JP2004095653A

JP2004095653A - 露光装置

Info

Publication number: JP2004095653A
Application number: JP2002251356A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shirasu; 白数　廣
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】容器とマスクとの間に形成した空間の圧力を制御することでマスクの撓みを矯正する場合において、マスクを走査移動しても振動を発生させることなく圧力調整できる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置は、照明光学系ＩＬに対しマスクＭを走査移動するマスクステージＭＳＴと、マスクＭに対して着脱可能に設けられるとともにマスクＭの一方の面に接し、マスクＭと接して空間Ｓを形成する容器１と、マスクステージＭＳＴに支持されるとともに空間Ｓに接続するチューブ２と、チューブ２と連通して空間Ｓの圧力を制御する圧力制御装置ＰＲＣとを備えている。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクと基板とを走査移動してマスクのパターンを基板に露光する露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示デバイスや半導体デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光基板上に転写する、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露光装置は、感光基板を載置して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載置して２次元移動するマスクステージとを有し、マスク上に形成されたパターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して感光基板に転写するものである。露光装置としては、感光基板上にマスクのパターン全体を同時に転写する一括型露光装置と、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつマスクのパターンを連続的に感光基板上に転写する走査型露光装置との２種類が主に知られている。このうち、液晶表示デバイスを製造する際には、表示領域の大型化の要求から走査型露光装置が主に用いられている。
【０００３】
ところで、マスクは大型化することで自重により撓む。このマスクの撓みにより感光基板に転写されるパターンが歪むという問題がある。マスクの撓みを矯正する技術として、例えば特開昭５９−９６７３０号公報や特開平５−３１５２１８号公報には、マスクの上面にチャンバ部材（容器）を設け、この容器とマスクとの間に形成された空間の圧力を負圧にすることでマスクの撓みを矯正する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術には以下に述べる問題が生じる。
上記従来技術は、マスクを支持するマスクステージをほぼ静止した状態で露光処理する一括型露光装置に関する技術であり、容器（チャンバ部材）とマスクとの間の空間にチューブ（管路）を接続しこのチューブを介して空間の圧力を負圧にする構成である。ところが、露光処理中にマスクステージが移動する走査型露光装置に上記従来技術を適用すると、チューブはマスクステージとともに移動する容器に引っ張られ、これにより暴れ出す。すると、チューブとマスクステージや各部材とが干渉して振動が発生し、露光精度に影響を及ぼすという問題が生じる。
【０００５】
また、上記従来技術における容器はマスクに対する保持機構が無いため、移動するマスクに対して容器が位置ずれを起こすという問題も生じる。スループット向上のためにマスクステージの加速度を大きくするとこの問題はますます顕著になる。
【０００６】
更に、複数のマスクを用いて露光処理する際に、マスク毎に撓み量が異なるためマスクによっては大きく撓んだ状態で露光処理が行われて精度良い露光処理を行うことができないという問題も生じるようになった。この撓み量の違いが生じるのは、マスク毎の厚みの違い（自重の違い）が原因の１つである。マスク毎に厚みが異なるのは、マスクの基材であるガラス基板の加工精度の他に、使用済みマスクのパターン面を削り取ってから新たな別のパターンを形成し、この新たなパターンを有するマスクを露光処理に使用することが行われているからである。そして、マスク毎の撓み量の違いの発生はマスクの大型化に伴って顕著になり、無視できないレベルになっている。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、容器とマスクとの間に形成した空間の圧力を制御することでマスクの撓みを矯正する場合において、マスクを走査移動しても振動を発生させることなく圧力調整できる露光装置を提供することを第１の目的とする。
また、マスクを走査移動してもマスクと容器との位置ずれを抑えることができる露光装置を提供することを第２の目的とする。
また、異なる撓み量を有する複数のマスクを用いた際にもそれぞれのマスクの撓みを矯正して精度良く露光処理できる露光装置を提供することを第３の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図１３に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置（ＥＸ）は、照明光学系（ＩＬ）に対し相対的にマスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを走査移動してマスク（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）上に露光する露光装置において、マスク（Ｍ）を支持するとともに照明光学系（ＩＬ）に対しマスク（Ｍ）を相対的に走査移動するマスクステージ（ＭＳＴ）と、マスク（Ｍ）に対して着脱可能に設けられるとともにマスク（Ｍ）の少なくとも一方の面に接し、該マスク（Ｍ）と接して空間（Ｓ）を形成する容器（１）と、マスクステージ（ＭＳＴ）に支持されるとともに空間（Ｓ）に接続する管路（２）と、管路（２）と連通して空間（Ｓ）の圧力を制御する圧力制御装置（ＰＲＣ）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、マスクと容器との間に形成される空間に接続される管路をマスクステージで支持するようにしたので、管路は走査移動するマスクステージとともに移動できる。したがって、マスクステージが移動しても管路は暴れたりしないので、管路とマスクステージや各部材との干渉が抑えられ振動の発生を抑制できる。したがって、精度良い露光処理を行うことができる。
【００１０】
本発明の露光装置において、容器（１）とマスク（Ｍ）とが接する部分に、走査移動により発生する容器（１）とマスク（Ｍ）との相対的ずれを抑制する保持部（５）を備える構成が採用される。これにより、マスクステージが移動しても保持部によりマスクと容器との位置ずれを抑えることができる。
【００１１】
この場合において、保持部は、容器（１）の重量とマスクステージ（ＭＳＴ）の移動状態とに適した摩擦係数を有する高摩擦部材（５）により構成することができる。あるいは、保持部は、容器（１）のうちマスク（Ｍ）との接する面に設けられた吸着機構（１１０）を備える構成とすることもできる。
【００１２】
本発明の露光装置において、容器（１）は、マスクステージ（ＭＳＴ）に係合する係合部（１５０）を備える構成が採用される。この係合部により容器とマスクステージとが一体で移動可能となるので、容器の位置ずれが抑制される。
【００１３】
また、本発明の露光装置において、容器（１）を保持するとともに該容器（１）とマスク（Ｍ）とを接続・分離する搬送装置（１００）を備える構成が採用される。搬送装置でマスクと容器とを分離することにより、マスクステージに対するマスクのロード・アンロードを円滑に行うことができる。
【００１４】
本発明の露光装置において、複数のマスク毎に該マスク（Ｍ）の自重による撓み量に関する情報を予め記憶した記憶装置（ＭＲＹ）を備え、圧力制御装置（ＰＲＣ）は記憶装置（ＭＲＹ）に記憶されている情報に基づいて空間（Ｓ）の圧力を制御する構成が採用される。この場合において、圧力制御装置（ＰＲＣ）は、マスクステージ（ＭＳＴ）の走査移動中にマスク（Ｍ）の露光位置（Ｅ_１〜Ｅ_３）に応じた記憶されている情報に基づいて空間（Ｓ）の圧力を制御する構成が採用される。
また、本発明の露光装置において、マスクステージ（ＭＳＴ）の移動によるマスク（Ｍ）の露光位置（Ｅ_１〜Ｅ_３）の走査移動中に、該露光位置（Ｅ_１〜Ｅ_３）におけるマスク（Ｍ）の撓み量を計測する計測装置（７０ａ〜７０ｄ、ＣＬ）を備え、圧力制御装置（ＰＲＣ）は計測装置（７０ａ〜７０ｄ、ＣＬ）の計測結果に基づいて空間（Ｓ）の圧力を制御する構成が採用される。
これにより、マスク毎に撓み量が異なっていても、マスク毎の撓み量に適した圧力制御を行うことができるので、複数のマスクを順次用いて露光処理する際にもそれぞれのマスクについて精度良い露光処理を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の露光装置の一実施系を示す概略斜視図、図２は概略構成図である。
図１及び図２において、露光装置ＥＸは、パターンが形成されたマスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、感光基板Ｐの撓み量を計測可能な計測装置としての基板側オートフォーカス検出系６０（６０ａ〜６０ｄ）と、マスクＭの撓み量を計測可能な計測装置としてのマスク側オートフォーカス検出系７０（７０ａ〜７０ｄ）とを備えている。更に、露光装置ＥＸは、マスクＭの上面に接し、マスクＭとの間で空間Ｓを形成する容器１と、空間Ｓに接続するチューブ（管路）２と、チューブ２と連通して空間Ｓの圧力を制御する圧力制御装置ＰＲＣとを備えている。マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭと基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐとは投影光学系ＰＬを介して共役な位置関係に配置される。露光装置ＥＸは複数の投影光学系ＰＬ、本実施形態では７つの投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇを有するいわゆるマルチレンズスキャン型露光装置である。感光基板Ｐはガラスプレート（ガラス基板）に感光剤（フォトレジスト）を塗布したものである。
【００１６】
ここで、本実施形態に係る露光装置ＥＸは、露光光ＥＬを射出する照明光学系ＩＬに対してマスクＭと感光基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを感光基板Ｐに走査露光する走査型露光装置であり、以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な方向でマスクＭ及び感光基板Ｐの同期移動方向をＸ軸方向（走査方向）、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向（非走査方向）とする。また、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわりのそれぞれの方向をθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向とする。
【００１７】
照明光学系ＩＬは、超高圧水銀ランプ等からなる光源、光源から射出された光束を集光する楕円鏡、この楕円鏡により集光された光束のうち露光に必要な波長の光束を反射し、その他の波長の光束を透過させるダイクロイックミラー、ダイクロイックミラーで反射した光束のうち更に露光に必要な波長（通常は、ｇ、ｈ、ｉ線のうち少なくとも１つの帯域）のみを通過させる波長選択フィルタ、及び波長選択フィルタからの光束を複数本（本実施形態では７本）に分岐して複数の照明系モジュールに入射するライトガイドなどを備えている。照明系モジュールのそれぞれは、露光光の光路を遮蔽・開放する照明シャッタ、リレーレンズ、射出面に二次光源を形成するオプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ、及びフライアイレンズからの露光光に基づきマスクＭを均一な照度で照明するコンデンサレンズなどを備えている。
【００１８】
なお、照明光学系ＩＬより射出される露光光ＥＬとしては、水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）の他に、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。
【００１９】
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを支持するとともに照明光学系ＩＬに対しマスクＭを走査移動するものであり、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向に長いストロークと走査方向と直交するＹ軸方向に所定距離のストロークとを有している。図２に示すように、マスクステージＭＳＴはマスクＭを保持するための吸着部４０を有している。吸着部４０は不図示のバキューム装置に接続されており、マスクＭは吸着部４０により真空吸着保持される。更に、マスクステージＭＳＴは、このマスクステージＭＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを備えている。マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは主制御系ＣＯＮＴにより制御される。
【００２０】
図１に示すように、マスクステージＭＳＴ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には直交する方向に移動鏡３２ａ、３２ｂがそれぞれ設けられている。移動鏡３２ａには複数（本実施形態では２つ）のレーザー干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２が対向して配置されている。また、移動鏡３２ｂにはレーザー干渉計Ｍｙ１が対向して配置されている。レーザー干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２のそれぞれは移動鏡３２ａにレーザー光を照射し移動鏡３２ａとの距離を検出する。レーザー干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２の検出結果は主制御系ＣＯＮＴに出力され、主制御系ＣＯＮＴはレーザー干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２の検出結果に基づいてマスクステージＭＳＴのＸ軸方向における位置、及びＺ軸まわりの回転量を求める。また、レーザー干渉計Ｍｙ１は移動鏡３２ｂにレーザー光を照射し移動鏡３２ｂとの距離を検出する。レーザー干渉計Ｍｙ１の検出結果は主制御系ＣＯＮＴに出力され、主制御系ＣＯＮＴはレーザー干渉計Ｍｙ１の検出結果に基づいてマスクステージＭＳＴのＹ軸方向における位置を求める。そして、主制御系ＣＯＮＴは、レーザー干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２、及びＭｙ１の出力からマスクステージＭＳＴの位置（姿勢）をモニタしマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを制御することでマスクステージＭＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。
【００２１】
マスクＭを透過した露光光ＥＬは投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれに入射する。投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇはマスクＭの照明領域に存在するパターン像を感光基板Ｐに結像し感光基板Ｐの特定領域（投影領域）にパターン像を投影露光するものであり、各照明系モジュールに対応して設けられている。図１に示すように、複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのうち、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとが２列に千鳥状に配列されている。すなわち、千鳥状に配置されている各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇは隣合う投影光学系どうし（例えば投影光学系ＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）をＹ軸方向に所定量変位させて配置されている。これら各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇはマスクＭを透過した複数の露光光ＥＬを透過させ、基板ステージＰＳＴに載置されている感光基板ＰにマスクＭのパターン像を投影する。すなわち、各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇを透過した露光光ＥＬは感光基板Ｐ上の異なる投影領域にマスクＭの照明領域に対応したパターン像を所定の結像特性で結像する。
【００２２】
図２に示すように、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、像シフト機構１９と、２組の反射屈折型光学系２１、２２と、視野絞り２０と、倍率調整機構２３とを備えている。像シフト機構１９は、例えば、２枚の平行平面板ガラスがそれぞれＸ軸まわりもしくはＹ軸まわりに回転することでマスクＭのパターン像をＹ軸方向もしくはＸ軸方向にシフトする。マスクＭを透過した露光光ＥＬは像シフト機構１９を透過した後、１組目の反射屈折型光学系２１に入射する。反射屈折型光学系２１はマスクＭのパターンの中間像を形成するものであって、直角プリズム２４とレンズ系２５と凹面鏡２６とを備えている。直角プリズム２４はＺ軸まわりに回転自在となっておりマスクＭのパターン像を回転可能である。この中間像位置には視野絞り２０が配置されている。視野絞り２０は感光基板Ｐ上での投影領域を設定するものであり、投影光学系ＰＬにおいてマスクＭと感光基板Ｐとに対してほぼ共役な位置に配置されている。視野絞り２０を透過した光束は２組目の反射屈折型光学系２２に入射する。反射屈折型光学系２２は、反射屈折型光学系２１と同様、直角プリズム２７とレンズ系２８と凹面鏡２９とを備えている。直角プリズム２７もＺ軸まわりに回転自在となっておりマスクＭのパターン像を回転可能である。反射屈折型光学系２２から射出した露光光ＥＬは倍率調整機構２３を通過し感光基板Ｐ上にマスクＭのパターン像を正立等倍で結像する。倍率調整機構２３は、例えば、平凸レンズ、両凸レンズ、平凸レンズの３枚のレンズから構成され、平凸レンズと平凹レンズとの間に位置する両凸レンズをＺ方向に移動させて相対位置を変化させることによりマスクＭのパターン像の倍率を変化させる。
【００２３】
感光基板Ｐ上での投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇの投影領域５０ａ〜５０ｇのそれぞれは所定形状（本実施形態では台形形状）に設定される。図１に示すように、投影領域５０ａ、５０ｃ、５０ｅ、５０ｇと、投影領域５０ｂ、５０ｄ、５０ｆとはＸ軸方向に対向して配置されている。さらに、投影領域５０ａ〜５０ｇは、隣り合う投影領域の端部（境界部、継ぎ部）どうしがＹ軸方向に重なり合うように並列配置される。そして、投影領域５０ａ〜５０ｇの境界部どうしをＹ軸方向に重なり合うように並列配置することにより、Ｘ軸方向の投影領域の幅の総計がほぼ等しくなるように設定されている。こうすることにより、Ｘ軸方向に走査露光したときの露光量が等しくなるようになっている。このように、各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇによる投影領域５０ａ〜５０ｇのそれぞれが重なり合う重複領域（継ぎ部）を設けることにより、継ぎ部における光学収差の変化や照度変化を滑らかにすることができる。
【００２４】
感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴは基板ホルダを有しており基板ホルダを介して感光基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴは、マスクステージＭＳＴと同様に、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向に長いストロークと走査方向と直交するＹ軸方向にステップ移動するための長いストロークとを有しており、図２に示すように、この基板ステージＰＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを備えている。基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは主制御系ＣＯＮＴにより制御される。更に、基板ステージＰＳＴはＺ軸方向、及びθＸ、θＹ、θＺ方向にも移動可能となっている。
【００２５】
図１に示すように、基板ステージＰＳＴ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には直交する方向に移動鏡３４ａ、３４ｂがそれぞれ設置されている。Ｙ軸方向に延在する移動鏡３４ａには複数（本実施形態では２つ）のレーザー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２が対向して配置されている。また、Ｘ軸方向に延在する移動鏡３４ｂには複数（本実施形態では３つ）のレーザー干渉計Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３が対向して配置されている。ここで、複数のレーザー干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のそれぞれはＸ軸方向に沿って等間隔に並んで設けられている。レーザー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２のそれぞれは移動鏡３４ａにレーザー光を照射し移動鏡３４ａとの距離を検出する。レーザー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２の検出結果は主制御系ＣＯＮＴに出力され、主制御系ＣＯＮＴはレーザー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２の検出結果に基づいて基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置、及びＺ軸まわりの回転量を求める。また、レーザー干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３は移動鏡３４ｂにレーザー光を照射し移動鏡３４ｂとの距離を検出する。基板ステージＰＳＴの移動距離が移動鏡３４ｂに比べて大きいため、基板ステージＰＳＴの位置によりレーザー干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３を切り替える。レーザー干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の検出結果は主制御系ＣＯＮＴに出力され、主制御系ＣＯＮＴはレーザー干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３それぞれの検出結果に基づいて基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を求める。そして、主制御系ＣＯＮＴは、レーザー干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、及びＰｙ１〜Ｐｙ３の出力から基板ステージＰＳＴの位置（姿勢）をモニタし基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを制御することで基板ステージＰＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。
【００２６】
マスクステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは主制御系ＣＯＮＴによりそれぞれ独立して制御され、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴはマスクステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基板ステージ駆動部ＰＳＴＤのそれぞれの駆動のもとで独立して移動可能である。そして、主制御系ＣＯＮＴはマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴの位置をモニタしながら両駆動部ＰＳＴＤ、ＭＳＴＤを制御することによりマスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して任意の走査速度（同期移動速度）でＸ軸方向に同期移動する。
【００２７】
次に、オートフォーカス検出系について説明する。なお、以下の説明においてオートフォーカス検出系を適宜「ＡＦ検出系」と称する。
基板側ＡＦ検出系６０（６０ａ〜６０ｄ）は基板ステージＰＳＴに支持された感光基板Ｐに対向する位置に設けられており、感光基板Ｐの露光面に直交する方向、すなわちＺ軸方向における位置を検出するものである。マスク側オートフォーカス検出系７０（７０ａ〜７０ｄ）はマスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭに対向する位置に設けられており、マスクＭのパターン形成面に直交する方向、すなわちＺ軸方向における位置を検出するものである。これらＡＦ検出系６０、７０は、図１及び図２に示すように、２列に配置されている投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間に設けられている。
【００２８】
図３は露光装置ＥＸを−Ｘ側から見た概略図である。なお、図３には投影光学系は図示されていない。
図３に示すように、基板側ＡＦ検出系６０及びマスク側ＡＦ検出系７０のそれぞれはＹ軸方向に複数並んで配置されている。具体的には、基板側ＡＦ検出系６０はＹ軸方向に並んだ４つのＡＦ検出系６０ａ〜６０ｄから構成されており感光基板Ｐの面方向における複数点（４点）のＺ軸方向の位置をそれぞれ検出する。また、マスク側ＡＦ検出系７０もＹ軸方向に複数並んだ４つのＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄから構成されておりマスクＭの面方向における複数点（４点）のＺ軸方向の位置をそれぞれ検出する。これら複数の基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｄ及びマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄのそれぞれはＹ軸方向に等間隔に設けられており、ハウジングＨに支持されてユニット化されている。以下の説明において、ハウジングＨに支持されたＡＦ検出系６０、７０を適宜「ＡＦセンサユニット」と称する。
【００２９】
図４は基板側ＡＦ検出系６０ａを示す概略構成図である。なお、他の基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６０ｄ、及びマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄもＡＦ検出系６０ａと同等の構成である。
図４に示すように、ＡＦ検出系６０ａは、ＡＦ用検出光を射出するＬＥＤからなるＡＦ用光源６１と、光源６１から射出した検出光が入射される送光レンズ系６２と、送光レンズ系６２を通過した光を、検出対象である感光基板Ｐ（あるいはマスクＭ）に傾斜方向から導くミラー６３と、ミラー６３を介して照射された検出光に基づき感光基板Ｐ（あるいはマスクＭ）で発生した反射光を受光レンズ系６５に導くミラー６４と、受光レンズ系６５を通過した光を受光する撮像素子（ＣＣＤ）６６とを備えている。送光レンズ系６２は検出光を例えばスリット状に整形してから感光基板Ｐに照射する。ここで、図４に示すように、検出対象である感光基板Ｐ（マスクＭ）のＺ軸方向における位置がΔＺ変位すると、傾斜方向から照射されたスリット状の検出光は撮像素子６６におけるＸ軸方向における結像位置をΔＸ変位させる。撮像素子６６の撮像信号は演算装置ＣＬに出力され、演算装置ＣＬは撮像素子６６による撮像位置の基準位置に対する変位量ΔＸに基づいて感光基板Ｐ（マスクＭ）のＺ軸方向における変位量ΔＺを求める。ここで、受光レンズ系６５の入射面から射出面側への倍率がＮ倍（例えば１０倍）に設定されていると、撮像素子６６は感光基板Ｐ（マスクＭ）の変位ΔＺに対してＮ倍（１０倍）の感度で検出可能となる。上記ＡＦ検出系６０ａ（６０ｂ〜６０ｄ、７０ａ〜７０ｄ）では、光源６１、送光レンズ系６２、及びミラー６３がＡＦ検出系の送光系を構成しており、ミラー６４、受光レンズ系６５、及び撮像素子６６がＡＦ検出系の受光系を構成している。なお、光源６１は複数のＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇ（７０ａ〜７０ｄ）のそれぞれに設ける構成でもよいし、１つの光源６１から射出された光を複数のライドガイド（光ファイバ）で分岐しこの分岐した複数の光を複数のＡＦ検出系のそれぞれに供給する構成としてもよい。また、ＡＦ用検出光も感光基板Ｐのレジストに対して非感光性であることが望ましく、光源６１より射出された光のうち特定の波長の光をカットするフィルタを光源６１と感光基板Ｐとの間の光路上に設ける構成としてもよい。
【００３０】
基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｄのそれぞれの検出結果は演算装置ＣＬに出力され、演算装置ＣＬは基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｄの検出結果に基づいて感光基板ＰのＺ軸方向における位置を求める。ここで、演算装置ＣＬは、Ｙ軸方向に複数並び、感光基板Ｐに対してＸ軸方向に相対的に移動する基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｄのそれぞれの検出結果に基づいて、感光基板Ｐの露光面の面形状データを求めることができる。すなわち、演算装置ＣＬは基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｄの検出結果に基づいて感光基板ＰのＸ軸方向及びＹ軸方向を含む撓み量のそれぞれを求めることができる。このように、感光基板Ｐの複数点におけるＺ軸方向の位置を検出するＡＦ検出系６０ａ〜６０ｄと、ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｄのそれぞれの検出結果を処理する演算装置ＣＬとによって、感光基板Ｐの撓み量を計測する計測装置が構成されている。
【００３１】
同様に、マスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄのそれぞれの検出結果は演算装置ＣＬに出力され、演算装置ＣＬはマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄの検出結果に基づいてマスクＭのＺ軸方向における位置を求める。そして、演算装置ＣＬは、Ｙ軸方向に複数並び、マスクＭに対してＸ軸方向に相対的に移動するマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄのそれぞれの検出結果に基づいて、マスクＭのパターン形成面の面形状データを求めることができる。すなわち、演算装置ＣＬはマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄの検出結果に基づいてマスクＭのＸ軸方向及びＹ軸方向を含む撓み量のそれぞれを求めることができる。このように、マスクＭの複数点におけるＺ軸方向の位置を検出するＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄと、ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄのそれぞれの検出結果を処理する演算装置ＣＬとによって、マスクＭの撓み量を計測する計測装置が構成されている。
【００３２】
次に、図５を参照しながらマスクＭに接する容器１について説明する。図５（ａ）はマスクＭに接続している容器１の断面図、図５（ｂ）は容器１を下方（−Ｚ側）から見た図である。
容器１はマスクＭに対して着脱可能に設けられており、マスクＭの上面、すなわちパターン形成面と反対の面に接することによりマスクＭとの間に空間Ｓを形成するものである。容器１は、矩形状の枠部材３と、枠部材３の上部に取り付けられた透明板部材４とを備えている。枠部材３は例えばステンレス鋼などの脱ガスの少ない金属により構成されている。透明板部材４はガラス板など露光光ＥＬを透過可能な透明部材により構成されている。枠部材３の上部には透明板部材４を設置可能な段部３Ａが形成されており、透明板部材４は段部３Ａに嵌合されてシールされる。一方、枠部材３の下部は開放している。また、枠部材３の上部には後述する搬送装置１００により保持される２つの突起部９がＸ軸方向両側にそれぞれ設けられている。
【００３３】
容器１の下端部とマスクＭとが接する部分である接続部にはマスクＭに対して容器１を保持する保持部５が設けられている。この保持部５はマスクＭの走査移動により発生する容器１とマスクＭとの相対的ずれを抑制するものでって、容器１の重量とマスクステージＭＳＴの移動状態（例えば加速度又は速度）とに適した摩擦係数を有する高摩擦部材により構成されている。図５（ｂ）に示すように、高摩擦部材（保持部）５は枠部材３の矩形状の下端面の全部に設けられており例えば合成樹脂などにより形成されている。高摩擦部材５のマスクＭに対する摩擦係数は、容器１の重量とマスクステージＭＳＴの加速度とに基づいて設定されている。
【００３４】
また、容器１の下端部にはシール部材６が設けられている。シール部材６は合成樹脂などの弾性体により形成されており、容器１とマスクＭとの接する部分である接続部をシールする。シール部材６により容器１とマスクＭとで形成される空間Ｓと外部とのガスの流通が規制される。
【００３５】
枠部材３の一部には貫通孔３Ｂが形成されており、この貫通孔３Ｂに管路としてのチューブ２の一端部が設置されている。チューブ２は貫通孔３Ｂに設置されることで空間Ｓに接続する。一方、チューブ２の他端部には圧力制御装置ＰＲＣが接続されている。圧力制御装置ＰＲＣはチューブ２と連通して空間Ｓの圧力を制御する。すなわち、圧力制御装置ＰＲＣはチューブ２を介して空間Ｓにガスを供給することによりこの空間Ｓの圧力を上げ、チューブ２を介して空間Ｓのガスを吸引することにより空間Ｓの圧力を下げる。そして、圧力制御装置ＣＯＮＴは空間Ｓを例えば負圧にすることにより下方に撓んでいるマスクＭ（図５（ａ）破線参照）の撓みを矯正可能である。
【００３６】
チューブ２はマスクステージＭＳＴに支持されている。具体的には、マスクステージＭＳＴの一部、本実施形態ではＸ軸方向（走査方向）端部に形成された貫通穴７にチューブ２が挿通されることによりマスクステージＭＳＴに支持されている。貫通穴７の径はチューブ２の外径より若干大きく形成されており、チューブ２は貫通穴７に対して摺動可能となっている。また、チューブ２の他端部近傍には、このチューブ２を巻き取り・巻き出し可能な巻取装置１０が設けられている。この巻取装置１０は−Ｘ方向に移動するマスクステージＭＳＴとともにチューブ２の一端部が−Ｘ方向に移動した際、矢印ｒ方向に回転することによりチューブ２を巻き出す。巻取装置１０によりチューブ２が巻き出され、貫通穴７対して摺動可能であるため、マスクステージＭＳＴの−Ｘ方向へのチューブ２による移動は妨げられない。一方、マスクステージＭＳＴが＋Ｘ方向に移動した際には、巻取装置１０はチューブ２を巻き取る。チューブ２を巻き取ることによりチューブ２が弛んでマスクステージＭＳＴや近傍の各部材と干渉し振動が発生するといった不都合の発生を抑えることができる。そして、チューブ２はマスクステージＭＳＴに支持されていることによりマスクステージＭＳＴとともに移動可能であるので、マスクステージが移動してもチューブ２は暴れたりしない。
【００３７】
チューブ２のうち容器１とマスクステージＭＳＴとの間に配置されている部分はガイド部８により支持されている。ガイド部８はベローズなどの伸縮可能な可撓性部材であって内部通路にチューブ２を配置可能な管部材である。ガイド部８の一端部は容器１の枠部材３に接続しており、他端部はマスクステージＭＳＴに接続している。ガイド部８の内部通路の径はチューブ２の外径より大きく形成されており、チューブ２はガイド部８の内部通路に対して摺動可能である。
【００３８】
なお、チューブ２を巻き取るものについて説明したが、ロボットアームなどを用い、パンタグラフのように折り曲げ伸縮をさせるようにしてもよい。
【００３９】
次に、高摩擦部材５の摩擦係数の設定手順について図５（ａ）を参照しながら説明する。
マスクＭの重量（自重）をＭ_１、面積をＡとし、容器１とマスクＭとで形成される空間Ｓの負圧−Δｐ_１を、
Δｐ_１×　Ａ　＝　Ｍ_１
となるように圧力制御装置ＰＲＣが空間Ｓの圧力を制御すると、大気圧との差圧からマスクＭの下面から押し上げる力Ｍ_１が発生し、マスクＭの自重Ｍ_１とバランスする。一方、容器１の上面（透明板部材４）にも同じ力Ｍ_１が−Ｚ方向に発生する。この力は透明板部材４を変形させるが、透明板部材４は照明光が透過するのみで結像に関与する光の透過はないため透明板部材４の変形は結像特性に影響を及ぼさない。そして、容器１とマスクＭとが接する部分である接続部はこの力Ｍ_１と容器１の重量Ｗとを合わせた力を支えている。マスクステージＭＳＴが移動する際に加速度ａが作用すると、容器１をマスクＭに対して滑らせようとする力Ｆ_１が作用する。ここで、
Ｆ_１＝　（Ｗ／ｇ）　×　ａ　　（ｇ：重力加速度）
である。容器１がマスクＭ上を滑らないように抵抗する力Ｆ_２は、容器１とマスクＭとの接する部分の摩擦係数、すなわち高摩擦部材５のマスクＭに対する摩擦係数をμとしたとき、上述した接続部に作用する力から、
Ｆ_２＝　μ　×　（Ｍ_１＋　Ｗ）
となる。これらの力の関係から、容器１がマスクＭ上を滑らないようにするための高摩擦部材５の摩擦係数μは、
μ　＞　Ｗ　／　（Ｍ_１＋　Ｗ）×（ａ／ｇ）
の条件を満足するように設定される。このように、高摩擦部材５の摩擦係数μは、マスクＭの自重Ｍ_１の他に、容器１の重量ＷとマスクステージＭＳＴの加速度ａ（移動状態）とに基づいて設定される。
【００４０】
なお、図５（ｂ）において、高摩擦部材５は枠部材３の下端面の全部に設けられているように説明したが、枠部材３の下端面の一部に設けられた構成であってもよい。
【００４１】
次に、上述した露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターンを感光基板Ｐに走査露光する方法について図６を参照しながら説明する。以下の説明では、マスクＭは図６に示すようにＸ軸方向に撓んでいるものとし、感光基板Ｐは平坦に形成されているものとする。
マスクＭがマスクステージＭＳＴに支持されるとともに感光基板Ｐが基板ステージＰＳＴに支持されると、主制御系ＣＯＮＴは走査露光を開始する。このとき、図６（ａ）に示すようにマスクＭの上面には容器１が接続されている。そして、主制御系ＣＯＮＴはＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄを用いて走査露光開始点（露光位置）Ｅ_１におけるマスクＭのＺ軸方向における位置を検出する。同様に、主制御系ＣＯＮＴはＡＦ検出系６０ａ〜６０ｄを用いてこの走査露光開始点における感光基板ＰのＺ軸方向における位置を検出する。ＡＦ検出系７０（６０）の検出結果は演算装置ＣＬに出力され、演算装置ＣＬは露光位置Ｅ_１におけるマスクＭの撓み量を求める。演算装置ＣＬで求めた露光位置Ｅ_１におけるマスクＭの撓み量に関する情報は圧力制御装置ＰＲＣに出力され、圧力制御装置ＰＲＣは演算装置ＣＬからの撓み量に関する情報に基づいて空間Ｓの圧力をチューブ２を介して制御する。ここで、図６（ａ）に示す例では、露光位置Ｅ_１におけるマスクＭのパターン形成面は破線で示す理想位置（ベストフォーカスが得られる位置）Ｚｒに対して−Ｚ側に撓んでいる。したがって、圧力制御装置ＰＲＣは露光位置Ｅ_１におけるマスクＭのパターン形成面と理想位置Ｚｒとが一致するように空間Ｓの圧力を下げて（空間Ｓのガスを吸引して）マスクＭを上方に撓ませる。
【００４２】
そして、圧力制御装置ＰＲＣは、走査露光中に、ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄの検出結果に基づいて各露光位置におけるマスクＭのパターン形成面の位置と理想位置Ｚｒとを一致させるように空間Ｓの圧力を制御する。例えば、走査露光が進行し、図６（ｂ）に示す露光位置Ｅ_２で露光する際、この露光位置Ｅ_２におけるマスクＭのパターン形成面と理想位置Ｚｒとはほぼ一致しているので、圧力制御装置ＰＲＣはＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄの検出結果に基づいて、例えばマスクＭの自重による撓みを矯正する程度に空間Ｓのガスを僅かに吸引する。
【００４３】
また、図６（ｃ）に示す露光位置Ｅ_３で露光する際、この露光位置Ｅ_３におけるマスクＭのパターン形成面は理想位置Ｚｒに対して＋Ｚ側に撓んでいるので、圧力制御装置ＰＲＣはＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄの検出結果に基づいて、露光位置Ｅ_３におけるマスクＭのパターン形成面と理想位置Ｚｒとが一致するように空間Ｓの圧力を制御する。ここで、露光位置Ｅ_３におけるマスクＭの＋Ｚ側への撓み量が大きい場合には、圧力制御装置ＰＲＣは空間Ｓにガスを供給して空間Ｓの圧力を上げ、マスクＭを下方に撓ませることが可能である。
【００４４】
ここで、図７に示すように、マスクＭがＹ軸方向に関しても撓んでいる場合、演算装置ＣＬは、複数のマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄの検出結果に基づいて、複数の検出点ｈ_１〜ｈ_４の理想位置Ｚｒに対する平均誤差が最小となるように空間Ｓの圧力を制御することが可能である。
【００４５】
この場合において、マスクＭの撓みを空間Ｓの圧力制御で矯正しきれずに感光基板Ｐ上におけるパターンの結像特性に影響を及ぼす場合には、図２を用いて説明した投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇそれぞれの像シフト機構１９、倍率調整機構２３、及びローテーション調整機構としての直角プリズム２４、２７を適宜駆動し、結像特性を調整することが可能である。この場合、マスクＭを走査移動しつつこの走査移動に応じて上記各調整機構を駆動することが可能である。
【００４６】
そして、走査露光終了後、図８（ａ）に示す模式図のように、マスクＭを支持したマスクステージＭＳＴが照明光学系ＩＬの下方から退避される。この退避位置には、容器１を保持するとともにこの容器１とマスクＭとを接続・分離する搬送装置１００が設けられている。搬送装置１００は２本のアーム部１００Ａ、１００Ｂを有しており、それぞれＺ軸方向及びＸ軸方向に移動可能に設けられている。マスクＭを交換する際には、搬送装置１００の各アーム部１００Ａ、１００Ｂが下降して容器１にアクセスしこの容器１の突起部９のそれぞれを保持する。そして、アーム部１００Ａ、１００Ｂが突起部９を保持した状態で上昇することにより、図８（ｂ）に示すように容器１とマスクＭとが分離する。このとき、伸縮可能なベローズ部材からなるガイド部８は延びる。容器１とマスクＭとが分離されたら不図示のアンローダによりマスクステージＭＳＴ上のマスクがアンロードされるとともに、ローダにより新たなマスクがマスクステージＭＳＴにロードされる。そして、新たなマスクがマスクステージＭＳＴにロードされたら、搬送装置１００が容器１をマスクに接続する。
【００４７】
容器１を上昇及び下降するに際し、チューブ２はガイド部８及びマスクステージＭＳＴの貫通穴７に摺動可能に設けられており、チューブ２の一端部は容器１とともに上昇及び下降するとともに、ガイド部８は伸縮可能に設けられているため、容器１のＺ軸方向にける移動は妨げられない。また、チューブ２やガイド部８は可撓性部材により構成されているため、マスクステージＭＳＴ移動時や容器１のＺ軸方向への移動時において、チューブ２やガイド部８からマスクステージＭＳＴに伝わる振動は抑えられる。
【００４８】
以上説明したように、マスクＭと容器１との間に形成される空間Ｓに接続されるチューブ２をマスクステージＭＳＴで支持するようにしたので、チューブ２は走査移動するマスクステージＭＳＴとともに移動できる。したがって、マスクステージＭＳＴが移動してもチューブ２は暴れたりしないので、チューブ２とマスクステージＭＳＴやマスクステージ近傍の各部材との干渉が抑えられ振動の発生を抑制できる。したがって、精度良い露光処理を行うことができる。
【００４９】
容器１とマスク２とが接する部分に、走査移動により発生する容器１とマスクＭとの位置ずれを抑制する高摩擦部材５を設けたことにより、マスクステージＭＳＴが移動してもマスクＭと容器１との位置ずれを抑えることができ、走査露光中において空間Ｓの圧力制御を精度良く行うことができる。したがって、マスクＭの撓みを矯正しつつ精度良い露光処理を行うことができる。
【００５０】
マスクステージＭＳＴの移動によるマスクＭの露光位置の走査移動中に、空間Ｓの圧力制御をＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄの検出結果に基づいて行うようにしたので、例えば厚み（撓み量）がそれぞれ異なるマスクを用いて露光処理を順次行う際、マスク毎に撓み量が異なっていても、マスク毎の撓み量に適した圧力制御を行うことができるので、これら複数のマスクを順次用いて露光処理する際にも精度良い露光処理を行うことができる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、マスクＭの走査露光中にそれぞれの露光位置におけるマスクＭの撓み量を検出しつつ空間Ｓの圧力を制御するように説明したが、露光光を照射せずにマスクＭを走査移動してマスクＭのパターン形成面をＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄで検出し、複数の露光位置（Ｅ_１〜Ｅ_３）の理想位置Ｚｒに対する平均誤差が最小となるように空間Ｓの最適圧力を予め求めておき、露光処理する際には空間Ｓを前記最適圧力に維持した状態で露光処理するようにしてもよい。
【００５２】
あるいは、図９に示すように、所定の記憶装置ＭＲＹに複数のマスク毎の自重による撓み量に関する情報を予め記憶しておき、記憶装置ＭＲＹに記憶されている情報に基づいて空間Ｓの圧力が圧力制御装置ＰＲＣにより制御される構成としてもよい。図９において、記憶装置ＭＲＹには、露光処理に使用される複数のマスクＭ毎の自重による撓み量に関する情報が記憶されている。すなわち、マスク毎に厚みが異なるとこの厚みの違いにより撓み量がそれぞれ異なる。そして、記憶装置ＭＲＹには複数のマスク毎の撓み量に関する情報、及びこの撓みを矯正するための空間Ｓの圧力に関する情報が記憶されている。空間Ｓの圧力に関する情報は実験的あるいは数値計算を用いて予め求められている。露光処理する際には、圧力制御装置ＰＲＣが記憶装置ＭＲＹに記憶されている圧力目標値に基づいて空間Ｓの圧力を制御することにより、マスクＭの撓みを矯正しつつ露光処理できる。
【００５３】
あるいは、記憶装置ＭＲＹにマスク毎の自重による撓み量に関する情報を予め記憶しておき、この記憶されている情報に基づいて、圧力制御装置ＰＲＣはマスクステージＭＳＴの走査移動中にマスクＭの露光位置に応じて空間Ｓの圧力を制御するようにしてもよい。この場合、圧力制御装置ＰＲＣはレーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２の検出結果に基づいてマスクＭの露光位置をモニタできる。すなわち、図１０に示すように、圧力制御装置ＰＲＣはレーザ干渉計Ｍｘ１（Ｍｘ２）の検出結果により露光位置Ｅ_１〜Ｅ_３それぞれの位置をモニタ可能であり、これら露光位置Ｅ_１〜Ｅ_３の撓み量に応じた空間Ｓの圧力制御を行う。例えば、露光位置Ｅ_１においては、マスクＭのパターン形成面は理想位置Ｚｒに対して僅かに−Ｚ側に撓んでいるため、圧力制御装置ＰＲＣはこの露光位置Ｅ_１の撓み量を矯正するように空間Ｓを僅かに負圧にする。露光位置Ｅ_２においては、マスクＭのパターン形成面は理想位置Ｚｒに対して大きく−Ｚ側に撓んでいるため、圧力制御装置ＣＯＮＴはこの露光位置Ｅ_２の撓み量を矯正するように空間Ｓを大きく負圧にする。露光位置Ｅ_３においては、マスクＭのパターン形成面は理想位置Ｚｒに対して僅かに−Ｚ側に撓んでいるため、圧力制御装置ＰＲＣはこの露光位置Ｅ_３の撓み量を矯正するように空間Ｓを僅かに負圧にする。
【００５４】
なお、記憶装置ＭＲＹに記憶されている情報に基づいて空間Ｓの圧力制御をする際、空間Ｓの圧力制御ではマスクＭの撓みを矯正しきれない場合には、矯正しきれずに残留するマスクＭの撓み量とこの撓み量に起因する感光基板Ｐ上での像面変形を補正するための像シフト機構１９、倍率調整機構２３、及びローテーション調整機構２４、２７のそれぞれの駆動量との関係を予め記憶装置ＭＲＹに記憶しておき、この記憶した情報に基づいて、像シフト機構１９、倍率調整機構２３、及びローテーション調整機構２４、２７を駆動し、像面形状補正を行うようにしてもよい。
【００５５】
あるいは、記憶装置ＭＲＹにマスクＭの厚み（及び平面視における大きさ）と撓み量との関係を予め記憶しておき、例えばマスクＭをマスクステージＭＳＴにロードする際にマスクＭの厚み（及び大きさ）を計測し、この計測結果と記憶装置ＭＲＹに記憶してある前記関係とに基づいて予測される撓み量を求め、この求めた撓み量に基づいて空間Ｓの圧力制御をする際の圧力目標値を設定するようにしてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、マスクＭの上面（パターン形成面と反対側の面）に容器１を接続するように説明したが、マスクＭの下面（パターン形成面）に容器を接続し、この容器とマスクとで形成される空間の圧力を制御するようにしてもよい。この場合、マスクＭの自重による撓みを矯正するために、空間の圧力は正圧に設定される。更には、マスクＭの上下両面のそれぞれに容器を接続し、上面側容器とマスクとの間に形成された上面側空間、及び下面側容器とマスクとの間に形成された下面側空間のそれぞれの圧力を制御してマスクの撓みを矯正するようにしてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、空間Ｓの圧力を制御することによりマスクＭの撓みを矯正するように説明したが、例えば、マスクＭを上方側に積極的に撓ませるように圧力調整するようにしてもよい。すなわち、空間Ｓの圧力を制御することによりマスクＭを所望の撓み形状に設定する構成も可能である。こうすることにより、感光基板Ｐ上において任意の像面形状を得ることができる。
【００５８】
上記実施形態では、高摩擦部材５は容器１の下端面に設けられた構成であるが、高摩擦部材５をマスクＭ側に設けてもよい。すなわち、高摩擦部材５をマスクＭの上面のうち容器１と接する部分、具体的には容器１の下端面の矩形形状に対応する部分に設ける構成としてもよい。
【００５９】
上記実施形態では、マスクＭに対して容器１を保持する保持部５は高摩擦部材により構成されているが、図１１に示すように、容器１とマスクＭとが接する面に設けられた吸着機構１１０としてもよい。
図１１（ａ）に示すように、吸着機構１１０は、容器１の下端面に設けられた吸着溝部１１１と、管路１１２を介して吸着溝部１１１に接続するガス吸引装置１１３とを備えている。吸着溝部１１１は、図１１（ｂ）に示すように、容器１のうち矩形状に形成された枠部材３の下端面の４辺のそれぞれに形成されている。吸着溝部１１１は略環状に形成されており、吸着溝部１１１のそれぞれには細孔１１２Ａが設けられている。細孔１１２Ａは管路１１２と接続しており、ガス吸引装置１１３が駆動することにより、マスクＭは吸着溝部１１１を介して容器１の下端面に吸着保持される。ここで、吸着機構１１０の管路１１２もガイド部８により保持されている。
【００６０】
図１２に示すように、容器１に、マスクステージＭＳＴに係合する係合部１５０を設けてもよい。図１２に示す係合部１５０は、容器１のうち枠部材３から外方に延びるとともにその先端部を下方に向けた凸部により構成されている。そして、マスクステージＭＳＴには凸部（係合部）１５０と嵌合する凹部１５１が設けられている。容器１にマスクステージＭＳＴに係合する凸部（係合部）１５０を設けたことにより、マスクＭは容器１とマスクステージＭＳＴとに挟まれるようにして保持され、容器１はマスクステージＭＳＴに対して固定される。したがって、マスクステージＭＳＴが移動してもマスクステージＭＳＴやマスクＭに対する容器１の位置ずれの発生は抑えられる。
【００６１】
なお、チューブ２は容器１とマスクステージＭＳＴとを連結して設けられているが、容器１とマスクステージＭＳＴとの間にコネクタを設け、分離できるようにしてもよい。このとき、容器１とマスクステージＭＳＴとの接触部に設けるようにすればよい。
【００６２】
なお、上記実施形態における露光装置ＥＸは互いに隣接する複数の投影光学系を有するいわゆるマルチレンズスキャン型露光装置であるが、投影光学系が１つである走査型露光装置ついても本発明を適用することができる。
【００６３】
なお、露光装置ＥＸの用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
【００６４】
投影光学系ＰＬの倍率は等倍系のみならず、縮小系及び拡大系のいずれでもよい。
【００６５】
投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ_２レーザを用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。
【００６６】
基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００６７】
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００６８】
基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００６９】
マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００７０】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００７１】
半導体デバイスは、図１３に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンを基板に露光し、この露光した基板を現像する基板処理ステップ２０４、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）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００７２】
【発明の効果】
マスクと容器との間に形成される空間に接続される管路をマスクステージで支持するようにしたので管路はマスクステージとともに移動できる。したがって、マスクステージが移動しても管路の暴れなどによる振動の発生を抑制でき、精度良い露光処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略正面図である。
【図４】計測装置を示す構成図である。
【図５】容器を説明するための図である。
【図６】本発明の露光装置を用いた露光方法を説明するための図である。
【図７】マスクの撓みを矯正する方法を説明するための図である。
【図８】容器を保持する搬送装置を説明するための概略斜視図である。
【図９】本発明の露光装置の他の実施形態を示す概略図である。
【図１０】本発明の露光装置の他の実施形態を示す概略図である。
【図１１】本発明の露光装置に係る保持部の他の実施形態を示す図である。
【図１２】本発明の露光装置に係る容器の他の実施形態を示す図である。
【図１３】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１　　容器
２　　チューブ（管路）
５　　高摩擦部材（保持部）
７０ａ〜７０ｄ　　オートフォーカス検出系（計測装置）
１００　　搬送装置
１１０　　吸着機構（保持部）
１５０　　係合部
ＣＬ　　演算装置（計測装置）
ＥＸ　　露光装置
ＩＬ　　照明光学系
Ｍ　　マスク
ＭＳＴ　　マスクステージ
ＭＲＹ　　記憶装置
Ｐ　　感光基板（基板）
ＰＲＣ　　圧力制御装置
ＰＳＴ　　基板ステージ
Ｓ　　空間

Claims

照明光学系に対し相対的にマスクと基板とを走査移動して前記マスクのパターンを前記基板上に露光する露光装置において、
前記マスクを支持するとともに前記照明光学系に対し前記マスクを相対的に走査移動するマスクステージと、
前記マスクに対して着脱可能に設けられるとともに前記マスクの少なくとも一方の面に接し、該マスクと接して空間を形成する容器と、
前記マスクステージに支持されるとともに前記空間に接続する管路と、
前記管路と連通して前記空間の圧力を制御する圧力制御装置とを備えることを特徴とする露光装置。
前記容器と前記マスクとが接する部分に、前記走査移動により発生する前記容器と前記マスクとの相対的ずれを抑制する保持部を備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記保持部は、前記容器の重量と前記マスクステージの移動状態とに適した摩擦係数を有する高摩擦部材により構成されることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
前記保持部は、前記容器のうち前記マスクとの接する面に設けられた吸着機構を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の露光装置。
前記容器は、前記マスクステージに係合する係合部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の露光装置。
前記容器を保持するとともに該容器と前記マスクとを接続・分離する搬送装置を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。
複数のマスク毎に該マスクの自重による撓み量に関する情報を予め記憶した記憶装置を備え、
前記圧力制御装置は前記記憶装置に記憶されている情報に基づいて前記空間の圧力を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
前記圧力制御装置は、前記マスクステージの走査移動中に前記マスクの露光位置に応じた前記記憶されている情報に基づいて前記空間の圧力を制御することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
前記マスクステージの移動による前記マスクの露光位置の走査移動中に、該露光位置におけるマスクの撓み量を計測する計測装置を備え、
前記圧力制御装置は前記計測装置の計測結果に基づいて前記空間の圧力を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。