JP2006235533A - 露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板のたわみによる影響を排除することができる露光装置を提供する。
【解決手段】 マスクＭのパターンを投影光学系ＰＬを介して基板Ｐａ，Ｐｂ上に露光する露光装置において、前記基板上の前記投影光学系の光軸方向における位置を検出する検出手段ＡＦと、前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記基板上の前記投影光学系の光軸方向における位置が略同一の前記基板上の領域を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記基板上の領域に対応する照明領域を形成する照明領域形成手段２と、前記照明領域形成手段により形成された前記照明領域に対応する前記基板上の領域の露光を行う露光手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、液晶表示素子などのフラットパネル表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。

半導体素子及び液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、マスク（レチクル）のパターンを投影光学系を介して基板上に転写する投影露光装置が用いられる。ここで、フィルム状や帯状の基板上にマスクのパターンを転写する場合においては、基板にたわみが生じやすく、基板のたわみによるデフォーカス量（投影光学系の光軸方向における位置ずれの量）が増大する。従って、基板のたわみによるデフォーカス量を低減させるために、基板の露光領域を分割して露光する露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−２３２６１５号公報

しかしながら、例えば露光する面に対して比較的厚さが薄いフィルム状基板や露光する面が長く伸びロール状に巻き取られ、露光時に取り出された帯状基板を用いる場合、特許文献１記載の露光装置においては、基板のたわみに基づいて基板の露光領域を分割していないため、基板のたわみによるデフォーカス量を完全に排除することができない。

また、液晶表示素子などのフラットパネル表示素子などに用いる基板に露光する場合、基板サイズが大きくなると感光面の平面度を高く保つことが困難となり、今後パターンの微細化が進むと、基板のたわみまたはフラットネスによる影響が大きくなる。

この発明の課題は、基板のたわみまたはフラットネスによる影響を排除することができる露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。

この発明の露光装置は、マスクのパターンを投影光学系を介して基板上に露光する露光装置において、前記基板上の前記投影光学系の光軸方向における位置を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記基板上の前記投影光学系の光軸方向における位置が略同一の前記基板上の領域を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記基板上の領域に対応する照明領域を形成する照明領域形成手段と、前記照明領域形成手段により形成された前記照明領域に対応する前記基板上の領域の露光を行う露光手段とを備えることを特徴とする。

この発明の露光装置によれば、基板上のフォーカス位置（投影光学系の光軸方向における位置）が略同一の領域毎に分割され、その領域毎に露光を行うため、基板のたわみ又はフラットネスの影響を排除することができ、高精度に露光を行うことができる。

また、この発明の露光装置は、マスクのパターンを投影光学系を介して基板上に露光する露光装置において、前記基板のたわみ形状を制御するたわみ形状制御手段と、前記たわみ形状制御手段により制御された前記たわみ形状を有する前記基板上の前記投影光学系の光軸方向における位置を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記基板上の所定領域に対応する少なくとも１つの照明領域を形成する照明領域形成手段と、前記照明領域形成手段により形成された前記少なくとも１つの照明領域に基づいて、前記基板上の所定領域の露光を行う露光手段とを備えることを特徴とする。

この発明の露光装置によれば、基板のたわみを制御することができ、制御された基板のたわみに応じて形成された領域毎に露光を行うため、たわみが生じやすい基板においても基板のたわみの影響を排除することができ、高精度に露光を行うことができる。

また、この発明のマイクロデバイスの製造方法は、この発明の露光装置を用いてマスクのパターンを基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。

この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、基板のたわみの影響を排除することができる露光装置を用いて露光を行うため、露光時のフォーカス位置のずれを減少させることができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。

この発明の露光装置によれば、基板上のフォーカス位置（投影光学系の光軸方向における位置）が略同一の領域毎に分割され、その領域毎に露光を行うため、たわみが生じやすい基板においても基板のたわみの影響を排除することができ、また、基板のフラットネスを所定値以下にできない基板においてもフラットネスの影響を排除することができるので、高精度に露光を行うことができる。

また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、基板のたわみの影響を排除することができる露光装置を用いて露光を行うため、露光時のフォーカス位置のずれを減少させることができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。

以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、第１の実施の形態にかかる投影露光装置は、図示しない光源から射出される光束によりマスクＭを照明するための照明光学系ＩＬ、マスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴ上に載置されている外径が５００ｍｍよりも大きいフィルム基板（基板）Ｐａ，Ｐｂ上に投影露光するための投影光学系ＰＬを備えるステップアンドリピート方式の露光装置（ステッパ）である。なお、フィルム基板には、比較的基板の厚さが薄い樹脂フィルムなどで、ロールに巻き取られる長い帯状の帯状フィルムなどがある。

照明光学系ＩＬが備える水銀ランプ又は超高圧水銀ランプからなる光源から射出された光束は、照明光学系ＩＬが備える光学部材（コリメータレンズ等）１を通過する。なお、光源としては、紫外線放射タイプのＬＥＤやＬＤであってもよい。光学部材１を通過した光束は、空間光変調素子の一種である透過型液晶ブラインド（照明領域形成手段）２に入射する。透過型液晶ブラインド２は、光源とマスクＭとの間の光路中に配置され、且つマスクＭ（フィルム基板Ｐａ，Ｐｂ）と光学的に共役な位置に配置されている。

透過型液晶ブラインド２は、フィルム基板Ｐａ，Ｐｂ上の投影光学系ＰＬの光軸方向における位置（フォーカス位置）が略同一のフィルム基板Ｐａ，Ｐｂ上の領域に対応する照明形状（照明領域）を形成する。即ち、透過型液晶ブラインド２は所望の光強度分布を形成することができ、その光強度分布をマスクＭ及びフィルム基板Ｐａ，Ｐｂに対して相対的に変化させることができる。透過型液晶ブラインド２を透過した光束は、透過型液晶ブラインド２を通過することにより形成された照明形状に対応したマスクＭ上の照明領域を照明する。

マスクＭの近傍には、アライメント系、投影光学系等のキャリブレーションに用いられるフィデューシャルマークＦＭが形成されている基板が設けられている。基板上には、フィデューシャルマークＦＭとして、コンタクトホール（ＣＨ）、ラインアンドスペース（ＬＳ）、孤立線等の様々なパターンが形成されている。

透過型液晶ブラインド２により所定の照明形状に整形された光束により均一照明されたマスクＭ上のパターンは、投影光学系ＰＬを介して感光性基板であるフィルム基板Ｐａまたはフィルム基板Ｐｂ上に投影露光される。フィルム基板Ｐａ，Ｐｂは、複数のフィルム基板を並べた状態で図中の矢印方向に同時搬送することができる図示しない搬送装置（搬送手段）により搬送される。また、フィルム基板Ｐａ，Ｐｂは、基板ステージＰＳＴ（基板ホルダ）上にバキュームチャックを介して吸着されている。基板ステージＰＳＴはフィルム基板Ｐａ，Ｐｂ面に対して平行な方向及び直交する方向に移動可能に構成されており、図示しないレーザ干渉計によってその位置を計測され且つ制御されている。レーザ干渉計により計測された基板ステージＰＳＴの位置情報は、後述する制御部４（図２参照）に対して出力される。

フィルム基板Ｐａ，Ｐｂは同時に露光され（露光手段）、露光終了時には基板ステージＰＳＴから引き離されて、図示しない搬送装置により現像装置まで並んだ状態で同時搬送される。基板ステージＰＳＴ近傍には図示しないイオナイザ（静電気除去器）が設けられており、このイオナイザによりフィルム基板の吸着及び引き離しが行われる際に発生する静電気が除去される。

また、この投影露光装置は、フィルム基板Ｐａ，Ｐｂの位置合わせを行うためのアライメント系ＡＬ、及びフィルム基板Ｐａ，Ｐｂのフォーカスを合わせるためのオートフォーカス系（検出手段）ＡＦを備えている。アライメント系ＡＬは、フィルム基板Ｐａ，Ｐｂの露光領域以外の領域（第２露光領域）に形成されているアライメントマークを検出することによりフィルム基板Ｐａ，Ｐｂの位置情報を検出する。オートフォーカス系ＡＦは、フィルム基板Ｐａ，Ｐｂのフォーカス位置（投影光学系ＰＬの光軸方向における位置）を検出する。アライメント系ＡＬにより検出されたフィルム基板Ｐａ，Ｐｂの位置情報及びオートフォーカス系ＡＦにより検出されたフォーカス位置は、後述する制御部４（図２参照）に対して出力される。

図２は、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置のシステム構成を示す図である。図２に示すように、この投影露光装置は、この投影露光装置による露光等の制御を行う制御部４を備えている。制御部４には記憶部５が接続されており、記憶部５にはフィルム基板Ｐａ，Ｐｂ上に露光されている前層までのパターン情報が記憶されている。また、制御部４にはアライメント系ＡＬ、オートフォーカス系ＡＦ、図示しないレーザ干渉計が接続されている。また、制御部４には液晶ブラインド駆動部６、基板ステージ駆動部８が接続されている。制御部４は、アライメント系ＡＬ、オートフォーカス系ＡＦ、図示しないレーザ干渉計から出力される検出結果に基づいて、液晶ブラインド駆動部６、基板ステージ駆動部８に対して制御信号を出力する。液晶ブラインド駆動部６は、制御部４からの制御信号に基づいて、透過型液晶ブラインド２を駆動させ、透過型液晶ブラインド２の光透過領域の分布の設定を行う。基板ステージ駆動部８は、制御部４からの制御信号に基づいて、基板ステージＰＳＴを駆動させ、基板ステージＰＳＴ、ひいてはフィルム基板Ｐａ，Ｐｂの位置を調整する。

次に、図３に示すフローチャートを参照して、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置を用いた露光方法について説明する。

まず、制御部４は、記憶部５に記憶されているフィルム基板Ｐａ，Ｐｂ上に形成されている前層までのパターン情報を取得する（ステップＳ９、取得手段）。次に、制御部４は、ステップＳ９において取得した前層までのパターン情報に基づいて、フィルム基板Ｐａ，Ｐｂ上の高い反射率を有する領域を抽出する。次に、抽出された高い反射率を有する領域の複数点のフォーカス位置をオートフォーカス系ＡＦにより検出する（ステップＳ１０、検出手段）。例えば、図４に示すように、フィルム基板Ｐａの露光領域Ｒ上の領域ｒ１〜ｒ９のフォーカス位置をオートフォーカス系ＡＦにより検出する。図５は、オートフォーカス系ＡＦによる検出結果を示すものであり、単位はμｍである。この検出結果は制御部４に対して出力される。同様に、フィルム基板Ｐｂの露光領域上の複数の領域のフォーカス位置も検出され、検出結果は制御部４に対して出力される。

なお、この実施の形態においてはオートフォーカス系ＡＦを移動させて複数点で計測するようにした例を示しているが、複数の計測点を同時に計測可能とするように多点フォーカスセンサを設けるようにしてもよい。例えばこの方式としては、多点フォーカスセンサの照明光学系から感光基板上のフォトレジストに対して非感光性の検出光が射出され、複数のスリット像が投影光学系の光軸に対して斜めに基板上の複数の計測点に投影される。それらの計測点からの反射光が、受光光学系内で例えば振動スリット板を介して複数の光電変換素子上に対応するスリット像を再結像する。これらの光電変換素子からの検出信号を、例えばその振動スリット板を駆動信号で同期整流することによって、対応する計測点のフォーカス位置に所定範囲でほぼ比例して変化するフォーカス信号が生成される。このようにして、複数の計測点を同時に計測することが可能となる。

次に、制御部４は、ステップＳ１０において検出された領域ｒ１〜ｒ９のフォーカス位置に基づいて、露光領域Ｒ上の他の領域のフォーカス位置を算出する（ステップＳ１１）。図６は、制御部４により算出された算出結果を示すものであり、単位はμｍである。同様に、ステップ１０において検出されたフィルム基板Ｐｂの露光領域上の複数の領域のフォーカス位置に基づいて、フィルム基板Ｐｂの露光領域上であってフォーカス位置が検出されていない領域のフォーカス位置も算出する。

次に、制御部４は、ステップＳ１０において検出された領域ｒ１〜ｒ９のフォーカス位置、ステップＳ１１において算出された他の領域のフォーカス位置に基づいて、略同一のフォーカス位置である露光領域Ｒを選択する（ステップＳ１２、選択手段）。具体的には、略同一または同一とみなすことができる許容範囲内のフォーカス位置である領域のグループを作成する。ここで、同一とみなすことができる許容範囲は、記憶部５に予め記憶されている。同様に、略同一のフォーカス位置である領域毎にフィルム基板Ｐｂの露光領域も分割する。

次に、制御部４は、ステップＳ１３において分割されグループ化された露光領域Ｒ及びフィルム基板Ｐｂの露光領域に対応するマスクＭ上の照明領域を形成するために、液晶ブラインド駆動部６を駆動させることにより透過型液晶ブラインド２の光透過領域の分布を設定する（ステップＳ１３、照明領域形成手段）。例えば、領域ｒ３を含む１０個の領域（分割された領域）が略同一のフォーカス位置を有するグループであった場合、図７に示すように、領域ｒ３を含む１０個の領域のみに光が照射されるように、即ち他の領域（図７の黒い領域）に光が照射されないように、透過型液晶ブラインド２の光透過領域の分布を設定する。このとき、フィルム基板Ｐｂの露光領域内に領域ｒ３を含む１０個の領域（分割された領域）と略同一のフォーカス位置を有するグループがあった場合、フィルム基板Ｐｂの略同一のフォーカス位置を有するグループに属する領域にも光が照射されるように、透過型液晶ブラインド２を設定する。

次に、ステップＳ１３において設定された透過型液晶ブラインド２を用いて、フィルム基板Ｐａの露光領域Ｒの領域ｒ３を含む１０個の領域（同じグループに属する領域）、及びフィルム基板Ｐｂの略同一のフォーカス位置を有するグループに属する領域を同時露光する（ステップＳ１４、露光手段）。

次に、制御部４は、フィルム基板Ｐａの露光領域Ｒ内またはフィルム基板Ｐｂの露光領域内に別のグループに属する領域（別の分割領域）を有し、そのグループに属する領域の露光が行われたか否か、即ちフィルム基板Ｐａ及びフィルム基板Ｐｂのすべての露光領域の露光を終えたか否かを判別する（ステップＳ１５）。フィルム基板Ｐａ及びフィルム基板Ｐｂのすべての領域の露光を終えていないと判別された場合には、ステップＳ１３に戻り、別のグループに属し、露光が行われていない領域のみに露光光（照明光）が照射されるように、透過型液晶ブラインド２の光透過領域の分布を設定し、ステップＳ１４及びステップＳ１５の動作を、フィルム基板Ｐａ及びフィルム基板Ｐｂのすべての領域の露光を終えるまで繰り返す。

なお、ステップＳ９において前層までのパターン情報を取得し、ステップＳ１０において取得した情報に基づいてフィルム基板Ｐａ，Ｐｂ上の高反射率を有する領域を抽出し、抽出された領域のフォーカス位置を検出しているが、フィルム基板Ｐａ，Ｐｂ上の露光領域の周辺部の非露光領域（または第２露光領域）に高反射率を有する複数の着色部を備え、その複数の着色部のそれぞれにおけるフォーカス位置を検出するようにしてもよい。この場合には、検出されたフィルム基板Ｐａ，Ｐｂ上の露光領域の周辺部の非露光領域のフォーカス位置に基づいて、フィルム基板Ｐａ，Ｐｂ上の全面の各露光領域のフォーカス位置を算出する。

また、ステップＳ１２においては、フォーカス位置が同一であるとみなすことができる許容範囲を予め設定し、領域毎のフォーカス位置に基づいてグループを作成することにより露光領域を分割しているが、予め最大グループ数を設定し、領域毎のフォーカス位置に基づいて最大グループ数を超えない範囲でグループを作成することにより露光領域を分割するようにしてもよい。この場合には、最大グループ数、即ち最大露光回数が予め設定されているため、スループットの低下を防止することができる。

この第１の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、フィルム基板上のフォーカス位置（投影光学系の光軸方向における位置）が略同一の領域毎に分割され、その領域毎に露光を行うため、たわみが生じやすいフィルム基板においてもフィルム基板のたわみによる影響を排除することができ、高精度に露光を行うことができる。

なお、この第１の実施の形態においては、マスクに形成されているパターンをフィルム基板上に露光しているが、ラフなパターンの露光を行う場合においてフィルム基板に露光するラフなパターンを透過型液晶ブラインドにより形成してもよい。この場合には、マスクが配置される位置には素ガラスマスクを設置する。

なお、この第１の実施の形態においては、マスクに形成されているパターンをフィルム基板上に露光しているが、ラフなパターンの露光を行う場合においてフィルム基板に露光するラフなパターンを透過型液晶ブラインドにより形成してもよい。即ち、素子パターンやデバイスパターンなどの微細なパターンはマスクにパターンニングしておいて、素子またはデバイスからの配線パターンなどの比較的ラフなパターンについては、マスクではなく透過型液晶ブラインドに形成することにより、マスクに制約されることなく配線パターンを適宜作成することが可能となり、デバイス全体としてのパッケージの自由度を増すことが可能となる。この場合には、マスクが配置される位置には素ガラスマスクを設置するようにしてもよいし、また透過型液晶ブラインドでパターンニングする部分については、ブランクスにするようにしてもよい。なお、マスクパターンと透過型液晶ブラインドのパターンとの位置合わせについては、例えばフィルム基板側に設けた撮像手段を用いて透過型液晶ブラインドで形成されるパターン位置を調整することにより位置合わせを行う。また、透過型液晶ブラインドだけでなく、反射型液晶ブライド、またはＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等を用いてもよい。

また、この第１の実施の形態においては、マスクＭの近傍に設けられているフィデューシャルマークＦＭを用いて簡単な（ラフな）パターンを有するマスクを製造することができる。具体的には、フィデューシャルマークＦＭとして形成されているコンタクトホール、ラインアンドスペース、孤立線等のパターンの中から必要なパターンのみを露光光（照明光）が照射するように透過型液晶ブラインド２の光透過領域の分布を設定し、マスクとなる基板を基板ステージＰＳＴに配置して露光を行う。次に、基板ステージＰＳＴを必要量だけステップ移動させて上述の動作を繰り返すことにより基板上に簡単なパターンが形成され、簡単なパターンが形成された基板をマスクとして使用する。例えば、３μｍ幅の孤立線のみを照射するように透過型液晶ブラインド２を設定し露光を行った場合、３μｍステップ移動して露光を行った場合には６μｍ幅の孤立線が形成され、２μｍステップ移動して露光を行った場合には５μｍ幅の孤立線が形成される。この場合には、マスク描画装置を用いることなく簡単なパターンを有するマスクを製造することができる。また、この投影露光装置で用いられるマスクをこの投影露光装置で製造することにより、様々な重ね合わせ精度の誤差の発生要因が略一致するため、重ね合わせ精度を向上させることができる。なお、フィデューシャルマークが形成されている光学部材を交換可能に構成してもよく、この場合にはフィデューシャルマークとして様々なパターンを用いることができる。

また、この第１の実施の形態においては、基板ステージ上に載置することができるサイズのフィルム基板を用いているが、基板ステージの幅より長い帯状のフィルム基板を用いてもよく、基板ステージのサイズを小さくしてもよい。この場合には、帯状のフィルム基板の両端をロール部に巻きつけ、これらロール部を回転駆動させることにより、一方のロール部に巻きつけられている帯状のフィルム基板が基板ステージ上へ搬送され、基板ステージ上に吸着される。また、露光を終えた帯状のフィルム基板は、両端のロール部を回転駆動させることにより、他方のロール部へ搬送されて、他方のロール部に巻き取られる。これを繰り返すことにより帯状のフィルム基板全面への露光を行う。

また、この第１の実施の形態においては、２つのフィルム基板を並べた状態で同時搬送し、同時露光しているが、３つ以上のフィルム基板を並べた状態で同時搬送し、同時露光してもよい。

次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図８は、第２の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。図８に示すように、第２の実施の形態にかかる投影露光装置は、図示しない光源から射出される光束により石英マスクＭ２を照明するための照明光学系ＩＬ２、石英マスクＭ２のパターン像をフィルム基板（基板）Ｐ２上に投影露光するための投影光学系ＰＬ２を備えるステップアンドリピート方式の露光装置（ステッパ）である。

なお、以下の説明においては、各図中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がフィルム基板Ｐ２に対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がフィルム基板Ｐ２に対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。

照明光学系ＩＬ２が備える水銀ランプ又は超高圧水銀ランプからなる光源から射出された光束は、照明光学系ＩＬ２が備える光学部材（コリメータレンズ等）９を通過する。なお、光源としては、紫外線放射タイプのＬＥＤやＬＤであってもよい。光学部材９を通過した光束は、光束（照明光）を通過させるＹ方向に長手方向を有する矩形状のスリット（照明領域形成手段）１０に入射する。スリット１０は、光源と石英マスクＭ２との間の光路中に配置され、且つ石英マスクＭ２（フィルム基板Ｐ２）と光学的に共役な位置に配置されている。スリット１０はＸ軸方向に移動可能に構成されており、石英マスクＭ２及びフィルム基板Ｐ２に対して相対的に移動することができる。即ち、スリット１０をステップ移動させることにより順次露光が行なわれる。スリット１０を透過した光束は、スリット１０を通過することにより形成された照明形状に対応した石英マスクＭ２上の照明領域を照明する。石英マスクＭ２は、下面側にペリクルを備えている。

スリット１０を通過することにより所定の照明形状に整形された光束により均一照明された石英マスクＭ２上のパターンは、投影光学系ＰＬ２を介して感光性基板であるフィルム基板Ｐ２上に投影露光される。フィルム基板Ｐ２は、図９に示すように、後述する基板ステージが備える２本のアーム１２ａ，１２ｂの間隔より長い帯状の基板であり、その両端部がロール部１３ａ，１３ｂにより巻かれている。フィルム基板Ｐ２のロール部１３ａに巻かれている部分は、ロール部１３ａ，１３ｂが時計廻りに回転することによりアーム１２ａ，１２ｂの間に搬送され、アーム１２ａ，１２ｂにバキュームチャックを介して吸着される。露光終了時には、フィルム基板Ｐ２のアーム１２ａ，１２ｂの間の部分は、ロール部１３ａ，１３ｂが時計廻りに回転することによりロール部１３ｂに搬送され、ロール部１３ｂに巻き取られる。また、フィルム基板Ｐ２の露光領域周辺部の領域（第２露光領域）には、フィルム基板Ｐ２の位置、ショット番号等を判別することができるように、ショット毎に異なるアライメントマークが設けられている。

フィルム基板Ｐ２は、基板ステージが備える２本のアーム１２ａ，１２ｂ、即ちフィルム基板Ｐ２の搬送方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に延び、Ｘ軸方向に所定間隔をもって配置されている２本のアーム（たわみ形状制御手段）１２ａ，１２ｂにより支持（吸着）されている。２本のアーム１２ａ、１２ｂは、アーム１２ａと１２ｂとの間の幅が変化するように、それぞれがＸ軸方向に移動可能に構成されている。図９に示すように、アーム１２ａ，１２ｂのそれぞれを図中矢印方向（図中破線で示す位置）に移動させ、アーム１２ａと１２ｂとの間隔を短くした場合、フィルム基板Ｐ２は図９の実線で示す位置から図９の破線で示す位置に変化する。即ち、アーム１２ａ，１２ｂとに引っ張られるように支持されることにより平面状であったフィルム基板Ｐ２にたわみが生じる。

同様に、アーム１２ａ，１２ｂのそれぞれを図９の破線で示す位置から図９の実線で示す位置に移動させ、フィルム基板Ｐ２を引っ張るように、アーム１２ａと１２ｂとの間隔を長くした場合、フィルム基板Ｐ２は図９の破線で示す位置から図９の実線で示す位置に変化し、フィルム基板Ｐ２のたわみは減少する。このように、アーム１２ａ及びアーム１２ｂの少なくとも一方をＸ軸方向に移動させてアーム１２ａと１２ｂとの間隔を変化させることにより、フィルム基板Ｐ２のたわみを制御することができる。また、アーム１２ａと１２ｂとの間隔を変化させることにより、フィルム基板Ｐ上に露光されるパターンの倍率調整も可能となる。即ち、スリット１０により形成される照明領域に応じてフィルム基板Ｐ２の位置を投影光学系ＰＬ２の光軸方向にシフトさせることにより、フィルム基板Ｐ２上に形成されるマスクＭ２のパターン像の倍率を調整することができる。なお、アーム１２ａと１２ｂでフィルム基板Ｐ２を引っ張らない場合、通常、アームの間隔を狭くセットしておくとたわみが小さくなり、広くセットするとたわみが大きくなる。

また、この投影露光装置はレーザ干渉計（図示せず）を備えており、２本のアーム１２ａ，１２ｂはこのレーザ干渉計によってその位置を計測され且つ制御されている。また、この投影露光装置は、フィルム基板Ｐ２の位置合わせを行うためのアライメント系ＡＬ２、及びフィルム基板Ｐ２のフォーカスを合わせるためのオートフォーカス系（検出手段）ＡＦ２を備えている。アライメント系ＡＬ２は、フィルム基板Ｐ２の露光領域周辺部の領域（第２露光領域）に形成されているアライメントマークを検出することによりフィルム基板Ｐ２の位置情報を検出する。オートフォーカス系ＡＦ２は、フィルム基板Ｐ２のフォーカス位置（投影光学系ＰＬ２の光軸方向における位置）を検出する。レーザ干渉計により検出されたアーム１２ａ，１２ｂの位置情報、アライメント系ＡＬ２により検出されたフィルム基板Ｐ２の位置情報及びオートフォーカス系ＡＦ２により検出されたフォーカス位置は、後述する制御部１４（図１０参照）に対して出力される。

図１０は、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置のシステム構成を示す図である。図１０に示すように、この投影露光装置は、この投影露光装置による露光等の制御を行う制御部１４を備えている。制御部１４には記憶部１５が接続されており、記憶部１５にはフィルム基板Ｐ２上に露光されている前層までのパターン情報が記憶されている。また、制御部１４にはスリット１０の位置をＸＹ平面に対して移動させるスリット駆動部１６が接続されており、制御部１４はスリット駆動部１６に対して制御信号を出力する。スリット駆動部１６は、制御部１４からの制御信号に基づいて、スリット１０を移動させる。例えば、スリット１０をＸ方向にステップ移動させることにより、マスクＭ２のパターンをフィルムＰ２上の露光領域上に順次露光を行うことができる。

また、制御部１４にはアライメント系ＡＬ２、オートフォーカス系ＡＦ２、図示しないレーザ干渉計が接続されている。また、制御部１４には、アーム１２ａを移動させる第１アーム駆動部１８、アーム１２ｂを移動させる第２アーム駆動部２０が接続されている。制御部１４は、アライメント系ＡＬ２、オートフォーカス系ＡＦ２、図示しないレーザ干渉計から出力される検出結果に基づいて、第１アーム駆動部１８及び第２アーム駆動部２０の少なくとも一方に対して制御信号を出力する。第１アーム駆動部１８は、制御部１４からの制御信号に基づいて、アーム１２ａをＸ方向へ移動させる。また、第２アーム駆動部２０は、制御部１４からの制御信号に基づいて、アーム１２ｂをＸ方向へ移動させる。アーム１２ａ，１２ｂの位置を調整することによりフィルム基板Ｐ２の配置位置の調整を行うことができ、アーム１２ａ，１２ｂの間隔を調整することによりフィルム基板Ｐ２のたわみを制御することができる。

次に、図１１に示すフローチャートを参照して、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置を用いた露光方法について説明する。

まず、制御部１４は、記憶部１５に記憶されているフィルム基板Ｐ２上に形成されている前層までのパターン情報を取得する（ステップＳ２０、取得手段）。次に、制御部１４は、ステップＳ２０において取得した前層までのパターン情報に基づいて、フィルム基板Ｐ２上の高い反射率を有する領域を抽出する。次に、抽出された高い反射率を有する領域の複数点のフォーカス位置がオートフォーカス系ＡＦ２により検出される（ステップＳ２１）。この検出結果は、制御部１４に対して出力される。なお、このときのフィルム基板Ｐ２は、アーム１２ａ，１２ｂにより引き伸ばされた状態で配置されている。

次に、制御部１４は、ステップＳ２１において検出されたフィルム基板Ｐ２のフォーカス位置に基づいて、フィルム基板Ｐ２のたわみ形状の制御を行う（ステップＳ２２、たわみ形状制御手段）。即ち、スリット１０を通過した照明光が照明するフィルム基板Ｐ２の露光領域のそれぞれの位置のフォーカス位置を算出する。スリット１０を通過した照明光が照明するフィルム基板Ｐ２の露光領域の投影光学系ＰＬ２の光軸方向における位置がそれぞれの位置でフォーカス位置と同一若しくは略同一である場合、フィルム基板Ｐ２のたわみによるフォーカス位置にずれは生じていないと判断され、フィルム基板Ｐ２はアーム１２ａ，１２ｂにより引き伸ばされた状態で設定される。一方、スリット１０を通過した照明光が照明するフィルム基板Ｐ２の露光領域の投影光学系ＰＬ２の光軸方向における位置がそれぞれの位置でフォーカス位置と異なっていた場合、フィルム基板Ｐ２のたわみによるフォーカス位置にずれが生じていると判断され、アーム１２ａ，１２ｂの間隔を縮めることにより、スリット１０により照射される露光領域の投影光学系ＰＬ２の光軸方向における位置がそれぞれの位置で略同一となるようなたわみ形状が形成される。具体的には、第１アーム駆動部１８及び第２アーム駆動部２０の少なくとも一方を駆動させることにより、フィルム基板Ｐ２を支持するアーム１２ａ，１２ｂの間隔の調整を行う。

次に、スリット１０の形状、即ち露光光が照射される領域に対応したフィルム基板Ｐ２上のフォーカス位置をオートフォーカス系ＡＦ２により検出する（ステップＳ２３、検出手段）。この検出結果は、制御部１４に対して出力される。制御部１４は、ステップＳ２２においてフィルム基板Ｐ２のたわみを調整することによりスリット１０を通過した照明光が照明するフィルム基板Ｐ２の露光領域の投影光学系ＰＬ２の光軸方向における位置がそれぞれの位置で略同一となったか否かを判別する。なお、フィルム基板Ｐ２の露光領域の投影光学系ＰＬ２の光軸方向における位置がそれぞれの位置で略同一となっていないと判別された場合には、再度アーム１２ａ，１２ｂの間隔を調整することにより、フィルム基板Ｐ２のたわみを再調整する。

次に、制御部１４は、スリット駆動部１６を駆動させることにより、フィルム基板Ｐ２上の所定領域（ステップＳ２２においてたわみ形状を制御された露光領域）を照明するようにスリット１０の位置を移動させる（ステップＳ２４、照明領域形成手段）。

次に、ステップＳ２４において設置されたスリット１０を通過した照明光（露光光）により、フィルム基板Ｐ２上の所定領域の露光を行う（ステップＳ２５、露光手段）。次に、スリット１０をＸ方向にステップ移動させ、ステップＳ２３〜ステップＳ２５の動作を繰り返すことにより、フィルム基板Ｐ２の露光領域を順次露光する。

なお、ステップＳ２１において、取得した前層までのパターン情報に基づいてフィルム基板Ｐ２上の高反射率を有する領域を抽出し、抽出された領域のフォーカス位置を検出しているが、フィルム基板Ｐ２上の露光領域周辺部の非露光領域に複数の高反射率を有する着色部を備え、その複数の着色部のフォーカス位置を検出し、その検出結果に基づいてフィルム基板Ｐ２の露光領域のフォーカス位置を算出するようにしてもよい。

この第２の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、２本のアームの間隔を調整することによりフィルム基板のたわみを制御することができるため、たわみが生じやすいフィルム基板においてもフィルム基板のたわみの影響を排除することができ、高精度に露光を行うことができる。また、２本のアームによりフィルム基板を支持しているため、フィルム基板全面を支持する基板ステージと比較して、フィルム基板の吸着面が少ないためフィルム基板の吸着及び取り外しに要する時間を短縮することができ、スループットを向上させることができる。また、フィルム基板の膨張等によるしわの発生を防止することができ、フォーカス精度を向上させることができる。

また、例えば携帯電話のディスプレイまたはＩＣ実装におけるチップサイズの基板等のためのパターンの露光を行う場合、これらを一つの単位とし、これらの単位毎（例えば一つ毎または二つ毎等）にスリットをステップさせることにより繰り返し露光を行えば、継ぎ部が生じることなく重ね合わせ精度を向上させることができる。

なお、この第２の実施の形態においては、フィルム基板（またはマスク）に対してスリットを相対的に移動させることにより露光を行っているが、照明光を射出する光ファイバを備え、その光ファイバから射出される照明光の照射位置をフィルム基板（またはマスク）に対して相対的に移動させることにより露光を行なってもよい。この場合には、スリットを利用する場合と比較して光源から射出される照明光を無駄なく有効に利用することができる。

また、この第２の実施の形態においては、２本のアームによりフィルム基板を支持しているが、３本以上のアームによりフィルム基板を支持してもよい。また、図１２に示すように、２本のアーム１２ａ，１２ｂの間にＸ方向に移動可能に構成されている基板保持ロール２２を備え、２本のアーム１２ａ，１２ｂ及び基板保持ロール２２によりフィルム基板Ｐ２を支持するようにしてもよい。この場合においては、スリット１０と基板保持ロール２２を同期移動させつつ露光を行うことにより、露光領域の平面化を向上させることができる。

また、図１３に示すように、２本の円筒状のアーム２４ａ，２４ｂ、この２本のアーム２４ａ，２４ｂを繋ぐエンドレスベルト２６を備えるようにしてもよい。露光時には、アーム２４ａ，２４ｂを時計回りに同一の速度で回転させることにより、エンドレスベルト２６を時計回りに回転させ、エンドレスベルト２６上に載置されているフィルム基板Ｐ２をＸ方向に移動させる。即ち、フィルム基板Ｐ２のエンドレスベルト２６上に載置されている領域の露光を終えた後に、エンドレスベルト２６が回転され、フィルム基板Ｐ２の露光を終えた領域はＸ方向に移動され、ロール部１３ｂに巻かれる。そして、フィルム基板Ｐ２のエンドレスベルト２６上に新たに載置された領域の露光を行う。

また、図１４に示すように、アーム１２ａ，１２ｂに代えて、Ｘ方向に回転移動可能に構成されている円筒状のアーム２８ａ，２８ｂを備えるようにしてもよい。露光時には、円筒状のアーム２８ａ，２８ｂの間隔を調整することによりフィルム基板Ｐ２のたわみを制御しつつ、スリット１０に対して円筒状のアーム２８ａ，２８ｂをＸ方向に相対的にステップ移動させることにより順次露光を行う。

また、円筒状のアーム２８ａ，２８ｂのそれぞれの回転量を制御することによりたわみを制御するようにしてもよい。例えば、円筒状のアーム２８ａよりも円筒状のアーム２８ｂを速く回転させることでたわみを少なくすることができ、遅く回転させることでたわみを多くすることができる。

また、この第２の実施の形態においては、スリットをフィルム基板（石英マスク）に対してＸ方向に相対的にステップ移動させることにより順次露光を行っているが、フィルム基板をスリットに対してＸ方向に相対的にステップ移動させることにより順次露光を行うようにしてもよい。

また、この第２の実施の形態においては、２本のアームの間隔の調整を行うことによりフィルム基板のたわみを制御しているが、スリットの形状を変更可能に構成し、２本のアームの間隔の調整及びスリットの形状の調整を行うことによりフィルム基板のたわみを制御するようにしてもよい。

また、この第２の実施の形態においては、帯状のフィルム基板を用いているが、２本のアームの間に載置することができる長さを有するフィルム基板を用いてもよい。

また、この第２の実施の形態においては、フィルム基板が水平面に平行な面に位置しているが、フィルム基板が水平面に直交する面に位置するようにしてもよい。即ち、フィルム基板が縦方向に配置されるようにしてもよく、この場合にはフィルム基板のたわみを減少させることができる。

また、この第２の実施の形態においては、石英マスクを用いているが、石英以外のガラスマスク、樹脂状のマスク、フィルム状のマスク（以下、フィルムマスクという。）を用いるようにしてもよい。熱膨張やたわみが生じやすいフィルムマスクを用いる場合には、マスクの下側だけでなく上側にもペリクルを備えるようにするとよい。また、フィルムマスクを用いる場合には、パターンが描画されていない石英マスクに、パターンが描画されているフィルムマスクを貼り付けるようにしてもよい。この場合には、パターンが描画されている石英マスクを用いる場合よりコストを抑えることができ、少量ではあるが多品種の製品を製造する際に有効である。

また、フィルムマスクを用いる場合、この実施の形態にかかるフィルム基板と同様に２本（または３本以上）のアームを用いてフィルムマスクを支持し、フィルムマスクを支持する２本のアームの間隔を調整することにより、フィルムマスクのたわみを制御することができる。また、フィルムマスクのたわみの制御とフィルム基板のたわみの制御とを相対的に行うこともできる。

また、フィルム状のマスクを用いる場合、マスクステージの幅より長い帯状のフィルムマスクを用いてもよい。この場合には、帯状のフィルムマスクの両端をロール部に巻きつけ、これらロール部を回転駆動させることにより、一方のロール部に巻きつけられている帯状のフィルムマスクがマスクステージ上へ搬送され、マスクステージ上に吸着される。また、マスクステージ上から退避させるときには、両端のロール部を回転駆動させることにより、マスクステージ上に載置されているフィルムマスクを他方のロール部へ搬送し、他方のロール部に巻きつける。

また、この第２の実施の形態においては、２本のアームの間隔を調整することによりフィルム基板のたわみを制御しているが、フィルム基板の波打ちを防止するためにフィルム基板上面に向けて送風し、その送風による風圧によるフィルム基板のたわみ制御を加えるようにしてもよい。または、フィルム基板の下面に向けて送風する機構、またはフィルム基板の両面に向けて送風する機構を設けることによりフィルム基板のたわみ制御を行ってもよい。この場合には、送風による熱だまりを防止することもできるため、熱による光学系の精度劣化を防止することができる。

また、この第２の実施の形態においては、オートーフォーカス系により検出されたフィルム基板上のフォーカス位置に基づいて、照明ムラを制御することができる。即ち、デフォーカス量に応じた照明ムラを与えることにより照明ムラを制御することができる。この場合には、照明光学系ＩＬ２が備える図示しないフライアイレンズ近傍、マスクＭ２の近傍、スリット１０の近傍、またはフィルム基板Ｐ２の近傍等に濃度分布を有する光学部品を備え、この光学部品により照明ムラを与える。

次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１５は、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。第３の実施の形態においては、複数の反射屈折型の投影光学ユニットＰＬａ，ＰＬｃ〜ＰＬｅ及び図示しない投影光学ユニットからなる投影光学系ＰＬ３に対してレチクルＲ１〜Ｒ５（図１６参照）とフィルム基板（基板）Ｐ３とを相対的に移動させつつレチクルＲ１〜Ｒ５に形成されたパターンの像を感光性材料が塗布されたフィルム基板Ｐ３上に転写するステップアンドスキャン方式の露光装置を例に挙げて説明する。

また、以下の説明においては、図１５中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がフィルム基板Ｐ３に対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がフィルム基板Ｐ３に対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、この実施の形態では石英マスクＭ３（レチクルＲ１〜Ｒ５）及びフィルム基板Ｐ３を移動させる方向（走査方向）をＸ軸方向に設定している。

この実施の形態にかかる露光装置は、レチクルＲ１〜Ｒ５を均一に照明するための光源を含む照明光学系ＩＬ３を備えている。照明光学系ＩＬ３は、光源、光源から射出された光束を集光する集光レンズ、光源と同じ数の入射端と投影光学系ＰＬ３が備える投影光学ユニットと同じ数の射出端（この実施の形態においては５つ）を備えるライトガイド、フライアイインテグレータ、開口絞り、コンデンサレンズ系等を備えている。照明光学系ＩＬ３を介した光束は、パターンが形成された石英マスクＭ３（レチクルＲ１〜Ｒ５）を重畳的に照明する。即ち、照明光学系ＩＬは、マスクＭ上のレチクルＲ１〜Ｒ５の領域を照明する。

石英マスクＭ３にはパターンが形成されておらず、図１６に示すようにパターンが形成されたレチクルＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５が千鳥状に載置されている。レチクルＲ１，Ｒ３，Ｒ５は走査方向と直交する方向（Ｙ方向）に所定間隔をもって第１列として配置されており、レチクルＲ２，Ｒ４はＹ方向に所定間隔をもって第２列として配置されている。レチクルＲ１は、図１７に示すように、吸着部（レチクルホルダ）ｋ１によって石英マスクＭ３上に吸着されており、位置調整機構としてのアクチュエータａ１を駆動させることによって石英マスクＭ３に対する位置を調整することができる。また、レチクルＲ２〜Ｒ５のそれぞれは、吸着部（レチクルホルダ）ｋ２，ｋ３，ｋ４，ｋ５のそれぞれによって石英マスクＭ３上に吸着されており、位置調整機構としてのアクチュエータａ２〜ａ５のそれぞれを駆動させることによって石英マスクＭ３に対する位置を調整することができる。

なお、アクチュエータａ１〜ａ５の駆動によるマスクＭ３に対するレチクルＲ１〜Ｒ５の位置調整はラフな位置ずれに対して用いられ、レチクルＲ１〜Ｒ５の位置の微調整は後述する投影光学系ＰＬ３（投影光学ユニットＰＬａ，ＰＬｃ〜ＰＬｅ及び図示しない投影光学ユニット）が備える像位置調整機構（図示せず）により行われる。

レチクルＲ１〜Ｒ５の各照明領域からの光は、各レチクルＲ１〜Ｒ５の各照明領域に対応するようにＹ軸方向に沿って配列された複数（この実施の形態においては５つ）の投影光学ユニットＰＬａ，ＰＬｃ〜ＰＬｅ及び図示しない投影光学ユニットからなる投影光学系ＰＬ３に入射する。ここで、各投影光学ユニットＰＬａ，ＰＬｃ〜ＰＬｅ及び図示しない投影光学ユニットの構成は、互いに同じである。こうして、複数の投影光学ユニットＰＬａ，ＰＬｃ〜ＰＬｅ及び図示しない投影光学ユニットから構成された投影光学系ＰＬ３を介した光は、基板ステージ（図示せず）上において図示しない基板ホルダを介してＸＹ平面に平行に支持されたフィルム基板Ｐ３上にレチクルＲ１〜Ｒ５のパターンの像を形成する。

図示しないマスクステージには、マスクステージを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（図示せず）が設けられている。また、マスクステージを走査方向と直交する方向であるＹ軸方向に沿って微小量だけ移動させると共にＺ軸廻りに微小量だけ回転させるための一対のアライメント駆動系（図示せず）が設けられている。そして、マスクステージの位置座標が移動鏡３２を用いたレーザ干渉計（図示せず）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。

図示しない基板ステージには、基板ステージを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（図示せず）が設けられている。また、基板ステージを走査方向と直交する方向であるＹ軸方向に沿って微小量だけ移動させると共にＺ軸廻りに微小量だけ回転させるための一対のアライメント駆動系（図示せず）が設けられている。そして、基板ステージの位置座標が移動鏡３４を用いたレーザ干渉計（図示せず）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。更に、石英マスクＭ３とフィルム基板Ｐ３とをＸＹ平面に沿って相対的に位置合わせするための手段として、一対のアライメント系３０ａ，３０ｂがマスクＭの上方に配置されている。

こうして、マスクステージ側の走査駆動系及び基板ステージ側の走査駆動系の作用により、複数の投影光学ユニットＰＬａ，ＰＬｃ〜ＰＬｅ及び図示しない投影光学ユニットからなる投影光学系ＰＬ３に対して石英マスクＭ３とフィルム基板Ｐ３とを一体的に同一方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させることによって、レチクルＲ１〜Ｒ５上のパターンがフィルム基板Ｐ３上の露光領域に複数転写（走査露光）される。

この第３の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、複数のレチクルを石英マスク上に並べて載置して各投影光学ユニットを介して露光を行うため、効率良く露光を行うことができる。

なお、この第３の実施の形態においては、石英マスク上に複数のレチクルが千鳥状に配置されているが、石英マスク上に複数の露光領域（露光パターン）を形成し、この複数の露光領域が千鳥状に配置されるようにしてもよい。

また、この第３の実施の形態においては、５つのレチクルを用いているが、例えば図１８に示すように、２つのレチクルＲ１０，Ｒ１１を石英マスクＭ３上に載置し、露光領域ａ１〜ａ５を露光してもよい。

また、この第３の実施の形態においては、石英マスク上に載置することができるサイズの複数のレチクルを用いているが、複数のフィルム状の長い帯状レチクルを用いてもよい。この場合には、複数の帯状レチクルのそれぞれの両端を回転可能なロール部に巻きつけ、これらのロール部を回転駆動させることにより、一方のロール部に巻きつけられている帯状レチクルのそれぞれがマスクステージ上へ搬送され、マスクステージ上に吸着される。また、マスクステージ上から退避させるときには、それぞれのロール部を回転駆動させることにより、帯状レチクルのそれぞれを他方のロール部へ搬送し、他方のロール部に巻きつける。

また、石英マスクＭ３を用いて５つのレチクルを保持しているが、複数のレチクルが保持可能なレチクルホルダやレチクルアダプタなどを用いてもよく、それらの材質は石英に限られるものではない。

また、上述の各実施の形態にかかる投影露光装置おいては、透過型のマスク（レチクル）を用いているが、反射型のマスク（レチクル）を用いるようにしてもよい。

なお、空間光変調素子として透過型液晶ブラインドを用いるものを示したが、反射型液晶ブラインドやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いるようにしてもよい。

上述の各実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（プレート）に露光することにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１９のフローチャートを参照して説明する。

まず、図１９のステップＳ３０１において、１ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスク上のパターン像が投影光学系を介して、その１ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのプレート上のフォトレジストの現像が行なわれた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのプレート上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行なうことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各プレート上の各ショット領域に形成される。

その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを高精度に得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、プレート上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレート上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。

また、上述の各実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２０のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図２０において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。

次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。

その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、感光性基板上における解像力やコントラスト等の低下を防止することができ、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを高精度に得ることができる。

第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。 第１の実施の形態にかかる投影露光装置のシステム構成を示す図である。 第１の実施の形態にかかる投影露光装置の露光方法を説明するためのフローチャートである。 第１の実施の形態にかかる露光領域のフォーカスの検出位置について説明するための図である。 第１の実施の形態にかかる露光領域のフォーカスの検出結果を示す図である。 第１の実施の形態にかかる露光領域のフォーカス位置の算出結果を示す図である。 第１の実施の形態にかかる露光領域の分割された領域を示す図である。 第２の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。 第２の実施の形態にかかるアームを移動させることにより、アームの間隔を変化させた場合におけるフィルム基板のたわみの変化を説明するための図である。 第２の実施の形態にかかる投影露光装置のシステム構成を示す図である。 第２の実施の形態にかかる投影露光装置の露光方法を説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態にかかるアームに基板保持ロールを加えた構成を示す図である。 第２の実施の形態にかかるアームの他の構成を示す図である。 第２の実施の形態にかかるアームの他の構成を示す図である。 第３の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す図である。 第３の実施の形態にかかるマスク及びレチクルの構成を示す図である。 第３の実施の形態にかかるレチクルの駆動系の構成を示す図である。 第３の実施の形態にかかるレチクルの他の構成を示す図である。 この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１…光学部材、２…透過型液晶ブラインド、４，１４…制御部、５，１５…記憶部、６…液晶ブラインド駆動部、８…基板ステージ駆動部、１０…スリット、１２ａ，１２ｂ…アーム、１６…スリット駆動部、１８…第１アーム駆動部、２０…第２アーム駆動部、ＩＬ，ＩＬ２，ＩＬ３…照明光学系、Ｍ…マスク、Ｍ２，Ｍ３…石英マスク、ＰＬ，ＰＬ２，ＰＬ３…投影光学系、ＡＬ，ＡＬ２…アライメント系、ＡＦ，ＡＦ２…オートフォーカス系、Ｐａ，Ｐｂ，Ｐ２，Ｐ３…フィルム基板、ＰＳＴ…基板ステージ。

Claims (18)

1. マスクのパターンを投影光学系を介して基板上に露光する露光装置において、
   前記基板上の前記投影光学系の光軸方向における位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記基板上の前記投影光学系の光軸方向における位置が略同一の前記基板上の領域を選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択された前記基板上の領域に対応する照明領域を形成する照明領域形成手段と、
   前記照明領域形成手段により形成された前記照明領域に対応する前記基板上の領域の露光を行う露光手段と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
2. マスクのパターンを投影光学系を介して基板上に露光する露光装置において、
   前記基板のたわみ形状を制御するたわみ形状制御手段と、
   前記たわみ形状制御手段により制御された前記たわみ形状を有する前記基板上の被露光面の前記投影光学系の光軸方向における位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された検出結果に基づいて、前記基板上の所定領域に対応する少なくとも１つの照明領域を形成する照明領域形成手段と、
   前記照明領域形成手段により形成された前記少なくとも１つの照明領域に基づいて、前記基板上の所定領域の露光を行う露光手段と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
3. 前記基板は、外径が５００ｍｍよりも大きい感光基板であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の露光装置。
4. 前記たわみ形状制御手段は、前記基板の搬送方向に略直交する方向に延び、前記基板を支持する少なくとも２つのアームを備えることを特徴とする請求項２または請求項３記載の露光装置。
5. 前記照明領域形成手段は、照明光を通過させるスリットを備え、前記スリットを前記マスク及び前記基板に対して相対的に移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の露光装置。
6. 前記照明領域形成手段は、照明光を射出する光ファイバを備え、前記光ファイバから射出される前記照明光の照射位置を前記マスク及び前記基板に対して相対的に移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の露光装置。
7. 前記照明領域形成手段は、所望の光強度分布を形成する光学部材を備え、前記光学部材の光強度分布を前記マスク及び前記基板に対して相対的に変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の露光装置。
8. 前記光学部材は、空間光変調素子を含むことを特徴とする請求項７記載の露光装置。
9. 前記検出手段は、前記照明領域形成手段により形成される前記照明領域に対応する前記基板上の前記投影光学系の光軸方向における位置を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の露光装置。
10. 前記照明領域形成手段により形成される前記照明領域に応じて前記基板の位置を前記投影光学系の光軸方向にシフトさせることにより、前記基板上に形成される前記マスクのパターン像の倍率の調整を行う調整手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の露光装置。
11. 前記検出手段により検出された前記基板上の前記投影光学系の光軸方向における位置に基づいて照明ムラを制御することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の露光装置。
12. 前記基板上に露光されている前層までのパターン情報を取得する取得手段を更に備え、
    前記検出手段は、前記取得手段により取得された前記パターン情報に基づいて、前記基板上の高い反射率を有する領域の前記投影光学系の光軸方向における位置を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の露光装置。
13. 前記基板上の非露光領域の一部に高反射率を有する着色部を備え、
    前記検出手段は、前記非露光領域の前記着色部における前記投影光学系の光軸方向における位置を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の露光装置。
14. 前記基板を載置する基板ホルダ上に複数の前記基板を並べて同時搬送する搬送手段を更に備え、
    前記露光手段は、前記搬送手段により搬送された前記複数の基板を同時露光することを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れか一項に記載の露光装置。
15. マスクのパターンを投影光学系を介して基板上に露光する露光装置において、
    前記マスクのパターンを照明する照明領域を形成する照明領域形成手段と、
    前記照明領域形成手段により形成された前記照明領域に対応する前記基板上の領域の露光を行う露光手段とを備え、
    前記照明領域形成手段は、マスクのパターンとは異なるパターンを前記基板上に形成することを特徴とする露光装置。
16. 前記照明領域形成手段は、前記マスクのパターンを照明する照明領域を形成するとともに、前記マスクのパターンとは異なるパターンを同時に形成することを特徴とする請求項１５記載の露光装置。
17. 前記照明領域形成手段は、空間光変調素子を含むことを特徴とする請求項１５または請求項１６記載の露光装置。
18. 請求項１乃至請求項１７の何れか一項に記載の露光装置を用いてマスクのパターンを基板上に露光する露光工程と、
    前記露光工程により露光された前記基板を現像する現像工程と、
    を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。

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