(57)【要約】【課題】  所定の軌道面に沿って移動するシート基板に局所的な凹凸が発生しても、パターンを所望の結像状態でシート基板に転写する。【解決手段】  所定の軌道面に沿って移動する可撓性のシート状の基板に電子デバイス用のパターンを露光する露光装置は、基板の表面が所定の軌道面に沿うように基板を支持する基板支持部と、基板上に設定される被露光領域にパターンの少なくとも一部の像を形成する投影光学系と、基板の移動方向に関して被露光領域の手前に位置する計測対象領域において、基板の表面に可干渉性の光束を照射し、該光束の基板の表面での反射光を検出することにより、計測対象領域における基板の面形状に対応して生成される干渉縞を計測する面形状計測部と、を備えている。【選択図】  図１
2014035412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軌道面に沿って移動する可撓性のシート状の基板に電子デバイス用のパターンを露光する露光装置であって、
前記基板の表面が前記所定の軌道面に沿うように前記基板を支持する基板支持部と、
前記基板上に設定される被露光領域に前記パターンの少なくとも一部の像を形成する投影光学系と、
前記基板の移動方向に関して前記被露光領域の手前に位置する計測対象領域において、前記基板の表面に可干渉性の光束を照射し、該光束の前記基板の表面での反射光を検出することにより、前記計測対象領域における前記基板の面形状に対応して生成される干渉縞を計測する面形状計測部と、
を備えていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記面形状計測部は、前記計測対象領域における面位置の相対的な分布を計測する面計測部と、前記計測対象領域内の所定位置における面位置の絶対値を計測する点計測部とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記計測対象領域内の前記所定位置は、前記基板上においてパターンの形成されない領域に対応した位置であることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記面形状計測部は、光源からの光を前記計測対象領域に向かう光と参照面に向かう光とに分割し且つ前記計測対象領域における前記基板で反射された測定光と前記参照面で反射された参照光とを合成するビームスプリッターと、該ビームスプリッターを経た前記測定光と前記参照光との干渉光を光電検出する光電検出器と、該光電検出器の出力に基づいて前記計測対象領域における前記基板の面形状を求める信号処理部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記面形状計測部は、前記参照面を前記ビームスプリッターに向かって前記光源からの光の波長に応じた所定距離だけステップ移動させる駆動部を有することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板は、前記計測対象領域および前記被露光領域において所定の円筒面に沿って円周方向へ移動し、
前記面形状計測部は、前記ビームスプリッターと前記計測対象領域との間の光路中に配置されて前記所定の円筒面に応じた曲面状の屈折面を有するヌルレンズを備えていることを特徴とする請求項４または５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記面形状計測部は、前記計測対象領域において既に形成されたパターンからの回折光を遮るための開口絞りを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記面形状計測部の計測結果に基づいて、前記投影光学系の結像特性の調整および前記被露光領域における前記基板の面形状の調整のうちの少なくとも一方を行う調整部をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記調整部は、前記被露光領域において前記基板を支持する前記基板支持部の支持面の面形状を変形させる変形調整部を有することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記変形調整部は、前記基板支持部の支持面に沿って二次元的に配置されて前記基板に作用する複数のアクチュエータを有することを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記投影光学系は、前記基板の移動方向と交差する方向に沿って配列された複数の投影光学ユニットを有し、
前記調整部は、前記複数の投影光学ユニットの光学調整を個別に行うことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記基板の移動方向と交差する方向に沿って配列された複数の前記面形状計測部を備えていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記計測対象領域は、前記基板の移動方向に沿って前記被露光領域よりも大きい寸法を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の露光装置を用いて、所定のパターンを基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の露光装置を用いて、所定のパターンを基板の光感応層に露光する際、前記面形状計測部によって計測される干渉縞の状態に応じて、前記基板上に投影される前記パターンの像の結像状態を調整して、前記基板の光感応層を露光することと、
前記所定のパターンが露光された前記基板を処理して、前記所定のパターンに対応する形状のパターン層を前記基板の表面に形成することと、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１６】
前記結像状態の調整は、前記基板支持部により形成される前記軌道面の凹凸を部分的に微小変化させることにより行うことを特徴とする請求項１４に記載のデバイス製造方法。
【請求項１７】
前記光感応層は、露光用の波長域の光の照射部と未照射部とで親撥液性が変化する感光性自己組織化単分子材料であることを特徴とする請求項１４に記載のデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、可撓性のシート状の基板（以下、「シート基板」という）にパターンを転写する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フレキシブルな高分子シート上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法でパターニングすることにより、有機ＥＬ素子、液晶表示素子などの表示素子（電子デバイス）を製造する手法が考案されている。このフォトリソグラフィ工程において用いられる露光装置として、ロール・ツー・ロール（Roll to Roll）で搬送される帯状のシート基板にマスクのパターンを転写する露光装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された露光装置では、軸線廻りに回転する円筒状のマスクの外周面に設けられたパターンを、円筒面に沿ってその円周方向へ搬送される感光性のシート基板上のショット領域に露光している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２１５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
所定の軌道面に沿って移動する可撓性のシート状の基板に電子デバイス用のパターンを露光する場合、シート基板の搬送などに起因してシート基板の表面に局所的な凹凸が発生することが考えられる。この場合、特段の配慮をしない限り、シート基板上に設定される被露光領域（投影光学系の結像領域に対応）においても局所的な凹凸が存在することになり、パターンを所望の結像状態でシート基板に転写することが困難になる。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、所定の軌道面に沿って移動するシート基板に局所的な凹凸が発生しても、パターンを所望の結像状態でシート基板に転写することのできる露光装置、およびデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、第１形態では、所定の軌道面に沿って移動する可撓性のシート状の基板に電子デバイス用のパターンを露光する露光装置であって、
前記基板の表面が前記所定の軌道面に沿うように前記基板を支持する基板支持部と、
前記基板上に設定される被露光領域に前記パターンの少なくとも一部の像を形成する投影光学系と、
前記基板の移動方向に関して前記被露光領域の手前に位置する計測対象領域において、前記基板の表面に可干渉性の光束を照射し、該光束の前記基板の表面での反射光を検出することにより、前記計測対象領域における前記基板の面形状に対応して生成される干渉縞を計測する面形状計測部と、
を備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
【０００８】
第２形態では、第１形態の露光装置を用いて、所定のパターンを基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
【０００９】
第３形態では、第１形態の露光装置を用いて、所定のパターンを基板の光感応層に露光する際、前記面形状計測部によって計測される干渉縞の状態に応じて、前記基板上に投影される前記パターンの像の結像状態を調整して、前記基板の光感応層を露光することと、
前記所定のパターンが露光された前記基板を処理して、前記所定のパターンに対応する形状のパターン層を前記基板の表面に形成することと、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一形態によれば、所定の軌道面に沿って移動する可撓性のシート基板に搬送などに起因して局所的な凹凸（例えば、数μｍ〜数十μｍ）が発生しても、この局所的な凹凸を露光に先立って事前に検知することにより、パターンを所望の結像状態でシート基板に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】マスクの外周面を平面状に展開して示す図である。
【図３】円筒面状の支持面に沿って円周方向へ移動するシート基板を平面状に展開して示す図である。
【図４】本実施形態にかかる面形状計測部の基本構成を概略的に示す図である。
【図５】面形状計測部における干渉縞に基づく点計測および面計測を説明する図である。
【図６】面形状計測部において開口絞りによりパターンからの回折光を遮る様子を示す図である。
【図７】本実施形態にかかる面形状計測部の具体的な構成例をＸ１Ｚ１平面に沿って概略的に示す図である。
【図８】図７の面形状計測部をＸ１Ｙ１平面に沿って概略的に示す図である。
【図９】複数の面形状計測部を備える変形例をＸ１Ｚ１平面に沿って概略的に示す図である。
【図１０】図９の変形例の構成をＸ１Ｙ１平面に沿って概略的に示す図である。
【図１１】複数の投影光学ユニットを備える変形例を概略的に示す図である。
【図１２】表示デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【図１３】液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図１では、その紙面における鉛直方向すなわち投影光学系ＰＬの基準光軸ＡＸの方向にＺ軸を、図１の紙面における水平方向にＸ軸を、図１の紙面に垂直な方向にＹ軸を設定している。
【００１３】
本実施形態の露光装置は、Ｙ方向に延びる軸線Ｍａを中心として図１中反時計廻り（または時計廻り）に回転する円柱状（または円筒状）の反射型マスクＭと、光源ＬＳからの光によりマスクＭの外周面上に照明領域ＩＲを形成する照明光学系ＩＬと、マスクＭのパターンの像をシート基板ＳＨ上の被露光領域（投影光学系ＰＬの結像領域に対応）ＥＲに形成する投影光学系ＰＬと、シート基板ＳＨの表面が円筒面状の支持面ＳＳａに沿うようにシート基板ＳＨを支持する基板支持部ＳＳと、中心軸線Ｍａ廻りにマスクＭを回転駆動する第１駆動系ＤＲ１と、シート基板ＳＨが基板支持部ＳＳの円筒面状の支持面ＳＳａに沿って一方向に移動させる第２駆動系ＤＲ２と、駆動系ＤＲ１，ＤＲ２等の動作を統括的に制御する制御系ＣＲとを備えている。
【００１４】
基板支持部ＳＳは固定的に位置決めされ、支持面ＳＳａはＹ方向に延びる軸線を有する円筒面に沿った面形状を有する。基板支持部ＳＳとして、Ｙ方向に延びる軸線を中心とする円柱状または円筒状の形態を有し且つ固定的に位置決めされたドラムを用いることもできる。
【００１５】
シート基板ＳＨは、通常のフォトレジスト、親撥水のコントラストを付与する感光性シランカップリング材、或いは無電解で金属メッキを析出する為の感光性還元基材料（以上、総称して光感応材料とも呼ぶ）が塗布されたフレキシブルな（可撓性を有する）帯状の高分子シートである。光感応層を形成する感光材料として、露光用の波長域の光の照射部と未照射部とで親撥液性が変化する感光性シランカップリング材は、感光性自己組織化単分子（ＳＡＭ）材料とも呼ばれる。シート基板ＳＨは、例えば図示を省略したモータおよびローラーを含む第２駆動系ＤＲ２の作用により、基板支持部ＳＳの円筒面状の支持面ＳＳａに沿って円周方向へ滑動するように搬送される。なお、シート基板ＳＨと円筒面状の支持面ＳＳａとの間にエアギャップを介在させても良いし、場合によってはシート基板ＳＨと円筒面状の支持面ＳＳａとは当接（密着）していても良い。
【００１６】
基板支持部ＳＳとして、回転円筒体（ドラム）を用い、その外周面にシート基板ＳＨを密着させて巻き付けて搬送する場合には、その回転ドラムの回転角度位置を精密に計測するエンコーダシステムが設けられる。そのエンコーダシステムの為のスケール（格子パターン）は回転ドラムの外周面でシート基板ＳＨに覆われない周面部分の全周に刻設される。
【００１７】
照明光学系ＩＬには、光源ＬＳから露光用の照明光（露光光）が供給される。露光光として、例えば、超高圧水銀ランプの射出光から選択されたｉ線（波長３６５ｎｍ）の光、ＹＡＧレーザの３倍高調波（波長３５５ｎｍ）よりなるパルス光、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などを用いることができる。光源ＬＳから供給された光は、照明光学系ＩＬを介して＋Ｘ方向へ射出され、投影光学系ＰＬ中のビームスプリッターＢＳに入射する。
【００１８】
ビームスプリッターＢＳで＋Ｚ方向へ反射された照明光は、マスクＭの外周面上においてＹ方向に延びる帯状の照明領域ＩＲを形成する。すなわち、照明領域ＩＲは、マスクＭの外周面である円筒面に沿った面形状を有する。円柱状（または円筒状）の形態を有するマスクＭの外周面には、シート基板ＳＨに転写すべきパターン、すなわち有機ＥＬ素子、液晶表示素子などの電子デバイス用のパターンが設けられている。
【００１９】
Ｚ方向から見た照明領域ＩＲは、Ｙ方向に沿って長辺を有しＸ方向に沿って短辺を有する矩形状の外形を有する。理解を容易にするために、図２に示すようにマスクＭの外周面を平面状に展開すると、パターンが設けられたパターン領域ＰＡの幅方向（Ｙ方向）のほぼ全体を占めるように帯状の照明領域ＩＲが基準光軸ＡＸを中心として形成される。換言すると、照明領域ＩＲのＹ方向の寸法はパターン領域ＰＡのＹ方向の寸法とほぼ同じであり、照明領域ＩＲはパターン領域ＰＡの幅方向に沿ってほぼ全体を占めるように帯状に延びている。
【００２０】
パターン領域ＰＡ内のパターンのうち、照明領域ＩＲにより照明されたパターンからの反射光は、投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬに入射した光は、ビームスプリッターＢＳを透過した後に、図示を省略した複数の光学部材を介して、シート基板ＳＨ上の被露光領域ＥＲに、照明領域ＩＲ内のパターンの投影像を形成する。投影光学系ＰＬとして、例えば２回結像型の屈折光学系、２回結像型の反射屈折光学系を用いることができる。被露光領域ＥＲは、照明領域ＩＲと光学的に対応する領域であって、照明領域ＩＲと同様に、基板支持部ＳＳの円筒面状の支持面ＳＳａに沿った面形状を有する。
【００２１】
理解を容易にするために、基板支持部ＳＳの円筒面状の支持面ＳＳａに沿って円周方向へ移動するシート基板ＳＨを図３に示すように平面状に展開すると、平面状に展開されたシート基板ＳＨ上には基準光軸ＡＸを中心としてＹ方向に沿って帯状に延びる被露光領域ＥＲが設定される。したがって、投影光学系ＰＬの投影倍率に応じてマスクＭの回転とシート基板ＳＨの移動とを同期させることにより、シート基板ＳＨ上には被露光領域ＥＲのＹ方向寸法にほぼ等しい幅を有するショット領域に対してマスクパターンが走査露光される。
【００２２】
具体的に、マスクＭが中心軸線Ｍａ廻りに１回転すると、基板支持部ＳＳの円筒面状の支持面ＳＳａに沿って円周方向へ移動するシート基板ＳＨ上の第１ショット領域ＳＲ１には、マスクＭのパターン領域ＰＡ内のパターンが走査露光により転写される。次いで、マスクＭが中心軸線Ｍａ廻りにもう１回転すると、基板支持部ＳＳの円筒面状の支持面ＳＳａに沿って円周方向へ移動するシート基板ＳＨ上において第１ショット領域ＳＲ１からシート基板ＳＨの長手方向に間隔を隔てた第２ショット領域ＳＲ２にも、パターン領域ＰＡ内のパターンが走査露光により転写される。
【００２３】
なお、マスクＭの外周面において、その円周方向に沿って間隔を隔てて複数のパターン領域を設けることもできる。この場合、マスクＭが中心軸線Ｍａ廻りに所定角度だけ回転する度に、各パターン領域内のパターンが各ショット領域に走査露光により転写される。
【００２４】
すなわち、制御系ＣＲからの指令にしたがって第１駆動系ＤＲ１による中心軸線Ｍａ廻りのマスクＭの回転と第２駆動系ＤＲ２による円筒面に沿ったシート基板ＳＨの移動とを同期させることにより、基板支持部ＳＳの円筒面状の支持面ＳＳａに沿って円周方向へ移動するシート基板ＳＨ上には、パターン領域ＰＡ内のパターンがそれぞれ転写された複数のショット領域ＳＲがシート基板ＳＨの長手方向に間隔を隔てて順次形成される。
【００２５】
本実施形態の露光装置は、シート基板ＳＨの移動方向に関して被露光領域ＥＲの手前に位置する計測対象領域ＭＲ（図１および図３を参照）におけるシート基板ＳＨの面形状を計測する面形状計測部１と、面形状計測部１の計測結果に基づいて被露光領域ＥＲにおけるシート基板ＳＨの面形状の調整を行う変形調整部２とをさらに備えている。計測対象領域ＭＲは、図３に示すように、被露光領域ＥＲに対応した形状、すなわち平面状に展開するとＹ方向に沿って細長い矩形状である。変形調整部２は、被露光領域ＥＲにおいて基板支持部ＳＳの支持面ＳＳａの面形状を変形させることにより、シート基板ＳＨの面形状の調整を行う。
【００２６】
具体的に、変形調整部２は、被露光領域ＥＲのほぼ全体をカバーするように支持面ＳＳａに沿って二次元的に配置されてシート基板ＳＨに作用する複数のアクチュエータ（ピエゾ素子など）２１と、制御系ＣＲからの指令にしたがって複数のアクチュエータ２１を個別に駆動する駆動部２２とを有する。シート基板ＳＨが円筒面状の支持面ＳＳａとの間にエアギャップを介在させた状態で移動する場合、複数のアクチュエータ２１はシート基板ＳＨとの間にエアギャップを保持した状態でシート基板ＳＨに作用する。シート基板ＳＨが円筒面状の支持面ＳＳａに当接（密着）して滑動する場合、複数のアクチュエータ２１はシート基板ＳＨの裏面に接触した状態で作用する。
【００２７】
尚、支持面ＳＳａの法線方向に関するシート基板ＳＨの局所的な変形は、数μｍ〜数十μｍ程度と見込まれるが、局所的に滑らかな変形が必要な場合は、各アクチュエータ２１の先端部、又はその周辺部とシート基板ＳＨの裏面との間に、制御された磁力線で捕捉・変形する磁性流体を介在させるようにしても良い。
【００２８】
図４は、本実施形態にかかる面形状計測部の基本構成を概略的に示す図である。図４では、その紙面における鉛直方向すなわち計測対象領域ＭＲの中心から支持面ＳＳａの法線方向に沿ってＺ１軸を、図４の紙面に垂直な方向すなわちＹ方向に沿ってＹ１軸を、図１の紙面における水平方向に沿ってＸ１軸を設定している。また、図４では、面形状計測部１の基本的な構成および作用の理解を容易にするために、光路中に介在する複数のレンズなどの図示を省略している。
【００２９】
図４を参照すると、面形状計測部１は、可干渉性を有する波長λの計測光を供給する計測用光源１１を備えている。計測用光源１１として、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ光源を用いることができる。計測用光源１１から供給された計測光は、対物レンズ１２ａおよびシリンドリカルレンズ１２ｂを介して、第１ビームスプリッターＢＳ１に入射する。第１ビームスプリッターＢＳ１を透過した光は、平面鏡１３に入射する。平面鏡１３は、例えばピエゾ素子のようなアクチュエータを含む駆動部１４の作用により、第１ビームスプリッターＢＳ１に向かってＸ１方向に往復移動するように構成されている。
【００３０】
平面鏡１３の反射面（すなわち参照面）１３ａで反射された参照光は、第１ビームスプリッターＢＳ１に戻る。第１ビームスプリッターＢＳ１で反射された光は、支持面ＳＳａの円筒面の形状に応じた曲面状の屈折面を有するヌルレンズ１５を経て平面波から円筒面波になり、円筒面状の支持面ＳＳａに沿ったシート基板ＳＨ上の計測対象領域ＭＲに入射する。計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨで反射された測定光は、ヌルレンズ１５を経て円筒面波から平面波になり、第１ビームスプリッターＢＳ１に戻る。ヌルレンズ１５を用いることにより、光学系の調整が容易になり、参照光と測定光との干渉性も良くなる。
【００３１】
第１ビームスプリッターＢＳ１に戻った参照光は、第１ビームスプリッターＢＳ１により反射されて第２ビームスプリッターＢＳ２に入射する。第１ビームスプリッターＢＳ１に戻った測定光は、第１ビームスプリッターＢＳ１を透過して第２ビームスプリッターＢＳ２に入射する。第２ビームスプリッターＢＳ２に入射した参照光および測定光のうち、第２ビームスプリッターＢＳ２を透過した参照光および測定光は、例えばＣＣＤセンサのようなディテクタ（光電検出器）１６ａに達する。第２ビームスプリッターＢＳ２で反射された参照光および測定光は、ディテクタ１６ｂに達する。
【００３２】
ディテクタ１６ａおよび１６ｂは、ビームスプリッターＢＳ１，ＢＳ２を経た参照光と測定光との干渉光を光電検出する。すなわち、ディテクタ１６ａおよび１６ｂは、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状に対応して生成される干渉縞を検出（計測）する。ディテクタ１６ａおよび１６ｂの出力は、信号処理部１７に供給される。信号処理部１７は、ディテクタ１６ａの出力に基づく面計測により計測対象領域ＭＲにおける面位置の相対的な分布を求め、ディテクタ１６ｂの出力に基づく点計測により計測対象領域ＭＲ内の所定位置における面位置の絶対値を求める。
【００３３】
具体的に、ディテクタ１６ａおよび１６ｂでは、図５（ａ）に示すように計測対象領域ＭＲの全体に亘る干渉縞が検出される。信号処理部１７は、ディテクタ１６ｂからの出力のうち、シート基板ＳＨ上においてパターンの形成されない領域（パターンが形成されていない領域であって且つパターンの形成が予定されていない領域）に対応した位置の出力、例えば計測対象領域ＭＲのＹ１方向（図５中鉛直方向）に沿った端部の位置の出力に着目し、その位置における干渉縞の光強度の初期値（面位置の特定の絶対値に対応する参照値）からの変化を連続的に検出する。その結果、信号処理部１７は、ディテクタ１６ｂの検出面における特定のピクセルまたはピクセル群の出力に基づいて、例えば図５（ａ）において図中水平方向に延びる破線５１に沿った面位置の絶対値の変化を連続的に計測する。
【００３４】
また、信号処理部１７は、ディテクタ１６ａの出力に基づいて、すなわち計測対象領域ＭＲの全体に亘る干渉縞の光強度の等高線に基づいて、計測対象領域ＭＲにおける面位置の相対的な分布を求める。ただし、干渉縞の等高線だけでは面形状の凹凸の判断ができないので、駆動部１４の作用により平面鏡１３（ひいては参照面１３ａ）を第１ビームスプリッターＢＳ１に向かってＸ１方向にλ／２（λ：計測光の波長）だけステップ移動させて、干渉縞の等高線の変化により該当領域が凸形状であるか凹形状であるかの判断を行う。すなわち、例えば図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、干渉縞の等高線が局所的な中心から外側に向かって発散するように動く領域は凸形状であり、干渉縞の等高線が局所的な中心から内側に向かって沈み込むように動く領域は凹形状である。
【００３５】
こうして、信号処理部１７は、ディテクタ１６ａの出力に基づく面計測により所定のタイミングにしたがって断続的に得られた計測対象領域ＭＲにおける面位置の相対的な分布と、ディテクタ１６ｂの出力に基づく点計測により連続的に得られた計測対象領域ＭＲの特定の位置における面位置の絶対値とにより、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面位置の絶対値の分布、すなわちシート基板ＳＨの面形状を計測する。信号処理部１７は、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状に関する計測結果を制御系ＣＲに供給する。
【００３６】
ところで、図４では図示を省略したが、図６に示すように、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨとディテクタ１６ａ，１６ｂの検出面１６ａａ，１６ｂａとは、結像光学系１０を介して光学的に共役に配置されている。この場合、露光によりシート基板ＳＨに既に形成されたパターンからの回折光、とりわけ±１次回折光５２が検出面１６ａａ，１６ｂａに入射すると、パターンからの回折光の影響により計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状を正確に計測することが困難になる。
【００３７】
ただし、シート基板ＳＨに形成されるパターンのサイズは数μｍオーダーであり、パターンからの±１次回折光５２のＮＡは比較的大きい。したがって、検出面１６ａａ，１６ｂａに入射可能な光のＮＡを比較的小さく設定すれば、パターンからの回折光の影響を受けることなく面形状を正確に計測することができる。具体的には、結像光学系１０の瞳位置またはその近傍に、すなわち参照光および測定光の集光位置またはその近傍に、所要形状の開口部を有する開口絞りＡＳを設置すれば良い。
【００３８】
この場合、パターンからの±１次回折光５２は開口絞りＡＳに遮られて検出面１６ａａ，１６ｂａに達することはなく、シート基板ＳＨからの０次反射光５３のみが開口絞りＡＳを通過して検出面１６ａａ，１６ｂａに達する。その結果、露光によりシート基板ＳＨに既に形成されたパターンからの±１次回折光５２の影響を受けることなく、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状を正確に計測することができる。
【００３９】
図７は、本実施形態にかかる面形状計測部の具体的な構成例をＸ１Ｚ１平面に沿って概略的に示す図である。図８は、図７の面形状計測部をＸ１Ｙ１平面に沿って概略的に示す図である。図７および図８では、図４に示す構成要素と同様の機能を有する要素に、図４と同じ参照符号を付している。図７および図８に示す構成例では、シート基板ＳＨを支持する基板支持部ＳＳとして、Ｙ１方向に延びる軸線ＳＳｂを中心とする円柱状（または円筒状）の形態を有し且つ固定的に位置決めされたドラムを用いている。
【００４０】
計測用光源１１からシート基板ＳＨまでの光路中には、シート基板ＳＨ上の計測対象領域ＭＲの形状に光束の断面形状を合わせるための複数のシリンドリカルレンズが配置されている。また、第１ビームスプリッターＢＳ１から第２ビームスプリッターＢＳ２までの光路中には、図６に示す結像光学系１０をＸ１Ｚ１平面に沿って構成する複数のシリンドリカルレンズ、および結像光学系１０をＸ１Ｙ１平面に沿って構成する複数のシリンドリカルレンズが配置されている。
【００４１】
計測用光源１１から第１ビームスプリッターＢＳ１までの間の光路中には、計測対象領域ＭＲに対応する矩形状の開口部を有する視野絞りＦＳが配置されている。第１ビームスプリッターＢＳ１と第２ビームスプリッターＢＳ２との間の光路中には、一対の開口絞りＡＳ１およびＡＳ２が配置されている。第１開口絞りＡＳ１は、図７に示すようにＸ１Ｚ１平面における参照光および測定光の集光位置またはその近傍に配置され、Ｙ１方向に細長い矩形状の開口部を有する。第２開口絞りＡＳ２は、図８に示すようにＸ１Ｙ１平面における参照光および測定光の集光位置またはその近傍に配置され、Ｚ１方向に細長い矩形状の開口部を有する。
【００４２】
尚、参照光および測定光（０次反射光）の集光位置またはその近傍において、光束の断面形状は楕円形になることから、開口絞りＡＳ１およびＡＳ２は、縦横比をＹ１方向とＺ１方向とで異ならせた矩形透光部又は楕円透光部を備えた遮光板として構成される。また、そのような遮光板で構成される開口絞りＡＳ１とＡＳ２のいずれか一方のみを配置し、他方は無くしても良い。
【００４３】
以上のように、面形状計測部１は、計測対象領域ＭＲにおいてシート基板ＳＨの表面に可干渉性の光束を照射し、該光束のシート基板ＳＨの表面での反射光を検出することにより、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状に対応して生成される干渉縞を計測する。そして、面形状計測部１は、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面位置の相対的な分布を所定のタイミングにしたがって断続的に面計測するとともに、計測対象領域ＭＲ内の所定位置における面位置の絶対値を連続的に点計測することにより、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状を所定のタイミングにしたがって計測する。
【００４４】
面形状計測部１は、図４、図７および図８に示すようにマイケルソン干渉計を用いる構成を有し、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨで反射された測定光および参照面１３ａで反射された参照光がディテクタ１６ａ，１６ｂに達するまでの光路の大部分は、互いに共通である。したがって、面形状計測部１は、空気揺らぎの影響をあまり受けることなく、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状を正確にモニターすることができる。
【００４５】
面形状計測部１により所定のタイミングにしたがって計測された計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状に関する情報は、制御系ＣＲに供給される。制御系ＣＲは、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状に関する情報と、計測対象領域ＭＲの形状、被露光領域ＥＲの形状、計測対象領域ＭＲと被露光領域ＥＲとの位置関係、シート基板ＳＨの移動速度、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状の計測タイミングなどの情報とに基づいて、被露光領域ＥＲにおけるシート基板ＳＨの面形状を常に把握している。なお、シート基板ＳＨの移動方向に沿った計測対象領域ＭＲと被露光領域ＥＲとの位置関係を適当に設定し、且つシート基板ＳＨの移動方向に沿った計測対象領域ＭＲの寸法を被露光領域ＥＲよりも大きくすることにより、ディテクタ１６ａの出力に基づく面計測のタイミングの簡素化を図ることができる。
【００４６】
制御系ＣＲは、被露光領域ＥＲにおけるシート基板ＳＨの面形状の情報を参照し、必要に応じて、被露光領域ＥＲにおけるシート基板ＳＨの面形状の調整を変形調整部２に指令する。変形調整部２は、制御系ＣＲからの指令により、面形状計測部１の計測結果に基づいて（すなわち面形状計測部１によって計測される干渉縞の状態に応じて）被露光領域ＥＲにおけるシート基板ＳＨの面形状を調整する。具体的に、変形調整部２は、制御系ＣＲからの指令により駆動部２２を介して複数のアクチュエータ２１を個別に駆動し、被露光領域ＥＲにおいてシート基板ＳＨを支持する支持面ＳＳａの面形状を変形させる。
【００４７】
このように、基板支持部ＳＳにより形成されるシート基板ＳＨの軌道面、すなわち支持面ＳＳａの凹凸を部分的に微小変化させることにより、被露光領域ＥＲにおいてシート基板ＳＨ上に投影されるパターンの像の結像状態を調整することができる。こうして、本実施形態の露光装置では、基板支持部ＳＳの円筒面状の支持面ＳＳａに沿って移動する可撓性のシート基板ＳＨに搬送などに起因して局所的な凹凸が発生しても、この局所的な凹凸を面形状計測部１により露光に先立って事前に検知し、必要に応じて被露光領域ＥＲにおけるシート基板ＳＨの面形状の調整し、ひいてはパターンを所望の結像状態でシート基板ＳＨに転写することができる。
【００４８】
なお、上述の実施形態では、面形状計測部１において一方のディテクタ１６ａの出力に基づく面計測により計測対象領域ＭＲにおける面位置の相対的な分布を求め、他方のディテクタ１６ｂの出力に基づく点計測により計測対象領域ＭＲ内の所定位置における面位置の絶対値を求めている。しかしながら、これに限定されることなく、単一のディテクタにより面計測と点計測とを同時に行う構成も可能である。
【００４９】
また、上述の実施形態では、変形調整部２を用いて被露光領域ＥＲにおけるシート基板ＳＨの面形状の調整を行うことにより、被露光領域ＥＲにおいてシート基板ＳＨ上に投影されるパターンの像の結像状態を調整している。しかしながら、これに限定されることなく、面形状計測部１の計測結果に基づいて、投影光学系ＰＬの結像特性の調整を行うことにより、被露光領域ＥＲにおいてシート基板ＳＨ上に投影されるパターンの像の結像状態を調整することもできる。投影光学系の結像特性の調整については、例えば特開２００１−２１５７１８号公報に開示されているように、投影光学系内に像シフト調整、像回転調整、倍率調整、フォーカス調整などを行う機構を設ける構成を参照することができる。
【００５０】
また、上述の実施形態では、単一の面形状計測部１により計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状を計測している。しかしながら、これに限定されることなく、例えば図９および図１０に示すように、シート基板ＳＨの移動方向と交差する方向に沿って配列された複数（図９および図１０では例示的に３つ）の面形状計測部１Ａ，１Ｂ，１Ｃを備える構成も可能である。図９および図１０の変形例では、第１面形状計測部１Ａに対応する第１計測対象領域ＭＲａと、第２面形状計測部１Ｂに対応する第２計測対象領域ＭＲｂと、第３面形状計測部１Ｃに対応する第２計測対象領域ＭＲｃとが、シート基板ＳＨの移動方向に沿って見たときに互いに部分的に重なるように設定される。
【００５１】
また、上述の実施形態では、単一の投影光学系ＰＬを介してシート基板ＳＨにマスクＭのパターンを露光している。しかしながら、これに限定されることなく、例えば図１１に示すように、シート基板ＳＨの移動方向と交差する方向に沿って配列された複数（図１１では例示的に３つ）の投影光学ユニットＰＬａ，ＰＬｂ，ＰＬｃを備える構成も可能である。図１１の変形例では、第１投影光学ユニットＰＬａに対応する第１被露光領域ＥＲａと、第２投影光学ユニットＰＬｂに対応する第２被露光領域ＥＲｂと、第３投影光学ユニットＰＬｃに対応する第３被露光領域ＥＲｃとが、シート基板ＳＨの移動方向に沿って見たときに互いに部分的に重なるように設定される。
【００５２】
所定方向に沿って配列された複数の投影光学ユニットからなる投影光学系を用いて、感光性の基板にパターンを走査露光する手法は、例えば特開２００１−２１５７１８号公報に開示されている。図１１の変形例では、投影光学系を構成する複数の投影光学ユニットＰＬａ〜ＰＬｃの光学調整（結像特性の調整）を個別に行うことにより、ひいては被露光領域ＥＲにおいてシート基板ＳＨ上に投影されるパターンの像の結像状態を調整することもできる。
【００５３】
また、上述の実施形態では、基板支持部ＳＳの円筒面状の支持面ＳＳａに沿って移動する可撓性のシート基板ＳＨにマスクＭのパターンを露光している。しかしながら、これに限定されることなく、円筒面以外の適当な面形状の軌道面に沿って移動する可撓性のシート状の基板に電子デバイス用のパターンを露光する露光装置に対しても同様に本発明を適用することができる。シート基板が平面状の軌道面に沿って移動する場合、面形状計測部におけるヌルレンズの設置を省略することができる。
【００５４】
また、上述の実施形態では、計測対象領域ＭＲにおけるシート基板ＳＨの面形状を計測する面形状計測部１が、マイケルソン干渉計を用いる構成を有する。しかしながら、これに限定されることなく、面形状計測部の具体的な構成については様々な形態が可能である。面形状計測部において重要なことは、基板の表面に可干渉性の光束を照射し、該光束の基板の表面での反射光を検出することにより、計測対象領域における基板の面形状に対応して生成される干渉縞を計測することである。
【００５５】
また、上述の実施形態では、軸線Ｍａを中心として回転する円柱状（または円筒状）の反射型マスクＭを用いている。しかしながら、反射型のマスクに限定されることなく、例えば軸線を中心として回転する円筒状の透過型マスクを用いることもできる。この場合、円筒状のマスクの内側からマスクの外周面に設けられたパターンを照明することになる。
【００５６】
上述の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。
【００５７】
上述の実施形態にかかる露光装置を用いて、半導体デバイス、表示デバイスなどを製造することができる。図１２は、フレキシブルな基板（ＰＥＴ、ＰＥＮ等の樹脂フィルム、プラステックシート、極薄のガラスや金属のシート等）上に、有機ＥＬの表示デバイスを形成する製造工程の一例を示すフローチャートである。図１２に示すデバイス製造方法では、まず、例えば有機ＥＬ表示パネル等のデバイスの機能・性能設計を行う（ステップ２０１）。次いで、デバイスの設計に基づいて、マスクパターンを製作する（ステップ２０２）。また、デバイスの基材である透明フィルムやシート、あるいは極薄の金属箔等の基板を、購入や製造等によって準備しておく（ステップ２０３）。
【００５８】
次いで、準備した基板を、ロール式、パッチ式の製造ラインに投入し、その基板上にデバイスを構成する電極や配線、絶縁膜、半導体膜等のＴＦＴバックプレーン層や、画素部となる有機ＥＬ発光層を形成する（ステップ２０４）。ステップ２０４には、典型的には、基板上の膜の上にレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンをマスクにして上記膜をエッチングする工程とが含まれる。レジストパターンの形成には、レジスト膜を基板表面に一様に形成する工程、上記の各実施形態に従って、マスクパターンを経由してパターン化された露光光で基板のレジスト膜を露光する工程、その露光によってマスクパターンの潜像が形成されたレジスト膜を現像する工程、が実施される。
【００５９】
印刷技術等を併用したフレキシブル・デバイス製造の場合は、基板表面に機能性感光層（感光性シランカップリング材等）を塗布式により形成する工程、上記の各実施形態に従って、マスクパターンを経由してパターン化された露光光を機能性感光層に照射し、機能性感光層にパターン形状に応じて親水化した部分と撥水化した部分を形成する工程、機能性感光層の親水性の高い部分にメッキ下地液等を塗工し、無電解メッキにより金属性のパターンを析出形成する工程、等が実施される。
【００６０】
次いで、製造するデバイスに応じて、例えば、基板をダイシング、あるいはカットすることや、別工程で製造された他の基板、例えば封止機能を持ったシート状のカラーフィルターや薄いガラス基板等を貼り合せる工程が実施され、デバイスを組み立てる（ステップ２０５）。次いで、デバイスに検査等の後処理を行う（ステップ２０６）。以上のようにして、デバイスを製造することができる。
【００６１】
図１３は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図１３に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。ステップＳ５０のパターン形成工程では、感光性基板としてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写された感光性基板の現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層（転写パターン層）を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。
【００６２】
ステップＳ５２のカラーフィルタ形成工程では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応する３つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。
【００６３】
また、本発明は、半導体デバイスまたは液晶デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、フレキシブルな太陽電池パネル、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【００６４】
また、固定的なマスクを使わず、回路パターンのＣＡＤ情報に基づいて無数のマイクロミラーを動的に微動させるマスクレス露光機、回転ポリゴンによって１次元走査される描画ビームをＣＡＤ情報に基づいてＯＮ／ＯＦＦ変調する直描式露光機、等にも、本発明を同様に適用することが出来る。
【符号の説明】
【００６５】
１  面形状計測部
２  変形調整部
ＬＳ  光源
ＩＬ  照明光学系
Ｍ  マスク
Ｍａ  マスクの中心軸線
ＩＲ  照明領域
ＰＬ  投影光学系
ＢＳ  ビームスプリッター
ＳＨ  シート基板
ＥＲ  被露光領域
ＳＳ  基板支持部
ＤＲ１，ＤＲ２  駆動系
ＣＲ  制御系
【図１】
2014035412.tif 000003
【図２】
2014035412.tif 000004
【図３】
2014035412.tif 000005
【図４】
2014035412.tif 000006
【図５】
2014035412.tif 000007
【図６】
2014035412.tif 000008
【図７】
2014035412.tif 000009
【図８】
2014035412.tif 000010
【図９】
2014035412.tif 000011
【図１０】
2014035412.tif 000012
【図１１】
2014035412.tif 000013
【図１２】
2014035412.tif 000014
【図１３】
2014035412.tif 000015