JP2003100619A - Mask holding apparatus and method, and exposing apparatus - Google Patents
Mask holding apparatus and method, and exposing apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明はマスク保持装置、
マスク保持方法、および露光装置に関し、特に液晶表示
素子、半導体素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造
するためのリソグラフィ工程に用いて好適なマスク保持
装置、マスク保持方法、および露光装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mask holding device,
The present invention relates to a mask holding method and an exposure apparatus, and particularly to a mask holding apparatus, a mask holding method, and an exposure apparatus suitable for use in a lithography process for manufacturing devices such as liquid crystal display elements, semiconductor elements, and thin film magnetic heads.
【０００２】[0002]
【従来の技術】 液晶表示素子、半導体素子は、マスク
上に形成されたパターンを基板上に転写する、いわゆる
フォトリソグラフィの手法により製造される。このフォ
トリソグラフィ工程で使用される走査露光型露光装置
は、基板を保持して２次元移動する基板ステージとパタ
ーンを有するマスクを保持して２次元移動するマスクス
テージとを有し、マスクステージと基板ステージとを同
期走査させつつマスクパターンを投影光学系を介して連
続的に基板上に転写するものである。2. Description of the Related Art A liquid crystal display device and a semiconductor device are manufactured by a so-called photolithography method, in which a pattern formed on a mask is transferred onto a substrate. A scanning exposure type exposure apparatus used in this photolithography process has a substrate stage that holds a substrate and moves two-dimensionally, and a mask stage that holds a mask having a pattern and moves two-dimensionally. The mask pattern is continuously transferred onto the substrate via the projection optical system while being synchronously scanned with the stage.
【０００３】マスクステージは、前述したパターンの形
成されていないマスク外周部でマスクを保持して基準面
に対して２次元方向に移動可能であり、その位置は干渉
計により正確に計測され、制御される。投影光学系は、
マスクに形成されたパターンを所定の投影倍率で基板面
に結像し、転写する。投影倍率としては１倍、あるいは
縮小倍率（例えば１／４倍）が用いられる。The mask stage holds the mask on the outer peripheral portion of the mask on which the above-mentioned pattern is not formed, and is movable in the two-dimensional direction with respect to the reference plane, and its position is accurately measured by an interferometer and controlled. To be done. The projection optics
The pattern formed on the mask is imaged and transferred onto the substrate surface at a predetermined projection magnification. As the projection magnification, 1 time or reduction magnification (for example, 1/4 times) is used.
【０００４】基板ステージは、マスクパターンが転写さ
れる基板を保持して投影光学系の光軸と垂直に交わる基
準面に沿って２次元移動可能であるとともに、投影光学
系の光軸と平行な方向にも移動可能である。更に基板ス
テージは、光軸周りおよび基準面に平行で互いに直交す
る２軸の周りに回転移動可能であり、計６自由度を有す
る。これらにより投影光学系によるマスクパターン像面
に基板面を合致させることができる。The substrate stage holds the substrate on which the mask pattern is transferred, is two-dimensionally movable along a reference plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system, and is parallel to the optical axis of the projection optical system. It can be moved in any direction. Further, the substrate stage is rotatable about the optical axis and about two axes parallel to the reference plane and orthogonal to each other, and has a total of 6 degrees of freedom. By these, the substrate surface can be matched with the mask pattern image surface by the projection optical system.
【０００５】露光装置の形式としては、前述の走査型露
光装置の他にも基板上にマスクパターン全体を同時に転
写する一括露光型露光装置が知られているが、いずれの
形式の露光装置においてもマスク上に形成されたパター
ンを基板面に高精度に結像させ、マスク全面においてマ
スクパターンの転写をデフォーカスなく行うことが要求
されることに変わりはない。特に近年の高集積化、基板
およびマスクの大型化により、マスクのパターン像を露
光領域全面において精度よく基板に転写することは露光
装置のもっとも重要な性能の一つである。As a type of exposure apparatus, a batch exposure type exposure apparatus is known which simultaneously transfers the entire mask pattern onto a substrate in addition to the above-mentioned scanning type exposure apparatus. It is still required to form the pattern formed on the mask on the surface of the substrate with high accuracy and transfer the mask pattern on the entire surface of the mask without defocusing. In particular, with the recent increase in integration and the size of substrates and masks, it is one of the most important performances of the exposure apparatus to accurately transfer the pattern image of the mask onto the substrate over the entire exposure region.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】 露光装置において、
上記の通りマスクは転写すべきパターンが形成されてい
ないマスク周縁部のみによって保持されるため、マスク
には自重による撓みが必ず発生する。特に近年のマスク
大型化に伴い、マスク自重による撓み量が大きくなり、
マスクの撓みに起因する基板に転写されるマスクパター
ン像の像面湾曲が無視できなくなってきている。マスク
の撓みによって湾曲したマスクパターン像を平坦な基板
に転写しようとするとマスクパターン像全面において同
時にベストフォーカスで転写することが不可能となり、
液晶表示素子、半導体素子等の回路を形成するパターン
線幅が不均一となるため、液晶表示素子、半導体素子等
の品質が低下し、更には良品率（歩留まり）も低下す
る。In the exposure apparatus,
As described above, since the mask is held only by the peripheral portion of the mask on which the pattern to be transferred is not formed, the mask is always bent due to its own weight. Especially with the recent increase in size of masks, the amount of bending due to the weight of the mask increases,
The field curvature of the mask pattern image transferred to the substrate due to the bending of the mask cannot be ignored. When a mask pattern image that is curved due to the bending of the mask is transferred onto a flat substrate, it becomes impossible to transfer the mask pattern image in the best focus at the same time on the entire surface,
Since the pattern line width for forming a circuit such as a liquid crystal display element or a semiconductor element becomes non-uniform, the quality of the liquid crystal display element, the semiconductor element or the like deteriorates, and the non-defective rate (yield) also decreases.
【０００７】このため従来は、基準マスクを用いて投影
光学系の結像面を調整する際、基準マスクの撓みによる
像面湾曲と逆方向の像面湾曲を投影光学系の光学調整に
より故意に発生させて基板上に結像するマスクパターン
像面を平坦にする、という補正方法を採っていた。Therefore, conventionally, when the image plane of the projection optical system is adjusted using the reference mask, the field curvature in the opposite direction to the field curvature due to the bending of the reference mask is intentionally adjusted by the optical adjustment of the projection optical system. A correction method of flattening the image plane of the mask pattern that is generated and forms an image on the substrate is adopted.
【０００８】しかしながら、このような光学調整による
像面補正方法には次のような不都合があった。まず、光
学調整による像面補正を行うためには投影光学系の各種
収差を液晶表示素子等の製造に必要な値まで抑えつつ結
像面を所定の湾曲形状に調整する必要があり、この調整
が非常に困難である。また、今後マスクの大型化が更に
進んだ場合、マスクの撓みによる像面湾曲量が更に大き
くなり投影光学系の光学調整では補正しきれないおそれ
がある。更に、製品用マスクの撓み量が必ずしも結像面
調整用の基準マスクの撓み量と同等とならず、投影光学
系による補正が適正な補正とならない場合がある。However, the image plane correction method by such optical adjustment has the following disadvantages. First, in order to perform image plane correction by optical adjustment, it is necessary to adjust the image plane to a predetermined curved shape while suppressing various aberrations of the projection optical system to values required for manufacturing liquid crystal display elements and the like. Is very difficult. Further, if the size of the mask is further increased in the future, the amount of curvature of field due to the bending of the mask is further increased, and there is a possibility that the optical adjustment of the projection optical system cannot completely correct the curvature. Further, the amount of bending of the product mask is not always equal to the amount of bending of the reference mask for adjusting the image plane, and the correction by the projection optical system may not be an appropriate correction.
【０００９】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、大型のマスクであっても自重
により変形せず、良好な結像性能を維持することができ
るマスク保持装置およびマスク保持方法を提供すること
を第１の目的とする。また、マスク毎に撓み量が変わる
場合にも調整が困難であり調整に時間がかかる投影光学
系の光学調整によることなく適正なマスクパターン像面
が得られるマスク保持装置およびマスク保持方法を提供
することを第２の目的とする。The present invention has been made in view of the inconveniences of the prior art. Even a large-sized mask is not deformed by its own weight and a good image-forming performance can be maintained, and a mask holding device. A first object is to provide a holding method. Further, there is provided a mask holding device and a mask holding method that can obtain an appropriate mask pattern image plane without depending on the optical adjustment of the projection optical system, which is difficult and time-consuming to adjust even when the deflection amount changes for each mask. This is the second purpose.
【００１０】更に、マスクパターン面全面において均質
なパターン転写を実現することにより歩留まりよく高品
質な液晶表示素子、半導体素子等を製造することができ
る露光装置を提供することを第３の目的とする。A third object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of producing a high quality liquid crystal display element, a semiconductor element or the like with a good yield by realizing a uniform pattern transfer on the entire mask pattern surface. .
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】 上記課題を解決するた
めに、本発明に係るマスク保持装置は次のような構成を
有する。以下、一実施例を示す図面と対応付けて説明し
ていく。本発明に係るマスク保持装置（１）は、基板
（Ｐ）上に転写される第1および第２のパターン領域
（ＰＴ１、ＰＴ２）を有するマスク（Ｍ）を保持するマ
スク保持装置（１）において、第1のパターン領域（Ｐ
Ｔ１）と第2のパターン領域（ＰＴ２）とで挟まれた領
域（ＳＬ）でマスクを支持する支持手段（３）と、支持
手段のマスクを支持する位置を調整する支持位置調整手
段（１８）とを有する。これによれば、マスクはパター
ン領域を遮られることなく支持手段により支持されるの
で、自重で撓むことはない。また支持位置調整手段によ
り支持位置を調整できるので、マスク毎に特有の撓み量
に対応して適正な支持位置に調整することができる。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a mask holding device according to the present invention has the following configuration. An explanation will be given below in association with the drawings showing one embodiment. The mask holding device (1) according to the present invention is a mask holding device (1) for holding a mask (M) having first and second pattern regions (PT1, PT2) transferred onto a substrate (P). , The first pattern area (P
Support means (3) for supporting the mask in a region (SL) sandwiched between T1) and the second pattern region (PT2), and support position adjusting means (18) for adjusting the position of the support means for supporting the mask. Have and. According to this, since the mask is supported by the supporting means without blocking the pattern area, it is not bent by its own weight. Further, since the support position can be adjusted by the support position adjusting means, it is possible to adjust the support position to an appropriate support position corresponding to the amount of bending peculiar to each mask.
【００１２】また、本発明に係る第２のマスク保持装置
（１）は、基板上に転写される第1および第２のパター
ン領域（ＰＴ１、ＰＴ２）を有するマスクを保持するマ
スク保持装置において、マスクの外周部と前記第1また
は第２のパターン領域とで挟まれた領域（周縁部）で水
平方向に沿って前記マスクを保持する保持面（２）と、
前記第1のパターン領域と前記第2のパターン領域とで挟
まれた領域（ＳＬ）でマスクを支持する支持手段（３）
とを有し、支持手段が前記マスクを支持する支持位置
は、前記マスクを保持しない状態において前記保持面よ
り鉛直上方にあることを特徴とするものである。これに
よれば、マスクをマスク保持装置に搭載し保持面で保持
した際、支持手段がマスク重量により撓んで支持位置が
下がり、マスクは撓まないように支持することができ
る。また、この支持手段の鉛直方向の支持位置は、支持
手段がマスクを支持するマスクの平面内の位置と、前記
マスクの重量とを含むパラメータ群によって決定された
支持位置であるので、支持手段が撓んで保持面と同等の
高さになりマスクはほぼ水平に保持される。ここで、保
持面は吸着装置（６）を備えることにより、真空吸着に
よりマスクを保持するものとすることができる。A second mask holding device (1) according to the present invention is a mask holding device for holding a mask having first and second pattern regions (PT1, PT2) transferred onto a substrate, A holding surface (2) for holding the mask along the horizontal direction in a region (peripheral part) sandwiched between the outer peripheral part of the mask and the first or second pattern region;
Supporting means (3) for supporting the mask in a region (SL) sandwiched between the first pattern region and the second pattern region
And a supporting position for supporting the mask by the supporting means is vertically above the holding surface in a state where the mask is not held. According to this, when the mask is mounted on the mask holding device and held by the holding surface, the supporting means bends due to the weight of the mask to lower the supporting position, and the mask can be supported so as not to bend. Further, the vertical support position of the support means is a support position determined by a parameter group including the position in the plane of the mask where the support means supports the mask and the weight of the mask. The mask is bent to a height equal to the holding surface, and the mask is held almost horizontally. Here, the holding surface may be provided with the suction device (6) to hold the mask by vacuum suction.
【００１３】また、支持手段は、マスクを吸着により保
持するマスク保持手段をも備えることができる。これに
よりマスクの吸着力が向上し、マスクが容易にずれるこ
とはない。更に、これによればマスク面を鉛直方向と平
行に保持するマスク保持装置の場合にも、支持手段がマ
スクを保持してマスクの水平方向の変形を抑えることが
できる。The supporting means may also include a mask holding means for holding the mask by suction. This improves the suction force of the mask and prevents the mask from being easily displaced. Further, according to this, even in the case of the mask holding device that holds the mask surface in parallel with the vertical direction, the supporting means can hold the mask and suppress the horizontal deformation of the mask.
【００１４】また、マスク保持装置は、支持手段を着脱
可能とする着脱装置（７）と、マスク上の第1および第
２のパターン領域の配置に応じて装着位置を選択し支持
手段を装着することができる複数の装着装置（１５）と
を有するものとすることができる。これによればパター
ン領域の配置の異なる複数のマスクについてもマスク毎
に支持位置を変更することができ、撓みを防止して平坦
に保持することができる。In addition, the mask holding device mounts the supporting means by selecting the mounting position according to the mounting and dismounting device (7) for mounting and dismounting the supporting means and the arrangement of the first and second pattern areas on the mask. It may have a plurality of mounting devices (15) capable of being mounted. According to this, even with respect to a plurality of masks having different arrangements of pattern regions, the supporting position can be changed for each mask, and it is possible to prevent the bending and hold the mask flat.
【００１５】本発明に係るマスク支持方法は、基板上に
転写される第1および第２のパターン領域（ＰＴ１、Ｐ
Ｔ２）を有するマスクを保持するマスク保持方法におい
て、第1のパターン領域（ＰＴ１）と第2のパターン領域
（ＰＴ２）とで挟まれた領域（ＳＬ）内でマスクを支持
するとともに、マスクを支持する位置を調整することを
特徴とするものである。これにより基板上に転写される
パターン領域を遮ることなくマスクが支持され、支持位
置を調整することによって撓み量を調整することができ
る。The mask supporting method according to the present invention comprises the first and second pattern regions (PT1 and P2) which are transferred onto the substrate.
In a mask holding method for holding a mask having T2), the mask is supported in a region (SL) sandwiched between a first pattern region (PT1) and a second pattern region (PT2), and the mask is also supported. The feature is that the position to be adjusted is adjusted. As a result, the mask is supported without blocking the pattern area transferred onto the substrate, and the amount of bending can be adjusted by adjusting the supporting position.
【００１６】本発明のマスク支持方法に係るマスクを支
持する位置の調整は、基板上に転写されるパターン像面
の形状に応じて行われることを特徴とするものである。
パターン像面の形状に応じて支持位置を調整することに
より、マスクの撓みを解消するに留まらず、パターン像
面の湾曲が光学的に発生する場合にも、パターン像面を
平坦に調整することができる。The adjustment of the position for supporting the mask according to the mask supporting method of the present invention is characterized in that it is carried out according to the shape of the pattern image plane transferred onto the substrate.
Adjusting the support position according to the shape of the pattern image plane not only eliminates the bending of the mask, but also adjusts the pattern image plane to be flat even when the curvature of the pattern image plane occurs optically. You can
【００１７】また、本発明のマスク支持方法において
は、マスクを第1のパターン領域と第2のパターン領域と
で挟まれた領域内で支持するとともに吸着により保持す
ることができるので、保持面積を拡大でき、マスクの保
持力を高めることができる。また、本発明に係る露光装
置は、パターンが形成されたマスクを保持して移動可能
なマスクステージ（ＭＳＴ）を有する露光装置におい
て、マスクステージは上記した本発明に係るマスク保持
装置を有することを特徴とするものである。これによ
り、本発明に係る露光装置はマスクが撓むことなく支持
できるのでパターン像面がマスクの撓みに起因して湾曲
せず、パターン像の領域全面においてデフォーカスなく
良好な結像性能を維持することができる。また、支持手
段により併せてマスクの保持を行った場合、保持力が強
化されているのでマスクステージの移動加速度その他の
衝撃力によっても一旦保持したマスクがずれることはな
い。Further, in the mask supporting method of the present invention, since the mask can be supported within the region sandwiched by the first pattern region and the second pattern region and can be held by suction, the holding area is reduced. It can be enlarged and the holding power of the mask can be increased. Further, the exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus having a mask stage (MST) capable of holding and moving a mask on which a pattern is formed, and the mask stage has the above-described mask holding apparatus according to the present invention. It is a feature. As a result, the exposure apparatus according to the present invention can support the mask without bending, so that the pattern image plane does not bend due to the bending of the mask, and good imaging performance is maintained over the entire area of the pattern image without defocusing. can do. Further, when the mask is also held by the supporting means, the holding force is strengthened, so that the mask once held will not be displaced even by the moving acceleration of the mask stage or other impact force.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて、一実施例を示した図面を参照して説明する。図１
は、保持装置を有する走査型露光装置の全体構成の一例
を示す。なお図１では走査型露光装置として液晶表示素
子パターンを露光する液晶表示素子露光用の走査型露光
装置を図示している。また図１において、紙面と平行な
方向をＸ方向、Ｘ方向と直交し紙面に垂直な方向をＹ方
向、ＸＹ平面と直交する方向をＺ方向として説明を進め
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings illustrating an embodiment. Figure 1
Shows an example of the overall configuration of a scanning exposure apparatus having a holding device. Note that FIG. 1 shows a scanning exposure apparatus for exposing a liquid crystal display element pattern as a scanning exposure apparatus for exposing a liquid crystal display element. Further, in FIG. 1, the direction parallel to the paper surface is the X direction, the direction orthogonal to the X direction and the direction perpendicular to the paper surface is the Y direction, and the direction orthogonal to the XY plane is the Z direction.
【００１９】照明光学系ＩＵは、不図示の光源から射出
された露光光を均一化し整形して液晶表示素子パターン
が形成されたマスクMを照射する。光源としてはｇ線、
ｉ線等の紫外線域の輝線や、エキシマレーザーが用いら
れる。なお、後述するように投影光学系ＰＬを複数用い
た場合には、複数の投影光学系ＰＬの数に応じて照明光
学系ＩＵも複数用いればよい。The illumination optical system IU homogenizes and shapes the exposure light emitted from a light source (not shown) and irradiates the mask M on which the liquid crystal display element pattern is formed. G-line as a light source,
Bright lines in the ultraviolet region such as i-line and excimer laser are used. When a plurality of projection optical systems PL are used as described later, a plurality of illumination optical systems IU may be used according to the number of the plurality of projection optical systems PL.
【００２０】たとえば５００ｍｍ×７５０ｍｍの大きさ
を有する大型のマスクＭは、基板Ｐに転写すべきマスク
パターン領域ＰＴを有する。１枚のマスクＭから複数
（たとえば４つ）の液晶表示素子、半導体素子等を製造
する場合、マスクＭは複数のパターン領域ＰＴ１、ＰＴ
２を有し、それぞれのマスクパターン領域ＰＴ１、ＰＴ
２は遮光帯ＳＬにより分離される（図２参照）。A large mask M having a size of, for example, 500 mm × 750 mm has a mask pattern region PT to be transferred onto the substrate P. When a plurality of (for example, four) liquid crystal display elements, semiconductor elements, etc. are manufactured from one mask M, the mask M has a plurality of pattern regions PT1 and PT.
2 for each of the mask pattern regions PT1 and PT
2 are separated by the light-shielding band SL (see FIG. 2).
【００２１】マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持
するマスク保持装置１を有し、マスク保持面２に対して
平行に２次元的に移動可能である。また、マスクステー
ジＭＳＴは摺動装置としてエアベアリング（不図示）を
有し、マスク保持面２に平行なＸ方向（紙面に平行な方
向）に走査可能であるとともに、Ｘ方向と直交しマスク
保持面２に平行なＹ方向にも微動可能である。Ｘ方向の
駆動装置としてはムービングコイル型リニアモータを使
用するのが望ましい。The mask stage MST has a mask holding device 1 for holding the mask M, and is movable two-dimensionally in parallel to the mask holding surface 2. Further, the mask stage MST has an air bearing (not shown) as a sliding device, is capable of scanning in the X direction parallel to the mask holding surface 2 (direction parallel to the paper surface), and is orthogonal to the X direction and holds the mask. It can also be finely moved in the Y direction parallel to the surface 2. It is desirable to use a moving coil type linear motor as a driving device in the X direction.
【００２２】マスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置
は、マスクステージ干渉計２６によって位置計測され
る。マスクステージ干渉計２６は、マスクステージＭＳ
Ｔに設けられた移動鏡２７に向けてレーザービームを射
出し、移動鏡２７からの反射光と、不図示の固定鏡から
の反射光を干渉させてマスクステージＭＳＴの位置を計
測する。これによりマスクステージＭＳＴの位置をｎｍ
オーダーで計測可能である。The position of the mask stage MST in the XY plane is measured by the mask stage interferometer 26. The mask stage interferometer 26 is a mask stage MS.
A laser beam is emitted toward a moving mirror 27 provided at T, and the reflected light from the moving mirror 27 and the reflected light from a fixed mirror (not shown) are interfered with each other to measure the position of the mask stage MST. As a result, the position of the mask stage MST is set to nm.
It can be measured on order.
【００２３】マスクステージ干渉計２６は、計測したマ
スクステージＭＳＴの位置情報をステージ制御装置３０
に出力する。マスク保持装置１はマスクＭを保持してマ
スクステージと共に２次元移動することができる。マス
ク保持装置１については、後で詳細に説明を行う。The mask stage interferometer 26 outputs the measured position information of the mask stage MST to the stage controller 30.
Output to. The mask holding device 1 can hold the mask M and move two-dimensionally together with the mask stage. The mask holding device 1 will be described in detail later.
【００２４】投影光学系ＰＬはマスクＭを照射した露光
光をレジスト（感光剤）の塗布された角型のガラスプレ
ートである基板Ｐ上に投影し、マスクＭに形成されたパ
ターンを基板Ｐに転写する。投影光学系ＰＬの投影倍率
は等倍、１／４倍、１／５倍等の各種の倍率が用いられ
る。投影倍率は縮小倍率に限らず、拡大倍率でも構わな
い。投影光学系ＰＬとしては光軸に沿って光学部品を複
数配置した屈折光学系や、反射光学系を一部に有するダ
イソン型光学系を使用することができる。The projection optical system PL projects the exposure light irradiated on the mask M onto a substrate P which is a rectangular glass plate coated with a resist (photosensitive agent), and the pattern formed on the mask M is projected onto the substrate P. Transcribe. As the projection magnification of the projection optical system PL, various magnifications such as 1 ×, 1/4 and 1/5 are used. The projection magnification is not limited to the reduction magnification, but may be the enlargement magnification. As the projection optical system PL, it is possible to use a dioptric optical system having a plurality of optical components arranged along the optical axis or a Dyson type optical system having a reflective optical system as a part.
【００２５】投影光学系ＰＬは一つに限らず、複数搭載
することができる。たとえば、露光光を複数の台形状に
成形しこれらをそれぞれ投影する複数のダイソン型光学
系を、投影された台形状の露光領域の上底がＹ軸（非走
査方向）と平行になるように２列に配置し、かつ第１列
の台形の斜辺部分と第２列の台形の斜辺部分とがＸ方向
（走査方向）からみて重なるように千鳥状に配置するこ
とができる。このように複数の投影光学系ＰＬの露光領
域を部分的に重ねることにより、大型の基板Ｐ（たとえ
ば１０００ｍｍ×１０００ｍｍ）に前述の液晶表示素子
パターンを露光することができる。The projection optical system PL is not limited to one, and a plurality of projection optical systems PL can be mounted. For example, a plurality of Dyson-type optical systems that shape exposure light into a plurality of trapezoidal shapes and respectively project these are arranged so that the upper base of the projected trapezoidal exposure area is parallel to the Y axis (non-scanning direction). They can be arranged in two rows, and can be arranged in a staggered manner so that the trapezoidal hypotenuses of the first row and the trapezoidal hypotenuses of the second row overlap each other when viewed in the X direction (scanning direction). By partially overlapping the exposure regions of the plurality of projection optical systems PL in this manner, the large-sized substrate P (for example, 1000 mm × 1000 mm) can be exposed with the above-described liquid crystal display element pattern.
【００２６】投影光学系ＰＬおよびマスクステージＭＳ
Ｔは、それぞれ第１コラム２２および第２コラム２３に
よって支持される。第１コラム２２は定盤２４上に設置
され投影光学系ＰＬを支持し、第２コラム２３上にはマ
スクステージＭＳＴが移動する案内面が形成され、第１
コラム２２上に設置される。Projection optical system PL and mask stage MS
The T is supported by the first column 22 and the second column 23, respectively. The first column 22 is installed on the surface plate 24 to support the projection optical system PL, and the second column 23 is provided with a guide surface for moving the mask stage MST.
It is installed on the column 22.
【００２７】定盤２４は、基板ステージＰＳＴが２次元
的に移動する案内面が形成されており、防振台２５上に
設置される。防振台２５は、床からの振動が定盤２４に
伝達することを防ぐため防振パッドを用いている。ま
た、防振台２５は床振動の伝達を抑えるとともにマスク
ステージＭＳＴおよび基板ステージＰＳＴの走査による
振動を制振するために、エアパッドと電磁アクチュエー
タおよび定盤２４の位置を計測する位置センサとを組み
合わせて構成し、能動的に除振するシステムとしても構
わない。The surface plate 24 has a guide surface on which the substrate stage PST moves two-dimensionally, and is installed on the vibration isolation table 25. The anti-vibration table 25 uses anti-vibration pads to prevent vibrations from the floor from being transmitted to the surface plate 24. Further, the vibration isolation table 25 combines an air pad, an electromagnetic actuator, and a position sensor for measuring the position of the surface plate 24 in order to suppress the transmission of floor vibration and suppress the vibration caused by the scanning of the mask stage MST and the substrate stage PST. It may be configured as a system for active vibration isolation.
【００２８】基板ステージＰＳＴは投影光学系ＰＬの下
方に配置され、マスクパターンが転写される基板Ｐを保
持して投影光学系ＰＬの光軸と垂直に交わる基準面に沿
って２次元移動可能であるとともに、投影光学系ＰＬの
光軸と平行な方向（Ｚ方向）にも移動可能である。更に
基板ステージＰＳＴは、光軸周りおよび基準面に平行で
互いに直交する２軸の周りに回転可能であり、計６自由
度を有する。これにより投影光学系ＰＬによるマスクパ
ターン像面に基板Ｐの表面を合致させることができる。The substrate stage PST is arranged below the projection optical system PL, holds the substrate P on which the mask pattern is transferred, and is two-dimensionally movable along a reference plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system PL. In addition, it is also movable in a direction (Z direction) parallel to the optical axis of the projection optical system PL. Further, the substrate stage PST is rotatable about the optical axis and about two axes parallel to the reference plane and orthogonal to each other, and has a total of 6 degrees of freedom. Thereby, the surface of the substrate P can be matched with the image plane of the mask pattern formed by the projection optical system PL.
【００２９】基板ステージＰＳＴの位置は、基板ステー
ジ干渉計２８によって計測され、基板ステージＰＳＴの
位置をｎｍオーダーで計測できる。基板ステージ干渉計
２８は、基板ステージＰＳＴに設けられた移動鏡２９に
向けてレーザービームを射出し、移動鏡２９からの反射
光と、不図示の固定鏡からの反射光を干渉させて基板ス
テージＰＳＴの位置を計測する。これにより基板ステー
ジ干渉計２８は、基板ステージＰＳＴの位置をｎｍオー
ダーで計測可能である。The position of the substrate stage PST is measured by the substrate stage interferometer 28, and the position of the substrate stage PST can be measured in nm order. The substrate stage interferometer 28 emits a laser beam toward a movable mirror 29 provided on the substrate stage PST, and causes reflected light from the movable mirror 29 and reflected light from a fixed mirror (not shown) to interfere with each other. Measure the PST position. Accordingly, the substrate stage interferometer 28 can measure the position of the substrate stage PST on the nm order.
【００３０】基板ステージ干渉計２８は、計測した基板
ステージＰＳＴの位置情報をステージ制御装置３０に出
力する。ステージ制御装置３０はマスクステージ干渉計
２６および基板ステージ干渉計２８が出力したマスクス
テージＭＳＴおよび基板ステージＰＳＴの位置情報に応
じて、マスクステージＭＳＴおよび基板ステージＰＳＴ
の動作制御を行う。The substrate stage interferometer 28 outputs the measured position information of the substrate stage PST to the stage controller 30. The stage controller 30 receives the mask stage MST and the substrate stage PST according to the position information of the mask stage MST and the substrate stage PST output from the mask stage interferometer 26 and the substrate stage interferometer 28.
Control the operation of.
【００３１】また、主制御装置ＭＰはステージ制御装置
３０を含む本露光装置の全ての制御装置を統括的に制御
する。次に、本実施形態のマスク保持装置１について、
図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。Further, the main control unit MP centrally controls all the control units of the present exposure apparatus including the stage control unit 30. Next, regarding the mask holding device 1 of the present embodiment,
A detailed description will be given below with reference to the drawings.
【００３２】図２はマスク保持装置１の第１の実施例を
示す。以下、図２に沿ってマスク保持装置１の構成につ
いて説明する。マスク保持装置１はマスクＭの周縁部で
マスクＭを吸着により保持するマスク保持面２と、マス
クＭの中央部付近を支持するマスク支持部３と、露光光
が通過する開口部５を有するマスクホルダ４とから構成
される。FIG. 2 shows a first embodiment of the mask holding device 1. The configuration of the mask holding device 1 will be described below with reference to FIG. The mask holding device 1 has a mask holding surface 2 that holds the mask M by suction at the peripheral edge of the mask M, a mask supporting portion 3 that supports the vicinity of the central portion of the mask M, and an opening 5 through which the exposure light passes. And a holder 4.
【００３３】第１の実施例において、マスクホルダ４は
マスクステージＭＳＴの可動部と同一部材で構成されて
いるが、走査方向に１次元移動可能な走査ステージの上
に別部材で構成されたマスクホルダ４を設け、マスクホ
ルダ４を走査ステージに対して微動可能な微動ステージ
として構成することもできる。In the first embodiment, the mask holder 4 is composed of the same member as the movable part of the mask stage MST, but the mask is composed of a separate member on the scanning stage which is one-dimensionally movable in the scanning direction. It is also possible to provide the holder 4 and configure the mask holder 4 as a fine movement stage that can finely move with respect to the scanning stage.
【００３４】マスク保持面２はマスクホルダ４の開口部
５に沿って設けられ、マスクパターンのないマスクＭの
周縁部の４箇所でマスクＭを保持する。各マスク保持面
２は精密に同一高さに形成されているので、マスクＭを
保持したときにマスクＭに歪みを与えることはない。マ
スク保持面２は４箇所に限られず、３箇所でもよいし、
マスクＭの対向する２辺を保持する２箇所であってもよ
い。また、本実施例においてマスク保持面２は真空吸着
部６を有しこれによりマスクＭを吸着保持するが、これ
以外の保持方法、たとえば静電吸着による吸着保持とす
ることもできる。The mask holding surface 2 is provided along the opening 5 of the mask holder 4 and holds the mask M at four positions on the peripheral portion of the mask M having no mask pattern. Since the mask holding surfaces 2 are precisely formed at the same height, the mask M is not distorted when it is held. The mask holding surface 2 is not limited to four places, and may be three places,
It may be at two places for holding two opposite sides of the mask M. In addition, in the present embodiment, the mask holding surface 2 has the vacuum suction portion 6 to hold the mask M by suction, but other holding methods, for example, suction holding by electrostatic suction can be used.
【００３５】マスク支持部３はマスクホルダ４に着脱可
能に締結する締結部７と、マスクＭを支持するマスク支
持点９を先端に有するアーム部８とからなり（詳細後
述）、アーム部８が、マスクホルダ開口部５の内側にマ
スク保持面２と平行に突起するように装着されて、片持
ち梁状のマスク支持部３を形成する。マスク支持部３は
アーム部８の先端に形成されたマスク支持点９によって
マスクＭの中央部付近でマスクＭを支持するので、マス
クＭの中央部が自重により撓むことを防ぐことができ
る。The mask supporting portion 3 is composed of a fastening portion 7 which is detachably fastened to the mask holder 4 and an arm portion 8 having a mask supporting point 9 for supporting the mask M at its tip (details will be described later). The mask support portion 3 is mounted inside the mask holder opening 5 so as to project in parallel with the mask holding surface 2 to form a cantilevered mask support portion 3. Since the mask supporting portion 3 supports the mask M near the central portion of the mask M by the mask supporting point 9 formed at the tip of the arm portion 8, it is possible to prevent the central portion of the mask M from bending due to its own weight.
【００３６】この第１の実施例ではマスク支持部３は開
口部５の４辺からそれぞれ突起して４箇所でマスクＭを
支持する例を示しているが、任意の１辺のみからマスク
支持部３を突起させ、マスクＭの中央（重心が望まし
い）でのみ支持しても構わないし、４つのマスク支持部
３をアーム部８の先端で結合した十字状の梁としても構
わない。In the first embodiment, the mask supporting portion 3 is projected from each of the four sides of the opening 5 and supports the mask M at four positions. However, the mask supporting portion is supported from only one arbitrary side. 3 may be projected and supported only at the center of the mask M (preferably at the center of gravity), or the four mask support portions 3 may be formed as a cross-shaped beam joined by the tips of the arm portions 8.
【００３７】また第１の実施例では、各マスク支持部３
はマスク支持点９の1点でマスクＭを支持しているが、
複数の点でマスクＭを支持するようにすることもできる
し、アーム部８の長手方向に沿って形成された線状ある
いは面状の支持部で接して支えるものであってもよい。
更に、マスク支持部３は、マスクＭを支持すると同時に
吸着によってマスクＭを保持し、マスク保持装置１のマ
スク保持力を強化することもできる。Further, in the first embodiment, each mask support portion 3
Supports the mask M at one of the mask support points 9,
The mask M may be supported at a plurality of points, or may be supported by a linear or planar support portion formed along the longitudinal direction of the arm portion 8 in contact therewith.
Further, the mask supporting portion 3 can support the mask M and at the same time hold the mask M by suction to enhance the mask holding force of the mask holding device 1.
【００３８】マスク支持部３は装着部１５においてマス
クホルダ４に固定される。図３（ａ）はマスク支持部３
の詳細を、図３（ｂ）は装着部１５の詳細を示す。以
下、図３（ａ）（ｂ）を参照してマスク支持部３および
装着部１５を詳細に説明していく。The mask support portion 3 is fixed to the mask holder 4 at the mounting portion 15. FIG. 3A shows the mask support portion 3.
And FIG. 3B shows the details of the mounting portion 15. Hereinafter, the mask support portion 3 and the mounting portion 15 will be described in detail with reference to FIGS.
【００３９】マスク支持部３の締結部７は、マスク支持
部３をマスクホルダ４にビスにより固定するビス固定部
１０と、ビス固定部１０よりアーム部８側に設けられた
調整部１１とからなり、ビス固定部１０の部材厚さは調
整部１１の厚さより厚く形成され、両者の間に段差が設
けられている。The fastening portion 7 of the mask supporting portion 3 is composed of a screw fixing portion 10 for fixing the mask supporting portion 3 to the mask holder 4 with a screw, and an adjusting portion 11 provided on the arm portion 8 side of the screw fixing portion 10. In other words, the member thickness of the screw fixing portion 10 is formed to be thicker than the thickness of the adjusting portion 11, and a step is provided between them.
【００４０】ビス固定部１０には締結用ビス穴１２が形
成されており、調整部１１にはビス径より大きな押しビ
ス用ビス穴１３と、ビスと係合する引きビス用めねじ部
１４とがアーム部８と平行な方向に並べて形成されてい
る。一方、装着部１５はマスクホルダ４の表面からビス
固定部１０の厚さ分以上に掘り込まれた凹部として形成
され、当該凹部にマスク支持部３を締結する締結用めね
じ部１６と、上記調整部１１の押しビス用ビス穴１３に
対応した位置に押しビス用めねじ部１７とを備えてい
る。本実施例においてはマスクＭがマスク支持部３の締
結ビス１９および押し引きビス２０、２１と干渉しない
ように凹部を形成したが、マスク保持面２をマスクＭと
締結ビス１９等とが干渉しない程度まで高い位置に形成
できる場合は、必ずしも凹部を設ける必要はない。A fastening screw hole 12 is formed in the screw fixing portion 10, and a push screw screw hole 13 having a larger diameter than the screw diameter and a pull screw female screw portion 14 engaging with the screw are formed in the adjusting portion 11. Are formed side by side in a direction parallel to the arm portion 8. On the other hand, the mounting portion 15 is formed as a recessed portion that is dug in from the surface of the mask holder 4 by the thickness of the screw fixing portion 10 or more, and the fastening female screw portion 16 that fastens the mask supporting portion 3 to the recessed portion. A female screw portion 17 for a push screw is provided at a position corresponding to the screw hole 13 for the push screw of the adjusting portion 11. In the present embodiment, the mask M is formed with the recess so as not to interfere with the fastening screw 19 and the push-pull screws 20 and 21 of the mask supporting portion 3, but the mask holding surface 2 does not interfere with the mask M and the fastening screw 19 and the like. If it can be formed at a high position to some extent, it is not always necessary to provide the recess.
【００４１】マスク支持部３は、締結部７が装着部１５
の凹部に嵌合することによってマスクホルダ４に装着さ
れ、マスク支持点９の位置を調整する支持位置調整装置
１８を構成する。図４は支持位置調整装置１８の詳細を
示す。図４（ａ）は支持位置調整装置１８をＺ方向から
見た図を示し、図４（ｂ）は支持位置調整装置１８の断
面構造を示している。In the mask supporting portion 3, the fastening portion 7 is attached to the mounting portion 15.
The support position adjusting device 18 is mounted on the mask holder 4 by being fitted into the concave portion of the above, and adjusts the position of the mask supporting point 9. FIG. 4 shows details of the support position adjusting device 18. FIG. 4A shows a view of the support position adjusting device 18 seen from the Z direction, and FIG. 4B shows a sectional structure of the support position adjusting device 18.
【００４２】マスク支持部３の締結部７は装着部１５の
凹部に嵌合し、ビス固定部１０が締結ビス１９によりマ
スクホルダ４に締結される。押しビス２０は調整部１１
の押しビス用ビス穴１３を貫通して押しビス用めねじ部
１７と係合し、引きビス２１は引きビス用めねじ部１４
に係合しつつ貫通し、装着部１５の底面と当接してい
る。The fastening portion 7 of the mask support portion 3 is fitted in the recess of the mounting portion 15, and the screw fixing portion 10 is fastened to the mask holder 4 by the fastening screw 19. The push screw 20 is the adjusting unit 11.
Through the screw hole 13 for the push screw, and engages with the female screw portion 17 for the push screw, and the pull screw 21 has the female screw portion 14 for the pull screw.
Penetrates through and engages with the bottom surface of the mounting portion 15.
【００４３】マスク支持点９の位置は支持位置調整装置
１８により、以下のように調整される。支持点９の位置
調整は、押しビス２０および引きビス２１の押し引きに
より調整部１１を弾性変形させることにより行う。押し
ビス２０を締め、引きビス２１を緩めることにより調整
部１１が下方向に変形し、これに応じてアーム部８は下
方に移動する。反対に、押しビス２０を緩め、引きビス
２１を締めることによりアーム部８は上方に移動する。
これによりアーム部８の先端に形成されたマスク支持点
９を上下に動かすことができ、マスク支持部３によるマ
スク支持位置をＺ方向に調整することができる。The position of the mask support point 9 is adjusted by the support position adjusting device 18 as follows. The position of the support point 9 is adjusted by elastically deforming the adjusting portion 11 by pushing and pulling the push screw 20 and the pull screw 21. By tightening the push screw 20 and loosening the pull screw 21, the adjusting portion 11 is deformed downward, and accordingly, the arm portion 8 moves downward. On the contrary, by loosening the push screw 20 and tightening the pull screw 21, the arm portion 8 moves upward.
As a result, the mask support point 9 formed at the tip of the arm portion 8 can be moved up and down, and the mask support position by the mask support portion 3 can be adjusted in the Z direction.
【００４４】第１の実施例では押し引きビスによる支持
位置調整装置１８について説明したが、本発明は上記実
施例に限定されるものではなく、支持位置を微動させ得
る各種の機械的機構を取ることができる。また、本実施
例における押し引きビス２０、２１を電気信号により伸
縮可能な部品、たとえばピエゾ素子に置きかえれば、マ
スク支持位置を押し引きビスにより手で調整することな
く電気信号による指令により調整することも可能とな
る。Although the support position adjusting device 18 using push-pull screws has been described in the first embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various mechanical mechanisms capable of finely moving the support position are adopted. be able to. Further, if the push-pull screws 20 and 21 in the present embodiment are replaced with a component which can be expanded and contracted by an electric signal, for example, a piezo element, the mask support position is adjusted by an instruction from the electric signal without manually adjusting the push-pull screw. It is also possible.
【００４５】図２に戻り、マスク保持装置１全体の説明
を続ける。マスクホルダ４は、開口部５の周辺に装着部
１５を複数有し、マスク支持部３をいずれの装着部１５
にも装着することができる。マスクホルダ４に装着部１
５を複数形成したのは以下の理由による。Returning to FIG. 2, the description of the mask holding device 1 as a whole will be continued. The mask holder 4 has a plurality of mounting portions 15 around the opening 5, and the mask supporting portion 3 is attached to any one of the mounting portions 15.
Can also be attached to. Mounting part 1 on the mask holder 4
The reason why a plurality of 5 are formed is as follows.
【００４６】マスク保持装置１が、基板Ｐ上に転写すべ
きマスクパターン領域ＰＴを遮ってはならないことは自
明である。そのため、マスクＭの中央部を支持するマス
ク支持部３は、基板Ｐ上に転写すべき第１のマスクパタ
ーン領域ＰＴ１と第２のマスクパターン領域ＰＴ２に挟
まれマスクパターンの存在しない領域、すなわちマスク
Ｍの遮光帯ＳＬに沿ってマスクＭを支持することが必要
である。It is obvious that the mask holding device 1 should not block the mask pattern region PT to be transferred onto the substrate P. Therefore, the mask support portion 3 that supports the central portion of the mask M is sandwiched between the first mask pattern region PT1 and the second mask pattern region PT2 to be transferred onto the substrate P, that is, the mask pattern does not exist, that is, the mask. It is necessary to support the mask M along the light shielding band SL of M.
【００４７】しかしながら、マスクパターン領域ＰＴの
数、配置は製造しようとする液晶表示素子の種類毎に異
なるため、マスク支持部３を固定してしまうと当該露光
装置は特定のマスクＭしか使用することができなくな
る。これでは露光装置の汎用性に欠け、露光装置を効率
的に稼動することができない。However, since the number and arrangement of the mask pattern regions PT differ depending on the type of liquid crystal display element to be manufactured, if the mask support 3 is fixed, the exposure apparatus can use only a specific mask M. Can not be. This lacks versatility of the exposure apparatus, and the exposure apparatus cannot be operated efficiently.
【００４８】そこで、マスク支持部３を着脱可能とする
と同時に複数の装着部１５をマスクホルダ４に設け、露
光装置の汎用性を確保することができる構成とした。第
１の実施例において、マスク支持部３は上述の通り締結
ビス１９によりマスクホルダ４に締結されているので、
マスクホルダ４から簡単に取り外すことができる。一
方、マスクホルダ４にはマスク支持部３を任意の位置に
取り付けることができるように装着部１５が複数用意さ
れている。したがって、第１の実施例に係るマスク保持
装置１は、マスクＭのマスクパターン領域ＰＴの配置に
応じて適当なマスク支持部３の位置を選択することがで
き、更にマスク支持部３の数も必要に応じて変更するこ
とができるため、さまざまなマスクＭを使用することが
できる。Therefore, the mask supporting portion 3 is made detachable, and at the same time, a plurality of mounting portions 15 are provided on the mask holder 4 so that the versatility of the exposure apparatus can be secured. In the first embodiment, since the mask support portion 3 is fastened to the mask holder 4 by the fastening screw 19 as described above,
It can be easily removed from the mask holder 4. On the other hand, the mask holder 4 is provided with a plurality of mounting portions 15 so that the mask supporting portion 3 can be mounted at any position. Therefore, the mask holding device 1 according to the first embodiment can select an appropriate position of the mask supporting portion 3 according to the arrangement of the mask pattern region PT of the mask M, and the number of the mask supporting portions 3 can be increased. Various masks M can be used because they can be changed as needed.
【００４９】次に第１の実施例におけるマスク支持部３
の支持位置の調整について説明する。マスク支持部３の
支持位置は、初期状態において、マスクＭをマスク保持
面２で保持した状態でマスク支持点９の高さがマスク保
持面２と同じ高さになるように調整されている。Next, the mask supporting portion 3 in the first embodiment.
The adjustment of the support position will be described. In the initial state, the support position of the mask supporting portion 3 is adjusted so that the height of the mask supporting point 9 is the same as the height of the mask holding surface 2 with the mask M held by the mask holding surface 2.
【００５０】その後、基板Ｐの露光によって、露光領域
内におけるデフォーカス量を計測して像面を求め、像面
湾曲成分に応じて必要量だけマスク支持点９の位置を調
整する。マスク支持点９の位置調整量は、像面湾曲に起
因する結像面内フォーカス差（例えば露光領域の中央部
のベストフォーカス値と周辺部のベストフォーカス値の
差）の投影光学系倍率の逆数の２乗倍となる。例えば、
投影光学系倍率が１／４の場合、調整量は前述の結像面
内フォーカス差の１６倍となる。このマスク支持部３の
位置調整により、マスクパターン像の領域全域において
デフォーカスすることなくマスクパターンを結像するこ
とができる。マスク支持部３の支持位置の調整を利用す
ることにより、投影光学系ＰＬの有する光学的な像面湾
曲についてもマスク支持点９の位置を調整しマスクＭの
湾曲量を変化させることにより補正することも可能であ
る。After that, by exposing the substrate P, the defocus amount in the exposure area is measured to obtain the image plane, and the position of the mask support point 9 is adjusted by a necessary amount according to the field curvature component. The position adjustment amount of the mask support point 9 is the reciprocal of the projection optical system magnification of the focus difference in the imaging plane (for example, the difference between the best focus value in the central part of the exposure area and the best focus value in the peripheral part) due to the field curvature. It is the square of 2 times. For example,
When the projection optical system magnification is 1/4, the adjustment amount is 16 times the above-mentioned focus difference in the image plane. By adjusting the position of the mask support portion 3, the mask pattern can be imaged without defocusing in the entire area of the mask pattern image. By using the adjustment of the support position of the mask support unit 3, the optical field curvature of the projection optical system PL is also corrected by adjusting the position of the mask support point 9 and changing the amount of curvature of the mask M. It is also possible.
【００５１】また、露光によらず光電センサによってマ
スクパターン像面を計測する像面計測装置により像面の
湾曲量を求め、これに応じてマスク支持部３の支持位置
を調整することもできる。この場合、前述したように支
持位置調整装置１８がピエゾ素子を備え、自動調整可能
な構成を有していれば、像面の計測から調整まで一連の
シーケンスとして自動で調整することができ、露光装置
のメンテナンス時間を短縮し、ひいては生産効率の向上
を図ることができる。It is also possible to obtain the amount of curvature of the image plane by an image plane measuring device that measures the mask pattern image plane by a photoelectric sensor without depending on the exposure, and adjust the support position of the mask support section 3 accordingly. In this case, as described above, if the support position adjusting device 18 includes the piezo element and has a configuration capable of automatic adjustment, it is possible to perform automatic adjustment as a series of sequences from measurement of the image plane to adjustment. The maintenance time of the device can be shortened, and the production efficiency can be improved.
【００５２】図５はマスク保持装置１の第２の実施例を
示す。以下、図５を参照して第２の実施例について詳細
に説明する。なお、上述の第１の実施例と同一若しくは
同等の構成部分については同一符号を用いるとともに、
その説明を省略する。第２の実施例に係るマスク保持装
置１において、マスク支持部３は第１の実施例のような
押し引きビス２０、２１を有さず、マスク支持部３がマ
スクＭを支持する位置はマスクＭを保持していない状態
においてマスク保持面２の高さより鉛直上方にあるよう
にあらかじめ設定されている。これにより、マスク保持
装置１にマスクＭが搭載された場合、マスクＭの重量に
よりマスク支持部３の支持位置が下がり、マスクＭが水
平に保たれる。FIG. 5 shows a second embodiment of the mask holding device 1. Hereinafter, the second embodiment will be described in detail with reference to FIG. In addition, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as those of the first embodiment, and
The description is omitted. In the mask holding device 1 according to the second embodiment, the mask supporting portion 3 does not have the push-pull screws 20 and 21 as in the first embodiment, and the mask supporting portion 3 supports the mask M at the position where the mask M is located. It is set in advance so as to be vertically above the height of the mask holding surface 2 when M is not held. As a result, when the mask M is mounted on the mask holding device 1, the weight of the mask M lowers the supporting position of the mask supporting portion 3 and keeps the mask M horizontal.
【００５３】マスク支持部３のマスク保持面２からの高
さｈは、マスク保持面２によりマスクＭを保持する位置
と、マスク支持部３がマスクを支持するマスクＭの平面
内の位置と、マスクＭの重量とを含むパラメータ群によ
って決定される。たとえば、マスク支持部３のヤング率
をＥS、断面２次モーメントをＩS、アーム部８の長さを
Ｌとして、マスク支持部３がマスクＭの重量のうちｗだ
け支持するとすると、マスクＭを支持する位置によって
決まるアーム部８の長さＬが決まり、マスク重量はマス
クの体積と材料の比重により一義的に決まるので、マス
ク支持部の高さｈは以下の式（１）で求められる。
ｈ＝ｗＬ2／３ＥSＩS …（１）
これによりマスク保持装置１にマスクＭを搭載した場
合、マスク支持点９の位置を調整することなくマスクＭ
がほぼ水平に保つことができ、マスク支持部３の構成を
簡略に、しかも安定度を高くすることができる。The height h of the mask supporting portion 3 from the mask holding surface 2 is the position where the mask M is held by the mask holding surface 2 and the position in the plane of the mask M where the mask supporting portion 3 supports the mask. And the weight of the mask M. For example, assuming that the Young's modulus of the mask support portion 3 is E S , the moment of inertia of area is I S , and the length of the arm portion 8 is L, and the mask support portion 3 supports w of the weight of the mask M, the mask M The length L of the arm portion 8 that is determined by the position supporting the mask is determined, and the mask weight is uniquely determined by the volume of the mask and the specific gravity of the material. Therefore, the height h of the mask supporting portion is obtained by the following equation (1). . h = wL 2 / 3E S I S (1) As a result, when the mask M is mounted on the mask holding device 1, the mask M does not need to be adjusted in position to adjust the position of the mask support point 9.
Can be kept substantially horizontal, and the structure of the mask support 3 can be simplified and the stability can be increased.
【００５４】また、第２の実施例においてもマスク支持
部３を着脱可能とすることができる。この場合も、マス
ク支持部３は第１の実施例のような押し引きビス２０、
２１を有さず、マスクホルダ４に装着するだけで上記高
さｈが確保できるように成型されている。これにより遮
光帯ＳＬを有しないマスクＭを使用して露光処理を行う
場合にも第２の実施例に係るマスク保持装置１を有する
露光装置を使用することができる。Further, also in the second embodiment, the mask supporting portion 3 can be made removable. Also in this case, the mask support portion 3 has the push-pull screw 20 as in the first embodiment,
It is molded so that the height h can be secured only by mounting the mask holder 4 on the mask holder 4. Accordingly, even when the exposure process is performed using the mask M having no light-shielding band SL, the exposure apparatus having the mask holding device 1 according to the second embodiment can be used.
【００５５】次に、上記実施例に係る露光装置の動作に
ついて説明する。本実施例に係る走査型露光装置による
露光シーケンスは、次の通りである。露光に先立って、
オペレータはマスクＭのマスクパターン領域ＰＴ１、Ｐ
Ｔ２の配置によりマスク支持部３のマスクホルダ４上の
装着位置を決定し、装着部１５にマスク支持部３を装着
する。Next, the operation of the exposure apparatus according to the above embodiment will be described. The exposure sequence by the scanning type exposure apparatus according to the present embodiment is as follows. Prior to exposure
The operator uses the mask pattern areas PT1 and P of the mask M.
The mounting position of the mask supporting portion 3 on the mask holder 4 is determined by the arrangement of T2, and the mask supporting portion 3 is mounted on the mounting portion 15.
【００５６】マスク支持部３の装着後、主制御装置ＭＰ
は不図示のマスク搬送装置によりマスクＭをマスク保持
装置１へ搬送し、マスク保持装置１はマスクＭを吸着保
持する。上記第１の実施例の場合、主制御装置ＭＰは光
電センサによる像面計測装置によってマスクパターンＰ
Ｔの像面を計測する。その結果、像面が湾曲している場
合、オペレータが支持位置調整装置１８を使用して手動
によりマスク支持点９の位置を調整する。After mounting the mask support 3, the main controller MP
Is transported to the mask holding device 1 by a mask transport device (not shown), and the mask holding device 1 sucks and holds the mask M. In the case of the first embodiment described above, the main controller MP uses the image plane measuring device using a photoelectric sensor to form the mask pattern P.
The image plane of T is measured. As a result, when the image plane is curved, the operator manually adjusts the position of the mask support point 9 using the support position adjustment device 18.
【００５７】支持位置調整装置１８が前述のピエゾ素子
等により自動調整可能な場合、オペレータが手動で支持
位置調整装置１８を調整する必要はなく、主制御装置Ｍ
Ｐが像面計測手段による像面の計測から支持位置調整装
置１８による調整まで統括して制御を行う。When the support position adjusting device 18 can be automatically adjusted by the above-mentioned piezo element or the like, it is not necessary for the operator to manually adjust the support position adjusting device 18, and the main controller M
P integrally controls from the measurement of the image plane by the image plane measuring means to the adjustment by the support position adjusting device 18.
【００５８】上記第２実施例の場合にはあらかじめ計算
によりマスク支持点９の位置が決められているので、マ
スクＭをマスク保持装置１に搭載するだけでマスクＭは
ほぼ水平に保持され、マスク支持点９を調整する必要は
ない。次に主制御装置ＭＰは、与えられた露光条件に従
いマスクステージＭＳＴおよび基板ステージＰＳＴの走
査速度および基板Ｐ上の露光位置を決定してステージ制
御装置３０に指示する。ステージ制御装置３０はこの指
示に従い、マスクステージ干渉計２６および基板ステー
ジ干渉計２８の計測値を参照しながら指定の走査速度で
マスクステージＭＳＴと基板ステージＰＳＴとを走査す
る。マスクステージＭＳＴと基板ステージＰＳＴとはＸ
軸方向に沿って互いに同期して走査し、同時に照明光学
系ＩＵはマスクＭを照射する。In the case of the second embodiment, since the position of the mask support point 9 is previously determined by calculation, the mask M is held substantially horizontally only by mounting the mask M on the mask holding device 1. It is not necessary to adjust the support points 9. Next, main controller MP determines the scanning speed of mask stage MST and substrate stage PST and the exposure position on substrate P according to the given exposure conditions, and instructs stage controller 30. According to this instruction, the stage control device 30 scans the mask stage MST and the substrate stage PST at a designated scanning speed while referring to the measurement values of the mask stage interferometer 26 and the substrate stage interferometer 28. The mask stage MST and the substrate stage PST are X
Scanning is performed in synchronization with each other along the axial direction, and at the same time, the illumination optical system IU irradiates the mask M.
【００５９】マスクステージＭＳＴと基板ステージPＳ
Ｔとの走査速度の比は前述の投影光学系ＰＬの投影倍率
による。すなわち、等倍の場合には両ステージは互いに
同じ速度で走査を行い、１／４倍の場合、基板ステージ
ＰＳＴの走査速度はマスクステージＭＳＴの走査速度の
１／４となる。Mask stage MST and substrate stage PS
The ratio of the scanning speed to T depends on the projection magnification of the projection optical system PL described above. That is, when the magnification is equal to each other, both stages scan at the same speed, and when the magnification is ¼, the scanning speed of the substrate stage PST is ¼ of the scanning speed of the mask stage MST.
【００６０】基板ステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの
マスクパターン像面と基板Ｐの表面が一致するように６
自由度で動きつつ上記走査速度で走査を行う。上記シー
ケンスによれば、マスクパターン像面の湾曲が減少する
ので、マスクパターン像面全面においてベストフォーカ
ス近傍での露光が可能となり、基板Ｐへの均質なパター
ン転写が実現し、これにより高品質な液晶表示装置、半
導体素子等を製造することができる。The substrate stage PST is designed so that the mask pattern image plane of the projection optical system PL and the surface of the substrate P coincide with each other.
Scanning is performed at the above scanning speed while moving with a degree of freedom. According to the above sequence, since the curvature of the mask pattern image plane is reduced, it becomes possible to perform exposure in the vicinity of the best focus on the entire mask pattern image plane, and a uniform pattern transfer to the substrate P is realized, which results in high quality. A liquid crystal display device, a semiconductor element, etc. can be manufactured.
【００６１】また、本実施の形態の露光装置を用いて液
晶表示素子を製造する場合、この液晶表示素子は素子の
機能・性能設計を行うステップ、前ステップに基づいた
マスクＭを製造するステップ、ガラスプレートを製作す
るステップ、ガラスプレートに感光剤（レジスト）を塗
布するステップ、マスクアライメントを実行してガラス
プレートを露光し、現像するステップ、デバイス組み立
てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッ
ケージ工程を含む）、デバイスを検査するステップ等を
経て製造される。本製造方法によれば液晶表示素子を歩
留まり良く高効率に製造することができる。When a liquid crystal display element is manufactured using the exposure apparatus of this embodiment, the step of designing the function / performance of the liquid crystal display element, the step of manufacturing the mask M based on the previous step, Including a step of manufacturing a glass plate, a step of applying a photosensitive agent (resist) to the glass plate, a step of exposing a glass plate by performing mask alignment, a step of device assembly (a dicing step, a bonding step, a packaging step) ), A device is inspected, and the like. According to this manufacturing method, a liquid crystal display element can be manufactured with high yield and high efficiency.
【００６２】なお、本実施の形態による露光装置の用途
は、液晶表示素子製造用に限定されることなく、例えば
半導体デバイス、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等の製造用
にも使用することができる。本実施の形態の露光装置
は、照明光学系ＩＵ、投影光学系ＰＬ、不図示のアライ
メント系、ステージＭＳＴ、ＰＳＴ等の各ユニットごと
に複数の光学部品、機械部品および電気部品を組み立て
て調整した後、以上の各ユニットをドッキングし、配線
・配管等を行い、更に総合調整、動作確認を行うことで
製造することができる。The application of the exposure apparatus according to this embodiment is not limited to the production of liquid crystal display elements, but can be used for the production of semiconductor devices, image pickup elements, thin film magnetic heads and the like. The exposure apparatus of the present embodiment assembles and adjusts a plurality of optical parts, mechanical parts, and electric parts for each unit such as an illumination optical system IU, a projection optical system PL, an alignment system (not shown), stages MST and PST. After that, each of the above units can be docked, wiring, piping, etc. can be performed, and further comprehensive adjustment and operation confirmation can be performed for manufacturing.
【００６３】また、本実施の形態では走査型露光装置に
ついて説明したが、本発明はステップアンドリピート方
式の露光装置（一括露光型露光装置）にも適用すること
ができる。以上のとおり、本発明は上述の各実施例に限
定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成
をとりうる。Although the scanning type exposure apparatus has been described in the present embodiment, the present invention can be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus (collective exposure type exposure apparatus). As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
【００６４】[0064]
【発明の効果】 本発明に係るマスク保持装置によれ
ば、支持手段によりマスクを支持するのでマスクが自重
で撓むことを防止し、マスクを平坦に保持することがで
きる。また支持手段がマスクを支持する位置を支持位置
調整手段により調整することができるため、マスク毎に
適正な位置でマスクを支持することができる。According to the mask holding device of the present invention, since the mask is supported by the supporting means, the mask can be prevented from bending under its own weight, and the mask can be held flat. Further, since the position at which the supporting means supports the mask can be adjusted by the supporting position adjusting means, the mask can be supported at an appropriate position for each mask.
【００６５】また、支持手段の支持位置を保持面より鉛
直上方に形成しておくことにより、マスクの自重により
支持手段が撓み、ほぼ平坦にマスクを保持することがで
きる。また、本発明に係るマスク保持装置は、支持手段
が吸着によるマスク保持手段をも有しているので、マス
クの保持力を高めることができる。Further, by forming the supporting position of the supporting means vertically above the holding surface, the supporting means bends due to the weight of the mask, and the mask can be held substantially flat. Further, in the mask holding device according to the present invention, since the supporting means also has the mask holding means by suction, the holding power of the mask can be increased.
【００６６】本発明に係るマスク保持装置は複数の装着
装置を有するので、マスクパターン領域の配置に応じて
支持手段を最適な位置に装着でき、さまざまなマスクを
平坦に支持することができる。支持手段の支持位置はマ
スクパターン像面の形状に応じて調整されるので、投影
光学系の像面湾曲についても光学調整によらず補正する
ことができる。Since the mask holding device according to the present invention has a plurality of mounting devices, the supporting means can be mounted at the optimum position according to the arrangement of the mask pattern area, and various masks can be supported flat. Since the support position of the support means is adjusted according to the shape of the image plane of the mask pattern, the field curvature of the projection optical system can be corrected without optical adjustment.
【００６７】また、本発明に係る露光装置によれば、マ
スクが自重により撓んでマスクパターン像が湾曲するこ
とを防止できるので、マスクパターン像の領域全域でベ
ストフォーカス近傍での露光処理を実現でき、その結
果、高品質な液晶表示素子、半導体素子等を歩留まりよ
く製造することができる。Further, according to the exposure apparatus of the present invention, it is possible to prevent the mask from bending due to its own weight and curving the mask pattern image, so that it is possible to realize the exposure process in the vicinity of the best focus in the entire area of the mask pattern image. As a result, high-quality liquid crystal display elements, semiconductor elements, etc. can be manufactured with high yield.
【図１】 本発明の一実施例を示す投影露光装置の全体
の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a projection exposure apparatus showing an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の一実施例を示すマスク保持装置１の
第１の実施例の全体の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a first embodiment of a mask holding device 1 showing an embodiment of the present invention.
【図３】 図２におけるマスク支持部３および装着部１
５の一実施例の詳細を示す図であり、図３（ａ）はマス
ク支持部３の一実施例の詳細を示す図、図３（ｂ）はマ
スク支持部３が装着される装着部１５の詳細を示す図で
ある。FIG. 3 is a mask support portion 3 and a mounting portion 1 in FIG.
5 is a diagram showing details of an embodiment of FIG. 5, FIG. 3 (a) is a diagram showing details of an embodiment of the mask supporting portion 3, and FIG. 3 (b) is a mounting portion 15 to which the mask supporting portion 3 is mounted. It is a figure which shows the detail of.
【図４】 図３におけるマスク支持部３と装着部１５と
が組み合わされ、支持位置調整装置１８を構成している
状態を示す図であり、図４（ａ）は＋Ｚ方向から見た
図、図４（ｂ）はＸＹ平面に沿って見た断面図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which the mask support part 3 and the mounting part 15 in FIG. 3 are combined to form a support position adjusting device 18, and FIG. 4 (a) is a view seen from the + Z direction; FIG. 4B is a sectional view taken along the XY plane.
【図５】本発明の一実施例を示すマスク保持装置１の全
体の構成を示す第２の実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment showing the overall configuration of a mask holding device 1 showing an embodiment of the present invention.
ＩＵ…照明光学系、ＭＳＴ…マスクステージ、Ｍ…マス
ク、ＰＴ１、ＰＴ２…パターン領域、ＳＬ…遮光帯、Ｐ
Ｌ…投影光学系、ＰＳＴ…基板ステージ、Ｐ…基板、１
…マスク保持装置、２…保持面、３…支持手段、４…マ
スクホルダ、６…吸着装置、７…着脱装置、８…アーム
部、９…マスク支持点、１５…装着装置、１８…支持位
置調整手段IU ... Illumination optical system, MST ... Mask stage, M ... Mask, PT1, PT2 ... Pattern area, SL ... Shading band, P
L ... Projection optical system, PST ... Substrate stage, P ... Substrate, 1
... mask holding device, 2 ... holding surface, 3 ... supporting means, 4 ... mask holder, 6 ... suction device, 7 ... attaching / detaching device, 8 ... arm part, 9 ... mask supporting point, 15 ... mounting device, 18 ... supporting position Adjustment means
Claims (10)
ターン領域を有するマスクを保持するマスク保持装置に
おいて、 前記第1のパターン領域と前記第2のパターン領域とで挟
まれた領域で前記マスクを支持する支持手段と、 前記支持手段の前記マスクを支持する位置を調整する支
持位置調整手段とを有することを特徴とするマスク保持
装置。1. A mask holding device for holding a mask having first and second pattern regions transferred onto a substrate, comprising: a region sandwiched between the first pattern region and the second pattern region. A mask holding device comprising: a supporting unit that supports the mask; and a supporting position adjusting unit that adjusts a position of the supporting unit that supports the mask.
ーン領域を有するマスクを保持するマスク保持装置にお
いて、 前記マスクの外周部と前記第1または第２のパターン領
域とで挟まれた領域で水平方向に沿って前記マスクを保
持する保持面と、 前記第1のパターン領域と前記第2のパターン領域とで挟
まれた領域で前記マスクを支持する支持手段とを有し、 前記支持手段が前記マスクを支持する支持位置は、前記
マスクを保持しない状態において前記保持面より鉛直上
方にあることを特徴とするマスク保持装置。2. A mask holding device for holding a mask having first and second pattern regions transferred onto a substrate, wherein the mask holding device is sandwiched between an outer peripheral portion of the mask and the first or second pattern region. A holding surface for holding the mask along a horizontal direction in a region, and a supporting means for supporting the mask in a region sandwiched by the first pattern region and the second pattern region, the support A mask holding device, wherein a supporting position at which the means supports the mask is vertically above the holding surface in a state where the mask is not held.
は、前記支持手段が前記マスクを支持する前記マスクの
平面内の位置と、前記マスクの重量とを含むパラメータ
群によって決定された支持位置であることを特徴とする
請求項２記載のマスク保持装置。3. The support position of the support means in the vertical direction is a support position determined by a parameter group including a position in the plane of the mask where the support means supports the mask and a weight of the mask. The mask holding device according to claim 2, wherein
着により保持する吸着装置を備えることを特徴とする請
求項２記載のマスク保持装置。4. The mask holding device according to claim 2, further comprising a suction device that holds the mask on the holding surface by vacuum suction.
り保持するマスク保持手段をも備えることを特徴とする
請求項１または２記載のマスク保持装置。5. The mask holding device according to claim 1, wherein the supporting means also includes a mask holding means for holding the mask by suction.
と、前記マスク上の前記第1および第２のパターン領域
の配置に応じて装着位置を選択し前記支持手段を装着す
ることができる複数の装着装置とを有することを特徴と
する請求項１または２記載のマスク保持装置。6. An attachment / detachment device capable of attaching / detaching the support means, and a plurality of attachment means capable of selecting the attachment position according to the arrangement of the first and second pattern areas on the mask to attach the support means. The mask holding device according to claim 1 or 2, further comprising:
ターン領域を有するマスクを保持するマスク保持方法に
おいて、前記第1のパターン領域と前記第2のパターン領
域とで挟まれた領域内で前記マスクを支持するととも
に、前記マスクを支持する位置を調整することを特徴と
するマスク保持方法。7. A mask holding method for holding a mask having first and second pattern regions transferred onto a substrate, in a region sandwiched between the first pattern region and the second pattern region. The method for holding a mask, wherein the mask is supported by the method described above, and a position for supporting the mask is adjusted.
記基板上に転写されるパターン像面の形状に応じて行わ
れることを特徴とする請求項７記載のマスク保持方法。8. The mask holding method according to claim 7, wherein the adjustment of the position for supporting the mask is performed according to the shape of the pattern image surface transferred onto the substrate.
前記第2のパターン領域とで挟まれた領域内で支持する
とともに吸着により保持することを特徴とする請求項７
記載のマスク保持方法。9. The mask is supported in a region sandwiched between the first pattern region and the second pattern region and is held by suction.
The mask holding method described.
て移動可能なマスクステージを有する露光装置におい
て、 前記マスクステージは請求項１から６いずれか一項記載
のマスク保持装置を有することを特徴とする露光装置。10. An exposure apparatus having a mask stage capable of holding and moving a mask on which a pattern is formed, wherein the mask stage has the mask holding apparatus according to any one of claims 1 to 6. Exposure equipment.
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