JP4863948B2 - 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、プロキシミティ方式を用いて基板の露光を行う露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に複数の移動ステージを備えた露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。

表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、レンズ又は鏡を用いてフォトマスク（以下、「マスク」と称す）のパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適している。

近年、表示用パネルの各種基板の製造では、大型化及びサイズの多様化に対応するため、比較的大きな基板を用意し、表示用パネルのサイズに応じて、１枚の基板から１枚又は複数枚の表示用パネル基板を製造している。この場合、プロキシミティ方式では、基板の一面を一括して露光しようとすると、基板と同じ大きさのマスクが必要となり、高価なマスクのコストがさらに増大する。そこで、基板より比較的小さなマスクを用い、移動ステージにより基板をＸＹ方向にステップ移動しながら、基板の一面を複数のショットに分けて露光する方式が主流となっている。以下、この方式を、プロキシミティＸＹステップ方式と呼ぶ。

特許文献１には、プロキシミティＸＹステップ方式の露光において、レーザー測長系を用いて露光時の基板の位置決めを精度良く行い、焼き付け精度を向上する技術が開示されている。レーザー測長系は、レーザー光を発生する光源と、チャックに取り付けられた反射手段（バーミラー）と、光源からのレーザー光と反射手段（バーミラー）により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを備える。また、特許文献２には、プロキシミティ方式の露光において、基板を固定する複数のチャック及び各チャックを移動する複数の移動ステージを用いることにより、スループットを向上させる技術が開示されており、特にプロキシミティＸＹステップ方式の露光においてスループット向上の効果が大きい。
特開２００５−３３１５４２号公報 特開２００５−１４０９３５号公報

特許文献２に記載の様に複数のチャック及び複数の移動ステージを用いる場合、各移動ステージが基板のロード／アンロード位置と露光位置とを移動するためのステージベースは、運搬のために、ロード／アンロード位置用の副ステージベースと露光位置用の主ステージベースとに分割して構成される。そして、特許文献１に記載の様なレーザー測長系を用いて露光時の基板の位置決めを行うためには、レーザー測長系のレーザー干渉計を副ステージベース又は主ステージベースのいずれかに設置しなければならない。

レーザー測長系のレーザー干渉計を副ステージベースに設置すると、レーザー干渉計が副ステージベースの振動の影響を受ける。また、レーザー干渉計から主ステージベース上の移動ステージまでの測定距離が長くなる。これらの原因で、測定誤差が発生し易いという問題が生じる。一方、レーザー測長系のレーザー干渉計を主ステージベースに設置すると、そのままでは各移動ステージが副ステージベースと主ステージベースとを移動する際にレーザー干渉計と衝突するため、レーザー干渉計を移動させる必要がある。レーザー干渉計を移動すると、測定結果の再現性に問題が生じる。

本発明の課題は、複数の移動ステージを用いるプロキシミティ方式の露光において、レーザー測長系を用いて、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことである。また、本発明の課題は、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な基板を製造することである。

本発明の露光装置は、プロキシミティ方式を用いた露光装置であって、基板を保持する複数のチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、マスクホルダの下方に配置された主ステージベースと、主ステージベースのＸ方向（又はＹ方向）に隣接して配置された複数の副ステージベースと、主ステージベース上から複数の副ステージベース上へ伸びるガイドと、ガイドに搭載されＸ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ、及び第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージを有し、各チャックを搭載して、１つの副ステージベース上及び主ステージベース上へ移動し、主ステージベース上で基板の位置決めを行う複数の移動ステージと、各移動ステージのＸ方向（又はＹ方向）の位置を検出する複数の第１のレーザー測長系と、各移動ステージを駆動する複数のステージ駆動回路と、各ステージ駆動回路を制御する制御装置とを備え、各第１のレーザー測長系が、レーザー光を発生する光源と、各移動ステージの第１のステージの下に取り付けられた反射手段と、主ステージベースのガイドから外れた位置に設置され、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを有し、制御装置が、各第１のレーザー測長系の検出結果に基づいて、各ステージ駆動回路を制御するものである。

また、本発明の露光方法は、プロキシミティ方式を用いた露光方法であって、マスクを保持するマスクホルダの下方に主ステージベースを配置し、主ステージベースのＸ方向（又はＹ方向）に隣接して複数の副ステージベースを配置し、主ステージベース上から複数の副ステージベース上へ伸びるガイドを設置し、ガイドに搭載されＸ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ、及び第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージを有し、基板を保持するチャックを搭載する複数の移動ステージを設け、各移動ステージを１つの副ステージベース上及び主ステージベース上へ移動し、主ステージベース上で各移動ステージにより基板の位置決めを行い、レーザー光を発生する光源と、各移動ステージに取り付けられた反射手段と、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを有する複数の第１のレーザー測長系を用い、各反射手段を各移動ステージの第１のステージの下に取り付け、各レーザー干渉計を主ステージベースのガイドから外れた位置に設置して、各移動ステージのＸ方向（又はＹ方向）の位置を検出し、検出結果に基づいて、各移動ステージによる基板の位置決めを制御するものである。

主ステージベース上から複数の副ステージベース上へ伸びるガイドを設置し、各移動ステージの第１のステージがガイドに搭載されるので、主ステージベース及び副ステージベースと各移動ステージの第１のステージとの間に、ガイドの高さに応じた空間が発生する。各移動ステージのＸ方向（又はＹ方向）の位置を検出する複数の第１のレーザー測長系の各反射手段を各移動ステージの第１のステージの下に取り付け、各レーザー干渉計を主ステージベースのガイドから外れた位置に設置するので、各移動ステージは副ステージベースと主ステージベースとを移動する際に各レーザー干渉計と衝突することがない。そして、各レーザー干渉計を主ステージベースに設置するので、各レーザー干渉計が副ステージベースの振動の影響を受けない。また、各レーザー干渉計から主ステージベース上の各移動ステージまでの測定距離が短くなる。従って、各第１のレーザー測長系を用いて、各移動ステージのＸ方向（又はＹ方向）の位置が精度良く検出される。

さらに、本発明の露光装置は、各第１のレーザー測長系が、主ステージベースのガイドから外れた位置に設置された複数のレーザー干渉計を有するものである。また、本発明の露光方法は、各第１のレーザー測長系で、複数のレーザー干渉計を主ステージベースのガイドから外れた位置に設置するものである。各第１のレーザー測長系で、複数のレーザー干渉計を主ステージベースに設置するので、複数のレーザー干渉計の測定結果から、各移動ステージの第１のステージがＸ方向（又はＹ方向）へ移動する際のヨーイングが検出される。

さらに、本発明の露光装置は、主ステージベースのＹ方向（又はＸ方向）に取り付けられた台と、主ステージベース上での各移動ステージのＹ方向（又はＸ方向）の位置を検出する第２のレーザー測長系とを備え、第２のレーザー測長系が、レーザー光を発生する光源と、各移動ステージの第２のステージに取り付けられた反射手段と、台に設置され、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを有し、制御装置が、第２のレーザー測長系の検出結果に基づいて、各ステージ駆動回路を制御するものである。

また、本発明の露光方法は、主ステージベースのＹ方向（又はＸ方向）に台を取り付け、レーザー光を発生する光源と、各移動ステージに取り付けられた反射手段と、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを有する第２のレーザー測長系を用い、各反射手段を各移動ステージの第２のステージに取り付け、レーザー干渉計を台に設置して、主ステージベース上での各移動ステージのＹ方向（又はＸ方向）の位置を検出し、検出結果に基づいて、各移動ステージによる基板の位置決めを制御するものである。

主ステージベース上での各移動ステージのＹ方向（又はＸ方向）の位置を検出する第２のレーザー測長系のレーザー干渉計を主ステージベースのＹ方向（又はＸ方向）に取り付けられた台に設置するので、レーザー干渉計が副ステージベースの振動の影響を受けない。また、レーザー干渉計から主ステージベース上の各移動ステージまでの測定距離が短くなる。従って、第２のレーザー測長系を用いて、主ステージベース上での各移動ステージのＹ方向（又はＸ方向）の位置が精度良く検出される。

さらに、本発明の露光装置は、第２のレーザー測長系の各反射手段が、ほぼ各移動ステージが搭載するチャックの高さに取り付けられたものである。また、本発明の露光方法は、第２のレーザー測長系の各反射手段を、ほぼ各移動ステージが搭載するチャックの高さに取り付けるものである。第２のレーザー測長系の各反射手段を、ほぼ各移動ステージが搭載するチャックの高さに取り付けるので、各移動ステージのＹ方向（又はＸ方向）の位置が基板の近傍で検出される。

さらに、本発明の露光装置は、各チャックに取り付けられた反射手段と、各チャックに対応して設けられ、各反射手段の変位を測定する複数のレーザー変位計と、複数のレーザー変位計の測定結果から各チャックのθ方向の傾きを検出する傾き検出手段とを備え、制御装置が、傾き検出手段の検出結果に基づいて、各ステージ駆動回路を制御するものである。また、本発明の露光方法は、各チャックに反射手段を取り付け、各反射手段の変位をそれぞれ複数のレーザー変位計で測定して、各チャックのθ方向の傾きを検出し、検出結果に基づいて、各移動ステージによる基板の位置決めを制御するものである。各チャックに反射手段を取り付け、各反射手段の変位をそれぞれ複数のレーザー変位計で測定するので、各チャックのθ方向の傾きが精度良く検出される。

さらに、本発明の露光装置は、複数のレーザー変位計が、各移動ステージの第１のステージに設置されたものである。また、本発明の露光方法は、複数のレーザー変位計を各移動ステージの第１のステージに設置するものである。複数のレーザー変位計を各移動ステージの第１のステージに設置するので、複数のレーザー変位計の測定結果から、第１のステージに搭載された第２のステージがＹ方向（又はＸ方向）へ移動する際のヨーイングが検出される。

本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うものである。露光時の基板の位置決めが精度良く行われるので、パターンの焼付けが精度良く行われ、高品質な基板が製造される。

本発明の露光装置及び露光方法によれば、各第１のレーザー測長系を用いて、各移動ステージのＸ方向（又はＹ方向）の位置を精度良く検出することができる。従って、露光時のＸ方向（又はＹ方向）の基板の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、各第１のレーザー測長系で、複数のレーザー干渉計を主ステージベースに設置することにより、複数のレーザー干渉計の測定結果から、各移動ステージの第１のステージがＸ方向（又はＹ方向）へ移動する際のヨーイングを検出することができる。従って、露光時のＸ方向（又はＹ方向）の基板の位置決めをさらに精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、第２のレーザー測長系を用いて、主ステージベース上での各移動ステージのＹ方向（又はＸ方向）の位置を精度良く検出することができる。従って、露光時のＹ方向（又はＸ方向）の基板の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、第２のレーザー測長系の各反射手段を、ほぼ各移動ステージが搭載するチャックの高さに取り付けることにより、各移動ステージのＹ方向（又はＸ方向）の位置を基板の近傍で検出することができる。従って、露光時のＹ方向（又はＸ方向）の基板の位置決めをさらに精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、各チャックに反射手段を取り付け、各反射手段の変位をそれぞれ複数のレーザー変位計で測定することにより、各チャックのθ方向の傾きを精度良く検出することができる。従って、露光時のθ方向の基板の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、複数のレーザー変位計を各移動ステージの第１のステージに設置することにより、複数のレーザー変位計の測定結果から、第１のステージに搭載された第２のステージがＹ方向（又はＸ方向）へ移動する際のヨーイングを検出することができる。従って、露光時のＹ方向（又はＸ方向）の基板の位置決めをさらに精度良く行うことができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な基板を製造することができる。

図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。露光装置は、複数のチャック１０ａ，１０ｂ、主ステージベース１１、複数の副ステージベース１１ａ，１１ｂ、台１２、Ｘガイド１３、複数の移動ステージ、マスクホルダ２０、レーザー測長系制御装置３０、複数の第１のレーザー測長系、第２のレーザー測長系、レーザー変位計制御装置４０、レーザー変位計４２，４３、バーミラー４４，４５、主制御装置７０、入出力インタフェース回路７１，７２、及びステージ駆動回路８０ａ，８０ｂを含んで構成されている。なお、露光装置は、これらの他に、露光光を照射する照射光学系、基板１を搬入する搬入ユニット、基板１を搬出する搬出ユニット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。

なお、本実施の形態では、チャック、副ステージベース、移動ステージ、第１のレーザー測長系及びステージ駆動回路がそれぞれ２つ設けられているが、これらをそれぞれ３つ以上設けてもよい。また、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。

図１において、基板１の露光を行う露光位置の上空に、マスク２を保持するマスクホルダ２０が設置されている。マスクホルダ２０は、マスク２の周辺部を真空吸着して保持する。マスクホルダ２０に保持されたマスク２の上空には、図示しない照射光学系が配置されている。露光時、照射光学系からの露光光がマスク２を透過して基板１へ照射されることにより、マスク２のパターンが基板１の表面に転写され、基板１上にパターンが形成される。

マスクホルダ２０の下方には、主ステージベース１１が配置されている。主ステージベース１１の左右には、主ステージベース１１のＸ方向に隣接して副ステージベース１１ａ，１１ｂが配置されている。主ステージベース１１のＹ方向には、台１２が取り付けられている。チャック１０ａは、後述する移動ステージによって、副ステージベース１１ａ上のロード／アンロード位置と主ステージベース１１上の露光位置との間を移動される。また、チャック１０ｂは、後述する移動ステージによって、副ステージベース１１ｂ上のロード／アンロード位置と主ステージベース１１上の露光位置との間を移動される。基板１は、副ステージベース１１ａ，１１ｂ上のロード／アンロード位置において、図示しない搬入ユニットによりチャック１０ａ，１０ｂへ搭載され、また図示しない搬出ユニットによりチャック１０ａ，１０ｂから回収される。チャック１０ａ，１０ｂは、基板１を真空吸着して保持する。

図２は、チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示す上面図である。また、図３は、チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。図２において、主ステージベース１１上及び副ステージベース１１ａ，１１ｂ上には、主ステージベース１１上から副ステージベース１１ａ，１１ｂ上へＸ方向に伸びるＸガイド１３が設けられている。

図３において、チャック１０ａ，１０ｂは、それぞれ移動ステージに搭載されている。各移動ステージは、Ｘステージ１４、Ｙガイド１５、Ｙステージ１６、θステージ１７、及びチャック支持台１９を含んで構成されている。Ｘステージ１４は、Ｘガイド１３に搭載され、Ｘガイド１３に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ１６は、Ｘステージ１４上に設けられたＹガイド１５に搭載され、Ｙガイド１５に沿ってＹ方向（図面奥行き方向）へ移動する。θステージ１７は、Ｙステージ１６に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台１９は、θステージ１７に搭載され、チャック１０ａ，１０ｂを支持する。

各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動により、チャック１０ａは、副ステージベース１１ａ上のロード／アンロード位置と主ステージベース１１上の露光位置との間を移動され、チャック１０ｂは、副ステージベース１１ｂ上のロード／アンロード位置と主ステージベース１１上の露光位置との間を移動される。図４は、チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す上面図である。また、図５は、チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。

主ステージベース１１上の露光位置において、各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動及びＹステージ１６のＹ方向への移動により、チャック１０ａ，１０ｂに保持された基板１のＸＹ方向へのステップ移動が行われる。そして、各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動、Ｙステージ１６のＹ方向への移動、及びθステージ１７のθ方向への回転により、露光時の基板１の位置決めが行われる。また、図示しないＺ−チルト機構によりマスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせが行われる。図１において、ステージ駆動回路８０ａは、主制御装置７０の制御により、チャック１０ａを搭載する移動ステージのＸステージ１４、Ｙステージ１６、及びθステージ１７を駆動する。また、ステージ駆動回路８０ｂは、主制御装置７０の制御により、チャック１０ｂを搭載する移動ステージのＸステージ１４、Ｙステージ１６、及びθステージ１７を駆動する。

なお、本実施の形態では、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行っているが、各移動ステージにＺ−チルト機構を設けて、チャック１０ａ，１０ｂをＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行ってもよい。

以下、本実施の形態の露光装置の基板の位置決め動作について説明する。本実施の形態では、２つの第１のレーザー測長系の一方により、チャック１０ａを搭載する移動ステージのＸ方向の位置を検出し、他方により、チャック１０ｂを搭載する移動ステージのＸ方向の位置を検出する。また、第２のレーザー測長系により、主ステージベース１１上での各移動ステージのＹ方向の位置を検出する。さらに、レーザー変位計４２，４３を用いて、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出する。

図１において、第１のレーザー測長系の一方は、レーザー光源３１ａ、２つのレーザー干渉計３２ａ、及び後述するバーミラー３４ａを含んで構成されている。第１のレーザー測長系の他方は、レーザー光源３１ｂ、２つのレーザー干渉計３２ｂ、及び後述するバーミラー３４ｂを含んで構成されている。また、第２のレーザー測長系は、レーザー光源３１ｂ、レーザー干渉計３３、及びバーミラー３５を含んで構成されている。

図６は、主ステージベース上にある移動ステージの上面図である。図７は、主ステージベース上にある移動ステージのＸ方向の一部断面側面図である。図８は、主ステージベース上にある移動ステージのＹ方向の側面図である。図６〜図８は、チャック１０ａを搭載する移動ステージを示しており、チャック１０ｂを搭載する移動ステージは、チャック１０ａを搭載する移動ステージとＸ方向において左右対称な構成となっている。なお、図７ではＸガイド１３が省略され、図８ではレーザー干渉計３２ａ，３２ｂが省略されている。

図８において、移動ステージのＸステージ１４がＸガイド１３に搭載されているので、主ステージベース１１及び副ステージベース１１ａ，１１ｂとＸステージ１４との間に、Ｘガイド１３の高さに応じた空間が発生している。第１のレーザー測長系のバーミラー３４ａは、この空間を利用して、Ｘステージ１４の下に取り付けられている。バーミラー３４ｂも同様である。第１のレーザー測長系の２つのレーザー干渉計３２ａは、図１に示す様に、主ステージベース１１のＸガイド１３から外れた位置に設置されている。レーザー干渉計３２ｂも同様である。

図６〜図８において、第２のレーザー測長系のバーミラー３５は、アーム３６により、ほぼチャック１０ａの高さでＹステージ１６に取り付けられている。チャック１０ｂを搭載する移動ステージについても、同様に、バーミラー３５は、ほぼチャック１０ｂの高さでＹステージ１６に取り付けられている。第２のレーザー測長系のレーザー干渉計３３は、図６及び図８に示す様に、主ステージベース１１のＹ方向に取り付けられた台１２に設置されている。

図９及び図１０は、レーザー干渉計の動作を説明する図である。なお、図９は、チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示し、図１０は、チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す。

図９及び図１０において、各レーザー干渉計３２ａは、レーザー光源３１ａからのレーザー光をバーミラー３４ａへ照射し、バーミラー３４ａにより反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１ａからのレーザー光とバーミラー３４ａにより反射されたレーザー光との干渉を測定する。図１において、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー干渉計３２ａの測定結果から、チャック１０ａを搭載する移動ステージのＸ方向の位置を検出し、またＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出する。

図９及び図１０において、各レーザー干渉計３２ｂは、レーザー光源３１ｂからのレーザー光をバーミラー３４ｂへ照射し、バーミラー３４ｂにより反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１ｂからのレーザー光とバーミラー３４ｂにより反射されたレーザー光との干渉を測定する。図１において、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー干渉計３２ｂの測定結果から、チャック１０ｂを搭載する移動ステージのＸ方向の位置を検出し、またＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出する。

第１のレーザー測長系のバーミラー３４ａ，３４ｂを各移動ステージのＸステージ１４の下に取り付け、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂを主ステージベース１１のＸガイド１３から外れた位置に設置するので、各移動ステージは副ステージベース１１ａ，１１ｂと主ステージベース１１とを移動する際にレーザー干渉計３２ａ，３２ｂと衝突することがない。そして、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂを主ステージベース１１に設置するので、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂが副ステージベース１１ａ，１１ｂの振動の影響を受けない。また、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂから主ステージベース１１上の各移動ステージまでの測定距離が短くなる。従って、各第１のレーザー測長系を用いて、各移動ステージのＸ方向の位置が精度良く検出される。そして、各第１のレーザー測長系で、複数のレーザー干渉計３２ａ，３２ｂを主ステージベース１１に設置するので、複数のレーザー干渉計３２ａ，３２ｂの測定結果から、各移動ステージのＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングが検出される。

図９及び図１０において、レーザー干渉計３３は、レーザー光源３１ｂからのレーザー光をバーミラー３５へ照射し、バーミラー３５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１ｂからのレーザー光とバーミラー３５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。図１において、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計３３の測定結果から、主ステージベース１１上での各移動ステージのＹ方向の位置を検出する。

第２のレーザー測長系のレーザー干渉計３３を主ステージベース１１のＹ方向に取り付けられた台１２に設置するので、レーザー干渉計３３が副ステージベース１１ａ，１１ｂの振動の影響を受けない。また、レーザー干渉計３３から主ステージベース１１上の各移動ステージまでの測定距離が短くなる。従って、第２のレーザー測長系を用いて、主ステージベース１１上での各移動ステージのＹ方向の位置が精度良く検出される。そして、第２のレーザー測長系の各バーミラー３５を、ほぼ各移動ステージが搭載するチャック１０ａ，１０ｂの高さに取り付けるので、各移動ステージのＹ方向の位置が基板１の近傍で検出される。

図１１は、Ｘ方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。図１１は、チャック１０ａを搭載する移動ステージに取り付けられたレーザー変位計を示しており、チャック１０ｂを搭載する移動ステージに取り付けられたレーザー変位計は、図１１とＸ方向において左右対称な構成となっている。バーミラー４４は、チャック１０ａ，１０ｂのＹ方向の一側面に取り付けられている。２つのレーザー変位計４２は、それぞれ、アーム４６により、バーミラー４４の高さでブロック４８に取り付けられている。ブロック４８は、Ｘステージ１４に取り付けられている。

図１２は、Ｙ方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。図１２において、バーミラー４５は、取り付け具４９により、チャック１０ａ，１０ｂの裏面に取り付けられている。レーザー変位計４３は、図７及び図１２に示す様に、アーム４７により、バーミラー４５の高さでＹステージ１６に取り付けられている。なお、図１２は、バーミラー４５及び取り付け具４９が見える様にするため、チャック１０ａ，１０ｂの一部を切り欠いた状態を示している。

図１１において、各レーザー変位計４２は、レーザー光をバーミラー４４へ照射し、バーミラー４４により反射されたレーザー光を検出することにより、バーミラー４４のＸ方向の変位を測定する。また、図１２において、レーザー変位計４３は、レーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を検出することにより、バーミラー４５のＹ方向の変位を測定する。図１において、レーザー変位計制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー変位計４２及びレーザー変位計４３の測定結果から、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出し、またＹステージ１６がＹＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出する。

チャック１０ａ，１０ｂにバーミラー４４を取り付け、各バーミラー４４の変位をそれぞれ複数のレーザー変位計４２で測定するので、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きが精度良く検出される。そして、複数のレーザー変位計４２を各移動ステージのＸステージ１４に設置するので、複数のレーザー変位計４２の測定結果から、Ｘステージ１４に搭載されたＹステージ１６がＹ方向へ移動する際のヨーイングが検出される。

図１において、主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置３０の検出結果を、入出力インタフェース回路７１を介して入力する。また、主制御装置７０は、レーザー変位計制御装置４０の検出結果を、入出力インタフェース回路７２を介して入力する。そして、主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置３０の検出結果及びレーザー変位計制御装置４０の検出結果に基づき、ステージ駆動回路８０ａ，８０ｂを制御して各移動ステージを駆動させ、露光時の基板１の位置決めを行う。

以上説明した本実施の形態によれば、各第１のレーザー測長系を用いて、各移動ステージのＸ方向の位置を精度良く検出することができる。従って、露光時のＸ方向の基板１の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、以上説明した本実施の形態によれば、各第１のレーザー測長系で、複数のレーザー干渉計３２ａ，３２ｂを主ステージベース１１に設置することにより、複数のレーザー干渉計３２ａ，３２ｂの測定結果から、各移動ステージのＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出することができる。従って、露光時のＸ方向の基板１の位置決めをさらに精度良く行うことができる。

さらに、以上説明した本実施の形態によれば、第２のレーザー測長系を用いて、主ステージベース１１上での各移動ステージのＹ方向の位置を精度良く検出することができる。従って、露光時のＹ方向の基板１の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、以上説明した本実施の形態によれば、第２のレーザー測長系の各バーミラー３５を、ほぼ各移動ステージが搭載するチャック１０ａ，１０ｂの高さに取り付けることにより、各移動ステージのＹ方向の位置を基板１の近傍で検出することができる。従って、露光時のＹ方向の基板１の位置決めをさらに精度良く行うことができる。

さらに、以上説明した本実施の形態によれば、チャック１０ａ，１０ｂにバーミラー４４を取り付け、各バーミラー４４の変位をそれぞれ複数のレーザー変位計４２で測定することにより、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを精度良く検出することができる。従って、露光時のθ方向の基板１の位置決めを精度良く行うことができる。

さらに、以上説明した本実施の形態によれば、複数のレーザー変位計４２を各移動ステージのＸステージ１４に設置することにより、複数のレーザー変位計４２の測定結果から、Ｘステージ１４に搭載されたＹステージ１６がＹ方向へ移動する際のヨーイングを検出することができる。従って、露光時のＹ方向の基板１の位置決めをさらに精度良く行うことができる。

本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な基板を製造することができる。

例えば、図１３は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図１４は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。

図１３に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１４に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。

本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。 チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示す上面図である。 チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。 チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す上面図である。 チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。 主ステージベース上にある移動ステージの上面図である。 主ステージベース上にある移動ステージのＸ方向の一部断面側面図である。 主ステージベース上にある移動ステージのＹ方向の側面図である。 レーザー干渉計の動作を説明する図である。 レーザー干渉計の動作を説明する図である。 Ｘ方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。 Ｙ方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基板
２ マスク
１０ａ，１０ｂ チャック
１１ 主ステージベース
１１ａ，１１ｂ 副ステージベース
１２ 台
１３ Ｘガイド
１４ Ｘステージ
１５ Ｙガイド
１６ Ｙステージ
１７ θステージ
１９ チャック支持台
２０ マスクホルダ
３０ レーザー測長系制御装置
３１ａ，３１ｂ レーザー光源
３２ａ，３２ｂ，３３ レーザー干渉計
３４ａ，３４ｂ，３５ バーミラー
３６ アーム
４０ レーザー変位計制御装置
４２，４３ レーザー変位計
４４，４５ バーミラー
４６，４７ アーム
４８ ブロック
４９ 取り付け具
７０ 主制御装置
７１，７２ 入出力インタフェース回路
８０ａ，８０ｂ ステージ駆動回路

Claims (14)

1. プロキシミティ方式を用いた露光装置であって、
   基板を保持する複数のチャックと、
   フォトマスクを保持するマスクホルダと、
   前記マスクホルダの下方に配置された主ステージベースと、
   前記主ステージベースのＸ方向（又はＹ方向）に隣接して配置された複数の副ステージベースと、
   前記主ステージベース上から前記複数の副ステージベース上へ伸びるガイドと、
   前記ガイドに搭載されＸ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ、及び第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージを有し、各チャックを搭載して、１つの副ステージベース上及び前記主ステージベース上へ移動し、前記主ステージベース上で基板の位置決めを行う複数の移動ステージと、
   各移動ステージのＸ方向（又はＹ方向）の位置を検出する複数の第１のレーザー測長系と、
   各移動ステージを駆動する複数のステージ駆動回路と、
   各ステージ駆動回路を制御する制御装置とを備え、
   各第１のレーザー測長系は、レーザー光を発生する光源と、各移動ステージの第１のステージの下に取り付けられた反射手段と、前記主ステージベースの前記ガイドから外れた位置に設置され、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを有し、
   前記制御装置は、各第１のレーザー測長系の検出結果に基づいて、各ステージ駆動回路を制御することを特徴とする露光装置。
2. 各第１のレーザー測長系は、前記主ステージベースの前記ガイドから外れた位置に設置された複数のレーザー干渉計を有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記主ステージベースのＹ方向（又はＸ方向）に取り付けられた台と、
   前記主ステージベース上での各移動ステージのＹ方向（又はＸ方向）の位置を検出する第２のレーザー測長系とを備え、
   前記第２のレーザー測長系は、レーザー光を発生する光源と、各移動ステージの第２のステージに取り付けられた反射手段と、前記台に設置され、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを有し、
   前記制御装置は、前記第２のレーザー測長系の検出結果に基づいて、各ステージ駆動回路を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
4. 前記第２のレーザー測長系の各反射手段は、ほぼ各移動ステージが搭載するチャックの高さに取り付けられたことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 各チャックに取り付けられた反射手段と、
   各チャックに対応して設けられ、各反射手段の変位を測定する複数のレーザー変位計と、
   前記複数のレーザー変位計の測定結果から各チャックのθ方向の傾きを検出する傾き検出手段とを備え、
   前記制御装置は、前記傾き検出手段の検出結果に基づいて、各ステージ駆動回路を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 前記複数のレーザー変位計は、各移動ステージの第１のステージに設置されたことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. プロキシミティ方式を用いた露光方法であって、
   フォトマスクを保持するマスクホルダの下方に主ステージベースを配置し、
   主ステージベースのＸ方向（又はＹ方向）に隣接して複数の副ステージベースを配置し、
   主ステージベース上から複数の副ステージベース上へ伸びるガイドを設置し、
   ガイドに搭載されＸ方向（又はＹ方向）へ移動する第１のステージ、第１のステージに搭載されＹ方向（又はＸ方向）へ移動する第２のステージ、及び第２のステージに搭載されθ方向へ回転する第３のステージを有し、基板を保持するチャックを搭載する複数の移動ステージを設け、
   各移動ステージを１つの副ステージベース上及び主ステージベース上へ移動し、
   主ステージベース上で各移動ステージにより基板の位置決めを行い、
   レーザー光を発生する光源と、各移動ステージに取り付けられた反射手段と、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを有する複数の第１のレーザー測長系を用い、各反射手段を各移動ステージの第１のステージの下に取り付け、各レーザー干渉計を主ステージベースのガイドから外れた位置に設置して、各移動ステージのＸ方向（又はＹ方向）の位置を検出し、
   検出結果に基づいて、各移動ステージによる基板の位置決めを制御することを特徴とする露光方法。
8. 各第１のレーザー測長系で、複数のレーザー干渉計を主ステージベースのガイドから外れた位置に設置することを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
9. 主ステージベースのＹ方向（又はＸ方向）に台を取り付け、
   レーザー光を発生する光源と、各移動ステージに取り付けられた反射手段と、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを有する第２のレーザー測長系を用い、各反射手段を各移動ステージの第２のステージに取り付け、レーザー干渉計を台に設置して、主ステージベース上での各移動ステージのＹ方向（又はＸ方向）の位置を検出し、
   検出結果に基づいて、各移動ステージによる基板の位置決めを制御することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の露光方法。
10. 第２のレーザー測長系の各反射手段を、ほぼ各移動ステージが搭載するチャックの高さに取り付けることを特徴とする請求項９に記載の露光方法。
11. 各チャックに反射手段を取り付け、
    各反射手段の変位をそれぞれ複数のレーザー変位計で測定して、各チャックのθ方向の傾きを検出し、
    検出結果に基づいて、各移動ステージによる基板の位置決めを制御することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか一項に記載の露光方法。
12. 複数のレーザー変位計を各移動ステージの第１のステージに設置することを特徴とする請求項１１に記載の露光方法。
13. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
14. 請求項７乃至請求項１２のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。

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