(57)【要約】【課題】露光装置、処理装置、露光方法、薄膜トランジスタの製造方法および表示装置の製造方法などの用途において、基板（処理対象）の処理領域（基板表面すなわち露光面）に、ぼけのない露光パターンを確実に形成する。【解決手段】この発明の基板処理装置は、基板を保持する保持盤１、うねりもしくは厚みムラ検知装置２、うねりもしくは厚みムラ検出装置を動作させる制御装置３を含み、検知した基板のうねりもしくは厚みムラに基づいて保持盤１を局所的に変位させて、処理されるフィールドの範囲で基板を変形させる。これにより、基板に形成される像がぼけることが防止できる。【選択図】  図１
2004158847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラを検知する検出手段と、
前記うねりもしくは厚みムラ検出手段により検出されたうねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に長い支持機構を含み前記被露光用基板を支持するものであって、前記支持機構は前記うねりもしくは厚みムラの方向に複数個配置されるとともに各々独立に、前記被露光用基板の面と直交する変位方向に変位可能に形成されている保持手段と、
前記保持手段の前記支持機構は前記支持機構の長さ方向に沿って複数設けられ、前記被露光用基板を吸着して保持する吸着手段と、
を有することを特徴とする被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置。
【請求項２】
前記支持機構は、前記変位方向に沿った変位量が変化可能な圧電素子、空気圧による変位機構、モータ駆動機構のいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載の被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置。
【請求項３】
前記支持機構は、直線状体又は１次元状であることを特徴とする請求項２記載の被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置。
【請求項４】
前記保持手段の大きさは、前記被露光用基板と等しいか、前記被露光用基板のうねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向の長さが同一か、それ以上の長さを有することを特徴とする請求項１記載の被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置。
【請求項５】
前記吸着手段は、吸引手段、真空吸引手段、静電チャックのいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載の被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置。
【請求項６】
前記吸着手段は、前記被露光用基板のうねりもしくは厚みムラの大きさに基づいて吸着力が変更可能であることを特徴とする請求項５記載の被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記被露光用基板表面に照射した光の反射光を受光して前記被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラを計測することを特徴とする請求項１記載の被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置。
【請求項８】
前記保持手段の前記支持機構は、前記被露光用基板のうねりもしくは厚みムラの基本周期の１／２以下の間隔で配置されることを特徴とする請求項１記載の被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置。
【請求項９】
前記吸着手段の前記被露光用基板と接する側に設けられている弾性材をさらに有することを特徴とする請求項１記載の被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置。
【請求項１０】
被処理対象物表面のうねりもしくは厚みムラを検知する検知手段と、
被処理対象物表面の前記うねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に、前記うねりもしくは厚みムラの方向に沿って複数個配列されるとともに、各々独立に前記被処理対象物表面と直交する方向に変位可能な吸着板を含む保持手段と、
前記各吸着板に設けられ、前記被処理対象物を吸着する吸着手段と、
を有することを特徴とするステージ上に設けられた被処理対象物を加工する処理装置。
【請求項１１】
被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向が前記吸着板の長辺方向と一致するように、前記被露光用基板を前記保持手段上に位置合わせして配置したのち露光することを特徴とする複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に露光パターンを露光する露光方法。
【請求項１２】
前記保持手段上に設けられた前記被露光用基板と対向する総ての前記吸着板にて前記被露光用基板を吸着し、それぞれの前記吸着板を前記被露光用基板の露光面の凹凸が所定の範囲内に収まるように前記被露光用基板表面と直交する方向に変位させたのち、前記露光パターンを露光することを特徴とする請求項１１記載の複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に露光パターンを露光する露光方法。
【請求項１３】
前記保持手段上に設けられた前記被露光用基板と対向する複数個の前記吸着板のうち、前記被露光用基板表面の所定の露光領域に対応される任意個数の前記吸着板を動作させて前記被露光用基板を吸着し、それぞれの前記吸着板を前記被露光用基板の露光面の凹凸が所定の範囲内に収まるように前記被露光用基板表面と直交する方向に変位させたのち、前記露光パターンを露光することを特徴とする請求項１１記載の複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に露光パターンを露光する露光方法。
【請求項１４】
吸着板の表面に被露光用基板を吸着させる吸着工程と、
被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラを検知するうねりもしくは厚みムラを検出する工程と、
うねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に長い吸着板を被露光用基板表面と直交する方向に、前記うねりもしくは厚みムラ検知工程により検知されたうねりもしくは厚みムラに応じて調整する吸着板を調整する工程と、
を含むことを特徴とする複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に露光パターンを露光する露光方法。
【請求項１５】
吸着板を調整する工程は、被露光用基板表面の凹凸が所定の範囲内に収まるように被露光用基板を、被露光基板表面と直交する方向に変位させることを特徴とする請求項１４記載の複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に露光パターンを露光する露光方法。
【請求項１６】
吸着板を調整する工程は、被露光用基板表面の凹凸の大きな方向に沿って１次元的に、所定の範囲内に収まるように被露光用基板を被露光基板表面と直交する方向に変位させることを特徴とする請求項１４記載の複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に露光パターンを露光する露光方法。
【請求項１７】
吸着板の表面に被露光用基板を吸着させる吸着工程と、
被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラを検知する検出する工程と、
うねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に長い吸着板を被露光用基板表面と直交する方向に、前記うねりもしくは厚みムラ検知工程により検知されたうねりもしくは厚みムラに応じて調整する吸着板を調整する工程と、
うねりもしくは厚みムラに応じて吸着板が調整された状態で、半導体薄膜が予め形成されている被露光用基板に、露光部により所定の露光パターンを露光する工程と、
を含むことを特徴とする複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に、薄膜トランジスタのパターンを露光して薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記薄膜トランジスタのパターンは、前記被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラが、前記調整工程において結像光学系の焦点深度の範囲内に管理された状態で露光されることを特徴とする請求項１７記載の複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に、薄膜トランジスタのパターンを露光して薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１９】
前記露光工程により前記被露光用基板に形成された半導体薄膜に所定の露光パターンを露光して薄膜トランジスタを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に、薄膜トランジスタのパターンを露光して薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２０】
吸着板の表面に被露光用基板を吸着させる吸着工程と、
被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラを検知するうねりもしくは厚みムラを検出する工程と、
うねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に長い吸着板を被露光用基板表面と直交する方向に、前記うねりもしくは厚みムラ検知工程により検知されたうねりもしくは厚みムラに応じて調整する吸着板を調整する工程と、
うねりもしくは厚みムラに応じて吸着板が調整された状態で、半導体薄膜が予め形成されている被露光用基板に、露光部により所定の露光パターンを露光する工程と、
予め形成されている対向基板を対向させ、基板相互間に所定厚さの電気光学物質を配置する工程と、
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイなどに用いられるガラス基板に代表される、特に厚みムラの大きな基板に対する露光装置、処理装置、露光方法ならびに薄膜トランジスタの製造方法もしくは表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板もしくは液晶ディスプレイ等に用いられるガラス基板は、半導体層や絶縁体層など複数の材料がパターニングされ、かつ積層された構造からなる。このパターニングには、フォトリソグラフィーの技術が用いられている。
リソグラフィー技術は、被加工材料上にフォトレジストを塗布してフォトレジスト層を形成し、このレジスト層（表面）に露光パターンを形成し、レジスト層を現像した後、非現像部分のレジスト層を除去して得られた（残された）部分に対して、選択的にエッチングや堆積等の加工を行い、回路やトランジスタなどを形成するものである。
この露光の代表的なものは、レンズプロジェクション露光、ミラープロジェクション露光などの投影露光方式である。
この露光方式は、原版（マスク）の像（露光パターン）を、レジスト層が塗布された被加工物表面に投影し、上記レジスト層に（露光パターンを結像させて）露光パターンに対応する像を形成する方式である。
投影露光においては、投影露光によって形成される結像面すなわち投影装置の焦点距離と露光面（レジスト面）の投影装置からの距離が一致することが要求される。
しかし、レジスト層表面すなわち露光面が微視的に凹凸を含む場合がある。このレジスト層表面の凹凸は、レジスト層が形成される基板の厚みムラや基板の屈曲や基板が載置されるステージの平坦度などが要因で発生する。
このレジスト層表面の凹凸の変化量は、（投影装置に組み込まれた）結像光学系の焦点深度（ＤＯＦ：Depth of Focus）が所定のレベルを維持可能な範囲内に収める必要がある。いうまでもなく、露光面（と投影装置との距離）が上記ＤＯＦの範囲から外れると、結像パターンの光強度分布（空中像）が変形して意図するレジストパターン（平面形状または断面形状）が得られなくなる。すなわち、図２１に示すように、上記ＤＯＦの範囲外にあるＡの部分が解像しなくなる。
一般に、露光におけるレジスト層上の像の解像度とＤＯＦの関係は、    
ＤＯＦ＝ｋ・Ｒ２／λ    
λ：光源波長、Ｒ：線幅（解像度）、ｋ：比例係数（プロセスによるが１程度の値）  であることが目安とされている。
露光時にレジスト層表面の露光面は、露光フィールドのすべての点において、ＤＯＦの範囲内に収める必要がある。すなわち、露光面は、下式（１）を満たす位置に位置される必要がある。
ＤＯＦ  ＞    「基板の厚みムラ」  
＋「ステージ（基板保持部分）の表面凹凸」  
＋「焦点合わせ精度（投影装置の結像光学系の焦点位置と    
結像光学系に固有の焦点距離とのずれの許容値）」  
＋「加工済みの層による凹凸」  
＋「結像系収差の影響」  
＋「プロセスの余裕度」                            …（１）
なお、図２２に示すように、薄い基板ａをステージＳ上に載置した場合、基板ａのレジスト層表面すなわち露光面の凹凸の大きさは「（基板の厚みムラの量）＋（ステージの表面凹凸の大きさ）」の合計となる。これらを合わせて「うねりＴ」と呼ぶことにする。
このような「うねりＴ」が、周期的なものであること、およびこの「うねりＴ」があると微細パターンの露光時課題となることなどは、特許文献１に記載されている。
ところが、大型化する露光装置、例えば（２０（インチ）×２５（インチ）もしくは対角３２インチを超える）大型の液晶表示装置に用いられるガラス基板に所定のパターンを形成可能な露光装置（露光装置にセットされたガラス基板を含むこともある）において、（１）式の条件を満たすことは、下記の理由ａ）、ｂ）からで容易ではない。
ａ）近年、デジタル情報の表示においては、高品位画像が要求されている。このため、解像度として高い解像度が求められる（線幅Ｒは細かくなる）ことから、上記ＤＯＦ（が許容される帯域）は狭くなってしまう。
ｂ）特に、液晶ディスプレイの場合、（半導体装置の基板として用いられる）平坦度のよいシリコンウエハではなく、（シリコンウエハの平坦度に比較すると）厚みムラの大きなガラス基板が用いられる。また、製造工程においては、ガラス基板が、単一の表示装置向けのガラス基板を複数枚形成可能な（複数枚取り）の大きさに選択されるため、露光装置にセットされたガラス基板の全域では、ガラス基板の厚みムラは、見かけ上増大する。
この結果、線幅を細かくしようとすると、解像度を高めようとするとガラス基板の厚みムラの最大値と最小値は、上記ＤＯＦから外れてしまう。
例えば、５５０×６５０ｍｍ大の液晶ディスプレイ用基板に、（最小）線幅Ｒ＝１．０μｍのパターンを、１００ｍｍ角の露光フィールドで露光する場合、下記値を採用するとする。    
λ＝０．３６５μｍ（使用波長）、ｋ＝１．０
このとき、ＤＯＦは、    
ＤＯＦ＝ｋ・Ｒ２／λ＝２．７μｍ    
となる。
露光フィールドは、基板全体の露光に要する時間を短くするために基板サイズに対してある程度以上の大きさが必要であり、一般に液晶ディスプレイ用に用いられる５５０×６５０ｍｍ程度以上の基板の場合、１００ｍｍ角程度が採用されている。
液晶ディスプレイ用に用いられるガラス基板の厚みムラは、ピークツーピークで、一般に１００ｍｍ幅で１０μｍ程度である。
従って、ＤＯＦ  ＜  基板の厚みムラとなってしまい、他の項がたとえ「０」であっても（１）式を満たさないことになる。すなわち、厚みムラにより結像面と露光面（レジスト面）とが大きく乖離する所は、露光されたマスクの像の結像（露光面での光強度分布）がボケてしまう。このことは、上述の特許文献１においても問題とされている。
なお、液晶ディスプレイ用ガラス基板の厚みムラは、図２３に示すように、ほぼ１次元的であることが知られている。すなわち、図２３において、Ｘ方向には厚みムラがあるが、Ｙ方向には均一である。代表的な基板ガラスの生産方法にはフュージョン法とフロート法があるが、そのいずれもこの生産方法の特徴から生ずるものである。
一方、液晶ディスプレイ等に使用されている薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製するために使用されている露光方式としては、主にステップアンドリピート（step and repeat）方式やステップアンドスキャン（step and scan）方式がある。しかし、いずれの方式の露光装置等においても、露光用基板を保持するステージだけが設けられていて表面の凹凸を平坦化するような機構や凹凸測定用ステージの必要性や対策されたものはない。
ステップアンドリピート方式では、露光を行う前に、１回（ショット）毎の露光用基板ステージ上でオートフォーカスシステムにより被露光基板表面の凹凸を測定し、最適露光面と露光装置の結像系との位置関係をチルティングや基板の上下の移動であるリフティングにより決め、その後、露光（静止露光）を行っている。
露光用基板ステージに表面の凹凸を平坦化するような機構を付加してステップアンドリピート方式による露光を行う場合には、静止露光の連続した一連の動作（ただ単に露光動作）の前に露光用基板ステージ上に置かれた被露光基板の表面凹凸を測定する。そのため、その分、露光終了までの時間が長くなり、スループットが低下する。
ステップアンドスキャン方式では、ｃ）走査露光前に露光用基板ステージ上に置かれた被露光基板の表面凹凸を測定し、ｄ）走査露光開始と共に、その測定データを基に、最適露光面をチルティングやリフティングにより決めながら走査露光を行っている。
このとき、同時にフォーカス制御を付加しながら走査露光を行う場合もある。このように、ステップアンドスキャン方式では、露光用基板ステージ上で被露光基板の表面凹凸を測定する時間が露光時間に含まれ、その分、露光終了までの時間が長くなり、ステップアンドリピート方式と同様にスループットが低下する。
なお、特許文献２には、露光ステージ上に被露光基板を搬送する前に、被露光基板表面の凹凸を測定し、例えば２次元配列された複数のピエゾ素子により被露光基板の表面凹凸を平坦化する方法が開示されている。しかしながら、２次元配列された多数のピエゾ素子により部分的に高さ調整するための精密な制御手段が必要である。
【特許文献１】特開２００１−３６０８８号公報
【特許文献２】特開昭６３−２６０１２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、大型の液晶表示装置に用いられるガラス基板の厚みムラにより結像面と露光面とが大きく乖離する所は、マスクの像がボケてしまい、レジストに対して望みどおりのパターンが形成できないという点である。
また、解決しようとする問題点は、平坦化機構を付加して露光を行う場合には、露光が終了するまでに必要とされる時間が長くなり、スループットが低下するという点である。
さらに、解決しようとする問題点は、平坦化機構が大規模な装置となってしまい、露光装置のコストがさらにアップする点である。
この発明の目的は、露光装置、処理装置、露光方法、薄膜トランジスタの製造方法および表示装置の製造方法などの用途において、基板（処理対象）の処理領域（基板表面すなわち露光面）に、ぼけのない露光パターンを確実に形成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラを検知する検出手段と、前記うねりもしくは厚みムラ検出手段により検出されたうねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に長い支持機構を含み前記被露光用基板を支持するものであって、前記支持機構は前記うねりもしくは厚みムラの方向に複数個配置されるとともに各々独立に、前記被露光用基板の面と直交する変位方向に変位可能に形成されている保持手段と、前記保持手段の前記支持機構は前記支持機構の長さ方向に沿って複数設けられ、前記被露光用基板を吸着して保持する吸着手段と、を有することを特徴とする被露光用基板に露光パターンを露光する露光装置を提供するものである。
また、この発明は、被処理対象物表面のうねりもしくは厚みムラを検知する検知手段と、被処理対象物表面の前記うねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に、前記うねりもしくは厚みムラの方向に沿って複数個配列されるとともに、各々独立に前記被処理対象物表面と直交する方向に変位可能な吸着板を含む保持手段と、前記各吸着板に設けられ、前記被処理対象物を吸着する吸着手段と、を有することを特徴とするステージ上に設けられた被処理対象物を加工する処理装置を提供するものである。
また、この発明は、被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向が前記吸着板の長辺方向と一致するように、前記被露光用基板を前記保持手段上に位置合わせして配置したのち露光することを特徴とする複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に露光パターンを露光する露光方法である。
また、この発明は、吸着板の表面に被露光用基板を吸着させる吸着工程と、被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラを検知するうねりもしくは厚みムラを検出する工程と、うねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に長い吸着板を被露光用基板表面と直交する方向に、前記うねりもしくは厚みムラ検知工程により検知されたうねりもしくは厚みムラに応じて調整する吸着板を調整する工程と、複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に露光パターンを露光する露光方法である。
また、この発明は、吸着板の表面に被露光用基板を吸着させる吸着工程と、被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラを検知する検出する工程と、うねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に長い吸着板を被露光用基板表面と直交する方向に、前記うねりもしくは厚みムラ検知工程により検知されたうねりもしくは厚みムラに応じて調整する吸着板を調整する工程と、うねりもしくは厚みムラに応じて吸着板が調整された状態で、半導体薄膜が予め形成されている被露光用基板に、露光部により所定の露光パターンを露光する工程と、を含むことを特徴とする複数個の吸着板が配列された保持手段の所定位置に設けられた被露光用基板に、薄膜トランジスタのパターンを露光する露光して薄膜トランジスタを製造する薄膜トランジスタの製造方法である。
また、この発明は、吸着板の表面に被露光用基板を吸着させる吸着工程と、被露光用基板表面のうねりもしくは厚みムラを検知するうねりもしくは厚みムラを検出する工程と、うねりもしくは厚みムラの方向に対して直交する方向に長い吸着板を被露光用基板表面と直交する方向に、前記うねりもしくは厚みムラ検知工程により検知されたうねりもしくは厚みムラに応じて調整する吸着板を調整する工程と、うねりもしくは厚みムラに応じて吸着板が調整された状態で、半導体薄膜が予め形成されている被露光用基板に、露光部により所定の露光パターンを露光する工程と、予め形成されている対向基板を対向させ、基板相互間に所定厚さの電気光学物質を配置する工程と、を含むことを特徴とする表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、処理対象物である板状体を保持する吸着機構を、板状体の処理対象領域の面方向の変位分の最大値が、処理装置の変位分の許容能力よりも少ない所定範囲内に収まるように補正できるので、被処理対象板状体に対する処理が均一化される。
また、本発明によれば、総ての工程特に露光終了までに要求される総処理時間が短縮される。なお、基板を変形するための変形要素は、うねりまたは厚みムラすなわち変位の特徴に合わせて直線状もしくは１次元に用意すればよく、装置のコストも低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明を実施した露光面のうねりもしくは厚みムラの影響を補正する補正装置の構成を説明するための図を示す。
対象物ａ、例えばガラス基板やシリコンウエハ等の板状体の所定領域、すなわち露光面のうねりもしくは厚みムラを補正するうねりもしくは厚みムラ補正装置は、基板ａを保持する保持手段（基板変形機構）１と、保持手段１上に載置された基板ａのうねりもしくは厚みムラを検知するうねりもしくは厚みムラ検知手段２と、うねりもしくは厚みムラ補正装置の動作を制御する制御装置３を含む。制御装置３には、例えばパーソナルコンピュータ等が利用可能である。
保持手段１は、基板ａを吸着する複数の吸着板（吸着手段）１１と、吸着板１１により吸着された基板ａを変形させるものであって、例えば圧電素子（変形手段）を含む複数の基板変形素子１２とを有する変形要素１０、および変形要素１０を支持するステージ１３からなる。
吸着板１１は、適度な剛性と可撓性および弾力性を兼ね備えた材料、例えばアルミニウム等の金属板の表面にシリコンゴム等の弾性材が一体に形成されたもので、図２に示すように、長さ方向の概ね中心に長さ方向に沿って複数の真空吸着孔ｂが設けられている。各真空吸着孔ｂは、図１に概略的に説明するが、吸着孔ｂのそれぞれと接続される流路（その先を図示しない連通管）すなわち配管１４ａを介して真空ポンプ１４に接続されている。各吸着板１１の底面の吸着孔ｂの左右両側に上述の複数の圧電素子１２が固定されている。吸着板１１はまた、基板ａの幅と略同じ長さの複数の吸着板１１を一定の間隔で平行に基板ａの厚みムラの大きな方向に沿って、複数、配列されている。好ましくは、吸着板１１は、基板ａの厚みムラにおける基本周期の１／２以下のピッチで配列する。
保持手段１は、基板ａの露光面を水平とする場合、この変形要素１０を独立に上下方向に移動する、もしくは上下方向移動と同時に傾斜させることにより基板ａを変形させることができる。すなわち、以下に説明するうねりもしくは厚みムラ検出装置により検出された基板ａのうねりもしくは厚みムラに基づいて保持手段１を変形させることにより基板ａが変形され、基板ａの露光面が後段に説明するパターン露光装置の結像光学系により形成される結像面とほぼ一致するように補正される。
変形手段としては、この他、ソレノイドコイルなどの磁気を利用するもの、静電気を利用するもの、アクチュエータ等が使用できる。なお、保持手段１として真空チャックや静電チャック、メカニカルクランパなどの吸着手段により、基板ａを固定することが望ましい。また、保持手段１は変形手段以外に吸着手段を併せ持つことが望ましい。静電チャックは、例えば上下２枚のセラミックスの間に互いに離隔して対向する複数の内部電極を形成して一体焼結したもので、その表面に置かれた基板との間に発生する静電気力を利用して基板ａを固定するものである。
圧電素子１２は、印加する電圧に比例して伸び縮みする素子で、微小変位の高精度制御が可能であり、応答速度が速く、発生応力が大きいなどの特徴あり、ステージの位置決めや補正光学用のミラー制御などに用いられている。
具体的には、圧電素子１２は、図３Ａまたは図３Ｂに示すように、２枚の電極Ａ、Ｂ間に圧電セラミックスＣを挟む構造で、電極Ａ、Ｂに印加する電圧の極性を切り換えることにより、圧電セラミックスＣを厚さ方向に圧縮あるいは伸長させることができる。また、電極Ａ、Ｂに印加する電圧の大きさによって圧電セラミックスＣの伸縮量を微細に調節することができる。
うねりもしくは厚みムラ検知手段２は、光源たとえば半導体レーザ２１のレーザ光Ｌを基板ａの表面に対して所定の角度で照射し、正反射した光をレンズ２２で捕捉して、位置検出装置（ＰＳＤ：Position Sensitive Device、以下単にＰＳＤと示す）２３の受光面に結像させる。
ＰＳＤ２３は、２つの信号取り出し用電極を有し、それぞれの電極から出力される出力電流の比から反射光Ｒが結像された位置を特定可能である。対象物である基板ａの表面のうねりもしくは厚みムラは、ＰＳＤ２３から出力される出力信号に基づいて方向と変位量を求めることで検知される。なお、ＰＳＤ２３によるうねりまたは厚みムラの検出精度を高めるために、基板表面の数点、例えば５箇所に高さ測定用レーザ光Ｌを照射し、それぞれの測定用レーザ光に対応する反射光Ｒを検出することが好ましい。
ガラス基板のうねりもしくは厚みムラの特徴が図２３に示すように、ガラス基板の製造方法に起因してほぼ１次元的であることが知られているので、うねりもしくは厚みムラの検知は、厚みムラが基板ａの一方向例えば長さ方向のみに発生し、基板ａの幅方向例えば直交する方向には発生しないという前提に基づいて１次元についてのみ行えば良い。
うねりもしくは厚みムラの検知方法には、上述したように反射光Ｒを利用する方法以外に、図４Ａに示す光の干渉を利用する方法や、図４Ｂに示す触針Ｐを用いる方法などがある。このうち、光の干渉を利用する方法と触針Ｐを用いる方法は基板ａをロードする（露光装置等の基板処理装置による処理のための所定位置への基板の搬送）前に検知する必要があるが、前に説明した反射光Ｒを利用する方法は、基板ａをステージ１３に載せた状態でも検知できる。
また、光の干渉を利用する方法は基板ａの厚みムラのみを検知するが、触針Ｐを用いる方法と反射光Ｒを利用する方法は露光面のうねりを検知できる。
なお、レーザビームＬで基板ａの露光面を走査して照射し、この結果発生する反射光Ｒを受光して信号処理する上述の測定方法によれば、透明体の厚さおよび表面変位を測定することができる（容易に入手可能な）市販のレーザフォーカス変位計を用いることで、例えば分解能０．１μｍの精度で、基板ａのうねりもしくは厚みムラの方向と変位量を検知することができる。
いずれの検知方法においても、検知手段および検出工程、その他の手段および検出工程とを分離しても良い。また、露光と並行して次に露光される基板の領域のうねりもしくは厚みムラを検知することにより、処理時間を短縮できる。
制御装置（パソコン）３においては、入力側に、うねりもしくは厚みムラ検知手段２の制御系が、出力側に保持手段１の制御系がそれぞれ接続される。ＰＳＤ２３の出力電流は、図示しないＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換されて制御装置３に入力され、これより基板ａのうねりもしくは厚みムラの方向と変位量が計算される。
制御装置３により、対象物すなわちガラス基板ａの露光面のすべての点がＤＯＦの範囲内に収まるようにうねりもしくは厚みムラの方向と変位量および圧電素子１２の位置関係に応じて各圧電素子１２の伸縮方向と伸縮量が計算され、伸縮方向と伸縮量に応じた極性と大きさの電圧が各圧電素子１２に出力される。
例えば、図２０に示すように、露光フィールド内の変位分布（うねりもしくは厚みムラの方向と変位量）がＰＳＤ２３からの出力（Ａ／Ｄ変換後）に基づいて算出される（Ｓ１１）。
Ｓ１１において求められた露光フィールド内の変位分布から、直線（平面）近似例えば最小自乗法により、補正量ｚ、    
ｚ＝ａｘ＋ｂ    
のａ、ｂが特定される（Ｓ１２）。
Ｓ１２において求められた補正量ｚ（ａ、ｂ）に基づいて保持手段１に保持されているガラス基板ａを極所的に変形させるためのチルティング量とレベリング量が求められる（Ｓ１３）。
Ｓ１３において求められたチルティング量とレベリング量に基づいて、ステージ１３上に所定の配列で配置されている圧電素子（変形手段）１２のそれぞれに対する動作方向、すなわち伸長／圧縮とその制御量（伸長量／圧縮量）が求められる（Ｓ１４）。
このようにして求められた個々の圧電素子１２の動作方向（伸長または圧縮）とその量（伸長量／圧縮量）は、図示しないＤ／Ａ変換器により、圧電素子１２に供給されるべき極性および大きさの電圧に変換される。
なお、直線近似アルゴリズムは、他にも、チルティング量を最大値と最小値から決定し、レベリング量を平均値から決定する等のさまざまな近似方法がある。
また、うねりもしくは厚みムラの影響の補正は、うねりもしくは厚みムラの検知と同様に、基板ａのうねりもしくは厚みムラの大きな方向に１次元についてのみ行ってもよい。
この場合は、吸着板１１の底面の長さ方向に配列した圧電素子１２に出力する電圧の極性と大きさはすべて同じになる。うねりもしくは厚みムラの検知とその補正を１次元についてのみ行うことにより、うねりや厚みムラの検知手段２や変形手段の構成が単純となり、また制御も容易となる。
その他の補正方法として、基板ａのうねりもしくは厚みムラを検知し、それに合わせて基板ａ裏面の真空吸着力（空気圧力）に分布をもたせることにより基板ａを変形し、露光面がほぼ結像面と一致するように補正するようにしてもよい。この場合、基板ａの変形が大きなうねりにも追従できるように、基板ａに接する面に弾性のある材料を用いてもよい。
図５は、上述した本発明を実施した露光面のうねり補正装置を含む基板処理装置例えば露光装置を模式的に説明するもので、原版（マスク）４と基板ａとの間に結像光学系５を入れ、ステップアンドリピート方式により、基板ａの表面を複数の露光フィールドｃに区分して露光フィールド単位にうねりの検知と補正および露光を行う。
基板ａを水平に設置する場合、最初に圧電素子１２に印加する初期電圧を０Ｖ（キャリブレーションにより基準電圧）にしてすべての圧電素子１２を同じ高さにし、基板ａをステージ１３上にロードして吸着板１１に保持させる。
次に、半導体レーザ２１のレーザ光を基板ａの長辺方向に走査して露光フィールド内の１次元のうねりもしくは厚みムラを検知する（図１参照）。
続いて、検出されたうねりもしくは厚みムラの方向とは逆方向に、露光フィールド内の圧電素子１２を動作（変位）させて基板ａを変形し、基板ａの露光面のうねりもしくは厚みムラを補正する。
すなわち、うねりもしくは厚みムラの方向が上向き（基板ａの面方向と直交する方向に凸）のときは圧電素子１２を圧縮して露光面を引き下げ、うねりもしくは厚みムラの方向が下向き（基板ａの面方向と直交する方向に凹）のときは圧電素子１２を伸長して露光面を押し上げる。
吸着板１１がうねりもしくは厚みムラの山または谷に接する場合は、左右の圧電素子１２を同じ高さにして上下いずれかの方向に露光面を平行移動させる。
吸着板１１がうねりもしくは厚みムラの山と谷の間に接する場合は、左右の圧電素子１２を異なる高さにしてうねりもしくは厚みムラを打ち消す方向に露光面を傾斜させる。
このようにして、基板ａの露光フィールド内のほぼ全域の露光面の高さが露光装置または処理装置の結像光学系の焦点位置に一致された時点で、原版４に照明光を照射して基板ａの露光フィールドｃを露光する。
これにより、現在選択（露光）されている露光フィールド内においては、図１９に示すように、露光フィールドほぼ全域で、露光面の高さがＤＯＦ内に位置され、基板ａにぼけのない像が形成される。
その他の露光方法として、原版４と基板ａを結像光学系５に対して同時に移動させながら露光する走査露光を採用してもよい。この場合、基板ａを、露光フィールドｃに対してのみ変形すればよい。また、うねりもしくは厚みムラは、露光と同時（リアルタイム）に、もしくはステップ動作の間に検知すればよく、あらかじめ全体のうねりもしくは厚みムラを検知する必要がなくなる。すなわち、検知時間および露光終了までに要求される総処理時間が短縮できる。また、一度に変形しなければならない面積が狭くなるので、変形機構の大きさが縮小されるとともに、その制御が容易となる。
以下に、基板ａを変形する変形手段として圧電素子を用いた実施例を示す。
基板ａとして５５０×６５０ｍｍ、厚み０．７ｍｍの液晶ディスプレイ用ガラス（無アルカリガラス）を用いた。このガラス基板のうねりもしくは厚みムラ例えば厚みムラは基本的に基板の長辺方向のみであり、厚みムラの大きな方向では、ピークトウピークで１０μｍ、その基本周期は約１００ｍｍであった。
圧電素子１２にはストローク１５μｍのものを用いた。
吸着板１１の長さは基板ａの短辺と同一であり、真空吸着孔ｂと圧電素子１２とを含む変形要素１０（図２参照）を、長辺方向に沿って基板ａのうねりもしくは厚みムラ例えば厚みムラの基本周期の１／２である５０ｍｍピッチで、計１３個配置した。
基板ａを、この変形要素１０を設けたステージ１３にロードし、吸着板１１により吸着した状態で基板ａの表面のうねりもしくは厚みムラを検知し、その情報に応じて圧電素子１２にそれぞれ対応する電圧を印加して、うねりもしくは厚みムラを補正した。なお、左右の圧電素子１２の変位量を異ならせて変形要素１０の高さを不均一として、より基板ａに密着しやすいようにした。
その状態を保ったまま、レンズプロジェクション露光により、露光フィールド１００ｍｍ角でステップ露光を行なった。このときの最小線幅は１μｍであり、焦点深度（ＤＯＦ）は、    
λ＝０．３６５μｍ（使用波長）、ｋ＝１．０
このとき、ＤＯＦは、    
ＤＯＦ＝ｋ・Ｒ２／λ＝２．７μｍである。従って通常では基本周期１００ｍｍ、１０μｍのうねりもしくは厚みムラを有する基板ａは、一部解像しないはずであるが、全面にわたり完全なレジストパターンを得た。
以上説明したように、上記実施形態によれば、基板表面すなわち露光面に存在する凹凸であるうねりもしくは厚みムラを補正するうねりもしくは厚みムラ装置により、露光時間中は、露光面が結像光学系の焦点深度内に入るように基板表面のうねりもしくは厚みムラを補正できる。従って、基板表面のうねりもしくは厚みムラにより結像面と露光面の乖離することが少なくなり、焦点深度の狭い露光装置により露光パターンを露光する場合においても、露光面に形成される露光パターンのぼけが低減される。この結果、液晶ディスプレイ等に利用されるガラス基板など、特にうねりもしくは厚みムラの大きな基板（被加工または処理対象）に対しても超微細パターン加工が可能になる。
次に、本発明のさらに具体的実施形態を、図面を参照して説明する。
図６に、本発明を実施した露光装置の概略図を示す。
図６に示すように、ガラス基板にパターンを露光する露光装置３０１は、露光実施部３０と板厚測定部４０を有する。
露光実施部３０は、例えば照明系（照明装置）３１、マスク（原版）３２、マスクスキャンステージ３３、マスクホルダ３４、結像光学系３５、基板スキャンステージ３６、基板変形部３７等を有する。
板厚測定部４０は、ローダ４１、ロボットアーム４２、両面板厚センサ４３、裏面板厚センサ４４、被露光用基板４５、基板カセット４６等を有する。
なお、図６に示した露光装置３０１は、ステップアンドスキャン方式であるが、ステップアンドリピート方式においても基本的な動作は同様である。
照明系３１は、被露光体、例えばレジスト層を露光し、感光させるに充分な波長とエネルギー光を出射する光源、例えばＫｒＦエキシマレーザ装置である。なお、光源３１から出力されたレーザ光は、この例では、反射鏡１１１を介して概ね９０°進行方向が変化される。
反射鏡１１１で進行方向が９０°変化されたレーザ光は、断面ビーム形状を予め定められたマスク３２を照射する形状およびサイズに拡大あるいは縮小する光学レンズ１１２により所定の形状の断面ビーム形状が与えられる。
マスク３２は、光学レンズ１１２の焦点位置に配置され、基板すなわちガラス基板４２所定の面に予め塗布されているレジスト層に、所定の露光パターン（光学像）を提供する。この光学像すなわちマスク３２により形成される露光パターンは、回路パターンやＭＯＳ−ＴＦＴ構造パターンである。
マスクスキャンステージ３３は、マスクホルダ３４に仮固定されたマスク３２を予め定められた方向例えばｘ方向に予め定められたプログラムで移動させる。
結像光学系３５は、マスク３２を透過した光学像をレジスト層の表面に結像する。
基板スキャンステージ３６は、マスク３２と同一方向、例えばｘ方向に予め定められた手順で所定のタイミングで移動可能である。
基板変形部３７は、表面にうねりもしくは厚みムラを有する基板に対してこのうねりを打ち消す方向に基板を変形させる吸着機構、例えば図２を用いて前に説明したような１次元状吸着板である。なお、吸着板の吸着力は、被露光用基板４５のうねりもしくは厚みムラの大きさに基づいて、所定の範囲で変更可能である。この場合、例えばポンプ１４（図１参照）による排気量を直接変更してもよいし、配管１４ａの所定の位置に、図示しない調整機構、例えば電磁弁などを設け、その開度を制御装置３により制御してもよい。また、吸着板は、真空ポンプに接続された多数の吸引孔が配列された真空吸着、静電チャックなどの仮固定手段が最適である。
ローダ４１は、露光処理前の被露光処理体、例えば被露光用基板４５がロボットアーム４２により自動的に取り出し可能に、任意枚数の基板４５を収容した基板カセット４６を位置合わせする機構である。この位置合わせ機構は、次に取り出す被露光用基板４５をロボットアーム４２が取り出すために予め定められた高さ（位置）に、図示しない駆動伝達機構により移動可能である。なお、駆動伝達機構としては、例えばボールスクリュー等が利用可能である。
ロボットアーム４２は、基板カセット４６から次に露光処理するための被露光用基板４５を取り出し、基板スキャンステージ３６の予め定められた位置に位置合わせして設置する機構を有する。
ロボットアーム４２の被露光用基板４５と接触する部分は、金属例えば表面がアルミナ処理されたアルミニウムで構成することが、ゴミの発生を抑制でき、望ましい。
ロボットアーム４２は、ロボットのＸ−Ｙ−Ｒ・θの任意の方向に３６０°回転可能な操作軸に支持されている。なお、ロボットは例えばスカラーロボットである。
両面板厚センサ４３もしくは裏面板厚センサ４４は、基板カセット４６から取り出した被露光用基板４５の板厚を表面と裏面のそれぞれから測定することにより、被露光用基板４５のうねりもしくは厚みムラ量を検出する。両面板厚センサ４３や裏面板厚センサ４４は、信号処理系（例えば図１に示した制御装置３）に接続されている。なお、図６では、両面板厚センサ４３と裏面板厚センサ４４の両方が示されているが、実施に際しては少なくともいずれか一方が設けられていればよい。
被露光用基板４５は、例えば液晶表示装置用のガラス基板上に下地絶縁体層、非晶質半導体層、レジスト層などが順次積層されたものである。
基板カセット４６は、被露光用基板４５を収納するもので、ローダ４１上に載置され、ロボットアーム４２により基板４５を自動的にローディングできるように予め定められた等間隔で配列されたものである。
次に、被露光用基板４５を露光するための搬送工程を説明する。
先ず、ローダ４１に収容されている基板４５の任意の一枚がロボットアーム４２によりセンサ４３とセンサ４４が設けられている所定位置に搬送される（Ｓ１０１、搬送工程）。即ち、図８に示すように、最初にロボットアーム４２によって基板カセット４６から予め定められた位置に収容されている被露光用基板４５が取り出される。
次に、センサ４３とセンサ４４が設けられているセンサ部で停止され、基板４５に固有のうねりもしくは厚さムラが測定される（Ｓ１０２、測定工程）。測定工程は、例えば両面板厚センサ４３あるいは裏面板厚センサ４４によってロボットアーム４２上の被露光用基板４５の板厚やガラス基板の板厚を測定する工程である。なお、ガラス基板のうねりもしくは厚みムラの特徴が図２３により前に説明した通り、ガラス基板の製造方法に起因して、ほぼ１次元的であることが知られているので、数ｍｍ間隔の一定な周期で板厚が変動しているガラス基板の場合、板厚変動が大きな方向（図７のｘ方向）に測定位置を走査して一次元的に測定してもよい。
従って、板厚変動が一定の周期で発生しているため１回の走査で全面の板厚変動データを得ることができ、被露光用基板４５の板厚変動の測定時間を短縮することができる。この測定は、数ｍｍ間隔で２次元的に全面に渡って測定位置を走査し測定してもよいが、凹凸が図７に示すように規則性がある場合、一次元的に測定する方がより測定時間が短くなる。また、図７に示すようなガラス基板のように一方向で大きな板厚変動を有している基板ではこれで十分である。
このように、被露光用基板４５のうねりもしくは厚みムラの測定時に、基板変形部３７に先に置かれた被露光用基板４５に対して露光実施部３０で位置合せや露光が行われる方が望ましく、露光工程時間を短縮できる。
この後、ロボットアーム４２により、被露光用基板４５が基板カセット４６から基板変形部３７へ置かれる。
以下、基板変形部３７において被露光用基板４５の表面が平坦化されるとともに、予め基板に形成されている半導体薄膜に、結像光学系３５により、マスク３２を透過した光学像（ＭＯＳ−ＴＦＴすなわち薄膜トランジスタ向けパターン）がレジスト層の表面に形成され、必要に応じて次工程が実施される。
なお、液晶表示パネルを形成する際には、上述した各工程によりＴＦＴパターンが形成された第１のガラス基板と、同様の工程によりうねりもしくは厚みムラが補正された状態で、対向基板向けの所定のパターンが形成された第２のガラス基板とが、所定間隔で対向された後、両基板間に、所定厚さの電気光学物質例えば液晶材を配置し、両基板間を気密して駆動回路などを付加することで、液晶パネルが形成される。
次に、図８および図９を用い、図６に説明した露光装置の動作を詳細に説明する。なお、図８および図９において図６と同一部分には、同一符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
図９に示すように、搬送工程（Ｓ１０３）は、ロボットアーム４２上の板厚の測定が終了した被露光用基板４５を基板変形部３７の予め定められた位置に搬送する。
次に、平坦化工程（Ｓ１０４）を次のように行う。即ち、この搬送動作中に、被露光用基板４５の露光面が平坦になるように（打ち消すように）板厚の厚さムラの測定データを基に基板変形部３７の表面を凹凸（上下方向に移動）に制御する。
次に、被露光用基板４５の位置合せや露光工程を行う（Ｓ１０５）。
露光工程を終了すると、被露光用基板４５を別の露光処理済み基板を収納するための基板カセット４６あるいは同一の基板カセット４６に収納する（Ｓ１０６）。あるいは、そのまま次工程例えば現像装置へ移送してもよい。
次に、以上の工程を図１０に示すタイムチャートを参照して露光プロセス時間の短縮状況を説明する。
図１０より、被露光用基板４５を取り出し（Ｓ１０１）、被露光用基板４５における少なくとも露光領域の板厚を測定する測定工程（Ｓ１０２）、被露光用基板４５を基板変形部３７に搬送する搬送工程（Ｓ１０３）と、基板変形部３７の表面を凹凸にする平坦化工程（Ｓ１０４）、被露光用基板４５の位置合せや露光を行う露光工程（Ｓ１０５）、被露光用基板４５を基板カセット４６に収納する搬送工程（Ｓ１０６）がオーバラップする。従って、基板のうねりもしくは厚みムラの検知と露光工程が独立した周知の露光装置を用いる場合に比較して、基板への露光終了までに要求される時間が短縮されることが判る。
次に、図１１を参照して図６により前に説明した露光装置の他の実施形態を説明する。
図１１に示す露光装置の特徴は、図６の両面板厚センサ４３と裏面板厚センサ４４の代わりに凹凸測定用ステージ４７と表面凹凸センサ４８を設けた点にある。図６と同一部分には、同一符号を付与し、その詳細な説明は重複するので省略する。
基板カセット４６には被露光用基板４５が予め定められた位置に搬入されている。
ロボットアーム４２によって被露光用基板４５が基板カセット４６から凹凸測定用ステージ４７に搬送される。
表面凹凸センサ４８によって凹凸測定用ステージ４７上の被露光用基板４５の表面の凹凸を測定する。
表面凹凸センサ４８からの出力は、被露光用基板４５の表面の凹凸（うねり）信号を増幅し、このうねりを打ち消すようにステージを駆動する信号を出力する信号処理系に接続される。
凹凸測定用ステージ４７の被露光用基板４５と接する面に設けられた真空吸着用の穴や溝を設置する配置は、基板変形部３７の配置と同一にする。
これらの穴や溝によっても被露光用基板４５が変形するため、基板変形部３７に置いた被露光用基板４５を測定時と同じ状態にするためである。
次に、図１１の露光装置による被露光用基板４５のハンドリングの実施形態を、図１３ないし図１５を参照して説明する。
最初に、搬出工程（Ｓ２０１）において、ロボットアーム４２によって基板カセット４６から次に露光処理するための予め定められた被露光用基板４５を取り出す。この取り出し操作は、予め制御装置１０１のメモリに記憶されたプログラムにより行われる。即ち、ローダ４１を操作して次に露光処理するための被露光用基板４５の収納位置を予め定められた位置に設定する。この位置は、ロボットアーム４２による被露光用基板４５の基板カセット４６への出入のために予め設定された位置である。ローダ４１は、ローダ４１に内蔵されているボールスクリューを、この位置に一致するよう、回転させることにより位置合わせする。
次に、制御装置１０１からの制御によりロボットアーム４２を回転させて、ロボットアーム４２を当該被露光用基板４５とその下側に収納されている被露光用基板４５との間に挿入したのち、ロボットアーム４２を上方に予め定められた設定量移動させて、ロボットアーム４２上に当該被露光用基板４５を載置した状態で戻る操作をすることにより被露光用基板４５を基板カセット４６から取り出す。
次に、図１４に示すように、搬送工程（Ｓ２０２）は、ロボットアーム４２上の被露光用基板４５を凹凸測定用ステージ４７上の予め定められた位置に位置決めして搬送し、載置する。
ここで、表面凹凸測定工程（Ｓ２０３）は、表面凹凸センサ４８によって被露光用基板４５の表面の凹凸を測定する。
表面凹凸センサ４８による被露光用基板４５の表面の凹凸測定データは、制御装置１０１のメモリの予め定められた位置に記憶され、被露光用基板４５表面の平坦化操作に利用される。被露光用基板４５の表面の凹凸測定終了信号を制御装置１０１が受信したのち、制御装置１０１は、図１５に示すように、ロボットアーム４２によって凹凸測定用ステージ４７上の被露光用基板４５を基板変形部３７上の予め定められた位置に搬送する制御をする（搬送工程（Ｓ２０４））。
制御装置１０１は、この搬送動作中に、メモリに記憶された被露光用基板４５の表面の凹凸測定データを読み出し、被露光用基板４５の露光面が平坦になるように上記測定データを基に基板変形部３７の表面を凹凸になるように制御する（平坦化工程（Ｓ２０５））。
即ち、基板変形部３７表面の凹凸制御として、基板変形部３７上に載置された被露光用基板４５の表面が、平坦になるように制御される。この被露光用基板４５表面の平坦化操作領域は、露光領域毎に移動させて実施してもよいし、全面一斉に実施してもよい。
次に、基板変形部３７上に載置された被露光用基板４５の位置合せや露光を行う（露光工程（Ｓ２０６））。位置合せは、制御装置１０１の制御により基板変形部３７の予め定められた基準位置と被露光用基板４５の予め定められた位置合せ位置とを一致させる操作により行われる。
露光工程は、例えばステップアンドリピート方式であり、図７を用いて前に説明した一軸方向（ｘ方向）に、基板変形部３７（すなわち基板４５）を、順次移動させて行う。
露光工程を終了すると、被露光用基板４５を別の基板カセット４６あるいは同一の基板カセット４６に収納する（搬送工程（Ｓ２０７））。あるいは、そのまま現像装置へ移送されてもよい。
次に、以上の工程を図１２に示すタイムチャートを参照し、図１３ないし図１５に説明した図１１の露光装置による被露光用基板による露光プロセス時間の短縮状況を説明する。
基板カセット４６より、被露光用基板４５を取り出す搬出工程（Ｓ２０１）、被露光用基板４５を凹凸測定用ステージ４７上に搬送する搬送工程（Ｓ２０２）、被露光用基板４５の表面の凹凸例えば被露光用基板４５の板厚を測定する測定工程（Ｓ２０３）、被露光用基板４５を基板変形部３７に搬送する搬送工程（Ｓ２０４）と、基板変形部３７の表面を凹凸にする平坦化工程（Ｓ２０５）、被露光用基板４５の位置合せや露光を行う露光工程（Ｓ２０６）、被露光用基板４５を基板カセット４６に収納する搬送工程（Ｓ２０７）とがオーバラップする。従って、基板のうねりもしくは厚みムラの検知と露光工程が独立した周知の露光装置を用いる場合に比較して、基板への露光終了までに要求される時間が短縮されることが判る。
次に、図１および図２に示したうねり補正システムの他の具体的実施形態を、図１６を参照して説明する。
図１６は、液晶表示装置用ガラス基板上に半導体装置を形成するための露光装置の被露光用基板を載置するためのステージの具体的構成を示している。
基盤例えば横幅（ｘ方向）４００ｍｍ、奥行き（ｙ方向）４００ｍｍの鋼鉄製の方形状基盤５１上には、吸着板例えば直方体状吸着板５２が予め定められた間隔例えば１０ｍｍ間隔で、例えば５列、配列される。各直方体状吸着板５２は、独立に、上下方向（ｚ方向）に移動可能に設けられている。
各直方体状吸着板５２は、この実施形態では、同一長さであり、被露光用基板４５の短辺方向の長さである。各直方体状吸着板５２の長さは、１本又は複数本毎に短くてもよい。被露光用基板４５の大きさは、横幅例えば３００ｍｍ、奥行き３２０ｍｍの方形状ガラス基板である。
この場合の各直方体状吸着板５２の長さは、３２０ｍｍであり、配列範囲の横幅は、例えば３００ｍｍである。上下方向に移動させる手段は、方形状基盤５１と各直方体状吸着板５２間に介在して設けられた電気信号により上下方向（ｚ方向）の移動量を調整可能な手段例えば圧電体素子、空気圧調整装置、ボールスクリューなどである。上下方向に移動させる手段による移動距離は、被露光用基板４５に生ずるうねりもしくは厚さムラの高さで決定される距離であり、例えば±１０〜３０μｍである。
図１６に示すこの実施形態では、方形状基盤５１の各直方体状吸着板５２が配列される位置には、各直方体状吸着板５２の底部側一部が嵌合するように溝５３が形成されている。また、各溝５３には、圧電体素子５４が埋め込まれている。この圧電体素子５４は、各直方体状吸着板５２を複数箇所で支持するように設置してもよいし、一枚の細長い帯状体で構成してもよい。
圧電体素子５４上には、直方体状吸着板５２が少なくとも１列載置されている。
各直方体状吸着板５２には、被露光用基板４５を仮吸着するための間隔で複数個の真空吸着用吸着孔５５が設けられている。この各吸着孔５５は、各直方体状吸着板５２毎に吸着と離脱操作が独立に制御可能に真空ポンプ５６に接続されている。
このようにして露光装置用のステージ３７が構成されている。なお、被露光用基板４５の吸着手段は、静電チャックでもよい。
次にこのような露光装置用のステージ３７上に被露光用基板４５を搬送する方法を説明する。
被露光用基板４５のうねりもしくは厚さムラを測定したデータを制御装置１０１に出力する。この結果、被露光用基板４５には、横幅方向ｘに図７で示すようなうねりが発生していると仮定する。
制御装置１０１は、測定後の被露光用基板４５をステージ３７上に搬送する指令を出力する。
予め定められた手順により被露光用基板４５の奥行き方向を各直方体状吸着板５２の長さ方向にし、被露光用基板４５の横幅方向ｘを各直方体状吸着板５２の配列方向に位置合わせする。この結果、各直方体状吸着板５２の長さ方向が、図７に示すうねりの方向ｘに対して垂直方向ｚに一致する。
このとき、制御装置１０１は、真空ポンプ５６を動作させて真空吸引作用を発生させ、被露光用基板４５を各直方体状吸着板５２に真空吸着するとともに、各圧電体素子５４に上記うねりもしくは厚さムラ情報から作成した被露光用基板４５表面の露光面が平坦化されるように上下方向の駆動情報を供給する。
この作用により被露光用基板４５表面の露光面が少なくともｙ方向の所定幅区間（ｘ方向に概ね１０ｍｍ区間）に亘って平坦化される。吸着板５２および圧電素子５４が５列であるならば、ガラスすなわち被露光用基板４５のｙ方向の全域とｘ方向の概ね５０ｍｍの範囲が、平坦化される。被露光用基板４５表面の露光面が平坦化されるとは、図２１により前に説明したＤＯＦ外に位置する露光面Ａを、図１９に示すように、ＤＯＦ内に収まるよう上下動させる（位置を調整する）ことである。
上記実施形態では、総ての直方体状吸着板５２の吸着操作を実施したが、例えばステップアンドスキャン露光の露光方式の場合、露光領域毎に吸着、上下動操作してもよい。
図１７に、基板変形部３７（図１６に示したうねりの影響を排除可能な露光装置のステージ３７の）の制御系のブロック図を示す。基板変形部３７の制御系は、インタフェース２４を介して制御装置３の出力信号を入力し、基板変形部コントローラ２５と電源回路２６を介してｘドライバ２７およびｙドライバ２８に駆動電圧と列選択信号（列アドレス）を供給し、基板変形部３７の所定のライン（吸着板５２）に配置した圧電素子１２の変位量を個別に制御する。各吸着板５２には、この他に図示しないスイッチング素子と容量素子を配置し、圧電素子１２の駆動電圧を一定時間保持する。
板厚測定センサの出力電流はＡ／Ｄ変換されて制御装置３に入力され、これより基板ａのうねりもしくは厚みムラの方向と変位量が計算される。そして、制御装置３は、上述したが、図２１のＤＯＦ外にある露光面Ａが、図１９に示すようにＤＯＦ内に入るように計算する。即ち、露光面のすべての点がＤＯＦの範囲内に収まるようにうねりの方向と変位量および圧電素子１２の位置関係に応じて各圧電素子１２の伸縮方向と伸縮量が計算され、伸縮方向と伸縮量に応じた極性と大きさの電圧が各圧電素子１２に出力される。
うねりの補正は、うねりの検知と同様に、被露光用基板４５の厚みムラの大きな方向の１次元についてのみ行ってもよい。この場合は、吸着板１１の底面の長さ方向に配列した圧電素子１２に出力する電圧の極性と大きさはすべて同じになる。うねりの検知と補正を１次元についてのみ行うことにより、うねりや厚みムラの検知手段や変形手段の構成が単純となり、また制御も容易となる。
その他の補正方法として、被露光用基板４５のうねりもしくは厚みムラを検知し、それに合わせて被露光用基板４５裏面の真空吸着力（空気圧力）に分布をもたせることにより被露光用基板４５を変形し、露光面がほぼ結像面と一致するように補正するようにしてもよい。この場合、被露光用基板４５の変形が大きなうねりにも追従できるように、被露光用基板４５に接する面に弾性のある材料を用いてもよい。
具体的には、図１８に示すように、最初に、図７のｘ方向に板厚測定センサを走査させながら被露光用基板４５の板厚（通常０．５〜１．１ｍｍ）を測定し、その板厚測定値ｔｎ（少なくとも０．１μｍの桁以上の値）とセンサ走査システムから出力されるその位置座標（ｘｎ、ｙｎ）をパソコン３のメモリに記憶する（ステップＳ３０１）。次に、板厚の平均値＜ｔ＞を求め、ｔｎをｔｎ＝＜ｔ＞±Δｎという形に変換し、記憶する（ステップＳ３０２）。
次に、±Δｎの圧電素子１２の伸縮量に相当する電圧Ｖｎをその位置（ｘｎ、ｙｎ）にある圧電素子１２にそれぞれ印加する（ステップＳ３０３）。
次に、基板変形部３７に被露光用基板４５を置く（ステップＳ３０４）。
次に、被露光用基板４５を真空吸着させる（ステップＳ３０５）。
最後に、アライメントを行い、露光を開始する（ステップＳ３０６）。
その他の露光方法として、マスク３２と被露光用基板４５を結像光学系５に対して同時に移動させながら露光する走査露光を採用してもよい。この場合、被露光用基板４５の変形は露光フィールドに対してのみ行ってもよい。それにより、うねりの検知は露光と同時に（リアルタイムに）、もしくはステップ動作の間に行えばよく、あらかじめ全体のうねりを検知する必要がないので、検知時間が短縮できる。また、一度に変形する面積が狭くなるので、制御が容易となる。
このように、本発明の基板処理（加工）装置においては、基板を保持する複数の吸着板を被露光用基板の露光面が平坦化されるように上下方向に移動して露光することによって、液晶ディスプレイのガラス基板など、うねりもしくは厚みムラ特に厚みムラの大きな基板に対し、結像光学系の焦点深度（ＤＯＦ）の範囲内で、露光パターンを正確に形成できる。すなわち、露光装置、処理装置、露光方法、薄膜トランジスタの製造方法および表示装置の製造方法などの用途において、基板（処理対象）の処理領域（基板表面すなわち露光面）に、ぼけのない露光パターンを確実に形成できる。
以上説明したようにこの発明によれば、処理対象物である板状体を保持する吸着機構を、板状体の処理対象領域の面方向の変位分の最大値が、処理装置の変位分の許容能力よりも少ない所定範囲内に収まるように補正できるので、被処理対象板状体に対する処理が均一化される。
また、総ての工程特に露光終了までに要求される総処理時間が短縮される。なお、基板を変形するための変形要素は、うねりまたは厚みムラすなわち変位の特徴に合わせて直線状もしくは１次元に用意すればよく、装置のコストも低減可能である。
なお、この発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形もしくは変更が可能である。また、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合、組み合わせによる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を実施した露光面のうねり補正装置の一例を説明する概略図。
【図２】図１に示したうねり補正装置に組み込み可能な吸着機構の一例を説明する概略図。
【図３Ａ】図１に示したうねり補正装置に組み込まれる圧電素子の動作を説明する概略図。
【図３Ｂ】図１に示したうねり補正装置に組み込まれる圧電素子の動作を説明する概略図。
【図４Ａ】図１に示したうねり補正装置により基板のうねりを検出する原理を説明する概略図。
【図４Ｂ】図１に示したうねり補正装置により基板のうねりを検出する原理を説明する概略図。
【図５】この発明が適用される一例であり、基板にパターンを露光する例を説明する概略図。
【図６】この発明をパターン露光装置に適用した一例を説明する概略図。
【図７】基板のうねり（一軸性）と一次元板厚測定センサによる測定方向の関係を説明する概略図。
【図８】図６に示した露光装置の動作の一例（被露光基板の取出し）を説明する概略図。
【図９】図６に示した露光装置の動作の一例（被露光基板を基板保持部に載置）を説明する概略図。
【図１０】図６に示した露光装置における板厚の測定と基板への露光工程を説明するタイムチャート。
【図１１】この発明をパターン露光装置に適用した別の一例を説明する概略図。
【図１２】図１１に示した露光装置における板厚の測定と基板への露光工程を説明するタイムチャート。
【図１３】図１１に示した露光装置の動作の一例（被露光基板の取出し）を説明する概略図。
【図１４】図１１に示した露光装置の動作の一例（被露光基板を凹凸測定用ステージ上に載置）を説明する概略図。
【図１５】図１１に示した露光装置の動作の一例（被露光基板を基板変形部に載置）を説明する概略図。
【図１６】本発明に利用可能な基板のうねり補正装置の別の実施の例を説明する概略図。
【図１７】図１に示した基板のうねり（一軸性）を補正する基板変形部を制御する制御系の一例を説明する概略ブロック図。
【図１８】図１に示した基板のうねり（一軸性）を補正するうねり補正装置における「うねり補正処理」の一例を説明するフローチャート。
【図１９】図１８に示した「うねり補正処理」により変形された基板と基板に露光されたパターンの焦点ぼけの関係を説明する概略図。
【図２０】「うねり補正処理」における圧電素子の動作量（制御量）を設定する方法の一例を説明する概略図。
【図２１】基板に生じるうねりと基板に露光されたパターンの焦点ぼけの関係、すなわち露光面と結像面の乖離を説明する概略図。
【図２２】ガラス基板に固有の「うねり」を説明する概略図。
【図２３】図２２に示したうねりの方向性（一軸性）を説明する概略図。
【符号の説明】
【０００８】
１…保持手段（基板変形機構）、２…うねりもしくは厚みムラ検知手段、３…制御装置、４…原版、ａ…基板、５…結像光学系、１０…変形要素、１１…吸着板（吸着手段）、ｂ…吸着板の真空吸着孔、１２…圧電素子（基板変形素子）、１３…ステージ、１４…真空ポンプ、１４ａ…配管、２１…半導体レーザ（光源）、２２…レンズ、２３…ＰＳＤ（位置検出装置）
【図１】
2004158847.tif 000003
【図２】
2004158847.tif 000004
【図３Ａ】
2004158847.tif 000005
【図３Ｂ】
2004158847.tif 000006
【図４Ａ】
2004158847.tif 000007
【図４Ｂ】
2004158847.tif 000008
【図５】
2004158847.tif 000009
【図６】
2004158847.tif 000010
【図７】
2004158847.tif 000011
【図８】
2004158847.tif 000012
【図９】
2004158847.tif 000013
【図１０】
2004158847.tif 000014
【図１１】
2004158847.tif 000015
【図１２】
2004158847.tif 000016
【図１３】
2004158847.tif 000017
【図１４】
2004158847.tif 000018
【図１５】
2004158847.tif 000019
【図１６】
2004158847.tif 000020
【図１７】
2004158847.tif 000021
【図１８】
2004158847.tif 000022
【図１９】
2004158847.tif 000023
【図２０】
2004158847.tif 000024
【図２１】
2004158847.tif 000025
【図２２】
2004158847.tif 000026
【図２３】
2004158847.tif 000027