KR20200037452A - 기판 처리 장치, 디바이스 제조 시스템, 디바이스 제조 방법, 및 패턴 형성 장치 - Google Patents

Abstract

시트 기판을 장척 방향으로 이동시키는 회전 드럼과, 패턴을 시트 기판의 표면에 형성하는 패터닝 장치와, 소정의 설치면 상에 마련되고, 회전 드럼의 회전축을 회전 가능하게 및 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 축 지지하는 지지 프레임과, 회전 드럼의 회전축에 다이렉트 드라이브 방식으로 직접적으로 회전의 토크를 부여하는 제1 모터와, 회전 드럼에 회전축 방향의 추력(推力)을 부여하여 회전 드럼을 폭 방향으로 미소 이동시키는 제2 모터를 포함하는 구동 유닛과, 회전 드럼의 회전에 따른 시트 기판의 외주면의 주(周)방향으로의 이동량을 인코더 계측하기 위해서, 회전축과 동축으로 회전하는 스케일판의 회절 격자를 검출하는 읽기 헤드와, 회전 드럼의 회전축의 단면(端面), 또는 스케일판의 단면(端面)의 폭 방향으로의 변위를 순서대로 계측하는 변위 센서와, 읽기 헤드에서 계측되는 정보에 근거하여 제1 모터를 서보 제어하여 회전 드럼을 회전시키면서, 변위 센서의 계측 신호에 근거하여 제2 모터를 서보 제어하여 회전 드럼의 폭 방향의 위치를 조정하는 제어부를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 디바이스 제조 시스템, 디바이스 제조 방법, 및 패턴 형성 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, DEVICE MANUFACTURING SYSTEM, DEVICE MANUFACTURING METHOD, AND PATTERN FORMATION APPARATUS}

본 발명은, 기판 상(上)에 전자 디바이스용 패턴을 형성하기 위한 기판 처리 장치, 디바이스 제조 시스템, 디바이스 제조 방법, 및 패턴 형성 장치에 관한 것이다.

종래, 일본특허공개 평9－219353호 공보에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치로서, 정반(定盤) 상(上)을 이동하는 이동 스테이지 상에 마련된 기판에 대해서 디바이스 패턴의 노광을 행하는 노광 장치가 알려져 있다. 이 노광 장치의 정반은, 제진(除振) 기구를 가지는 마운트 부재를 매개로 하여 받침대에 지지되어 있다. 이동 스테이지는, 정반 상에 마련된 가동 가이드 상을 X방향으로 이동한다. 가동 가이드는, 받침대 상에 마련된 2개의 리니어 모터에 의해 정반 상을 Y방향으로 이동한다. 2개의 리니어 모터는, 받침대의 X방향의 양측에 마련되며, 비접촉으로 가동 가이드를 Y방향으로 이동시키고 있다. 즉, 각 리니어 모터는, 가동자와 고정자를 가지며, 고정자는, 받침대 상에 고정되는 한편으로, 가동자는, 가동 가이드의 X방향의 양측에 각각 고정되며, 가동자와 고정자와는 비접촉 상태로 되어 있다. 상기 일본특허공개 평9－219353호 공보의 노광 장치는, 리니어 모터의 가동자 및 고정자가 비접촉 상태이기 때문에, 외란(外亂)에 의한 진동이 가동 가이드 및 이동 스테이지를 매개로 하여 정반 상에 전달되는 것을 억제하고 있다.

상기 일본특허공개 평9－219353호 공보의 노광 장치에서는, 2개의 리니어 모터에 의해 가동 가이드를 정반 상에서 Y방향으로 이동시키고 있고, 마찬가지로, 가동 가이드에 대한 이동 스테이지의 이동도 리니어 모터를 이용하여 행하고 있다. 이 경우도, 리니어 모터는, 비접촉으로 이동 스테이지를 X방향으로 이동시키고 있다. 그렇지만, 정반 상에서 가동 가이드에 대해 이동 스테이지를 이동시키기 때문에, 이동 스테이지의 이동에 의해 생기는 진동이 정반에 전해질 가능성이 있다.

또, 상기 일본특허공개 평9－219353호 공보의 노광 장치는, 이동 스테이지 상에 기판을 유지하여 노광을 행하고 있지만, 이 구성에 한정하지 않고, 필름 모양의 기판이 연속한 상태로 공급되고, 공급되는 기판에 대해서 디바이스 패턴을 주사 노광하는 경우가 있다. 이 경우, 기판의 공급시에서, 기판이 진동할 가능성이 있다.

본 발명의 형태는, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 노광 유닛에 부여되는 진동을 보다 저감하고, 노광 유닛에 의한 노광을 바람직하게 행할 수 있는 기판 처리 장치, 디바이스 제조 시스템, 디바이스 제조 방법, 및 패턴 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 형태는, 기판 처리 장치로서, 설치면 상에 마련된 제진대(除振台)와, 상기 제진대 상에 마련되며, 공급되는 기판에 대해서 노광 처리를 행하는 노광 유닛과, 상기 설치면 상에 마련됨과 아울러, 상기 노광 유닛과는 비접촉이 되는 독립 상태로 마련되며, 상기 노광 유닛에 대한 처리를 행하는 처리 유닛을 구비한다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 처리 유닛은, 상기 노광 유닛에 공급되는 상기 기판의 폭방향에서의 위치를 조정하는 위치 조정 유닛을 포함하며, 상기 위치 조정 유닛은, 상기 설치면 상에 마련된 받침대와, 상기 받침대 상에 마련되며, 상기 받침대에 대해서 상기 기판의 폭방향으로 상기 기판을 이동시키는 폭 이동 기구와, 상기 받침대 상에 마련되며, 상기 폭 이동 기구에 의한 위치 조정 후의 상기 기판을, 상기 노광 유닛으로 향하여 안내함과 아울러, 상기 받침대에 대한 위치가 고정된 고정 롤러를 가져도 괜찮다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 받침대 상에 고정하여 마련되며, 상기 고정 롤러에 공급되는 상기 기판의 폭방향에서의 위치를 검출하는 제1 기판 검출부와, 상기 제1 기판 검출부의 검출 결과에 근거하여 상기 폭 이동 기구를 제어하며, 상기 고정 롤러에 공급되는 상기 기판의 폭방향에서의 위치를 제1 목표 위치로 보정하는 제어부를 더 구비해도 괜찮다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 위치 조정 유닛은, 상기 노광 유닛에 대한 상기 고정 롤러의 위치를 조정하는 롤러 위치 조정 기구를 더 가지며, 상기 제진대 상에 고정하여 마련되며, 상기 노광 유닛에 공급되는 상기 기판의 위치를 검출하는 제2 기판 검출부와, 상기 제2 기판 검출부의 검출 결과에 근거하여 상기 롤러 위치 조정 기구를 제어하며, 상기 노광 유닛에 공급되는 상기 기판의 위치를 제2 목표 위치로 보정하는 제어부를 더 구비해도 괜찮다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 위치 조정 유닛으로부터 상기 노광 유닛으로 공급되는 상기 기판에 대해서, 텐션이 부여되도록 압압(押壓)하는 압압 기구와, 상기 제진대 상에 고정하여 마련되며, 상기 노광 유닛에 공급되는 상기 기판의 위치를 검출하는 제2 기판 검출부와, 상기 제2 기판 검출부의 검출 결과에 근거하여 상기 압압 기구를 제어하며, 상기 기판으로의 압압량을 조정하는 제어부를 더 구비해도 괜찮다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 처리 유닛은, 상기 노광 유닛을 구동하는 구동 유닛을 포함하고, 상기 노광 유닛은, 조명광이 조명되는 마스크를 유지하는 마스크 유지 부재와, 상기 마스크로부터의 투영광이 투사되는 상기 기판을 지지하는 기판 지지 부재를 가지며, 상기 구동 유닛은, 상기 마스크를 주사 방향으로 이동시키기 위해서 상기 마스크 유지 부재를 구동시키는 마스크측 구동부와, 상기 기판을 주사 방향으로 이동시키기 위해서 상기 기판 지지 부재를 구동시키는 기판측 구동부를 가져도 괜찮다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 노광 유닛은, 상기 마스크 유지 부재를 지지하는 제1 프레임과, 상기 기판 지지 부재를 지지하는 제2 프레임을 가지며, 상기 제진대는, 상기 설치면과 상기 제1 프레임과의 사이에 마련된 제1 제진대와, 상기 설치면과 상기 제2 프레임과의 사이에 마련된 제2 제진대를 포함해도 괜찮다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 노광 유닛은, 상기 마스크 유지 부재 및 상기 기판 지지 부재를 지지하는 프레임을 가지며, 상기 제진대는, 상기 설치면과 상기 프레임과의 사이에 마련되어도 괜찮다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 마스크 유지 부재는, 제1 축을 중심으로 한 제1 곡률 반경이 되는 마스크면을 가지는 상기 마스크를 유지하고, 상기 마스크측 구동부는, 상기 마스크 유지 부재를 회전 구동시킴으로써, 상기 마스크를 주사 방향으로 이동시키고, 상기 기판 지지 부재는, 제2 축을 중심으로 한 제2 곡률 반경이 되는 지지면을 따라서, 상기 기판을 지지하며, 상기 기판측 구동부는, 상기 기판 지지 부재를 회전 구동시킴으로써, 상기 기판을 주사 방향으로 이동시켜도 괜찮다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 마스크 유지 부재는, 평면이 되는 마스크면을 가지는 상기 마스크를 유지하고, 상기 마스크측 구동부는, 상기 마스크 유지 부재를 직선 구동시킴으로써, 상기 마스크를 주사 방향으로 이동시키고, 상기 기판 지지 부재는, 제2 축을 중심으로 한 제2 곡률 반경이 되는 지지면을 따라서, 상기 기판을 지지하며, 상기 기판측 구동부는, 상기 기판 지지 부재를 회전 구동시킴으로써, 상기 기판을 주사 방향으로 이동시켜도 괜찮다.

본 발명의 제1 형태는, 상기 기판 처리 장치로서, 상기 마스크 유지 부재는, 제1 축을 중심으로 한 제1 곡률 반경이 되는 마스크면을 가지는 상기 마스크를 유지하고, 상기 마스크측 구동부는, 상기 마스크 유지 부재를 회전 구동시킴으로써, 상기 마스크를 주사 방향으로 이동시키고, 상기 기판 지지 부재는, 상기 기판이 평면을 가지도록, 상기 기판의 주사 방향에서의 양측을 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 지지 롤러를 가지며, 상기 기판측 구동부는, 상기 한 쌍의 지지 롤러를 회전 구동시킴으로써, 상기 기판을 주사 방향으로 이동시켜도 괜찮다.

본 발명의 제2 형태는, 디바이스 제조 시스템으로서, 본 발명의 제1 형태의 기판 처리 장치와, 상기 기판 처리 장치에 상기 기판을 공급하는 기판 공급 장치와, 상기 기판 처리 장치에 의해 처리된 상기 기판을 회수하는 기판 회수 장치를 구비한다.

본 발명의 제2 형태는, 상기 디바이스 제조 시스템으로서, 상기 기판 공급 장치는, 롤 모양으로 상기 기판이 권회(卷回)된 공급용 롤이 회전 가능하게 지지되는 제1 베어링부와, 상기 제1 베어링부를 승강시키는 제1 승강 기구와, 상기 공급용 롤로부터 송출된 상기 기판이 감겨지는 제1 롤러에 대한 상기 기판의 진입 각도를 검출하는 진입 각도 검출부와, 상기 진입 각도 검출부의 검출 결과에 근거하여 상기 제1 승강 기구를 제어하며, 상기 진입 각도를 목표 진입 각도로 보정하는 제어부를 가져도 괜찮다.

본 발명의 제2 형태는, 상기 디바이스 제조 시스템으로서, 상기 기판 회수 장치는, 상기 기판 처리 장치에서 처리된 처리 후의 상기 기판이 권회되는 회수용 롤이 회전 가능하게 지지되는 제2 베어링부와, 상기 제2 베어링부를 승강시키는 제2 승강 기구와, 상기 회수용 롤로 송출되는 상기 기판이 감겨지는 제2 롤러에 대한 상기 기판의 배출 각도를 검출하는 배출 각도 검출부와, 상기 배출 각도 검출부의 검출 결과에 근거하여 상기 제2 승강 기구를 제어하며, 상기 배출 각도를 목표 배출 각도로 보정하는 제어부를 가져도 괜찮다.

본 발명의 제3 형태는, 디바이스 제조 방법으로서, 본 발명의 제1 형태의 기판 처리 장치를 이용하여 상기 기판에 노광 처리를 하는 것과, 노광 처리된 상기 기판을 처리하는 것에 의해, 상기 마스크의 패턴을 형성하는 것을 포함한다.

본 발명의 제4 형태는, 장척(長尺)인 가요성의 시트 기판을 장척 방향으로 반송하면서, 해당 시트 기판 상의 소정 위치에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서, 상기 시트 기판을 소정의 반송 경로를 따라서 장척 방향으로 반송하기 위한 복수의 안내 롤러를 포함하는 반송부와, 상기 반송 경로의 일부에 마련되며, 상기 시트 기판의 표면의 상기 소정 위치에 상기 패턴을 형성하는 패턴 형성부를 구비하는 패터닝 장치와, 상기 패터닝 장치가 설치되는 받침대면과 상기 패터닝 장치와의 사이에 마련되는 제진(除振) 장치와, 상기 패터닝 장치와는 별체로 마련되어 상기 받침대면에 설치되며, 상기 패터닝 장치의 상기 반송부를 향해서 상기 시트 기판을 송출하기 위한 안내 롤러를 포함함과 아울러, 상기 시트 기판의 장척 방향과 직교한 폭방향에 관해서 상기 시트 기판의 위치를 조정하는 위치 조정 장치와, 상기 반송 경로 중의 상기 패턴 형성부에 대해서 상류측에서, 상기 시트 기판의 상기 폭방향의 위치 변화, 자세 변화, 또는, 상기 시트 기판의 변형에 관한 변화 정보를 계측하는 기판 오차 계측부와, 상기 변화 정보에 근거하여 상기 위치 조정 장치를 제어하는 제어 장치를 구비한다.

본 발명의 제4 형태는, 상기 패턴 형성 장치로서, 상기 기판 오차 계측부는, 상기 시트 기판의 폭방향의 엣지, 혹은, 상기 시트 기판 상에 형성된 마크를 검출함으로써, 상기 변화 정보를 계측해도 괜찮다.

본 발명의 제4 형태는, 상기 패턴 형성 장치로서, 상기 기판 오차 계측부는, 상기 패터닝 장치 및 상기 위치 조정 장치 중 적어도 일방에 마련되어 있다.

본 발명의 제4 형태는, 장척인 가요성의 시트 기판을 장척 방향으로 반송하면서, 해당 시트 기판 상의 소정 위치에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서, 상기 시트 기판을 소정의 반송 경로를 따라서 장척 방향으로 반송하기 위한 복수의 안내 롤러를 포함하는 반송부와, 상기 반송 경로의 일부에 마련되며, 상기 시트 기판의 표면의 상기 소정 위치에 상기 패턴을 형성하는 패턴 형성부를 구비하는 패터닝 장치와, 상기 패터닝 장치가 설치되는 받침대면과 상기 패터닝 장치와의 사이에 마련되는 제진 장치와, 상기 패터닝 장치와는 별체로 마련되어 상기 받침대면에 설치되며, 상기 패터닝 장치의 상기 반송부를 향해서 상기 시트 기판을 송출하기 위한 안내 롤러를 포함함과 아울러, 상기 시트 기판의 장척 방향과 직교한 폭방향에 관해서 상기 시트 기판의 위치를 조정하는 위치 조정 장치와, 상기 패터닝 장치와 상기 위치 조정 장치와의 상대적인 위치 변화에 관한 변화 정보를 계측하는 위치 오차 계측부와, 상기 변화 정보에 근거하여 상기 위치 조정 장치를 제어하는 제어 장치를 구비한다.

본 발명의 제4 형태는, 상기 패턴 형성 장치로서, 상기 패터닝 장치 내에 마련되며, 상기 반송 경로 중의 상기 패턴 형성부에 대해서 상류측에서, 상기 장척 방향으로 소정의 장력이 걸려진 상태에서, 상기 시트 기판의 상기 반송 경로를 절곡하도록 배치된 경사 가능한 조정 롤러를 구비하며, 상기 제어 장치는, 상기 변화 정보에 근거하여 상기 조정 롤러를 경사시킴으로써, 패턴 형성부로 반송되는 시트 기판의 폭방향의 위치를 조정해도 괜찮다.

본 발명의 제5 형태는, 장척인 가요성의 시트 기판을 장척 방향으로 반송하면서, 해당 시트 기판에 순차적으로 제1 처리, 제2 처리를 실시하는 디바이스 제조 시스템으로서, 소정의 받침대면에 설치되고, 상기 시트 기판을 소정의 반송 경로를 따라서 장척 방향으로 보내기 위한 복수의 롤러를 포함하며, 상기 시트 기판에 상기 제1 처리를 실시하는 제1 처리 유닛과, 상기 받침대면에 설치되고, 상기 제1 처리 유닛으로부터 보내어져 오는 상기 시트 기판을 소정의 반송 경로를 따라서 장척 방향으로 보내기 위한 복수의 롤러를 포함하며, 상기 시트 기판에 상기 제2 처리를 실시하는 제2 처리 유닛과, 상기 받침대면과 상기 제1 처리 유닛과의 사이의 진동 전달, 또는, 상기 받침대면과 상기 제2 처리 유닛과의 사이의 진동 전달, 혹은, 상기 제1 처리 유닛과 상기 제2 처리 유닛과의 사이의 진동 전달을 절연 혹은 억제하는 방진 장치와, 상기 제1 처리 유닛과 상기 제2 처리 유닛과의 상대적인 위치 변화, 또는 상기 제1 처리 유닛으로부터 상기 제2 처리 유닛으로 반송되는 상기 시트 기판의 위치 변화에 관한 변화 정보를 계측하는 변화 계측부와, 상기 제2 처리 유닛 내에 반입되는 상기 시트 기판의 장척 방향과 직교한 폭방향의 위치를 상기 변화 정보에 근거하여 조정하는 위치 조정 장치를 구비한다.

본 발명의 제5 형태는, 상기 디바이스 제조 시스템으로서, 상기 제2 처리 유닛은, 상기 시트 기판의 장척 방향으로 전자 디바이스용 패턴을 형성하기 위해서, 상기 시트 기판의 표면에 형성된 광 감응층(感應層)에 상기 패턴에 따른 광 에너지를 투사하는 노광 장치, 또는 도전 재료, 절연 재료, 반도체 재료 중 어느 하나를 함유하는 잉크의 도포에 의해서 상기 시트 기판의 표면에 상기 패턴을 묘화(描畵)하는 인쇄 장치 중 어느 일방을 포함하는 패터닝 장치라도 좋다.

본 발명의 제5 형태는, 상기 디바이스 제조 시스템으로서, 상기 제1 처리 유닛은, 상기 패터닝 장치에 의해서 상기 시트 기판 상에 실시되는 처리의 전(前)공정에 상당하는 처리를 실시하는 단독 또는 복수의 전처리 장치로 구성되며, 상기 위치 조정 장치는, 상기 시트 기판의 반송로 상에서 상기 패터닝 장치의 직전에 설치되는 상기 전처리 장치 내, 또는 상기 직전의 전처리 장치와 상기 패터닝 장치와의 사이에 마련되어도 괜찮다.

본 발명의 제5 형태는, 상기 디바이스 제조 시스템으로서, 상기 위치 조정 장치는, 상기 시트 기판을 장척 방향으로 절곡하여 안내 반송하는 복수의 회전 롤러와, 해당 복수의 회전 롤러 중 일부의 회전 롤러를, 회전 중심축의 방향으로 평행 이동시키는 구동 기구와, 상기 변화 계측부에서 계측되는 상기 변화 정보에 근거하여 상기 구동 기구를 제어하는 제어부를 구비해도 괜찮다.

본 발명의 제5 형태는, 상기 디바이스 제조 시스템으로서, 상기 위치 조정 장치는, 상기 시트 기판을 장척 방향으로 절곡하여 안내 반송하는 복수의 회전 롤러와, 해당 복수의 회전 롤러 중 일부의 회전 롤러의 회전 중심축을 경사시키는 구동부와, 상기 변화 계측부에서 계측되는 상기 변화 정보에 근거하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비해도 괜찮다.

본 발명의 제5 형태는, 상기 디바이스 제조 시스템으로서, 상기 변화 계측부는, 상기 제1 처리 유닛과 상기 제2 처리 유닛과의 사이의 상기 시트 기판의 반송로에 배치되어, 상기 장척 방향과 직교한 상기 시트 기판의 폭방향에 관한 경사 변화를 상기 변화 정보로서 검출하는 센서를 포함해도 괜찮다.

본 발명의 제6 형태는, 장척의 가요성의 시트 기판을 장척 방향으로 반송하면서, 상기 시트 기판의 표면에 전자 디바이스의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서, 상기 시트 기판의 상기 장척 방향과 직교한 폭 방향으로 연장하여 마련되는 회전축으로부터 일정한 반경으로 원통면 모양으로 만곡한 외주면을 가지고, 상기 시트 기판의 상기 장척 방향의 일부를 상기 외주면의 주(周)방향으로 감아 상기 회전축의 둘레로 회전하는 것에 의해서, 상기 시트 기판을 상기 장척 방향으로 이동시키는 회전 드럼과, 상기 시트 기판의 표면 중 상기 회전 드럼의 외주면에 의해 지지된 부분으로서, 상기 폭 방향으로 소정의 길이로 나누어진 복수의 영역의 각각에서, 상기 패턴을 상기 시트 기판의 표면에 형성하는 패터닝 장치와, 소정의 설치면 상에 마련되고, 상기 회전 드럼의 상기 회전축을 회전 가능하게 및 상기 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 축 지지하는 지지 프레임과, 상기 회전 드럼의 상기 회전축에 다이렉트 드라이브 방식으로 직접적으로 회전의 토크를 부여하는 제1 모터와, 상기 회전 드럼에 상기 회전축 방향의 추력(推力)을 부여하여 상기 회전 드럼을 상기 폭 방향으로 미소 이동시키는 제2 모터를 포함하는 구동 유닛과, 상기 회전 드럼의 회전에 따른 상기 시트 기판의 상기 외주면의 주(周)방향으로의 이동량을 인코더 계측하기 위해서, 상기 회전축과 동축으로 회전하는 스케일판의 회절 격자를 검출하는 읽기 헤드와, 상기 회전 드럼의 상기 회전축의 단면(端面), 또는 상기 스케일판의 단면(端面)의 상기 폭 방향으로의 변위를 순서대로 계측하는 변위 센서와, 상기 읽기 헤드에서 계측되는 정보에 근거하여 상기 제1 모터를 서보 제어하여 상기 회전 드럼을 회전시키면서, 상기 변위 센서의 계측 신호에 근거하여 상기 제2 모터를 서보 제어하여 상기 회전 드럼의 상기 폭 방향의 위치를 조정하는 제어부를 구비한다.

본 발명의 형태에 의하면, 노광 유닛에 부여되는 진동을 보다 저감하고, 노광 유닛에 의한 노광을 바람직하게 행할 수 있는 기판 처리 장치, 디바이스 제조 시스템, 디바이스 제조 방법, 및, 패턴 형성 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템을 간략화했을 때의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 제1 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 일부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 3에 나타낸 제1 실시 형태의 노광 장치의 일부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 제1 실시 형태의 노광 유닛의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 5에 나타내는 노광 유닛의 조명 영역 및 투영 영역의 배치를 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 5에 나타내는 노광 유닛의 투영 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은, 제1 실시 형태의 디바이스 제조 방법을 나타내는 플로우 차트다.
도 9는, 제2 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 일부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 9의 제2 실시 형태의 노광 유닛의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은, 제3 실시 형태의 노광 유닛의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는, 제4 실시 형태에 의한 노광 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은, 도 12에 나타내는 노광 장치 내에서 반송되는 기판을 ＋Z방향측으로부터 보았을 때의 도면이다.
도 14는, 도 13에 나타내는 위치 조정 유닛측의 최후의 롤러와 노광 유닛측의 최초의 롤러와의 사이에서 반송되는 기판(P)을 -Y방향측으로부터 보았을 때의 도면이다.
도 15는, 도 12에 나타내는 회전 드럼에 의해서 반송되는 기판을 -X방향측으로부터 보았을 때의 도면이다.
도 16은, 도 12에 나타내는 기판 조정부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 17의 (A)는, 도 12에 나타내는 제2 기판 검출부의 구성을 나타내는 도면, 도 17의 (B)는, 제2 기판 검출부에 의해서 기판에 조사된 빔 광을 나타내는 도면, 도 17의 (C)는, 제2 기판 검출부에 의해서 수광되는 빔 광을 나타내는 도면이다.
도 18은 도 12에 나타내는 상대 위치 검출부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 19는 도 12에 나타내는 노광 헤드에 의해서 기판 상에서 주사되는 스폿광(spot光)의 주사 라인 및 얼라이먼트 현미경을 나타내는 도면이다.
도 20은 도 12에 나타내는 노광 헤드의 묘화 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명의 형태에 관한 기판 처리 장치, 디바이스 제조 시스템, 디바이스 제조 방법, 및, 패턴 형성 장치에 대해서, 바람직한 실시 형태를 들어, 첨부의 도면을 참조하면서 이하, 상세하게 설명한다. 또, 본 발명의 형태는, 이들 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변경 또는 개량을 가한 것도 포함된다. 즉, 이하에 기재한 구성요소에는, 당업자가 용이하게 상정(想定)할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함되며, 이하에 기재한 구성요소는 적절히 조합시키는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성요소의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.

[제1 실시 형태]

제1 실시 형태의 기판 처리 장치는, 기판에 노광 처리를 실시하는 노광 장치이며, 노광 장치는, 노광 후의 기판에 각종 처리를 실시하여 전자 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 시스템에 조립되어 있다. 먼저, 디바이스 제조 시스템에 대해 설명한다.

＜디바이스 제조 시스템＞

도 1은, 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 디바이스 제조 시스템(1)은, 전자 디바이스('디바이스'라고 하는 경우도 있음)로서의 플렉시블·디바이스를 제조하는 라인(플렉시블·디바이스 제조 라인)이다. 플렉시블·디바이스로서는, 예를 들면 유기 EL디스플레이 등이 있다. 이 디바이스 제조 시스템(1)은, 가요성(可撓性)의 기판(시트 기판)(P)을 롤 모양으로 권회(卷回)한 공급용 롤(FR1)로부터, 해당 기판(P)이 송출되며, 송출된 기판(P)에 대해서 각종 처리를 연속적으로 실시한 후, 처리 후의 기판(P)을 회수용 롤(FR2)에서 권취하는, 이른바 롤·투·롤(Roll　to　Roll) 방식으로 되어 있다. 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(1)에서는, 필름 모양의 시트인 기판(P)이 공급용 롤(FR1)로부터 송출되며, 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.

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, 폴리스틸렌 수지, 초산비닐수지 중 하나 또는 둘 이상을 포함한 것을 이용해도 괜찮다. 또, 기판(P)의 두께나 강성(영률(Young率))은, 반송될 때에, 기판(P)에 좌굴(座屈)에 의한 접힌 금이나 비가역적인 주름이 생기지 않는 범위라면 좋다. 전자 디바이스로서, 플렉시블한 디스플레이 패널, 터치 패널, 칼라 필터, 전자파 방지 필터 등을 만드는 경우, 두께가 25㎛~200㎛ 정도인 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)나 PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트) 등의 수지 시트가 사용된다.

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. 또, 베이스가 되는 수지 필름에, 예를 들면 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 산화 규소 대략의 무기 필러를 혼합하면, 열팽창 계수를 작게 할 수도 있다. 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, 또는 알루미늄이나 동(銅) 등의 금속층(박) 등을 접합시킨 적층체라도 좋다.

그런데, 기판(P)의 가요성은, 기판(P)에 자중(自重) 정도의 힘을 가해도 전단(剪斷)하거나 파단(破斷)하거나 하지는 않고, 그 기판(P)을 휘게 하는 것이 가능한 성질을 말한다. 또, 자중 정도의 힘에 의해서 굴곡하는 성질도 가요성에 포함된다. 또, 기판(P)의 재질, 크기, 두께, 기판(P) 상에 성막(成膜)되는 층 구조, 온도, 습도와 함께 환경 등에 따라서, 가요성의 정도는 변화한다. 어쨌든, 본 실시 형태에 의한 디바이스 제조 시스템(1) 내의 반송로에 마련되는 각종의 반송용 롤러, 회전 드럼 등의 반송 방향 전환용의 부재에 기판(P)을 바르게 감는 경우에, 좌굴하여 접힌 금이 생기거나, 파손(찢어짐이나 균열이 발생)하거나 하지 않게, 기판(P)을 매끄럽게 반송할 수 있으면, 가요성의 범위라고 할 수 있다.

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, 전자 디바이스를 제조하기 위한 각종의 처리를, 공급용 롤(FR1)로부터 송출되는 기판(P)에 대해서 반복하여 실행한다. 이 때문에, 처리 후의 기판(P)은, 복수의 전자 디바이스가 줄지어 있는 상태가 된다. 즉, 공급용 롤(FR1)로부터 송출되는 기판(P)은, 다면취용(多面取用) 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 형성한 것이라도 좋다.

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, 전자 디바이스마다 분할(다이싱)함으로써, 복수개의 전자 디바이스로 한다. 기판(P)의 치수는, 예를 들면, 폭방향(단척(短尺)이 되는 방향)의 치수가 10cm~2m 정도이며, 길이 방향(장척이 되는 방향)의 치수가 10m 이상이다. 또, 기판(P)의 치수는, 상기한 치수로 한정되지 않는다.

도 1을 참조하며, 이어서 디바이스 제조 시스템(1)에 대해 설명한다. 도 1에서는, X방향, Y방향 및 Z방향이 직교하는 직교 좌표계로 되어 있다. X방향은, 수평면내에서, 기판(P)의 반송 방향이며, 공급용 롤(FR1) 및 회수용 롤(FR2)을 연결하는 방향이다. Y방향은, 수평면내에서 X방향에 직교하는 방향이며, 기판(P)의 폭방향이다. Y방향은, 공급용 롤(FR1) 및 회수용 롤(FR2)의 축방향으로 되어 있다. Z방향은, X방향과 Y방향과에 직교하는 방향(연직 방향)이다.

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(제어부)(5)를 구비한다.

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 방향(＋X방향)으로 송출함으로써, 기판(P)을 처리 장치(U1~Un)에 공급한다. 이 때, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC1)는, 기판(P)의 폭방향의 단부의 엣지에서의 위치가, 목표 위치에 대해서 ±십수㎛~수십㎛ 정도의 범위에 들어가도록, 기판(P)을 폭방향으로 이동시켜, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 수정한다.

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 회전하여, 기판(P)을 반송 방향으로 끌어 당김과 아울러, 회수용 롤(FR2)을 회전시킴으로써, 기판(P)을 감아올린다. 이 때, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC1)와 마찬가지로 구성되며, 기판(P)의 폭방향의 단부의 엣지가 폭방향에서 어긋나지 않도록, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 수정한다.

처리 장치(U1)는, 기판 공급 장치(2)로부터 공급된 기판(P)의 표면에 감광성(感光性) 기능액을 도포하는 도포 장치이다. 감광성 기능액으로서는, 예를 들면, 포토레지스트, 감광성 실란 커플링제, UV경화 수지액, 감광성 도금 환원 용액 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 제거하고, 감광성 기능액이 도포된 기판(P)을 건조시킴으로써, 기판(P) 상에 감광성 기능층을 형성한다.

처리 장치(U2)는, 기판(P)의 표면에 형성된 감광성 기능층을 안정되게 하도록, 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 에어·턴 바는, 기판(P)의 반송 경로를 구성하고 있다. 복수의 롤러는, 기판(P)의 이면에 구름 접촉하여 마련되며, 복수의 에어·턴 바는, 기판(P)의 표면측에 비접촉 상태로 마련된다. 복수의 롤러 및 복수의 에어·턴 바는, 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, 후(後)공정(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.

처리 장치(기판 처리 장치)(U3)는, 처리 장치(U2)로부터 공급된, 표면에 감광성 기능층이 형성된 기판(P)에 대해서, 디스플레이 패널용의 회로 또는 배선 등의 패턴을 투영 노광하는 노광 장치이다. 상세는 후술하지만, 처리 장치(U3)는, 투과형의 마스크(M)에 조명 광속(光束)을 조명하고, 조명 광속이 마스크(M)에 의해 조명됨으로써 얻어지는 투영 광속을, 회전 드럼(지지 드럼)(25)의 외주면의 일부에 감겨지는 기판(P)에 투영 노광한다. 처리 장치(U3)는, 처리 장치(U2)로부터 공급된 기판(P)을 반송 방향의 하류측으로 보내는 구동 롤러(R4)와, 기판(P)의 폭방향(Y방향)에서의 위치를 조정하는 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)를 가진다. 구동 롤러(R4)는, 기판(P)의 표리 양면을 사이에 끼워 지지하면서 회전하고, 기판(P)을 반송 방향의 하류측으로 송출함으로써, 기판(P)을 노광 위치로 향하여 공급한다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC1)와 마찬가지로 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 늘어짐(DL)을 부여한 상태에서, 기판(P)을 반송 방향의 하류측으로 보내는 2조(組)의 구동 롤러(R5, R6)를 가진다. 2조의 구동 롤러(R5, R6)는, 기판(P)의 반송 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 구동 롤러(R5)는, 반송되는 기판(P)의 상류측을 끼워 지지하여 회전하고, 구동 롤러(R6)는, 반송되는 기판(P)의 하류측을 사이에 끼워 지지하여 회전함으로써, 기판(P)을 처리 장치(U4)로 향하여 공급한다. 이 때, 기판(P)은, 늘어짐(DL)이 부여되어 있기 때문에, 구동 롤러(R6) 보다도 반송 방향의 하류측에서 발생하는 반송 속도의 변동을 흡수할 수 있어, 반송 속도의 변동에 의한 기판(P)으로의 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 위해서, 기판(P)에 미리 형성된 얼라이먼트 마크 등을 검출하는 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)이 마련되어 있다.

처리 장치(U4)는, 처리 장치(U3)로부터 반송된 노광 후의 기판(P)에 대해서, 습식에 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(處理槽)(BT1, BT2, BT3)와, 기판(P)을 반송하는 복수의 롤러를 가진다. 복수의 롤러는, 기판(P)이 3개의 처리조(BT1, BT2, BT3)의 내부를 통과하도록 배치된다. 처리조(BT3)의 반송 방향에서의 하류측에는, 구동 롤러(R7)가 마련되며, 구동 롤러(R7)는, 처리조(BT3)를 통과한 기판(P)을 사이에 끼워 지지하면서 회전함으로써, 기판(P)을 처리 장치(U5)로 향하여 공급한다.

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 수분 함유량을, 소정의 수분 함유량으로 조정한다. 처리 장치(U5)에 의해 건조된 기판(P)은, 몇 개의 처리 장치를 거쳐, 처리 장치(Un)로 반송된다. 그리고, 처리 장치(Un)에서 처리된 후, 기판(P)은, 기판 회수 장치(4)의 회수용 롤(FR2)에 감아 올려진다.

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 동기(同期)시키면서, 복수의 처리 장치(U1~Un)를 제어하여, 기판(P)에 대한 각종 처리를 실행시킨다. 이 상위 제어 장치(5)는, 컴퓨터와, 프로그램이 기억된 기억 매체를 포함하고, 해당 컴퓨터가 기억 매체에 기억된 프로그램을 실행함으로써, 본 제1 실시 형태의 상위 제어 장치(5)로서 기능한다.

또, 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(1)에서는, 공급용 롤(FR1)로부터 송출된 기판(P)이, 순차적으로, n대의 처리 장치(U1~Un)를 거쳐, 회수용 롤(FR2)에 권취될 때까지의 예를 나타냈지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 디바이스 제조 시스템(1)은, 공급용 롤(FR1)로부터 송출된 기판(P)이, 1대의 처리 장치를 거쳐, 회수용 롤(FR2)에 권취되는 구성이라도 좋다. 이 때, 기판(P)에 대해서 다른 처리를 행하는 경우는, 기판 공급 장치(2) 및 기판 회수 장치(4)를 이용하여, 다른 처리 장치에 다시 기판(P)을 공급하게 된다.

＜간략화한 디바이스 제조 시스템＞

이어서, 본 발명의 특징 부분을 용이하게 파악하기 위해서, 도 1의 디바이스 제조 시스템(1)을 간략화한 디바이스 제조 시스템(1)에 대해서, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는, 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(1)을 간략화했을 때의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 간략화한 디바이스 제조 시스템(1)은, 기판 공급 장치(2)와, 노광 장치로서의 처리 장치(U3)(이하, '노광 장치'라고 함)와, 기판 회수 장치(4)와, 상위 제어 장치(5)를 가진다. 또, 도 2에서는, X방향, Y방향, 및, Z방향이 직교하는 직교 좌표계로 되어 있으며, 도 1과 동일한 직교 좌표계로 되어 있다. 또, 간략화한 디바이스 제조 시스템(1)에서, 기판 공급 장치(2)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC1)를 생략한 구성으로 되어 있다. 이것은, 노광 장치(U3)에서, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)가 마련되어 있기 때문이다. 먼저, 도 2를 참조하여, 기판 공급 장치(2)에 대해 설명한다.

＜기판 공급 장치＞

기판 공급 장치(2)는, 공급용 롤(FR1)이 장착되는 제1 베어링부(111)와, 제1 베어링부(111)를 승강시키는 제1 승강 기구(112)를 가진다. 또, 기판 공급 장치(2)는, 진입 각도 검출부(114)를 가지고 있으며, 진입 각도 검출부(114)는, 상위 제어 장치(5)에 접속되어 있다. 여기서, 제1 실시 형태에서, 상위 제어 장치(5)는, 기판 공급 장치(2)의 제어 장치(제어부)로서 기능한다. 또, 기판 공급 장치(2)의 제어 장치로서, 기판 공급 장치(2)를 제어하는 하위 제어 장치를 마련하고, 하위 제어 장치가 기판 공급 장치(2)를 제어하는 구성으로 해도 괜찮다.

제1 베어링부(111)는, 공급용 롤(FR1)을 회전 가능하게 축 지지하고 있다. 제1 베어링부(111)에 축 지지된 공급용 롤(FR1)은, 기판(P)이 노광 장치(U3)로 향하여 공급되면(송출되면), 기판(P)이 송출된 만큼, 공급용 롤(FR1)의 권경(卷徑)이 작게 되어 간다. 이 때문에, 공급용 롤(FR1)로부터 기판(P)을 송출하는 위치는, 기판(P)이 송출된 송출량에 따라 변화하게 된다.

제1 승강 기구(112)는, 설치면(E)과 제1 베어링부(111)와의 사이에 마련되어 있다. 제1 승강 기구(112)는, 제1 베어링부(111)를 공급용 롤(FR1)마다 Z방향(연직 방향)으로 이동시킨다. 제1 승강 기구(112)는, 상위 제어 장치(5)에 접속되어 있고, 상위 제어 장치(5)는, 제1 승강 기구(112)에 의해 제1 베어링부(111)를 Z방향으로 이동시킴으로써, 공급용 롤(FR1)로부터 기판(P)을 송출하는 위치를 소정의 위치로 할 수 있다.

진입 각도 검출부(114)는, 후술하는 노광 장치(U3)의 반송 롤러(127)에 진입하는 기판(P)의 진입 각도(θ1)를 검출한다. 진입 각도 검출부(114)는, 반송 롤러(127) 주위에 마련되어 있다. 여기서, 진입 각도(θ1)는, XZ면내에서, 반송 롤러(127)의 중심축을 통과하는 연직 방향으로 연장하는 직선(Z축과 평행)과, 반송 롤러(127)의 상류측의 기판(P)이 이루는 각도이다. 진입 각도 검출부(114)는, 접속된 상위 제어 장치(5)에 검출 결과를 출력한다.

상위 제어 장치(5)는, 진입 각도 검출부(114)의 검출 결과에 근거하여 제1 승강 기구(112)를 제어한다. 구체적으로, 상위 제어 장치(5)는, 진입 각도(θ1)가 미리 규정된 목표 진입 각도가 되도록, 제1 승강 기구(112)를 제어한다. 즉, 공급용 롤(FR1)로부터의 기판(P)의 송출량이 많게 되면, 공급용 롤(FR1)의 권경이 작게 됨으로써, 목표 진입 각도에 대한 진입 각도(θ1)는 크게 된다. 이 때문에, 상위 제어 장치(5)는, 제1 승강 기구(112)를 Z방향의 하부측으로 이동시킴(강하시킴)으로써, 진입 각도(θ1)를 작게 하여, 진입 각도(θ1)를 목표 진입 각도가 되도록 보정한다. 이와 같이, 상위 제어 장치(5)는, 진입 각도 검출부(114)의 검출 결과에 근거하여, 진입 각도(θ1)가 목표 진입 각도가 되도록, 제1 승강 기구(112)를 피드백 제어한다. 이 때문에, 기판 공급 장치(2)는, 반송 롤러(127)에 대해, 항상 목표 진입 각도로 기판(P)을 공급할 수 있기 때문에, 진입 각도(θ1)의 변화에 의해서 기판(P)에 부여되는 영향을 저감할 수 있다. 또, 피드백 제어로서는, P제어, PI제어, PID 제어 등, 어느 제어라도 괜찮다.

＜노광 장치(기판 처리 장치)＞

다음으로, 도 2에 나타내는 노광 장치(U3)에 대해서, 도 3도 참조하여 설명한다. 노광 장치(U3)는, 위치 조정 유닛(120)과, 노광 유닛(121)과, 구동 유닛(122)(도 3 참조)과, 압압 기구(130)와, 제진대(방진 장치)(13)를 포함하고 있다. 제진대(131)는, 설치면(E) 상에 마련되어 있고, 설치면(E)으로부터의 진동(소위, 바닥 진동)이 노광 유닛(121) 본체에 전해지는 것을 저감한다. 위치 조정 유닛(120)은, 설치면(E) 상에 마련되어 있으며, 도 1에 나타내는 상기의 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)를 포함하여 구성되어 있다. 위치 조정 유닛(120)은, X방향에서 기판 공급 장치(2)에 인접하여 마련되어 있다. 노광 유닛(121)은, 제진대(131) 상에 마련되어 있고, X방향에서 위치 조정 유닛(120)을 사이에 두고 기판 공급 장치(2)의 반대측에 마련되어 있다. 구동 유닛(122)(도 3 참조)은, 설치면(E) 상에 마련되어 있으며, Y방향에서 노광 유닛(121)에 인접하여 마련되어 있다. 즉, 위치 조정 유닛(120), 노광 유닛(121) 및 구동 유닛(122)은, 설치면(E)에서 다른 위치에 마련되어 있다. 또, 노광 유닛(121)과, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)(도 3 참조)은, 기계적으로 비결합 상태(비접촉인 독립 상태)로 되어 있다.

이상으로부터, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)은, 설치면(E) 상에 마련되는 한편으로, 노광 유닛(121)은, 제진대(131)를 매개로 하여 설치면(E) 상에 마련된다. 이 때문에, 노광 유닛(121)은, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)과는 다른 진동 모드가 된다. 환언하면, 노광 유닛(121)은, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)으로부터, 진동 전반(傳搬) 상에서 절연된 상태(진동이 상호 전반하기 어려운 상태, 즉 진동이 유효하게 절연되는 상태)로 마련된다.

또, 노광 장치(U3)는, 기판(P)의 위치를 검출하는 제1 기판 검출부(123) 및 제2 기판 검출부(124)를 가지고 있다. 제1 기판 검출부(123) 및 제2 기판 검출부(124)는, 상위 제어 장치(5)에 접속되어 있다. 또, 노광 장치(U3)에서도, 기판 공급 장치(2)와 마찬가지로, 상위 제어 장치(5)는, 노광 장치(U3)의 제어 장치(제어부)로서 기능한다. 또, 노광 장치(U3)의 제어 장치로서, 노광 장치(U3)를 제어하는 하위 제어 장치를 마련하고, 하위 제어 장치가 노광 장치(U3)를 제어하는 구성으로 해도 괜찮다.

＜위치 조정 유닛＞

도 2에 나타내는 바와 같이, 위치 조정 유닛(120)은, 받침대(125)와, 상기의 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)(폭 이동 기구)와, 고정 롤러(126)를 가진다. 받침대(125)는, 설치면(E) 상에 마련되며, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3) 및 고정 롤러(126)를 지지한다. 받침대(125)는, 제진 기능을 가지는 제진대로 해도 좋다. 이 받침대(125)에는, 받침대(125)의 위치를 Y방향 또는 Z축 둘레의 회전 방향으로 조정하는 받침대 위치 조정 기구(128)가 마련되어 있다. 받침대 위치 조정 기구(128)는, 상위 제어 장치(5)에 접속되고, 상위 제어 장치(5)는, 받침대 위치 조정 기구(128)를 제어함으로써, 받침대(125) 상에 설치된 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3) 및 고정 롤러(126)의 위치를 함께 조정할 수 있다. 즉, 받침대 위치 조정 기구(128)는, 노광 유닛(121)에 대해서 고정 롤러(126)의 위치를 Y방향으로 조정하는 롤러 위치 조정 기구로서 기능한다.

엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)는, 받침대(125) 상을 기판(P)의 폭방향(Y방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)는, 기판(P)이 반송되는 반송 방향의 최상류측에 마련된 반송 롤러(127)를 포함하는 복수의 롤러를 가지고 있다. 반송 롤러(127)는, 기판 공급 장치(2)로부터 공급된 기판(P)을, 위치 조정 유닛(120)의 내부로 안내한다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)는, 상위 제어 장치(5)에 접속되고, 제1 기판 검출부(123)의 검출 결과에 근거하여 상위 제어 장치(5)에 의해 제어된다.

고정 롤러(126)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)에 의해 폭방향으로 위치 조정된 기판(P)을 노광 유닛(121)으로 향하여 안내한다. 고정 롤러(126)는, 회전 가능하게 되어 있고, 받침대(125)에 대한 위치가 고정되어 있다. 이 때문에, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)에 의해서 기판(P)을 폭방향으로 이동시킴으로써, 고정 롤러(126)에 진입하는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 조정할 수 있다.

제1 기판 검출부(123)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)로부터 고정 롤러(126)로 반송되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 검출한다. 제1 기판 검출부(123)는, 받침대(125) 상에 고정되어 있다. 이 때문에, 제1 기판 검출부(123)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3) 및 고정 롤러(126)와 동일한 진동 모드가 된다. 제1 기판 검출부(123)는, 고정 롤러(126)에 구름 접촉하는 기판(P)의 단부의 엣지의 위치를 검출한다. 제1 기판 검출부(123)는, 접속된 상위 제어 장치(5)에 검출 결과를 출력한다.

제2 기판 검출부(124)는, 위치 조정 유닛(120)으로부터 노광 유닛(121)에 공급되는 기판(P)의 위치를 검출한다. 제2 기판 검출부(124)는, 노광 유닛(121)이 설치되는 제진대(131) 상에 고정되어 있다. 이 때문에, 제2 기판 검출부(124)는, 노광 유닛(121)과 동일한 진동 모드가 된다. 제2 기판 검출부(124)는, 노광 유닛(121)의 기판(P)이 도입되는 도입측에 마련되어 있다. 구체적으로, 제2 기판 검출부(124)는, 노광 유닛(121)에 마련된 반송 방향의 최상류측의 가이드 롤러(28)의 상류측에서의 위치에, 가이드 롤러(28)에 인접하여 마련되어 있다. 제2 기판 검출부(124)는, 노광 유닛(121)에 공급되는 기판(P)의 폭방향(Y방향) 및 연직 방향(Z방향)에서의 위치를 검출한다. 제2 기판 검출부(124)는, 접속된 상위 제어 장치(5)에 검출 결과를 출력한다.

상위 제어 장치(5)는, 제1 기판 검출부(123)의 검출 결과에 근거하여 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)를 제어한다. 구체적으로, 상위 제어 장치(5)는, 제1 기판 검출부(123)에 의해 검출된 고정 롤러(126)에 구름 접촉(진입)하는 기판(P)의 양단부의 엣지(Y방향의 양 엣지)의 위치로부터 구해지는 Y방향의 중심 위치와, 미리 규정된 제1 목표 위치(목표 중심 위치)와의 차분(差分)을 산출한다. 그리고, 상위 제어 장치(5)는, 해당 차분이 제로가 되도록 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)를 피드백 제어하여, 기판(P)을 폭방향으로 이동시키고, 고정 롤러(126)에 대한 기판(P)의 폭방향에서의 중심 위치를 제1 목표 중심 위치로 보정한다. 이 때문에, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)는, 고정 롤러(126)에 대한 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 제1 목표 위치에 유지할 수 있기 때문에, 고정 롤러(126)에 대한 기판(P)의 폭방향에서의 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 또, 이 경우도, 피드백 제어로서는, P제어, PI제어, PID 제어 등, 어느 제어라도 괜찮다.

또, 상위 제어 장치(5)는, 제2 기판 검출부(124)의 검출 결과에 근거하여 받침대 위치 조정 기구(128)를 제어한다. 구체적으로, 상위 제어 장치(5)는, 제2 기판 검출부(124)에 의해 검출된 기판(P)의 폭방향의 양단의 위치로부터 구해지는 중심 위치와, 미리 규정된 제2 목표 중심 위치와의 차분을 산출한다. 그리고, 상위 제어 장치(5)는, 해당 차분이 제로가 되도록 받침대 위치 조정 기구(128)를 피드백 제어하여, 받침대 위치 조정 기구(128)에 의해 받침대(125)의 위치를 조정함으로써, 가이드 롤러(28)에 대한 고정 롤러(126)의 Y방향의 위치를 조정한다. 이 때, 상위 제어 장치(5)는, 기판(P)에 비틀어짐 및 폭방향의 위치 어긋남이 생기지 않도록, 고정 롤러(126)의 위치를 조정한다. 예를 들면, 상위 제어 장치(5)는, 가이드 롤러(28)의 축방향에 대해서 고정 롤러(126)의 축방향이 평행이 되도록 위치를 조정한다. 그리고, 상위 제어 장치(5)는, 받침대 위치 조정 기구(128)에 의해 고정 롤러(126)의 위치를 Y방향 또는 Z축 둘레의 회전 방향으로 조정함으로써, 노광 유닛(121)에 공급되는 기판(P)의 폭방향의 중심 위치를 제2 목표 중심 위치에 유지할 수 있기 때문에, 기판(P)의 비틀어짐 및 폭방향의 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 또, 이 경우도, 피드백 제어로서는, P제어, PI제어, PID 제어 등, 어느 제어라도 괜찮다.

이와 같이, 위치 조정 유닛(120)은, 고정 롤러(126)에 공급되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 제1 목표 위치로 보정할 수 있고, 노광 유닛(121)의 가이드 롤러(28)에 공급되는 기판(P)의 위치를 제2 목표 위치로 보정할 수 있다.

또, 제1 실시 형태에서는, 위치 조정 유닛(120)으로부터 노광 유닛(121)에 공급되는 기판(P)의 위치를 보정했지만, 이 구성에 한정하지 않고, 예를 들면, 기판 공급 장치(2)로부터 위치 조정 유닛(120)에 공급되는 기판(P)의 위치를 보정해도 괜찮다. 이 경우, 반송 롤러(127)의 반송 방향에서의 상류측에 기판 검출부를 마련함과 아울러, 공급용 롤(FR1)의 위치를 조정하는 롤 위치 조정 기구를 마련하다. 그리고, 상위 제어 장치(5)가, 기판 검출부의 검출 결과에 근거하여 롤 위치 조정 기구를 제어함으로써, 공급용 롤(FR1)을 조정해도 괜찮다. 마찬가지로, 노광 유닛(121)으로부터 기판 회수 장치(4)에 공급되는 기판(P)의 위치를 보정해도 괜찮다.

＜노광 유닛＞

다음으로, 제1 실시 형태의 노광 장치(U3)의 노광 유닛(121)의 구성에 대해서, 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 3은, 제1 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)(U3)의 일부의 구성을 나타내는 도면이며, 도 4는, 도 3 중의 기판 지지 기구(12)의 구동부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5는, 제1 실시 형태의 노광 유닛(121)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 도 6은, 도 5에 나타내는 노광 유닛(121)의 조명 영역(IR) 및 투영 영역(PA)의 배치를 나타내는 도면이다. 도 7은, 도 5에 나타내는 노광 유닛(121)의 투영 광학계(PL)의 구성을 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 5에 나타내는 노광 유닛(121)은, 이른바 주사 노광 장치이며, 기판 지지 기구(기판 반송 기구)(12)를 구성하는 복수의 가이드 롤러(28)와 회전 가능한 원통 모양의 회전 드럼(25)에 의해서, 기판(P)을 반송 방향(주사 방향)으로 반송하면서, 평면 모양의 마스크(M)에 형성된 마스크 패턴의 상(像)을, 기판(P)의 표면에 투영 노광한다. 또, 도 3 및 도 4는, 노광 유닛(121)을 -X측으로부터 본 도면이고, 도 5 및 도 7은, X방향, Y방향 및 Z방향이 직교하는 직교 좌표계로 되어 있으며, 도 1과 동일한 직교 좌표계로 되어 있다.

먼저, 노광 유닛(121)에 이용되는 마스크(M)에 대해 설명한다. 마스크(M)는, 예를 들면 평탄성이 좋은 유리판의 일방의 면(마스크면(P1))에 크롬 등의 차광층에 의해 마스크 패턴을 형성한 투과형의 평면 마스크로서 작성되며, 후술하는 마스크 스테이지(21) 상에 유지된 상태에서 사용된다. 마스크(M)는, 마스크 패턴이 형성되어 있지 않은 패턴 비(非)형성 영역을 가지며, 패턴 비형성 영역에서 마스크 스테이지(21) 상에 장착되어 있다. 마스크(M)는, 마스크 스테이지(21)에 대해서 릴리스 가능하다.

또, 마스크(M)는, 1개의 표시 디바이스에 대응하는 패널용 패턴의 전체 또는 일부가 형성되어 있어도 괜찮고, 복수개의 표시 디바이스에 대응하는 패널용 패턴이 형성된 다면취라도 좋다. 또, 마스크(M)에는, 패널용 패턴이 마스크(M)의 주사 방향(X방향)으로 반복하여 복수개 형성되어 있어도 괜찮고, 소형의 패널용 패턴이 주사 방향에 직교하는 방향(Y방향)으로 반복하여 복수 형성되어 있어도 괜찮다. 게다가, 마스크(M)는, 제1 표시 디바이스의 패널용 패턴과, 제1 표시 디바이스와 사이즈 등이 다른 제2 표시 디바이스의 패널용 패턴이 형성되어 있어도 괜찮다.

도 3, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제진대(131) 상에 설치된 노광 유닛(121)은, 상기한 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2) 외에, 장치 프레임(132)과, 마스크 스테이지(21)를 지지하는 마스크 유지 기구(11)와, 기판 지지 기구(12)와, 투영 광학계(PL)와, 하위 제어 장치(제어부)(16)를 가진다. 이 노광 유닛(121)은, 조명 기구(13)로부터의 조명 광속(EL1)의 조사를 받아, 마스크 유지 기구(11)에 유지된 마스크(M)의 마스크 패턴으로부터 발생하는 투과광(결상 광속)을, 기판 지지 기구(12)의 회전 드럼(25)에 지지된 기판(P)에 투사하고, 마스크 패턴의 일부분의 투영상을 기판(P)의 표면에 결상한다.

하위 제어 장치(16)는, 노광 장치(U3)의 각 부를 제어하며, 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 다른 장치라도 좋다. 하위 제어 장치(16)는, 예를 들면, 컴퓨터를 포함한다.

제진대(131)는, 설치면(E) 상에 마련되며, 장치 프레임(132)을 지지한다. 구체적으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제진대(131)는, Y방향에서 외측에 마련된 제1 제진대(131a)와, 제1 제진대(131a)의 내측에 마련된 제2 제진대(131b)를 포함하고 있다.

장치 프레임(132)은, 제1 제진대(131a) 및 제2 제진대(131b) 상에 마련되며, 마스크 유지 기구(11), 기판 지지 기구(12), 조명 기구(13) 및 투영 광학계(PL)를 지지한다. 장치 프레임(132)은, 마스크 유지 기구(11), 조명 기구(13) 및 투영 광학계(PL)를 지지하는 제1 프레임(132a)과, 기판 지지 기구(12)를 지지하는 제2 프레임(132b)을 가지고 있다. 제1 프레임(132a) 및 제2 프레임(132b)은, 각각 독립하여 마련되며, 제1 프레임(132a)이 제2 프레임(132b)을 덮도록 배치되어 있다. 제1 프레임(132a)은, 제1 제진대(131a) 상에 마련되며, 제2 프레임(132b)은, 제2 제진대(131b) 상에 마련된다.

제1 프레임(132a)은, 제1 제진대(131a) 상에 마련된 제1 하부 프레임(135)과, 제1 하부 프레임(135)의 Z방향의 상부에 마련된 제1 상부 프레임(136)과, 제1 상부 프레임(136)에 세워서 마련되는 암부(137)로 구성되어 있다. 제1 하부 프레임(135)은, 제1 제진대(131a) 상에 세워서 마련되는 다리부(135a)와, 다리부(135a)에 지지되는 상면부(135b)를 가지며, 상면부(135b)에 유지 부재(143)를 매개로 하여 투영 광학계(PL)가 지지된다. 유지 부재(143)는 XY면내에서 보면, 상면부(135b)상의 3개소에 배치되는 금속 볼 등에 의한 좌금(座金) 부재(145)로서, 키네마틱(kinematic)하게 지지된다. 다리부(135a)는, 그 소정의 부위에, 후술하는 회전 드럼(25)의 회전축(AX2)가 Y방향으로 삽입 통과되도록 배치된다.

제1 상부 프레임(136)도, 제1 하부 프레임(135)과 마찬가지로, 상면부(135b)상에 세워서 마련되는 다리부(136a)와, 다리부(136a)에 지지되는 상면부(136b)를 가지며, 상면부(136b)에 마스크 유지 기구(11)(마스크 스테이지(21))가 지지되는다. 암부(137)는, 상면부(136b) 상에 세워서 마련되고, 마스크 유지 기구(11)의 상부에 조명 기구(13)가 위치하도록, 조명 기구(13)를 지지한다.

제2 프레임(132b)은, 제2 제진대(131b) 상에 마련된 하면부(139)와, 하면부(139) 상에 Y방향으로 떨어져 세워서 마련되는 한 쌍의 베어링부(140)로 구성되어 있다. 한 쌍의 베어링부(140)에는, 회전 드럼(25)의 회전 중심이 되는 회전축(AX2)을 축 지지하는 에어 베어링(141)이 마련된다.

마스크 유지 기구(11)는, 마스크(M)를 유지하는 마스크 스테이지(마스크 유지 부재)(21)와, 마스크 스테이지(21)를 이동시키기 위한 도시하지 않은 이동 기구(리니어 가이드, 에어 베어링 등)와, 이동 기구에 동력을 전달하기 위한 전달 부재(23)를 가지고 있다. 마스크 스테이지(21)는, 마스크(M)의 패턴 형성 영역을 둘러싸는 프레임 모양으로 구성되며, 구동 유닛(122)에 마련된 마스크측 구동부(모터등의 구동원)(22)에 의해 제1 상부 프레임(136)의 상면부(136b)에서, 주사 방향이 되는 X방향으로 이동한다. 전달 부재(23)로부터 전달되는 구동력은, 이동 기구에 의해 마스크 스테이지(21)의 직선 구동에 제공된다.

본 실시 형태에서는, 마스크 스테이지(21)가 주사 노광을 위해서 X방향으로 직선 운동하기 때문에, 마스크측 구동부(구동원)(22)는, 지주(支柱) 프레임(146)에 X방향으로 연장하여 마련되도록 고정되는 리니어 모터의 자석 트랙(track)(고정자)을 포함하고, 전달 부재(23)는, 그 자석 트랙과 일정한 갭으로 대향하는 리니어 모터의 코일 유닛(가동자)을 포함한다. 또, 도 3에서, 투영 광학계(PL)를 장치 프레임(132)측에 지지하는 유지 부재(143)에는, 회전 드럼(25)의 외주면(또는 기판(P)의 표면) 중, 투영 광학계(PL)에 의한 노광 위치에 대응한 표면의 높이의 변화를 계측하는 변위 센서(SG1)와, 마스크 스테이지(21)의 하측으로부터 마스크(M)의 Z방향의 위치 변화를 계측하는 변위 센서(SG2)가 마련되어 있다.

한편, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(P)을 대략 반주(半周, 반바퀴)에 걸쳐 감아 지지하는 회전 드럼(25)은, 도 3에 나타내는 구동 유닛(122)에 마련된 기판측 구동부(회전 모터 등의 구동원)(26)에 의해 회전한다. 도 5에도 나타내는 바와 같이, 회전 드럼(25)은, Y방향으로 연장하는 회전축(AX2)을 중심으로 하는 곡률 반경 Rfa가 되는 외주면(원주면)을 가지는 원통 형상으로 형성되어 있다. 여기서, 회전축(AX2)의 중심선을 포함하고, YZ면과 평행한 면을 중심면(CL)으로 한다(도 5 참조). 회전 드럼(25)의 원주면의 일부는, 소정의 텐션으로 기판(P)을 지지하는 지지면(P2)으로 되어 있다. 즉, 회전 드럼(25)은, 그 지지면(P2)에 기판(P)을 일정한 텐션으로 감음으로써, 기판(P)을 안정된 원통 곡면 모양으로 지지한다.

회전축(AX2)을 양측의 베어링부(140)에서 축 지지하는 각 에어 베어링(141)은, 회전축(AX2)을 비접촉인 상태에서 회전 가능하게 축 지지한다. 또, 본 실시 형태에서는, 회전 드럼(25)의 양단에서 회전축(AX2)을 에어 베어링(141)에 의해 지지하지만, 고정밀도로 가공된 볼이나 니들을 사용한 통상의 베어링이라도 좋다. 도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 복수의 가이드 롤러(28)는, 회전 드럼(25)을 사이에 두고, 기판(P)의 반송 방향의 상류측 및 하류측에 각각 마련되어 있다. 예를 들면 가이드 롤러(28)는 4개 마련되며, 반송 방향의 상류측에 2개, 반송 방향의 하류측에 2개 각각 배치되어 있다.

따라서, 기판 지지 기구(12)는, 위치 조정 유닛(120)으로부터 반송된 기판(P)을, 2개의 가이드 롤러(28)에 의해 회전 드럼(25)으로 안내한다. 기판 지지 기구(12)는, 기판측 구동부(26)에 의해 회전축(AX2)을 매개로 하여 회전 드럼(25)을 회전시킴으로써, 회전 드럼(25)에 도입한 기판(P)을, 회전 드럼(25)의 지지면(P2)에서 지지하면서, 가이드 롤러(28)로 향하여 반송한다. 기판 지지 기구(12)는, 가이드 롤러(28)로 반송된 기판(P)을, 기판 회수 장치(4)로 향하여 안내한다.

여기서, 기판측 구동부(26)의 구성의 일례를, 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4에서, 기판(P)이 감겨지는 회전 드럼(25)의 적어도 일단측에는, 회전 드럼(25)의 외주 표면(25a)의 반경 Rfa와 대략 동일 지름인 원판 모양의 스케일판(25c)이 회전축(AX2)과 동축에 고정 마련되어 있다. 이 스케일판(25c)의 외주면에는 주방향(周方向)으로 일정 피치로 회절 격자가 형성되며, 그 회절 격자를 인코더 계측용 읽기 헤드(EH)가 광학적으로 검출하는 것에 의해서, 회전 드럼(25)의 회전 각도, 혹은 회전 드럼(25)의 표면(25a)의 주방향(周方向)의 이동량이 계측된다. 읽기 헤드(EH)에 의해서 계측되는 회전 드럼(25)의 회전 각도 정보 등은, 회전 드럼(25)을 회전시키는 모터의 서보(servo) 제어의 피드백 신호로서도 사용된다. 또, 도 4에서, 변위 센서(SG1)는, 기판(P)의 표면의 높이 위치의 변위(지름 방향 변위)를 계측하도록 배치했지만, 기판(P)에 의해 덮이지 않은 회전 드럼(25)의 단부측의 영역(25b)의 표면의 높이 위치의 변위(지름 방향 변위)를 계측하도록 배치해도 괜찮다.

에어 베어링(141)에 의해 축 지지되는 회전축(AX2)의 단부측에는, 회전축(AX2) 둘레의 토크를 발생하는 회전 모터의 자석 유닛(MUr)이 고리 모양으로 배열된 회전자(RT)와, 회전축(AX2)에 축방향의 추력(推力)을 부여하는 보이스 코일 모터용 자석 유닛(MUs)이 마련된다. 도 3 중의 지주 프레임(146)에 고정되는 고정자측에는, 회전자(RT)의 주위의 자석 유닛(MUr)과 대향하도록 배치된 코일 유닛(CUr)과, 자석 유닛(MUs)을 둘러싸도록 감겨진 코일 유닛(CUs)이 마련되어 있다. 이러한 구성에 의해, 회전축(AX2)과 일체화된 회전 드럼(25)(및 스케일판(25c))을, 회전자(RT)에 부여되는 토크에 의해서 매끄럽게 회전시킬 수 있다.

또, 보이스 코일 모터(MUs, CUs)는, 회전 드럼(25)이 회전 중이라도, 회전축(AX2)의 방향(Y방향)의 추력을 발생시키므로, 회전 드럼(25)(및 스케일판(25c))을 Y방향으로 미동(微動)시킬 수 있다. 이것에 의해, 주사 노광 중에서의 기판(P)의 Y방향의 미소(微小)한 위치 어긋남을 순차적으로 보정할 수 있다.

또, 도 4의 구성에서는, 회전축(AX2)의 단면(端面)(Tp)의 Y방향의 변위를 계측하는 변위 센서(DT1), 또는 스케일판(25c)의 단면(端面)의 Y방향의 변위를 계측하는 변위 센서(DT2)가 마련되며, 주사 노광중의 회전 드럼(25)의 Y방향의 위치 변화를 리얼 타임으로 순차적으로 계측할 수 있다. 따라서, 그러한 변위 센서(DT1, DT2)로부터의 계측 신호에 근거하여, 보이스 코일 모터(MUs, CUs)를 서보 제어하도록 하면, 회전 드럼(25)의 Y방향의 위치를 정밀하게 위치 결정할 수 있다.

여기서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태의 노광 장치(U3)는, 이른바 멀티 렌즈 방식을 상정한 노광 장치이다. 또, 도 6에는, 마스크 스테이지(21)에 유지된 마스크(M) 상의 조명 영역(IR(IR1~IR6))을 -Z측으로부터 본 평면도(도 6의 좌측 도면)와, 회전 드럼(25)에 지지된 기판(P) 상의 투영 영역(PA(PA1~PA6))을＋Z측으로부터 본 평면도(도 6의 우측 도면)가 도시되어 있다. 도 6 중의 부호 Xs는, 마스크 스테이지(21) 및 회전 드럼(25)의 주사 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 조명됨으로써 얻어지는 복수의 투영 광속(EL2)을, 기판(P) 상의 복수(제1 실시 형태에서는 예를 들면 6개)의 투영 영역(PA1~PA6)에 투영 노광한다.

먼저, 조명 기구(13)에 의해 조명되는 복수의 조명 영역(IR1~IR6)에 대해 설명한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 복수의 조명 영역(IR1~IR6)은, 중심면(CL)을 사이에 두고 기판(P)의 주사 방향으로 2열로 배치되고, 주사 방향의 상류측의 마스크(M) 상에 조명 영역(IR1, IR3, 및 IR5)이 배치되며, 주사 방향의 하류측의 마스크(M) 상에 조명 영역(IR2, IR4, 및, IR6)이 배치된다. 각 조명 영역(IR1~IR6)은, 마스크(M)의 폭방향(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. 홀수번째의 조명 영역(IR1, IR3, 및, IR5)은, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또, 짝수번째의 조명 영역(IR2, IR4, 및, IR6)은, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 이 때, 조명 영역(IR2)은, Y방향에서, 조명 영역(IR1)과 조명 영역(IR3)과의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 조명 영역(IR3)은, Y방향에서, 조명 영역(IR2)과 조명 영역(IR4)과의 사이에 배치된다. 조명 영역(IR4)은, Y방향에서, 조명 영역(IR3)과 조명 영역(IR5)과의 사이에 배치된다. 조명 영역(IR5)은, Y방향에서, 조명 영역(IR4)과 조명 영역(IR6)과의 사이에 배치된다. 각 조명 영역(IR1~IR6)은, 마스크(M)의 주사 방향으로부터 보아, 서로 이웃하는 사다리꼴 모양의 조명 영역의 사변부(斜邊部)의 삼각부가 겹치도록(오버랩하도록) 배치되어 있다. 또, 제1 실시 형태에서, 각 조명 영역(IR1~IR6)은, 사다리꼴 모양의 영역으로 했지만, 장방형 모양의 영역이라도 좋다.

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 저반사 영역이며, 패턴 형성 영역(A3)을 틀 모양으로 둘러싸서 배치되어 있다. 조명 영역(IR1~IR6)은, 패턴 형성 영역(A3)의 Y방향의 전체 폭을 커버하도록, 배치되어 있다.

조명 기구(13)는, 마스크(M)에 조명되는 조명 광속(EL1)을 출사한다. 조명 기구(13)는, 광원 장치 및 조명 광학계(IL)를 구비한다. 광원 장치는, 예를 들면 수은 램프 등의 램프 광원, 레이저 다이오드, 또는, 발광 다이오드(LED) 등의 고체 광원을 포함한다. 광원 장치가 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. 광원 장치로부터 사출된 조명광은, 조도 분포가 균일화되어, 예를 들면 광 파이버 등의 도광(導光) 부재를 매개로 하여 조명 광학계(IL)로 안내된다.

조명 광학계(IL)는, 복수의 조명 영역(IR1~IR6)에 따라 복수(제1 실시 형태에서는 예를 들면 6개)의 조명 모듈(IL1~IL6)이 마련되어 있다. 복수의 조명 모듈(IL1~IL6)에는, 광원 장치로부터의 조명 광속(EL1)이 각각 입사한다. 각 조명 모듈(IL1~IL6)은, 광원 장치로부터 입사된 조명 광속(EL1)을, 각 조명 영역(IR1~IR6)으로 각각 안내한다. 즉, 조명 모듈(IL1)은, 조명 광속(EL1)을 조명 영역(IR1)으로 안내하고, 마찬가지로, 조명 모듈(IL2~IL6)은, 조명 광속(EL1)을 조명 영역(IR2~IR6)으로 안내한다. 복수의 조명 모듈(IL1~IL6)은, 중심면(CL)을 사이에 두고 마스크(M)의 주사 방향으로 2열로 배치된다. 조명 모듈(IL1, IL3, 및, IL5)은, 중심면(CL)에 대해서, 조명 영역(IR1, IR3, 및, IR5)이 배치되는 측(도 5의 좌측)에 배치된다. 조명 모듈(IL1, IL3, 및, IL5)은, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 또, 조명 모듈(IL2, IL4, 및, IL6)은, 중심면(CL)에 대해서, 조명 영역(IR2, IR4, 및, IR6)이 배치되는 측(도 5의 우측)에 배치된다. 조명 모듈(IL2, IL4, 및, IL6)은, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 이 때, 조명 모듈(IL2)은, Y방향에서, 조명 모듈(IL1)과 조명 모듈(IL3)과의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 조명 모듈(IL3)은, Y방향에서, 조명 모듈(IL2)과 조명 모듈(IL4)과의 사이에 배치된다. 조명 모듈(IL4)은, Y방향에서, 조명 모듈(IL3)과 조명 모듈(IL5)과의 사이에 배치된다. 조명 모듈(IL5)은, Y방향에서, 조명 모듈(IL4)과 조명 모듈(IL6)과의 사이에 배치된다. 또, 조명 모듈(IL1, IL3, 및, IL5)과, 조명 모듈(IL2, IL4, 및, IL6)은, Y방향으로부터 보아 중심면(CL)을 중심으로 대칭으로 배치되어 있다.

복수의 조명 모듈(IL1~IL6) 각각은, 예를 들면 인티그레이터(integrator) 광학계, 로드(rod) 렌즈, 플라이 아이(fly eye) 렌즈 등의 복수의 광학 부재를 포함하고, 균일한 조도 분포의 조명 광속(EL1)에 의해서 각 조명 영역(IR1~IR6)을 조명한다. 제1 실시 형태에서, 복수의 조명 모듈(IL1~IL6)은, 마스크(M)의 Z방향에서의 상부측에 배치되어 있다. 복수의 조명 모듈(IL1~IL6) 각각은, 마스크(M)의 상부측으로부터 마스크(M)에 형성된 마스크 패턴의 각 조명 영역(IR)을 조명한다.

다음으로, 투영 광학계(PL)에 의해 투영 노광되는 복수의 투영 영역(PA1~PA6)에 대해 설명한다. 도 6에 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 방향으로 2열로 배치되고, 반송 방향(주사 방향)의 상류측의 기판(P) 상에 투영 영역(PA1, PA3, 및, PA5)이 배치되며, 반송 방향의 하류측의 기판(P) 상에 투영 영역(PA2, PA4, 및, PA6)이 배치된다. 각 투영 영역(PA1~PA6)은, 기판(P)의 폭방향(Y방향)으로 연장하는 단변 및 장변을 가지는 가늘고 긴 사다리꼴 모양의 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. 투영 영역(PA1, PA3, 및, PA5)은, 폭방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또, 투영 영역(PA2, PA4, 및, PA6)은, 폭방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 이 때, 투영 영역(PA2)은, 회전축(AX2)의 축방향에서, 투영 영역(PA1)과 투영 영역(PA3)과의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 투영 영역(PA3)은, 회전축(AX2)의 축방향에서, 투영 영역(PA2)과 투영 영역(PA4)과의 사이에 배치된다. 투영 영역(PA4)은, 회전축(AX2)의 축방향에서, 투영 영역(PA3)과 투영 영역(PA5)과의 사이에 배치된다. 투영 영역(PA5)은, 회전축(AX2)의 축방향에서, 투영 영역(PA4)과 투영 영역(PA6)과의 사이에 배치된다. 각 투영 영역(PA1~PA6)은, 각 조명 영역(IR1~IR6)과 마찬가지로, 기판(P)의 반송 방향으로부터 보아, 서로 이웃하는 사다리꼴 모양의 투영 영역(PA)의 사변부의 삼각부가 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, 투영 영역(PA1~PA6)은, 기판(P) 상에 노광되는 노광 영역(A7)의 Y방향의 전체 폭을 커버하도록, 배치되어 있다.

여기서, 도 5에서, XZ면내에서 보았을 때, 마스크(M) 상의 조명 영역(IR1(및 IR3, IR5))의 중심점으로부터 조명 영역(IR2(및 IR4, IR6))의 중심점까지의 길이는, 지지면(P2)을 따른 기판(P) 상의 투영 영역(PA1(및 PA3, PA5))의 중심점으로부터 투영 영역(PA2(및 PA4, PA6))의 중심점까지의 둘레 길이와, 실질적으로 동일하게 설정되어 있다.

또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계(PL)는, 복수의 투영 영역(PA1~PA6)에 따라 복수(제1 실시 형태에서는 예를 들면 6개)의 투영 모듈(PL1~PL6)이 마련되어 있다. 복수의 투영 모듈(PL1~PL6)에는, 복수의 조명 영역(IR1~IR6)으로부터의 복수의 투영 광속(EL2)이 각각 입사한다. 각 투영 모듈(PL1~PL6)은, 마스크(M)로부터의 각 투영 광속(EL2)을, 각 투영 영역(PA1~PA6)으로 각각 안내한다. 즉, 투영 모듈(PL1)은, 조명 영역(IR1)으로부터의 투영 광속(EL2)을 투영 영역(PA1)으로 안내하며, 마찬가지로, 투영 모듈(PL2~PL6)은, 조명 영역(IR2~IR6)으로부터의 각 투영 광속(EL2)을 투영 영역(PA2~PA6)으로 안내한다. 복수의 투영 모듈(PL1~PL6)은, 중심면(CL)을 사이에 두고 마스크(M)의 주사 방향으로 2열로 배치된다. 투영 모듈(PL1, PL3, 및, PL5)은, 중심면(CL)에 대해서, 투영 영역(PA1, PA3, 및, PA5)이 배치되는 측(도 5의 좌측)에 배치된다. 투영 모듈(PL1, PL3, 및, PL5)은, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 또, 투영 모듈(PL2, PL4, 및, PL6)은, 중심면(CL)에 대해서, 투영 영역(PA2, PA4, 및, PA6)이 배치되는 측(도 5의 우측)에 배치된다. 투영 모듈(PL2, PL4, 및, PL6)은, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 이 때, 투영 모듈(PL2)은, 회전축(AX2)의 축방향에서, 투영 모듈(PL1)과 투영 모듈(PL3)과의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 투영 모듈(PL3)은, 회전축(AX2)의 축방향에서, 투영 모듈(PL2)과 투영 모듈(PL4)과의 사이에 배치된다. 투영 모듈(PL4)은, 회전축(AX2)의 축방향에서, 투영 모듈(PL3)과 투영 모듈(PL5)과의 사이에 배치된다. 투영 모듈(PL5)은, 회전축(AX2)의 축방향에서, 투영 모듈(PL4)과 투영 모듈(PL6)과의 사이에 배치된다. 또, 투영 모듈(PL1, PL3, 및, PL5)과, 투영 모듈(PL2, PL4, 및, PL6)은, Y방향으로부터 보아 중심면(CL)을 중심으로 대칭으로 배치되어 있다.

복수의 투영 모듈(PL1~PL6)은, 복수의 조명 모듈(IL1~IL6)에 대응하여 마련되어 있다. 즉, 투영 모듈(PL1)은, 조명 모듈(IL1)에 의해서 조명되는 조명 영역(IR1)의 마스크 패턴의 상(像)을, 기판(P) 상의 투영 영역(PA1)에 투영한다. 마찬가지로, 투영 모듈(PL2~PL6)은, 조명 모듈(IL2~IL6)에 의해서 조명되는 조명 영역(IR2~IR6)의 마스크 패턴의 상을, 기판(P) 상의 투영 영역(PA2~PA6)에 투영한다.

다음으로, 도 7을 참조하여, 각 투영 모듈(PL1~PL6)에 대해 설명한다. 또, 각 투영 모듈(PL1~PL6)은, 동일한 구성으로 되어 있기 때문에, 투영 모듈(PL1)을 예로 설명한다.

투영 모듈(PL1)은, 마스크(M) 상의 조명 영역(IR)(조명 영역(IR1))에서의 마스크 패턴의 상을, 기판(P) 상의 투영 영역(PA)에 투영한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 투영 모듈(PL1)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 모듈(PL1)은, 포커스 보정 광학 부재(64)와, 상(像)시프트용 광학 부재(65)와, 배율 보정용 광학 부재(66)와, 로테이션 보정 기구(67)를 구비한다.

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, 마스크(M)로부터의 투영 광속(EL2)을 반사시키고, 반사시킨 투영 광속(EL2)을 제1 렌즈군(71)을 통과하여 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, 플라이 아이 렌즈에 의해 생성된 다수의 점광원이, 플라이 아이 렌즈로부터 조명 시야 조리개를 매개로 하여 제1 오목면 거울(72)에 이르는 각종 렌즈에 의해서 결상하는 동면(瞳面)에 배치되어 있다.

마스크(M)로부터의 투영 광속(EL2)은, 포커스 보정 광학 부재(64) 및 상시프트용 광학 부재(65)를 통과하고, 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(P3)에서 반사되며, 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 반사되며, 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 반사되어, 투영 시야 조리개(63)에 입사한다.

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 형상을 규정하게 된다.

제2 광학계(62)는, 제1 광학계(61)와 동일한 구성이며, 중간상면(中間像面)(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 통과하여 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)으로 향하여 반사하는 면으로 되어 있다. 제2 렌즈군(81)은, 각종 렌즈를 포함하고, 각종 렌즈의 광축은, 제3 광축(BX3) 상에 배치되어 있다. 제2 오목면 거울(82)은, 제1 오목면 거울(72)에서 결상한 다수의 점광원상(点光源像)이, 제1 오목면 거울(72)로부터 투영 시야 조리개(63)를 매개로 하여 제2 오목면 거울(82)에 이르는 각종 렌즈에 의해서 결상하는 동면에 배치되어 있다.

투영 시야 조리개(63)로부터의 투영 광속(EL2)은, 제2 편향 부재(80)의 제3 반사면(P5)에서 반사되며, 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 반사되며, 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 반사되며, 배율 보정용 광학 부재(66)를 통과하여, 투영 영역(PA)에 투사된다. 이것에 의해, 조명 영역(IR)에서의 마스크 패턴의 상은, 투영 영역(PA)에 등배(×1)로 투영된다.

포커스 보정 광학 부재(64)는, 마스크(M)와 제1 광학계(61)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 7에서는 X방향에 대해서 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 가변으로 한다. 이것에 의해서 제1 광학계(61)의 실효적인 광로 길이를 미세 조정하고, 중간상면(P7) 및 투영 영역(PA)에 형성되는 마스크 패턴의 상의 핀트 상태가 미세 조정된다.

상시프트용 광학 부재(65)는, 마스크(M)와 제1 광학계(61)와의 사이에 배치되어 있다. 상시프트용 광학 부재(65)는, 기판(P) 상에 투영되는 마스크 패턴의 상을 상면 내에서 이동 가능하게 조정한다. 상시프트용 광학 부재(65)는, 도 6의 XZ면내에서 경사 가능한 투명한 평행 평판 유리와, 도 7의 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 시프트시킬 수 있다.

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.

로테이션 보정 기구(67)는, 예를 들면, 액추에이터(도시 생략)에 의해서, 제1 편향 부재(70)를 제2 광축(BX2)과 수직인 축 둘레로 미소 회전시키는 것이다. 이 로테이션 보정 기구(67)는, 제1 편향 부재(70)를 회전시키는 것에 의해서, 중간상면(P7)에 형성되는 마스크 패턴의 상을, 그 면(P7) 내에서 미소 회전시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 투영 모듈(PL1~PL6)에서, 마스크(M)로부터의 투영 광속(EL2)은, 조명 영역(IR)으로부터 마스크면(P1)의 법선 방향으로 출사하여, 제1 광학계(61)에 입사한다. 제1 광학계(61)에 입사한 투영 광속(EL2)은, 포커스 보정 광학 부재(64) 및 상시프트용 광학 부재(65)를 투과하여, 제1 광학계(61)의 제1 편향 부재(70)의 제1 반사면(평면 거울)(P3)에서 반사되고, 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, 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 반사되고, 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 나타나는 마스크 패턴의 상이 투영 영역(PA)에 등배(×1)로 투영된다.

＜구동 유닛의 제어＞

다음으로, 도 3을 참조하여, 구동 유닛(122)의 제어에 대해 설명한다. 구동 유닛(122)은, 설치면(E) 상에 설치되는 지주 프레임(146)에 장착된 마스크측 구동부(22)와, 기판측 구동부(26)를 포함하여 구성되어 있다.

먼저 설명한 바와 같이, 마스크측 구동부(22)는, 지주 프레임(146)에 X방향으로 연장하여 마련하도록 고정되는 리니어 모터의 자석 트랙(고정자)과, 마스크 스테이지(21)에 결합되는 전달 부재(23)에 고정되어, 그 자석 트랙과 일정한 갭으로 대향하는 리니어 모터의 코일 유닛(가동자)으로 구성된다. 또, 기판측 구동부(26)는, 앞의 도 4에 나타낸 바와 같이, 지주 프레임(146)측에 고정자로서 고정된 코일 유닛(CUr)과, 회전 드럼(25)의 회전축(AX2)측의 회전자(RT)에 가동자로서 고정된 자석 유닛(MUr)으로 구성되는 회전 모터와, 지주 프레임(146)측으로부터 회전 드럼(25)에 회전축(AX2)의 방향(Y방향)으로의 추력을 부여하는 보이스 코일 모터(MUs, CUs)를 포함한다. 이와 같이, 마스크측 구동부(22) 및 기판측 구동부(26)는, 비접촉으로 전달 부재(23) 및 회전축(AX2)에 직접적으로 동력을 전달 가능한 구성(다이렉트 드라이브 방식)이지만, 상기의 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판측 구동부(26)는, 전동 모터와 자기(磁氣) 치차(齒車)를 가지며, 전동 모터를 지주 프레임(146)측에 고정하고, 전동 모터의 출력축과 회전축(AX2)과의 사이에 자기 치차를 개재해도 괜찮다.

이상과 같은 구동 유닛(122)의 구성에서, 도 5에 나타낸 하위 제어 장치(16)는, 마스크 스테이지(21)와 회전 드럼(25)을 동기시켜 이동시킨다. 이 때문에, 마스크(M)의 마스크면(P1)에 형성된 마스크 패턴의 상이, 회전 드럼(25)의 지지면(P2)(도 4 중의 25a)에 감겨진 기판(P)의 표면(원주면을 따라 만곡한 면)에 연속적으로 반복하여 투영 노광된다. 제1 실시 형태의 노광 장치(U3)에서는, 마스크(M)의 ＋X방향으로의 동기 이동으로 주사 노광을 행한 후, -X방향의 초기 위치에 마스크(M)를 되돌리는 동작(되감음)이 필요하게 된다. 그 때문에, 회전 드럼(25)을 일정 속도로 연속 회전시켜 기판(P)을 등속으로 계속 보내는 경우, 마스크(M)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(여기에서는 둘레 속도)와 마스크(M)의 속도는 50mm/s~100mm/s로 상정되어지기 때문에, 마스크(M)의 되감음시에 마스크 스테이지(21)를, 예를 들면 500mm/s의 최고속으로 구동하면, 기판(P) 상에 형성되는 패널용 패턴 사이의 반송 방향에 관한 여백을 좁게 할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 마스크 스테이지(21)의 X방향의 이동 위치나 속도를 레이저 간섭계 또는 리니어 인코더에 의해서 정밀하게 계측하고, 회전 드럼(25)의 외주면의 이동 위치나 속도를 도 4 중의 스케일판(25c)의 읽기 헤드(EH)에 의해서 정밀하게 계측하는 것에 의해서, 마스크(M)와 기판(P)과의 주사 노광 방향에 관한 위치적인 동기나 속도 동기를 정확하게 확보할 수 있다.

＜압압 기구＞

다음으로, 도 2를 참조하여, 압압 기구(130)에 대해 설명한다. 압압 기구(130)는, 위치 조정 유닛(120)과 노광 유닛(121)과의 사이에 마련되어 있다. 압압 기구(130)는, 위치 조정 유닛(120)으로부터 노광 유닛(121)에 공급되는 기판(P)에 텐션이 부여되도록 압압한다. 압압 기구(130)는, 압압 부재(151)와, 압압 부재(151)를 승강시키는 승강 기구(152)를 가지고 있다. 압압 부재(151)는, 기판(P)에 대해서, 접촉 또는 비접촉인 상태에서 기판(P)을 압압한다. 압압 부재(151)로서는, 예를 들면, 기판(P)과 비접촉인 상태를 만들기 위한 에어 분출구 및 흡입구를 가지는 에어·턴 바, 또는 기판(P)에 대해서 접촉하는 마찰 롤러 등이 이용된다. 승강 기구(152)는, 압압 부재(151)를, 기판(P)의 일방의 면(이면)으로부터 타방의 면(표면)으로 밀어 붙이는 방향, 즉 Z방향으로 승강시킨다. 승강 기구(152)는, 상위 제어 장치(5)에 접속되고, 제2 기판 검출부(124)의 검출 결과에 근거하여 상위 제어 장치(5)에 의해 제어된다.

상위 제어 장치(5)는, 제2 기판 검출부(124)의 검출 결과에 근거하여 압압 기구(130)를 제어한다. 구체적으로, 상위 제어 장치(5)는, 제2 기판 검출부(124)에 의해 검출된 기판(P)의 위치로부터, 기판(P)의 단위 시간(예를 들면 수(數)밀리초) 당 위치의 변위량을 산출한다. 상위 제어 장치(5)는, 산출한 변위량에 따라서, 압압 부재(151)의 Z방향에서의 이동량을 조정한다. 즉, 상위 제어 장치(5)는, 산출한 변위량이 크면, 기판(P)의 진동이 크다고 하여 승강 기구(152)를 제어하여, 압압 부재(151)를 Z방향으로 상승시킨다. 상위 제어 장치(5)는, 압압 부재(151)를 Z방향으로 상승시킴으로써, 기판(P)에 텐션을 부여하고, 기판(P)의 진동이 압압 부재(151)에 의해서 제진된다.

＜기판 회수 장치＞

다음으로, 다시 도 2를 참조하여, 기판 회수 장치(4)에 대해 설명한다. 기판 회수 장치(4)는, 위치 조정 유닛(160)과, 회수용 롤(FR2)이 장착되는 제2 베어링부(161)와, 제2 베어링부(161)를 승강시키는 제2 승강 기구(162)를 가진다. 또, 기판 회수 장치(4)는, 배출 각도 검출부(164)와, 제3 기판 검출부(165)를 가지고 있으며, 배출 각도 검출부(164) 및 제3 기판 검출부(165)는, 상위 제어 장치(5)에 접속되어 있다. 여기서, 제1 실시 형태에서, 상위 제어 장치(5)는, 기판 공급 장치(2)와 마찬가지로, 기판 회수 장치(4)의 제어 장치(제어부)로서 기능한다. 또, 기판 회수 장치(4)의 제어 장치로서, 기판 회수 장치(4)를 제어하는 하위 제어 장치를 마련하고, 하위 제어 장치가 기판 회수 장치(4)를 제어하는 구성으로 해도 괜찮다.

위치 조정 유닛(160)은, 도 1에 나타내는 상기의 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)를 포함하여 구성되어 있다. 또, 위치 조정 유닛(160)은, 노광 장치(U3)의 위치 조정 유닛(120)의 구성과 대략 동일하며, 받침대(170)와, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)를 가진다. 받침대(170)는, 설치면(E) 상에 마련되며, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)를 지지한다. 받침대(170)는, 제진 기능을 가지는 제진대로 해도 괜찮다.

엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)는, 받침대(170) 상을 기판(P)의 폭방향(Y방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)는, 기판(P)의 반송 방향의 최하류측에 마련된 반송 롤러(167)를 포함하는 복수의 롤러를 가지고 있다. 반송 롤러(167)는, 위치 조정 유닛(160)으로부터 배출되는 기판(P)을 회수용 롤(FR2)로 안내한다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)는, 상위 제어 장치(5)에 접속되며, 제3 기판 검출부(165)의 검출 결과에 근거하여 상위 제어 장치(5)에 의해 제어된다.

제3 기판 검출부(165)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)로부터 회수용 롤(FR2)에 회수되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 검출한다. 제3 기판 검출부(165)는, 제2 승강 기구(162) 상에 고정되어 있다. 이 때문에, 제3 기판 검출부(165)는, 회수용 롤(FR2)과 동일한 진동 모드가 된다. 제3 기판 검출부(165)는, 회수용 롤(FR2)에 회수되는 기판(P)의 단부의 엣지의 위치를 검출한다. 제3 기판 검출부(165)는, 접속된 상위 제어 장치(5)에 검출 결과를 출력한다.

상위 제어 장치(5)는, 제3 기판 검출부(165)의 검출 결과에 근거하여 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)를 제어한다. 구체적으로, 상위 제어 장치(5)는, 제3 기판 검출부(165)에 의해 검출된 회수용 롤(FR2)에 회수되는 기판(P)의 단부의 엣지의 위치와, 미리 규정된 제3 목표 위치와의 차분을 산출한다. 그리고, 상위 제어 장치(5)는, 해당 차분이 제로가 되도록 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)를 피드백 제어하여, 기판(P)을 폭방향으로 이동시키고, 회수용 롤(FR2)에 대한 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 제3 목표 위치로 한다. 이 때문에, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)는, 회수용 롤(FR2)에 대한 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 제3 목표 위치에 유지할 수 있다. 따라서, 회수용 롤(FR2)에 대한 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 일정하게 할 수 있기 때문에, 회수용 롤(FR2)의 축방향에서의 단면(端面)을 가지런히 할 수 있다. 또, 이 경우도, 피드백 제어로서는, P제어, PI제어, PID 제어 등, 어느 제어라도 괜찮다.

제2 베어링부(161)는, 회수용 롤(FR2)을 회전 가능하게 축 지지하고 있다. 제2 베어링부(161)에 축 지지된 회수용 롤(FR2)은, 기판(P)이 회수되면, 기판(P)이 회수된 만큼, 회수용 롤(FR2)의 권경이 크게 되어 간다. 이 때문에, 회수용 롤(FR2)에서 기판(P)이 회수되는 위치는, 기판(P)의 회수량에 따라 변화하게 된다.

제2 승강 기구(162)는, 설치면(E)과 제2 베어링부(161)와의 사이에 마련되어 있다. 제2 승강 기구(162)는, 제2 베어링부(161)를 회수용 롤(FR2)마다 Z방향(연직 방향)으로 이동시킨다. 제2 승강 기구(162)는, 상위 제어 장치(5)에 접속되어 있고, 상위 제어 장치(5)는, 제2 승강 기구(162)에 의해 제2 베어링부(161)를 Z방향으로 이동시킴으로써, 회수용 롤(FR2)에 의해서 기판(P)이 회수되는 위치를 소정의 위치로 할 수 있다.

배출 각도 검출부(164)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2)의 반송 롤러(167)로부터 배출되는 기판(P)의 배출 각도(θ2)를 검출한다. 배출 각도 검출부(164)는, 반송 롤러(167) 주위에 마련되어 있다. 여기서, 배출 각도(θ2)는, XZ면내에서, 반송 롤러(167)의 중심축을 통과하는 연직 방향으로 연장하는 직선과, 반송 롤러(167)의 하류측의 기판(P)이 이루는 각도이다. 배출 각도 검출부(164)는, 접속된 상위 제어 장치(5)에 검출 결과를 출력한다.

상위 제어 장치(5)는, 배출 각도 검출부(164)의 검출 결과에 근거하여 제2 승강 기구(162)를 제어한다. 구체적으로, 상위 제어 장치(5)는, 배출 각도(θ2)가 미리 규정된 목표 배출 각도가 되도록, 제2 승강 기구(162)를 제어한다. 즉, 회수용 롤(FR2)로의 기판(P)의 회수량이 많게 되면, 회수용 롤(FR2)의 권경이 크게 됨으로써, 목표 배출 각도에 대한 배출 각도(θ2)는 작게 된다. 이 때문에, 상위 제어 장치(5)는, 제2 승강 기구(162)를 Z방향의 상부측으로 이동시킴(상승시킴)으로써, 배출 각도(θ2)를 크게 하여, 배출 각도(θ2)를 목표 배출 각도가 되도록 보정한다. 이와 같이, 상위 제어 장치(5)는, 배출 각도 검출부(164)의 검출 결과에 근거하여, 배출 각도(θ2)가 목표 배출 각도가 되도록, 제2 승강 기구(162)를 피드백 제어한다. 이 때문에, 기판 회수 장치(4)는, 항상 목표 배출 각도로 반송 롤러(167)로부터 기판(P)을 배출할 수 있기 때문에, 배출 각도(θ2)의 변화에 의해서 기판(P)에게 부여되는 영향을 저감할 수 있다. 또, 이 경우도, 피드백 제어로서는, P제어, PI제어, PID 제어 등, 어느 제어라도 괜찮다.

＜디바이스 제조 방법＞

다음으로, 도 8을 참조하여, 디바이스 제조 방법에 대해 설명한다. 도 8은, 제1 실시 형태의 디바이스 제조 방법을 나타내는 플로우 차트다.

도 8에 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 등으로 설계한다(스텝 S201). 다음으로, CAD 등으로 설계된 각종 레이어(layer)마다의 패턴에 근거하여, 필요한 레이어분(分)의 마스크(M)를 제작한다(스텝 S202). 또, 표시 패널의 기재(基材)가 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(imprint) 방식에 의한 미소 요철)을 사전 형성한 것, 광 감응성의 기능막이나 투명막(절연 재료)을 미리 라미네이트한 것이라도 좋다.

다음으로, 기판(P) 상에 표시 패널 디바이스를 구성하는 전극이나 배선, 절연막, TFT(박막 반도체) 등에 의해서 구성되는 백 플랜(back plane)층을 형성함과 아울러, 그 백 플랜에 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 커플링제를 도포한 기판(P)을 패턴 노광하여 표면에 친발수성(親撥水性)에 의한 패턴을 형성하는 노광 공정, 광 감응성의 촉매층을 패턴 노광하고 무전해 도금법에 따라 금속막의 패턴(배선, 전극 등)을 형성하는 습식 공정, 혹은, 은나노 입자 등의 도전 재료를 함유한 도전성 잉크, 절연 재료를 함유한 잉크, 또는 반도체 재료(펜타센(pentacene), 반도체 나노 로드 등)를 함유하는 잉크 등에 의해서 패턴을 묘화하는 인쇄 공정 등에 의한 처리도 포함된다.

다음으로, 롤 방식으로 장척인 기판(P) 상에 연속적으로 제조되는 표시 패널 디바이스마다로, 기판(P)을 다이싱하거나, 각 표시 패널 디바이스의 표면에, 보호 필름(대(對)환경 배리어층)이나 칼라 필터 시트 등을 접합시키거나 하여, 디바이스를 조립한다(스텝 S205). 다음으로, 표시 패널 디바이스가 정상적으로 기능하는지, 소망의 성능이나 특성을 만족하고 있는지의 검사 공정이 행하여진다(스텝 S206). 이상과 같이 하여, 표시 패널(플렉시블·디바이스)을 제조할 수 있다.

이상, 제1 실시 형태는, 설치면(E)에 제진대(131)를 매개로 하여 노광 유닛(121)을 설치함과 아울러, 노광 유닛(121)과, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)을 각각 독립 상태로 마련할 수 있다. 즉, 제1 실시 형태는, 제진대(131)에 의해, 노광 유닛(121)과, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)을 절연, 즉 다른 진동 모드로 할 수 있다. 이 때문에, 노광 유닛(121)은, 제진대(131)에 의해, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)으로부터의 진동을 저감할 수 있다.

또, 제1 실시 형태는, 고정 롤러(126)에 대한 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 제1 목표 위치에 유지할 수 있다. 이 때문에, 기판(P)은, 고정 롤러(126)에 대해서 동일한 위치에 공급되기 때문에, 고정 롤러(126)로부터 공급되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 일정하게 할 수 있다. 이것에 의해, 제1 실시 형태는, 고정 롤러(126)로부터 송출되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 일정하게 할 수 있기 때문에, 기판(P)의 폭방향에서의 위치의 변동에 의해서 기판(P)에 부여되는 진동 등의 영향을 저감할 수 있다.

또, 제1 실시 형태는, 반송 롤러(127)에 대한 기판(P)의 위치를 제2 목표 위치로 유지할 수 있다. 이 때문에, 제1 실시 형태는, 노광 유닛(121)에 공급되는 기판(P)의 위치를 일정하게 할 수 있다. 이것에 의해, 제1 실시 형태는, 반송 롤러(127)에 공급되는 기판(P)의 위치를 일정하게 할 수 있기 때문에, 기판(P)의 위치의 변동에 의해서 기판(P)에 부여되는 진동 등의 영향을 저감할 수 있다.

또, 제1 실시 형태는, 압압 기구(130)에 의해 기판(P)을 압압함으로써, 위치 조정 유닛(120)으로부터 노광 유닛(121)에 공급되는 기판(P)의 진동을 보다 저감할 수 있다.

또, 제1 실시 형태는, 장치 프레임(132)을, 제1 프레임(132a)과 제2 프레임(132b)으로 분리하며, 제1 프레임(132a)에서 마스크 스테이지(21)를 지지하고, 제2 프레임(132b)에서 회전 드럼(25)을 지지할 수 있다. 이 때문에, 제1 프레임(132a)과 제2 프레임(132b)을 각각 독립 상태로 마련할 수 있다. 즉, 제1 프레임(132a)과 제2 프레임(132b)을 절연, 즉 다른 진동 모드로 할 수 있다. 이 때문에, 제1 프레임(132a) 및 제2 프레임(132b)의 상호 진동의 전달을 저감할 수 있다.

또, 제1 실시 형태는, 공급용 롤(FR1)로부터 노광 장치(U3)의 위치 조정 유닛(120)의 반송 롤러(127)에 공급되는 기판(P)의, 반송 롤러(127)에 대한 진입 각도(θ1)를 일정하게 할 수 있다. 이 때문에, 진입 각도(θ1)의 변위에 의한 기판(P)으로의 영향을 저감할 수 있다.

또, 제1 실시 형태는, 기판 회수 장치(4)의 위치 조정 유닛(160)의 반송 롤러(167)로부터 회수용 롤(FR2)에 공급되는 기판(P)의, 반송 롤러(167)에 대한 배출 각도(θ2)를 일정하게 할 수 있다. 이 때문에, 배출 각도(θ2)의 변위에 의한 기판(P)으로의 영향(회수용 롤(FR2)으로의 기판(P)의 감음 불균일 등)을 저감할 수 있다.

[제2 실시 형태]

다음으로, 도 9를 참조하여, 제2 실시 형태의 노광 장치(U3)에 대해 설명한다. 또, 제2 실시 형태에서는, 중복하는 기재를 피하도록, 제1 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 제1 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일한 부호를 부여하여 설명한다. 도 9는, 제2 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)(U3)의 일부의 구성을 나타내는 도면이다. 제1 실시 형태의 노광 장치(U3)의 노광 유닛(121)은, 장치 프레임(132)이 제1 프레임(132a)과 제2 프레임(132b)으로 분리되어 있었지만, 제2 실시 형태의 노광 장치(U3)의 노광 유닛(121a)은, 단체(單體)의 장치 프레임(180)으로 되어 있다.

제2 실시 형태의 노광 유닛(121a)에서, 장치 프레임(180)은, 제진대(131) 상에 마련되며, 투과형의 원통 마스크(MA)를 유지하는 마스크 유지 기구(11), 기판 지지 기구(12), 조명 기구(13) 및 투영 광학계(PL)를 지지한다. 장치 프레임(180)은, 제진대(131) 상에 마련된 하면부(181)와, 하면부(181) 상에 세워서 마련하는 한 쌍의 베어링부(182)와, 한 쌍의 베어링부(182) 상에 지지되는 중간부(183)와, 중간부(183) 상에 세워서 마련되는 다리부(184)와, 다리부(184)에 지지되는 상면부(185)와, 상면부(185)에 세워서 마련되는 암부(186)로 구성되어 있다.

한 쌍의 베어링부(182)에는, 기판 지지 기구(12)의 회전 드럼(25)의 회전축(AX2)을 축 지지하는 에어 베어링(141)이 각각 마련되어 있다. 각 에어 베어링(141)은, 회전축(AX2)을 비접촉인 상태로 회전 가능하게 축 지지한다. 중간부(183)에는, 유지 부재(143)를 매개로 하여 투영 광학계(PL)가 설치된다. 유지부재(143)와 중간부(183)와의 사이의 3개소에는, 좌금 부재(145)가 개재되어 있다. 유지 부재(143)는, 3개소의 좌금 부재(145)에 의해, 중간부(183) 상에 키네마틱하게 지지되어 있다. 상면부(185)에는, 마스크 유지 기구(11)(중공(中空)의 원통체)를 지지함과 아울러, 원통 마스크(MA)를 회전 중심선(AX1)의 둘레로 회전 구동하기 위한 구동 롤러(캡스턴(capstan) 롤러)(94)가 마련되어 있다. 조명 기구(13)는, 마스크 유지 기구(11)의 내부에 배치되며, 도 6 중의 좌측 도면에 나타내는 배열로 원통 마스크(MA) 상의 조명 영역(IR(IR1~IR6))을 내측으로부터 조명한다.

게다가, 상면부(185)에는, 구동 롤러(94)의 회전축을 회전 가능하게 축 지지하기 위한 에어 베어링(187)이 마련되며, 구동 롤러(94)를 회전 구동하는 마스크측 구동부(22)는, 앞의 도 4에 나타낸 기판측 구동부(26)와 동일하게 구성된다. 도시하지는 않지만, 원통체 모양의 마스크 유지 기구(11)의 회전 중심선(AX1) 방향의 양단부에는, 앞의 도 4와 동일한 인코더 계측용의 스케일(회절 격자) 또는 스케일판(25c)이 마련되며, 그것과 대향하도록 배치된 읽기 헤드(EH)에 의해서, 원통 마스크(MA)의 주방향의 위치가 정밀하게 계측된다.

이상, 제2 실시 형태에서는, 단체(單體)의 장치 프레임(180)에 의해, 마스크 유지 기구(11), 기판 지지 기구(12), 조명 기구(13) 및 투영 광학계(PL)를 지지할 수 있다. 이 때문에, 제2 실시 형태는, 마스크 유지 기구(11), 기판 지지 기구(12), 조명 기구(13) 및 투영 광학계(PL)의 위치 관계를 고정할 수 있기 때문에, 이들의 위치 관계를 큰 폭으로 조정하지 않고, 용이하게 설치하는 것이 가능해진다.

다음으로, 도 10을 참조하여, 도 9에 나타낸 제2 실시 형태의 노광 장치(U3)(노광 유닛(121a))에 대해서, 추가로 상세를 설명한다. 도 10의 노광 유닛(121a)에서, 마스크 유지 기구(11)는, 투과형의 마스크(MA)를 원통 모양으로 유지하는 마스크 유지 드럼(21a)과, 마스크 유지 드럼(21a)을 지지하는 가이드 롤러(93)와, 마스크 유지 드럼(21a)을 중심선(AX1)의 둘레로 구동하는 구동 롤러(94)와, 마스크측 구동부(22)를 구비한다.

마스크 유지 드럼(21a)은, 마스크(MA) 상의 조명 영역(IR)이 배치되는 마스크면(P1)을 형성한다. 본 실시 형태에서, 마스크면(P1)은, 선분(모선(母線))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. 마스크 유지 드럼(21a)은, 예를 들면 유리나 석영 등으로 구성되며, 일정한 두께를 가지는 원통 모양이고, 그 외주면(원통면)이 마스크면(P1)을 형성한다. 즉, 본 실시 형태에서, 마스크(MA) 상의 조명 영역(IR)은, 제1 축(AX1)으로부터 일정 반경 Rm를 가지는 원통면 모양으로 만곡(灣曲)하고 있다. 마스크 유지 드럼(21a) 중, 마스크 유지 드럼(21a)의 지름 방향으로부터 보아 마스크(MA)의 마스크 패턴과 겹치는 부분, 예를 들면 마스크 유지 드럼(21a)의 Y방향의 양단측 이외의 중앙 부분은, 조명 광속(EL1)에 대해서 투광성을 가진다.

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(21a)의 외주면을 따라 만곡시켜, 이 외주면에 감은(붙인) 상태로 사용된다. 마스크(MA)는, 패턴이 형성되어 있지 않은 패턴 비형성 영역(A4)을 가지며, 패턴 비형성 영역(A4)에서 마스크 유지 드럼(21a)에 장착되어 있다. 마스크(MA)는, 마스크 유지 드럼(21a)에 대해서 릴리스 가능하다. 마스크(MA)는, 투명 원통 모재에 의한 마스크 유지 드럼(21a)에 감는 대신에, 투명 원통 모재에 의한 마스크 유지 드럼(21a)의 외주면에 직접 크롬 등의 차광층에 의한 마스크 패턴을 묘화 형성하여 일체화해도 괜찮다. 이 경우도, 마스크 유지 드럼(21a)이 마스크(MA)의 지지 부재로서 기능한다.

가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)는, 마스크 유지 드럼(21a)의 중심축에 대해 평행한 Y방향으로 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, 각각, 축방향의 단부의 외경이 다른 부분의 외형 보다도 크게 되어 있고, 이 단부가 마스크 유지 드럼(21a)에 외접하고 있다. 이와 같이, 가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)는, 마스크 유지 드럼(21a)에 유지되어 있는 마스크(MA)에 접촉하지 않도록, 마련되어 있다. 구동 롤러(94)는, 마스크측 구동부(22)와 접속되어 있다. 구동 롤러(94)는, 마스크측 구동부(22)로부터의 동력을 마스크 유지 드럼(21a)에 전하는 것에 의해서, 마스크 유지 드럼(21a)을 중심축(AX1) 둘레로 회전시킨다.

또, 마스크 유지 기구(11)는, 1개의 가이드 롤러(93)를 구비하고 있지만 수는 한정되지 않고, 2개 이상이라도 좋다. 마찬가지로 마스크 유지 기구(11)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(21a)의 내측에 배치되어 있고, 마스크 유지 드럼(21a)과 내접하고 있어도 괜찮다. 또, 마스크 유지 드럼(21a) 중, 마스크 유지 드럼(21a)의 지름 방향으로부터 보아 마스크(MA)의 마스크 패턴과 겹치지 않는 부분(Y방향의 양단측)은, 조명 광속(EL1)에 대해서 투광성을 가지고 있어도 괜찮고, 투광성을 가지지 않아도 좋다. 또, 가이드 롤러(93) 및 구동 롤러(94)의 일방 또는 쌍방은, 예를 들면 원추대(圓錐台) 모양으로서, 그 중심축(회전축)이 중심축(AX1)에 대해서 비(非)평행이라도 좋다.

조명 기구(13)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성되며, 조명 기구(13)의 복수의 조명 모듈(ILa1~ILa6)은, 마스크 유지 드럼(21a)의 내측에 배치되어 있다. 복수의 조명 모듈(ILa1~ILa6) 각각은, 광원으로부터 사출된 조명 광속(EL1)을 안내하고, 안내된 조명 광속(EL1)을 마스크 유지 드럼(21a)의 내부로부터 마스크(MA)에 조사한다. 조명 기구(13)는, 마스크 유지 기구(11)에 유지된 마스크(MA)의 조명 영역(IR)을, 조명 광속(EL1)에 의해서 균일한 밝기로 조명한다. 또, 광원은, 마스크 유지 드럼(21a)의 내측에 배치되어 있어도 괜찮고, 마스크 유지 드럼(21a)의 외측에 배치되어 있어도 괜찮다. 또, 광원은, 노광 장치(U3)와 다른 장치(외부 장치)라도 좋다.

이와 같이, 제2 실시 형태는, 노광 유닛(121a)의 마스크(MA)가, 원통 모양의 투과형의 마스크라도, 노광 유닛(121a)과, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)을 각각 독립 상태(진동의 전달이 절연되는 상태)로 마련할 수 있다. 이 때문에, 노광 유닛(121a)은, 제진대(131)에 의해, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)으로부터의 진동을 저감할 수 있어, 상기 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

[제3 실시 형태]

다음으로, 도 11을 참조하여, 제3 실시 형태의 노광 장치(U3)에 대해 설명한다. 또, 제3 실시 형태에서도, 중복하는 기재를 피하도록, 제1 실시 형태나 제2 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 제1 실시 형태나 제2 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는, 제1 또는 제2 실시 형태와 동일한 부호를 부여하여 설명한다. 도 11은, 제3 실시 형태에 의한 노광 유닛(121b)의 전체 구성을 나타내고, 원통 모양의 반사형의 마스크(MB)를 이용함과 아울러, 기판(P)을 평면 모양으로 지지하는 구성으로 되어 있다.

먼저, 제3 실시 형태의 노광 장치(U3)에 이용되는 마스크(MB)에 대해 설명한다. 마스크(MB)는, 예를 들면 금속제의 원통체를 이용한 반사형의 마스크로 되어 있다. 마스크(MB)는, Y방향으로 연장하는 제1 축(AX1)을 중심으로 하는 곡률 반경 Rm이 되는 외주면(원주면)을 가지는 원통체에 형성되고, 지름 방향으로 일정한 두께를 가지고 있다. 마스크(MB)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 포함하며, 마스크 패턴은, 고반사부 및 반사 억제부에 의해 형성되어 있다. 이러한 마스크(MB)는, 금속제의 원통체이기 때문에, 염가로 작성할 수 있다.

또, 마스크(MB)는, 제1 축(AX1)을 중심으로 하는 곡률 반경 Rm이 되는 원주면을 가지고 있으면 되며, 원통체의 형상으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 마스크(MB)는, 원주면을 가지는 원호 모양의 판재라도 괜찮다. 또, 마스크(MB)는 박판 모양이라도 좋고, 박판 모양의 마스크(MB)를 만곡시켜, 원주면을 가지도록 해도 괜찮다.

마스크 유지 기구(11)는, 마스크(MB)를 유지하는 마스크 유지 드럼(21b)을 가지고 있다. 마스크 유지 드럼(21b)은, 마스크(M)의 제1 축(AX1)이 회전 중심이 되도록 마스크(MB)를 유지한다. 마스크측 구동부(22)는, 하위 제어 장치(16)에 접속되며, 제1 축(AX1)을 회전 중심으로 마스크 유지 드럼(21b)을 회전시킨다.

또, 마스크 유지 기구(11)는, 원통체의 마스크(M)를 마스크 유지 드럼(21b)에서 유지했지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 마스크 유지 기구(11)는, 마스크 유지 드럼(21b)의 외주면을 따라 박판 모양의 마스크(MB)를 감아 유지해도 괜찮다. 또, 마스크 유지 기구(11)는, 원호 모양의 판재가 되는 마스크(MB)를 마스크 유지 드럼(21b)의 외주면에서 유지해도 괜찮다.

기판 지지 기구(12)는, 기판(P)이 걸어 걸쳐진 한 쌍의 구동 롤러(196)와, 기판(P)을 평면 모양으로 지지하는 에어 스테이지(197)와, 복수의 가이드 롤러(28)를 가지고 있다. 한 쌍의 구동 롤러(196)는, 기판측 구동부(26)에 의해 회전하고, 기판(P)을 주사 방향으로 이동시킨다. 에어 스테이지(197)는, 한 쌍의 구동 롤러(196)의 사이에 마련되며, 한 쌍의 구동 롤러(196)의 사이에 일정한 텐션을 가지고 걸어 걸쳐진 기판(P)의 이면측에 마련되며, 비접촉 상태 또는 저마찰 상태로 기판(P)을 평면 모양으로 지지한다. 복수의 가이드 롤러(28)는, 한 쌍의 구동 롤러(196)를 사이에 두고, 기판(P)의 반송 방향의 상류측 및 하류측에 각각 마련되어 있다. 예를 들면 가이드 롤러(28)는 4개 마련되며, 반송 방향의 상류측에 2개, 반송 방향의 하류측에 2개 각각 배치되어 있다.

따라서, 기판 지지 기구(12)는, 위치 조정 유닛(120)으로부터 반송된 기판(P)을, 2개의 가이드 롤러(28)에 의해 일방의 구동 롤러(196)로 안내한다. 일방의 구동 롤러(196)로 안내된 기판(P)은, 타방의 구동 롤러(196)로 안내됨으로써, 한 쌍의 구동 롤러(196)에 일정한 텐션으로 걸어 걸쳐진다. 기판 지지 기구(12)는, 기판측 구동부(26)에 의해 한 쌍의 구동 롤러(196)를 회전시킴으로써, 한 쌍의 구동 롤러(196)에 걸어 걸쳐진 기판(P)을, 에어 스테이지(197)에서 지지하면서, 가이드 롤러(28)로 향하여 반송한다. 기판 지지 기구(12)는, 가이드 롤러(28)로 반송된 기판(P)을, 기판 회수 장치(4)로 향하여 안내한다.

조명 기구(13)는, 원통 모양인 반사형의 마스크(MB)를 이용하는 경우, 마스크 유지 드럼(21b)의 외주측으로부터 조명 광속(EL1)을 조명한다. 즉, 조명 기구(13)는, 광원 장치 및 조명 광학계(IL)가 마스크 유지 드럼(21b)의 외주에 마련되어 있다. 조명 광학계(IL)는, 편광 빔 스플리터(PBS)를 이용한 낙사(落射) 조명계로 되어 있다. 조명 광학계(IL)의 각 조명 모듈(IL1~IL6)과 마스크(MB)와의 사이에는, 편광 빔 스플리터(PBS)와, 1/4 파장판(198)이 마련되어 있다. 즉, 광원 장치로부터의 조명 광속(EL1)의 입사측으로부터 순서대로, 조명 모듈(IL1~IL6)과, 편광 빔 스플리터(PBS)와, 1/4 파장판(198)이 마련되어 있다.

여기서, 광원 장치로부터 출사된 조명 광속(EL1)은, 조명 모듈(IL1~IL6)을 통과하여, 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사한다. 편광 빔 스플리터(PBS)에 입사한 조명 광속(EL1)은, 편광 빔 스플리터(PBS)에 의해 반사된 후, 1/4 파장판(198)을 통과하여, 조명 영역(IR)에 조명된다. 조명 영역(IR)으로부터 반사된 투영 광속(EL2)은, 1/4 파장판(198)을 다시 통과함으로써, 편광 빔 스플리터(PBS)에서 투과하는 광속에 변환 된다. 1/4 파장판(198)을 통과한 투영 광속(EL2)은, 편광 빔 스플리터(PBS)를 통과하고, 투영 광학계(PL)에 입사한다.

이상, 제3 실시 형태는, 노광 유닛(121b)의 마스크(MB)가, 원통 모양인 반사형의 마스크이며, 기판(P)이 평면 모양으로 지지되는 경우라도, 노광 유닛(121b)과, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)을 각각 독립 상태(진동의 전달이 절연되는 상태)로 마련할 수 있다. 이 때문에, 노광 유닛(121b)은, 제진대(131)에 의해, 위치 조정 유닛(120) 및 구동 유닛(122)으로부터의 진동을 저감할 수 있어, 상기 제2 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

[제4 실시 형태]

다음으로, 제4 실시 형태의 노광 장치(패턴 형성 장치)(U3)에 대해 설명한다. 또, 제4 실시 형태에서도, 중복하는 기재를 피하도록, 제1~제3 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 제1~제3 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는, 제1~제3 실시 형태와 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.

도 12는, 제4 실시 형태에 의한 노광 장치(U3)의 구성을 나타내는 도면, 도 13은, 도 12에 나타내는 노광 장치(U3) 내에서 반송되는 기판(P)을 상부(＋Z방향) 측으로부터 보았을 때의 도면이다. 도 14는, 도 13에 나타내는 위치 조정 유닛(120a)측의 최후의 롤러(126)와 노광 유닛(121c)측의 최초의 롤러(AR1)와의 사이에서 반송되는 기판(P)을 -Y방향측으로부터 보았을 때의 도면, 도 15는, 도 12에 나타내는 회전 드럼(25)에 의해서 반송되는 기판(P)을 -X방향측으로부터 보았을 때의 도면이다. 노광 장치(처리 장치)(U3)는, 위치 조정 유닛(120a)과, 위치 조정 유닛(120a)에 대해서 기판(P)의 반송 방향의 하류측(＋X방향측)에 마련된 노광 유닛(121c)을 구비한다. 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)은, 별체로서 마련되어 있다. 즉, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)은, 비접촉이 되는 독립 상태, 혹은 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 사이의 기판(P)의 반송로나 노광 유닛(121c) 뒤의 기판(P)의 반송로를 덮는 벨로우즈식 등의 방진(防塵) 커버(121d)를 매개로 하여 상호 접촉해도 괜찮지만, 위치 조정 유닛(120a)에서 발생하는 진동 성분을 노광 유닛(121c)에 직접 전달하지 않는 상태(진동의 전달을 억제한 상태)로 마련되어 있다. 노광 유닛(121c)은, 패시브 또는 액티브한 제진대(제진 장치, 방진 장치)(131)를 매개로 하여 설치면(받침대면)(E) 상에 마련되어 있다. 위치 조정 유닛(120a)은, 받침대(200)를 매개로 하여 설치면(E) 상에 마련되어 있다. 이것에 의해, 설치면(E)을 매개로 하여 다른 처리 장치(U1, U2, U4~Un) 등으로부터의 진동이나 위치 조정 유닛(120a)으로부터의 진동이 노광 유닛(121c)으로 전달되지는 않는다. 즉, 노광 유닛(121c)과, 위치 조정 유닛(120a) 및 다른 처리 장치(U) 등과의 사이에서의 진동 전반을 절연할 수 있다. 환언하면, 위치 조정 유닛(120a) 및 다른 처리 장치(U) 등의 진동과, 노광 유닛(121c)과의 진동이 상호 절연된 상태가 된다. 또, 받침대(200)는, 제진·방진 기능을 가지는 제진대(제진 장치, 방진 장치)라도 좋다.

위치 조정 유닛(위치 조정 장치)(120a)은, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a), 고정 롤러(안내 롤러)(126), 제1 기판 검출부(202), 및, 하위 제어 장치(제어부)(204)를 구비한다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a), 고정 롤러(126), 및, 제1 기판 검출부(202)는, 기판(P)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)으로부터 상기의 순서대로 마련되어 있다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)는, 장척 방향으로 소정의 텐션(예를 들면, 20~200N의 범위의 일정값)을 따라서 반송되는 기판(P)의 폭방향의 위치가 목표 위치가 되도록 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 조정(수정)한다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)는, 위치 조정 유닛(120a) 내에서 기판(P)의 폭방향(Y방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)는, 액추에이터(206)(도 13 참조)를 구동시킴으로써 Y방향으로 이동하여, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 조정한다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)는, 기판(P)을 고정 롤러(126)로 향하여 반송시키기 위한, 가이드 롤러(Rs1, Rs2), 및, 구동 롤러(NR)를 가진다. 가이드 롤러(Rs1, Rs2)는, 반송되는 기판(P)을 안내하는 것이며, 구동 롤러(NR)는, 기판(P)의 표리 양면을 사이에 끼워 지지하면서 회전하여, 기판(P)을 반송하는 것이다. 또, 도 13의 참조 부호 207a는, 가이드 롤러(Rs1, Rs2), 및, 구동 롤러(NR)를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재(엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)의 프레임)이다. 또, 참조 부호 207b는, 제1 기판 검출부(202)를 지지함과 아울러, 고정 롤러(126)를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재(위치 조정 유닛(120a)의 본체 프레임)이며, 이 본체 프레임(207b) 위에 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)의 프레임(207a)이 Y방향 이동 가능하게 탑재되어 있다.

고정 롤러(126)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)에서 폭방향으로 위치 조정된 기판(P)을 노광 유닛(121c)으로 향하여 안내한다. 이 가이드 롤러(Rs1, Rs2), 구동 롤러(NR), 및, 고정 롤러(126)에 의해서, 기판(P)은, 장척 방향으로 절곡되어 안내 반송된다. 제1 기판 검출부(기판 오차 계측부, 변화 계측부)(202)는, 고정 롤러(126)로부터 노광 유닛(121c)으로 향하여 반송되는 기판(P)의 폭방향의 위치를 검출한다. 구체적으로는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제1 기판 검출부(202)는, 기판(P)의 폭방향의 -Y측의 엣지부(Ea)의 Y방향 위치를 검출하는 검출부(202a)와, ＋Y측의 엣지부(Eb)의 Y방향 위치를 검출하는 검출부(202b)로 구성되며, 양 검출부(202a, 202b)로부터의 검출 신호에 근거하여, 기판(P)의 폭방향의 위치 변화를 계측한다. 게다가, 제1 기판 검출부(202(202a, 202b))는, 기판(P)의 폭방향의 위치 검출 이외에, 기판(P)의 자세 변화(미소한 경사), 기판(P)의 변형(폭방향의 신축) 등에 관한 변화 정보를 검출(계측)하는 센서 구성으로 해도 좋다. 제1 기판 검출부(202)가 검출한 기판(P)의 폭방향에서의 위치나 기판(P)의 변화 정보는, 하위 제어 장치(204)에 보내어진다. 또, 제1 기판 검출부(202)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)로부터 고정 롤러(126)를 향해서 반송되는 기판(P)의 폭방향의 위치를 검출해도 괜찮다.

제1 기판 검출부(202)에 의해서, 기판(P)의 자세 변화, 특히 고정 롤러(126)로부터 노광 유닛(121c)에 이르는 수평면(XY면)과 평행한 반송로에서의 기판(P)의 X축 둘레(YZ면내)의 미소한 경사를 계측하는 경우는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 검출부(202a, 202b) 각각에, 기판(P)의 엣지부(Ea, Eb) 각각의 Z위치(기판(P)의 표면의 법선 방향의 높이 위치)(Ze1, Ze2)의 변화를 계측 가능한 Z센서를 조립한다. 검출부(202a, 202b)가 기판(P)의 반송 방향에 관해서 고정 롤러(126)로부터 일정 거리만큼 떨어져 배치되므로, 고정 롤러(126)에 대해서 노광 유닛(121c)측(롤러(AR1))이 XY면에 대해서 미소 경사진 경우, 검출부(202a)에 의해서 검출되는 Z위치 Ze1와, 검출부(202b)에 의해서 검출되는 Z위치 Ze2와의 차분값이 경사량에 따라 변화한다. 이와 같이 차분값을 구하는 것에 의해, 고정 롤러(126)(위치 조정 유닛(120a))와 노광 유닛(121c)(롤러(AR1))과의 상대적인 Z방향으로의 위치 변화 ΔZs는 상쇄되고, 검출부(202a, 202b)가 배치된 위치에서의 기판(P)의 미소 경사(X축 둘레)가 정확하게 구해진다.

기판(P)의 실제의 경사량(각도 Δφ)은, 검출부(202a, 202b)의 Z센서부의 Y방향의 거리를 Lz(일정값)로 하면, tanΔφ=(Ze1-Ze2)/Lz로 산출할 수 있다. 이와 같이, 검출부(202a, 202b)에 조립된 Z센서에 의해서 계측되는 기판(P)의 미소 경사의 변화는, 고정 롤러(126) 즉 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 Z축 둘레의 경사 변화에도 대응하고 있다. Z센서로서는, 광학식이나 정전(靜電) 용량식의 비접촉형의 갭 센서 등을 이용할 수 있다. 또, 도 14의 고정 롤러(126)와 노광 유닛(121c)측의 최초의 롤러(AR1)와의 사이의 기판(P)에도, 장척 방향으로 일정한 텐션이 부여되어 있다. 그 때문에, 그 사이에서 기판(P)이 휘어질 가능성은 적지만, 텐션이 작은 경우에는 휨이 발생하기도 하고, Z센서에 의한 계측에 오차가 생길 수 있다. 이것으로부터, 검출부(202a, 202b)(Z센서부)는, 기판(P)의 장척 방향(반송 방향)에 관해서, 노광 유닛(121c)측의 최초의 롤러(AR1)에 가까운 위치에 배치하는 것이 좋다.

또, 도 14와 같이, 고정 롤러(126)로부터 보아, 노광 유닛(121c)(최초의 롤러(AR1))이 YZ면내에서 경사진 상태인 채로 기판(P)이 반송되면, 롤러(AR1)에서 절곡된 후의 기판(P)의 반송 방향(-Z방향)은, XZ평면과의 평행성이 깨짐과 아울러, 텐션의 작용에 의해서, 기판(P)은 폭방향의 일방측(＋Y방향이거나 -Y방향)으로 서서히 변위해 가게 되고, 결과적으로 회전 드럼(25)에 지지되는 기판(P)도 서서히 Y방향으로 변위해 가게 된다. 위치 조정 유닛(120a)(엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a))은, 기판(P)의 그러한 Y방향의 변위를 보정하도록 기능하지만, 노광 유닛(121c)측에 마련된 롤러(AR1)를 포함하는 기판 조정부(214)(상세는 후술함)에 의해도 보정 가능하다. 따라서, 검출부(202a, 202b)에 의해서 검출되는 기판(P)의 미소 경사(X축 주위)에 관한 변화 정보에 근거하여, 위치 조정 유닛(120a)과 기판 조정부(214) 중 어느 일방, 또는 쌍방을 제어하는 것에 의해, 회전 드럼(25)에 지지되는 기판(P)의 Y방향의 위치를 고정밀도로 유지할 수 있다. 또, 회전 드럼(25)에 이를 때까지의 기판(P)의 폭방향의 위치 조정에 관하여, 위치 조정 유닛(120a)을 거친 조정, 기판 조정부(214)를 미세 조정으로서 사용할 수도 있다.

하위 제어 장치(204)는, 위치 조정 유닛(120a)의 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a), 또는 기판 조정부(214) 등을 제어하여, 기판(P)의 폭방향의 위치를 제어하는 것이다. 이 하위 제어 장치(204)는, 상위 제어 장치(5)의 일부 또는 전부라도 괜찮고, 상위 제어 장치(5)에 의해 제어되는, 상위 제어 장치(5)와는 다른 컴퓨터라도 좋다.

노광 유닛(패터닝 장치)(121c)은, 기판 지지 기구(12a), 제2 기판 검출부(208), 조명 기구(13a), 노광 헤드(패턴 형성부)(210), 및 하위 제어 장치(제어부)(212)를 구비한다. 노광 유닛(121c)은, 온조(溫調) 챔버(ECV) 내에 격납되어 있다. 이 온조 챔버(ECV)는, 내부를 소정의 온도로 유지함으로써, 내부에서 반송되는 기판(P)의 온도에 의한 형상 변화를 억제한다. 이 온조 챔버(ECV)는, 패시브 또는 액티브한 제진대(131)를 매개로 하여 설치면(E)에 배치되어 있다.

기판 지지 기구(반송부)(12a)는, 위치 조정 유닛(120a)으로부터 보내어져 온 기판(P)을 지지하면서, 하류측(＋X방향)으로 반송하는 것이며, 기판(P)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)으로부터 순서대로, 기판 조정부(214), 가이드 롤러(Rs3), 텐션 롤러(RT1), 회전 드럼(25), 텐션 롤러(RT2), 및, 구동 롤러(R5, R6)를 가진다.

기판 조정부(214)는, 복수의 롤러(AR1, RT3, AR2)를 가지며, 기판(P)의 폭방향의 위치를 조정함으로써, 기판(P)에 생겨 있는 비틀어짐이나 주름을 보정하면서, 기판(P)을 반송 방향(＋X방향)으로 반송한다. 이 기판 조정부(214)의 구성에 대해서는 나중에 설명한다. 가이드 롤러(Rs3)는, 기판 조정부(214)에 의해서 기판(P)의 폭방향의 위치가 조정된 기판(P)을 회전 드럼(25)으로 반송한다. 회전 드럼(25)은, 회전하면서 기판(P) 상에서 소정의 패턴이 노광되는 부분을 원주면에서 유지하면서, 기판(P)을 구동 롤러(R5, R6)측으로 반송한다. 구동 롤러(R5, R6)의 기능에 대해서는 상기 제1 실시 형태에서 서술한 바와 같다. 텐션 롤러(RT1, RT2)는, 회전 드럼(25)에 감겨져 지지되어 있는 기판(P)에 소정의 텐션을 부여하는 것이다. 또, 도 13의 참조 부호 215는, 기판 조정부(214)의 복수의 롤러, 가이드 롤러(Rs3), 텐션 롤러(RT1), 회전 드럼(25), 텐션 롤러(RT2), 및, 구동 롤러(R5, R6)를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재(노광 유닛(121c)의 본체 프레임)이다.

도 16은, 기판 조정부(214)의 구성을 나타내는 도면이다. 기판 조정부(214)는, 조정 롤러(AR1, AR2)와, 텐션 롤러(RT3)를 구비한다. 조정 롤러(AR1), 텐션 롤러(RT3), 및, 조정 롤러(AR2)는, 기판(P)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)으로부터 상기의 순서대로 마련되어 있다. 이 조정 롤러(AR1, AR2)는, 소정의 텐션(장력)이 걸린 상태에서, 기판(P)의 반송 경로를 절곡하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 조정 롤러(AR1, AR2)보다 하부측(-Z방향측)에 텐션 롤러(RT3)를 마련함으로써, 조정 롤러(AR1, AR2)에 의해서 소정의 텐션이 걸린 상태에서 반송 경로가 절곡된다. 이것에 의해, 위치 조정 유닛(120a)으로부터 ＋X방향으로 반송되는 기판(P)은 소정의 텐션이 걸린 상태에서 조정 롤러(AR1)에 의해서 하부(-Z방향)로 절곡되어 텐션 롤러(RT3)로 안내되며, 텐션 롤러(RT3)로부터 상부(＋Z방향)로 반송되는 기판(P)은 소정의 텐션이 걸린 상태에서 조정 롤러(AR2)에 의해서 ＋X방향으로 절곡되어 가이드 롤러(Rs3)로 안내된다. 또, 텐션 롤러(RT3)는, Z방향으로 평행 이동 가능하도록 Y방향의 양단에서 축 지지되며, 기판(P)이 반송되는 동안은, -Z방향으로 소정의 가압력을 발생시켜 기판(P)에 텐션을 부여한다.

조정 롤러(AR1)는, 베어링(214a)에 의해서 회전축(AX3a)에 대해서 회전 가능하게 되어 있고, 조정 롤러(AR2)도 마찬가지로, 베어링(214b)에 의해서 회전축(AX3b)에 대해서 회전 가능하게 되어 있다. 회전축(AX3a, AX3b)은, Y방향을 따라서 평행하게 마련되어 있다. 조정 롤러(AR1, AR2)는, Y방향을 따라서 평행한 축에 대해 경사 가능하다. 즉, 조정 롤러(AR1)의 회전축(AX3a)의 일단측(-Y방향측)은, 타단측(＋Y방향측)을 지점(支点)으로 하여 Z방향 및 X방향으로 미소 이동 가능하다. 조정 롤러(AR2)도 마찬가지로, 회전축(AX3b)의 일단측(-Y방향측)은, 타단측(＋Y방향측)을 지점으로 하여 X방향 및 Z방향으로 이동 가능하다. 회전축(AX3a, AX3b)의 일단측(-Y방향측)의 미소 이동은, 도시하지 않은 피에조 소자 등의 액추에이터에 의해서 구동된다. 조정 롤러(AR1, AR2)를 미소하게 경사시킴으로써, 기판(P)의 장척 방향의 반송에 따라서 기판(P)의 폭방향의 위치를 미세 조정할 수 있고, 기판(P)에 생겨 있는 약간의 비틀어짐이나 기판(P)의 내부 응력에 의한 약간의 면내 변형(혹은 주름)을 보정할 수 있다. 또, 도 16에서는, 2개의 조정 롤러(AR1, AR2)를 XY면내 또는 YZ면내에서 미소하게 경사지도록 했지만, 조정 롤러(AR1, AR2)를 경사시키지 않고 텐션 롤러(RT1)를 경사 가능하게 해도 괜찮다. 게다가, 조정 롤러(AR1)를 경사시키지 않고 , 조정 롤러(AR2)와 텐션 롤러(RT1)를 경사 가능하게 해도 괜찮다.

제2 기판 검출부(기판 오차 계측부, 변화 계측부)(208)는, 텐션 롤러(RT1)로부터 회전 드럼(25)을 향해 ＋Z방향으로 반송되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 검출한다. 구체적으로는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 제2 기판 검출부(208)는, 기판(P)의 폭방향의 양단측에 각각 마련되며, 기판(P)의 폭방향의 양단부의 엣지를 검출한다. 도 17의 (A)는, 제2 기판 검출부(208)의 구성을 나타내는 도면, 도 17의 (B)는, 제2 기판 검출부(208)에 의해서 기판(P)에 조사된 빔 광(Bm)을 나타내는 도면, 도 17의 (C)는, 제2 기판 검출부(208)에 의해서 수광되는 빔 광(Bm)을 나타내는 도면이다. 제2 기판 검출부(208)는, 빔 광(Bm)을 조사하는 조사계(216)와, 빔 광(Bm)을 수광하는 수광계(218)를 구비한다. 조사계(216)는, 투광부(220), 실린드리칼 렌즈(222), 및, 반사 미러(224)를 가지며, 수광계(218)는, 반사 미러(226), 결상 광학계(228), 및, 촬상 소자(230)를 가진다. 투광부(220)는, 빔 광(Bm)을 발광하는 광원을 포함하고, 발광한 빔 광(Bm)을 기판(P)을 향해서 조사한다. 투광부(220)가 조사한 빔 광(Bm)은, 실린드리칼 렌즈(222) 및 반사 미러(224)를 매개로 하여, 기판(P) 상에 조사된다. 실린드리칼 렌즈(222)는, 도 17의 (B)에 나타내는 바와 같이, 기판(P) 상에서 기판(P)의 Y방향과 평행한 슬릿 모양의 빔 광(Bm)이 되도록, 입사한 빔 광(Bm)을 Z방향에 관해서 수렴한다. 이 기판(P)을 향해 조사되는 빔 광(Bm)의 길이를 Lbm로 한다. 기판(P)측을 향해 조사한 빔 광(Bm)의 적어도 일부는 기판(P)에 의해서 반사되고, 기판(P)에 맞닿지 않았던 잔부의 빔 광(Bm)은, 기판(P)에서 반사되지는 않고 그대로 직진한다.

기판(P)을 반사한 슬릿 모양의 빔 광(Bm)은 반사 미러(226)를 매개로 하여 결상 광학계(228)에 입사한다. 결상 광학계(228)는, 반사 미러(226)로부터 반사된 빔 광(Bm)을 촬상 소자(230) 상에서 결상시키고, 촬상 소자(230)는, 입사한 빔 광(Bm)을 촬상한다. 이 촬상 소자(230)에서 촬상되는 빔 광(Bm)의 길이는, 도 17의 (C)에 나타내는 바와 같이, 기판(P)을 반사한 빔 광(Bm)의 길이 Lbm1가 되므로, 이 Lbm1의 길이를 계측함으로써 기판(P)의 엣지의 위치를 검출할 수 있다. 이러한 구성을 가짐으로써, 제2 기판 검출부(208)는, 텐션 롤러(RT1)로부터 회전 드럼(25)을 향해 ＋Z방향으로 반송되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다. 또, 제2 기판 검출부(208)는, 기판(P)의 위치를 검출함으로써, 기판(P)의 폭방향의 위치 변화, 기판(P)의 변형(폭방향의 신축) 등에 관한 변화 정보를 검출(계측)할 수 있다. 제2 기판 검출부(208)가 검출한 기판(P)의 폭방향에서의 위치나 기판(P)의 변화 정보는, 하위 제어 장치(204)로 보내어진다. 참조 부호 230a는, 촬상 소자(230)의 촬상 영역을 나타낸다. 또, 제1 기판 검출부(202)의 구성도, 제2 기판 검출부(208)와 동일한 구성으로 해도 괜찮다.

노광 유닛(121c)의 각 얼라이먼트 현미경(기판 오차 계측부, 변화 계측부)(AM1, AM2)은, 기판(P)의 폭방향을 따라서 복수 마련되어 있고, 도 15에 나타내는 바와 같은 기판(P) 상에 형성된 얼라이먼트 마크(Ks)를 검출한다. 도 15에 나타내는 예에서는, 얼라이먼트 마크(Ks)는, 기판(P)의 양단부측에 기판(P)의 장척 방향을 따라서 일정한 간격으로 형성되어 있으며, 기판(P) 상의 장척 방향으로 늘어선 노광 영역(A7)과 노광 영역(A7)과의 사이에서는, 기판(P)의 폭방향을 따라서 일정한 간격으로 5개 마련되어 있다. 따라서, 기판(P) 상에 형성된 얼라이먼트 마크(Ks)를 검출할 수 있도록, 얼라이먼트 현미경(AM1(도 19 참조), AM2))은, 기판(P)의 폭방향을 따라서 일정한 간격으로 5개 마련되어 있다. 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)이 얼라이먼트 마크(Ks)를 검출함으로써, 회전 드럼(25)에 지지되면서 반송되고 있는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 고정밀도로 검출할 수 있다. 또, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 얼라이먼트 마크(Ks)의 위치를 검출함으로써, 기판(P)의 폭방향의 위치 변화, 자세 변화, 기판(P)의 변형 등에 관한 변화 정보를 검출(계측)할 수 있다.

이 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해서 검출된 얼라이먼트 마크(Ks)의 장척 방향(반송 방향)과 폭방향의 각각에서의 위치 정보는, 하위 제어 장치(212)에 보내어진다. 하위 제어 장치(212)는, 취득한 얼라이먼트 마크(Ks)의 위치 정보에 근거하여, 패턴 형성 위치를 보정하기 위한 보정 정보를 생성하여 노광 헤드(패턴 형성부)(210)에 보내어짐과 아울러, 기판(P)의 폭방향에서의 위치, 및, 기판(P)의 변화 정보를 계산하여 하위 제어 장치(204)에 보낸다. 또, 도 15의 참조 부호 232는, 각 얼라이먼트 현미경(AM1)의 검출 영역(검출 시야)을 나타내며, 기판(P)의 반송 방향(도 15에서는 Z방향)에 관한 5개의 검출 영역(232)의 위치는, 기판(P)이 회전 드럼(25)의 외주면에 안정적으로 밀접하는 위치에 설정된다. 검출 영역(232)의 기판(P) 상의 크기는, 얼라이먼트 마크(Ks)의 크기나 얼라이먼트 정밀도(위치 계측 정밀도)에 따라 설정되지만, 100~500㎛각(角) 정도의 크기이다.

그런데, 도 12에 나타내는 바와 같이, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 사이에는, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 위치나 위치 변화에 관한 변화 정보를 검출(계측)하는 상대 위치 검출부(위치 오차 계측부, 변화 계측부)(234)가 마련되어 있다. 도 18은, 상대 위치 검출부(234)의 구성을 나타내는 도면이다. 상대 위치 검출부(234)는, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 사이로서, -Y방향의 단부측과 ＋Y방향의 단부측에 각각 마련되어 있다. 상대 위치 검출부(234)는, YZ평면에서의 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 위치 변화를 검출하는 제1 검출부(236)와, XZ평면에서의 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 위치 변화를 검출하는 제2 검출부(238)를 가진다. 이것에 의해, 상대 위치 검출부(234)는, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 위치나 변화 정보를 3차원(XYZ 공간)에서 검출할 수 있다.

제1 검출부(236)는, ＋X방향을 향해 레이저광을 조사하는 투광부(240a)와, 투광부(240a)가 조사한 레이저광을 수광하는 수광부(242a)를 가진다. 제2 검출부(238)는, ＋Y방향을 향해 레이저광을 조사하는 투광부(240b)와, 투광부(240b)가 조사한 레이저광을 수광하는 수광부(242b)를 가진다. 제1 검출부(236)의 투광부(240a) 및 제2 검출부(238)의 투광부(240b)는, 위치 조정 유닛(120a)의 노광 유닛(121c)과 대향하는 면측(＋X방향측)에 마련되어 있다. 또, 제1 검출부(236)의 수광부(242b) 및 제2 검출부(238)의 수광부(242b)는, 노광 유닛(121c)의 위치 조정 유닛(120a)과 대향하는 면측(-X방향측)에 마련되어 있다.

수광부(242a, 242b)는, 4분할 센서로 구성된다. 즉, 수광부(242a, 242b)는, 4개의 포토 다이오드(광전(光電) 변환 소자)(244)를 가지며, 이 4개의 포토 다이오드(244) 각각이 수광한 수광량의 차이(신호 레벨의 차분)를 이용하여 레이저광의 빔 중심과 수직인 면내에서의 위치 변화를 검출한다. 수광부(242a)에 입사하는 레이저광은, ＋X방향으로 진행하는 광이므로, 수광부(242a)는, X방향에 수직인 YZ평면에서의 레이저광의 중심의 위치나 위치 변화를 검출한다. 또, 수광부(242b)에 입사하는 레이저광은, ＋Y방향으로 진행하는 광이므로, 수광부(242b)는, Y방향에 수직인 XZ평면에서의 레이저광의 중심의 위치나 위치 변화를 검출한다. 이것에 의해, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 위치나 위치 변화에 관한 변화 정보를 3차원으로 검출(계측)할 수 있다. 특히, Y방향으로 떨어진 한 쌍의 제1 검출부(236)의 각 검출 정보의 차분이나 평균에 의해서, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 X축 둘레의 상대 회전 오차(YZ면내에서의 상대 경사)와 Y방향의 상대 위치 오차를 리얼 타임으로 계측할 수 있다. 또, Y방향으로 떨어진 한 쌍의 제2 검출부(238)의 각 검출 정보의 차분에 의해서, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 Z축 둘레의 상대 회전 오차(XY면내에서의 상대 경사)를 리얼 타임으로 계측할 수 있다.

도 12의 설명으로 되돌아와, 조명 기구(13a)는, 레이저 광원을 가지며, 노광에 이용되는 레이저광(노광 빔)(LB)을 사출하는 것이다. 이 레이저광(LB)은, 370nm 이하의 파장 대역에 피크 파장을 가지는 자외선 광이라도 좋다. 레이저광(LB)은, 발진 주파수 Fs로 발광한 펄스광이라도 좋다. 조명 기구(13a)가 사출한 레이저광(LB)은, 노광 헤드(210)에 입사한다.

노광 헤드(210)는, 조명 기구(13a)로부터의 레이저광(LB)이 각각 입사하는 복수의 묘화 유닛(DU(DU1~DU5))을 구비하고 있다. 즉, 조명 기구(13a)로부터의 레이저광(LB)은, 반사 미러나 빔 스플리터 등을 가지는 광 도입 광학계(250)로 안내되어 복수의 묘화 유닛(DU(DU1~DU5))에 입사한다. 노광 헤드(210)는, 기판 지지 기구(12a)에 의해서 반송되며, 회전 드럼(25)의 원주면에서 지지되어 있는 기판(P)의 일부분에, 복수의 묘화 유닛(DU(DU1~DU5))에 의해서, 패턴을 묘화한다. 노광 헤드(210)는, 구성이 동일한 묘화 유닛(DU(DU1~DU5))을 복수 가짐으로써, 이른바 멀티 빔형의 노광 헤드(210)로 되어 있다. 묘화 유닛(DU1, DU3, DU5)은, 회전 드럼(25)의 회전축(AX2)에 대해서 기판(P)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)에 배치되며, 묘화 유닛(DU2, DU4)은, 회전 드럼(25)의 회전축(AX2)에 대해서 기판(P)의 반송 방향의 하류측(＋X방향측)에 배치되어 있다.

각 묘화 유닛(DU)은, 입사한 레이저광(LB)을 기판(P) 상에서 수렴시켜 스폿광으로 하고, 또한, 그 스폿광을 주사 라인을 따라서 회전 폴리곤(polygon) 미러 등에 의해 고속으로 주사시킨다. 각 묘화 유닛(DU)의 주사 라인(L)은, 도 19에 나타내는 바와 같이, Y방향(기판(P)의 폭방향)에 관해서 서로 분리하지 않고, 서로 연결되도록 설정되어 있다. 도 19에서는, 묘화 유닛(DU1)의 주사 라인(L)을 L1, 묘화 유닛(DU2)의 주사 라인(L)을 L2로 나타내고 있다. 마찬가지로, 묘화 유닛(DU3, DU4, DU5)의 주사 라인(L)을 L3, L4, L5로 나타내고 있다. 이와 같이, 묘화 유닛(DU1~DU5) 전부에서 노광 영역(A7)의 폭방향 전부를 커버하도록, 각 묘화 유닛(DU)은 주사 영역을 분담하고 있다. 또, 예를 들면, 1개의 묘화 유닛(DU)에 의한 Y방향의 묘화폭(주사 라인(L)의 길이)을 20~50mm 정도로 하면, 홀수번째의 묘화 유닛(DU1, DU3, DU5) 3개와, 짝수번째의 묘화 유닛(DU2, DU4) 2개와의 합계 5개의 묘화 유닛(DU)을 Y방향으로 배치하는 것에 의해서, 묘화 가능한 Y방향의 폭을 100~250mm 정도로 넓히고 있다. 또, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 주사 라인(L1, L3, L5)보다 기판(P)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)에 마련되어 있고, 또한, 회전 드럼(25)의 원주면에서 밀착 지지되면서 반송되고 있는 기판 상에 형성된 얼라이먼트 마크(Ks)를 검출한다.

이 묘화 유닛(DU)은, 국제공개 제2013/146184호 팜플렛(도 36 참조)에 개시되어 있는 바와 같이 공지 기술이지만, 도 20을 이용하여 묘화 유닛(DU)에 대해 간단하게 설명한다. 또, 각 묘화 유닛(DU(DU1~DU5))은, 동일한 구성을 가지기 때문에, 묘화 유닛(DU2)에 대해서만 설명하고, 다른 묘화 유닛(DU)에 대해서는 설명을 생략한다.

도 20에 나타내는 바와 같이, 묘화 유닛(DU2)은, 예를 들면, 집광 렌즈(252), 묘화용 광학 소자(광 변조기)(254), 흡수체(256), 콜리메이트 렌즈(258), 반사 미러(260), 실린드리칼 렌즈(262), 포커스 렌즈(264), 반사 미러(266), 폴리곤 미러(광 주사 부재)(268), 반사 미러(270), f-θ 렌즈(272), 및 실린드리칼 렌즈(274)를 가진다.

묘화 유닛(DU2)에 입사하는 레이저광(LB)은, 연직 방향의 상부로부터 하부(-Z방향)를 향해 진행하며, 집광 렌즈(252)를 매개로 하여 묘화용 광학 소자(254)에 입사한다. 집광 렌즈(252)는, 묘화용 광학 소자(254)에 입사하는 레이저광(LB)을 묘화용 광학 소자(254) 내에서 빔 웨이스트(waist)가 되도록 집광(수렴)시킨다. 묘화용 광학 소자(254)는, 레이저광(LB)에 대해서 투과성을 가지는 것이며, 예를 들면, 음향 광학 소자(AOM：Acousto-Opticmodulator)가 이용된다.

묘화용 광학 소자(254)는, 하위 제어 장치(212)로부터의 구동 신호(고주파 신호)가 오프인 상태일 때에는, 입사한 레이저광(LB)을 흡수체(256)측으로 투과시키고, 하위 제어 장치(212)로부터의 구동 신호(고주파 신호)가 온인 상태일 때에는, 입사한 레이저광(LB)을 회절시켜 반사 미러(260)를 향하게 한다. 흡수체(256)는, 레이저광(LB)의 외부로의 누설을 억제하기 위해서 레이저광(LB)을 흡수하는 광 트랩(trap)이다. 이와 같이, 묘화용 광학 소자(254)에 인가해야 할 묘화용 구동 신호(초음파의 주파수)를 패턴 데이터(흑백)에 따라 고속으로 온/오프하는 것에 의해서, 레이저광(LB)이 반사 미러(260)를 향할지, 흡수체(256)를 향할지가 스위칭된다. 이것은, 기판(P) 상에서 보면, 감광면에 이르는 레이저광(LB)(스폿광(SP))의 강도가, 패턴 데이터에 따라 고레벨과 저레벨(예를 들면, 제로 레벨) 중 어느 하나로 고속으로 변조되는 것을 의미한다.

콜리메이트 렌즈(258)는, 묘화용 광학 소자(254)로부터 반사 미러(260)를 향하는 레이저광(LB)을 평행광으로 한다. 반사 미러(260)는, 입사한 레이저광(LB)을 -X방향으로 반사시켜, 실린드리칼 렌즈(262), 포커스 렌즈(264)를 매개로 하여 반사 미러(266)에 조사한다. 반사 미러(266)는, 입사한 레이저광(LB)을 폴리곤 미러(268)에 조사한다. 폴리곤 미러(회전 다면경)(268)는, 회전함으로써 레이저광(LB)의 반사각을 연속적으로 변화시켜, 기판(P) 상에 조사되는 레이저광(LB)의 위치를 주사 방향(기판(P)의 폭방향)으로 주사한다. 폴리곤 미러(268)는, 도시하지 않은 회전 구동원(예를 들면, 모터나 감속 기구 등)에 의해서 일정한 속도(예를 들면 1만(万)회전/분)로 회전한다.

반사 미러(260)와 반사 미러(266)와의 사이에 마련된 실린드리칼 렌즈(262)는, 포커스 렌즈(264)와 협동하여, 상기 주사 방향과 직교하는 비(非)주사 방향(Z방향)에 관해서 레이저광(LB)을 폴리곤 미러(268)의 반사면 상에 집광(수렴)한다. 이 실린드리칼 렌즈(262)에 의해서, 상기 반사면이 Z방향에 대해서 경사져 있는 경우(XY면의 법선과 상기 반사면과의 평형 상태로부터의 경사)가 있어도, 그 영향을 억제할 수 있어, 기판(P) 상에 조사되는 레이저광(LB)의 조사 위치가 X방향으로 어긋나는 것을 억제한다.

폴리곤 미러(268)에서 반사한 레이저광(LB)은, 반사 미러(270)에 의해서 -Z방향으로 반사되어, Z축과 평행한 광축(AXu)을 가지는 f-θ 렌즈(272)에 입사한다. 이 f-θ 렌즈(272)는, 기판(P)에 투사되는 레이저광(LB)의 주광선이 주사 중에는 항상 기판(P)의 표면의 법선이 되는 텔레센트릭계(系)이며, 그것에 따라서, 레이저광(LB)을 Y방향으로 정확하게 등속도로 주사하는 것이 가능하게 된다. f-θ 렌즈(272)로부터 조사된 레이저광(LB)은, 모선이 Y방향과 평행으로 되어 있는 실린드리칼 렌즈(274)를 매개로 하여, 기판(P) 상에 직경 수㎛ 정도의 대략 원형의 미소한 스폿광(SP)으로 되어 조사된다. 스폿광(주사 스폿광)(SP)은, 폴리곤 미러(268)에 의해서, Y방향으로 연장하는 주사 라인(L2)을 따라서 일방향으로 1차원 주사된다.

하위 제어 장치(212)는, 조명 기구(13a) 및 노광 헤드(210) 등을 제어하여, 패턴을 기판(P)에 부여한다. 즉, 하위 제어 장치(212)는, 조명 기구(13a)를 제어하여 레이저광(LB)을 조사시킴과 아울러, 얼라이먼트 현미경(AM1)이 검출한 얼라이먼트 마크(Ks)의 위치에 근거하여, 노광 헤드(210)의 각 묘화 유닛(DU)이 가지는 묘화용 광학 소자(254)를 제어함으로써, 기판(P) 상의 소정의 위치에, 즉, 노광 영역(A7)에 패턴을 묘화 노광한다. 이 하위 제어 장치(212)는, 상위 제어 장치(5)의 일부 또는 전부라도 괜찮고, 상위 제어 장치(5)에 의해 제어되는, 상위 제어 장치(5)와는 다른 컴퓨터라도 괜찮다.

여기서, 기판(P)의 장척 방향이 회전 드럼(25)의 회전축(AX2)과 직교하고, 기판(P)에 비틀어짐이나 주름 등이 발생하고 있지 않은 상태에서, 기판(P)을 회전 드럼(25)으로 반송하는 것에 의해, 기판(P)으로의 패턴의 노광 정밀도가 향상된다. 그 때문에, 노광 장치(U3)의 기판 반송을 행하는 각 롤러(Rs1~Rs3, NR, 126, AR1, AR2, RT1~RT3, R5, R6) 및 회전 드럼(25)의 회전축을 서로 Y방향을 따라서 평행하게 배치하고, 이들 각 롤러 및 회전 드럼(25)의 회전축에 대해서 기판(P)의 장척 방향이 직교하도록 기판(P)을 반송하는 것이 바람직하다.

그러나, 실제로는, 각 롤러(Rs1~Rs3, NR, 126, AR1, AR2, RT1~RT3, R5, R6)의 회전축이 미묘하게 어긋나 설치되며, 각 롤러의 회전축이 서로 평행이 되지 않는 경우가 있다. 또, 진동 등에 의해서 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 위치가 상대적으로 변화함으로써, 위치 조정 유닛(120a)의 롤러의 회전축과 노광 유닛(121c)의 롤러의 회전축이 평행이 되지 않는 경우도 있다. 이것에 의해, 기판(P)의 내부에 약간의 응력 흐트러짐이나 비틀어짐이나 주름 등이 발생하고, 기판(P)의 장척 방향이 회전 드럼(25)의 회전축(AX2)에 대해서 약간 경사진 상태에서 감기거나, 기판(P)이 묘화해야 할 패턴의 선폭(線幅) 치수에 비하면 크게 변형(면내 비틀림 변형)한 상태에서 회전 드럼(25)에 지지되거나 한다.

따라서, 제4 실시 형태에서는, 하위 제어 장치(204)는, 제1 기판 검출부(202), 제2 기판 검출부(208), 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2), 및, 상대 위치 검출부(234)의 검출 결과에 근거하여, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a) 및 기판 조정부(214)를 제어한다.

상세하게는, 하위 제어 장치(204)는, 제1 기판 검출부(202)가 검출한 기판(P)의 폭방향에서의 위치나 기판(P)의 변화 정보에 근거하여 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)의 액추에이터(구동 기구)(206)를 제어함으로써, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 조정한다. 예를 들면, 하위 제어 장치(204)는, 제1 기판 검출부(202)에 의해 검출된 기판(P)의 양단부의 엣지의 위치로부터 구해지는 Y방향의 중심 위치와 목표 위치와의 차분을 산출하고, 해당 산출한 차분이 제로(0)가 되도록 액추에이터(206)를 피드백 제어하여, 기판(P)을 Y방향으로 이동시킨다. 이것에 의해, 위치 조정 유닛(120a)으로부터 반송되는 기판(P)의 폭방향의 위치를 목표 위치로 할 수 있고, 기판(P)에 미소한 비틀어짐이나 주름 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이것에 의해서, 회전 드럼(25)에 감기는 기판(P)의 Y방향의 위치를 고정밀도로 일정하게 할 수 있어, 기판(P)의 장척 방향으로 늘어선 복수의 얼라이먼트 마크(Ks)를, 각 얼라이먼트 현미경(AM1)의 검출 영역(검출 시야)(232) 내에서 확실히 계속 포착할 수 있다.

또, 하위 제어 장치(204)는, 상대 위치 검출부(234)가 검출한 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 위치나 위치 변화에 관한 변화 정보를 이용하여, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)의 액추에이터(206)를 제어함으로써, 기판(P)의 폭방향에서의 위치 변화(경사 상태의 변화에 따른 기판(P)의 폭방향으로의 시프트)를 조기에 보정할 수 있다. 또, 하위 제어 장치(204)는, 상대 위치 검출부(234)가 검출한 상대적인 위치나 위치 변화에 관한 정보에 근거하여, 기판 조정부(214)의 조정 롤러(AR1, AR2)의 경사 각도를 조정함으로써, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 조정한다. 이 조정 롤러(AR1, AR2)의 경사 각도의 조정은, 상기 피에조 소자 등의 액추에이터(구동부)를 구동시킴으로써 실행할 수 있다. 이것에 의해, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 위치가 변화한 경우라도, 회전 드럼(25)으로 반송되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를, 고정밀도로 응답성 높게 목표 위치에 계속 설정할 수 있어, 기판(P)에 미소한 비틀어짐이나 주름 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 　

또, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)이 검출한 얼라이먼트 마크(Ks)의 위치에 의해도 기판(P)의 폭방향에서의 위치나, 기판(P)의 미소한 비틀어짐이나 주름 등의 기판(P)의 자세 변화, 변형에 관한 변화 정보도 알 수 있다. 그 때문에, 하위 제어 장치(204)는, 검출된 얼라이먼트 마크(Ks)의 위치에 근거하여, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)(액추에이터(206)), 및, 기판 조정부(214)(상기 피에조 소자 등의 액추에이터)를 제어함으로써, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 조정한다. 이것에 의해, 회전 드럼(25)으로 반송되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를, 고정밀도로 응답성 높게 목표 위치로 할 수 있어, 기판(P)에 미소한 비틀어짐이나 주름 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또, 하위 제어 장치(204)는, 제2 기판 검출부(208)가 검출한 회전 드럼(25)으로 반송되기 직전의 기판(P)의 폭방향의 위치에 근거하여, 기판(P)의 폭방향에서의 위치가 목표 위치에 있는지 아닌지, 기판(P)에 비틀어짐(경사)이 발생하고 있는지 아닌지 등을 확인한다. 기판(P)의 비틀어짐(경사)의 검출에서는, 도 17의 (A)에서 설명한 검출계에 의한 빔 광(Bm)의 기판(P)에 대한 입사각을 크게 하여, 기판(P)이 표면의 법선 방향(도 17의 (A)에서는 X방향)으로 시프트한 경우, 촬상 소자(230)의 촬상 영역(230a) 내에서는 빔(Bm)의 반사상(反射像)(Bm)이 Z방향으로 시프트하는 것을 이용하면 좋다. 제2 기판 검출부(208)도 기판(P)의 양측의 엣지부(Ea, Eb) 각각에 대응하여 마련되어 있으므로, 반사 빔(Bm)의 상(像)의 촬상 영역(230a) 내에서의 Z방향으로의 시프트량을 비교함(차분값을 구함)으로써, 기판(P)의 폭방향에 관한 미소한 경사량을 구하는 것도 가능하다.

그리고, 기판(P)의 폭방향에서의 위치가 목표 위치가 아닌 경우는, 하위 제어 장치(204)는, 제2 기판 검출부(208)가 검출한 기판(P)의 폭방향에서의 위치나 기판(P)의 변화 정보에 근거하여 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a)(액추에이터(206)), 및, 기판 조정부(214)(상기 피에조 소자 등의 액추에이터)를 제어함으로써, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 조정한다. 이것에 의해, 회전 드럼(25)으로 반송되는 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 목표 위치로 할 수 있다.

다만, 제2 기판 검출부(208)는, 회전 드럼(25)에 기판(P)이 감기기 직전의 위치에 배치되어 있기 때문에, 이 위치에서 돌발적으로 기판(P)의 폭방향의 큰 변화, 예를 들면, 얼라이먼트 현미경(AM1)의 검출 영역(232)으로부터 얼라이먼트 마크(Ks)가 어긋나는 큰 위치 어긋남 에러가 생긴 경우는, 노광 영역(A7)에 형성해야 할 패턴을 정밀하게 위치 결정하는 것이 곤란해진다. 그러한 경우는, 얼라이먼트 마크(Ks)가 검출 영역(232) 내에 포착될 때까지, 노광 영역(A7)에 대한 패턴 형성을 중지하여 스킵하거나, 일시적으로 기판(P)을 일정 길이분만큼 역전시켜, 다시 순(順)방향으로 반송하면서 얼라이먼트 현미경(AM1)에 의한 얼라이먼트 마크(Ks)의 재검출을 행하는 등의 에러 시퀀스(리트라이(retry) 동작 등)가 실행된다.

이와 같이, 제4 실시 형태에서도, 노광 유닛(121c)과, 위치 조정 유닛(120a)을 각각 독립 상태(진동의 전달이 절연되는 상태)로 마련할 수 있다. 이 때문에, 노광 유닛(121c)은, 제진대(131)에 의해, 위치 조정 유닛(120a)으로부터의 진동을 저감할 수 있어, 상기 제1 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 게다가, 제4 실시 형태에서는, 하위 제어 장치(204)는, 제1 기판 검출부(202), 제2 기판 검출부(208), 및, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)의 검출 결과에 근거하여, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a) 및 기판 조정부(214)를 제어한다. 이것에 의해, 노광 헤드(210)에 의한 기판(P)으로의 패턴의 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다. 하위 제어 장치(204)는, 상대 위치 검출부(234)의 검출 결과에 근거하여, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3a) 및 기판 조정부(214)를 제어한다. 이것에 의해, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 위치가 변화한 경우라도, 노광 헤드(210)에 의한 기판(P)으로의 패턴의 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 상기 제4 실시 형태에서는, 노광 장치(U3) 내에, 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)을 마련하는 구성으로 했지만, 기판(P)의 반송 방향으로부터 보아 위치 조정 유닛(120a)의 직후에 노광 유닛(121c)이 설치되는 구성이면 좋다. 따라서, 노광 장치(U3) 내에 위치 조정 유닛(120a)을 마련하지 않아도 좋다. 이 경우는, 위치 조정 유닛(120a)은, 기판(P)의 반송 방향으로부터 보아, 도 1과 같은 노광 장치(U3)의 직전에 배치되는 처리 장치(U(U2))측에 마련해도 좋다. 또는, 노광 장치(U3)의 직전에 기판 공급 장치(2)가 마련되는 경우는, 그 기판 공급 장치(2) 내에 위치 조정 유닛(120a)의 기능을 마련해도 좋다.

또, 노광 장치(U3), 노광 유닛(121, 121c) 등(제2 처리 유닛)에 의한 광 패터닝 공정의 직전의 공정은, 기판(P)의 표면에 액상의 감광층을 형성(도포)하는 공정과, 그 감광층을 건조(베이크(bake))하는 공정이 셋팅되어 있다. 그렇지만, 감광층으로서 드라이 필름을 이용하는 경우는, 라미네이터 등의 압착식의 전사(轉寫) 장치를 이용하여, 드라이 필름 상의 감광층을 피(被)노광 기판이 되는 기판(P)의 표면에 압착에 의해서 전사하는 공정(감광층의 형성 공정)이 되어, 건조 공정이 불필요하게 되는 경우도 있다. 따라서, 광 패터닝 공정의 직전의 공정을 맡는 전처리 장치(제1 처리 유닛)로서는, 기판(P)의 표면에 감광층을 형성하는 감광층 형성 장치, 또는 기판(P)을 건조하는 건조(가열) 장치이며, 그들의 전처리 장치 내의 기판 반송로의 하류측(기판 반출부), 또는 그 전처리 장치와 광 패터닝 장치와의 사이에, 위치 조정 유닛(120a)의 기능을 마련할 수 있다.

또, 패터닝 공정으로서, 인쇄기가 사용되는 경우, 그 직전의 공정으로서는, 기판(P)의 표면으로의 잉크의 밀착성을 높이기 위해서, 기판(P)의 표면 전체, 혹은 패턴 형성해야 할 부분만을 개질 처리하는 공정(발액성/친액성의 선택적인 부여 공정 등)이 실시된다. 그러한 표면 개질 처리 공정도, 단독 또는 복수의 전처리 장치에서 실시되므로, 인쇄기의 직전에 설치되는 전처리 장치 내의 기판 반송로의 하류측(기판 반출부), 또는 그 전처리 장치와 인쇄기와의 사이에, 위치 조정 유닛(120a)의 기능을 마련할 수 있다.

상기 제4 실시 형태에서는, 위치 조정 유닛(120a)에 제1 기판 검출부(202)를 마련하고, 노광 유닛(121c)에 제2 기판 검출부(208)를 마련했지만, 제1 기판 검출부(202) 및 제2 기판 검출부(208) 중 어느 일방만을 마련해도 좋다. 또, 제1 기판 검출부(202) 및 제2 기판 검출부(208) 양쪽 모두를 마련하지 않아도 좋다. 제1 기판 검출부(202) 및 제2 기판 검출부(208)가 없어도, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해서, 기판(P)의 폭방향에서의 위치 등을 검출할 수 있기 때문이다.

상기 제4 실시 형태에서는, 처리 장치(U3)를 노광 장치로서 설명했지만, 기판(P)에 패턴을 부여하는 패턴 형성 장치라면 좋다. 패턴 형성 장치로서는, 예를 들면, 노광 장치 외에, 잉크를 도포함으로써 기판(P)에 패턴을 부여하는 잉크젯 인쇄기 등을 들 수 있다. 이 경우는, 노광 헤드(210)는, 잉크재를 액적(液滴)으로 하여 선택적으로 부여함으로써 기판(P)에 패턴을 묘화하는 다수의 노즐을 구비한 노즐 헤드부(패턴 형성부)로 치환하고, 노광 유닛(121, 121a~121c)은, 패턴 형성부를 가지는 패터닝 장치로 치환된다. 또, 상기 제 1~ 제3 실시 형태에서도 마찬가지로, 처리 장치(U3)는, 기판(P)에 패턴을 부여하는 패턴 형성 장치라도 좋다.

상기 각 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 기판(P)에 전자 디바이스용의 미세 패턴을 형성하는 노광 장치나 잉크젯 인쇄기 등의 패터닝 장치에서는, 기판(P) 상에 패턴을 정밀하게 위치 결정하여 형성하는 것이 중요하다. 그 위치 결정 정밀도를 저하시키는 외란 인자 중 하나인 진동은, 가깝게 설치되는 처리 장치에 내장된 공압용이나 액체용의 컴프레서(compressor)나 펌프 등으로부터 발생하고, 공장의 바닥을 통해서, 노광 헤드(패턴 형성부)(210)나 기판(P)을 지지하는 회전 드럼(25) 등의 지지 부재로 전해져 온다. 그 진동 전달의 경로를 절연하기 위해서, 패터닝 장치에 방진(防振) 장치(제진대(131) 등)를 마련하는 것이 유효하다. 또, 공장의 바닥(기초)은 가능한 한 강고하고, 공진 주파수가 낮게 되도록 시공하는 편이 바람직하지만, 상기의 각 실시 형태에서는, 바닥 조건이 그와 같이 엄격하지 않아도, 기판(P)을 정밀하게 반송하여 고정밀한 패터닝이 가능하다.

예를 들면, 제조 라인의 구축시에, 패터닝 장치(노광 유닛(121, 121a~121c))를 통과하는 기판(P)이 폭방향으로 시프트하지 않도록, 패터닝 장치 내의 롤러와, 패터닝 장치의 상류측의 처리 장치(위치 조정 유닛(120, 120a)) 내의 롤러와의 평행화를 행하여, 기판(P)의 처리를 개시한 후, 시간 경과에 따라서 장치 하중 등의 영향으로 바닥이 부분적으로 약간 움푹 패여 경사지거나 하는 경우가 있다. 그러한 경우에도, 제1 기판 검출부(202(202a, 202b))나 상대 위치 검출부(234)에 의해서, 기판(P)이 패터닝 장치 내에 반입될 때의 폭방향의 위치 변위나 변형(비틀어짐에 의한 미소 경사)을 계측하여, 기판 조정부(214)(롤러(AR1, RT3, AR2))에 의해서 보정할 수 있다.

또, 제4 실시 형태의 경우, 도 16에 나타내는 바와 같은 복수의 롤러(그 중 적어도 1개의 롤러는 경사 가능)로 구성되는 기판 조정부(214)는, 도 12에 나타내는 바와 같이 노광 유닛(121c)측의 본체 프레임(215)에 마련되어 있지만, 위치 조정 유닛(120a) 내의 본체 프레임(207b)에 마련해도 좋다. 그 경우, 진동 전달을 절연 혹은 억제하기 위해서 상호 분리되는 위치 조정 유닛(120a)(제1 처리 장치)과 노광 유닛(121c)(제2 처리 장치)에서, 노광 유닛(121c)측에 마련되는 제2 기판 검출부(208)는, 도 2 중에 나타내어진 제2 기판 검출부(124)와 마찬가지로, 가이드 롤러(Rs3), 또는 텐션 롤러(RT1)의 근방에 마련된다. 게다가, 위치 조정 유닛(120a)(제1 처리 장치)과 노광 유닛(121c)(제2 처리 장치) 모두 독립하여, 기판 조정부(214)를 단독의 유닛으로서 설치면(E)에 마련해도 좋다.

광 패터닝 공정을 행하는 노광 유닛(121, 121c) 등(제2 처리 유닛)과, 광 패터닝 공정의 직전의 공정을 맡는 전처리 장치(제1 처리 유닛)와의 사이에, 위치 조정 유닛(120a) 또는 제1 기판 검출부(202)를 마련하는 경우는, 제1 기판 검출부(202)에 의해서, 제1 처리 유닛으로부터 제2 처리 유닛으로 반송되는 기판(P)의 위치 변화를 검출할 수 있다. 또, 제1 처리 유닛 내의 기판(P)의 반송 방향의 하류측에 위치 조정 유닛(120a) 또는 제1 기판 검출부(202)를 마련하는 경우는, 제1 기판 검출부(202)에 의해서, 제1 처리 유닛으로부터 제2 처리 유닛으로 반송되는 기판(P)의 위치 변화를 검출해도 괜찮고, 제1 기판 검출부(202)가 검출한 기판(P)의 위치와, 제2 기판 검출부(208) 또는 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해서 검출된 기판(P)의 위치로부터, 제1 처리 유닛으로부터 제2 처리 유닛으로 반송되는 기판(P)의 위치 변화를 검출해도 괜찮다. 또, 상대 위치 검출부(234)가 위치 조정 유닛(120a)과 노광 유닛(121c)과의 상대적인 위치나 위치 변화를 검출함으로써, 제1 처리 유닛으로부터 제2 처리 유닛으로 반송되는 기판(P)의 위치 변화를 검출해도 괜찮다.

Claims (9)

1. 장척의 가요성의 시트 기판을 장척 방향으로 반송하면서, 상기 시트 기판의 표면에 전자 디바이스의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서,
   상기 시트 기판의 상기 장척 방향과 직교한 폭 방향으로 연장하여 마련되는 회전축으로부터 일정한 반경으로 원통면 모양으로 만곡한 외주면을 가지고, 상기 시트 기판의 상기 장척 방향의 일부를 상기 외주면의 주(周)방향으로 감아 상기 회전축의 둘레로 회전하는 것에 의해서, 상기 시트 기판을 상기 장척 방향으로 이동시키는 회전 드럼과,
   상기 시트 기판의 표면 중 상기 회전 드럼의 외주면에 의해 지지된 부분으로서, 상기 폭 방향으로 소정의 길이로 나누어진 복수의 영역의 각각에서, 상기 패턴을 상기 시트 기판의 표면에 형성하는 패터닝 장치와,
   소정의 설치면 상에 마련되고, 상기 회전 드럼의 상기 회전축을 회전 가능하게 및 상기 회전축의 축방향으로 이동 가능하게 축 지지하는 지지 프레임과,
   상기 회전 드럼의 상기 회전축에 다이렉트 드라이브 방식으로 직접적으로 회전의 토크를 부여하는 제1 모터와, 상기 회전 드럼에 상기 회전축 방향의 추력(推力)을 부여하여 상기 회전 드럼을 상기 폭 방향으로 미소 이동시키는 제2 모터를 포함하는 구동 유닛과,
   상기 회전 드럼의 회전에 따른 상기 시트 기판의 상기 외주면의 주(周)방향으로의 이동량을 인코더 계측하기 위해서, 상기 회전축과 동축으로 회전하는 스케일판의 회절 격자를 검출하는 읽기 헤드와,
   상기 회전 드럼의 상기 회전축의 단면(端面), 또는 상기 스케일판의 단면(端面)의 상기 폭 방향으로의 변위를 순서대로 계측하는 변위 센서와,
   상기 읽기 헤드에서 계측되는 정보에 근거하여 상기 제1 모터를 서보 제어하여 상기 회전 드럼을 회전시키면서, 상기 변위 센서의 계측 신호에 근거하여 상기 제2 모터를 서보 제어하여 상기 회전 드럼의 상기 폭 방향의 위치를 조정하는 제어부를 구비한 패턴 형성 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전축은, 볼이나 니들에 의한 베어링, 또는 헤어 베어링을 통해서 상기 지지 프레임측의 베어링부에 축 지지되고,
   상기 제1 모터는, 상기 회전축에 마련된 제1 자석 유닛에 의한 회전자와, 상기 제1 자석 유닛과 대향하도록 배치된 제1 코일 유닛에 의한 고정자에 의해서, 상기 회전축 둘레의 토크를 발생하며,
   상기 제2 모터는, 상기 회전축에 마련된 제2 자석 유닛과, 상기 제2 자석 유닛을 둘러싸도록 감겨진 제2 코일 유닛에 의한 보이스 코일 모터로서 구성되고, 상기 폭 방향의 추력을 발생하는 패턴 형성 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 회전 드럼의 상기 회전축을 축 지지하는 상기 지지 프레임은, 제진대를 사이에 두고 상기 설치면 상에 마련되고,
   상기 패터닝 장치는, 상기 회전 드럼의 외주면으로부터 지름 방향으로 소정의 간격으로 위치하도록 장치 프레임에 장착되고, 상기 장치 프레임은 제진대를 사이에 두고 상기 설치면 상에 마련되며,
   상기 제1 모터의 상기 제1 코일 유닛과 상기 제2 모터의 상기 제2 코일 유닛은, 상기 지지 프레임과 상기 장치 프레임과는 별도로 상기 설치면 상에 설치되는 지주 프레임측에 고정되는 패턴 형성 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 시트 기판에는, 상기 폭 방향의 단부측의 각각에, 상기 장척 방향을 따라서 일정한 간격으로 형성되는 복수의 얼라이먼트 마크가 미리 형성되고 있고,
   상기 패터닝 장치는,
   상기 회전 드럼의 외주면에 의해 지지된 상기 시트 기판의 부분에 있어서, 상기 시트 기판의 상기 단부측의 일방에 형성된 상기 얼라이먼트 마크를 검출하는 제1 얼라이먼트 현미경과, 상기 단부측의 타방에 형성된 상기 얼라이먼트 마크를 검출하는 제2 얼라이먼트 현미경을 더 구비하는 패턴 형성 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 시트 기판의 반송 방향에 관하여 상기 회전 드럼의 상류측의 반송로에 마련된 조정부를 더 구비하고,
   상기 조정부는,
   상기 회전 드럼의 상기 회전축과 평행하게 배치되어, 상기 시트 기판을 상기 장척 방향의 복수의 위치의 각각에서 절곡되도록 지지하는 복수의 롤러를 가지고, 상기 복수의 롤러 중 적어도 1개의 롤러를, 상기 회전축의 축방향으로 평행 이동시키는, 또는 상기 회전축과 평행한 상태로부터 경사 이동시키는 조정 롤러로 하는 것에 의해, 상기 회전 드럼의 외주면에 의해 지지되는 상기 시트 기판의 상기 폭 방향의 위치를 조정하는 패턴 형성 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 조정부는,
   상기 제1 얼라이먼트 현미경과 상기 제2 얼라이먼트 현미경에 의해서 검출되는 상기 얼라이먼트 마크의 위치에 근거하여, 상기 조정 롤러를 평행 이동 또는 경사 이동시켜, 상기 시트 기판의 상기 폭 방향의 위치 어긋남을 조정하는 패턴 형성 장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 패터닝 장치는,
   상기 전자 디바이스의 패턴의 마스크 패턴이 회전 중심선으로부터 소정의 반경으로 원통면 모양으로 유지된 원통 마스크를, 상기 회전 중심선이 상기 회전 드럼의 상기 회전축과 평행하게 되도록 지지함과 아울러, 상기 회전 중심선의 방향으로 나누어진 상기 마스크 패턴의 각각의 상(像)을, 상기 회전 드럼의 외주면에 의해 지지된 상기 시트 기판의 표면에 설정되는 상기 복수의 영역의 각각에 결상하는 복수의 투영 광학계를 지지하는 노광 장치인 패턴 형성 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 패터닝 장치는,
   상기 회전 드럼의 외주면에 의해 지지된 상기 시트 기판의 표면에 설정되는 상기 복수의 영역의 각각에, 묘화용의 패턴 데이터에 따라 강도 변조된 노광 빔을 투사하도록, 상기 회전 드럼의 상기 회전축의 축방향으로 늘어 놓여진 복수의 묘화 유닛을 가지는 노광 장치인 패턴 형성 장치.
9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 패터닝 장치는,
   상기 회전 드럼의 외주면에 의해 지지된 상기 시트 기판의 표면에 설정되는 상기 영역에, 잉크재를 액적(液滴)으로 하여 선택적으로 도포하는 다수의 노즐을 구비한 노즐 헤드로 구성되는 잉크젯 인쇄기인 패턴 형성 장치.

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