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KR20240100486A - 물체 유지 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 물체의 유지 방법, 및 노광 방법 - Google Patents

물체 유지 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 물체의 유지 방법, 및 노광 방법 Download PDF

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Publication number
KR20240100486A
KR20240100486A KR1020247021053A KR20247021053A KR20240100486A KR 20240100486 A KR20240100486 A KR 20240100486A KR 1020247021053 A KR1020247021053 A KR 1020247021053A KR 20247021053 A KR20247021053 A KR 20247021053A KR 20240100486 A KR20240100486 A KR 20240100486A
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KR
South Korea
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mask
holding
exposure
support
substrate
Prior art date
Application number
KR1020247021053A
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English (en)
Inventor
스미오 핫타
마사히로 시라사와
다카유키 기미나미
요시토 이가라시
Original Assignee
가부시키가이샤 니콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 니콘 filed Critical 가부시키가이샤 니콘
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Abstract

마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 장치 (14) 는, 마스크 (M) 를 하방으로부터 지지하는 지지 블록 (50) 과, 지지 블록 (50) 에 의해 지지되고, 마스크 (M) 의 자중에서 기인하여 휜 마스크 (M) 의 면을 유지하는 유지면을 갖고, 휜 마스크 (M) 의 면을 따르도록 유지면을 가동시키고 마스크를 유지면에서 유지하는 흡착 패드 (46) 와, 휜 마스크 (M) 를 유지면에 흡착하는 흡인구 (46b) 를 구비한다.

Description

물체 유지 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 물체의 유지 방법, 및 노광 방법{ARTICLE-HOLDING DEVICE, EXPOSURE DEVICE, METHOD FOR MANUFACTURING FLAT PANEL DISPLAY, METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE, METHOD FOR HOLDING ARTICLE, AND EXPOSURE METHOD}
본 발명은, 물체 유지 장치, 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 물체의 유지 방법, 및 노광 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 물체를 유지하는 물체 유지 장치 및 방법, 상기 물체 유지 장치를 포함하는 노광 장치, 상기 물체 유지 방법을 포함하는 노광 방법, 상기 노광 장치 또는 방법을 사용한 플랫 패널 디스플레이, 또는 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 소자, 반도체 소자 (집적 회로 등) 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 마스크 또는 레티클 (이하, 「마스크」라고 총칭한다) 과, 유리 플레이트 또는 웨이퍼 등 (이하, 「기판」이라고 총칭한다) 을 소정의 주사 방향을 따라 동기 이동시키면서, 마스크에 형성된 패턴을 에너지 빔을 사용하여 기판 상에 전사하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치 (이른바 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 사용되고 있다.
이 종류의 노광 장치는, 마스크를 유지함과 함께, 그 마스크를 스캔 방향으로 소정의 속도, 및 정밀도로 이동시키는 마스크 스테이지 장치를 갖고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
여기서, 일반적인 마스크 스테이지 장치는, 에너지 빔의 광로와 간섭하지 않도록, 마스크 (M) 의 단부 (端部) 근방 (마스크 패턴이 형성되어 있지 않은 영역) 을 유지 (혹은 지지) 하는 구조로 되어 있기 때문에, 마스크에는, 자중에서 기인하는 휨이 발생한다. 이와 같은 마스크의 휨은, 광학적으로 보상함으로써 노광 정밀도를 확보하는 것이 가능하지만, 마스크의 휨 형상이 안정되지 않은 경우에는, 광학적인 보상이 곤란해지는 문제가 있었다.
일본 공개특허공보 2011-85671호
본 발명은, 상기 서술한 사정하에서 이루어진 것으로, 제 1 양태에 의하면, 물체를 유지하는 물체 유지 장치로서, 상기 물체를 하방으로부터 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 의해 지지되고, 상기 물체의 자중에서 기인하여 휜 상기 물체의 면을 유지하는 유지면을 갖고, 상기 휜 물체의 면을 따르도록 상기 유지면을 가동시키고 상기 물체를 상기 유지면에서 유지하는 유지부와, 상기 휜 물체를 상기 유지면에 흡착하는 흡착부를 구비하는 물체 유지 장치가 제공된다.
제 2 양태에 의하면, 물체 유지 장치와, 상기 물체 유지 장치에 유지된 상기 물체를 통하여 에너지 빔으로 노광 대상물을 노광하는 노광 동작에 의해, 상기 물체가 갖는 패턴을 상기 노광 대상물에 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는 노광 장치가 제공된다.
제 3 양태에 의하면, 노광 장치를 사용하여 상기 노광 대상물을 노광하는 것과, 노광된 상기 노광 대상물을 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.
제 4 양태에 의하면, 노광 장치를 사용하여 상기 노광 대상물을 노광하는 것과, 노광된 상기 노광 대상물을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
제 5 양태에 의하면, 지지부와 유지면을 구비하는 물체 유지 장치를 사용하여 물체를 유지하는 물체 유지 방법으로서, 상기 지지부를 사용하여 상기 물체를 하방으로부터 지지하는 것과, 상기 지지부에 의해 지지되고, 상기 물체의 자중에서 기인하여 휜 상기 물체의 면을 유지하는 상기 유지면을, 상기 휜 물체의 면을 따르도록 가동시키는 것과, 상기 휜 물체를 상기 유지면에 흡착시키는 것을 포함하는 물체 유지 방법이 제공된다.
제 6 양태에 의하면, 물체 유지 방법과, 상기 물체 유지 방법에 의해 유지된 상기 물체를 통하여 에너지 빔으로 노광 대상물을 노광하는 노광 동작에 의해, 상기 물체가 갖는 패턴을 상기 노광 대상물에 형성하는 것을 포함하는 노광 방법이 제공된다.
제 7 양태에 의하면, 노광 방법을 사용하여 상기 노광 대상물을 노광하는 것과, 노광된 상기 노광 대상물을 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.
제 8 양태에 의하면, 노광 방법을 사용하여 상기 노광 대상물을 노광하는 것과, 노광된 상기 노광 대상물을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 액정 노광 장치가 갖는 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
도 3(a) 는, 도 2 의 3A 부 확대도, 도 3(b) 는, 도 3(a) 의 3B-3B 선 단면도이다.
도 4(a) ∼ 도 4(c) 는, 마스크 스테이지 장치에 대한 마스크의 로딩 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 3) 이다.
도 5(a) 는 비교예에 관련된 마스크의 지지 장치를 나타내는 도면, 도 5(b) 는, 제 1 실시형태에 관련된 마스크의 지지 장치를 나타내는 도면, 도 5(c) 는, 비교예, 및 제 1 실시형태에 있어서의 마스크의 흡착 압력과 변위량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6(a) 및 도 6(b) 는, 제 1 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 제 1 변형예를 나타내는 도면 (각각 단면도, 및 평면도) 이다.
도 7 은 제 1 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 제 2 변형예를 나타내는 도면이다.
도 8 은 제 1 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 제 3 변형예를 나타내는 도면이다.
도 9 는 제 1 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 제 4 변형예를 나타내는 도면이다.
도 10 은 제 1 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 제 5 변형예를 나타내는 도면이다.
도 11(a) 및 도 11(b) 는, 제 2 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 구성, 및 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 12 는 제 2 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 13 은 제 3 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치의 평면도이다.
《제 1 실시형태》
이하, 제 1 실시형태에 대해, 도 1 ∼ 도 5(c) 를 사용하여 설명한다.
도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 액정 노광 장치 (10) 는, 예를 들어 액정 표시 장치 (플랫 패널 디스플레이) 등에 사용되는 사각형 (각형) 의 유리 기판 (P) (이하, 간단히 기판 (P) 이라고 칭한다) 을 노광 대상물로 하는 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다.
액정 노광 장치 (10) 는, 조명계 (12), 회로 패턴 등의 패턴이 형성된 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 장치 (14), 투영 광학계 (16), 표면 (도 1 에서 ＋Z 측을 향한 면) 에 레지스트 (감응제) 가 도포된 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 장치 (20), 및 이들의 제어계 등을 갖고 있다. 이하, 노광시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (16) 에 대해 각각 상대 주사되는 방향을 X 축 방향으로 하고, 수평면 내에서 X 축에 직교하는 방향을 Y 축 방향, X 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 Z 축 방향으로 하여 설명을 실시한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다.
조명계 (12) 는, 예를 들어 미국 특허 제5,729,331호 명세서 등에 개시되는 조명계와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 조명계 (12) 는, 도시되지 않은 광원 (예를 들어, 수은 램프) 으로부터 사출된 광을, 각각 도시되지 않은 반사경, 다이크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 각종 렌즈 등을 통하여, 노광용 조명광 (조명광) (IL) 으로서 마스크 (M) 에 조사한다. 조명광 (IL) 으로는, 예를 들어 i 선 (파장 365 ㎚), g 선 (파장 436 ㎚), h 선 (파장 405 ㎚) 등의 광 (혹은, 상기 i 선, g 선, h 선의 합성광) 이 사용된다. 조명계 (12) 로부터 마스크 (M) 에 조사되는 조명광 (IL) 의 광축 (AX) 은, Z 축에 거의 평행하다.
마스크 스테이지 장치 (14) 는, 광 투과형의 마스크 (M) 를 유지하는 스테이지 본체 (30) 를 갖고 있다. 스테이지 본체 (30) 는, XY 평면에 거의 평행하게 배치된 판상의 부재로 이루어지고, 중앙부에 마스크 (M) 가 삽입되는 개구부 (32) 가 형성되어 있다. 스테이지 본체 (30) 는, 예를 들어 리니어 모터를 포함하는 마스크 스테이지 구동계를 통하여 조명계 (12) (조명광 (IL)) 에 대해 X 축 방향 (스캔 방향) 으로 소정의 긴 스트로크로 구동됨과 함께, Y 축 방향, 및 θz 방향으로 미소 구동된다. 스테이지 본체 (30) 의 수평면 내의 위치 정보는, 예를 들어 레이저 간섭계 시스템 (혹은 인코더 시스템) 을 포함하는 마스크 스테이지 위치 계측계 (도시 생략) 에 의해 구해진다. 스테이지 본체 (30) 에 의한 마스크 (M) 의 유지 구조에 대해서는 후술한다.
투영 광학계 (16) 는, 마스크 스테이지 장치 (14) 의 하방에 배치되어 있다. 투영 광학계 (16) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서 등에 개시되는 투영 광학계과 동일한 구성의, 이른바 멀티 렌즈형의 투영 광학계이고, 예를 들어 정립정상 (正立正像) 을 형성하는 양측 텔레센트릭한 복수의 광학계 (투영계 모듈 (16a)) 를 구비하고 있다.
액정 노광 장치 (10) 에서는, 조명계 (12) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 소정의 조명 영역 내에 위치하는 마스크 (M) 가 조명되면, 마스크 (M) 를 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (16) 를 통하여 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 패턴의 투영 이미지 (부분적인 패턴의 이미지) 가, 기판 (P) 상의 노광 영역에 형성된다. 그리고, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 마스크 (M) 가 주사 방향으로 상대 이동함과 함께, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 기판 (P) 이 주사 방향으로 상대 이동함으로써, 기판 (P) 상의 하나의 쇼트 영역의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 마스크 (M) 에 형성된 패턴 (마스크 (M) 의 주사 범위에 대응하는 패턴 전체) 이 전사된다. 여기서, 마스크 (M) 상의 조명 영역과 기판 (P) 상의 노광 영역 (조명광의 조사 영역) 은, 투영 광학계 (16) 에 의해 서로 광학적으로 공액의 관계로 되어 있다.
기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 (P) 을 투영 광학계 (16) (조명광 (IL)) 에 대해 고정밀도 위치 결정하는 부분이다. 기판 스테이지 장치 (20) 는, 기판 (P) 을 유지하는 유지 부재 (기판 홀더 등이라고도 칭해진다) 와, 그 유지 부재 (즉 기판 (P)) 를 수평면 (X 축 방향, 및 Y 축 방향) 을 따라 소정의 긴 스트로크로 구동함과 함께, 6 자유도 방향으로 미소 구동하는 구동계를 갖고 있다. 유지 부재 (즉 기판 (P)) 의 6 자유도 방향의 위치 정보는, 예를 들어 레이저 간섭계 시스템 (혹은 인코더 시스템) 을 포함하는 기판 스테이지 위치 계측계 (도시 생략) 에 의해 구해진다.
다음으로, 마스크 스테이지 장치 (14) 가 갖는 스테이지 본체 (30) 에 의한 마스크 (M) 의 지지 및 유지 구조에 대해 설명한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지 장치 (14) 는, 복수의 (본 실시형태에서는, 예를 들어 6 개의) 지지 장치 (40) 를 갖고 있다. 예를 들어, 6 개의 지지 장치 (40) 각각은, 마스크 (M) 를 하방으로부터 지지하는 지지 블록 (50) 을 갖고 있다. 또, 예를 들어 6 개의 지지 장치 (40) 각각은, 마스크 (M) 를 흡착 유지하는 흡착 패드 (46) 를 갖고 있다. 즉, 마스크 (M) 는, 서로 상이한, 예를 들어 6 개의 부분이 지지 블록 (50) 에 의해 지지됨과 함께, 서로 상이한, 예를 들어 6 개의 부분이 흡착 패드 (46) 에 의해 흡착 유지된다.
예를 들어 6 개의 지지 장치 (40) 중, 3 개는 개구부 (32) 를 형성 (규정) 하는 벽면 중, ＋Y 측의 벽면으로부터 개구부 (32) 내에 돌출하여 배치되고, 나머지 3 개는, -Y 측의 벽면으로부터 개구부 (32) 내에 돌출하여 배치되어 있다. 상기 ＋Y 측의 3 개의 지지 장치 (40), 및 -Y 측의 3 개의 지지 장치 (40) 는, 각각 X 축 방향으로 소정 간격으로 배치되어 있다.
여기서, 마스크 (M) 의 하면 (패턴면) 에는, 4 변 각각의 단부 근방에 있어서, 패턴이 형성되어 있지 않은 영역 (이하, 「여백 영역」이라고 칭한다) 이 형성되어 있다. 또, 마스크 (M) 의 하면에 있어서의 패턴이 형성된 영역 (여백 영역보다 마스크 (M) 의 내측 영역) 에는, 패턴 보호용의 펠리클 (도시 생략) 이 장착되어 있다. 예를 들어 6 개의 지지 장치 (40) 중, ＋Y 측의 3 개는, 마스크 (M) 의 ＋Y 측의 단부 근방에 형성된 여백 영역 (펠리클과 간섭하지 않는 영역) 을 하방으로부터 지지함과 함께 흡착 유지하고, -Y 측의 3 개는, 마스크 (M) 의 -Y 측의 단부 근방에 형성된 여백 영역을 하방으로부터 지지함과 함께 흡착 유지하고 있다.
다음으로 지지 장치 (40) 의 구성에 대해 설명한다. 예를 들어 6 개의 지지 장치 (40) 의 구성은, 실질적으로 동일하므로, 그 중 하나에 대해 설명한다. 도 3(a) 및 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 지지 장치 (40) 는, 베이스부 (42), 판 스프링 (44), 흡착 패드 (46), 지지 블록 (50) 등을 갖고 있다.
베이스부 (42) 는, 평면에서 보아 사각형의 평판상의 부재로 이루어지고, 일단 (一端) (도 3(a) 및 도 3(b) 에서는, -Y 측의 단부) 이 스테이지 본체 (30) 의 하면에 고정되어 있다. 베이스부 (42) 의 타단 (도 3(a) 및 도 3(b) 에서는, ＋Y 측의 단부) 은, 스테이지 본체 (30) 로부터 개구부 (32) 내에 돌출되어 있다. 베이스부 (42) 는, Y 축 방향에 관한 중간부에 단차부가 형성되어 있고, 타단부측의 영역이 일단부측의 영역에 비해 약간 (베이스부 (42) 자체의 강성에 영향이 없을 정도로) 얇게 형성되어 있다.
베이스부 (42) 의 타단부 근방에 있어서의 상면에는, 지지 블록 (50) 이 고정되어 있다. 지지 블록 (50) 은, X 축 방향으로 연장되는 YZ 단면 사각형상의 부재로 이루어진다. 본 실시형태에 있어서, 지지 블록 (50) 은, 예를 들어 스테인리스강 등의 금속 재료에 의해 형성되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 정밀도 변화가 적은 세라믹에 의해 형성되어도 된다. 또, 지지 블록 (50) 은, 마스크 (M) 의 하면에 직접 접촉하므로, 마스크 (M) 와 동일한 유리에 의해 형성되어도 된다. 또, 본 실시형태에서는, 지지 블록 (50) 과 베이스부 (42) 는, 별도의 부재로 되어 있지만, 이들은 일체적으로 형성되어 있어도 된다.
판 스프링 (44) 은, 탄력성 (탄성) 을 갖는 판재 (예를 들어, 강판) 에 의해 형성되어 있다. 판 스프링 (44) 은, XY 평면에 거의 평행하게 배치되어 있고, Z 축, 및 θx 방향으로 탄성을 갖는 반면, XY 평면에 평행한 방향 (특히 X 축 방향) 에 관해서는, 소정의 강성을 갖고 있다. 판 스프링 (44) 의 일단은, 베이스부 (42) 의 상면에 있어서의 단차부보다 일단측 (두께가 두꺼운 측) 의 영역에 심 (48a) 을 개재하여 볼트 (48) 에 의해 고정되어 있다. 판 스프링 (44) 의 타단 (이하 「선단부」라고 칭한다) 은, 베이스부 (42) 의 상면에 있어서의 단차부보다 선단측 (두께가 얇은 측) 의 영역으로 돌출되어 있고, 베이스부 (42) 의 상면과 판 스프링 (44) 의 하면 사이에 소정의 간극이 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태의 지지 장치 (40) 는, X 축 방향으로 이간된, 예를 들어 2 장의 판 스프링 (44) 을 갖고 있지만, 판 스프링 (44) 의 수는, 특별히 한정되지 않는다.
흡착 패드 (46) 는, X 축 방향으로 연장되는 평판상의 부재로 이루어지고 (도 3(a) 참조), 판 스프링 (44) 의 선단측의 영역, 즉 자유단측의 상면 상에 고정되어 있다. 상기 서술한 지지 블록 (50) 은, 흡착 패드 (46) 보다 마스크 (M) 의 중앙부측 (도 3(b) 에서는 ＋Y 측) 에 배치되어 있다. 흡착 패드 (46) 의 상면 (흡착면) 에는, X 축 방향으로 연장되는 홈 (46a) 이 형성되고, 그 홈 (46a) 의 바닥면의 중앙부에 흡인구 (46b) 가 형성되어 있다. 흡인구 (46b) 는, 흡착 패드 (46) 의 측면에 개구되는 외부 접속용의 개구부 (46c) (도 3(a) 에서는 도시 생략. 도 3(b) 참조) 에 연통되어 있다. 흡착 패드 (46) 의 홈 (46a) 에는, 상기 개구부 (46c), 및 흡인구 (46b) 를 통하여 외부로부터 진공 흡인력이 공급된다. 또, 흡착 패드 (46) 의 상면 (흡착면) 의 높이 위치는, 지지 블록 (50) 의 상단면보다 높은 위치 (＋Z 측) 가 되도록 설정되어 있다. 또한, 도 3(b) 에서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 마스크 (M) 가 실제보다 휜 상태로 (경사져) 나타나 있다.
다음으로, 마스크 스테이지 장치 (14) 에 대한 마스크 (M) 의 로딩시에 있어서의 지지 장치 (40) 의 동작에 대해 도 4(a) ∼ 도 4(c) 를 사용하여 설명한다.
도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 가 도시를 생략한 마스크 로더에 의해 하강 구동 (도 4(a) 의 화살표 참조) 되면, 마스크 (M) 의 하면은, 최초로 흡착 패드 (46) 에 접촉한다. 이 때, 흡착 패드 (46) 는, 진공 흡인을 실시하지 않는다. 따라서, 흡착 패드 (46) 는, 마스크 (M) 를 구속하지 않고, 판 스프링 (44) 은, 마스크 (M) 의 자중에 의해 선단부가 하방으로 휜다. 또한, 판 스프링 (44) 은, 자유단측에 흡착 패드 (46) 가 고정되어 있으므로, 마스크 (M) 를 지지하고 있지 않은 상태에서도 선단부가 처지도록 약간 변형되어 있는데, 이것에 한정되지 않는다.
이어서, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 의 하면이 지지 블록 (50) 에 접촉한다. 이로써, Z 축 방향에 관하여, 마스크 스테이지 장치 (14) 에 의한 마스크 (M) 의 지지 위치 (도 4(b) 에서 동그라미 표시 S 로 나타내는 위치) 가 기계적으로 결정된다. 여기서, 지지 블록 (50) 은, X 축 방향으로 연장되어 있기 때문에, 지지 블록 (50) 과 마스크 (M) 는, 선 접촉하고 있다. 마스크 (M) 는, ＋Y 측, 및 -Y 측의 단부 근방이 복수의 지지 블록 (50) 에 하방으로부터 지지되므로 (도 2 참조), 그 자중에서 기인하여, Y 축 방향에 관한 중앙부가 -Z 방향으로 볼록상으로 장출 (張出) 하도록 휨이 발생한다.
또, 마스크 (M) 가 지지 블록 (50) 에 지지된 후, 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 흡착 패드 (46) 가 마스크 (M) 를 흡착 유지한다. 이 때, 지지 장치 (40) 에서는, 지지 블록 (50) 이 마스크 (M) 를 미리 지지 (-Z 방향에 관하여 구속) 하고 있기 때문에, 마스크 (M) 는, 흡착 패드 (46) 로부터의 흡인력에 의해서는, -Z 방향으로는 이동하지 않는다. 이 때, 흡착 패드 (46) 는, 판 스프링 (44) 의 작용에 의해 흡착면이 마스크 (M) 의 하면을 따라 (모방하여) 변위되고 있고, 그 흡인력은, 마스크 (M) 의 하면에 수직으로 작용 (도 4(c) 의 화살표 참조) 한다. 또, 마스크 (M) 를 XY 평면 내에서 구속할 수 있으면 되므로, 흡착 패드 (46) 에 의한 흡인력은, 비교적 작아도 되고, 마스크 (M) 에 작용하는 상기 지지 위치 (S) 둘레의 모멘트는, 무시할 수 있는 정도로 작다. 즉, 흡착 패드 (46) 는, 마스크 (M) 의 자중에서 기인되는 휨에 영향을 주지 않도록, 마스크 (M) 를 스테이지 본체 (30) 에 대해 구속 (고정) 한다.
여기서, 상기 서술한 바와 같이, 마스크 (M) 는, 자중에서 기인하여 휨이 발생하고 있는데, 그 휨량은, Y 축 방향의 위치에 따라 상이하고, 마스크 (M) 의 Y 축 방향에 관한 중앙부에 있어서의 휨량은, Y 축 방향에 관한 양단부 근방에 비해 커진다. 따라서, 마스크 (M) 의 패턴면과 기판 (P) (도 1 참조) 의 상면 (노광면) 의 간격 (마스크 (M) 의 패턴면으로부터 결상면까지의 거리) 에 차 (편차) 가 발생한다.
이것에 대해, 본 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 에서는, 투영 광학계 (16) (각각 도 1 참조) 를 사용하여 상기 편차를 보상한다. 즉, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (16) 는, 이른바 멀티 렌즈 광학계이고, 지그재그 형상으로 배치된 복수 (도 1 에서는, 예를 들어 5 개) 의 투영계 모듈 (16a) 을 구비하고, 그 복수의 투영계 모듈 (16a) 은, 각각이 독립적으로 포커스 위치 조정 기구, 이미지 시프트 기구, 배율 조정 기구 등을 구비하고 있다. 따라서, 상기 서술한 바와 같이, 마스크 (M) 에 자중에서 기인되는 휨이 발생해도 (마스크 (M) 와 기판 (P) 사이의 거리에 편차가 발생해도), 그 휨량에 따라, 각 투영계 모듈 (16a) 을 독립적으로 제어하여 결상 조건을 조정함으로써, 원하는 노광 정밀도를 확보할 수 있다. 또한, 투영계 모듈 (16a) 의 개수 등은 일례이며, 적절히 변경이 가능하다.
다음으로, 본 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (14) 의 작용 및 효과를, 비교예와 비교하여 설명한다. 도 5(a) 에는, 비교예에 관련된 마스크 스테이지 장치의 지지 장치 (90) 가 나타나 있다. 지지 장치 (90) 의 스테이지 본체 (30) (도 2 참조) 에 대한 배치는, 본 실시형태의 지지 장치 (40) 와 동일한 것으로 한다.
도 5(b) 에 나타내는 본 실시형태의 지지 장치 (40) 에서는, 흡착 패드 (46) 가 판 스프링 (44) 에 의해 캔틸레버 지지되어 있는 것에 대해, 도 5(a) 에 나타내는 비교예의 지지 장치 (90) 에서는, 베이스부 (92) 의 상면에 직접 흡착 패드 (94) 가 직접 고정되어 있다. 즉, 본 실시형태에 관련된 흡착 패드 (46) (도 5(b) 참조) 는, 흡착면이 마스크 (M) 의 하면에 따라 변위 (Z 축, 및 θx 방향으로 이동) 가능했던 것에 대해, 비교예에 관련된 흡착 패드 (94) (도 5(a) 참조) 는, 흡착면의 위치가 XY 평면에 거의 평행한 상태로 고정되어 있다. 따라서, 지지 장치 (90) 에서는, 마스크 (M) 를 흡착 유지하는 흡착 패드 (94) 가, 마스크 (M) 를 지지 위치 (S) 에 있어서 지지하는 지지 부재로서의 기능도 갖고 있다. 또, 비교예에 관련된 지지 장치 (90) 는, 흡착 패드 (94) 로부터의 흡착압에 의해, 마스크 (M) 의 하면이 수평면에 대해 평행이 되도록, 그 마스크 (M) 를 평면 교정하는 (휨의 절대값을 작게 하는) 것을 목적으로 하고 있다. 이것에 대해, 도 5(b) 에 나타내는 본 실시형태의 지지 장치 (40) 는, 마스크 (M) 의 자중에서 기인되는 휨을 허용하는 (마스크 (M) 의 휨은, 광학적으로 보상한다) 구성이다.
여기서, 도 5(c) 의 그래프에 나타내는 바와 같이, 비교예에 관련된 지지 장치 (90) 에서는, 흡착압 (부압) 의 변화에 대해, 마스크 (M) 의 자유 휨 (마스크 (M) 에 작용하는 자중만에 의한 휨량) 으로부터의 변위량이 큰 (부압의 변화에 대해 민감하게 휨량이 변화된다) 것을 알 수 있다. 즉, 비교예에 관련된 지지 장치 (90) 에서는, 흡착 패드 (94) 로부터의 흡착압이 변화되는 경우에는, 마스크 (M) 의 휨량 (휨 형상) 이 안정되지 않는다. 이 경우, 마스크 (M) 와 기판 (P) (도 1 참조) 의 간격이 안정되지 않기 때문에, 멀티 렌즈 광학계를 사용하여 마스크 (M) 의 휨을 보상하는 것이 곤란해진다. 상기 흡착압의 변화는, 흡착 패드 (94) 의 흡착면과 마스크 (M) 의 하면의 평행도의 저하 (미크론 단위의 미소한 간극의 발생) 에서 기인하여 용이하게 발생하는 것이다.
이것에 대하여, 도 5(b) 에 나타내는 본 실시형태에 관련된 지지 장치 (40) 에서는, 마스크 (M) 를 지지하는 기능을 갖는 지지 블록 (50) 과, 마스크 (M) 를 흡착 유지하는 기능을 갖는 흡착 패드 (46) 가 분리되어 있다. 흡착 패드 (46) 는, 지지 블록 (50) 에 의해 미리 지지된 마스크 (M) 를 흡착 유지하고, 또한 흡착 패드 (46) 의 흡착면은, 마스크 (M) 의 하면을 따라 (모방하여) 변위 가능하게 되어 있다. 이로써, 도 5(c) 의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 지지 장치 (40) 에서는, 흡착압이 변화되어도, 마스크 (M) 의 자유 휨으로부터의 변위량의 변동이 적은 것을 알 수 있다. 따라서, 만일 흡착 패드 (46) 에 의한 마스크 (M) 의 흡착압이 변동되어도, 마스크 (M) 의 휨량의 변화가 작고, 마스크 (M) 와 기판 (P) (도 1 참조) 의 간격이 안정된다. 이로써, 상기 서술한 바와 같이, 멀티 렌즈 광학계를 사용하여 용이하게 마스크 (M) 의 휨을 보상할 수 있고, 노광 정밀도가 향상된다.
또한, 비교예에 관련된 지지 장치 (90) 에 있어서, 마스크 (M) 의 자유 휨량을 고려하여 미리 베이스부 (92) 를 경사지게 하여 배치하는 것도 생각할 수 있지만, 흡착 패드 (94) 에 의한 마스크 (M) 의 지지 위치 (S) 의 위치가, 마스크 (M) 의 자유 휨량에 따라 변화되므로, 마스크 (M) 의 휨량을 안정화하는 것은 곤란하다.
이상 설명한 제 1 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (14) 에 의하면, 마스크 (M) 를 마스크 스테이지 장치 (14) 상에 리로드 (상이한 노광 장치 사이에서 리로드하는 경우도 포함한다) 하는 경우에도, 마스크 (M) 의 휨량 (휨 형상) 의 재현성이 향상된다. 따라서, 멀티 렌즈형의 투영 광학계 (16) 를 사용하여 확실하게 마스크 (M) 의 휨을 보상하여, 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 이상 설명한 제 1 실시형태에 관련된 마스크 (M) 의 지지 장치 (40) 의 구성은 일례이며, 적절히 변형이 가능하다. 예를 들어 베이스부 (42) 의 선단부에 장착되고, 마스크 (M) 의 하면을 지지하는 지지 부재는, 상기 제 1 실시형태와 같은 단면 사각형의 부재 (지지 블록 (50)) 에 한정되지 않고, 예를 들어 도 6(a) 및 도 6(b) 에 나타내는 제 1 변형예에 관련된 마스크 (M) 의 지지 장치 (40A) 가 갖는 지지봉 (52) 과 같이, 단면 원형상의 부재로 이루어져도 된다. 또, 지지 부재 (지지 블록 (50) 을 포함한다) 의 길이는, 도 6(b) 에 나타내는 지지봉 (52) 과 같이, 마스크 (M) 의 X 축 방향의 길이보다 길어도 되고, 예를 들어 3 개의 베이스부 (42) 상에 지지봉 (52) 이 가설되어 있어도 된다. 또한, 지지봉 (52) 은, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 각 지지 장치 (40A) 각각의 베이스부 (42) 에 대해 개별적으로 형성되어 있어도 된다. 본 변형예에 관련된 지지 장치 (40A) 에서는, 마스크 (M) 와 지지봉 (52) 이 선 접촉하는 접촉 부분의 진직도를, 가공에 의해 상기 지지 블록 (50) 보다 용이하게 향상시킬 수 있다. 또한, 마스크 (M) 와 지지봉 (52) 을 선 접촉시킬 수 있으면, 지지봉 (52) 의 단면은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 반원 형상이어도 된다.
또, 도 7 에 나타내는 제 2 변형예에 관련된 지지 장치 (40B) 와 같이, 판 스프링 (44) 의 하면과 베이스부 (42) 의 상면 사이에 압축 코일 스프링 (54) 을 삽입하고, 흡착 패드 (46) 에 중력 방향 상방향의 힘 (흡착 패드 (46) 를 마스크 (M) 에 가압하는 힘) 을 작용시켜도 된다. 이 경우, 흡착 패드 (46) 의 흡착면과 마스크 (M) 의 하면을 확실하게 접촉시키는 것 (흡착 패드 (46) 와 마스크 (M) 사이에 간극이 형성되는 것을 억제하는 것) 이 가능해진다. 또, 흡착 패드 (46) 의 진동을 억제할 수도 있다. 또한, 압축 코일 스프링 (54) 이 흡착 패드 (46) 에 부여하는 중력 방향 상방향의 힘은, 마스크 (M) 의 자중에 의한 휨량에 영향을 주지 않을 정도의 크기 (강도) 인 것이 바람직하다. 또, 압축 코일 스프링 (54) 대신에, 예를 들어 판 스프링과 같은 다른 스프링 부재, 혹은 고무계, 합성 수지계의 재료에 의해 형성된 탄성체를 판 스프링 (44) 과 베이스부 (42) 사이에 삽입해도 된다.
또, 도 8 에 나타내는 제 3 변형예에 관련된 지지 장치 (40C) 와 같이, 판 스프링 (44C) 의 길이 방향 중간 부분에 굴곡부가 형성되어 있어도 된다. 이 경우도 상기 제 2 변형예 (도 7 참조) 와 동일하게, 흡착 패드 (46) 를 마스크 (M) 에 대해 가압할 수 있다.
또, 도 9 에 나타내는 제 4 변형예에 관련된 지지 장치 (40D) 와 같이, 서로 두께 (스프링 정수 (定數)) 가 상이한 2 종류의 판 스프링 (44D1), 판 스프링 (44D2) 을 개재하여, 흡착 패드 (46) 를 베이스부 (42) 에 장착하고, 상기 제 2 변형예 (도 7 참조) 와 동일하게, 흡착 패드 (46) 를 마스크 (M) 에 대해 가압해도 된다.
또, 도 10 에 나타내는 제 5 변형예에 관련된 지지 장치 (40E) 와 같이, 상기 제 1 실시형태의 지지 장치 (40) 의 판 스프링 (44) (각각 도 3(b) 참조) 대신에, 흡착 패드 (46) 와 베이스부 (42) 사이에 통형상 판 스프링 (56) 을 배치하고, 그 통형상 판 스프링 (56) 에 의해서만 흡착 패드 (46) 를 지지해도 된다. 그 통형상 판 스프링 (56) 은, Z 축 방향에 대한 탄성에 더하여, θx 방향, 및 θy 방향에 대한 탄성도 갖고 있고, 흡착 패드 (46) 를 자유롭게 요동 (좌우로 흔드는 동작) 할 수 있도록 지지하고 있다. 이 경우도 상기 제 2 변형예 (도 7 참조) 와 동일하게, 흡착 패드 (46) 를 마스크 (M) 에 대해 가압할 수 있다.
《제 2 실시형태》
다음으로, 제 2 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (114) 에 대해, 도 11(a) 및 도 11(b) 를 사용하여 설명한다. 제 2 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (114) 의 구성은, 마스크 (M) 의 지지 장치 (60) 의 구성이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하므로, 이하, 차이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기 제 1 실시형태 (도 3(b) 등 참조) 에 있어서, 흡착 패드 (46) 는, 마스크 (M) 의 하면을 흡착 유지한 것에 대해, 본 제 2 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (114) 의 지지 장치 (60) 에서는, 도 11(b) 에 나타내는 바와 같이, 흡착 패드 (62) 가 마스크 (M) 의 상면을 흡착 유지하는 점이 상이하다. 이하, 지지 장치 (60) 의 구성, 및 동작에 대해 설명한다. 또한, 마스크 스테이지 장치 (114) 에서는, 복수 (예를 들어, 6 개) 의 지지 장치 (60) 가, 상기 제 1 실시형태와 동일한 배치 (도 2 등 참조) 로 스테이지 본체 (130) 에 장착되어 있지만, 도 11(a) 및 도 11(b) 에는, 그 중 하나가 나타나 있다.
지지 장치 (60) 가 갖는 베이스부 (142) 의 선단부에는, 지지 패드 (68) 가 볼 (68a) 을 개재하여 볼트 (68b) 에 의해 장착되어 있다. 지지 패드 (68) 의 지지면은, 마스크 (M) 의 하면에 대향 가능하도록 ＋Z 방향 (상방향) 을 향하고 있고, 또한 볼 (68a) 에 의해 수평면에 대해 경사 가능 (베이스부 (142) 에 대해 θx 및 θy 방향으로 요동 가능) 하게 되어 있다. 따라서, 지지 패드 (68) 는, 마스크 (M) 의 자중에 의한 변형 (자연 휨) 을 저해하지 않는다. 또한, 지지 패드 (68) 는, 마스크 (M) 의 여백 영역 (펠리클 (PL) 의 외측 영역) 에 접촉함으로써, 그 마스크 (M) 의 Z 축 방향의 위치를 설정 (규정) 하지만, 흡착 유지 등은 실시하지 않는다.
지지 장치 (60) 에 있어서, 마스크 (M) 의 XY 평면 내의 위치의 구속 (유지) 은, 흡착 패드 (62) 가 실시한다. 흡착 패드 (62) 는, 상기 제 1 실시형태와 동일하게 판 스프링 (64) 의 일단에 장착되어 있다. 흡착 패드 (62) 의 타단은, 액추에이터 (66) 에 접속되어 있고, 흡착 패드 (62) 와 판 스프링 (64) 이 일체적으로 액추에이터 (66) 에 의해 θx 방향으로 회전 구동된다. 액추에이터 (66) 는, 도시를 생략한 장착 부재를 개재하여 스테이지 본체 (130) 에 고정되어 있다. 흡착 패드 (62) 는, 마스크 (M) 의 로딩시 등에는, 스테이지 본체 (130) 의 상면에 형성된 오목부 (절결) (130A) 내에 수용되고, 마스크 (M) 가 지지 패드 (68) 상에 재치 (載置) 되면, 액추에이터 (66) 에 의해, 예를 들어 180°정도 회전 구동된다 (도 11(b) 의 화살표 참조). 이로써, 마스크 (M) 의 여백 영역이, 상기 서술한 지지 패드 (68) 와 흡착 패드 (62) 에 의해 상하 (Z 축) 방향으로 끼인다. 흡착 패드 (62) 가 외부로부터 공급되는 진공 흡인력에 의해 마스크 (M) 를 흡착 유지하는 점에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다. 이 경우도, 상기 제 1 실시형태와 동일하게, 흡착 패드 (62) 는, 마스크 (M) 의 자중에 의한 변형 (자연 휨) 을 저해하지 않는 흡착압으로 그 마스크 (M) 를 흡착 유지하는 것이 바람직하다. 본 제 2 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (114) 에서도, 상기 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻는 것, 즉, 마스크 (M) 의 자중에 의한 변형 (자연 휨) 에 영향을 주지 않고, 마스크 (M) 를 유지할 수 있다.
또한, 이상 설명한 제 2 실시형태의 구성은, 적절히 변형이 가능하다. 예를 들어 도 12 에 나타내는 제 2 실시형태의 변형예에 관련된 마스크 스테이지 장치 (114A) 의 지지 장치 (60A) 와 같이, 베이스부 (142A) 에 액추에이터 (66) 를 개재하여 장착된 흡착 패드 (62A) 가, 마스크 (M) 의 측면을 흡착 유지해도 된다. 이 경우도, 흡착 패드 (62A) 는, 마스크 (M) 의 자중에 의한 변형 (자연 휨) 을 저해하지 않는 흡착압으로 그 마스크 (M) 를 흡착 유지하는 것이 바람직하다. 본 변형예에서는, 흡착 패드 (62A) 의 회전 각도가 상기 제 2 실시형태 (도 11(b) 참조) 보다 작기 때문에, 보다 신속하게 마스크 (M) 의 유지를 실시할 수 있다. 또, 스테이지 본체 (30) 에 흡착 패드 (62A) 를 수용하기 위한 오목부를 형성하지 않아도 된다.
《제 3 실시형태》
다음으로, 제 3 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (214) 에 대해, 도 13 을 사용하여 설명한다. 제 3 실시형태에 관련된 마스크 스테이지 장치 (214) 의 구성은, 마스크 (M) 의 유지 장치 (80) 의 구성이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하므로, 이하, 차이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 흡착 패드 (46 (도 3(b) 참조), 62 (도 11(b) 참조)) 가 마스크 (M) 에 흡인력을 작용시키고, 그 흡인력에 의한 흡착 패드 (46, 62) 와 마스크 (M) 사이의 마찰력에 의해, 그 마스크 (M) 의 XY 평면 내의 위치를 구속한 것에 대해, 본 제 3 실시형태에서는, 마스크 스테이지 장치 (214) 가 갖는 스테이지 본체 (230) 의 개구부 (232) 를 형성하는 벽면의 일부에 대해, 유지 장치 (80) 가 마스크 (M) 를 가압함으로써 마스크 (M) 의 XY 평면 내의 위치를 구속하는 점이 상이하다. 이하, 마스크 스테이지 장치 (214) 가 갖는 유지 장치 (80) 의 구성, 및 동작에 대해 설명한다.
도 13 에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지 장치 (214) 의 스테이지 본체 (230) 의 중앙부에는, 개구부 (232) 가 형성되어 있고, 그 개구부 (232) 내에 마스크 (M) 가 삽입되어 있다. 따라서, 마스크 (M) 의 4 변 각각의 측면과, 개구부 (232) 를 형성하는 벽면은, 소정의 간극을 개재하여 대향하고 있다.
유지 장치 (80) 는, 가압 부재 (82), 액추에이터 (84), 및 1 쌍의 기준 부재 (88) 를 포함한다. 1 쌍의 기준 부재 (88) 는, 마스크 (M) 의 -X 측의 측면과, 그 -X 측의 측면에 대향하는 벽면 (＋X 방향을 향한 벽면) 사이에, Y 축 방향으로 이간되어 배치되어 있다. 1 쌍의 기준 부재 (88) 는, 스테이지 본체 (230) 에 고정되어 있고, 마스크 (M) 의 스테이지 본체 (230) 에 대한 위치 결정의 기준으로서 기능한다. 가압 부재 (82) 는, 마스크 (M) 의 ＋X 측의 측면과, 그 ＋X 측의 측면에 대향하는 벽면 (-X 방향을 향한 벽면) 사이에 배치되어 있다. 가압 부재 (82) 는, 스테이지 본체 (230) 에 형성된 오목부 (230a) 내에 수납된 액추에이터 (84) 에 접속되어 있고, 그 액추에이터 (84) 에 의해 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 이동 가능하게 되어 있다.
유지 장치 (80) 는, 마스크 (M) 가 복수의 지지 블록 (50) 에 지지된 후, 가압 부재 (82) 를 개재하여 액추에이터 (84) 가 마스크 (M) 의 Y 축 방향에 관한 중앙부를 -X 방향으로 가압함으로써, 마스크 (M) 를 1 쌍의 기준 부재 (88) 에 대해 가압한다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 실시형태 (각각 도 3(b), 도 11(b) 참조) 에서는, 마스크 (M) 는 마찰력에 의해 스테이지 본체 (30, 130) 에 유지된 것에 대해, 본 제 3 실시형태에서는, 마스크 (M) 는, 가압력에 의해, 직접적으로 스테이지 본체 (230) 에 파지된다. 본 제 3 실시형태에서는, 마스크 (M) 의 여백 영역이 좁은 (흡착 패드에 의한 진공 흡착 유지가 곤란한) 경우에도, 확실하게 마스크 (M) 를 유지할 수 있다. 또, 유지 장치 (80) 는, 마스크 (M) 에 대해 스캔 방향 (도 13 의 화살표 참조) 으로 가압력을 작용시키므로, 마스크 (M) 의 자중에 의한 휨을 저해하지 않는다 (가압력에 의해 마스크 (M) 의 자유 휨량에 영향이 없다). 따라서, 투영 광학계 (16) (도 1 참조) 를 사용하여 광학적으로 노광 정밀도에 대한 영향을 억제할 수 있다.
또한, 이상 설명한 제 1 ∼ 제 3 의 각 실시형태 (그 변형예도 포함한다. 이하 동일) 의 구성은 일례로서, 적절히 변경이 가능하다. 즉, 마스크 스테이지 장치로는, 마스크 (M) 가 지지 부재 (예를 들어, 상기 제 1 실시형태의 지지 블록 (50)) 에 의해 하방으로부터 지지된 상태에서 발생한 휨에 영향을 주지 않도록 (도 5(c) 의 그래프와 같은 특성이 재현되도록) 그 마스크 (M) 를 유지할 수 있으면 되고, 그 구성은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 각 실시형태에 있어서, 마스크 (M) 는, 도 3(b) 에 나타내는 지지 블록 (50) (단면 사각형의 봉상 부재), 혹은 도 6(a) 에 나타내는 지지봉 (52) (단면 원형의 봉상 부재) 에 의해 지지되므로, 마스크 (M) 와 지지 블록 (50) (혹은 지지봉 (52)) 이 선 접촉하는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 마스크 스테이지 장치는, 예를 들어 X 축 방향으로 소정 간격으로 배치된 복수의 구체 (球體) 에 의해 마스크 (M) 를 복수 점에서 지지하는 (마스크 (M) 와 각 구체가 점 접촉하는) 구성이어도 된다.
또, 예를 들어 상기 제 2 실시형태에 있어서, 마스크 스테이지 장치 (114) 는, 지지 패드 (68) 에 의해 하방으로부터 지지된 (자연 휨이 발생한) 마스크 (M) 를 흡착 패드 (62) 에 의해 유지했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 흡착 패드 (62) 를 생략하고, 지지 패드 (68) 가 마스크 (M) 의 하면을 흡착 유지해도 된다. 이 경우, 노광 동작시에 있어서의 스테이지 본체 (130) 의 스캔 방법에 대한 이동에 의해 마스크 (M) 가 스테이지 본체 (130) 에 대해 이동하지 않도록, 지지 패드 (68) 의 경사 가능 방향을 θx 방향으로 제한 (혹은, 마스크 (M) 의 유지 후에 경사 동작 자체를 제한) 하면 된다.
또, 예를 들어 상기 제 3 실시형태에 있어서, 마스크 스테이지 장치 (214) 는, 마스크 (M) 에 X 축으로 평행한 가압력을 작용시켜 그 마스크 (M) 를 유지했지만, 마스크 (M) 에 작용시키는 가압력에 의해, 그 마스크 (M) 의 휨 형상에 영향을 주지 않으면, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 Y 축 방향으로 가압력을 작용시켜도 된다. 또, 마스크 스테이지 장치 (214) 는, 마스크 (M) 에 가압력을 작용시켜 그 마스크 (M) 를 유지했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 마스크 (M) 에 인장력을 작용시켜 그 마스크 (M) 를 유지해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서, 마스크 스테이지 장치 (14) 등은, 마스크 (M) 의 Y 축 방향에 관한 양단부 근방에 형성된 여백 영역을 지지 블록 (50) 등을 사용하여 하방으로부터 지지했지만, 예를 들어 마스크 (M) 의 Y 축 방향에 관한 중앙부 근방에 여백 영역 (비패턴 영역) 이 형성되어 있는 경우에는, 그 중앙부 근방의 여백 영역을 지지하는 지지 부재를 추가로 갖고 있어도 된다. 이 경우에도, 양단부 근방, 및 중앙부 근방이 지지된 상태의 마스크 (M) 를 흡착 패드 (46) 등을 사용하여 유지했을 때에, 유지 전후에서 휨 형상 (휨량) 이 실질적으로 변화되지 않으면 된다.
또, 상기 각 실시형태에 있어서, 마스크 (M) 는 흡착 패드 (46) 에 의한 진공 흡착에 의해 유지되어 있었지만, 이것에 한정되지 않고, 정전 흡착이나 클램프 등의 기계적인 방법에 의해 유지되어 있어도 된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서, 흡착 패드 (46), 및 지지 블록 (50) (혹은 지지봉 (52)) 각각은, 공통의 베이스부 (42) 에 장착되었지만, 이것에 한정되지 않고, 흡착 패드 (46) 가 장착되는 베이스 부재와, 지지 블록 (50) 이 장착되는 베이스 부재가, 별도의 부재여도 된다. 또, 상기 제 1 실시형태에 있어서, 지지 블록 (50) 은, 흡착 패드 (46) 보다 마스크 (M) 의 Y 축 방향에 관한 중앙부측을 돌출하여 배치되었지만, 이것에 한정되지 않고, 지지 블록 (50) 과 흡착 패드 (46) 의 Y 축 방향의 위치가 중복되어 있어도 된다.
또, 액정 노광 장치 (10) 에 있어서, 노광 대상물인 기판 (P) 을 상기 각 실시형태에 관련된 물체의 지지 장치 (예를 들어, 상기 제 1 실시형태에 관련된 복수의 지지 장치 (40)) 에 의해 유지해도 된다.
또한, 조명계 (12) 에서 사용되는 광원, 및 그 광원으로부터 조사되는 조명광 (IL) 의 파장은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광이나, F2 레이저광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 투영 광학계 (16) 로서 등배계가 사용되었지만, 이것에 한정되지 않고, 축소계, 혹은 확대계를 사용해도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 액정 노광 장치가 스캐닝·스테퍼형인 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 스테퍼 등의 정지형 노광 장치에 상기 각 실시형태의 마스크 스테이지 장치 (14) 등을 사용해도 된다.
또, 노광 장치의 용도로는, 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 유기 EL (Electro-Luminescence) 패널 제조용의 노광 장치, 반도체 제조용의 노광 장치, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다. 또, 노광 대상물이 플랫 패널 디스플레이용의 기판인 경우, 그 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 필름상 (가요성을 갖는 시트상의 부재) 의 것도 포함된다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치는, 1 변의 길이, 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 기판이 노광 대상물인 경우에 특히 유효하다. 또, 노광 대상의 기판이 가요성을 갖는 시트상인 경우에는, 그 시트가 롤상으로 형성되어 있어도 된다.
액정 표시 소자 (혹은 반도체 소자) 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 스텝, 이 설계 스텝에 기초한 마스크 (혹은 레티클) 를 제작하는 스텝, 유리 기판 (혹은 웨이퍼) 을 제작하는 스텝, 상기 서술한 각 실시형태의 노광 장치, 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 유리 기판에 전사하는 리소그래피 스텝, 노광된 유리 기판을 현상하는 현상 스텝, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 스텝, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 스텝, 디바이스 조립 스텝, 검사 스텝 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 스텝에서, 상기 실시형태의 노광 장치를 사용하여 전술한 노광 방법이 실행되고, 유리 기판 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
산업상 이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 물체 유지 장치 및 방법은, 물체를 유지하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 노광 장치 및 방법은, 노광 대상물에 소정의 패턴을 형성하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 생산에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 생산에 적합하다.
10 : 액정 노광 장치,
14 : 마스크 스테이지 장치,
30 : 스테이지 본체,
40 : 지지 장치,
42 : 베이스부,
44 : 판 스프링,
46 : 흡착 패드,
50 : 지지 블록,
M : 마스크.

Claims (39)

  1. 마스크에 형성된 패턴을 기판 상에 노광하는 노광 장치에서 사용되는, 상기 마스크를 유지하는 마스크 유지 장치로서,
    상기 마스크 상의 소정 방향으로 떨어져 상기 마스크의 하면인 지지면에서 상기 마스크를 지지하는 복수의 지지부와,
    상기 지지면과는 상이한 상기 마스크의 유지면에서 상기 마스크를 유지하는 유지부를 포함하고,
    복수의 상기 지지부는, 상기 마스크의 자중에 의해 중력 방향으로 아래로 볼록해지도록 휘어, 소정의 휨 형상이 된 상기 마스크를 지지하고,
    상기 유지부는, 복수의 상기 지지부에 의해 지지된 상태에서 상기 소정의 휨 형상이 된 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 소정 방향과 상기 중력 방향에 교차하는 방향에서 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 유지면을 가압하여 유지하는, 마스크 유지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 유지면인 제 1 면과 접촉하는 제 1 부재와,
    상기 제 1 면과는 상이한 상기 유지면인 제 2 면과 접촉하여 상기 마스크를 유지하는 제 2 부재를 구비하는, 마스크 유지 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재는, 상기 소정 방향과 중력 방향에 교차하는 방향에 관하여 서로 떨어져 배치되는, 마스크 유지 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 제 1 면에 상기 제 1 부재를 가압시키고, 상기 제 2 면에 상기 제 2 부재를 접촉시켜 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 제 2 면에 대해 상기 제 2 부재를 가압하여 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 장치.
  8. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 제 1 부재에 의해 상기 제 1 면을 당기고, 상기 제 2 부재에 의해 상기 제 2 면을 당겨 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정 방향과 중력 방향에 교차하는 방향은, 노광 중에 상기 마스크가 이동되는 주사 방향인, 마스크 유지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 유지면을 유지하는 흡착부와, 상기 흡착부를 구동시키는 구동부를 포함하고,
    상기 구동부는, 상기 흡착부를 구동시킴으로써 상기 흡착부를 상기 유지면에 흡착시켜, 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 마스크의 상면을 유지하는, 마스크 유지 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 유지부는, 상기 마스크의 측면을 유지하는, 마스크 유지 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 지지부를 상기 소정 방향과, 상기 소정 방향과 중력 방향에 교차하는 방향이 이루는 면에 대해 경사시켜 상기 마스크를 지지하는, 마스크 유지 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 지지면에 상기 지지부를 점 접촉시켜 상기 마스크를 지지하는 마스크 유지 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 지지면에 상기 지지부를 선 접촉시켜 상기 마스크를 지지하는 마스크 유지 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 마스크 유지 장치와,
    상기 마스크 유지 장치에 유지된 상기 마스크를 통하여 에너지 빔으로 상기 기판을 노광하는 노광 동작에 의해, 상기 마스크가 갖는 패턴을 상기 기판에 형성하는 패턴 형성 장치를 구비하는 노광 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판 사이에 형성되고, 상기 패턴을 상기 기판 상에 결상시키는 투영 광학계를 추가로 구비하고,
    상기 투영 광학계는, 상기 마스크의 상기 소정의 휨 형상에 따라, 결상 조건이 조정 가능한, 노광 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 투영 광학계는, 상기 패턴 형성 장치에 의해, 상기 기판에 형성된 복수의 노광 영역에 상기 패턴을 형성할 때에, 상기 복수의 노광 영역마다 결상 조건이 조정 가능한, 노광 장치.
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 기판은, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 노광 기판인 노광 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 노광 기판은, 적어도 1 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인, 노광 장치.
  21. 마스크에 형성된 패턴을 기판 상에 노광하는 노광 장치에서 사용되는, 상기 마스크를 유지하는 마스크 유지 방법으로서,
    상기 마스크 상의 소정 방향으로 떨어져 상기 마스크의 하면인 지지면을 복수의 지지부를 사용하여 지지하는 것과,
    상기 지지부에 의해 지지된 상기 마스크를, 상기 지지면과는 상이한 상기 마스크의 유지면을 유지부에 의해 유지하는 것을 포함하고,
    상기 지지하는 것에서는, 상기 마스크의 자중에 의해 중력 방향으로 아래로 볼록해지도록 휘어, 소정의 휨 형상이 된 상기 마스크를 지지하고,
    상기 유지하는 것에서는, 복수의 상기 지지부에 의해 지지된 상태에서 상기 소정의 휨 형상이 된 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 소정 방향과 중력 방향에 교차하는 방향에서 상기 유지부를 사용하여 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 방법.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 유지면에 대해 상기 유지부를 가압하여 유지하는, 마스크 유지 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 유지면인 제 1 면과 접촉하는 제 1 부재와 상기 제 1 면과는 상이한 상기 유지면인 제 2 면과 접촉하여 상기 마스크를 유지하는 제 2 부재를 구비하는 유지부를 사용하여 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재는, 상기 소정 방향과 중력 방향에 교차하는 방향에 관하여 서로 떨어져 배치되고, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재를 사용하여 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 방법.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 제 1 면에 상기 제 1 부재를 가압시키고, 상기 제 2 면에 상기 제 2 부재를 접촉시켜 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 제 2 면에 대해 상기 제 2 부재를 가압하여 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 방법.
  28. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 제 1 부재에 의해 상기 제 1 면을 당기고, 상기 제 2 부재에 의해 상기 제 2 면을 당겨 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 방법.
  29. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 소정 방향과 중력 방향에 교차하는 방향은, 노광 중에 상기 마스크가 이동되는 주사 방향인, 마스크 유지 방법.
  30. 제 21 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 유지부는 상기 유지면을 유지하는 흡착부와, 상기 흡착부를 구동시키는 구동부를 포함하고, 상기 구동부를 사용하여 상기 흡착부를 구동시킴으로써 상기 흡착부를 상기 유지면에 흡착시켜, 상기 마스크를 유지하는, 마스크 유지 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 유지부에 의해 상기 마스크의 상면을 유지하는, 마스크 유지 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 유지하는 것에서는, 상기 유지부에 의해 상기 마스크의 측면을 유지하는, 마스크 유지 방법.
  33. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 지지하는 것에서는, 상기 지지부를 상기 소정 방향과, 상기 소정 방향과 중력 방향에 교차하는 방향이 이루는 면에 대해 경사시켜 상기 마스크를 지지하는, 마스크 유지 방법.
  34. 제 21 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 기재된 마스크 유지 방법과,
    상기 마스크 유지 방법에 의해 유지된 상기 마스크를 통하여 에너지 빔으로 상기 기판을 노광하는 노광 동작에 의해, 상기 마스크가 갖는 패턴을 상기 기판에 형성하는 패턴 형성하는 것을 포함하는 노광 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 형성하는 것에서는, 상기 마스크와 상기 기판 사이에 형성된 투영 광학계를 통하여 상기 패턴을 상기 기판 상에 결상시키고,
    상기 투영 광학계는, 상기 마스크의 상기 소정의 휨 형상에 따라, 결상 조건이 조정 가능한, 노광 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 형성하는 것에서는, 상기 기판에 형성된 복수의 노광 영역에 상기 패턴을 형성하고,
    상기 투영 광학계는, 상기 복수의 노광 영역마다 결상 조건을 조정하는, 노광 방법.
  37. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
    상기 기판은, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 노광 기판인 노광 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 노광 기판은, 적어도 1 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인, 노광 방법.
  39. 마스크에 형성된 패턴을 기판 상에 노광하는 노광 장치에서 사용되는, 상기 마스크를 유지하는 마스크 유지 장치로서,
    상기 마스크 상의 소정 방향인 제 1 방향으로 떨어져 상기 마스크의 하면에 있어서의 복수의 피지지 영역에서 상기 마스크를 지지하는 복수의 지지부와,
    상기 마스크 상의 상기 하면과는 상이한 유지면에 있어서의 피유지 영역에서 상기 마스크를 유지하는 유지부를 포함하고,
    상기 복수의 지지부는, 상기 마스크의 자중에 의해 중력 방향으로 아래로 볼록해지도록 휘어, 소정의 휨 형상이 된 상기 마스크를 지지하고,
    상기 유지부는, 상기 복수의 지지부에 의해 지지된 상태에서 상기 소정의 휨 형상이 된 상기 마스크를 유지하므로, 상기 피유지 영역에 대해 수직 방향으로 힘을 작용시켜 유지하는, 마스크 유지 장치.
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