f rotates, the board | substrate P is conveyed in synchronism with 21 f of mask holding drums. In this manner, the pair of drive rollers MGG and MGG replace one of the plurality of masks having different diameters so as to be interchangeable, and retain the mask to rotate around the predetermined axis (first axis AX1). Function as a mechanism

조명 광학계(ILc)는, 한 쌍의 구동 롤러(MGG, MGG)와의 위치에서, 마스크(MA)의 외주면과 기판 지지 드럼(25f)에 의해 지지되는 기판(P)이 가장 접근하고 있는 위치에서, Y방향으로 슬릿 모양으로 연장된 조명 광속을 마스크(MA)의 내측으로부터 기판(P)을 향해서 투사한다. 이러한 프록시미티 노광 방식에서는, 기판(P)에의 마스크 패턴의 노광 위치(투영 영역(PA)에 상당)는, 마스크(MA)의 둘레 방향에 관해서 1개소가 되기 때문에, 직경이 다른 원통 마스크로 교환할 때에는, 프록시미티·갭을 소정값으로 유지하도록, 원통 마스크의 Z축 방향의 위치 또는 기판(P)을 지지하는 기판 지지 드럼(25f)의 Z축 방향의 위치를 조정하는 것만이라도 괜찮다. The illumination optical system ILc is located at the position where the outer peripheral surface of the mask MA and the substrate P supported by the substrate supporting drum 25f are closest at the position with the pair of driving rollers MGG and MGG. The illumination light flux extending in the slit shape in the Y direction is projected from the inside of the mask MA toward the substrate P. In such a proximity exposure method, since the exposure position (corresponding to the projection area PA) of the mask pattern on the substrate P becomes one in the circumferential direction of the mask MA, it is replaced with a cylindrical mask having a different diameter. In this case, the position in the Z-axis direction of the cylindrical mask or the position in the Z-axis direction of the substrate supporting drum 25f supporting the substrate P may be adjusted so as to maintain the proximity gap at a predetermined value.

이와 같이, 노광 장치(U3f)는, 마스크(MA)로서 투과형 마스크를 이용하고, 또한 프록시미티 노광을 기판(P)에 실시하지만, 이 경우도, 노광 장치(U3)와 마찬가지로, 다른 직경의 마스크(MA)와 교환할 수 있다. 그리고, 다른 직경의 마스크(MA)로 교환한 경우, 노광 장치(U3f)는, 노광 장치(U3)와 동일한 캘리브레이션을 행하는 것에 의해, 교환후의 마스크(MA)와 기판(P)을 반송하는 기판 지지 드럼(25f)과의 사이의 상대적인 위치 어긋남(프록시미티·갭도 포함함)이 허용 범위 내가 되도록 조정할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 기계적인 조정에 의해 수정할 수 없었던 오차를, 마스크(MA)와 기판 지지 드럼(25f)으로부터 취득한 실제의 마크상에 근거하여 더 정밀하게 수정하고, 그 결과, 노광 장치(U3f)는 적절하고 양호한 정밀도를 유지하여 노광을 행하는 것이 가능하게 된다. In this manner, the exposure apparatus U3f uses a transmissive mask as the mask MA and performs proximity exposure to the substrate P. In this case, like the exposure apparatus U3, a mask having a different diameter is used. Can be exchanged with (MA). And when replacing with the mask MA of a different diameter, the exposure apparatus U3f performs the same calibration as the exposure apparatus U3, and supports the board | substrate which conveys the mask MA and the board | substrate P after replacement | exchange. The relative positional shift between the drum 25f (including the proxy gap) can be adjusted to be within the allowable range. By doing in this way, the error which could not be corrected by mechanical adjustment is corrected more accurately based on the actual mark image acquired from the mask MA and the board | substrate support drum 25f, As a result, the exposure apparatus U3f is It becomes possible to perform exposure by maintaining appropriate and favorable precision.

또, 도 35와 같은 노광 장치(U3f)의 조명 광학계(ILc)는, Y방향으로 가늘고 긴 X방향(마스크(MA)의 회전 방향)의 폭이 좁은 조명 광속을, 소정의 개구수(NA)로 마스크(MA)의 마스크면에 조사할 뿐이므로, 장착되는 원통 마스크의 지름이 달라도, 조명 광학계(ILc)로부터의 조명 광속의 배향 특성(주광선의 기울기 등)을 실질적으로 크게 조정할 필요는 없다. 다만, 마스크(MA)의 직경(반경)에 따라서, 마스크면에 조사되는 조명 광속의 X방향(마스크(MA)의 회전 방향)의 폭을 변화시키도록, 조명 광학계(ILc) 내에 폭 가변인 조명 시야 조리개(가변 블라인드)를 마련하거나, 조명 광속의 X방향(마스크(MA)의 회전 방향)의 폭만을 축소 또는 확대하는 굴절 광학계(예를 들면 실린드리칼 줌 렌즈 등)를 마련하거나 해도 괜찮다. In addition, the illumination optical system ILc of the exposure apparatus U3f as shown in FIG. 35 has a narrow illumination light flux in the X direction (the rotational direction of the mask MA) that is long and thin in the Y direction, and has a predetermined numerical aperture NA. Since only the mask surface of the raw mask MA is irradiated, even if the diameter of the cylindrical mask to be mounted is different, it is not necessary to substantially adjust the orientation characteristic (inclination of the chief ray, etc.) of the illumination light beam from the illumination optical system ILc. However, illumination having a variable width in the illumination optical system ILc so as to change the width of the X direction (rotational direction of the mask MA) of the illumination light beam irradiated onto the mask surface in accordance with the diameter (radius) of the mask MA. A field stop (variable blind) may be provided, or a refractive optical system (for example, a cylindrical zoom lens or the like) that reduces or enlarges only the width of the X-direction (the rotational direction of the mask MA) of the illumination light beam may be provided.

또, 도 35의 노광 장치(U3f)에서는, 기판(P)을 기판 지지 드럼(25f)에 의해서 원통면 모양으로 지지했지만, 도 34의 노광 장치(U3e)와 같이 평면 모양으로 지지해도 괜찮다. 기판(P)이 평면 모양으로 지지되면, 원통면 모양으로 지지되는 경우와 비교해서, 마스크(MA)의 지름의 차이에 대응한 조명 광속의 X방향(마스크(MA)의 회전 방향)에서의 폭의 조정 범위를 넓게 할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 마스크(MA)의 지름에 따른 프록시미티·갭의 허용 범위 내에서, 조명 광속의 X방향(마스크(MA)의 회전 방향)의 폭을 최적으로 조정할 수 있고, 기판(P) 상에 전사되는 패턴 품질(충실도 등)의 유지와 생산성을 최적화시킬 수 있다. 그 경우, 가변 블라인드나 실린드리칼 줌 렌즈 등이, 투과형의 마스크(MA)의 직경에 따라 조명 광속의 폭을 조정하는 조정부에 포함된다. In addition, in the exposure apparatus U3f of FIG. 35, although the board | substrate P was supported by the board | substrate supporting drum 25f in the cylindrical form, you may support in planar shape like the exposure apparatus U3e of FIG. When the substrate P is supported in a planar shape, the width in the X direction (rotational direction of the mask MA) of the illumination light beam corresponding to the difference in the diameter of the mask MA as compared with the case where the substrate P is supported in the cylindrical shape. You can widen the range of adjustment. By doing in this way, within the permissible range of the proximity gap according to the diameter of the mask MA, the width | variety of the X direction (rotational direction of mask MA) of an illumination light beam can be adjusted optimally, and is on the board | substrate P. It is possible to optimize the maintenance and the productivity of the pattern quality (fidelity, etc.) transferred to. In that case, a variable blind, a cylindrical zoom lens, etc. are contained in the adjustment part which adjusts the width of an illumination light beam according to the diameter of the transmissive mask MA.

이상의 각 실시 형태에서, 노광 장치에 장착 가능한 원통 마스크의 직경에는 일정한 범위가 있다. 예를 들면, 선폭이 2㎛ ~ 3㎛ 정도인 미세 패턴을 투영하는 투영 광학계를 구비한 노광 장치에서는, 그 투영 광학계의 초점 심도(DOF)가 폭에서 수십㎛ 정도로 좁고, 또 투영 광학계 내에서의 포커스 조정의 범위도 좁은 것이 일반적이다. 그러한 노광 장치에 있어서는, 규격으로서 정해진 직경으로부터 밀리 단위로 바뀐 직경의 원통 마스크는 장착이 곤란해진다. 다만, 노광 장치측에서, 당초부터 원통 마스크의 직경 변화에 대응하도록, 각 부, 각 기구에 큰 조정 범위를 갖게 하고 있는 경우는, 그 조정 범위를 근거로 하여, 장착 가능한 원통 마스크의 직경 범위가 정해진다. 또, 도 35와 같은 프록시미티 방식의 노광 장치에서는, 마스크(MA)의 외주면의 일부와 기판(P)과의 갭이 소정의 범위에 들어가 있으면 좋고, 원통 마스크의 지지 기구가 대응 가능한 구성이면, 직경이 0.5배, 1.5배, 2배 …로, 크게 다른 원통 마스크라도 장착 가능하다. In each of the above embodiments, there is a certain range in the diameter of the cylindrical mask that can be attached to the exposure apparatus. For example, in an exposure apparatus provided with a projection optical system for projecting a fine pattern having a line width of about 2 μm to 3 μm, the depth of focus (DOF) of the projection optical system is narrow at about several tens of micrometers in width, and within the projection optical system. The range of focus adjustment is also narrow. In such an exposure apparatus, the cylindrical mask of the diameter changed in millimeters from the diameter determined as a standard becomes difficult to attach. However, on the exposure apparatus side, when each part and each mechanism have a large adjustment range so as to correspond to the diameter change of the cylindrical mask from the beginning, the diameter range of the cylindrical mask which can be attached is based on the adjustment range. It is decided. In addition, in the exposure apparatus of the proximity type like FIG. 35, the gap between a part of the outer peripheral surface of the mask MA and the substrate P may be in a predetermined range, and as long as the support mechanism of the cylindrical mask is compatible, 0.5 times, 1.5 times, 2 times diameter. Therefore, it is possible to attach even a large cylindrical mask.

도 36은, 반사형의 원통 마스크(M)의 노광 장치 내에서의 지지 기구의 부분적인 구조예를 나타내는 사시도이다. 도 36에서는, 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 회전축(AX1)이 연장하는 방향(Y방향)의 일방측으로 돌출한 샤프트(21S)를 지지하는 기구만을 나타냈지만, 반대측에도 동일한 기구가 마련된다. 도 36의 경우, 스케일 원반(SD)은 원통 마스크(M)와 일체적으로 마련되지만, 원통 마스크(M)의 외주면의 Y방향의 양단측에, 디바이스용 마스크 패턴의 형성과 동시에, 인코더 헤드에 의해서 판독 가능한 스케일(격자)이 새겨서 마련되어도 괜찮다. 36 is a perspective view showing a partial structural example of a support mechanism in the exposure apparatus of the reflective cylindrical mask M. FIG. In FIG. 36, although only the mechanism which supports the shaft 21S which protruded to one side of the direction (Y direction) which the rotation axis AX1 of the cylindrical mask M (mask holding drum 21) extends, the same is also the other side. A mechanism is provided. In the case of FIG. 36, although the scale disk SD is provided integrally with the cylindrical mask M, the encoder head is formed on both ends of the outer circumferential surface of the cylindrical mask M in the Y direction simultaneously with the formation of the device mask pattern. May be provided by engraving a scale (lattice) that can be read.

샤프트(21S)의 선단부에는, 다른 직경의 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))라도, 항상 일정한 직경으로 정밀 가공된 원통체(21K)가 형성된다. 이 원통체(21K)는, 노광 장치 본체의 프레임(보디(body))(200)의 일부를 U자 모양으로 노치한 부분에서, 상하 방향(Z방향)으로 이동 가능한 Z가동체(204)에 의해서 지지된다. 프레임(200)의 U자 모양의 노치 부분의 Z방향으로 연장된 단부에는, Z방향으로 직선적으로 연장하는 가이드 레일부(201A, 201B)가 X방향으로 소정의 간격으로 대향하도록 형성되어 있다. In the front end of the shaft 21S, a cylindrical body 21K which is always precisely processed to a constant diameter is formed even in the mask M (mask holding drum 21) having a different diameter. The cylindrical body 21K is formed on the Z movable member 204 which is movable in the vertical direction (Z direction) at a portion where a part of the frame (body) 200 of the exposure apparatus main body is notched in a U shape. Supported by. Guide rail portions 201A and 201B extending linearly in the Z direction are formed at the end portions extending in the Z direction of the U-shaped notch portion of the frame 200 so as to face each other at predetermined intervals in the X direction.

Z가동체(204)에는, 원통체(21K)의 하반분 정도를 에어 베어링에 의해 지지하기 위한 반원 모양으로 움푹 패인 패드부(204P)와, 프레임(200)의 가이드 레일부(201A, 201B)와 걸리는 슬라이더부(204A, 204B)가 형성된다. 슬라이더부(204A, 204B)는, 가이드 레일부(201A, 201B)에 대해서, 기계적으로 접촉하는 베어링 또는 에어 베어링에 의해서, Z방향으로 매끄럽게 이동하도록 지지된다. The Z movable member 204 includes a pad portion 204P recessed in a semicircular shape for supporting the lower half of the cylindrical body 21K by an air bearing, and the guide rail portions 201A and 201B of the frame 200. Slider portions 204A and 204B are formed. The slider portions 204A and 204B are supported to move smoothly in the Z direction by bearings or air bearings that mechanically contact the guide rail portions 201A and 201B.

프레임(200)에는, Z축과 평행한 축선의 둘레로 회전 가능하게 축 지지된 볼 나사(203)와, 이 볼 나사(203)를 회전시키는 구동원(모터, 감속 기어 등)(202)이 마련된다. 볼 나사(203)와 나사 결합하는 너트부는, Z가동체(204)의 하측에 마련되는 캠 부재(206) 내에 마련된다. 따라서, 볼 나사(203)의 회전에 의해서, 캠 부재(206)가 Z방향으로 직선 이동하고, 이것에 의해서 Z가동체(204)도 Z방향으로 직선 이동한다. 도 36에서는 나타내어져 있지 않지만, 볼 나사(203)의 선단부를 지지하는 부재에, 캠 부재(206)가 X방향이나 Y방향으로 변위하지 않고, Z방향으로 이동하도록 안내하는 가이드 부재를 마련해도 좋다. The frame 200 is provided with a ball screw 203 axially rotatably supported around an axis parallel to the Z axis, and a drive source (motor, reduction gear, etc.) 202 for rotating the ball screw 203. do. The nut part screwed with the ball screw 203 is provided in the cam member 206 provided below the Z movable body 204. Accordingly, the cam member 206 linearly moves in the Z direction by the rotation of the ball screw 203, and thus the Z movable member 204 also linearly moves in the Z direction. Although not shown in FIG. 36, a guide member for guiding the cam member 206 to move in the Z direction without displacing the X or Y direction may be provided in the member supporting the tip of the ball screw 203. .

캠 부재(206)와 Z가동체(204)는 일체로 고정되어 있어도 괜찮고, Z방향으로는 고강성이고, X방향이나 Y방향으로는 저강성인 판 스프링이나 플렉처(flexure) 등에 의해 연결되어도 괜찮다. 혹은, 캠 부재(206)의 상면과 Z가동체(204)의 하면 각각에 구면(球面) 시트를 형성하고, 그러한 구면 시트의 사이에 강구(綱球)를 마련해도 좋다. 이와 같이 하면, 캠 부재(206)와 Z가동체(204)를 Z방향으로는 고강성으로 지지하면서, 강구를 중심으로 한 캠 부재(206)와 Z가동체(204)와의 상대적으로 미소 경사를 허용할 수 있다. 게다가, 도 36의 지지 기구에서는, Z가동체(204)와 프레임(200)과의 사이에, 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 자중의 대부분을 지지하기 위한 탄성 지지 부재(208A, 208B)가 마련된다. The cam member 206 and the Z movable member 204 may be fixed integrally, or may be connected by a leaf spring, a flexure, or the like, which is high rigidity in the Z direction and low rigidity in the X direction or the Y direction. . Alternatively, a spherical sheet may be formed on each of the upper surface of the cam member 206 and the lower surface of the Z movable body 204, and a steel ball may be provided between the spherical sheets. In this way, while supporting the cam member 206 and the Z movable body 204 with high rigidity in the Z direction, relatively small inclination between the cam member 206 and the Z movable body 204 centered on the steel ball is achieved. Allowed. In addition, in the support mechanism of FIG. 36, an elastic support member (for supporting most of the self-weight of the cylindrical mask M (mask holding drum 21)) between the Z movable member 204 and the frame 200 ( 208A, 208B are provided.

이 탄성 지지 부재(208A, 208B)는, 내부에 압착 기체를 공급함으로써 길이가 변화하는 에어 피스톤으로 구성되며, Z가동체(204)에 의해 지지되는 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 하중을 공압에 의해서 지지한다. 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 회전축으로서의 원통체(21K)를, Z가동체(204)의 패드부(204P)에서 지지하는 경우, 지름이 다른 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))에서는, 당연히 자중도 다르다. 이 때문에, 그 자중에 따라서, 탄성 지지 부재(208A, 208B)로서의 에어 피스톤 내에 공급되는 압착 기체의 압력을 조정한다. 이와 같이 하면, 볼 나사(203)와 캠 부재(206) 중의 너트부와의 사이에 작용하는 Z방향의 하중이 큰 폭으로 저감되어, 볼 나사(203)도 매우 작은 토크로 회전시킬 수 있고, 따라서 구동원(202)도 소형으로 할 수 있으며, 발열 등에 의한 프레임(200)의 변형을 억제할 수 있다. The elastic support members 208A and 208B are composed of an air piston whose length is changed by supplying a compressed gas therein, and is a cylindrical mask M (mask holding drum 21) supported by the Z movable member 204. Support the load by pneumatically. When the cylindrical body 21K serving as the rotation axis of the cylindrical mask M (mask holding drum 21) is supported by the pad portion 204P of the Z movable body 204, the cylindrical mask M having a different diameter (mask) In the holding drum 21, the self weight is naturally different. For this reason, the pressure of the compressed gas supplied into the air piston as the elastic support members 208A and 208B is adjusted in accordance with its own weight. In this way, the load in the Z direction acting between the ball screw 203 and the nut part in the cam member 206 is greatly reduced, and the ball screw 203 can also be rotated with a very small torque, Therefore, the drive source 202 can also be made compact, and deformation of the frame 200 due to heat generation or the like can be suppressed.

또, 도 36에는 나타내어 있지 않지만, Z가동체(204)의 Z방향의 위치는, 리니어 인코더와 같은 측장기(測長器)에 의해서 서브 미크론 이하의 계측 분해능으로 정밀하게 계측되고, 그 계측값에 근거하여 구동원(202)이 서보 제어된다. 게다가, Z가동체(204)와 캠 부재(206)와의 사이에 작용하는 하중의 변화를 계측하는 하중 센서 또는 캠 부재(206)의 Z방향 응력에 의한 변형을 계측하는 비틀림 센서 등을 마련하고, 각각의 센서로부터의 계측값에 따라서, 탄성 지지 부재(208A, 208B)로서의 에어 피스톤에 공급되는 압착(壓搾) 기체의 압력(기체의 공급과 배기)을 서보 제어해도 괜찮다. In addition, although not shown in FIG. 36, the position of the Z movable body 204 in the Z direction is precisely measured with sub-micron measurement resolution by a measuring instrument such as a linear encoder, and the measured value. The drive source 202 is servo controlled based on this. In addition, a load sensor for measuring the change in the load acting between the Z movable member 204 and the cam member 206 or a torsion sensor for measuring the deformation caused by the Z direction stress of the cam member 206 is provided. According to the measured value from each sensor, you may servo-control the pressure (gas supply and exhaust) of the compressed gas supplied to the air piston as the elastic support members 208A and 208B.

게다가, 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))를 Z가동체(204)의 패드부(204P)에 장착하고, 구동원(202)에 의한 Z방향의 높이가 소정의 위치에 설정된 후, 조명 광학계(IL)나 투영 광학계(PL)의 각종 조정이나 캘리브레이션을 행하는 도중(途中)에, 혹은 캘리브레이션의 결과에 근거하여, 재차, 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 Z방향 위치를 미동시키는 것도 있다. 도 36의 Z가동체(204)를 포함하는 지지 기구는, 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 반대측의 샤프트에도 마련되어 있고, 양측에 마련된 지지 기구의 각 Z가동체(204)의 Z방향 위치를 개별로 조정하는 것에 의해서, 회전 중심축(AX1)의 XY면에 대한 미소한 경사도 조정할 수 있다. 이상에 의해, 장착한 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 Z방향의 위치 조정이나 경사 조정이 완료되면, Z가동체(204)를 가이드 레일부(201A, 201B)(즉, 프레임(200))에 기계적으로 클램프해도 괜찮다. In addition, after the cylindrical mask M (mask holding drum 21) is attached to the pad portion 204P of the Z movable body 204, and the height in the Z direction by the drive source 202 is set at a predetermined position, Z direction of the cylindrical mask M (mask holding drum 21) again in the middle of carrying out various adjustments and calibrations of the illumination optical system IL and the projection optical system PL, or based on the result of the calibration. There is also a movement of the position. The support mechanism including the Z movable body 204 of FIG. 36 is also provided in the shaft on the opposite side to the cylindrical mask M (mask holding drum 21), and each Z movable body 204 of the support mechanism provided in both sides is provided. By adjusting the position in the Z direction separately, the minute inclination with respect to the XY plane of the rotation center axis AX1 can be adjusted. By the above, when the position adjustment or inclination adjustment of the mounted cylindrical mask M (mask holding drum 21) of the Z direction is completed, the Z movable body 204 will be guide rail part 201A, 201B (namely, The frame 200 may be mechanically clamped.

투영 노광 장치에 장착 가능한 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 최대 직경을 DSa, 최소 직경을 DSb로 하면, Z가동체(204)의 Z방향의 이동 스트로크는, (DSa-DSb)/2라도 좋다. 일례로서, 장착 가능한 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 최대 직경을 300mm, 최소 직경을 240mm로 하면, Z가동체(204)의 이동 스트로크는 30mm가 된다. When the maximum diameter of the cylindrical mask M (mask holding drum 21) which can be attached to the projection exposure apparatus is DSa and the minimum diameter is DSb, the movement stroke in the Z direction of the Z movable body 204 is (DSa-DSb). ) / 2 may be sufficient. As an example, when the maximum diameter of the mountable cylindrical mask M (mask holding drum 21) is 300 mm and the minimum diameter is 240 mm, the movement stroke of the Z movable body 204 will be 30 mm.

직경 300mm인 원통 마스크(M)는, 직경 240mm인 원통 마스크(M)에 대해서, 마스크(M)로서의 패턴 형성 영역을, 원통 마스크의 둘레 방향(주사 노광 방향)으로, 60mm×π≒188mm만큼 넓힐 수 있는 것을 의미한다. 종래의 주사 노광 장치와 같이, 평면 마스크를 일차원으로 주사 이동시키는 경우, 주사 방향으로 패턴 형성 영역을 넓히는 것은, 평면 마스크의 180mm 이상의 치수 확대에 대응한 마스크 스테이지의 대형화, 마스크 스테이지의 이동 스트로크를 180mm 이상 확대시키기 위한 보디 구조체의 대형화를 초래한다. 이것에 대해서, 도 36과 같이, 원통 마스크(M)(마스크 유지 드럼(21))의 회전축(AX1)(샤프트(21S))을 지지하는 Z가동체(204)를 Z방향으로 정밀하게 이동 가능한 구성으로 하는 것만으로, 장치의 다른 부분을 대형화하지 않고, 용이하게 마스크의 패턴 형성 영역의 확대에 대응할 수 있다. The cylindrical mask M having a diameter of 300 mm widens the pattern forming region as the mask M by 60 mm x π188 mm in the circumferential direction (scanning exposure direction) of the cylindrical mask with respect to the cylindrical mask M having a diameter of 240 mm. It means you can. As in the conventional scanning exposure apparatus, when scanning a planar mask in one dimension, widening the pattern formation region in the scanning direction is intended to increase the size of the mask stage corresponding to the enlargement of the dimension of the planar mask of 180 mm or more and to move the stroke of the mask stage by 180 mm. It causes the enlargement of the body structure for abnormally expanding. On the other hand, as shown in FIG. 36, the Z movable body 204 which supports the rotating shaft AX1 (shaft 21S) of the cylindrical mask M (mask holding drum 21) can be precisely moved to Z direction. It is possible to easily cope with the enlargement of the pattern formation region of the mask without increasing the size of the other part of the apparatus only by making the configuration.

<디바이스 제조 방법><Device manufacturing method>

다음으로, 도 37을 참조하여, 디바이스 제조 방법에 대해 설명한다. 도 37은, 디바이스 제조 시스템에 의한 디바이스 제조 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 이 디바이스 제조 방법은, 제1 실시 형태 내지 제7 실시 형태 중 어느 것에 의해서도 실현할 수 있다. Next, with reference to FIG. 37, the device manufacturing method is demonstrated. 37 is a flowchart showing a device manufacturing method by the device manufacturing system. This device manufacturing method can be implemented by any of the first to seventh embodiments.

도 37에 나타내는 디바이스 제조 방법에서는, 먼저, 예를 들면 유기 EL 등의 자발광 소자에 의한 표시 패널의 기능·성능 설계를 행하고, 필요한 회로 패턴이나 배선 패턴을 CAD 등에 의해 설계한다(스텝 S201). 다음으로, CAD 등에 의해 설계된 각종 레이어(layer)마다의 패턴에 근거하여, 필요한 레이어분(分)의 마스크(M)를 제작한다(스텝 S202). 또, 표시 패널의 기재가 되는 가요성의 기판(P)(수지 필름, 금속 박막, 플라스틱 등)이 감겨진 공급용 롤(FR1)을 준비해 둔다(스텝 S203). 또, 이 스텝 S203에서 준비해 두는 롤 모양의 기판(P)은, 필요에 따라서 그 표면을 개질한 것, 기초층(예를 들면 임프린트 방식에 의한 미소 요철)을 사전 형성한 것, 광 감응성의 기능막이나 투명막(절연 재료)을 미리 라미네이트한 것이라도 좋다. In the device manufacturing method shown in FIG. 37, the function and performance design of the display panel by self-luminescent elements, such as organic electroluminescent element, are first performed, for example, and a necessary circuit pattern and wiring pattern are designed by CAD etc. (step S201). Next, based on the pattern for every layer designed by CAD etc., the mask M of the required layer is produced (step S202). Moreover, the supply roll FR1 by which the flexible board | substrate P (resin film, metal thin film, plastics, etc.) which become a base material of a display panel were wound up is prepared (step S203). Moreover, the roll-shaped board | substrate P prepared in this step S203 has modified the surface as needed, the base layer (for example, micro unevenness | corrugation by the imprint system) was preformed, and the photosensitive function A film or transparent film (insulating material) may be laminated in advance.

다음으로, 기판(P) 상에 표시 패널 디바이스를 구성하는 전극이나 배선, 절연막, TFT(박막 반도체) 등에 의해서 구성되는 백 플레인(back plane)층을 형성 함과 아울러, 그 백 플레인층에 적층되도록, 유기 EL 등의 자발광 소자에 의한 발광층(표시 화소부)이 형성된다(스텝 S204). 이 스텝 S204에는, 앞의 각 실시 형태에서 설명한 노광 장치(U3)를 이용하여, 포토레지스트층을 노광하는 종래의 포토리소그래피 공정도 포함되지만, 포토레지스트 대신에 감광성 실란 커플링재를 도포한 기판(P)을 패턴 노광하여 표면에 친발수성(親撥水性)에 의한 패턴을 형성하는 노광 공정, 광 감응성의 촉매층을 패턴 노광하여 무전해 도금법에 의해서 금속막의 패턴(배선, 전극 등)을 형성하는 습식 공정, 혹은, 은나노 입자를 함유한 도전성 잉크 등에 의해서 패턴을 묘화하는 인쇄 공정 등에 의한 처리도 포함된다. Next, on the substrate P, a back plane layer composed of an electrode, a wiring, an insulating film, a TFT (thin film semiconductor), or the like constituting the display panel device is formed and stacked on the back plane layer. The light emitting layer (display pixel part) by self-light emitting elements, such as organic electroluminescent element, is formed (step S204). This step S204 also includes a conventional photolithography step of exposing the photoresist layer using the exposure apparatus U3 described in the above embodiments, but the substrate P coated with the photosensitive silane coupling material instead of the photoresist (P) ) And a wet process of forming a pattern (wiring, electrode, etc.) of a metal film by electroless plating by pattern exposing the photosensitive catalyst layer by pattern exposure of the surface by forming a pattern by hydrophilicity on the surface. Alternatively, a treatment by a printing step or the like that draws a pattern by a conductive ink or the like containing silver nanoparticles is also included.

다음으로, 롤 방식으로 장척의 기판(P) 상에 연속적으로 제조되는 표시 패널 디바이스마다, 기판(P)을 다이싱하거나, 각 표시 패널 디바이스의 표면에, 보호 필름(대(對)환경 배리어층)이나 칼라 필터 시트 등을 접합하거나 하여, 디바이스를 조립한다(스텝 S205). 다음으로, 표시 패널 디바이스가 정상적으로 기능을 하는지, 소망의 성능이나 특성을 만족하고 있는지의 검사 공정이 행하여진다(스텝 S206). 이상과 같이 하여, 표시 패널(플렉시블·디스플레이)을 제조할 수 있다. Next, for every display panel device continuously manufactured on the elongate board | substrate P by a roll system, the board | substrate P is diced, or the protective film (large environment barrier layer) on the surface of each display panel device. ), A color filter sheet, or the like are bonded to each other to assemble the device (step S205). Next, an inspection process is performed as to whether the display panel device functions normally or satisfies the desired performance and characteristics (step S206). As described above, a display panel (flexible display) can be manufactured.

전술한 실시 형태 및 그 변형예에 관한 노광 장치는, 본원 청구 범위에 열거된 각 구성요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도 및 광학적 정밀도를 유지하도록, 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 노광 장치의 조립 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 행하여진다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에의 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속 및 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에의 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있다는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에의 조립 공정이 종료하면, 총합 조정이 행하여지고, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다. The exposure apparatus which concerns on embodiment mentioned above and its modification is manufactured by assembling the various subsystem containing each component enumerated by this claim so as to maintain predetermined mechanical precision, electrical precision, and optical precision. In order to secure these various accuracy, before and after assembly of the exposure apparatus, adjustment for achieving optical precision for various optical systems, adjustment for achieving mechanical precision for various mechanical systems, and electrical precision for various electric systems are achieved. Adjustment is made. The assembling process from various sub-systems to the exposure apparatus includes mechanical connection of various sub-systems, wiring connection of electric circuits, piping connection of air pressure circuits, and the like. It goes without saying that there is an assembling step for each subsystem before the assembling step from these various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process to the exposure apparatus of various subsystems is complete | finished, total adjustment is performed and the various precision as the whole exposure apparatus is ensured. Moreover, it is preferable to manufacture an exposure apparatus in the clean room in which temperature, a clean degree, etc. were managed.

또, 상기 실시 형태 및 그 변형예의 구성요소는 적절히 조합시킬 수 있다. 또, 일부의 구성요소를 이용하지 않는 경우도 있다. 게다가, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성요소의 치환 또는 변경을 행할 수도 있다. 또, 법령에서 허용되는 한에서, 전술의 실시 형태에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공개 공보 및 미국 특허의 기재를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다. 이와 같이, 상기 실시 형태에 근거하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시 형태 및 운용 기술 등은, 모두 본 발명의 범위에 포함된다. In addition, the component of the said embodiment and its modification can be combined suitably. In addition, some components may not be used. In addition, the components may be substituted or changed without departing from the scope of the present invention. In addition, as long as permitted by law, all the publications concerning the exposure apparatus etc. which were quoted by the above-mentioned embodiment, and description of US patent are used as a part of description of this specification. As described above, other embodiments, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the above embodiments are all included in the scope of the present invention.

1 : 디바이스 제조 시스템 2 : 기판 공급 장치
4 : 기판 회수 장치 5 : 상위 제어 장치
U3 : 노광 장치(기판 처리 장치) M : 마스크
IR1 ~ IR6 : 조명 영역 IL1 ~ IL6 : 조명 광학계
ILM : 조명 광학 모듈 PA1 ~ PA6 : 투영 영역
PLM : 투영 광학 모듈
1 device manufacturing system 2 substrate supply apparatus
4 substrate recovery device 5 upper controller
U3: exposure apparatus (substrate processing apparatus) M: mask
IR1 to IR6: Illumination Area IL1 to IL6: Illumination Optical System
ILM: illumination optical module PA1 to PA6: projection area
PLM: Projection Optical Module

Claims (11)

축선의 둘레로 회전하는 기판 지지 드럼의 원통 모양의 외주면에서, 플렉시블한 장척(長尺)의 시트 기판을 지지하고 장척 방향을 주사 방향으로 하여 주속도(周速度, peripheral velocity) Vp로 이동시키면서, 상기 외주면에서 지지된 상기 시트 기판의 표면에 설정되는 투영 영역 내에, 투영 광학계에 의해서 결상되는 전자 디바이스의 패턴에 대응한 평면 모양의 투영상(像)을 속도 Vm으로 상기 주사 방향으로 이동시키면서 투사하는 것에 의해, 상기 시트 기판 상(上)에 상기 패턴을 주사 노광하는 패턴 노광 방법으로서,
상기 투영 영역 내의 상기 주사 방향으로 만곡한 상기 시트 기판의 표면과, 상기 투영 영역 내에 투사되는 상기 평면 모양의 투영상의 투영상면(投影像面)에 의해서 생기는 상기 주사 방향에 관한 투영 오차의 양이, 상기 투영 영역 내의 상기 주사 방향의 중심 위치를 사이에 둔 상기 주사 방향의 2개소의 각각에서 제로가 되도록, 상기 주속도 Vp와 상기 속도 Vm을 Vp>Vm의 관계로 설정하는, 패턴 노광 방법.
On the cylindrical outer circumferential surface of the substrate supporting drum rotating around the axis, the flexible long sheet substrate is supported and moved to the peripheral velocity Vp with the long direction as the scanning direction, In the projection area set on the surface of the sheet substrate supported by the outer circumferential surface, a projection image having a planar shape corresponding to the pattern of the electronic device formed by the projection optical system is projected while moving in the scanning direction at a speed Vm. By the pattern exposure method which scan-exposes the said pattern on the said sheet substrate by
The amount of projection error with respect to the scanning direction caused by the surface of the sheet substrate curved in the scanning direction in the projection area and the projection image surface projected in the planar projection image projected in the projection area is And the main speed Vp and the speed Vm in a relationship of Vp &gt; Vm so as to be zero at each of two places in the scanning direction with the center position of the scanning direction in the projection area interposed therebetween.
청구항 1에 있어서,
상기 주속도 Vp와 상기 속도 Vm과의 상대 차이는,
상기 투영 오차의 양의 절대값의 평균값이, 상기 투영상면에 형성되는 상기 패턴의 상(像)의 최소 치수보다도 작아지도록 설정되는, 패턴 노광 방법.
The method according to claim 1,
The relative difference between the main speed Vp and the speed Vm,
The pattern exposure method set so that the average value of the absolute value of the quantity of the said projection error may become smaller than the minimum dimension of the image of the pattern formed in the said projection image surface.
청구항 1에 있어서,
상기 주속도 Vp와 상기 속도 Vm과의 상대 차이는,
상기 투영 오차의 양의 절대값의 평균값이, 상기 투영 광학계의 개구수, 노광광의 파장, 프로세스 정수로 정의되는 해상력보다도 작아지도록 설정되는, 패턴 노광 방법.
The method according to claim 1,
The relative difference between the main speed Vp and the speed Vm,
The pattern exposure method in which the average value of the positive absolute values of the projection error is set to be smaller than the resolution defined by the numerical aperture of the projection optical system, the wavelength of exposure light, and the process constant.
청구항 1에 있어서,
상기 주속도 Vp와 상기 속도 Vm과의 상대 차이는,
상기 투영 오차의 양의 제곱의 평균값이, 상기 투영 광학계의 개구수, 노광광의 파장, 프로세스 정수로 정의되는 해상력보다도 작아지도록 설정되는, 패턴 노광 방법.
The method according to claim 1,
The relative difference between the main speed Vp and the speed Vm,
The pattern exposure method in which the average value of the squares of the amounts of the projection errors is smaller than the resolution defined by the numerical aperture of the projection optical system, the wavelength of exposure light, and the process constant.
청구항 1에 있어서,
상기 투영 영역의 상기 주사 방향의 폭을 ±A, 상기 시트 기판의 표면의 상기 주사 방향의 곡율 반경을 Rp, 상기 주사 노광시의 상기 시트 기판의 표면의 각속도를 ωp, 상기 투영 광학계의 개구수를 NA, 노광광의 파장을 λ, 프로세스 정수를 k로 하고,
상기 주속도 Vp와 상기 속도 Vm이 동일할 때의 속도를 V, 상기 투영 영역의 폭 ±A 내에서의 이동 위치를 x로 했을 때, 하기의 식을 만족하도록 상기 투영 영역의 폭 ±A가 설정되는, 패턴 노광 방법.
[식 1]
Figure pat00005

[식 2]
Figure pat00006
The method according to claim 1,
The width of the scanning direction of the projection area is ± A, the radius of curvature of the scanning direction of the surface of the sheet substrate is Rp, the angular velocity of the surface of the sheet substrate at the time of the scanning exposure is ωp, and the numerical aperture of the projection optical system is NA, the wavelength of the exposure light is λ, the process constant is k,
When the velocity at the same time as the main velocity Vp and the velocity Vm is equal to V and the movement position within the width ± A of the projection region as x, the width ± A of the projection region is set to satisfy the following expression. The pattern exposure method which becomes.
[Equation 1]
Figure pat00005

[Equation 2]
Figure pat00006
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주속도 Vp와 상기 속도 Vm과의 상대 차이를 (Vm-Vp)/Vp로 나타내는 변화율 α(%)로 했을 때, 상기 변화율 α의 절대값을, 0<α<0.04%의 사이로 설정한, 패턴 노광 방법.
The method according to any one of claims 1 to 5,
When the relative difference between the main speed Vp and the speed Vm is the change rate α (%) expressed in (Vm-Vp) / Vp, the absolute value of the change rate α is set between 0 <α <0.04%, Pattern exposure method.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시트 기판의 표면에 상기 투영상으로서 결상되는 상기 패턴은, 상기 투영 광학계의 물면(物面)에 배치되는 평판 모양의 반사형 마스크에 형성되어 있는, 패턴 노광 방법.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The pattern exposure method of which the said pattern formed as the said projection image on the surface of the said sheet | seat board | substrate is formed in the flat reflective mask arrange | positioned at the water surface of the said projection optical system.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시트 기판의 표면에 상기 투영상으로서 결상되는 상기 패턴에 대응한 광 분포는, 데이터에 근거하여 제어되는 DMD(디지털 미러 디바이스), 또는 SLM(공간 광변조 소자)에 의해서 형성되는, 패턴 노광 방법.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The light distribution corresponding to the pattern formed as the projection image on the surface of the sheet substrate is formed by a DMD (digital mirror device) or SLM (spatial light modulator) controlled based on data. .
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투영 광학계는, 동일하게 구성된 복수의 투영 광학 모듈을 포함하고,
상기 투영 광학 모듈의 각각은, 상기 기판 지지 드럼의 상기 축선의 방향을 따라서 열 모양으로 배치되며, 상기 시트 기판의 표면에 각각에 설정되는 상기 투영 영역에 상기 패턴의 상을 투사하는, 패턴 노광 방법.
The method according to any one of claims 1 to 5,
The projection optical system includes a plurality of projection optical modules configured in the same way,
Each of the projection optical modules is arranged in a column shape along the direction of the axis line of the substrate supporting drum, and projects the image of the pattern onto the projection area set on each of the surface of the sheet substrate. .
청구항 9에 있어서,
상기 복수의 투영 광학 모듈의 각각은, 상기 주사 방향으로 적어도 2열로 배치되는, 패턴 노광 방법.
The method according to claim 9,
Each of the plurality of projection optical modules is arranged in at least two rows in the scanning direction.
플렉시블한 장척(長尺) 시트 기판의 표면에 전자 디바이스를 형성하는 디바이스 제조 방법으로서,
상기 시트 기판의 표면에 감광성 기능층을 형성하는 공정과,
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재의 패턴 노광 방법에 의해서, 상기 시트 기판의 상기 감광성 기능층에 상기 전자 디바이스를 위한 패턴에 대응한 광 분포를 노광하는 공정과,
상기 노광 후의 상기 시트 기판에 대해서 습식 처리 또는 인쇄 처리를 실시하여, 상기 감광성 기능층에 노광된 상기 패턴에 따른 막을 형성하는 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법.
As a device manufacturing method for forming an electronic device on the surface of a flexible long sheet substrate,
Forming a photosensitive functional layer on a surface of the sheet substrate;
The process of exposing the light distribution corresponding to the pattern for the said electronic device to the said photosensitive functional layer of the said sheet | seat board | substrate by the pattern exposure method of any one of Claims 1-5,
And performing a wet process or a print process on the sheet substrate after the exposure to form a film according to the pattern exposed on the photosensitive functional layer.
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